“民以食为天”,但现今有些粮食、蔬菜、水果的安全性实在令人放心不下。于是,多洗、长泡和削皮成了人们对付农药残毒的无奈之举。据统计,全世界每年约有200万人因使用化学农药中毒,其中约有4万人死亡。我国每年有10多万人农药中毒,其中死亡者愈万,还有不少人因中毒而致残。
面对食物安全和农产品“入世”的双重挑战,我国正酝酿着在农药行业进行大规模、历史性的升级换代。研制新型高效的生物农药已列入“中国二十一世纪议程”的优先发展项目,成为保护健康、保护环境的大势所趋。
近日,记者赴广东省昆虫研究所采访,看到该所研究员韩日畴博士和同事们正全力以赴构建着“生物防治”的高科技前沿,并奔走于各地,传播着“生态农业”的新模式。
以虫制虫 日产四百亿
昆虫病原线虫作为新型的害虫生物农药可广泛地用于防治农业、林业、牧草、花卉及一些卫生害虫。韩博士介绍说,线虫除害有自己的独到之处,它能循着害虫的气味主动进攻,既可以混在食物中被害虫吞食,也可从害虫的肛门、气孔或节间膜进入。甚至披着铠甲的天牛也怕它,因为线虫能分泌一种酶,使自己身体软化后再钻进天牛的身体。这些“专业”寄生的线虫,一旦进入害虫体内,它肠内携带的共生细菌就会释放毒素,使害虫在48小时之内死亡。而线虫则借死虫的营养繁殖后代,然后再去寻找新的目标害虫。
昆虫研究所的“线虫工厂”并不大,但每日生产能力可达400亿条,享有很高的国际知名度。据了解,线虫与致人生病的蛔虫同类,约有20多种,但能应用的只有3~4种。因此,寻觅、筛选、培养、繁殖其中可为人类所用的种类,就成为科学家重要的科研课题,同时也是国际商业竞争的对象。“广东线虫”拥有我们自己的知识产权,这对我国生物农药的研究开发具有重要的意义。
尽管线虫实验室和车间一般不对外开放,但韩博士还是向记者透露了一些“产虫程序”。他们先用害虫大腊螟等做诱饵,在田间地里吸引线虫寄生,待线虫在作诱饵的虫体安家后,再将虫尸和线虫一起取回实验室。然后,科技人员在无菌条件下分离线虫,最后在恒温、恒湿等高科技条件下,加入特定的细菌进行批量生产。
这种线虫长度不过0.5毫米,在上百倍放大镜下才能看清,所以类似中药冲剂的一袋中就装有一亿多条。农户使用也很方便,既可像使用农药那样稀释喷洒,也可进行浇灌或伴入土壤。更有意思的是,对于那些钻入植物的蛀虫,还可以用注射器打入害虫危害孔中,使害虫一针致命。
生物防治 观念更新
近半个世纪以来,农药的发明与应用对提高农林果蔬产品的产量起着重要作用,但那种“有虫治虫,无虫防虫”的误导,致使盲目滥施农药问题愈演愈烈。由此引出全球性“农药三R”现象,即残毒(Residue)、抗性(Resis-fance)和再猖獗(Resurgence),造成危害人体健康与破坏生态平衡的问题。
农药,尤其是高毒农药的残留可随渠河湖海散播,或经食物链浓缩而导致长期危害。如美国的明湖因多次用DDT防蚊,其水中浮游生物DDT含量为水质的265倍,小鱼体内含量为浮游生物的500倍,鸟脂肪中的含量则超过8万倍,而人食用的鱼类脂肪中残毒含量更高达8.5万倍。
自1946年瑞士首次发现家蝇抗药性以来,20世纪50年代初有抗药性的害虫不到10种,而到90年代则剧增为520种。同时,还有50多种农作物和113种杂草也对农药产生抗药性。
杀伤天敌,破坏生态平衡,引起害虫再猖獗或次要害虫大发生也是化学农药使用的一大忧虑。如人们用农药防治柑橘害虫,在1年或数年后,施药区比对照区害虫密度增加36~1250倍之多。因此,人们不得不加大农药用量和施用范围,从而陷入恶性循环之中。
生物农药是以天敌相克为主旨,回归大自然本身的生态链,对使用者、生产物和非目标生物无毒无害。而且,生物农药不仅不会对环境造成污染,还能在使用区域产生优势种群效应。这不但防治了害虫,还可促进鸟、虫、植物协调共生的重建。
我国是世界上发现和应用“天敌”最早的国家,3千多年前的《诗经》曾记载:“螟蛉有子,蜾赢负之”,记述了胡蜂类捕捉蛾类幼虫的现象。晋代《南方草木状》一书中介绍了一种“以席囊贮蚁鬻于市”的“农药”,并称“南方柑桔若无此蚁,则其实为群蠹所伤,无复一定者矣”。这就是广州等地沿用至今的“黄蚁”,种植者将其连巢移在柑桔树上,可以捕食多种害虫。
20世纪初期和中期,日本、美国等先后从我国输引天敌瓢虫、金黄蚜小蜂等均获显著成就。目前,国内外生物农药如苏云金杆菌、赤眼蜂、瓢虫、草蛉及多种害虫病原菌和病毒等应用日益广泛,防治面积日益扩大。有些国家还完成了“害虫天敌目录”,并将研究成果建成数学模型,通过系统分析揭示害虫管理方案。
由于昆虫病原线虫具有主动搜寻并迅速杀死寄主害虫的能力,而且能与大部分化学农药(杀虫剂除外)及生物制剂混用,也不会对害虫产生抗药性,所以极具发展前途。当前世界上大多数国家基于其对人畜、环境安全的特点,均可豁免注册而生产施放。在工业化国家农药市场中,昆虫病原线虫销售额仅次于苏云金杆菌,名列第二位。其主要防治对象包括荔枝龟背天牛、观赏植物蛆虫、亚洲玉米螟、菜青虫及小地老虎、蝼蛄、蟋蟀等近30种害虫。
绿色食品 拒绝残毒
在2001年的全国农药安全使用工作会上,专家们特别强调要尽快发展新型生物农药,加速研究开发高毒农药替代品。我国是农药生产使用大国,目前农药产量达40万吨,居世界第二位,但产品结构不合理,仅高毒的甲胺磷农药每年产量就达7.2万吨。因此,有关部门已制定出削减和淘汰部分高毒有机磷杀虫剂的计划,并制定时间表,逐步限制使用直至停止。
有位专家告诉记者,最近他连续“赶场授课”,教给人们如何选购无公害蔬菜、水果,如何消除农药残留等,听讲者场场爆满。这是因为当地连续9个月检测4个集贸市场、7种时令蔬菜的农药残毒,结果有的样品超标达50%~70%,而且都是高毒的有机磷类农药。还有的地区果农称,“农药把人变成了蜜蜂”。这是因为化学农药滥用把蜜蜂毒死了,而原来需要蜜蜂等虫媒进行异花授粉的果树只好“人工授粉”了。过去,果树开花时,农民只要锄锄草,施施肥就行,而现在生产一季水果要打10多次农药,花开时还得全家出动或雇工“人工授粉”,可结果还没有蜜蜂传粉收成好。
生物防治是以农田生态系统的依存与制约关系为出发点的,不能将其局限在某些生物农药的使用上,更不能用衡量化学农药防治尺度来评价生物农药的效果。例如,施用线虫除害要比采用化学农药贵1~5倍,但其不仅作用持久,而且建立了除害增产的生物链,从而保证产品的质量和安全性,提高了经济价值和社会效益。作为一个全新的绿色理念,生物防治不仅仅是天敌的保护和引进,更重要的是因地、因时制宜的科学生存体系的建立。生物防治也有其局限性,很多时候也需要化学农药的配合,甚至还需要在一定程度上保存害虫种群和数量,以增加天敌的食料。
即将加入WTO的中国农业面临的挑战是大量符合绿色食品要求的产品进入国内外市场,而受化学农药污染的食品将被淘汰。韩日畴研究员认为,全面采用将化学农药污染降低到最低限度的病虫害管理技术已是大势所趋。生物杀虫剂作为自然控制手段,不仅受到地球村民的高度期待,而且是实现绿色农业可持续发展的高科技创新的必由之路,更是保护人类健康和生态环境的主旋律。