所有除草剂都存在药害风险，而解决除草剂药害最有效的方法是在除草剂中添加安全剂。植物源安全剂不但能缓解药害，还不会影响生态安全。
柏连阳院士团队经过20余年研究，成功筛选出花椒中麻味成分之一的山椒素类物质作为除草剂安全剂。团队成员、省农科院农业生物技术研究所副研究员李祖任主持研发了植物源山椒素及其衍生类水稻安全剂，并开发了筛选软件，不仅为水稻生产提供了环保的安全剂，还极大提高了安全剂研发效率。
李祖任主持的项目“植物激素类和山椒素衍生类稻田除草剂安全剂研发与应用”，日前获得2021年度湖南省科学技术进步奖二等奖。近日，记者走进李祖任的实验室，探寻他为除草剂添加“花椒味”安全剂的故事。
花椒“变身”安全剂
李祖任介绍，添加安全剂后，一定程度上可以避免除草剂对水稻产生药害。目前，市面上常用的化学安全剂有解草啶和解草酮等。
山椒素类物质是花椒麻味成分的代表物质。记者查阅文献发现，除柏连阳院士团队外，国内尚未见花椒及其提取物在除草剂安全剂方面的任何报道。
“前人以中药材为主，从100多种植物中筛选具有安全剂活性的植物源材料。”长沙市农科院高级农艺师吴景回忆，彼时他还在柏连阳院士门下攻读硕士学位，在前人基础上，从中药材细辛中分离、提取到山椒素类物质作为植物源安全剂。
但从细辛中提取的山椒素类物质纯度低、难分离，研发成本高。在柏连阳院士指点下，吴景将研究重点转到同类物质的寻找和替代，最终成功锁定了花椒这一来源广泛、成本适宜、提取方便的植物源材料，从中获得的山椒素类物质具有更为显著的安全剂活性，并申请了专利保护。
“软件”提升精确度
为了避免重复过去的盲目筛选，项目构建了植物源安全剂与除草活性筛选软件。“使用软件后，可以提高20％～30％的筛选精准度。”李祖任说。
通过筛选软件，研究人员可以选定作物中的靶标蛋白与多种天然化合物结合，再经过函数打分计算，得出二者结合力最强的化合物；通过该化合物成分倒推植物来源，再从该植物中提取该物质，并再次与靶标蛋白结合，再次验证结合力。
软件筛选极大地提升了植物源安全剂筛选的精准度，并缩短了筛选时间和成本，也为后续研究人员研发更多除草剂植物源安全剂打下基础。
“平替”避免开销大
“虽然植物源安全剂生态环保，但成本比化学安全剂更高。”李祖任向记者解释，团队人工合成了山椒素类衍生物，作为山椒素类物质的“平替”。
明确山椒素类物质的结构后，研究人员保留了其功效成分的部分结构，将其他结构简单修饰，进行了部分取代。改造后的物质仍可作为除草剂安全剂，但不完全是山椒素类物质，因此被称为山椒素类衍生物。
山椒素类衍生物由于可人工合成，基于其开发植物源除草剂安全剂时，极大地降低了成本，而且对环境友好。
“赔钱”也要试出来
“物质研发后，必须经过多点多地、多年试验、逐季观察，才能形成真正的产品。”李祖任告诉记者，即便添加了安全剂，但除草剂仍只能是“相对安全”。
2016年，李祖任在南县试验除草剂安全剂时，由于配方问题，导致水稻减产，为此他赔偿了农民数万元。
“农户的收成无小事。”李祖任说，除草剂的使用与实际情况相关，一旦因产品不稳定造成作物减产，影响的是成千上万个家庭的收成，因此前期试验必须尽可能避免意外情况，即便“赔钱”也要继续试验。
如今，项目成果已研发登记了28％五氟·丙·氰氟可分散油悬浮剂和40％苄嘧·丙草胺可湿性粉剂等新产品，为稻田杂草治理提供了环境友好型产品。仅2018～2020年，项目产品及配套技术累计推广470万余亩，新增植物源产品销售利润1932.28万元，取得显著成效。
“团队的前期积累和长期坚持很重要。”回顾自己在导师柏连阳院士指引下，耗时近10年完成该项目的经历，李祖任表示，未来团队成员将开发更多的植物源除草剂安全剂，助力作物生产。
