不断创新的现代农药

万树青

谈到农药，很多人会立刻想到毒性、残留、污染等。加上部分媒体大肆渲染农药的危害，使得很多人对农药心生惧意，生怕对健康造成不良影响。农药真的这么可怕吗？现代农药有哪些？它们有什么特性和功能呢？

现代农药主要由化学农药、生物源农药和生物技术农药三部分组成。

包括无机农药和有机合成农药。无机农药即矿物质农药，如石灰、硫黄、硫酸铜等。古人主要用这类物质来防治病虫害，且我们至今仍在使用，其中最具代表性的是波尔多液。

7世纪的欧州盛产葡萄，但葡萄在生长过程中会受到多种病害的侵害，严重影响葡萄产量。1878年，一种名为“霉叶病（葡萄霜霉病）”的病害横扫法国波尔多城，许多葡萄园的葡萄树枝叶凋零。植物学教授米拉德却意外发现某葡萄园里呈现一片郁郁葱葱、生机盎然的景象，似乎丝毫未受到“霉叶病”的影响。原来，园主为防馋嘴的过路人偷吃葡萄，将自配的熟石灰与硫酸铜的混合溶液洒在了葡萄树上，没想到意外防治了“霉叶病”的侵害。

后来米拉德进行了多次实验，证实这种混合溶液确实能有效对抗“霉叶病”，并将其命名为波尔多液。波尔多液除了能防治葡萄树病害，还可防治很多果树和农作物病害。历经百年，仍经久不衰。

有机合成农药主要指人工化学合成的农药。20世纪40年代以来，化学家合成了多种具有杀虫、杀菌和除草作用的化合物，其中DDT杀虫剂的诞生具有里程碑意义，标志化学防治进入新时代，瑞士化学家保罗·穆勒因此获得了诺贝尔生理学或医学奖。有机合成农药主要包括有机氯类、有机磷类，仿生合成的氨基甲酸酯类，拟除虫菊酯类，新烟碱类等。这些化学农药在防治病虫草害、保障农业丰收方面发挥了极其重要的作用。不过在使用的过程中，它们也暴露出诸多问题，尤其是对人、畜的毒性和对环境的污染等。1962年，美国生物学家蕾切尔·卡森出版了她的代表性著作《寂静的春天》，揭露DDT等杀虫剂对野生动物，特别是鸟类的危害，唤起了人们对化学农药所带来的灾难的关注。后来，各国相继立法停止使用高毒、高残留的有机氯、有机磷和氨基甲酸酯类农药。我国早在20世纪七八十年代就停止使用DDT、六六六等有机氯杀虫剂。近20年来，一批剧毒或高毒、高残留农药品种也相继被禁止使用，以保证人、畜和环境安全。

生物源农药包括微生物农药、植物源农药和动物源农药。这类农药来源于生物活体和它们的次生代谢产物，人们利用它们来防治有害生物。理论上生物源农药对环境是安全的，虽然有些代谢物对人、畜有毒，但可迅速降解为无毒物质，不会在环境中永久残留。

目前广泛使用的微生物农药有：苏云金芽孢杆菌（Bt）杀虫剂；真菌中的白僵菌和绿僵菌；防治真菌病害的春雷霉素、多抗霉素、多氧霉素、农抗120、井冈霉素等；防治细菌病害的农用链霉素、土霉素；防治虫螨类的浏阳霉素、华光霉素、阿维菌素等；防治农田杂草的双丙氨膦等。

常用的植物源农药有除虫菊素、烟碱、鱼藤酮、α-三连噻吩、印楝素等。植物源农药是将植物所含的有效成分加工成农药制剂，以达到防治病虫草害的目的。我国具有丰富的植物资源，这些资源既是新型农药的宝藏，也是创新农药的源泉。

动物源农药包括昆虫天敌、昆虫信息素和激素以及动物毒素等。目前利用昆虫天敌防治害虫的代表种为赤眼蜂，可人工培养和规模生产。利用昆虫信息素，特别是性信息素，可干扰害虫正常的交配、产卵、取食、聚集等行为，最终达到使作物免遭害虫侵害的目的。利用昆虫激素，如蜕皮激素和保幼激素及其他仿生合成的类似物，可调节、干扰昆虫的生长发育，达到控制害虫种群的目的。利用动物毒素，如沙蚕毒素（从沙蚕中分离出的具有杀虫作用的化学成分），可在经结构修饰改造后，仿生合成一系列农用杀虫剂。

利用现代生物学前沿科技成果开发新型农药，是农药发展的必然方向。比如通过基因工程技术，可以将抗虫、抗病的基因转移到作物，赋予作物抗虫或抗病特性。如将苏云金芽孢杆菌毒素蛋白基因转移到棉花作物的基因组中，可以使棉花获得抗虫性，能有效控制棉铃虫的爆发和其他鳞翅目害虫的危害，节省大量农药，减小农药对环境的负面影响。

RNAi农药，即基因农药。RNAi是RNA干扰的简称。大家知道，遗传信息传递是由核内DNA作为模板转录RNA，RNA在核内修饰为mRNA，mRNA进入细胞质后翻译成蛋白质。1995年，美国康奈尔大学的研究人员在研究秀丽隐杆线虫某基因表达时，发现研究的基因表达受阻。为了解释基因表达受阻的原因，科学家安德鲁·法尔和克雷格·梅洛携手继续此项研究，他们将纯化的双链RNA注射到线虫体内，发现能高效特异性阻断相应基因的表达。因此，RNAi被定义为在细胞内由双链RNA诱发的、同源mRNA高效特异性降解的现象，又称基因沉默。2006年，安德鲁·法尔和克雷格·梅洛由于在秀丽隐杆线虫的RNAi机制研究中的贡献，而共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。

RNAi技術作为研究基因运行的一种方法已被广泛应用于基础科学，为消除有害基因提供助力，为艾滋病、癌症以及其他一些病症的治疗开辟了新途径。而且，RNAi技术在农业上也大有可为。

RNAi农药是指在体外制备能够诱发病原菌和昆虫某基因沉默的双链RNA或者小干扰RNA产品。在病虫害防治方面，RNAi农药通过干扰与害虫生长发育相关的基因的转录和翻译过程，阻止蛋白质合成，让害虫的环境适应能力降低或消失。目前的研究显示，通过叶面喷施、树干注药和灌溉方式施用RNAi农药是可行的。而且由于RNAi农药是干扰有害生物的特定基因表达，所以对人、畜和有益生物是安全的。未来RNAi农药或与化学农药联合使用，或可替代化学农药，以减少农业对有害合成农药的依赖。

现代病虫害防治的方针是“预防为主，综合防治”，即采用多种防治手段控制病虫害。除了化学防治外，还有生物防治、物理防治、生态调控相结合的防控体系。科技的进步让农药创新研制有了长足的发展，只要我们做到科学用药、精准施药，同时加大监管力度，严格执行相关法律法规，相信现代农药是安全的，我们的食品是安全的，我们的环境也是安全的。