让除草更绿色高效——记2025年度国家科学技术进步奖二等奖绿色手性农药先进制造关键技术及应用

　　“探索未知，激情求解。”7月15日，走进浙江工业大学生物工程学院时，记者注意到这八个字频繁出现在学院的纸杯、宣传栏上。这是中国工程院院士沈寅初为学院题写的院训，也是浙江工业大学生物催化与微生物发酵团队的精神底色。

　　近日，该团队取得的核心成果——由浙江工业大学生物工程学院薛亚平教授主导完成的“绿色手性农药先进制造关键技术及应用”项目，荣获2025年度国家科学技术进步奖二等奖。该项目从源头解决了农药无效构型带来的资源浪费与环境污染难题，开发出系列绿色手性农药产品，并建成万吨级先进制造生产线，为我国农药大品种的“减量增效”提供了坚实支撑。记者此行，正是探寻荣誉背后的故事。

　　绿色农药手性难题待解

　　“留下一棵稗，挤掉十根稻。”这句流传已久的农谚，道出了除草之于庄稼的重要性。然而，传统手性农药在保障粮食生产的同时，也曾让生态环境不堪重负。

　　问题的根源在于农药的“手性”特征。薛亚平解释道：“很多手性农药含有两种或以上手性对映体，他们分子式完全相同，像人的左右手一样互为镜像。其中只有一种构型分子为活性异构体，而另外一种构型分子低效甚至完全无效。”传统工艺生产的这种同时含有两种或多种手性对映体的农药，有效成分仅占一半或更少，另外一半多的无效或低效成分也会随农药施入农田，造成资源浪费，加重环境负担。

　　如何精准识别并只生产有用的那只“手”，是摆在科学家面前的时代命题。过去几十年，许多农化公司投入巨资进行绿色手性农药制造技术研发，仍难以克服高成本与低效率的技术瓶颈。尤其是全球最大手性农药草铵膦，自问世以来，由于无法突破单一活性构型(仅含L-草铵膦)大规模手性合成技术，被迫一直以高效异构体L-草铵膦和无效异构体D-草铵膦各占50%的外消旋体形式销售。无效异构体大量释放，加剧了病虫草害抗性进化、土壤退化、残留污染等生态风险。

　　开辟绿色合成新路径

　　2000年，团队将目光锁定在全球最大的除草剂品种草铵膦上，着力解决草铵膦的“手性”难题。

　　团队没有沿着传统化学合成的老路走下去，而是将生物催化的思路引入农药制造，创新采用化学—生物组合合成方法。传统路线需要先合成DL-草铵膦混合物，再费力拆分提纯，致使一半原料直接浪费，流程繁琐、“三废”量大。新工艺则完全不同，团队通过生物无机氨化技术，以廉价易得的氨水为原料，搭配专用生物酶催化反应，将草铵膦中的D-构型分子高效转化为高纯度的L-构型分子。“化学合成与生物合成无缝对接，整个反应几乎不产生废料和废水，转化率接近100%。”薛亚平介绍。该项技术也被行业专家认为是化学合成与生物合成完美结合的典范、产学研一体化创新的典范和数字智能化工程的典范。

　　团队还建立了精草铵膦光学纯度检测新方法，并推动制定了精草铵膦国家标准，为行业的有序发展提供了依据。

　　目前，该项目已建成万吨级先进制造生产线。依托团队这一技术，创制的重大绿色手性农药制剂产品也获国家农药登记证。系列绿色手性农药产品覆盖全国30个省、自治区、直辖市以及全球主要市场。其中，精草铵膦绿色手性农药已成为中国农药的世界亮点产品，支撑了农药“减量增效、安全替代”的国家战略目标。

　　把科研做在生产线上

　　这份沉甸甸的成果背后，是一支有传承、有信念的团队——浙江工业大学生物催化与微生物发酵创新团队。

　　故事要从1998年说起。当时，被誉为“中国生物农药之父”的沈寅初院士正式加入浙江工业大学生物与环境工程学院。此前，他已成功研发出井冈霉素与阿维菌素两大标志性产品，一举攻克了水稻纹枯病和作物虫害的防治难题，不仅奠定了中国在微生物源农药领域的国际地位，更为中国农药产业注入了“绿色基因”。入校后，沈寅初院士以自身数十年生物农药、酶催化研发经验为根基，开始组建深耕生物催化、微生物发酵、绿色生物农药的科研队伍，并确立了“生物技术服务产业、科研成果落地工厂”的核心方向。

　　沿着沈寅初院士开辟的生物农药道路，中国工程院院士郑裕国进一步在生物农药领域深耕，发明了高纯度井冈霉素高产新工艺，创建了井冈霉醇胺生物催化水解、裂解合成新技术，实现假糖类农药最大品种的绿色化和高值化，将我国生物农药技术水平推向新高度。“把关键技术落在重大产品上，满足国民经济的需求。”郑裕国院士是这样说的，也是这样做的。

　　如今，接力棒传到了新一代手中，此次获奖便是最好的答卷。谈及获奖感受，薛亚平感慨道：“真正的技术绝不是发几篇顶刊、写几篇论文就可以的，更需要在产业上得到验证。”这番话，与团队精神一脉相承。

　　谈及未来发展，郑裕国院士表示，团队始终牢记“探索未知，激情求解”的科研嘱托，将持续深耕生物制造与合成生物学领域，秉承多学科交叉融合的思维，加快推动生物制造技术向医药、农药及精细化学品等领域应用，为行业绿色转型提供关键技术支撑。