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紮根基礎,面向需求,建設特色鮮明的農藥學科 華中師範大學農藥學國家級重點學科發展回顧
发布时间:2019-08-15     作者:山东先达农化股份有限公司
紮根基礎,面向需求,建設特色鮮明的農藥學科
華中師範大學農藥學國家級重點學科發展回顧

1 前言
      华中师范大学农药学科是在已故著名有机磷农药化学家张景龄先生的带领下逐步发展起来的。1958年至1962年期间,张先生在前苏联碦山基洛夫化工学院留学深造,跟随著名化学家阿尔布佐夫学习有机磷化学,1962年获得副博士学位后回国,开始筹建有机磷农药研究室。1982年,经当时的国家教委批准,正式成立华中师范大学农药化学研究所和有机合成化学研究所(两块牌子一套人马),张景龄先生担任首任所长。在张先生的带领之下,华中师范大学的农药学科发展迅速,在有机磷农药化学基础理论和新品种研制、产业化及应用推广等方面取得了一批重要的科研成果,先后为国家研制开发了9个有机磷农药新品种和一个农药增效剂,并全部实现了工业化生产。其中,他主持研发的水胺硫磷和甲基异柳磷两个有机磷杀虫剂,先后在仙桃农药厂、沙隆达集团等国内数十家农药企业投产,市场应用已有40多年,为我国农药工业及农业生产做出了巨大贡献,创造了巨大的经济效益和社会效益,先后获得国家技术发明奖、国家科技进步奖等5项国家级科技奖励。由于这些品种的成功研制和产业化,华中师范大学农药研究得到了同行的广泛认可,成为我国农药研发的重要基地之一。需要指出的是,甲基异柳磷是一个全新化合物,实际上是一个创制的新品种。但由于当时我国并没有实施专利制度,因而无法进行专利保护。水胺硫磷虽然是文献已知的化合物,但在国外并没有实现商业化。水胺硫磷在实现工业化时,张先生带领研究团队在合成工艺上取得了多项创新,如果当时有专利制度的话,也是完全可以取得生产工艺专利的。水胺硫磷和甲基异柳磷属于高毒有机磷化合物,尽管这两个品种已于2018年被全面禁止生产,并将于2020年被全面禁止使用,但是它们对中国农业生产和中国农药工业发展所做的突出贡献将永远载入史册!

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張景齡生前指導研究生(右一劉钊傑、右二站立者張景齡、右三賀紅武)



      1991年,张先生的助手、刘钊杰教授接替张先生担任农药所所长。由于在有机磷化学研究方面的重要影响,华中师范大学早在上世纪七十年代就成为国内首批有机化学硕士学位授权点。张先生本人也于1990年被国务院学位委员会授予有机化学专业博士生指导教师资格,他在世的时候,一直努力争取有机化学博士学位授予权,但遗憾的是,这个愿望直到他去世也未能实现。刘钊杰教授担任所长后,将学科建设的方向转向了农药学,并在1993年获得了农药学硕士学位授予权。此后,联合中国农业科学院植物保护研究所,于1998年成功获得了农药学博士学位授予权,成为继中国农业大学和南开大学之后,国内第三个农药学专业博士学位授权单位。农药学博士学位授权点的获批是华中师范大学农药学科发展史上的一个重要里程碑。如果没有该博士学位授权点,后来的发展也就无从谈起,自然也就无法获得国家级重点学科。


       2002年,学校为了加强资源整合,推动学科建设,将农药化学研究所、化学系与分析测试中心合并,组建了化学学院。学院成立后,就确立了“以点带面”的学科建设思路,就是以农药这个点为中心,通过做大做强农药这一个特色方向,带动其他相关学科的发展。2003年,成功获得了有机化学博士学位授权点,实现了张先生的梦想。与此同时,在教育部科技司和学校领导的大力支持下,《农药与化学生物学教育部重点实验室》获得正式立项建设,并在2004年6月通过实验室建设计划论证,2006年10月通过建设项目验收并正式对外开放,2008年和2013年两次顺利通过运行评估,评估专家组对实验室的研究特色给予了充分肯定。可以说,教育部重点实验室的立项建设是我校农药学科发展史上又一个重要的里程碑,它对我校农药学科的发展壮大起到了极其重要的推动作用,依托这个平台不仅吸引汇聚了一批充满活力的中青年学术骨干,学校也因此把农药和化学学科列为重点建设学科,投入了大量建设经费,还专门新建了一栋15000平米的重点实验室大楼,使得重点实验室拥有了非常先进的仪器设备条件和研究环境。与此同时,湖北省对我校农药学科也给予了很大支持,省科技厅于2003和2008年依托我校先后建设了《湖北省农药工程技术研究中心》和《湖北省农药残留与农产品安全检测技术研究平台》。2015年,省发改委又依托我校建设了《绿色农药湖北省工程研究中心》。2007年,农药学科被成功增列为国家级重点学科,标志着我校农药学科建设进入国家队的序列,开始迈上了一个新台阶。2010年我校获批化学一级学科博士学位授予权,2012年获得化学一级学科博士后科研流动站,2014年化学和植物保护两个一级学科均被批准成为湖北省重点学科,2018年获得植物保护一级学科博士学位授予权,《智能生物传感技术与健康国际联合研究中心》获得科技部立项建设,实现了国家级科研平台的突破。

       经过几代人的努力,华中师范大学已经发展成为我国农药学领域具有重要影响的教学、科研与人才培养基地,赢得了良好的学科声誉。我是1988年进入华中师范大学化学系学习的。在大学学习期间,张景龄先生的先进事迹就对我产生了重要影响。1992年本科毕业后,我被免试保送到南开大学元素有机化学研究所攻读农药学专业硕士研究生,一年后获得提前攻读博士学位的资格,师从我国著名农药化学家杨华铮教授。1997年7月获得农药学专业博士学位后,我回到了华中师范大学农药化学研究所任教,2002至2014年期间担任化学学院院长,自2003年农药与化学生物学教育部重点实验室立项建设起,一直担任实验室主任至今。今年是建国70周年,中国农药工业协会开展“铿锵脚步—新中国成立70周年农药行业发展纪实”征文活动,邀请撰文。借此机会,结合自己多年从事农药教学科研以及学科建设管理的经历,回顾一下华中师范大学农药学科的發展曆程,谈谈自己的体会。

       通過近六十年的發展,我校農藥學科逐步形成了“紮根基礎、面向需求”的學科建設指導思想。“紮根基礎、面向需求”的意思就是:學科建設一方面要立足于國家重大需求,從重大需求中提煉基礎科學問題,通過問題導向不斷凝練學科方向,形成自身特色,占領國際學科前沿;另一方面要圍繞學科方向,組織多學科交叉的人才團隊,構築創新研究平台,圍繞從重大需求中凝練出的基礎科學問題開展系統深入的基礎研究,産出具有實際應用價值的科技成果,滿足經濟主戰場的現實需求。

2  国家重大需求是学科建设的根本驱动力
       上世紀六、七十年代,我國農業生産中大量使用的是DDT、六六六等有機氯農藥,這類農藥的環境毒副作用已經引起了人類社會的高度關注,很多國家先後禁止使用有機氯農藥。因此,研制開發新型高效的殺蟲劑以替代有機氯殺蟲劑是我國當時的農業生産所面臨的一項重大而又迫切的國家需求。在上世紀五十至七十年代,有機磷化學是有機化學學科的國際前沿和熱點領域之一,而有機磷農藥又是有機磷化學研究領域裏的一個最活躍的研究方向。因此,張景齡先生1962年從前蘇聯留學回國後,將當時的國際學科前沿與國家重大需求進行有機結合,籌備建立了農藥化學研究室,開展有機磷農藥研究,很快就成功研制開發了新農藥水胺硫磷和甲基異柳磷,先後在全國數十家農藥企業實現了工業化生産,成爲取代有機氯殺蟲劑的年産萬噸級的大品種,爲解決國家重大需求做出了突出貢獻。華中師範大學也由此成爲國內重要的農藥研發和人才培養基地,同時也成爲國內從事有機磷化學研究的重鎮。

       長期以來,我國新農藥的研制主要依靠仿制跨國公司的過專利期品種,嚴重阻礙了我國農藥行業的發展。出口産品也以原藥爲主,成爲跨國公司的原料提供商,在國際市場上沒有自己的品牌。特別是加入WTO以後,跨國公司的專利産品大量進口,對我國農藥市場形成巨大沖擊,長此下去,必將威脅我國農藥行業的發展和農業生産安全。因此,改變我國農藥的仿制現狀,建立起我國自主的農藥創制研究體系,創制出具有自主知識産權的農藥新品種,成爲我國農藥産業發展面臨的關鍵挑戰。針對這一現實需求,學院把農藥創制研究確立爲農藥學科的主攻方向,組建了一支由化學、生物學、計算機科學等不同學科背景人員組成的學科隊伍,通過協同創新,先後成功創制出了綠酰草膦、苯噻菌酯、氟苯醚酰胺、氯苯醚酰胺、醚唑磺胺酯、喹草酮、甲基喹草酮、吡唑喹草酯8個具有自主知識産權的農藥候選新品種,並全部完成了産業轉化,部分化合物有望在近年內取得登記。此外,還有多個高活性候選化合物已經進入深入評價階段,顯示出良好的産業化開發價值。這些創制品種的研發爲提升我國的新農藥創制能力做出了重要貢獻,農藥分子設計也因此成爲我校農藥學科的一大特色,受到了國內外同行的廣泛關注。

       近年来,滥用传统高毒农药所带来的食品安全问题引起了社会的高度关注,“毒生姜”、“ 毒韭菜”等事件导致人们谈农药色变。针对这一重大社会需求,学院积极引导分析化学学科的老师开展农药残留分析检测新方法和新技术研究,先后研发成功多项高效高灵敏的农药残留检测技术,并在实际应用中进行推广,取得了广泛的社会影响。2008年,时任湖北省科技厅厅长王延觉(后调任教育部科技司司长)亲自带队到我校调研,并依托我校农药学科建设了《湖北省农药残留与农产品安全检测技术研究基础平台》,投入300万元建设经费,目标就是为解决湖北省特色农产品农药残留问题提供技术支撑。学院相关教师通过努力,针对茶叶、脐橙等湖北特色农产品研发了多种农药残留检测技术,并开发了多种开展农产品农药残留现场检测的试剂盒,较好地满足了产业发展需求。

3 系统深入的基础研究是产生原创性科技成果的源泉
       農藥創制是一項涉及化學、化工、生物、農業、環境、信息等多學科的交叉集成系統工程。根據新農藥創制必須要進行多學科交叉集成的特點,學院對化學學科的布局進行了系統規劃,不僅大大拓展了農藥學科的研究領域,而且還極大地完善了我校農藥學科的學科體系。我校的農藥研究最早是從有機合成開啓的,在2000年以前,我校農藥學研究基本上只限于農藥合成化學,涉及的教師也基本上限于有機化學專業。爲了構建多學科交叉集成的現代農藥學學科體系,學院充分發揮《農藥與化學生物學教育部重點實驗室》和《湖北省農藥工程技術研究中心》這兩個省部級平台的彙聚作用,以農藥學國家級重點學科爲主幹學科,整合化學、生命科學、環境科學以及計算機科學等相關學科資源,形成了涵蓋“分子設計—綠色合成—化學生物學—環境毒理學”的完整新農藥創制體系。與此同時,積極引導相關學科教師主動圍繞農藥開展研究工作,使得教師們不僅發揮了各自的專業優勢,享受到主動參與農藥學科建設的紅利,而且還由此加強了農藥學科的研究實力,深化了學科內涵,拓展了學科領域。

       基于合成—篩選的隨機發現是開展新農藥創制的傳統模式,但這種模式顯然已經不能適應時代發展的要求。利用多學科前沿技術的交叉集成,開展基于靶標結構的農藥分子設計逐步成爲當代農藥創制的主流研究模式。爲此,通過多年的努力,農藥學科組建了一支具有化學、分子生物學、結構生物學、生物信息學以及計算機科學等多學科背景的新農藥創制研究團隊,建立了面向綠色農藥分子設計的計算化學生物學技術平台。正是由于擁有了這個功能強大的技術平台,新農藥創制效率大幅度提高,特別是2013年以來,利用這個平台先後創制出了十多個性能優異的高活性候選化合物,其中6個化合物實現了成果轉化進入新農藥登記,其他化合物也正在開展深入評價,有望在近期陸續實現轉化。這個技術平台自2016年正式上線後引起國內外同行的廣泛關注,先後有70多個國家的研究人員在使用這個平台,産生了較好的影響。

       分析化学是开展农药残留检测研究的核心支撑学科。在2000年以前,我校分析化学学科基础非常薄弱。在学院的积极引导下,分析化学学科的教师主动参与到农药学科的学科建设,大力发展农药残留分析检测以及生物分析研究,先后引进了包括千人计划专家在内的一批学术带头人和学术骨干,分析化学学科的实力得到显著提升,在基于生物传感技术的农药残留分析、农药靶标蛋白质组学、植物质谱成像研究方面逐步形成了自身特色和优势,先后获得多项国家自然科学基金重点和國際合作项目资助。2018年,科技部批准我校建设《智能生物传感技术与健康国际联合研究中心》,实现了国家级研究基地的突破。

       農藥的環境汙染近年來引起了人們的高度關注。2012年,學院引進了著名環境化學家、中國科學院院士趙進才教授,成立了環境化學研究所,開展農藥的環境汙染控制技術研究。在趙院士的帶領下,環境化學研究所已經擁有了一支包括1名國家傑出青年基金獲得者和3名“青年千人”在內的高素質研究團隊,發展了多種環境納米材料,建立了多個農藥品種的深度氧化技術,爲農藥生産中的廢水處理以及土壤中農藥汙染物處理提供了技術選擇。目前,該團隊也正在積極和相關企業合作,力爭實現技術的産業化和實用化。


4 开展广泛的产学研合作是获得良好学科声誉的根本途径
       張景齡先生在創立農藥學科之初就一直非常重視産學研合作。通過開展廣泛的産學研合作,不僅實現了科技成果轉化,創造了顯著的經濟效益和社會效益,而且還贏得了良好的學科聲譽,推動了學科的可持續發展。

       農藥學科與湖北仙隆化工股份有限公司(原湖北仙桃農藥廠)之間的産學研合作堪稱典範。水胺硫磷和甲基異柳磷都是最早在仙桃農藥廠實現産業化的。仙桃農藥廠通過與我校農藥學科的合作,從一個作坊式的集體企業發展成現代化的國家級高新技術企業,曾一度成爲全國農藥行業20強。我校農藥學科與仙桃農藥廠之間的産學研合作還進一步推動了我校與仙桃市政府之間的校地全面合作,從1988年起,華中師範大學就開始向仙桃市派駐科技副市長(一直到2005年人選均從化學學科産生),1996年與仙桃市政府共建華中師範大學仙桃學院(後改制爲仙桃職業學院)。2003年,湖北省科技廳批准我校與湖北仙隆化工股份有限公司共同組建《湖北省農藥工程技術研究中心》。2005年,湖北省經濟委員會又批准依托我校農藥學科建立《湖北省中小企業農藥共性技術推廣中心》。2009年,湖北省省委組織部將我校農藥學科與湖北仙隆化工股份有限公司的合作研究團隊列入“湖北省重點産業創新團隊計劃”給予重點支持。2010年,仙桃農藥廠被湖北宜化集團收購。



       爲了響應國家創新創業的號召,加快成果轉化,我們聯合南開大學與中文字幕完整高清版_中文字幕久荜在线_中文字幕av,于2016年初成立了先達農化創新研究院,試圖在産學研合作模式上開展一些新的探索,爲打通科技成果轉化的最後一公裏積累經驗。先達農化創新研究院是我國農藥領域的第一家基于全新模式的産學研協同創新體,不僅在産學研合作機制上進行了大膽創新,實現了優勢資源共享,實現了創新鏈和産業鏈的精准對接,推動了實驗室基礎研究成果向市場化實際應用的快速轉化,促進學術研究成果從書架走向貨架,有效激發象牙塔內技術人員的潛力,促進高校人才培養質量和社會服務能力的提升。與此同時,也有利于大幅度提升企業的自主創新能力,爲企業參與國際競爭、推動中國智造走向世界提供強有力的智力支撐。研究院成立的短短三年內,不僅推動了創制除草劑喹草酮的登記工作進展,而且還成功創制出了兩個新候選化合物,有望解決我國水稻、小麥這兩種大宗糧食作物田的抗性雜草防治的重大技術難題,其中防治水稻田抗性稗草和抗性千金子的候選化合物已經啓動登記,防治小麥田節節麥、野燕麥等抗性禾本科雜草的候選化合物也將在年內或明年初啓動登記。正是由于成立了創新研究院,通過體制機制創新,在産學研合作過程中,雙方實現了無縫對接,最後一公裏被徹底打通。一方面,企業將市場需求及時反饋給學校,並迅速獲得了市場針對性強的成果和技術解決方案,大幅度提升了企業的核心競爭力。另一方面,學校通過企業及時掌握了最真實、最迫切的市場需求,通過發揮自身在基礎研究和多學科交叉的優勢,組織團隊協同攻關,快速研發出具有市場開發價值的成果,並實現了快速轉化。


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2016年1月山東先達農化創新研究院正式成立

       隨著我校農藥學科基礎研究水平的不斷提升,學科的社會影響也不斷擴大,學科輻射面也更加廣闊。2008年,我們與世界農化領域排名第一的先正達公司簽署正式合作協議,共同開展從天然産物發現新農藥的研究。在這個合作過程中,先正達公司的研發團隊與我們的研發團隊定期舉行電話會議,討論研究進展,先正達公司的研發團隊還每年到學校舉行一次雙邊研討會。通過與先正達的合作,我們不僅學習了解了國際領先農化企業的研發模式,而且還有效推動了我校農藥學專業研究生的培養,促進了人才培養質量的提高。最近,雙方又在共同探討啓動第三期合作項目,圍繞基于靶標結構的農藥分子設計這個大方向,發揮各自研發優勢,力爭創制出全新機制全新骨架的農藥新品種。

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2008年與先正達簽署正式合作協議


5 结束语
       學科方向、人才隊伍、研究平台是學科建設的三要素。其中,特色鮮明的學科方向是學科的靈魂,高素質的人才隊伍是學科的關鍵,先進的研究平台是學科的支撐。出人才和出成果是學科建設的核心目標,學科建設必須爲經濟轉型和産業升級提供創新人才和科技成果支撐。習近平總書記在2016年的全國科技創新大會上強調,科技創新必須堅持“三個面向”,即面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求。當然,我們在圍繞國家重大需求開展學科建設的時候,必須要清楚的是,需求不是一成不變的。相反,需求是隨著産業的發展而不斷變化的,要根據國家重大需求的變化及時調整學科方向。此外,搞清楚“需求在哪兒?什麽才是真正的需求?明天的需求是什麽?”是極其重要的!越是重大的需求,單靠單一學科的手段是無法解決的,因此及時吸收國際學科前沿技術、開展多學科協同創新對解決重大需求是至關重要的。

       農藥是關系到糧食安全、食品安全、生態安全的重要戰略物質。農藥分子雖小,卻關系天大。當前的中美貿易沖突再次表明,在關鍵領域實現自主創新是建設世界科技強國的前提和基礎。綠色農藥973首席科學家、中國工程院院士錢旭紅教授在2008年提出了將我國建設成爲下一個世界農藥科學中心的夢想,這也是我們全體農藥人的夢想,是中國夢的農藥篇。我堅信,只要全體農藥人不忘初心,牢記使命,堅持政産學研協同創新,這個夢想就一定能夠在不久的將來成爲現實!

中文字幕完整高清版_中文字幕久荜在线_中文字幕av成立于1999年,系國家高新技術企業、主板上市企業,股票代碼603086。下設濰坊先達化工有限公司、遼甯先達農業科學有限公司、濟南先達化工科技有限公司、濟南瑞斯邦國際貿易有限公司、博興縣盛信達安全技術服務有限公司五個全資子公司,集團運營總部設于濟南高新區,三個生産基地分別設于濱州博興經濟開發區、濰坊濱海臨港化工園和遼甯葫蘆島北港工業區。公司主要從事安全、高效、低毒、環境友好型農藥的研發、生産及銷售。

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公司主要從事安全、高效、低毒、環境友好型除草劑的研發、生産及銷售,同時兼營殺菌劑、醫藥及農藥中間體。
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