被誉为“中国工程界最高奖项”的第十三届光华工程科技奖 11 月 8 日在北京颁奖，40 位科学家和 1 个团队荣获第十三届光华工程科技奖，南农沈其荣、周明国两位教授获此殊荣。 工程科技是改变世界的重要力量，“光华工程科技奖”由中国工程院发起，每两年颁发一次。 今天，让我们走近这两位专家，了解科学背后的故事。
沈其荣解密土壤生命的密码
如何把生机还给土壤？ 如何让农民能像施用化肥那样容易地施用有机（类）肥料，让农村富有而文明？ 这是第十三届光华工程科技奖获奖者、 南京农业大学资源与环境科学学院教授沈其荣 钻研了 40 多 年的事———将传统的农家肥资源研发成商品有机肥， 让农民能够像施用化肥那样方便地施用有机肥， 一方面能有效抑制土壤酸化和调控土壤微生物区系， 另一方面能大量消纳农业废弃物，消除农村环境污染隐患。
“关键的科学问题就是解密土壤生命的密码。 ”对由他提出和其团队实施的“调控土壤微生物区系”新思路， 沈其荣作了这样的生动解释，“我们研发的这种肥料，一方面让土壤中现有好的微生物生长得更快，另外一方面想办法引进土壤中缺乏的其他好的微生物，既给它们‘启动费’‘住房’，还给它们解决‘老婆工作、孩子上学’ 问题（相伴微生物），让它们进入土壤后能够如鱼得水，全身心地投入培肥土壤的工作。 ”
1992 年，沈其荣的“优质有机肥堆制过程中的生物化学特征研究”项目被国家自然科学基金委选中，有机肥研究领域进入国家视野。 当时作为面上项目，20 万经费已然不少，但是对于规模化的“堆肥”需要，还是颇为紧张。
为了节省经费， 沈其荣继续在自己的实验室做堆肥，每天上班第一件事就是关紧门窗，以免堆肥的味道影响其他老师。 “每次从实验室回家，夫人在门口做的第一件事就是把衣服递给我，换了再进屋里。”3 年的国家基金项目，沈其荣获得了不同原料堆肥的菌种，这个实验室也成了中国有机肥产业发展最起初的发源地。
“学农人都知道农业生产周期长， 而有机肥专家更知道，有机肥只能培肥土壤，对当季作物的增产效果不明显。 ”沈其荣又开始思考如何研制更好的产品，提高农民施用有机肥的积极性。 这时候，正赶上国家对农业科技的大规模投入，他带领团队在科技部和农业部的专项资助下，建立了生物有机肥制造新工艺，筛选出对作物生长具有显著作用的细菌，并建立了生物肥新的发酵工艺， 使得新型有机肥里含有更多对农作物生长有益的“益生菌”，让庄稼长得快、长得好，还不生病。 这个成果不仅广受农民欢迎， 还荣获国家技术发明二等奖。“其实在我们‘土肥’（土壤有机肥料研究）人眼里，没有真正的‘废物’，什么都想拿来循环利用， 变废为宝。 ”从这个愿望和思路出发，近几年，沈其荣的团队又在利用病死畜禽酸解获得的氨基酸和作物秸秆研制木霉全元生物有机肥方面取得了重要进展。 “经过长达 7 年的技术攻关，让木霉真菌在一个敞开的空间、 且基质材料无需灭菌条件下进行生长和产孢， 这个发明是同年内最具创新点的发明专利之一。 ”
不仅解决了什么是农作物“益生菌”的科学问题，还能解决如何大规模生产的技术问题。 如今，木霉固体菌种制造技术和秸秆快速腐熟堆肥技术的突破已经为木霉全元生物有机肥产业发展做好了技术储备，20 多家大型企业在转化相关技术，利用农作物秸秆、芦蒿秆、中药渣、树枝落叶等原料快速制造腐熟堆肥的大规模产业化景象，在南京八卦洲等地推广开来。 可以预见，未来的美丽乡村，没有废弃物、土壤酸化被止住、土壤肥力持续提高、农产品又香又甜的梦想，就要变成现实。
周明国用科技保障粮食安全与食品安全
“小时候对温饱的渴望已经深深地印刻在脑海里，以自己所学之长，为广大的人们温饱和健康努力工作，是我一名学农人的使命。 ”第十三届光华工程科技奖获奖者、南京农业大学植物保护学院教授周明国说。
上世纪 70 年代中期，一场突如其来的小麦赤霉病害席卷长江中下游和淮河流域， 导致小麦产量重大损失。 “我的家人当时吃了自己种的小麦都会莫名其妙地呕吐。 ”时隔 40 多年，周明国依然对当时小麦赤霉病对产量和人的健康危害记忆犹新。 1977 年恢复高考他报考了南京农学院（现南京农业大学）植物保护学专业，4年后以优异的成绩毕业并留校工作。 从那时起，他就开始了病害防控和杀菌剂研究， 誓与重大农作物流行性病害作斗争，保卫农民的劳动成果。
周明国带领团队研究发现， 引起小麦赤霉病的一种叫做“禾谷镰刀菌”的微小生物，不仅可以引起小麦赤霉病，导致严重减产，而且还在麦粒里产生毒素，导致食用的人畜中毒， 常常引起呕吐、 流产和免疫力下降，危害健康。 同时，这种病菌来源广，防不胜防。 他们通过多年研究终于摸清了这些病原菌的群体发展和流行规律，掌握了致病机理，研发和推广应用了以杀菌剂进行防治的主要方法。
周明国团队进一步研究发现，引起水稻恶苗病、水果和蔬菜灰霉病、 菌核病的病菌也和引起赤霉病的镰刀菌一样，特别容易变异，对常用的多种杀菌剂产生抗药性。 农民担心防治失效，常常恐慌性地把多种农药混合在一起使用和加大用量使用， 结果不仅不能提高防治效果，而且还会引起农药残留，危害环境。 特别有些病菌对多菌灵产生抗药性以后， 还产生更多的真菌毒素，威胁食品安全。 他们在搞清楚病菌产生抗药性和增加毒素污染的遗传变异机制以后， 突破了抗药性快速诊断的技术障碍，建立了早期预警技术体系，并研发了“浸种灵”“戊福”“氰烯菌酯” 等 10 多种防治抗药性病害的新技术，有效控制了水稻恶苗病、小麦赤霉病和果蔬作物重大病害的流行危害。
随着现代科学技术的发展，人类研发了许多高效、安全的杀菌剂，消灭了因病害流行、粮食失收所引起的人类饥荒。 然而，人们一直未能研究出安全、高效防控镰刀菌病害的杀菌剂， 控制镰刀菌毒素对人类健康的威胁更是世界难题。 镰刀菌病害就像悬在人们头上的一把达摩克利斯利剑，时常威胁着粮食生产安全和食品安全。
“研发专门对付镰刀菌的‘新武器’，解除植物病原镰刀菌对粮食生产和食品安全的威胁” 是周明国团队的重点研究内容。 他们通过 20 多年的系统研究发现了镰刀菌不同于其他病菌的遗传进化， 找到了多菌灵等杀菌剂对镰刀菌效果差的原因， 参与江苏农药研究所创制了只对稻、麦镰刀菌病害有效，对其他微生物、植物和动物特别安全的新武器“氰烯菌酯”，并且发现这种杀菌剂还能够破坏真菌细胞内合成毒素的工厂，减少小麦谷粒中 90%的镰刀菌毒素污染。
为了推动与氰烯菌酯功能相似、活性更高、安全性更好的新一代靶向杀菌剂发展和高效应用， 周明国带领团队研究发现了杀菌剂极其重要的新靶标———肌球蛋白-5 和丝束蛋白。 “这是杀菌剂发展史上首次发现的具有马达功能、 在生命体活动中不可或缺的生物大分子， 肌球蛋白和丝束蛋白已被国际杀菌剂抗性行动委员会（FRAC）专家组认定为全新的选择性杀菌剂新靶标。 ”周明国介绍说。
在重大农作物病害防控， 保障粮食安全和食品安全方面的科研成果，周明国先后 2 次以第 1 完成人和 1次第 3 完成人获得国家科技进步二等奖， 最近还获得江苏省专利发明人奖等。
瞄准科学发展趋势， 周明国团队又开始了靶向杀菌剂研究。 在他的带领下，该团队的张峰教授等最近在世界上首次解析了植物病原真菌肌球蛋白、 微管蛋白等重要药靶蛋白的三维结构， 探明了杀菌剂选择性的遗传基础及其分化规律， 发现了杀菌剂可以攻击靶标蛋白或靶标基因的致命“软肋”，获得了药剂攻击的关键位点技术参数， 制定了突破靶向杀菌剂发展技术障碍的解决方案。 周明国说他们团队希望在新一代颠覆性的靶向农药发展中有所作为。
（摘自新华日报交汇点）