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1會議概況
由中國植物保護學會雜草學分會、中國農業生物技術學會生物安全分會、南京農業大學雜草研究室共同主辦,SyngentaCompany協辦,雜草科學與農業生產安全國際學術研討會于2007年4月7~9日在南京農業大學翰苑大廈順利召開。
雜草科學的發展特別是除草劑的應用引領了20世紀的農業綠色革命和農業現代化的實現。在世紀之交,以轉基因作物特別是抗除草劑轉基因作物大面積種植為標志的農業技術革命,已經對農業生產產生深遠的影響。雜草科學的研究和雜草防除的方法將以生物學為核心,生物科學研究引領雜草科學的發展,影響雜草防除的方式和狀態,進而可能完全改變雜草防除的方法,雜草科學的生物科學時代已經來臨。雜草科學正面臨著新的機遇和挑戰?;仡櫸覈s草科學發展歷程,特別是近30年的研究,我國已取得不少成果,建立了以高等院校和科研院所為主體的科研體系,形成了雜草科學專門人才的培養體系;基本明確了中國雜草的發生分布規律,構建了以化學除草為主體的雜草控制技術體系;在生物除草劑、化感與雜草控制、外來入侵植物的入侵機制研究、轉基因作物環境安全評價等方面取得了一系列重要進展。同時,我們也面臨著諸多難題,雜草抗藥性越來越嚴重;除草劑藥害特別是殘留藥害普遍而嚴重;長期化學除草劑使用導致農田雜草群落發生演替,新的難防雜草不斷發生;隨著我國經濟全球化進程的加快,外來植物的入侵也愈演愈烈;轉基因作物的產業化也亟待更科學的環境安全性評價。本次研討會的主要目的是以科學發展觀思想為指導,以研討會為平臺,根據雜草科學領域發展趨勢,深入研討我國雜草科學面臨的機遇與挑戰,“十一五”雜草科學研究的方向和戰略,及雜草科學研究協作,并向有關主管部門在雜草科學研究領域的管理決策提出建議。
此次會議成立了由17人組成的組委會,主席為強勝教授,負責會議組織和籌劃。學術委員會由34人組成,分別由蓋鈞鎰院士任學術顧問委員會主席,楊永華教授任學術委員會主席。會議還得到了國家自然科學基金委、南京農業大學以及教育部“111”項目、德國拜耳作物科學(中國)有限公司、江蘇省蘇科農化有限責任公司的資助。
會議還邀請到了國際雜草學會主席、丹麥Copenhagen大學BernalE.Valverde教授,國際著名雜草抗藥性研究專家,澳大利亞西澳大利亞大學植物生物學系主任StephenB.Powles教授,國際著名生物除草劑專家,加拿大Mcgill大學AlanK.Watson教授,國際著名雜草科學專家、韓國首爾國立大學YongWoongKwon教授,生物除草劑專家、加拿大農業部Saskaton研究中心GaryPeng研究員,先正達公司Jean-LouisAlard博士和WintenRowley博士等,分別就雜草抗藥性及其管理、雜草稻、生物除草劑、稻田雜草綜合管理等方面作了特邀報告。另有36位國內專家分別就雜草稻及轉基因作物安全性、雜草生物防除、外來雜草、雜草抗藥性、雜草綜合防除等方面作了主題報告。這些報告反映了雜草科學近年來的最新研究動向和進展,使大家受益匪淺。
2會議學術內容
出席了這次研討會。由于各位與會者積極投稿,會議論文集共收錄了57篇論文。除上述7位國外嘉賓作了特邀報告外,有36位中國代表也作了主題報告。此次研討會的學術氣氛濃厚,除正式大會外,還利用晚間時間召開了3個小會,專家們分別就除草劑藥害、雜草抗藥性、雜草稻、生物除草劑問題進行了充分的討論和交流,形成了一系列共識,特別是表達了加強合作的意向,并決定在會后立即著手構建國際和國內兩個層次的合作研究框架。
本次會議共在6個方面進行了探討。
(1)雜草稻及轉基因安全。
丹麥Copenhagen大學生命科學學院農業科學系的BernalE.Valverda教授作了題為“HerbicideResistantRiceinLatinAmericaPracticalImplicationsforWeedyRiceandHerbicide-resistantWeedsManagement”(拉丁美洲的抗除草劑水稻:雜草稻和抗除草劑雜草的管理理念)的特邀報告。報告介紹了拉丁美洲抗除草劑轉基因水稻的研究開發、雜草稻的發生和危害等情況,強調了轉基因水稻種植可能引起的生態風險,特別強調了對雜草稻之間的基因漂移應給予更多的研究和關注。該報告獲得國內外同行的一致認同。上海復旦大學生態與進化生物學系盧寶榮教授作了題為《水稻轉基因向野生近緣種逃逸及其生態后果》的主題報告。盧教授根據所在實驗室多年的研究結果,介紹了水稻的近緣種,并分析了轉基因水稻基因和它們之間基因逃逸的風險的大小,其中對雜草稻也作了重點介紹,讓參會者對雜草稻以及和轉基因水稻的風險有了深入了解。南京農業大學雜草研究室的宋小玲博士作了題為《雜草稻在我國的發生危害及其與轉基因水稻基因流動的風險》的報告。報告中著重介紹了近年來雜草稻在我國的分布、發生情況,分析了雜草稻在我國發生量上升的原因,認為隨著水稻輕型栽培技術的發展,特別是免、少耕技術的推廣應用,造成了有利于雜草稻(Oryza.sativaf.spontanea)萌發生長的農田生態環境,致使雜草稻在我國水稻田的發生和危害逐年加重。
目前,該現象在遼寧、江蘇、浙江、廣東等省發生嚴重,危害巨大;在黑龍江、吉林、河北、安徽、湖北、湖南、江西等省也普遍發生。但是,由于雜草稻在外形上與栽培水稻極為相似,并沒有引起當地植保部門和農民的足夠重視。報告指出,由于雜草稻與栽培水稻對除草劑的反應一致,能選擇性地防除雜草稻的特效除草劑很少;且轉基因水稻向雜草稻基因流動的風險較大,不同基因型轉基因水稻向不同雜草稻種群發生基因流動的風險不同,因此在我國開展雜草稻的相關研究非常必要和迫切。報告人和參會者就雜草稻問題展開了激烈的討論后,達成了開展雜草稻合作研究的共同意向。此外中國農科院油料作物研究所盧長明研究員作了題為《轉基因抗除草劑油菜的培育及其安全性研究》的主題報告,東北農業大學農學院陶波教授作了題為《抗除草劑轉基因作物的生態安全》的主題報告,中國科學院植物研究所的魏偉副教授作了題為《抗蟲轉基因適合度的研究進展:以Bt油菜為例》的主題報告。報告均對轉基因作物的生態風險進行了論述,并提出了生態風險評價的方法和防范措施。這些報告對今后深入開展相關研究有重要參考價值。
(2)雜草抗藥性。
隨著化學除草劑的大量和重復使用以及種植制度的單一化,在世界范圍內普遍產生了抗除草劑雜草,抗性雜草的發生已經對世界糧食安全生產造成了嚴重危害,雜草抗藥性已成為世界雜草科學工作者共同關注的問題。本次會議上,西澳大利亞大學植物生物學學院教授、國際著名雜草抗藥性專家StephenB.Powles作了題為“ChinaCanLearnfromAustraliaandAvoidAustralia’sMajorHerbicideResistantWeedProblem”(中國可以借鑒澳大利亞防止主要抗藥性雜草種群發生的經驗)的特邀報告。Powles教授用幽默風趣的語言使與會者深刻體會到重復使用單一除草劑以及種植制度單一化所造成的后果,也使中國的雜草科學家更加認識到了我國雜草抗性問題的嚴峻性和面臨的挑戰。SyngentaCompany的Jean-LouisAlard博士和WintenRowley博士也分別作了題為“ContributionofSyngentaCompanyonHerbicide-resistantWeedsResearchintheWorld”(先正達公司對全球除草劑抗性研究的貢獻)和“PracticeonManagementofHerbicide-resistantWeedsinAustrilia”(澳大利亞雜草抗性治理實踐)的特邀報告,報告為各國雜草科學家從事抗性雜草的管理工作提供了寶貴經驗。
中國農業科學院植保所張朝賢研究員對我國抗藥性雜草發生種類、分布狀況以及防治對策進行了綜述。中國農業大學農業和生物技術學院李召虎教授則對他領導的課題組長期進行的野燕麥抗藥性監測、檢測研究成果進行了介紹。德國拜耳公司的由振國博士報告了他們在用除草劑來管理相關雜草產生抗藥性的經驗。此外,山東農業大學植保學院王金信教授、沈陽農業大學植物保護學院魏松紅副教授、山東省除草劑新技術開發推廣中心蔣仁棠研究員等專家作了煙草愈傷組織對苯磺隆的抗性誘導及抗性植株篩選、抗除草劑作物的誘變篩選和苯磺隆對雜草的抗藥性及殘留藥害對后茬作物的安全性研究的報告,展示了我國雜草抗藥性方面的研究進展和主要成果。
(3)生物除草劑。
隨著抗藥性雜草的普遍發生和化學除草劑大量使用帶來的污染,生物除草劑在雜草防治中的作用也越來越重要。本次會議邀請了加拿大Mcgill大學、國際著名生物除草劑專家AlanK.Waston教授作了題為“ImprovingBioherbicidePerformance”(提高生物除草劑藥效的途徑)的特邀報告。Waston教授把自己多年從事生物除草劑研究的經驗和如何提高生物除草劑藥效的途徑作了詳細介紹。加拿大農業部Saskaton研究中心、國際著名生物除草劑專家PengGary研究員作了題為“HowCanWeAddressSafetyandEconomicIssuesduringDevelopmentofMycoherbicidesLACaseStudyforColletorichumtruncatumonScentlessChamomile(利用Colleto-richumtruncatum生物控制母菊的安全性研究)的特邀報告,對我國開發和研制生物除草劑有重要參考價值。南京農業大學雜草研究室強勝教授作了題為《一種微生物源除草劑的作用機制、靶標及其除草潛力》的主題報告。
強勝教授報告了南京農業大學雜草研究室10多年來從事生物除草劑的研究歷史和成果,介紹了一種新的真菌毒素的抑制光合作用系統II靶標,該物質具有活性較高、殺草譜廣、作用速度快等優點。根據作用靶標,模擬該化合物的功能基團,人工合成了有活性的系列化合物,由此證明了該物質骨架是全新的光合作用系統II的抑制劑,有望對其進一步深入研究并實現產業化,此項研究是我國乃至國內研究生物除草劑的重要進展。該成果為首次進行會議學術交流,部分內容已經發表在國際著名雜志Biochemia&BiophysicaActa-Bioe-nergetics。報告對生物除草劑的開發和研制提供了很好的思路。此外,沈陽農業大學的谷祖敏講師作了相關報告。
(4)外來雜草。
外來雜草已成為嚴重危害我國農業生產和生態環境的重要因子,因此外來雜草也是本次會議的重要議題,有9位代表作了相關的主題發言。主要報告內容包括入侵植物的入侵和擴散機理、入侵植物在我國的分布和危害、入侵植物的防治和利用等。復旦大學的李博教授對我國植物入侵的格局和成因進行了深入分析;中國科學院西雙版納熱帶植物園昆明分部的馮玉龍教授對入侵植物和同屬本地種氮分配、資源捕獲和利用能力的差異進行了比較;江蘇省植保站刁春友站長還介紹了加拿大一枝黃花在江蘇的發生、危害和防治情況。這些報告引起了國內外嘉賓的高度重視,為我國深入開展外來入侵植物的研究提供很好的研究思路,并為防治入侵雜草提供了很好的方法。
(5)雜草綜合防治和除草劑藥害。
韓國漢城國立大學植物科學學院的KwonYongWoong教授作了題為《基于經濟和安全的水稻田雜草管理方法》的報告。報告介紹了韓國水稻田現代化的管理方法,對我國水稻安全生產有重要的參考價值。中國農科院張澤溥研究員作了題為《加強綜合治理及生物技術應用研究,改進雜草治理》的主題報告,呼吁我國的雜草科學家應重視綜合治理和生物技術的研究,為我國農業生產做出貢獻。報告得到了參會者的一致響應。之外還有利用覆蓋植物防除經濟林雜草的報告。
除草劑是現代農業生產的重要組成部分,它既能對目標雜草起到防除和控制作用,同時還可能對作物造成某種傷害或不利影響。針對近年來我國除草劑藥害的發生較為頻繁的情況,農業部全國農技推廣中心的梁桂梅高級農藝師作了題為《除草劑藥害及雜草可持續性管理》的主題報告。報告介紹了近年來除草劑藥害的主要發生特點,結合引起除草劑藥害增加的原因分析,進而提出了有效加強除草劑藥害防控的對策建議,報告對今后除草劑藥害發生的預防有很好的促進作用。黑龍江省農科院黃春艷研究員介紹了常見除草劑藥害的診斷技術,為藥害的鑒別提供了科學依據。農業部農藥檢定所張宏軍高級農藝師對我國新登記的除草劑活性進行了評價,為今后除草劑的科學應用提供了最新信息。
(6)野外考察加拿大一枝黃花。
會后來自加拿大的兩位外賓AlanK.Waston教授和PengGary研究員與江蘇省植保站及南京農業大學雜草研究室的科研人員一起考察了加拿大一枝黃花在江蘇省蘇州市和鹽城的發生、危害和防治情況。考察人員聽取了太倉植保植檢站和大豐市植保植檢站的工作人員關于加拿大一枝黃花的介紹,外賓也向我國工作人員介紹了加拿大一枝黃花在加拿大的分布和危害情況。雙方人員一同考察了加拿大一枝黃花在廠區、河邊、荒地的發生情況,重點考察了其防治情況。之后中外專家交換了加拿大一枝黃花在我國蔓延原因的意見,并提出了今后有關加拿大一枝黃花生物防治的合作意向。
(1)評價轉基因水稻的抗性基因向雜草稻流動的風險。
雜草稻(WeedyRice)是栽培水稻自然野化的一種特殊水稻材料,又稱雜草型稻或水稻雜草種系。目前對其起源有兩種觀點,栽培稻與野生稻或秈、粳稻自然串粉雜交產生的。雜草稻和栽培水稻同屬于稻屬和稻種,親緣關系極為密切。因此,雜草稻往往與栽培稻相伴生。目前,世界上主要水稻種植國家和地區均發現有雜草稻,在東南亞一帶已經成為最普遍的水稻田雜草。由于雜草稻變異類型非常豐富,且抗逆性較強,很難對其進行有效的控制,甚至已成為限制拉丁美洲、東南亞國家水稻產量提高的最主要的雜草因素。早在20世紀50,60年代,雜草稻在我國安徽省巢湖、江蘇連云港、海南、廣東等部分稻區就已經有報道,不過隨著管理水平的提高,70年代后期已很少發生。但是,近年來隨著水稻輕型栽培技術的發展,特別是免、少耕技術的推廣應用,造成了有利于雜草稻萌發生長的農田生態環境,導致雜草稻在我國水稻田的發生和危害逐年加重,給水稻生產帶來的損失越來越大。此外,雜草稻和栽培水稻對除草劑的反應一致,且雜草稻具有極強的雜草性,從而使其能在稻田中不斷繁衍。鑒于雜草稻在我國廣泛分布并有蔓延趨勢,并存在轉基因水稻抗性基因向雜草稻流動的可能性(對某些雜草稻的品種,潛在的可能性很大),因此在我國目前形勢下,迫切需要全面深入評價轉基因水稻的抗性基因向雜草稻流動的風險,為轉基因水稻在我國的安全釋放和產業化提供堅實的理論依據。
(2)開展抗藥性雜草調查。
已有研究表明,日本看麥娘(Alopecurusjaponicus)、菵草(Bachmanniasyzigachne)和稗(Echinochloacrusgalli)分別對綠麥隆、丁草胺、殺草丹產生了抗藥性。稻田的稗、雨久花(Monochoriakorsakowii)、矮慈姑(Sagittariapygmaea)、扁稈藨草(Scirpusplaniculmis),特別是稗對不同除草劑產生了抗性。麥田的日本看麥娘對氯磺隆、甲磺隆、綠麥隆產生了抗性;菵草對氯磺隆、綠麥隆產生了抗性;豬殃殃(Galiumaparine)、播娘蒿(Descurainiasophia)和麥家公(Lithospermumarvense)對2,4-D和苯磺隆產生了抗性。大豆田的早熟禾(PoaAnnua)對喹禾靈、氟吡甲禾靈產生了抗藥性。棉田的牛筋草(Eleusineindica)對氟樂靈具有抗性。玉米田的稗對阿特拉津的抗性越來越高。其他作物田的通泉草(Mazuspumilus)、打碗花(Calystegiahederacea)對滅生性除草劑百草枯、草甘膦的抗性也越來越強。我國近幾年才開始研究雜草抗藥性問題。目前,我國的抗藥性雜草越來越多、抗性越來越強,迫切要求我們加大力量盡快開展全國性的抗藥性雜草調查、研究抗性機理、監測和管理抗性雜草。
(3)開發農作物藥害防控技術。
除草劑是現代農業生產的重要組成部分,它既能對目標雜草起到防除和控制作用,也可能對作物造成某種傷害或不利影響,即除草劑藥害。除草劑藥害產生的原因很多,如除草劑使用不科學、不合理,施藥時期或施藥方法不適當,施藥技術或施藥器械有欠缺,氣候條件異常等。近年來,我國除草劑藥害的發生呈現如下主要特點:致害除草劑種類多;藥害發生范圍廣;大型藥害事故突增;藥害造成的影響巨大。
據研究,近年來,有19類、140多個除草劑品種在我國的一些地區時常對農作物造成藥害;各地都發生了不同程度的藥害,華北、東北和長江中下游部分地區比較突出;受害作物不僅有玉米、水稻、小麥等糧食作物,還有蔬菜、果樹、油料等經濟作物;進入21世紀后,除草劑引起的藥害事故突增,涉及面積可達數公頃甚至數百公頃以上,損失數萬元乃至數百萬元;大型農作物藥害事件不僅造成經濟損失,還影響地方經濟發展政策、生態環境安全、群眾身體健康等多個方面,并可能誘發和激化農村社會矛盾,造成不安定因素,這使農作物藥害事件由單純的自然科學事件演化為復雜的社會事件。因此,我們建議對農作物藥害防控技術的開發研究盡快進行立項,組織一些科研、教學單位的專家重點針對藥害產生機理、藥害癥狀快速診斷與補救方法、噴霧防飄技術研究和藥害補救新產品等方面進行技術攻關,為藥害的診斷和防控提供技術支撐。
(4)加強生物除草劑研究。
化學除草劑在成為當今雜草防除主要手段的同時,也給我們帶來了相應的不良影響,如居住的環境污染、抗藥性雜草的出現和蔓延、除草劑殘留引起的后茬作物的藥害問題等等。目前,雜草科學的研究正在向深度和廣度上進一步探索,為解決這些問題提供了新的契機。國內外多個生物除草劑的研制與開發,也已得到廣泛的認可和關注。生物除草劑一般具有對環境友好的特點,不會像化學除草劑產生諸如污染環境、對后茬作物的藥害等問題。我國在生物除草劑研究方面投入的力量和研究經費還比較少,尚沒有商業化的產品問世。通過廣泛研究生物除草作用的機理特別是發現新的生物除草化合物,并研究殺草機制,可為利用該類結構開發新型除草劑提供重要的理論基礎,有可能進一步發現新的具有自主知識產權的新除草劑。因此,加強生物除草劑的研究非常必要。