割断农药残留之索 打造安全生态环境——专访中国农业科学院植物保护研究所郑永权副所长
2011-11-06吴应清胡魁元
本刊记者 吴应清 胡魁元
割断农药残留之索 打造安全生态环境
——专访中国农业科学院植物保护研究所郑永权副所长
本刊记者 吴应清 胡魁元
专家档案:
郑永权,1962年生,研究员,博士生导师。1985年毕业于南京农业大学,获学士学位;1998年毕业于中国农业科学院研究生院,获硕士学位;2004年毕业于华中师范大学,获理学博士学位。现任中国农业科学院植物保护研究所副所长,农业部农药化学与应用重点开放实验室主任,中国农业科学院“农药化学与应用技术”重点科技创新团队首席科学家,兼任华中师范大学、沈阳农业大学和东北农业大学兼职教授。他长期从事农药科学使用、农药残留、农药安全性评价、植物源农药和植物化感作用等研究。
作为主要完成人共获国家科技进步二等奖2项和省部级科技进步奖6项,鉴定成果1项;主编著作3部,参编著作7部;在国内外学术期刊上发表论文120余篇,其中SCI源论文26篇。
时钟指向凌晨一点,中国农业科学院植物保护研究所副所长、农业部农药化学与应用重点开放实验室主任郑永权教授出差归来,习惯性地朝实验室一看。灯还亮着,他知道,对于农药残留与环境行为研究课题组的一些成员来说,这又是一个不眠之夜……
有人说,“农药”是一把“双刃剑”,割断了虫害之索,也割开了危害之门。说的直白些,农药这东西,用得好,是个宝,可以防治病虫害,提高农产品产量;用得坏,是个害,残留超标,影响产品质量安全,势必会妨碍生态安全。喷洒在作物上的农药,一部分附着于作物上,一部分散落在土壤、大气和水等环境中,最终通过环境、食物链传递给人、畜。而一旦农药进入粮食、蔬菜、水果、鱼、虾、肉、蛋、奶中,造成食物污染,势必会对人的健康产生影响。六六六、滴滴涕等有机氯农药在人体内代谢速度很慢,累积时间长,同时容易在人和动物体脂肪中积累。而有机磷、氨基甲酸酯类农药化学性质不稳定,在施用后,容易受外界条件影响而分解,但如果被施用于生长期较短、连续采收的蔬菜,则很难避免因残留量超标而导致人畜中毒。
那么,如何让农药这把“双刃剑”趋利避害,造福百姓?这正是农药残留与环境行为研究课题组中郑永权等专家在彻夜思考的问题。
锤炼:不为寻山试筋力,岂能寒上背云楼
多年以来,郑永权教授长期从事农药科学使用、农药残留、农药安全性评价、植物源农药和植物化感作用等方面的研究。在农药残留与环境行为研究课题组中,作为组长的他,犹如科研战场上统率军马控制战局的指挥官,发挥着至关重要的作用。
提起这位指挥官与残留农药研究的结缘,可以说是在求学阶段就打下了良好的基础。1981年郑永权教授考入了南京农业大学。这所学校不但看重学生的综合成绩,而且十分重视单科成绩。由于郑永权的化学成绩十分突出,所以从入学开始,学校就十分看重他,让他担当化学课代表。当时南京农大还没有农药专业,郑永权学习的是土壤农化专业,通过有机化学无机化学等科目的学习,奠定了扎实的研究基础。
1985年,郑永权毕业之后,被分配到了中国农业科学院植物保护研究所的科研处。科研处的工作是不直接参与课题研究的,一心想着学以致用的他有点按捺不住了。当得知农药残留与环境行为研究课题组有一位研究员和自己所学专业相同时,郑永权产生了加入残留农药课题研究的想法,并在当时课题组组长姚建仁先生的帮助下,达成了愿望,把自己的事业与残留农药研究紧紧联系在了一起。
进入课题研究领域之后,郑永权教授开始感觉到了身上责任的重大。
长期以来,由于病虫害和杂草的危害,我国每年损失的粮食占总产量的50%。而使用农药却能使粮食的损失降低到总产量的35%。可就是这15%,却又使我们付出了巨大的代价。因为农药的残留对环境的污染和人畜的危害是不能用数字所能表述的。
工作了几年之后,郑永权更加清醒地认识到了残留农药研究的紧迫性,为了进一步提升自己,他再次踏上了进修之路。1998年,郑永权在中国农业科学院研究生院获得了硕士学位;2004年在华中师范大学获得了理学博士学位。1993年应邀赴德国吉森大学进行农药残留新技术合作研究;1995-1997年在美国密执根州立大学农药研究中心做客座研究;2002-2003年任德国霍因海姆大学植物保护研究所客座研究员。
这些经历,对后来的科研工作产生了莫大的影响。回忆起这些,他说:“当时国外的研究生培养比我们先进,学习节奏十分紧张,也更加规范,每周都会安排研究生汇报研究进展。记得当时我们实验室有个中国人进行博士生资格答辩,指导小组的五个老师对他的学业都非常了解,给了他很多建议。这对我影响很深,个人能力总归是有限的,我自己成为硕士导师、博士导师之后,也希望尽可能多的请高手为学生把脉,提出中肯、全面的意见。”
实践:纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行
丰富的阅历,在郑永权教授的研究生涯中发挥着不可或缺的作用。他也一直笃信,只有阅历丰富,才能解决别人不能解决的问题。
比如,有个实验需要将丙体六六六与五氯硝基苯分离,研究人员反复摸索,还是无法达到理想的分离效果。郑教授看到作为载气使用的氮气,联想到在德国进修时使用氦气的经历,觉得应该在载气上做做文章。他琢磨到,氦气的造价很贵,那么与它相近的氢气是否可以作为载气使用呢?在做好安全措施之后,郑教授带领团队试用了氢气,实验大获成功。自此之后,这个方法一直沿用下来,并在英文刊物上公开发表了。
还有一次,课题组成员拿一份检测结果给郑教授看,郑教授扫了一眼,说这个数据有些问题,应该是工作人员操作仪器时看走了眼。经过查证后,果不其然。大家感到不可思议,郑教授笑着说:“这是同一产地的样品,经过多年的检测结果的总结积累,其残留结果中异构体之间的比例我心里有数,光看结果不用看图也能估算一下。”
指导研究生做实验
2010年主持国际研讨会
识人:我劝天公重抖擞,不拘一格降人才
农药残留与环境行为研究课题组成立于1974年,是我国开展农药残留和环境行为研究最早的团队之一,也是第一批农业部农药残留登记试验资质认证单位。2003年,课题组的创始人姚建仁先生退休之后,郑教授开始担任课题组的负责人。
农药残留与环境行为研究团队
以多年来积累的经验为基础,郑教授做出了判断,认为现有的课题较少,人才缺乏是造成课题组发展不快的决定性因素。为了做出更多的科研成绩,他开始悉心挑选人才。
当时,农科院有个叫做董丰收的研究生正准备毕业,导师安排他到农药残留与环境行为研究课题组学习使用仪器设备。这个年轻人来了之后,郑教授发现他不仅数学好,而且在应用电脑方面非常的熟练。头脑聪明,专业又过硬,正符合团队所需要的标准,于是郑教授就把这个年轻人留了下来,鼓励他进行手性农药方向的研究。董丰收的加入,犹如给团队打了一剂强心针,一些课题逐步走向深入,并取得了很好的科研成绩。
接着,郑教授感到,团队的化学专业背景还是相对薄弱,搞农药残留研究还不到位,需要再进一个精通化学的人。郑教授相信“血统论”,经过精心挑选,选择了大学本科、硕士、博士均在名牌大学天津大学就读的刘新刚博士。事实证明,他是对的。刘新刚确实训练有素,不但发表过多篇SCI论文,还能够解析各种化学分析图谱,对课题研究起了非常大的促进作用,目前在农药环境行为研究方面也取了很大突破。
随着课题组研究的深入,研究范畴的扩大,郑教授又注意到除草剂与微生物之间的关系。除草剂在农业上应用越来越普及。除草剂如果正确施用省工、省力、除草效果好,但一旦施用不当,产生药害,解除比较困难,有的田块,使用除草剂之后,只适种某种植物,无法再种别的作物,影响种植结构的改变,俗称“癌症田”。另外,据报道,目前有些田块的氮磷钾总量比以前不少,但土壤肥力下降,能被植物吸收的明显不够。这是否与农药的大量使用造成微生物群落变化有关?在这种背景下,郑教授选择了有深厚微生物学习和研究背景的徐军博士后,主攻农药残留对微生物影响方向的研究。
提到团队中的三元大将,郑教授不无骄傲地说到:“课题组引进的这三个人才,每人手头一个国家基金课题,这是一般实验室做不到的。他们对实验室贡献很大,在2008年开始的、有三十多个课题组参加的全所年终考核中,我们的实验室2008年第七名,2009年五名,而2010年居第二名。进步与发展是有目共睹的。”
在组建团队的过程当中,郑教授不止慧眼识人,更善于用人。他说“在平常工作中,我注意多鼓励少批评。他们三个都很好,能看到对方的长处,积极学习别人的优点。相互之间没有妒忌、没有踩踏,团队和谐,实验室才能发展得更好,这让我十分满意。”
在良好的团队氛围之下,课题组的学生也形成了比学赶帮的风气,研究生们在老师的指导下潜心研究,取得了不俗的成绩,二年级硕士研究生就在国外SCI源学术刊物上发表了文章。在首届中国农业科学院植物保护研究所研究生论文奖学金评选中,有三名研究生分别获一、二、三等奖,占全部获奖研究生的百分之三十。
治学:未出土时先有节,已到凌云仍虚心
工作中,郑永权教授除了担任中国农业科学院植物保护研究所副所长,农业部农药化学与应用重点开放实验室主任之外,他同时为中国农业科学院“农药化学与应用技术”重点科技创新团队首席科学家,并兼任华中师范大学、沈阳农业大学和东北农业大学兼职教授;国际食品法典委员会(CAC)农业工作组专家、食品安全国家标准审评委员会委员、国家农药残留标准审评委员会委员、全国农药正式登记评审委员会委员、农业部农药临时登记评审委员会委员、绿色食品专家咨询委员会委员、无公害农产品评审委员会委员、卫生部食品卫生标准专业委员会委员、全国农药标准化委员会委员、全国标准品技术委员会委员;北京农药学会副理事长、中国化工学会常务理事、中国植物保护学会常务理事、中国农药工业协会理事、中国毒理学会环境毒理专业委员会常务委员、中国植物保护学会植保产品推广专业委员会主任委员,中国植物保护学会植物化感专业委员会秘书长等。
兼任这些职务对他来说,除了一份责任,意义还在于创造条件促进课题组参加并举办一些大型交流活动。2009年8月,课题组进行了中泰农药残留技术交流,签署了备忘录,并于第二年1月应邀赴泰进行进一步技术交流;2010年9月,在北京主办农药残留和真菌毒素与食品安全国际研讨会,来自中国、荷兰、意大利、葡萄牙、泰国、印度尼西亚和马来西亚等7个国家的农药残留、生物毒素和仪器分析等领域的专家、学者及学生共计130多人参加了会议,扩大了课题组在农药残留研究界的影响;2010年5月,课题组主办了农产品和食品安全分析技术交流会,来自全国17个单位80余位农药残留专家学者进行了充分的技术经验交流,董丰收博士和徐军博士分别做了主题报告;2010年11月应邀组织中国团赴马来西亚进行全球变暖对食品安全影响的技术交流,增进了对食品安全前沿动态的掌握。
在科研工作中,郑永权教授本人是一个谦虚谨慎的人,因此,他率领的团队也形成了这样一种氛围。除了这些大型的学术会议,只要有机会,他一定会请行业内部的其他专家来课题组作报告,与大家沟通交流。不但在学术上给大家启发,更注重在精神上给大家鼓舞。团队成员在这一方面都感触颇深。
建功:千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金
经过了多年兢兢业业的工作,课题组共主持项目和课题11项,其中包括:公益性行业科技专项“农药高效安全科学施药技术”,国家支撑计划“主要替代农药在蔬菜中残留限量标准研究”,国家自然科学基金“三唑类手性农药对映体生物活性、毒性及其设施环境行为研究”、“长残留除草剂氯嘧磺隆影响土壤健康的微生物学机制研究”、“麦田杂草对小麦化感作用的诱导效应研究”,以及农业部的专项课题“二硫代氨基甲酸酯类农药在水果蔬菜中的残留测定方法”等2项标准、“CAC农药残留限量标准转化”、“小作物使用农药登记”、“农药安全性监测与评价项目”等。
在农药残留分析方法研究方面,密切关注和掌握国际分析化学前沿动态,立足理论,开阔思路,大胆尝试,积极挑战本学科领域中公认的分析难题,成功建立了10多个符合当代分析化学发展要求的快速、准确、环境友好的农药残留分析方法,研究内容均发表在分析化学top期刊上,获得国际同行认可。在农药安全评价方面,在对映体水平上开展了设施环境条件下的蔬菜和土壤中手性农药的环境行为研究,明确部分手性农药高效活性体的代谢和积累特性,寻找影响食品安全和环境污染的关键点,提出了农药残留分析的新方法和农药安全评价的新理论。目前共完成了氯虫苯甲酰胺、氰氟虫腙、甲氨基阿维菌素等89个农药在小麦、玉米、水稻、大豆等18种作物中的安全评价;向国家推荐了100多个最大残留限量和合理使用准则建议。在农药残留对土壤微生物系统影响研究方面,积极针对生产实际中长残效除草剂在东北地区对后茬作物的不良影响方面开展了卓有成效的研究,该研究将对我国有效解决东北地区除草剂问题提供重要的技术支持。
近五年来课题组共发表科技论文73篇(SCI收录26篇),出版了《英汉汉英农药科技词汇》、《农药安全使用技术》等著作,并申请了1项专利。
规划:长风破浪会有时,直挂云帆济沧海
面对着累累的硕果,无论是郑永权教授还是课题组的其他成员,都没有感到骄傲自满,他们的科研日程表上,还排满了计划:要继续农药残留分析方法研究;要加强农药的环境安全评价,尤其针对三唑类手性农药的环境安全评价;要加强农药环境行为研究;要加强农药残留微生态系统的影响,从群落水平揭示农药残留量与引起微生物多样性变化之间的内在关系、微生物生态系统被农药污染、受损到恢复正常的标志物。
除此之外,郑教授还计划给团队引入一位英语口语好的成员,推动国际交流的进一步发展,并开始招收外国留学生。
在郑教授的带领下,这个由精尖人才组成的团队,选择了在科研战场上逐浪破峰、替民解忧。也正是因为有了他们,在农业文明前行的大路上,农药这把双刃剑收起了过多的锋芒,平和地折射出了人类进步的希望之光。