不斷創(chuàng)新的現(xiàn)代農(nóng)藥

萬(wàn)樹(shù)青

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

現(xiàn)代農(nóng)藥主要由化學(xué)農(nóng)藥、生物源農(nóng)藥和生物技術(shù)農(nóng)藥三部分組成。

包括無(wú)機(jī)農(nóng)藥和有機(jī)合成農(nóng)藥。無(wú)機(jī)農(nóng)藥即礦物質(zhì)農(nóng)藥，如石灰、硫黃、硫酸銅等。古人主要用這類(lèi)物質(zhì)來(lái)防治病蟲(chóng)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(jì)的歐州盛產(chǎn)葡萄，但葡萄在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)受到多種病害的侵害，嚴(yán)重影響葡萄產(chǎn)量。1878年，一種名為“霉葉?。ㄆ咸阉共。钡牟『M掃法國(guó)波爾多城，許多葡萄園的葡萄樹(shù)枝葉凋零。植物學(xué)教授米拉德卻意外發(fā)現(xiàn)某葡萄園里呈現(xiàn)一片郁郁蔥蔥、生機(jī)盎然的景象，似乎絲毫未受到“霉葉病”的影響。原來(lái)，園主為防饞嘴的過(guò)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(shù)上，沒(méi)想到意外防治了“霉葉病”的侵害。

后來(lái)米拉德進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，證實(shí)這種混合溶液確實(shí)能有效對(duì)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(shù)病害，還可防治很多果樹(shù)和農(nóng)作物病害。歷經(jīng)百年，仍經(jīng)久不衰。

有機(jī)合成農(nóng)藥主要指人工化學(xué)合成的農(nóng)藥。20世紀(jì)40年代以來(lái)，化學(xué)家合成了多種具有殺蟲(chóng)、殺菌和除草作用的化合物，其中DDT殺蟲(chóng)劑的誕生具有里程碑意義，標(biāo)志化學(xué)防治進(jìn)入新時(shí)代，瑞士化學(xué)家保羅·穆勒因此獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。有機(jī)合成農(nóng)藥主要包括有機(jī)氯類(lèi)、有機(jī)磷類(lèi)，仿生合成的氨基甲酸酯類(lèi)，擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)，新煙堿類(lèi)等。這些化學(xué)農(nóng)藥在防治病蟲(chóng)草害、保障農(nóng)業(yè)豐收方面發(fā)揮了極其重要的作用。不過(guò)在使用的過(guò)程中，它們也暴露出諸多問(wèn)題，尤其是對(duì)人、畜的毒性和對(duì)環(huán)境的污染等。1962年，美國(guó)生物學(xué)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(chóng)劑對(duì)野生動(dòng)物，特別是鳥(niǎo)類(lèi)的危害，喚起了人們對(duì)化學(xué)農(nóng)藥所帶來(lái)的災(zāi)難的關(guān)注。后來(lái)，各國(guó)相繼立法停止使用高毒、高殘留的有機(jī)氯、有機(jī)磷和氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥。我國(guó)早在20世紀(jì)七八十年代就停止使用DDT、六六六等有機(jī)氯殺蟲(chóng)劑。近20年來(lái)，一批劇毒或高毒、高殘留農(nóng)藥品種也相繼被禁止使用，以保證人、畜和環(huán)境安全。

生物源農(nóng)藥包括微生物農(nóng)藥、植物源農(nóng)藥和動(dòng)物源農(nóng)藥。這類(lèi)農(nóng)藥來(lái)源于生物活體和它們的次生代謝產(chǎn)物，人們利用它們來(lái)防治有害生物。理論上生物源農(nóng)藥對(duì)環(huán)境是安全的，雖然有些代謝物對(duì)人、畜有毒，但可迅速降解為無(wú)毒物質(zhì)，不會(huì)在環(huán)境中永久殘留。

目前廣泛使用的微生物農(nóng)藥有：蘇云金芽孢桿菌（Bt）殺蟲(chóng)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(nóng)抗120、井岡霉素等；防治細(xì)菌病害的農(nóng)用鏈霉素、土霉素；防治蟲(chóng)螨類(lèi)的瀏陽(yáng)霉素、華光霉素、阿維菌素等；防治農(nóng)田雜草的雙丙氨膦等。

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

動(dòng)物源農(nóng)藥包括昆蟲(chóng)天敵、昆蟲(chóng)信息素和激素以及動(dòng)物毒素等。目前利用昆蟲(chóng)天敵防治害蟲(chóng)的代表種為赤眼蜂，可人工培養(yǎng)和規(guī)模生產(chǎn)。利用昆蟲(chóng)信息素，特別是性信息素，可干擾害蟲(chóng)正常的交配、產(chǎn)卵、取食、聚集等行為，最終達(dá)到使作物免遭害蟲(chóng)侵害的目的。利用昆蟲(chóng)激素，如蛻皮激素和保幼激素及其他仿生合成的類(lèi)似物，可調(diào)節(jié)、干擾昆蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育，達(dá)到控制害蟲(chóng)種群的目的。利用動(dòng)物毒素，如沙蠶毒素（從沙蠶中分離出的具有殺蟲(chóng)作用的化學(xué)成分），可在經(jīng)結(jié)構(gòu)修飾改造后，仿生合成一系列農(nóng)用殺蟲(chóng)劑。

利用現(xiàn)代生物學(xué)前沿科技成果開(kāi)發(fā)新型農(nóng)藥，是農(nóng)藥發(fā)展的必然方向。比如通過(guò)基因工程技術(shù)，可以將抗蟲(chóng)、抗病的基因轉(zhuǎn)移到作物，賦予作物抗蟲(chóng)或抗病特性。如將蘇云金芽孢桿菌毒素蛋白基因轉(zhuǎn)移到棉花作物的基因組中，可以使棉花獲得抗蟲(chóng)性，能有效控制棉鈴蟲(chóng)的爆發(fā)和其他鱗翅目害蟲(chóng)的危害，節(jié)省大量農(nóng)藥，減小農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。

RNAi農(nóng)藥，即基因農(nóng)藥。RNAi是RNA干擾的簡(jiǎn)稱(chēng)。大家知道，遺傳信息傳遞是由核內(nèi)DNA作為模板轉(zhuǎn)錄RNA，RNA在核內(nèi)修飾為mRNA，mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)后翻譯成蛋白質(zhì)。1995年，美國(guó)康奈爾大學(xué)的研究人員在研究秀麗隱桿線蟲(chóng)某基因表達(dá)時(shí)，發(fā)現(xiàn)研究的基因表達(dá)受阻。為了解釋基因表達(dá)受阻的原因，科學(xué)家安德魯·法爾和克雷格·梅洛攜手繼續(xù)此項(xiàng)研究，他們將純化的雙鏈RNA注射到線蟲(chóng)體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)能高效特異性阻斷相應(yīng)基因的表達(dá)。因此，RNAi被定義為在細(xì)胞內(nèi)由雙鏈RNA誘發(fā)的、同源mRNA高效特異性降解的現(xiàn)象，又稱(chēng)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(chóng)的RNAi機(jī)制研究中的貢獻(xiàn)，而共同獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

RNAi技術(shù)作為研究基因運(yùn)行的一種方法已被廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)科學(xué)，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(kāi)辟了新途徑。而且，RNAi技術(shù)在農(nóng)業(yè)上也大有可為。

RNAi農(nóng)藥是指在體外制備能夠誘發(fā)病原菌和昆蟲(chóng)某基因沉默的雙鏈RNA或者小干擾RNA產(chǎn)品。在病蟲(chóng)害防治方面，RNAi農(nóng)藥通過(guò)干擾與害蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)的基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程，阻止蛋白質(zhì)合成，讓害蟲(chóng)的環(huán)境適應(yīng)能力降低或消失。目前的研究顯示，通過(guò)葉面噴施、樹(shù)干注藥和灌溉方式施用RNAi農(nóng)藥是可行的。而且由于RNAi農(nóng)藥是干擾有害生物的特定基因表達(dá)，所以對(duì)人、畜和有益生物是安全的。未來(lái)RNAi農(nóng)藥或與化學(xué)農(nóng)藥聯(lián)合使用，或可替代化學(xué)農(nóng)藥，以減少農(nóng)業(yè)對(duì)有害合成農(nóng)藥的依賴(lài)。

現(xiàn)代病蟲(chóng)害防治的方針是“預(yù)防為主，綜合防治”，即采用多種防治手段控制病蟲(chóng)害。除了化學(xué)防治外，還有生物防治、物理防治、生態(tài)調(diào)控相結(jié)合的防控體系。科技的進(jìn)步讓農(nóng)藥創(chuàng)新研制有了長(zhǎng)足的發(fā)展，只要我們做到科學(xué)用藥、精準(zhǔn)施藥，同時(shí)加大監(jiān)管力度，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)法律法規(guī)，相信現(xiàn)代農(nóng)藥是安全的，我們的食品是安全的，我們的環(huán)境也是安全的。