未来农药市场生物农药是首选,人类与生态

日期:2019-08-23编辑作者:现代文学

  人与有害昆虫的战争

目前,随着化学农药的大量使用,致大部分的农药残留在果蔬当中,这一问题引起了人们的关注,人们对无公害蔬菜的呼声也是越来越高,为了从源头上解决农药的残留超标问题,在使用非药剂防治病虫的同时,如何科学合理地选择化学农药,将农药残留控制在允许的水平以下,发展绿色农业,已成为必然趋势。

  有人说:“昆虫是人类争夺本行星统治权的主要对手。”

无公害蔬菜对农药的要求除了高效、速效外,最主要的是要安全、低毒、低残留,其药剂可在自然界迅速消解(如水解、光解或微生物分解),不污染环境,还包括对天敌、授粉昆虫等少伤害,对蔬菜不产生药害。那么适用于无公害蔬菜生产的农药有哪些呢?

  有害昆虫,它毁坏人类的农作物,常常使水稻、玉米、小麦、棉花、油菜、甘蔗、马铃薯等作物绝收,被称为“无烟的火灾”,导致大片森林、果园和其他经济林木成为枯木,或严重减产;它传播人类和牲畜家禽的大多数传染病;它毁坏建筑木料,使堤坝、枕木、家具、衣服受到严重损害等等。它是人类的大敌。

生物农药。生物农药对害虫具有控制特效,且是安全性极高的农药,具有高效、低毒、无残留、抗药性慢等特点。如细菌杀虫剂BT(苏云金杆菌微生物杀虫剂)、阿维菌素。参碱植物杀虫剂;真菌杀虫剂;昆虫病毒杀虫剂及昆虫信息素类。

  人类憎恨这些昆虫,又常常感到无限的恐惧或无奈。人类发动对它们的战争,但又常常束手无策。

现代概念的植物源农药。即对害虫有拒食、驱避、阻碍发育、干扰生殖等特异作用的植物提取物。

  19世纪,一种原来无害的小甲虫,在沙漠里生活时吃被称为“水牛刺”的植物,后来改吃多汁的马铃薯,一两年的时间里,这种甲虫便席卷美国,从西海岸直到东海岸。1877年,它在西欧莱茵河畔马铃薯地里出现,并迅速蔓延,威胁数百万以吃马铃薯为生的人。

昆虫生长调节剂。可通过阻碍害虫脱皮,干扰发育起到控制作用,对人及高等动物无害,对天敌影响小,对环境安全,如抑太保、除虫脲、扑虱灵等已广泛应用,新品种如灭蝇胺、米满也已开始推广。

  蝗虫,它是更大的“灾星”。它铺天盖地而来的时候,就像一片乌云一样遮天蔽日。5000多万只集群的蝗虫便可遮住一平方公里的天空。它所过之处,全部农作物化为乌有,最快的速度每天达150公里。一个蝗虫群,一天就可能吞噬几十万吨的谷物。

新型抗生素类制剂。如多杀霉素对抗性蔬菜害虫具有高效速效性,但对人和高等动物非常安全,且安全间隔期短,非常适合在菜田中使用。

  我国解放前的中原地区,有所谓“黄蝗汤”三大害之说。“黄”指黄河缺口,水灾泛滥;“蝗”是指蝗虫灾难;“汤”是国民党将领汤恩伯,代表国民党对人民的压迫和剥削。一种小小昆虫,同严重的水灾和反动暴政相提并论,足见它对人民正常生活威胁的严重性。

高效强选择性药剂。如氨基甲酸酯类的抗蚜威只对蚜虫表现出高效(具有触杀、胃毒、熏蒸三重作用),而对其他生物无伤害,并且残效期短,对作物和天敌安全,是生产无公害蔬菜、维护菜田生态平衡的理想药剂。

  现在,虽然在我国和大多数发达国家已控制了蝗灾;但是在非洲,它仍然蹂躏苏丹、乍得、尼日尔、马里、塞内加尔各国。它被称为巨大的生物“炸弹”,卷土重来,引起全世界的恐慌。联合国粮农组织每年要拨款3.5亿美元,拯济由蝗灾造成劫难的发展中国家人民。

  鉴于有害昆虫对人类健康和社会财产的严重危害,人类发动了一场历史悠久的抵御害虫的战争。这场战争有文字记载的历史已有4000多年。虽然人类在这场战争中已经取得了许多辉煌的胜利,但也遭受过许多惨重的失败。虽然在这场战争中,人类使用了最现代化的化学武器,但是至今仍然没有决出谁胜谁负。1996年6月,在香山科学会议上,中国科学院院士陈述彭教授讲了这样一个故事:他说有一天,他请教中科院外籍院士李政道教授:“你认为,在人与蚂蚁的战争中,是人消灭蚂蚁还是蚂蚁消灭人?或者,是人消灭人,蚂蚁消灭蚂蚁?”他们讨论了很长时间,但仍不得其解,很难作出结论。直到最后,李政道院士说:“我看还是人消灭人,蚂蚁消灭蚂蚁。”

  这是世界级科学家的讨论。也许,有人对李政道教授的结论会有不同的看法,但是这并不妨碍关于人与昆虫的战争是一种全球规模的战争这样的看法。

  在这场战争中,人虽然用现代化武器武装起来,但是就对付个别种的昆虫,如蝗虫、棉铃虫、松毛虫、小甲虫、蚂蚁等,在一对一的战争中也做不到决战;何况地球上有数百万种昆虫呢?虽然这几百万种昆虫中有许多是对人类有益的;有更多对人类利益影响不大,但在地球生态平衡中起着重要作用的,只有少数昆虫是对人类有害的。如果所有的昆虫联合起来向人类进攻,那么人类肯定失败无疑了。当然,这种假定是不可能出现的。因为各种昆虫都是单独地采取自己的对策的。地球上只有人类有可能联合其他物种,如增育有害昆虫的天敌,共同对付敌人。

  昆虫的最成功的对策是:(1)惊人的繁殖速度。例如苍蝇,一二个月换一代,雌蝇几乎是产卵机器,一对苍蝇在适宜条件下,它们的子孙后代,一年内便可充斥世界,以14厘米厚的蝇层覆盖整个地球表面。当然,这种情况是不会出现的。因为它受到它的天敌的控制。(2)惊人的快速生长。大多数昆虫以极高的速度生长。例如蚕,在它生长发育的 50天里,自身的重量增加 5.6千倍。这与它们的食量惊人有关。例如有的昆虫的幼虫,一昼夜吃200次。它老是在吃东西,所吃的食物大大超过它的体重。在大草原上,一种螟蛾,体重只有0.025克,但是它的子孙后代,到夏末的一个发育期,要吃掉9吨重的青饲料,相当于3头母牛1年所需的饲料。它这些子孙的体重加起来有225公斤。根据科学家估算,在适宜生存的大草原上,每公顷昆虫生物量100至300千克;在同样的面积上,鸟类生物量为300至550克;啮齿动物 (如老鼠)的生物量3至5千克;草食哺乳动物(如牛羊)从1千克到10至15千克。(3)它的强大的扩散率,能迅速地扩大生存空间。昆虫的这些对策的成功运用,是人类难以控制它的根本原因。

  人类对有害昆虫的战争,采取了种种手段。至今为止最强大的武器是化学除虫剂。开始的时候,化学除虫剂使用的效果是明显的、神奇的。它从虫口中挽救了成亿吨的谷物。但是它所带来的问题也接踵而来,第一,它不具有选择性毒效,作为一种致死毒物,不能专一地杀死人们希望除去的害虫,甚至连带把害虫的天敌也杀死了。第二,在使用一段时期之后,害虫获得抗药性。第三,化学农药大量使用造成严重的环境污染。

  例如印度尼西亚,由于杀虫剂对农作物提供的保护,1986年实现水稻产量的自给自足。但是,两年之后,1988年稻田几乎被稻褐飞虱蚕食殆尽。稻褐飞虱原来只是一种次要的害虫,但是它的天敌被杀虫剂消灭殆尽之后,大举重来,发生大爆发,一年之内使印度尼西亚的水稻生产损失10多亿美元,

  噬了足以供300万人一年食用的稻谷。

  为了达到对害虫的控制,全球杀虫剂生产数量增加,如1982至 1884年农药生产和使用量,美国 37万吨,前苏联53万吨,中国16万吨,80年代中期东亚农药市场达250亿美元。1994年是全球杀虫剂生产和使用增长最快的一年。为了对付害虫抗药性问题,又不得不开发新的杀虫剂。但是,新杀虫剂的研究开发,需要约10年的时间,既跟不上害虫抗药性的发展,又耗费大量资金。例如许多大型化工公司云集的欧洲,每种新杀虫剂开发的成本,从1975年的2500万欧洲货币单位,增加为1992年的1.25亿欧洲货币单位。这成为不堪重负的投资。

  这样就迫使人类与有害昆虫的战争走向一个新阶段:综合防治害虫的阶段。

  生态学告诉我们,不能把同人类竞争的所有昆虫都视为害虫,而只是它们的数量足够大时才成为害虫。因而防治害虫,是指控制它们的数量,而不是消灭它。

  实际上,人们早就发现,某种昆虫大爆发,并成为危害严重的害虫,只是发生在大面积单一树种,或大面积单一作物的地方。在未受干扰的森林、荒漠、沼泽地等荒野地区,害虫爆发的情况是罕见的。因为这里各种生态因素相互作用相互制约,不会出现某一个物种处于支配地位的情况。各种生态因素相互制约,这是一种重要的自然界力量。对昆虫的真正有效的控制是由自然界完成的。从防治害虫的视角,主要是开发和保护害虫天敌的作用,利用自然界的自我调节能力,实现对害虫的控制。

  最近报道,英国牛津大学的科学家发现,蝗虫分泌出一种泡沫状物质,它起某种化学信号的传导作用。这种作用能使上10亿只蝗虫聚集到一起;而且,雌性蝗虫群体在一起的时间只要达到4小时,它产下的卵以后就会变成具有群居性的幼虫,但如果将雌虫产卵地的泡沫状化学物质除去,幼虫日后就会发展成独居的成虫。

  这种发现可能为人类控制蝗虫爆发提供新途径。因为蝗虫有群居和独居两种生存形式,只有群居的蝗虫才会形成巨大的灾难,独居的蝗虫会造成麻烦。人们在确定那些泡沫状化学物质的性质后,就有可能把它产卵地的这种物质除去,从而使全部幼虫长成独居昆虫;或者利用它向蝗虫传递化学信号,误导蝗虫在没有谷物生长的季节过早聚集,从而使它们饿死。

  但是,无论如何,昆虫将同我们人类一起,共同生活在同一个星球上。它们是人类的伙伴和朋友。

  人类对昆虫的总对策应该是:第一,培育对人类有益昆虫的生存条件,发展有益昆虫;第二,控制对人类有害的昆虫的数量,减少它们对人类利益的损害;人类的目标不是消灭它们,在一定的限度内要容忍它们;第三,保护全部现在对人无利害关系的昆虫。它们的存在对维护地球生态基本过程和保护生态平衡是非常重要的,是不可缺少的。

  科学家告诉我们:“绿色植物、微生物、各种默默无闻的小动物和昆虫,它们构成了地球的生命。正是它们的生存,创造并维持地球适宜生存的条件。”“各种昆虫和节肢动物,它的重要性大到这样的程度,如果它们被消灭的话,人类就只能存活几个月。”

  人类对昆虫需要采取尊重和谨慎的态度。

  人与细菌的竞争

  人与细菌的战争,就同人与有害昆虫的战争那样,虽然人类使出浑身解数,但至今也只是打个平手。

  虽然细菌是地球上出现最早的生物,它已有30亿年的历史;虽然我国人民利用细菌为自己造福已有数千年的历史。例如2000多年前就有记载:“若作酒醴,尔惟曲蘖”。“蘖”是指谷物,“曲”是经发酵富有微生物的“起子”。这里说的是,酒是谷物经过微生物发酵以后酿造出来的。又如,公元一千年,我们的祖先就知道以种牛痘来预防天花。这是用微生物来保护人体健康。

  但是,细菌是“小小精灵”。一个普通细菌细胞,它的体积约占1立方微米,1000个细胞堆在一起,才有一粒米那么大。因而人的肉眼看不见。直到 1675年,荷兰人列文虎克发明显微镜,当他利用自己制造出来的能放大200倍的显微镜,观察污水和腐烂的有机物时,看见许多活的小动物。1676年在加大显微镜放大倍数后他看见了细菌。也就是说,它们的存在条件虽然有30亿年,但人们看见它却只有300年的历史。

  人类从产生那一天起就同细菌竞赛。因为细菌无处不在。例如在人的肠道里有细菌100种,数量达100亿个,构成庞大的菌种群落。在这里人与细菌的竞争是共生性质的,即双方各蒙其利。又有报道说,一个成人的身上有100万亿个细菌,总重量达1.5公斤,人吃下去的营养物质,有30%被它们亨用了,同时它们帮助人类消化食物。

  虽然细菌向人类进攻是从人一产生就开始的。但人发起对细菌的战争,却是从1928年英国科学家弗莱明发现青霉素才开始的。

  地球上现存已知的细菌约有4000种。其中大多数是对人类有益的,只有少数对人类有危险性,如沙门氏菌、链球菌、葡萄球菌、大肠杆菌……它们导致人生病或死亡,如肺结核、肺炎、脑膜炎、天花、霍乱、痢疾……几乎人类的所有疾病都是由致病的细菌引起的。因而人们称它们为“机灵的小魔鬼”。

  抗菌素发现之前,人类对感染病菌而引起的疾病,往往束手无策,眼巴巴地望着病人死去。例如肺结核,在19世纪至20世纪初,是一种不治之症,被称为“白色瘟疫”;肺炎球菌引起的肺炎,死亡率达85%;霍乱、脑膜炎等等,不知夺去了多少人的生命。

  运用抗菌素,首先是青霉素,接着不断地发现新的抗菌素。现在它们的数量达 100多种,在人对细菌的战争中,人处于胜利者的地位。如结核菌、细菌性肺炎、败血症、梅毒和其他细菌性传染病基本上被征服了。医生们说:

  “80年代人们的看法是我们己征服了几乎所有的传染病。”

  但是,到90年代中期,人们提出了相反的看法:“医疗界所谓战胜传染病已变成一个幻想”。世界卫生组织1996发表的报告说,传染病仍然是人类第一杀手。1995年,全世界有 5200万人死去,其中1700万人死于各种传染病,其中多数是婴幼儿,全世界57亿人口中约有半数受到传染病的威胁。

  这是怎么回事呢?

  这同人类用化学杀虫剂除虫一样,当人们服用抗菌素杀灭有害细菌时,连带把那些有益细菌也杀死了,从而降低了人体的抗病能力;更严重的是,现在每一种致病细菌都有好几种变体。新的抗菌素药物的研制,跟不上新细菌突变体的出现;而且,大多数细菌对抗菌素产生了抗药性。例如,1979年沙门氏菌感染病例中,有16%对一种以上的抗菌素有抗药性;10年之后,这个数字上升到32%。现在许多细菌对100多种抗生素至少有一种有抗药性,有些对所有抗菌素有抗药性。这样常常使医生们束手无策。

  致病细菌这种“机灵的小魔鬼”,要比人们想象的聪明得多,厉害得多。当人们用青霉素或其他抗菌素杀灭它们时,可能把大多数细菌杀死了。但是会有少数细菌由于产生了变异而没有被杀死。它们幸运地活了下来,获得抗药性基因。而且,这种变体能把抗药性基因传递给后代。一个细菌在24小时内能留下1677万个后代。更可怕的是,这具有抗药性的基因变体,与其他细菌分享抗药性成就。科学家报告说,获得抗药性的细菌变体,能渗出一种诱惑性化学物质,吸引另一种细菌,当两者接触时,它们就各自开一个孔儿,交换一个DNA环,通过这种交换,那种细菌也就获得了抗药性了。这样就加速细菌抗药性的蔓延。一位科学家说:“抗生素的使用引起了生物学史上有记载以来史无前例的进化改变。”

  这样,在人们与细菌的战争中,又从优势转变为劣势,神奇的抗生素正在失去疗效。

  例如,肺结核病的流行与死亡,在半个世纪里曾得到有效的控制。但现在有死灰复燃之势。世界卫生组织1996年6月报告说,被称为19世纪“绝症”的肺结核病,在20世纪曾得到控制,21世纪可能成为“疑难杂症”。4年前,纽约首次发现抗药性肺结核病人,用现有的治疗药物 (过去作为特效药的药物)均告无效,接着又在其他地方相继发现;而且抗药性肺结核菌的传染性很强,目前还没有找到对付这种肺结核病菌的办法。世界卫生组织估计,目前全球约有1/3的人感染过结核杆菌,每年新病倒800万人以上,年死亡人数300万人;今后10年,将有9000万人死于肺结核,特别是发展中国家将受到最沉重的打击。

  于是有的医生说:“微生物眼下就在取胜。它们的年龄比我们大得多,也比我们聪明得多。”

  如何对付这些“机灵的小魔鬼”?

  医学专家劝告我们,要明智而慎重地应用现有的抗生素,如轮流使用抗生素,让某些抗生素得到一次完全的休息,以击退细菌的抗药性;通过允许抵抗力弱的细菌自行恢复力量,提高人体抗病能力;制造和应用能攻击细菌的新疫苗等。此外,干扰素的应用,把基困工程用于治疗等,可能成为控制传染病的新途径。

  总之,同人类与有害昆虫的战争一样,在人与细菌的竞争中,在对致病细菌的战争中,我们做不到消灭传染疾病细菌或病毒,但要努力控制对人的危害,在不断的前进和后退中寻求一种平衡,通过各种途径,保护人体健康。

  人与自然的对策

  大自然的平衡可以由自然界进行自我调节。同样,生态平衡也可以由人类活动加以调节。但是,自然界有自然界的对策,人类有人类的对策,这两种对策常常是矛盾的。

  怎么说自然界有“自然界的对策”?

  美国著名生态学家奥德姆说:“生态系统发展的原理,对于人类与自然的相互关系,有重要的影响:生态系统发展的对策是获得 ‘最大的保护’,即力图达到对复杂生物量结构的最大支持;而人类的目的则是 ‘最大生产量’,即力图获得最高可能的产量。这两者是常常发生矛盾的。”

  自然界生态演化,不断地向最稳定的群落——顶极群落发展形成生物与环境相适应的动态平衡的稳定状态。演替的初期,植物很少,生物生产力很低。随着河流不断地向湖内输送养料和泥沙,生物数量增加,浮游植物和有根植物出现,开始有较高的生产力。接着,植物大量生长,并露出水面,有机物质残体在湖底堆积。这些堆积形成泥炭层,湖水变浅,湖岸植物带向湖心推进,演进成暂时性池塘和草原。最后,森林生态系统形成,枫树、榉树等高大的乔木,进入它的顶极群落阶段。在这种发展中,生态系统的对策是,获得最大的保护,生物种的数量增加,总的生产量或生物量增加,以及总生物量与总生产量成高比值状态,并要求这种状态获得保护。

  但是,人类活动是为从自然界中取得尽可能高的产量,如谷物、油料、纤维、水果蔬菜、肉蛋奶、木材,等等,随着需要的增加,不断地加剧对资源的开发利用;而且,人类生活不仅需要足够的食物和纤维,还需要维持自然界的氧平衡、碳平衡、水平衡和气候均衡等等,还需要在保护良好的自然景观情况下的娱乐和审美需要,等等。

  但是,长期以来,人类实施对自然界的对策,人类活动的主要努力是取得食物、纤维等的最高的产量,但又误以为这些需要是自然界能确保的,地球有限的供给能力总是能保持氧平衡、碳平衡、水平衡,以及种种营养物质循环,使美丽的自然景观不受损害。

  事实表明,在全球人口数量不多和生产力水平较低的情况下,实施人类的上述对策,还可以维持全球性平衡;但是在世界人口增加,特别是生产力发展的情况下,人类为了获得最高的产量,大举向自然进攻,向荒野进攻,土地,森林,河流,湖泊,海岸带,沼泽地……使自然界发生了根本性的变化,生态平衡受到破坏。

  这迫使我们作出调整。虽然人类力图从自然界获得最高可能的产量,这是提高和改善人的生活质量必需的。但是,要把这种努力限制在一定的界限内,以不致造成生态破坏。

  上面说的生态系统的策略是从总体上说的。其实,每个物种的生存,都有其相应的对策。例如植物,为了能长期地生存在山坡上,它发展出发达的根茎叶系统,以及极高的繁殖率。

  植物发达的根系,是为了深扎地下吸收水分和养料。一株黑冬麦,根的总长达80公里。有的植物的根有600至1200公里,总面积超过它的茎和叶的总面积的100多倍。根须的尖端可分泌化学物质,使之能穿透石块,扎入深土层。

  植物粗壮的茎枝,使它能固着在大地上,树枝向各个方向伸展,而且分枝的排列非常科学,这种排列能使所有的叶片总是处于获得阳光的十分良好的位置上。树皮的韧皮部分发育许多管状细胞,它上下连接成筛管,成为输导有机物质的通道;树皮里白色木质部分,分布运输水分的导管,起着输送水分和养料以及贮存养料的作用。

  繁茂的叶片,是进行光合作用的器官。为了便于接受阳光,植物有大量叶片,如一株中等大小的桦树有20万个叶片,总面积达1200平方米,而且,叶片具有向光性,叶片互不遮盖,便于平均地接受阳光。沙生植物还发育了特殊的叶片,既反射强烈的阳光,又减少水分蒸发。

  植物美丽鲜艳的花朵,是吸引昆虫传粉的信号,它含营养丰富的花蜜,有丰富蛋白质的花粉,都是为了吸引昆虫从而达到繁衍后代的目的。靠风传播的花粉的植物,能产生大量花粉,它的种子籽粒分量轻,表面光滑,适宜风吹播。初春,白杨开花时,是先开花后长叶,这时没有密集的叶片,便于花粉传播,提高受粉率。

  所有这些对策:保持植物的生存,以及它的高增长率,强大的扩散率和繁殖率,都是为了保证它生存的成功。

  动物的结构和行为对环境的适应性更为精巧,如它们的摄食和营养,它们的生殖与防卫,它们的生理结构特征,都是令人叹为观止的。就拿动物舌头来说,例如猫舌上长肉刺,为的是便于把骨头上的残余肉渣全部剥下来,并可以用来梳理身上的毛;鸟的舌头附有角质外壳,啄木鸟的长舌又直又细,长有倒钩,长度几乎等于身长,可以伸到远处捉到昆虫;蛇的舌头还兼做听觉器,它一伸一展时是在探听四周的动静;青蛙的舌,舌根在嘴边,舌尖向喉侧生长,当遇到昆虫时,能迅速翻出其上的粘液,快速把昆虫粘住卷到嘴里;长颈鹿的舌头有60厘米长,增加了它吃树上叶片的高度;狗的舌头在天热时伸出体外,起着散发体热和调节体温的作用。

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