9月初，農業農村部綠色農藥數智創制技術重點實驗室(以下簡稱實驗室)在湖北三峽實驗室揭牌。我國農藥行業培育新質生產力有了新注腳。
實驗室由興發集團子公司湖北泰盛化工有限公司(以下簡稱湖北泰盛)、華中師范大學、武漢華大農耀科技有限公司(以下簡稱華大農耀)三方共建，并由錢旭紅、宋寶安、柏連陽、張友軍4位中國工程院院士以及數位業內資深專家組成專家智庫，共同致力于開發綠色農藥原始創新技術，并打通成果孵化和產業放大全鏈條。
從0到1再到100 為減量增效“組團作戰”
農藥是保障國家糧食安全不可替代的重大戰略物資。
《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十五個五年規劃綱要》《加快建設農業強國規劃(2024—2035年)》等頂層設計對農業發展作出戰略部署，事關農藥發展的信號清晰而堅定：要減量增效。
中國工程院院士、貴州大學教授宋寶安以一組數據道破行業發展癥結：“我國農藥主流產品中，約40%農藥品種具有高環境生態風險，50%以上傳統農藥品種具有中高抗性風險，急需開發可替代的綠色產品。”
在此背景下，綠色農藥創制成為農藥行業轉型發展的核心方向，但重重關卡擺在面前：如何開發出真正適用的綠色農藥？先進的科研成果如何轉化落地？
“產學研用一體化”成為業界破局的不二之選，以企業為主體的創新格局正在形成。今年初發布的農業農村部企業重點實驗室名單中，湖北泰盛等多家農藥企業位列其中，向綠色農藥創制、除草劑綠色化等技術難題發起“沖鋒”。
“過去是科研院所追學術前沿，企業追市場，中間總是隔著‘一條河’。現在企業直接把產業一線的真問題拋出來，院士團隊圍繞這些問題搞技術攻關，破解了技術研發與應用‘兩張皮’的老問題。”興發集團農藥事業部總工程師曹杰在接受記者采訪時，將實驗室共建比喻為一次“組團作戰”，讓擅長原始創新的科研院校和擅長產業放大的企業共做一件事——聚焦綠色農藥創制、車間智能生產、田間應用三大關鍵環節，打通全流程。
據曹杰介紹，華中師范大學主攻基礎分子創新，研發靶標挖掘、分子結構優化、高活性低毒綠色候選分子合成、生物活性篩選等技術。興發集團基于在化工合成、規模化生產、中試放大、產業落地、市場登記轉化等方面的豐富經驗，負責實驗室運營、生產裝置智能化升級改造及中試與工業化生產驗證。華大農耀致力于把人工智能(AI)嵌入分子虛擬篩選、大數據挖掘、病蟲害智能識別、田間數字監測的研發全流程。
“對作物安全，對環境友好，高效低毒低殘留，就是我們理想的綠色農藥。”華中師范大學教授楊光富表示。一場關于綠色農藥創制的“頭腦風暴”在湖北宜昌開啟。
從“制造”到“智造” 讓農藥創制告別“大海撈針”
農藥行業有一個公認的“3個10”研發規律：成功創制一款農藥，需要投入10年以上時間、10億元以上資金，篩選10萬個以上化合物，傳統研發模式猶如“大海撈針”。隨著AI技術革新和算力演進，農藥創制從“經驗驅動”轉向“智能驅動”，原始創新有了“導航儀”。
宋寶安解釋道，AI等數字化技術正全鏈條賦能綠色農藥創制。在創新端，AI基于已知分子結構可快速篩選出具有潛在活性的新分子，大幅提升后續研發的精準性。在生產端，運用AI、數字孿生、物聯網等技術，有利于提高清潔生產和資源循環利用水平。在應用端，基于多光譜數據的植物病害精準識別、圖像識別的發病程度等級預測、變量施藥處方算法，可構建從病蟲監測到施藥執行的田間精準用藥閉環。
楊光富進一步補充道，AI還可明顯縮短農藥創制周期。此前，創制一款新農藥，往往是產品剛上市，技術專利保護期就臨近尾聲，投資回報率低讓研發者和投資者望而卻步。而AI的出現和應用帶來了新的可能性。據了解，楊光富團隊打造了全球首個AI輔助綠色農藥創制一體化平臺“神農”一體機，覆蓋農藥分子智能設計、研發智能決策、數字實驗記錄等場景，能全方位優化研發流程。目前，該平臺已成功將先導化合物的研發周期從3年縮短至6~12個月。
曹杰看好AI在綠色農藥創制領域的應用前景，但也坦言，落地還存在一些梗阻。其一，數據量有限。訓練AI模型需要大量高質量的實測數據，目前國內公開的實測數據集很少，大量核心數據由海外農藥巨頭掌握。另外，試驗條件、數據標準不統一，會使AI模型訓練出現偏差。其二，“紙上分子”落地難。AI能快速找到“苗頭”分子，但“繞”不過從“苗頭”到上市漫長的試驗鏈條。AI篩選出的技術方案可能是“理想豐滿、現實骨感”，或是到了田間藥效大打折扣，這都需要反復探究解決。其三，系統對接難，同時潛存數據安全風險。
曹杰表示，實驗室計劃從探索共建共享數據標準，搭建AI分子評估體系，采用本地為主、私有云為輔的系統架構等方向發力，運用AI、大數據、區塊鏈、物聯網、光譜視覺感知和數字孿生等數字化技術，逐步貫通綠色農藥產業化的全鏈條。
從拼規模到拼技術 新質生產力驅動企業“突圍”
我國農藥產能規模全球第一，規模優勢顯著，正處于產品結構調整、產業綠色轉型的關鍵階段。
“我們的優勢很清楚，草甘膦產能全球第二、國內第一，清潔工藝、循環制造這些‘硬功夫’練了快20年。但短板也很明顯，新農藥創制、數智化研發、植保服務底子薄。共建實驗室讓我們補上了這塊短板，從以前靠規模、靠成本吃飯的路子，逐步轉向靠差異化產品開發和植保服務的新賽道。”曹杰道出了眾多農藥企業轉型發展的心聲。
宋寶安分析指出，我國農藥創制經歷了低效高毒—高效高毒—高效低毒—綠色農藥的發展過程，在分子靶標發現技術等方面與發達國家還存在差距。與此同時，我國農藥行業面臨著激烈的國際競爭，貿易壁壘、技術封鎖、市場準入限制及跨國公司的研發優勢、技術優勢、品牌影響力帶來了巨大壓力，加快發展新質生產力是農藥企業“突圍”的關鍵路徑。而發展農藥新質生產力要把握“三個注重”，即注重科技創新的引領性、注重產業升級的引導性、注重新機制的前瞻性。
“未來3至5年，我們定下了一系列清晰的目標：輸出2到3套智能制造技術或裝備，1到2套田間監測設備或技術，搭建智慧監測平臺；創制1到2個自主綠色農藥新品種，配套滅生性和選擇性除草劑候選化合物；累計完成科研項目不少于5項、高水平論文3到5篇、高價值發明專利10件以上。”曹杰表示，希望實驗室的成果能盡快惠及行業發展。興發集團將持續優化農藥產業布局，向植保綜合服務商轉型，也將從做強本地集群、引育人才、共享平臺、提供示范樣板四方面，推廣實驗室的協同創新模式，帶動全行業從拼產能、拼成本，轉向拼技術、拼綠色、拼產品的高質量發展賽道。（劉冰逸）
轉自：中國化工報
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