不斷創新的現代農藥

萬樹青

談到農藥，很多人會立刻想到毒性、殘留、污染等。加上部分媒體大肆渲染農藥的危害，使得很多人對農藥心生懼意，生怕對健康造成不良影響。農藥真的這么可怕嗎？現代農藥有哪些？它們有什么特性和功能呢？

現代農藥主要由化學農藥、生物源農藥和生物技術農藥三部分組成。

包括無機農藥和有機合成農藥。無機農藥即礦物質農藥，如石灰、硫黃、硫酸銅等。古人主要用這類物質來防治病蟲害，且我們至今仍在使用，其中最具代表性的是波爾多液。

7世紀的歐州盛產葡萄，但葡萄在生長過程中會受到多種病害的侵害，嚴重影響葡萄產量。1878年，一種名為“霉葉病（葡萄霜霉?。钡牟『M掃法國波爾多城，許多葡萄園的葡萄樹枝葉凋零。植物學教授米拉德卻意外發現某葡萄園里呈現一片郁郁蔥蔥、生機盎然的景象，似乎絲毫未受到“霉葉病”的影響。原來，園主為防饞嘴的過路人偷吃葡萄，將自配的熟石灰與硫酸銅的混合溶液灑在了葡萄樹上，沒想到意外防治了“霉葉病”的侵害。

后來米拉德進行了多次實驗，證實這種混合溶液確實能有效對抗“霉葉病”，并將其命名為波爾多液。波爾多液除了能防治葡萄樹病害，還可防治很多果樹和農作物病害。歷經百年，仍經久不衰。

有機合成農藥主要指人工化學合成的農藥。20世紀40年代以來，化學家合成了多種具有殺蟲、殺菌和除草作用的化合物，其中DDT殺蟲劑的誕生具有里程碑意義，標志化學防治進入新時代，瑞士化學家保羅·穆勒因此獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。有機合成農藥主要包括有機氯類、有機磷類，仿生合成的氨基甲酸酯類，擬除蟲菊酯類，新煙堿類等。這些化學農藥在防治病蟲草害、保障農業豐收方面發揮了極其重要的作用。不過在使用的過程中，它們也暴露出諸多問題，尤其是對人、畜的毒性和對環境的污染等。1962年，美國生物學家蕾切爾·卡森出版了她的代表性著作《寂靜的春天》，揭露DDT等殺蟲劑對野生動物，特別是鳥類的危害，喚起了人們對化學農藥所帶來的災難的關注。后來，各國相繼立法停止使用高毒、高殘留的有機氯、有機磷和氨基甲酸酯類農藥。我國早在20世紀七八十年代就停止使用DDT、六六六等有機氯殺蟲劑。近20年來，一批劇毒或高毒、高殘留農藥品種也相繼被禁止使用，以保證人、畜和環境安全。

生物源農藥包括微生物農藥、植物源農藥和動物源農藥。這類農藥來源于生物活體和它們的次生代謝產物，人們利用它們來防治有害生物。理論上生物源農藥對環境是安全的，雖然有些代謝物對人、畜有毒，但可迅速降解為無毒物質，不會在環境中永久殘留。

目前廣泛使用的微生物農藥有：蘇云金芽孢桿菌（Bt）殺蟲劑；真菌中的白僵菌和綠僵菌；防治真菌病害的春雷霉素、多抗霉素、多氧霉素、農抗120、井岡霉素等；防治細菌病害的農用鏈霉素、土霉素；防治蟲螨類的瀏陽霉素、華光霉素、阿維菌素等；防治農田雜草的雙丙氨膦等。

常用的植物源農藥有除蟲菊素、煙堿、魚藤酮、α-三連噻吩、印楝素等。植物源農藥是將植物所含的有效成分加工成農藥制劑，以達到防治病蟲草害的目的。我國具有豐富的植物資源，這些資源既是新型農藥的寶藏，也是創新農藥的源泉。

動物源農藥包括昆蟲天敵、昆蟲信息素和激素以及動物毒素等。目前利用昆蟲天敵防治害蟲的代表種為赤眼蜂，可人工培養和規模生產。利用昆蟲信息素，特別是性信息素，可干擾害蟲正常的交配、產卵、取食、聚集等行為，最終達到使作物免遭害蟲侵害的目的。利用昆蟲激素，如蛻皮激素和保幼激素及其他仿生合成的類似物，可調節、干擾昆蟲的生長發育，達到控制害蟲種群的目的。利用動物毒素，如沙蠶毒素（從沙蠶中分離出的具有殺蟲作用的化學成分），可在經結構修飾改造后，仿生合成一系列農用殺蟲劑。

利用現代生物學前沿科技成果開發新型農藥，是農藥發展的必然方向。比如通過基因工程技術，可以將抗蟲、抗病的基因轉移到作物，賦予作物抗蟲或抗病特性。如將蘇云金芽孢桿菌毒素蛋白基因轉移到棉花作物的基因組中，可以使棉花獲得抗蟲性，能有效控制棉鈴蟲的爆發和其他鱗翅目害蟲的危害，節省大量農藥，減小農藥對環境的負面影響。

RNAi農藥，即基因農藥。RNAi是RNA干擾的簡稱。大家知道，遺傳信息傳遞是由核內DNA作為模板轉錄RNA，RNA在核內修飾為mRNA，mRNA進入細胞質后翻譯成蛋白質。1995年，美國康奈爾大學的研究人員在研究秀麗隱桿線蟲某基因表達時，發現研究的基因表達受阻。為了解釋基因表達受阻的原因，科學家安德魯·法爾和克雷格·梅洛攜手繼續此項研究，他們將純化的雙鏈RNA注射到線蟲體內，發現能高效特異性阻斷相應基因的表達。因此，RNAi被定義為在細胞內由雙鏈RNA誘發的、同源mRNA高效特異性降解的現象，又稱基因沉默。2006年，安德魯·法爾和克雷格·梅洛由于在秀麗隱桿線蟲的RNAi機制研究中的貢獻，而共同獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。

RNAi技術作為研究基因運行的一種方法已被廣泛應用于基礎科學，為消除有害基因提供助力，為艾滋病、癌癥以及其他一些病癥的治療開辟了新途徑。而且，RNAi技術在農業上也大有可為。

RNAi農藥是指在體外制備能夠誘發病原菌和昆蟲某基因沉默的雙鏈RNA或者小干擾RNA產品。在病蟲害防治方面，RNAi農藥通過干擾與害蟲生長發育相關的基因的轉錄和翻譯過程，阻止蛋白質合成，讓害蟲的環境適應能力降低或消失。目前的研究顯示，通過葉面噴施、樹干注藥和灌溉方式施用RNAi農藥是可行的。而且由于RNAi農藥是干擾有害生物的特定基因表達，所以對人、畜和有益生物是安全的。未來RNAi農藥或與化學農藥聯合使用，或可替代化學農藥，以減少農業對有害合成農藥的依賴。

現代病蟲害防治的方針是“預防為主，綜合防治”，即采用多種防治手段控制病蟲害。除了化學防治外，還有生物防治、物理防治、生態調控相結合的防控體系?？萍嫉倪M步讓農藥創新研制有了長足的發展，只要我們做到科學用藥、精準施藥，同時加大監管力度，嚴格執行相關法律法規，相信現代農藥是安全的，我們的食品是安全的，我們的環境也是安全的。