農(nóng)藥污染的治理

      有機(jī)氯類化合物（包括PCB）的侵入，給許多海洋生物帶來滅頂之災(zāi)，甚至威脅到人類的生命健康。面對嚴(yán)峻的現(xiàn)實，人類在思考：究竟應(yīng)該如何把海洋生態(tài)環(huán)境從農(nóng)藥污染的魔爪中拯救出來呢？由于農(nóng)藥是一類典型的陸源性污染物，一個很自然的想法是，如果能在陸地上就控制農(nóng)藥，尤其是有機(jī)氯的生產(chǎn)和使用，必將減弱農(nóng)藥"幽靈"在空中和水中的游蕩，最終減輕大海的污染負(fù)荷。

    從20世紀(jì)70年代以來，化學(xué)農(nóng)藥品的罪惡逐漸昭彰天下，農(nóng)藥的使用前途也成了熱門話題。一方面，這促使人們加強(qiáng)了對農(nóng)藥的法制管理和合理使用，另一方面也促進(jìn)了易降解、高效、低毒的當(dāng)代農(nóng)藥新品種的研制和開發(fā)。傳統(tǒng)農(nóng)藥概念被打破，藥效也可以指對有害生物的生理或行為產(chǎn)生較緩和的長期影響，使其不能繁衍為害以致種群滅絕，從而提出了非殺生性農(nóng)藥概念。與此同時，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)也面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，各種以可持續(xù)發(fā)展思想為指導(dǎo)的替代農(nóng)業(yè)方式也在世界各國逐步得到推廣。

    法制管理

    早在無機(jī)農(nóng)藥時代，由于殺蟲劑用藥量大，加之濫制、濫用，促使各國立法加強(qiáng)管理。法國于1905年首先制訂農(nóng)藥管理法。美國于191O年立法，要求農(nóng)藥必須在農(nóng)業(yè)部履行登記手續(xù)。60年代后，各國紛紛立法，加強(qiáng)和完善農(nóng)藥法規(guī)。7O年代前，農(nóng)藥法制管理著重產(chǎn)品質(zhì)量和急性毒性的管理，70年代后加強(qiáng)了對慢性毒性的管理。農(nóng)藥登記時普遍要求提供對環(huán)境、高等動物、水生生物、天敵等的安全性評價資料。除急性、亞急性毒性試驗數(shù)據(jù)外，還必須提供有關(guān)慢性毒性（包括致突變、致畸。致癌等）、代謝和殘留性的資料。這對農(nóng)藥的安全、合理使用，減少對環(huán)境生態(tài)的不良影響起了積極作用?，F(xiàn)在開發(fā)一個新品種，從研制、試驗直到登記、銷售，一般需要10年時間，耗資數(shù)千萬美元以上，但也激發(fā)了農(nóng)藥的科學(xué)研究向更廣闊深入的方向發(fā)展。

    生物防治

    早在19世紀(jì)80年代，一種叫吹棉階的害蟲從澳洲帶人了美國加利福尼亞州，當(dāng)?shù)氐母涕?、檸檬和袖子生產(chǎn)業(yè)面臨一場橫禍。生物學(xué)家注意到，同樣是這種害蟲，在澳洲并未對柑橘構(gòu)成嚴(yán)重威脅。昆蟲學(xué)家柯貝爾通過在澳大利亞的考察，發(fā)現(xiàn)澳洲瓢蟲專門捕食吹棉價。于是，這種瓢蟲被請入美國，一舉解救了加利福尼亞的柑橘生產(chǎn)業(yè)，柑橘產(chǎn)量猛增2倍多。

    然而，"．引薦天敵"的方法與洋洋大觀的各種新型農(nóng)藥相比，顯然缺乏吸引力，生物控制科學(xué)的河流長期處于干涸之中。但是，農(nóng)藥猶如一把雙刃劍，當(dāng)人們還沉醉于"立竿見影"的欣喜之中時，它的另一面--殺生本性也逐步暴露。不僅如此，一些害蟲還出現(xiàn)了抗藥性。這時，人們的目光再次轉(zhuǎn)向害蟲的天敵上。不過，天敵的利用并非一帆風(fēng)順。例如，加州的柑橘業(yè)后來又受到一種墨西哥粉虱的威脅，于是人們引進(jìn)了它的一種寄生性天敵，局勢才得到緩解。可是幾年后，一種叫日本金龜子的甲蟲暴虐成災(zāi)，只好大量噴施殺蟲劑。甲蟲死了，粉虱的寄生天敵也被殺死。粉虱再次成災(zāi)，損失達(dá)數(shù)百萬美元。

    近年來，人們還把天敵的范圍擴(kuò)大至生物制劑。早在亞里士多德時代以前，人們就知道昆蟲也會患病。蠶病曾出現(xiàn)在中世紀(jì)的詩文中。昆蟲不僅受到病毒和細(xì)茵的侵?jǐn)_，而且也受到真菌、原生動物、極微的蠕蟲和其他肉眼看不見的微小生命世界中的小生物的侵害。近年來，利用昆蟲的病原微生物（包括細(xì)菌、病毒等）殺死農(nóng)業(yè)害蟲的制劑--微生物殺蟲劑受到重視。微生物殺蟲劑具有很多優(yōu)點，對人、畜、農(nóng)作物安全無害，也沒有殘毒，不容易使害蟲產(chǎn)生抗藥性，能有選擇地殺死要防治的害蟲而不殺死害蟲的天敵，生產(chǎn)方法簡便，便于土法上馬，成本低廉。

    目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上使用量最大、效果最顯著的細(xì)菌殺蟲劑主要是蘇云金桿菌。大量研究證明，蘇云金桿菌對人畜、益蟲、水生生物等無害，而對200種以上農(nóng)林害蟲有不同程度的致病和毒殺作用。這種微生物農(nóng)藥現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于防治松毛蟲、青菜蟲。蘋果自蛾等害蟲，美國、法國、德國和加拿大等國都已經(jīng)進(jìn)人大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的階段。我國已經(jīng)大量推廣應(yīng)用的青蟲菌、殺螟桿菌、"七二一六"等都屬于蘇云金桿菌的變種。

    白僵菌是目前使用最廣泛的真菌殺蟲劑。它廣泛寄生于190多種昆蟲的幼蟲、蛹和成蟲上?；疾∷劳龅南x體白色僵硬，體表長滿茵絲和白色狀抱子，叫白僵蟲。我國中藥中的僵蠶，就是白僵菌寄生而死的蠶尸。白僵菌可以用于多種農(nóng)、林害蟲的防治，其中以防治松毛蟲、玉米螟的效果最顯著。

    有人擔(dān)心，微生物制劑可能會給其他形式生命帶來危險的細(xì)菌戰(zhàn)爭。與化學(xué)藥物相比，昆蟲病茵除了對其作用對象外，對其他所有生物都是無害的。昆蟲病菌具有如此的專一性，以至于它們只對一小部分昆蟲，有時只對一種昆蟲才有傳染能力。昆蟲病理學(xué)家指出，昆蟲疾病在自然界的爆發(fā)，始終是被局限在昆蟲之中，它既不影響宿主植物，也不影響吃了昆蟲的動物。

    早在20世紀(jì)30年代就有人提出了一種很奇特的生物控制方法：如果有可能使很大數(shù)量的昆蟲不育，并把它們釋放出去，使這些不育的雄性昆蟲在特定情況下去與正常的野生雄性昆蟲競爭取勝，那么，通過反復(fù)地釋放不育雄蟲，就可能產(chǎn)生無法孵出的卵，于是這個種群就滅絕了。我們研究一下下面的表格，可以看出，如果有20000O0只蟲子（雄、雌各半），連續(xù)四代人為放進(jìn)2000000只雄性不育蟲，即可完全將它們滅絕。當(dāng)然，這只是理想情形，事實遠(yuǎn)非如此簡單。

    20世紀(jì)50年代，羊皮螺旋蠅是美國西部和南部的主要害蟲。這種蠅將卵產(chǎn)在所有流血受傷動物的外露傷口上，孵出的幼蟲是一種寄生蟲，靠宿主的肉體為食。一頭成熟的公?？梢砸驀?yán)重感染在10天內(nèi)死去，畜牧業(yè)因此遭受很大損失。為此，美國農(nóng)業(yè)部曾養(yǎng)放了數(shù)百萬只輻射絕育法處理過的雄性羊皮螺旋蠅。野生的雌蟲可以跟它們交配、產(chǎn)卵，但是不能孵化。從1962年到1971年，效果喜人，羊皮螺旋蠅之災(zāi)完全消除。但是好景不長，三年后它們的數(shù)目再度迅猛增長，家畜損失慘重。經(jīng)過仔細(xì)研究，原因是這些人工培育的羊皮螺旋蠅的野外適應(yīng)能力差，科學(xué)家吸取教訓(xùn)后，于1977年5月在墨西哥和德克薩斯每周空降新法處理過的不育雄蠅400萬只。不料，上述地區(qū)蠅災(zāi)雖得到控制，這些害蟲次年又跑到了新墨西哥、亞里桑那和加利福尼亞等地。無奈之中，美國人只好將雄性不育蠅的空投數(shù)目和區(qū)域一增再增，一擴(kuò)再擴(kuò)。

    1981年，一種叫地中海果蠅的水果和蔬菜的害蟲被帶入美國加利福尼亞。由于當(dāng)?shù)厝狈@種害蟲的天敵，農(nóng)業(yè)專家深恐它們會蔓延成災(zāi)以致造成數(shù)十億美元的損失。于是，他們采取了放飛雄性不育蟲的防治措施。幾天后，人們意外發(fā)現(xiàn)這批果蠅仍具有繁殖力，真可謂"雪上加霜"！幸運的是，這個故事的結(jié)尾并不壞，這批果蠅不適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件，一直未能成災(zāi)。

    當(dāng)一種雌性昆蟲作好交配準(zhǔn)備時，便會發(fā)出一種特定的性誘劑。此時，雄性昆蟲便覓跡而至。有人想到用這種性誘劑化學(xué)品作誘餌來捕捉害蟲。還有人干脆在蟲害區(qū)噴施這種化學(xué)劑，在一片"性誘"的氣氛中，可苦了雄蟲，惱了雌蟲，害蟲數(shù)迅速下降。

    昆蟲成蟲前往往先要經(jīng)歷幼蟲階段。例如，毛蟲是飛蛾或蝴蝶的幼蟲。我們知道，昆蟲在幼蟲期體內(nèi)會產(chǎn)生一種化學(xué)劑，叫保幼激素。如果昆蟲體內(nèi)有足量的保幼激素，它將維持在幼蟲階段。因為幼蟲不能交配，也不可以成活很久，所以噴施保幼激素對害蟲而言不啻為致命一擊?，F(xiàn)在，美國已經(jīng)合成的幾種保幼激素制劑對防治蚊蠅類、蚜蟲和介殼蟲的效果比較顯著，還在進(jìn)行大面積田間試驗和動物毒性試驗。

    綜合管理（IPM）

    近年來，將各種生物的、化學(xué)的、機(jī)械的和其他防治手段加以優(yōu)化組合的病蟲害綜合管理法（英文簡稱IPM）得到推廣、應(yīng)用。秘魯卡耐特谷地棉花生產(chǎn)的恢復(fù)是其最早的范例。這一谷地由于施用DDT等有機(jī)氯農(nóng)藥，棉花產(chǎn)量4年之內(nèi)從每公頃490千克增至730千克。到了第五年，災(zāi)難降臨了。由于天敵大大減少，棉花產(chǎn)量陡降至每公頃390千克。1957年，人們重新引進(jìn)棉花害蟲天敵，改變作物種植方法，未經(jīng)許可和指導(dǎo)禁用有機(jī)氯農(nóng)藥。數(shù)年后，谷地生態(tài)系統(tǒng)得到恢復(fù)，棉花產(chǎn)量創(chuàng)下歷史最高記錄。

    IPM中采用的方法有許多種，如：害蟲和天敵種群監(jiān)測以確定適宜的處理期、生物防治、提高寄主植物抗性、焚燒秸稈、統(tǒng)一播期、水肥管理、輪作、清潔種子、變換耕作方式。

    有人計算，通過采用現(xiàn)有技術(shù)，美國棉田近3萬噸殺蟲劑用量可降低大約40％，而美國42種主要農(nóng)作物的農(nóng)藥用量可減少一半。丹麥、瑞典、荷蘭等國家已經(jīng)著手實施數(shù)年內(nèi)農(nóng)藥用量減半的計劃。

    許多國家都在制定病蟲害綜合管理（IPM）計劃，但是各國成效不一。因為IPM遠(yuǎn)比化學(xué)防治復(fù)雜，必須進(jìn)行培訓(xùn)。不過，菲律賓和印度尼西亞的稻農(nóng)，在政府組織的培訓(xùn)活動中很快掌握了IPM技術(shù)。
    
    替代農(nóng)業(yè)

    我們知道，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是能源轉(zhuǎn)化的生物過程，其主要過程是植物通過光合作用把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，植物逐漸生成農(nóng)產(chǎn)品。然而在當(dāng)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中，糧食的增加并非完全靠提高太陽能的利用率，而是靠外加大量輔助能獲得的。例如，制造化肥和農(nóng)藥就需要礦物能源及原料。這些礦物能源及原料以石油為主要代表，因此現(xiàn)代農(nóng)業(yè)得名"石油農(nóng)業(yè)"。

    現(xiàn)代農(nóng)業(yè)當(dāng)然不是農(nóng)業(yè)發(fā)展的最終形式。面對農(nóng)業(yè)帶來的能源和環(huán)境危機(jī)，近20年來，一些有識之士開始探求農(nóng)業(yè)發(fā)展的新思路，力圖找到替代石油農(nóng)業(yè)的理想模式，各種替代農(nóng)業(yè)相繼而生。目前，主要模式是有機(jī)農(nóng)業(yè)、自然農(nóng)業(yè)、生物農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)、持續(xù)農(nóng)業(yè)等等。其中，生態(tài)農(nóng)業(yè)概念是由美國土壤學(xué)家威廉姆·阿爾伯里奇首先提出的。他認(rèn)為理想的替代農(nóng)業(yè)，應(yīng)是生態(tài)上能自我維持，經(jīng)濟(jì)上又有高效益的農(nóng)業(yè)。生態(tài)農(nóng)業(yè)的思路比較寬廣，很快得到普遍重視和試驗研究。中國從自己的國情出發(fā)，于80年代初期開始了生態(tài)農(nóng)業(yè)的建設(shè)。如今，具有中國特色的生態(tài)農(nóng)業(yè)已發(fā)展至擴(kuò)大試點示范階段。運用各種物理、化學(xué)、生物等方法防除病蟲草害的綜合防治技術(shù)是中國生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)中行之有效的實用技術(shù)。

    最新調(diào)查表明，發(fā)達(dá)國家的人體DDT含量在下降，但是全球公民繼續(xù)暴露在有機(jī)氯等農(nóng)藥中，局部海域的生物體內(nèi)仍有較高的DDT和PCB含量。有機(jī)氯在陸地環(huán)境的下降速度和在半封閉海、沿海海域中的清除率都比較慢。對于有機(jī)氯污染動態(tài)，內(nèi)海、公海和熱帶國家是今后關(guān)注的熱點。我們應(yīng)當(dāng)清醒地認(rèn)識到，盡管幾十年來人類為農(nóng)藥家族的變革做出了巨大努力，但是農(nóng)藥污染的形勢依然嚴(yán)峻。由于科技、經(jīng)濟(jì)和政治因素的影響，人類與農(nóng)藥污染作斗爭的路程還很長。