如何让作物长得好,又对环境伤害少?农药的发展与演进

发布者:网站管理员
发布时间:2020-02-29 23:46
分类:全部资讯 最新动态 研究报告 设施农业
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许多人在新闻上看到“农药超标”、“农药残留”这几个词出现的时候,往往都会吓一跳,农药可以说是一个多数人不想知道、不愿听见的事物。可能是因为太多关于农药的负面新闻,使得我们每个人多少都对农药产生疑虑,甚至担心不知道哪天会被农药毒害?每天都吃进不少残留农药,会不会哪天导致癌症发生?

但真的那么可怕吗?在开始聊农药的影响之前,让我们先换个角度想想:如果这个世界没有农药,会是什么样子?

在农药出现之前:不想再重演一遍的爱尔兰大饥荒

让我们回到 170 多年前吧,在那个还没有有效农药的年代,马铃薯因为容易生长,又不像小麦需要繁复的加工才能吃,而广受当时欧洲底层人民喜爱。

然而从 1845 年开始,欧洲各地接连发生马铃薯晚疫病,患病植物的茎和叶都会渐渐变成深褐色,看起来会像是要烂掉的叶子一样,而且马铃薯的茎、叶和块茎还会有发霉烂掉的臭味。我们现在知道这是一种真菌感染导致的马铃薯疾病,但在当年这种疾病的成因还不清楚。

马铃薯晚疫病曾在欧洲造成大幅的饥荒。图/pixabay

因此在那个年代,当马铃薯晚疫病发生后,许多以马铃薯为主食地区的人民受到的很大的伤害。这场饥荒被爱尔兰人称为“大饥荒 The Great Famine”,影响之大甚至成了一句爱尔兰俗谚:
“Only two things in this world are too serious to be jested on, potatoes and matrimony.”
“世界上有两种东西开不得玩笑:一个是马铃薯,另一个是婚姻”

虽然说当年历史的灾难还有许多复杂的因素牵涉其中,但要是能够像现在一样,有农药可以避免真菌感染马铃薯,那么是不是就很有机会可以避免掉饥荒呢?

还没有有效农药的年代,饥荒可是一种无法避免的天灾,说来就来,挡也挡不住。图为爱尔兰首都都柏林的“饥荒纪念铜像”。照片来源\Dublin Visitor Map。

农药发展进行式:在效用和环境间摸索平衡

现代农业使用农药能有效维持农产量,对于粮食供应有很大的贡献,但在不同阶段也面临了不同的挑战。从新型农药的合成开发,到期待能有选择性、专一性,再到和环境友善共存,这之间又经历了哪些事呢?

在 20 世纪初期,化学合成工业发展成熟后,各种新农药如雨后春笋般大量合成出来,但仍然有个使用上的问题:无论是否为目标害虫,接触到农药的昆虫通通都会死掉,或是喷完药之后影响作物生长甚至一起死亡。直到 1940 年代 DDT 的发明,打破了农药“选择性”的问题:杀虫效率好,对于多种害虫都有效,对于植物基本上没有影响,对哺乳类动物急毒性很低。在上市后,很快就攻占市场。

有了这么好用的农药,接下来就过着幸福快乐的日子了吗?事情没有那么简单,1962 年瑞秋.卡森出版了《寂静的春天》这本书,让人们重新审视农业技术发展不能只专注在其好处和优点,同时也必需审视其对环境的长期影响。当年瑞秋・卡森的研究调查发现 DDT 持久性好的特性,反而会使它借着生物放大作用,危害食物链高阶的生物。

后续美国于 1970 年成立了环境保护局,并且在 1972 年取消了 DDT 的许可证,各国政府和大众逐渐意识到,环境是一个整体,必须要更全面的评估农药带来的影响。各大药厂以及大学,也一直不断的研究,想要开发出更安全、对环境危害更小的农药成分。

随着科技的发展,新烟碱类农药考量的不再只是效率,而是还有环境友善。图/pixabay

1990 年代新烟碱农药的出现,让农业技术的发展对环境的影响有了更多面向、更细致的讨论。这一类杀虫效率极高,又不太会影响人体的新农药,一推出即在美国和欧洲市场大受欢迎,在 2007 年时全球市占率高达 25%。

然而随着越来越多人使用,也开始出现疑似新烟碱类农药造成的问题,例如让蜜蜂迷航。然而要确定是否真的是新烟碱类农药所造成的影响其实非常不容易,因为其效应短时间内并不明显。有许多科学家投入相关研究,想了解新烟碱类药物对蜜蜂的影响。
这场研究论战持续至今仍有许多待讨论的空间,也凸显了随着科技的发展,所要考量的不只有效用,同时还要能与环境永续共存。那么农业的未来会是什么样子呢?

农业的未来:更安全、更精准的农药使用

回头看看过去的历史,我们可以发现各国对于农药的监管,在一次又一次的事件之后,越来越严谨。以 DDT 来说,1940 年代根本没有做长期毒性的相关研究,就已经核准上市了。

以DDT为例,当时未经检核即上市,如今我们更应慎重对待新农药的危害问题。图/wikipedia

以新农药种类避免害虫产生抗药性

其实,长期使用化学农药使害虫产生抗药性,对于农民来说是个越来越棘手的问题。抗性对农业造成最直接的影响,就是在农药的品质不变、施用方式也正常的情况下,效果却越来越差甚至失效。

所以这几年各国政府都开始推广“抗性管理”计划,推广农药使用的重要观念。具体的作法包括在农药施用前就仔细调查确认是哪种病害、虫害,选择合适的农药种类施用;另外在施用农药时须注意使用规范。对于渐渐产生化学农药抗药性的病虫害,可使用不同作用机制的药剂轮替使用,以减少抗药性的产生。

另外一种解决抗药性的方法为“生物农药”。这类方法是利用自然界已经存在的生物或是天然的成分,来抑制害虫或真菌,比如有名的苏力菌,就是一种生物农药,透过被昆虫吃进体内,进而导致昆虫死亡的方法。

从土壤环境到作物健康 数位农业精准作物管理

而对于还没有产生抗药性的农药,进一步则可透过科技与农业结合的“数位农业”来精准控制作物生长发育所需的一切,包括水、肥料以及农药的用量。数位农业不仅省时省力,且能更精准管理病虫害模式,进而降低抗药性发生的风险。

回到我们最前面担心的问题:农药会不会破坏生态,或是对人体有负面影响?从整个农药发展历程来看,我们可以想见,未来农药对于人体和环境的影响,都将会越来越可控、风险逐渐降低。


参考资料:
Great Famine (Ireland), Wikipedia
《番茄与马铃薯晚疫病》,台南区农业专讯第37期:13~16页(2001年9月)
History of Pesticide Use, International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC).
HISTORY OF PESTICIDE USE, Oregon State University.
Cressey D., The bitter battle over the world’s most popular insecticides, Nature, Vol. 551, pp. 156–158, 2017, doi:10.1038/551156a.
Butler D., EU expected to vote on pesticide ban after major scientific review, Nature, Vol. 555, pp. 150–151, 2018, doi: 10.1038/d41586–018–02639–1.
《我国农药管理及其展望》,农委会动植物防疫检疫局,2018.10.24。
Olson, Sara. “An analysis of the biopesticide market now and where it is going." Outlooks on Pest Management 26.5 (2015): 203-206.
《农药抗药性指引管理——基础篇》
文章来源: PanSci http://t.cn/A67IvI6p
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