蝴蝶美麗而高貴,常常讓人愛不釋手,有的做成標本；而人們可能忘了它要產仔生蟲,危害植物。而農藥就成為人們心目中的蝴蝶。人們不禁要問,農藥,是天使還是魔鬼?

    長年來,農藥為農業豐收、確保人類糧食供應和保護環境安全做出了巨大的貢獻,是人類生產和生活中不可或缺的重要物資。有人把農藥譽作“天使”,因為它有效控制了人類生產和生活中的眾多害物；但是,幾十年來,農藥也遭到不少指責和懷疑,也有人把農藥比作“魔鬼”,因為一些農藥的毒性和殘留對人類環境帶來了不少不良影響。

1 認識的提高,使一些原為“天使”的農藥淪為“魔鬼”

    一個農藥問世之時,往往多為“天使”。如20世紀40~50年代上市的有機氯類殺蟲劑是人類歷史上最早出現的有機合成農藥,其典型產品為六六六和滴滴涕。滴滴涕最早在1874年被合成,于1939年繆勒才發現其殺蟲活性,1942年上市。滴滴涕在第二次世界大戰時期和戰后,在世界各地對防治瘧疾、傷寒和霍亂的主要病媒--瘧蚊和蒼蠅做出了重大貢獻,為此該藥劑發明者獲得了諾貝爾醫學獎。當時,這類殺蟲劑在人類歷史上防治害蟲,特別在衛生防疫上發揮了重大作用。由于此類殺蟲劑活性高、殺蟲譜廣、對哺乳動物毒性低、持效期長、價格低廉,在一定時間內被人們譽為“天使”。但它們不易分解,會因殘留嚴重污染環境及易產生抗性；此外,這類化合物有很高的親脂性,會經食物鏈在生物體脂肪中富集和積累,對人類健康和環境產生危害。有研究顯示,在北冰洋50 m深的冰層中也測得這類殺蟲劑殘留于內。

    對此,美國海洋生物學家卡爾遜女士在《寂靜的春天》一書中向人們提出了警示。她揭露了人們為追逐利潤而濫用農藥,從而對生物環境造成嚴重危害。該書的出版為人們敲響了警鐘,激發了人們對環境安全的認識。為此,一批對環境有不良影響農藥在全球范圍內被禁止或限制使用。這些農藥由“天使”淪為“惡魔”。

隨著上述這些“魔鬼”被驅除的同時,為了確保農業收成,又開發了不少農藥,孕育了新的“天使”。當發現所使用的這些農藥對人類和環境有不良影響時,立即予以停止或限制使用。如除草劑2,4,5-涕和殺蟲劑殺蟲脒,就因有致畸和致突變問題,很快就被禁用。這些“天使”也淪為了“魔鬼”。隨后,又有一些高毒、高殘留的農藥被判定為“魔鬼”而被禁限使用,如甲胺磷、甲基對硫磷、對硫磷、磷胺、久效磷、毒鼠強、磷化鈣、磷化鋅等。

    在我國幾十年來使用的一些“高污染、高環境風險”的農藥產品或其工藝,也被列入“魔鬼”的禁、限行列。表1即為我國被禁限停的農藥產品和工藝。

表1  我國被禁限停的農藥產品及工藝

    在這些品種中,有的因高毒而被禁用,如甲胺磷等；有的因致癌等而禁用,如滅蟻靈；有的因對環境生物有嚴重影響而不準使用,如五氯酚(鈉)、溴甲烷；也有由于工藝上會產生對環境不利的物質而遭淘汰。近年來,我國通過一系列的驅“魔”工作,為環境和食品起了很好的推動作用。

2 必須認識和利用一些農藥品種“天使”和“魔鬼”的雙重性

    任何認識會有一個過程,對于農藥亦如此。一些農藥品種有很好的效果,對人畜十分安全,是美麗的“天使”。但經過一段時間后發現其有某些不足,這些農藥被認為具有“天使”和“魔鬼”的雙重性。例如,現居各類殺蟲劑市場之首的新煙堿類殺蟲劑,其中噻蟲嗪和吡蟲啉又是在殺蟲劑品種中鰲居前二。它們為滅除害蟲,確保農業豐收做出了重大貢獻,在殺蟲劑中起著舉足輕重的作用。但是最近,由于它們對蜜蜂的不良作用,影響了生態環境,在歐盟被暫時禁限用3年,其中在荷蘭和澳大利亞先后被禁用,在印度亦考慮禁用。對于這類具有雙重性的農藥,人們正充分利用它“天使”的一面,同時,盡量發揮其有效作用。另一方面也盡力遏制它們不利作用。為此,人們將此類藥劑加工成種子處理劑及寵物、家畜等用藥劑,以使其與蜜蜂接觸的程度降到最低。目前,噻蟲嗪、吡蟲啉等對蜜蜂毒性較高的新煙堿類殺蟲劑已成為種子處理劑用殺蟲劑的主要藥劑之一。又如著名殺菌劑吡唑醚菌酯,該藥劑具有很高的殺菌活性,同時又有極佳的促進作物生長的作用。但是,由于該藥劑對一些水生動物毒性較高,無法在水稻中應用。對此,巴斯夫公司開發了專用于水田的顆粒劑,其在湛水時,藥劑很穩定,有效成分不會釋出,當田中水被排去時,則可釋放,從而使該藥劑發揮殺菌活性。此為通過制劑技術來掩避其“魔鬼”的一面。在我國,氟蟲腈由于對水生生物毒性較高,禁止在農田、特別是水田上噴施,但允許作為玉米等作物的種子處理及非農上應用。現氟蟲腈已是寵物治蟲的重要藥劑。

    現今,開發一個新農藥的難度越來越大,成本越來越高。如最早的魚尼汀受體抑制劑類殺蟲劑氟蟲雙酰胺,日本農藥公司于1993~1998年設計、合成并篩選了成千上萬個化合物,最后在1998年發現了氟蟲雙酰胺,此工作歷時5年,以后又經歷了9年于2007年才上市。也就是說從研究至商品化共花了14年才得以完成。總之,開發一個新農藥要耗時15年左右,花費1.5億美元以上,一個新農藥的誕生往往要付出很大的代價。為此,一個農藥上市后必須充分發揮其應用的“天使”價,規避它的不良影響。

    對于農藥,可從劑型加工上、使用對象或方法予以改進,避免其“魔鬼”的副作用發生。同時,亦應不斷開發新的“天使”以適應社會發展的需要。

3 不斷開創新農藥,培育新的“天使”

    隨著社會的發展,科技的進步,某些原先并未察覺有不良作用的農藥亦會逐漸暴露其缺陷；同時,農藥的長期使用也會產生抗性；更者,由于人類對自然界有些害物目前尚無有效的方法予以解決,只能使用一些明知有某些不良影響的藥劑進行防治。這些極需要有新的農藥品種予以替代,并不斷孕育新的“天使”,這也是每一個農藥科技工作者的神圣職責。從1997年至2012年,全球居前6位的超級大公司共開發88個農藥新品種。其中,拜耳公司32個,年均2.13個；巴斯夫19個,年均1.27個；陶農科16個,年均1.07個；先正達12個,年均0.8個；杜邦公司7個,年均0.47個；孟山都共2個,年均0.13個。另外,日本的農藥公司共開發了39個新農藥品種,其中住友化學公司開發了14個,其他公司25個。以上6大公司和日本農藥公司共開發了166個,年均1.1個。

    同樣,在我國也積極從事新農藥的開發,并不斷孕育新的“天使”,表2即為我國至2013年近10余年登記的具有我國自主知識產權的新農藥品種。

表2 近10余年登記的具有我國自行開發登記的新農藥品種

    另外,還有幾個品種正在登記中。

    為了更好地撫育“天使”,并使我國成為農藥生產和研發的“強國”,我國的農藥科技人員正從理論、機制上進行深入研究,以能培育出更加符合時代要求的新“天使”。其中值得一提的是國家基礎研究規劃973計劃項目--分子靶標導向的綠色化學創新研究,該項目匯集了我國農藥研發的精英,他們以生態環境友好為背景,從我國農林植物保護的重要實際需求出發,以候選農藥的化學多樣性與生物合理性、候選靶標生物特異性及化學成藥性、高活性先導與候選靶標間相互驗證等關鍵科學問題為切入點,進行分子靶標為導向的綠色化學農藥創制研究,從而進一步完善和發展新農藥的創制體系。由此,開發出具有自主知識產權、對環境安全的超高效農藥,使我國農藥優美轉身,適時轉型。

    在該項目中,有基于新分子靶標導向進行殺蟲劑的研究,包括對新穎結構--順硝烯新煙堿殺蟲劑的先導衍生和優化,通過研究已開發的幾個化合物已獲登記或正在登記中；也有通過對新靶標調控或與昆蟲生長與行為調控相關的綠色殺蟲殺螨劑的創制；同時,還進一步從分子水平進行靶標研究開發新先導。

    除了尋求新的靶標并進行研究外,該項目中還對害物候選靶標的生物特異性及化學成藥性進行廣泛和深入的研究,即通過對機制研究來啟發綠色農藥靶標分子的創新,建立農藥靶標比較生物學研究方法。

    對于植物病害防御的研究中,該項目針對最令人棘手的病毒及菌害調控的候選藥物與分子靶標為切入點進行研究,在南方黑條矮縮病的防治方面已取得相當成效；此外,環保型的植物誘導抗病劑的創制亦是其研究目標之一,基于對機制的研究,已開發一些頗有成效的藥物。

    同樣,對于除草劑也注重與植物調控相關的藥物和分子靶標的研究。這些研究包括有害植物特有的酶作為靶標進行抑制劑的設計和開發,通過計算機輔助設計,建立新的先導發現和篩選的方法或模型用于新的除草劑先導發現。

    再加上國家“863”、“十二五”等其他有關農藥項目的研究、開發,使我國在新穎害物靶標的探索和對新農藥分子的設計和創制方面夯下了堅實的基礎,在全球產生了相當的影響,并已逐漸成為新農藥創制的主要國家之一。經過多年的努力,已取得了相當成效,也已培育或正在培育一批美麗的“天使”。

4 正確認識農藥,糾正人們對農藥的偏見和誤解

    現今,不少人一提到農藥即認為都是“有毒、有害”,將其視為“洪水猛獸”,是十惡不赦的“魔鬼”。我們不否認,由于時代的發展,科技的進步,認識的提高,一旦發現確有不良作用的農藥立即予以禁限使用。目前使用的農藥均經過各種相關的毒性試驗和環境安全試驗,其復雜和嚴格程度絕不亞于醫藥,確認對人類和環境安全后方可上市。然而,農藥工作者在不斷驅趕“魔鬼”,孕育“天使”的同時,也有義務和責任向廣大老百姓進行宣傳和普及農藥相關知識,以能及時糾正人們對農藥的偏見和誤解。

          ⑴ “農藥都是有毒的”

    在我國,把農藥毒性分為劇毒、高毒、中等毒、低毒和微毒。以急性口服為例,LD₅₀≤5mg/kg列為劇毒,LD₅₀＞5~50 mg/kg為高毒,LD₅₀＞50~500 mg/kg為中等毒,LD₅₀＞500~5 000 mg/kg為低毒,LD₅₀＞5 000 mg/kg為微毒。經過幾十年的努力,一些高毒農藥的品種逐步被取代。然而新開發的農藥品種毒性則越來越低,表3即為21世紀上市重大農藥品種與人們常涉及的食物、藥物及日用品的毒性比較。

表3  21世紀上市的重要農藥代表品種及人們常用食品、藥物及日用品的急性毒性

                  注：*括號內為農藥上市日期。

    由上可見,近年開發的絕大多數農藥的毒性遠低于人們常用的食品、醫藥品和日用品。

    ⑵ “農藥會致癌”

    這又是人們對農藥缺乏認識,引起擔憂的又一原因,導致談“農藥”色變。目前,一個農藥在開發過程中要進行大量的各種毒性試驗,包括致畸、致癌、致突變等,一旦發現有問題即不予開發,更不能成為商品。例如上海市農藥研究所在進行微生物農藥開發中,發現有一抗生物質--變構霉素,它對眾多植物病原菌具有極高的殺菌活性,為此進行了深入開發,同時也進行了毒性測試。結果發現,該物質對大鼠在若干世代后會導致胚胎細胞突變,結果中止了研發。曾有人進行過隨機調查,結果100%的癌病專家認為現在市場上使用的農藥不會致癌,但卻有24%的家庭主婦認為會致癌。

    引起這種錯誤認識的緣由,也因曾經有一些農藥有“三致”現象,但是一旦發現即會禁止使用,如著名除草劑2,4,5-滴、殺蟲劑殺蟲脒等,當發現有不良作用即立刻停止使用。

    ⑶ “農藥會影響環境和產生事故”

    現今,只要按照規定和標簽上推薦的對象、作物、濃度、方法和時間施用農藥,就不會發生不良事故。導致事故發生,使農藥成為“魔鬼”,通常有兩大原因,一是“違法”,二是“違規”；兜售假藥、劣藥、禁藥就是違法現象,就必須依法懲處；亂用藥、錯用藥則為違規,對此必須進行科普宣傳、進行教育。如上二年出現的“毒豇豆事件”即為違法；而“西瓜膨大劑事件”則為違規現象的典型事例。

    無論是“違法”和“違規”,管理和教育是關鍵。對于農藥的管理應從“搖籃”管到“墳墓”。無論從生產、流通、應用各個環節,都必須加強管理力度。我國新的“管理條例”即將誕生,屆時對農藥的管理將更加深化、實在,農藥市場的秩序將更加健康。

    同時,對農藥科技知識的教育也會更加普及,人們對農藥的認識也會不斷提高,對農藥的偏見和誤解也會逐步消逝。

    屆時可以深信,更美好、善良的“天使”將會持續出現,而“魔鬼”將會被驅除、被永遠關押在“魔瓶”中。這樣,世界糧食供應才能得以保證,健康的生態環境才能實現。

    我們希望,蝴蝶繼續美麗而高貴,可以產仔生蟲,但不要危害人類生存和生態持續的相關植物。同樣我們也希望農藥也成為這樣的蝴蝶,沒有生態危害的新蝴蝶！