化學農藥之戰(zhàn)
 來源：《科學新聞》雜志

　　農業(yè)與農藥的兩極關系已經演變?yōu)檗r業(yè)－農藥－環(huán)境的三極關系，農藥不但要促進農業(yè)的發(fā)展，還必須符合環(huán)境保護的要求；在美國，像甲胺磷這樣的高毒農藥并不完全禁止，而是由專業(yè)人員來使用，以最大限度地降低其對環(huán)境和人類健康的威脅。中國目前沒有這樣的專業(yè)隊伍，禁用成為最直接、有效的手段

　　王莉萍 王玲

　　二戰(zhàn)期間，軍人們在兩條戰(zhàn)線上戰(zhàn)斗，一個是敵國，一個是與蚊蟲害等帶來的病菌作斗爭。化學農藥的鼻祖——DDT當時正是對抗蚊蟲這條戰(zhàn)線上最有效的武器。

　　在化學農藥專家、中國農業(yè)大學教授陳萬義看來，盡管滴滴涕（DDT）已經在上世紀70年代被禁用，但是研究人員到現(xiàn)在也沒有真正讀懂滴滴涕。至今國內外沒有一項研究成果能夠清楚解答，DDT究竟會對人體產生何種影響，滴滴涕有降解慢的缺陷，但是也沒有研究表明在動物脂肪內積累的滴滴涕殘余能產生什么樣的影響。“不過，這樣的未知也會使人恐慌，繼而出現(xiàn)了降解快、有同樣效力的替代品。”陳萬義對《科學新聞》說。

　　DDT的救贖

　　早在古希臘，硫磺就已經被用來治害蟲及病害，而中國人則是早在7～5世紀，就用牡鞠、莽草、蜃灰等滅殺害蟲。到20世紀40年代前，人們主要以天然藥物及無機化合物農藥為主，上世紀40年代后，有機合成農藥才挑起了大梁。二戰(zhàn)期間開始使用滴滴涕，短時期內已比歷史上任何一種人造化學物防止了更多疾病，挽救了更多生命。數(shù)以百萬計的士兵和平民，尤其是戰(zhàn)爭難民，免受斑疹、傷害癥的侵襲，因為滴滴涕殺死了傳播的虱子。

　　在上世紀40年代，隨著農業(yè)機械化和化工工業(yè)日趨成熟，美國的研究者和大企業(yè)將注意力集中在了高效的農藥研發(fā)生產上，中國關注的還是除蟲菊等植物農藥；而此時的歐洲正遭受戰(zhàn)火的折磨，異常艱難，無暇顧及農業(yè)。對歐洲而言，1939年滴滴涕的出現(xiàn)正當其時，迅速被用于戰(zhàn)場。英國首相丘吉爾曾發(fā)表講話稱，要讓盟軍都用上滴滴涕。

　　滴滴涕最早被用于軍營等地以防蚊蟲。直至今天，即使蚊子對滴滴涕產生了一定的抗藥力，它依然比其他替代化學物更為有效（并且問題較少）。原因是蚊子不會停留在噴有滴滴涕的墻壁，就少了令人染病的叮咬機會。這種效果被稱為“刺激排斥”，而且滴滴涕也可以通過直接接觸殺死蚊子。研究證明這對攜帶瘧疾的主要蚊子品種都是有效的。因為挽救了如此多的生命，滴滴涕的發(fā)明者繆勒獲得了1948年的諾貝爾醫(yī)學獎。

　　陳萬義說：“當年貝爾實驗室受德國政府之托，曾做了十幾種化學藥物的研究，作為戰(zhàn)敗國，其中一些機密資料被美國掌握，這些化學藥物成為日后一些鼎鼎大名的農藥，但當時也作為生化武器在研究。美國軍委會在解讀德國文件后，出了一份報告，提到了數(shù)百種有機磷，活性都非常好，當時世界為之轟動。”這一份報告使世界大量水胺硫磷家族——有機磷農藥面世，甲胺磷就是這一批成果之一，在殺蟲劑領域獨領風騷20余年。

　　以DDT為代表的農藥在上個世紀的60年代遭到了質疑。1962年出版的、美國女作者蕾切爾•卡森的《寂靜的春天》，描繪了一幅非常殘酷的畫面：由于農藥的濫用，環(huán)境遭到極大的破壞，生物瀕臨滅絕。這本書極大的動搖了公眾對使用農藥的信心。

　　事實上，DDT類的農藥在投入使用前確實沒有對其進行環(huán)境評估，只是考慮了它們的殺蟲效率。但是在當時的條件下，農藥的使用仍然對農業(yè)的產量起到了保證作用，也有人站出來表明，《寂靜的春天》描述的結果過于嚴重。

　　在差不多同一時間段，也有科學家撰寫了兩本書《我們可以生存》及《農藥和我們的生存環(huán)境》。兩本書都試圖站在科學的角度客觀分析農藥使用的利弊。

　　這兩本書的影響力遠遠沒有《寂靜的春天》那么大。《寂靜的春天》讓人們對于農藥的恐懼心理達到一個前所未有的高度。不論是政府決策還是公眾認知，從此開始發(fā)生較大的轉變。

　　隨著DDT類等高毒性農藥的禁用，不僅僅標志著農藥法治化的開始，也促進了農藥的轉型和綠色化。科學家開始努力發(fā)掘新高效、無公害的農藥，如擬除蟲菊酯等。

　　中國農藥研發(fā)路徑

　　在人工化學農藥發(fā)明之前，人類已有上千年的經驗，以煙堿、艾草等天然植物農藥防病蟲害等。滴滴涕、六六六等的出現(xiàn)有效幫助了當時突飛猛進的現(xiàn)代農業(yè)生產。另一方面，化工生產水平與石油工業(yè)的發(fā)展也提供了原料，為有機農藥出現(xiàn)奠定了基礎。

　　農藥與農業(yè)在1960年代以前是簡單的兩極關系，相互推動發(fā)展。農藥在國外蓬勃興起之時，中國正于戰(zhàn)亂年代，有關農藥的研究與使用基本空白，市場上少量的農藥一部分是商業(yè)進口，另外一些是國外慈善機構的捐助。在上世紀前半葉，滴滴涕和六六六等在普通農戶眼里依然是昂貴的商品，根本使用不起；并且由于中國是小農經濟，一家一戶也就二三畝地，對農藥的需求并不十分迫切。

　　有機化學農藥真正在中國廣泛使用，遲到上世紀50年代冷戰(zhàn)時期，中國受到美國等西方國家的封鎖，農藥的匱乏嚴重阻礙了農業(yè)生產，當時新中國政府下定決心攻關。農業(yè)部為此專門撥20萬斤小米給華北農業(yè)科學研究所等機構，用以集中力量研發(fā)農藥。“當時實驗室很簡單，也沒有什么防護措施，研究人員就是根據(jù)國外的文獻資料來做，一兩年就成功了。”如今年屆80歲的陳萬義回憶說。由于生產技術簡單、原料充足，滴滴涕、六六六等農藥開始在中國大范圍使用。“尤其是六六六，便宜又高效，很受農戶歡迎。”他說。

　　這樣的仿制工作一直持續(xù)了幾十年，直到知識產權保護在國內逐漸受到重視，簡單仿制的路徑和空間也逐漸越來越小。由于企業(yè)模仿制造成本低，上世紀80年代國內小農藥生產企業(yè)林立。中國農業(yè)大學教授李學鋒在接受《科學新聞》采訪時說：“農藥生產要求的技術含量并不低，需要專業(yè)技術、工藝和專業(yè)的廠，在剛改革開放時造假企業(yè)很多，但是現(xiàn)在越來越不太可行了，所以農藥的使用和控制最根本的源頭在于對企業(yè)的整合。”

　　中國農業(yè)大學從事農藥創(chuàng)新研制的覃兆海教授表示，中國的農藥研究創(chuàng)制的主體是科研院所和高校。“八五”計劃以來，中國掌握核心自主知識產權的農藥有20～30個，包括殺蟲劑、殺菌劑和除草劑，但是真正在市場占有份額的只有幾個而已。“創(chuàng)新也是有限的，還是類似國外的，只是在某些地方修改一下。”陳萬義說，“像藥企一樣，國外的大公司有投入研發(fā)的動力。而國內的企業(yè)既沒有資金也沒有實力去研發(fā)。”

　　中國農藥工業(yè)發(fā)展60年，走過了一個從進口到模仿，再嘗試創(chuàng)新的過程。目前的癥結是農藥創(chuàng)新的大氣候依然沒有形成。目前全球十大農藥生產企業(yè)占據(jù)了80%以上的市場份額。以2008年為例，世界農藥銷售額約440億美元，世界頭號農藥生產企業(yè)Syngenta的銷售額為92.31億美元，大約占了世界市場份額的21%。而當年它對研發(fā)的投入是5.56億美元。

　　陳萬義說：“就這一家企業(yè)的研發(fā)投入5億多美元，這個數(shù)大約是中國對農藥研發(fā)4～5年的總投入額度。”中國對農藥研發(fā)投入主要通過4個渠道，科技部主要支持新農藥研發(fā)，國家發(fā)改委是農藥技術改造，國家自然基金委則是基礎研究；另外，各省科委也會有所投入，但盡管如此，“研發(fā)投入與農藥需求和重要性并不匹配。”李學鋒說。可以說，在中國自主投資研發(fā)農藥只是一個短期的行為，而國外則針對長期的效益。

　　農業(yè)、農藥與環(huán)境的三極關系

　　對農民而言，成本低、效益好才是選擇使用哪種農藥的根本。在屋內噴上滴滴涕，每年只需七八元人民幣。毒性較重的代用品，價錢是其10至20倍，還要多次使用。不過，任何農藥都是有利有弊的，關鍵是看利弊的大小，一切取決于當時的經濟和技術。比如，滴滴涕殘留脂肪內的研究在上世紀40年代就有研究報道了，但當時的認識、經濟等使這一疑問沒有受到更多關注。滴滴涕如今在中國及世界大部分地區(qū)都已經完全消失。人們對環(huán)境和人體健康的關注自上世紀70年代起空前高漲，一批化學農藥就此退出歷史舞臺。

　　“目前國際衛(wèi)生組織只允許特定地區(qū)使用滴滴涕，如非洲一些貧困地區(qū)，我不認為現(xiàn)在還需要啟用DDT，已經出現(xiàn)了太多的可替代它的農藥供選擇。農藥品種的出現(xiàn)與當時的經濟、技術、人們的意識等息息相關。”陳萬義說。

　　20世紀40年代前后，農藥結束了無機化合物，進入有機化合物時代，70年代農藥又開始全面進入高效化。與40年前（上世紀40～60年代）相比，現(xiàn)代農藥可以說已是“面貌全非”了。1962年，卡森的《寂靜的春天》一書出版，喚醒了人們的環(huán)境保護意識。1970年美國成立EPA（環(huán)保局），開始對包括農藥在內的產品進行全面的環(huán)境監(jiān)測，這就標志著農業(yè)與農藥的兩極關系逐漸演變?yōu)檗r業(yè)－農藥－環(huán)境的三極關系，農藥不但要促進農業(yè)的發(fā)展，還必須符合環(huán)境保護的要求。隨之，農藥管理日顯重要：協(xié)調三者關系，抑制農藥的負面影響，促進農藥向環(huán)境相容性好的方向發(fā)展，達到促進農業(yè)生產，同時保護環(huán)境和人類健康的要求。

　　人口在增長，耕地在減少，環(huán)境在惡化，農藥在農業(yè)單位耕地持續(xù)增產中又不可或缺，于是這一矛盾使農藥多被詬病。當然，在環(huán)境和利益的雙重推動下，農藥的品種也在不斷更新。根據(jù)英國著名的農藥手冊（The Pesticide Manual）收錄的商品農藥品種統(tǒng)計，1974年為520種，2000年為812種，但凈增品種為514種，與1974年的520種相近，發(fā)展是迅速的。而且新增品種多為新功能、新作用機理、新化學結構（或活性物）、低毒、高活性的，其活性強度比30年前的品種高1～2個數(shù)量級，畝用量低于10g甚至1g，大大降低了農藥的使用量。

　　“擴大適用范圍，對一個事物的認識逐步提高，在對滴滴涕禁止工作上，政府做的都很堅決。”李學鋒說。中國在農藥的更新?lián)Q代上并不落后于國外，農藥登記所需通過的安全評價、代謝與殘留檢測及生態(tài)環(huán)境評價項目內容逐漸增加，一批老農藥因毒性和環(huán)境原因也相繼被禁用（如DDT, 六六六, 除草醚等）。比如甲胺磷，美國現(xiàn)在還在使用，這是一種用于植物的病蟲害防治很有效的高毒農藥，在中國已經被禁用。“在美國這樣的高毒農藥并不完全禁止，而是有專業(yè)人員來使用，專業(yè)隊伍可以控制環(huán)境中高毒高危害農藥的使用總量，并且控制使用時間、范圍，以最大限度地降低其對環(huán)境和人類健康的威脅。”李學鋒說。遺憾的是中國目前并沒有這樣的專業(yè)隊伍，因此，禁用成為最直接、有效的手段。

　　經濟也決定了農藥的境遇。“在經濟發(fā)達地區(qū)如上海，它對農藥的使用等論證更科學，管理也更嚴密，比如根據(jù)上海地方規(guī)章，水胺硫磷可以在上海地界過路，但是不允許存留。”李學鋒說，“再有，政府可以補貼，好的農藥價格高，地方財政可以買來，比如10元買，5元賣給當?shù)剞r民，這樣也是一個解決辦法。”

　　江蘇省以前是農藥生產的大省，但在2年前地方政府提出了關閉1/3、搬遷1/3、再關閉1/3農藥企業(yè)。而搬遷走的那些農藥生產企業(yè)自然移向相對落后的中西部地區(qū)。

　　而在國際社會也上演著同一幕。隨著全球經濟一體化，世界市場成為沒有硝煙的戰(zhàn)場，以前生產農藥的世界前十大公司由于成本高、環(huán)境要求很高的壓力，逐步把在歐洲等發(fā)達國家的企業(yè)關停，而把農藥生產這一環(huán)節(jié)轉移到中國、印度這些第三世界國家。在這里勞動力便宜，對環(huán)保要求很低，而且農藥又是全世界都要應用。對于經濟欠發(fā)達的國家或者地區(qū)而言，犧牲一點環(huán)境似乎成了無可避免的途徑。中國政府對此雖不鼓勵，但是也難以說“不”。■

　　農藥的重新解讀

　　英國的一項研究表明，農藥禁用的第一年會使糧食減產30%，而第二年則達到32%；如果不用殺菌劑（農藥的一種），對人類威脅最大的就是農產品中比農藥更毒的天然毒素的量會增加，同時水果、蔬菜產量會下降

　　王玲

　　“綠色革命”的興起從某種程度上來說是農藥發(fā)展的重新定位。農藥開發(fā)向高效、低毒、低殘留、高生物活性和高選擇性方向發(fā)展。

　　在談到現(xiàn)在中國很多人仍然對農藥存在偏見和誤解時，中國農業(yè)大學從事農藥創(chuàng)新研制的覃兆海教授顯得無奈。“高毒，高殘留的農藥監(jiān)管在中國確實很成問題，本來禁用的農藥在中國從各種渠道流入市場，導致人們對農藥的恐懼心理很難在短時間內發(fā)生改變。”

　　“農藥研制需要非常多的考慮，比如農藥價格和對環(huán)境影響。”覃兆海解釋：“農藥是農民使用的，在目前中國農產品收益普遍偏低的情況下很難指望農民能夠用價格昂貴的農藥；另一方面來看，有機氯、有機磷農藥對環(huán)境的惡劣影響使得現(xiàn)在的農藥在研發(fā)階段必須做環(huán)境評估。”

　　華東理工大學的錢旭紅教授也認為農藥研制是相當復雜的過程，一般來說要經過發(fā)現(xiàn)作用機制、進行化合物的設計、合成、活性篩選、命中、高效先導確定、先導結構優(yōu)化、進行急性毒性、慢性惰性、致畸致癌致突變、動物試驗、候選農藥、代謝、環(huán)境毒理實驗、生態(tài)效應、田間藥效等評估、最后進行農藥登記后才能真正用于農業(yè)生產。

　　“一種新的農藥從研發(fā)到上市至少需要10年時間，耗資一般4億美元，成功率大概二十萬分之一。”錢旭紅這樣描述一種新農藥誕生的過程。

　　這也是為什么農藥的發(fā)展能夠由高毒、高殘流向高效、低毒、低殘留、無公害、環(huán)境相容；從無選擇性漸漸向選擇性方向發(fā)展的原因。

　　“可以說現(xiàn)在允許使用的農藥原藥品都是經過嚴格篩選得到的，安全性已經非常好，有些農藥甚至比食鹽的毒性還要低。”覃兆海對于公眾仍然對農藥的安全性存在的偏見進一步解釋，“農藥引發(fā)的問題有時已經不是藥品本身，而是源自使用技術。因為農民使用的農藥不僅僅是原藥，而是添加了各種助劑的農藥成品。目前來看，中國制劑方面的技術還比較滯后，也會導致人們對農藥的誤會。”

　　錢旭紅介紹說，在美、德、日、瑞士等這樣的農業(yè)發(fā)達同時也是農藥創(chuàng)新活躍的國家，農藥創(chuàng)新和醫(yī)藥創(chuàng)新是統(tǒng)一的，雖然醫(yī)藥創(chuàng)新的經費比農藥創(chuàng)新要多。在中國現(xiàn)行的體制下，農藥創(chuàng)新與醫(yī)藥創(chuàng)新是分開的，投入經費相差過于懸殊。農藥創(chuàng)新相對于醫(yī)藥創(chuàng)新來說還處于非常弱勢，幾乎處于可有可無的地位。

　　對于無視農藥的進步而過分強調農藥危害，主張“純天然，無農藥”的人來說，有些事實會讓他們對農藥有重新認識：如果不用農藥，糧食的減產將不可避免。據(jù)英國的一項研究表明，農藥禁用的第一年會使糧食減產30%，而第二年則達到32%。

　　如果不用殺菌劑（農藥的一種），對人類威脅最大的就是農產品中比農藥更毒的天然毒素的量會增加。不用殺菌劑，水果、蔬菜產量會下降，由此人類攝入量也會下降，進一步對人類健康造成威脅，其中最主要是心血管病和癌癥數(shù)量會增加。

　　轉基因作物可能在某種程度上減少農藥的應用，但不表明轉基因作物就不再需要農藥。“恰恰相反，轉基因作物需要用一些特定的農藥、需要轉基因時代的農藥。”錢旭紅拿著名的農藥公司孟山都舉了一個例子。

　　孟山都公司曾經研發(fā)出一種名為草甘膦的廣譜除草劑。為了打敗競爭對手，孟山都公司花大力找出了抗這種農藥的基因，并把這種基因轉入大豆基因中。很快，孟山都公司實現(xiàn)了一箭雙雕：既賣出了自己的轉基因大豆種子，又賣出了自己的廣譜除草劑。

　　隨著轉基因作物的進一步發(fā)展，轉基因作物的抗性可能會使生態(tài)環(huán)境發(fā)生變化。比如以前一些不被重視，轉基因作物對其沒有抗性的害蟲、細菌、雜草會迅速上升為“主要矛盾”，那農藥的使用是不可避免的了。

　　當然，對于何種農藥會在未來的發(fā)展中更占優(yōu)勢，不同的科學家有著不同的看法。而聯(lián)合國于1992年召開的環(huán)發(fā)大會所鼓動的，即在2000年前生物農藥將占世界農田使用面積的60％指標，被事實證明是個神話。錢旭紅介紹了國際主流的看法，與醫(yī)藥中目前化學與生物的相互關系一樣，至少在今后五十年，由于性能差異，在化學農藥與生物農藥的競爭中，化學農藥仍然占絕對主導地位。

　　不管怎樣，未來的農業(yè)不可能離開農藥。關鍵是研發(fā)、生產、使用綠色農藥。■

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