谈谈虫害防治中的杀虫剂与生态防治
作者:蒋高明

一、农民向农田里打多少农药?

如果向大家问一个农业常识问题:农民一年往地里打多少遍农药?一亩地到底有多少斤害虫?恐怕没有人能够说得清楚。农民向地里打药的次数,不同地区种植不同作物是不同的。这里根据华北地区农田的实际调查,并向多位农民求证,得到下面的数据:

玉米:除草剂 1次,杀虫剂拌种1 次,灭杀地老虎1,向玉米心撒药灭玉米螟 1 次,共4次;

小麦:除蚜虫 2次;杀红蜘蛛 1次,共3次;

大蒜:除草剂 1 次,杀虫剂 1 次;农药灌根 1 次,共3次;

土豆:除草剂 1 次,农药 2  (蚜虫1 地老虎 1),共3次;

花生:除草剂 1 次,农药 5  次(浆虫1,青虫2,蚜虫1,红蜘蛛 1),共6次;

西瓜:除草剂1 次,乐果灭蚜虫1 次,除菌2次,共4次。

      从上面介绍的数据可以看出,如果一户农民家里种植上述6种作物,则每年至少打农药23遍。那么,农民打这么多农药到底对付了多少害虫呢?根据我们长达10年的观察,北方害虫种类大田20-30种,果园30-40种之间,总生物量每亩在5-10(鲜重)之间。如果停用农药,采用物理+生物办法,恢复生态平衡,害虫生物量则小于0.5斤。

也就是说,农民为了对付那几斤害虫,动用的农药量是很大的。小麦玉米轮作的具体数据为,小麦播种前,辛硫磷7.5公斤/公顷;开花期呲虫啉0.45公斤/公顷,玉米苗期辛硫磷7.5公斤/公顷;玉米大喇叭口期丢芯计12公斤/公顷,总用量约27.5公斤/公顷。

我国每年农药使用面积达1.8亿公顷次。半个世纪以来,使用的六六六农药就达400万吨、DDT 50多万吨,受污染的农田1330万公顷。农田耕作层中六六六、DDT的含量分别为0.72 ppm0.42 ppm;土壤中累积的DDT总量约为8万吨。我国目前每年农药用量337万吨,分摊到13亿人身上,就是每个人2.59公斤!这些农药到哪里去?除了非常小的一部分发挥了杀虫的作用外,大部分进入了生态环境。

农药不仅仅在农田里使用,森林、草原、荒漠、湿地也在用,就是人口密集的城市居民小区里,也逃不开农药的阴影。

二、人虫大战谁是赢家?

农药发明不到一个世纪,其对环境造成的危害一开始并没有引起人们的重视。美国女海洋生物学家蕾切尔·卡森是最早关注农药污染的科学家,她在《寂静的春天》描述到:“环境恶化使人类将面临一个没有鸟、蜜蜂和蝴蝶的世界,一个死寂的春天”。造成这种局面的元凶是农药DDT,这是一个获得诺贝尔奖的成果。DDT有很高的毒效,尤其适用于灭杀传播疟疾的蚊子。但是,它消灭了蚊子和其他害虫的同时,也杀灭了益虫。DDT会积累于昆虫体内,当这些昆虫成为其他动物的食物后,那些动物,尤其是鱼类、鸟类,则会中毒死亡。如今,DDT已经退出了历史舞台,但其对生态环境的影响至今在一些地区还存在着。

农药对人体的伤害,在中国以农民最重;若按性别和年龄来说,则以妇女和老人最重。发达国家喷施农药用飞机或大型拖拉机,而中国采取的是落后的肩背式喷雾器,喷雾器喷出来的就是毒雾。农药有机溶剂和部分农药漂浮在空气中,污染大气,吸入人体有可能致病或致癌;农田被雨水冲刷,农药则进入江河湖泊,进而污染海洋。这样,农药就由气流和水流带到世界各地,残留土壤中的农药则可通过渗透作用到达地层深处,从而污染地下水。

大范围、高浓度、高强度使用杀虫剂,虽暂时控制了虫害,却也误伤了许多害虫的天敌,破坏了自然生态平衡,使过去未构成严重危害的病虫害大量发生,如红蜘蛛、介壳虫、叶蝉及各种土传病害。此外,农药也可以逼迫害虫进化,造成害虫迅速繁殖。上世纪80年代后期,南方农田使用甲胺磷、三唑磷治稻飞虱,结果刺激稻飞虱产卵量增加50%以上,用药710天即引起稻飞虱再度猖獗。农药造成的恶性循环,不仅使害虫防治成本增高,更严重的是造成人畜中毒事故增加,最终影响人类生命健康。

昆虫在地球上存在了4.8亿年,比灵长类人科动物的人类出现的时间早一百多倍。昆虫虽个体较小,但生命力之强无与伦比,其总生物量在动物界中最高。任何农药只能暂时地抑制其繁殖,而抗药性是昆虫笑到最后的法宝。对抗性思维指导下的灭虫战争只会让昆虫越发强大。

卡森在丹麦的佛毕泉害虫控制研究所观察到,大量苍蝇在屋子里的滴滴涕里嬉戏,就像从前的男巫在烧红的炭块上欢舞一样。在中国台湾南部的一个兵营里所发现的具有抗药性的臭虫样品当时身上就带有滴滴涕的粉末残留。在实验室,将这些臭虫包到一块盛满了滴滴涕的布里去,它们活了一个月之久,还产了卵,生出来的小臭虫反而更大、更壮了。

如今昆虫学家都知道了,昆虫在面临巨大的压力时,繁殖力会增加好几倍,只要有极少数的后代存活下来,它们就获得了抗药性,而且迅速死灰复燃。在漫长的“人虫战争”中,昆虫几乎是立于不败之地的。

人虫大战”并没有挫伤“害虫”的锐气,“害虫”在人类发明的各种农药磨练下,反而越战越勇。在农村,农民最切身的体会就是,他们打了那么多的农药,虫子照样泛滥。药越用越毒,虫越治越多。虫子多了必然要再花钱买农药,这就给农药生产和销售企业带来了滚滚利润。

三、名目繁多的杀虫剂

人类借助于化学武器,与害虫对抗了近一个世纪,但是人类并没有控制住害虫的危害。时至今日,人类并没有放弃化学灭杀害虫这条错误路线,而是越走越远。不幸的是,当年西方犯的这个错误现在中国重演。让我们看看下面一份农药清单:

溴酸钾、硝基呋喃代谢物、敌敌畏、百菌清、倍硫磷、苯丁锡、草甘膦、除虫脲、代森锰锌、滴滴涕、敌百虫、毒死蜱、对硫磷、多菌灵、二嗪磷、氟氰戊菊酯、甲拌磷、甲萘威、甲霜灵、抗蚜威、克菌丹、乐果、氟氯氢菊酯、氯菊酯、氰戊菊酯、炔蟎特、噻蟎酮、三唑锡、杀螟硫磷……

如果不是专业人士,相信很多人对农药是非常陌生的。很多化学名词是吃出来的,是媒体曝光了食物污染后,我们才知道身边人造化学物质的存在。倒退四十年,中国人接触的农药种类只有区区六六六、敌敌畏几种,且很少在食物链中使用。现在国家明文规定的,食物中不能超标使用的农药就高达3650项!其中鲜食农产品高达2495项。如果我没有理解错的话,这2495项就是我们食物中可能会遇到的。如果打印出这个清单来,需要几十页A4纸。

按《中国农业百科全书·农药卷》定义,农药主要是指用来防治危害农林牧业生产的有害生物(害虫、害螨线虫、病原菌、杂草及鼠类)和调节植物生长的化学药品,通常也把改善农药有效成分的各种助剂包括在内。全球农业生产中,注册登记的农药原药已达1055种,农药产品16000多种,中国注册登记的农药活性成分达到502种,农药产品9700多种。

为了便于理解,我们将农药中治虫(杀虫剂)、治病(杀菌剂、杀病毒剂)和治草(除草剂)分开来介绍。之所以采取这种方式分类介绍,是因为那些不同的化学物质作用机理不同,对生态环境和人体健康的影响也不同。我们先来看杀虫剂,市场上能够买到的杀虫剂有以下十大类:

1有机磷  含有机磷农药的有机化合物,包括磷酸酯、一硫代磷酸酯、二硫代磷酸酯、膦酸酯、磷酰胺、硫代磷酰胺、焦磷酸酯等;


       2氨基甲酸酯  包括①萘基氨基甲酸酯类,如西维因;②苯基氨基甲酸酯类,如叶蝉散;③氨基甲酸肟酯类,如涕灭威;④杂环甲基氨基甲酸酯类,如呋喃丹;⑤杂环二甲基氨基甲酸酯类如异索威,其中呋喃丹等毒性较高;


      3)有机氮类  即含有机氮的有机化合物,如杀螟丹等;

4拟除虫菊酯  模拟天然除虫菊素,人工合成的一类杀虫剂,有效成分是菊素,包括醚菊酯、苄氯菊酯、溴氰菊酯、氯氰菊酯、高效氯氰菊酯、顺式氯氰菊酯,杀灭菊酯、氰戊菊酯,戊酸氰醚酯,氟氰菊酯、氟菊酯,氟戊酸氰酯,百树菊酯、氟氯氰菊酯,戊菊酯、甲氰菊酯、氯氟氰菊酯、呋喃菊酯、苄呋菊酯、右旋丙烯菊等。

5)有机氯类  含有有机氯元素的有机化合物。主要分为以苯为原料和以环戊二烯为原料的两大类。前者如使用最早、应用最广的杀虫剂DDT和六六六,以及杀螨剂三氯杀螨砜三氯杀螨醇等,杀菌剂五氯硝基苯、百菌清、道丰宁等;后者如作为杀虫剂的氯丹七氯艾氏剂等。

6有机氟类  常用有机氟农药为氟乙酰胺,应用于防治棉蚜、棉红蜘蛛和松干疥等害虫,也用作杀鼠剂;

7)无机杀虫剂  以天然矿物质为原料的无机化合物,如砷钙石、亚砷酸、氟化钠、硫酸铜等;


       8植物性杀虫剂  全世界约有1000多种植物对昆虫具有或多或少的毒性,如除虫菊、鱼藤和烟草等。此外有些植物里还含有类似保幼激素、早熟素、蜕皮激素活性物质。从喜树的根皮、树皮或果实中分离出的喜树碱对马尾松毛虫有很强的不育作用。


      9微生物杀虫剂利用微生物活体制成的杀虫剂,包括真菌、细菌和病毒三大类杀虫剂,苏云金杆菌(Bt)就属于微生物杀虫剂;


      10昆虫生长调节剂  为一类特异性杀虫剂,在使用时不直接杀死昆虫,而是在昆虫个体发育时期阻碍或干扰昆虫正常发育,使昆虫个体生活能力降低乃至死亡。

四、不用农药能治虫吗?

由于农业生产方式的转变,农药被大量应用于农业生产。科学家发明了农药,市场作用加速了农药进入人类食物链进度。在资本游说下,政府接受了不少错误信息,补贴农药生产,使得农药更为廉价,农药进入食物链被作为是天经地义的事,如果质疑农药的负作用,就有人站出来说“不用农药会饿死人”,那意思分明是要么挨饿,要么接受农药。果然如此吗?真相是,不用农药也是能够收获庄稼、水果、蔬菜、茶叶、中草药的,且古今中外都有成功的例子。试介绍如下:

第一,我国早在春秋时期就有物理或生物方法防止害虫的办法。《诗经. 小雅. 大田》里提到秉畀炎火,即用火来诱杀害虫。《周记. 秋宫》也记载了用牡菊的灰烬触杀,或者用牡菊烟熏杀害虫。周武王于公元前1046年灭商建周,前256秦灭周,前后分西周东周,共计790年,《诗经》成书时间为公元前6世纪,从这两个时间节点判断,祖先们掌握虫害控制时间距今已经有2500多年了。美国于1776年建国,整个国家的历史才有236年。他们经历的世纪与我们经历的千年差不多。其实,不用这么多年,倒退40年,中国农田也远远没有这么多农药的。人类进入文明社会以后,靠的根本不是什么农药解决吃饭问题,说不用农药就会饿死人,那是替农药贩子们背书做广告。

第二,当代古巴的生态农业也几乎不用农药古巴是一个拉丁美洲的小国,但它却拥有全球规模最大的生态农业,都市居民吃的蔬菜、餐桌上的米饭,75%来自方圆十公里内的无农药农地。上世纪末,遭受苏联解体、苏东巨变打击后,古巴及时调整农业思路,大力发展生态农业度过了粮荒。目前,古巴有超过200 个在不同地区及省市层面设立的虫害生物防治中心,半工业或手工生产预防虫害的材料。他们甚至在城里也搞蔬菜种植,蔬菜地旁种植玉米,用玉米喂饱害虫,减少对蔬菜危害。

第三,国内外出现了越来越多的不用农药治害虫的成功案例浙江大学祝增荣教授课题组,在浙江三门县不用农药,恢复生态平衡后,成功防治了水稻稻飞虱、二化螟等。由于研究地点位于山区,周边良好的生态环境吸引了更多的天敌,减少了病虫害发生概率,当地农民最近10年水稻田不打农药;浙江农科院、中国水稻研究所的专家,在南方平原地区利用生态工程控制病虫害,也取得了不少成功经验;澳大利亚Charles Sturt 大学的Geoff Gurr教授,实际考察了美国、英国、澳大利亚、中国有机农田做法,发现有机农业不仅能减少环境污染,还能增产;国际水稻所的Kong Luen Heong 教授,在越南和泰国创建农田生态工程,发现不用或少用农药,产量并不会受太大影响。

第四,中国科学院的成功实验。自2006年起,笔者带领中科院植物所生态农业研究团队,在山东平邑建立了弘毅生态农场,开展生态农业试验示范研究,取得了令人欣慰的进展。我们全面停止使用农药、化肥、除草剂、地膜使用,而采取物理+生物技术,生态学的强大威力就显现了出来。由于采取严格的农田生态保护措施,生物多样性大幅度提高:燕子、蜻蜓、青蛙、蚯蚓等小动物都回来了;小麦、玉米、蔬菜、水果等超过或接近常规产量,其中小麦玉米周年亩产量超过1吨,在低产田基础上实现了高产稳产;物理+生物控虫效果明显,每盏灯年捕获量从2009年的33 kg下降到2014年的2.1 kg,下降93.8%

五、生态方法控害虫的科学机理

2008年夏天,当我们开始物理方法控害虫实验初期,一个晚上最多抓10斤虫子,8年后的今天,只能抓1两左右,减少了100倍,控虫效果非常明显。为什么会出现这样的奇迹呢?分析一下下面的道理就明白了:

第一,预防为主,不使害虫留下大量后代。虫子是要靠两性结合,产卵后才繁殖后代,并依靠大种群才造成危害。成虫早几年被抓住了,抓到的性别比例约为雌雄各半,这样有效繁殖的概率就少了。早抓到一对,意味着成千上万的后代被鸡吃掉了。诱虫灯从开春虫子活动时就开始值班工作,早抓早见效。正如火灾在早发现时,一杯水就可扑灭了,等火大面积烧起来了,水量再大也不容扑灭了。但做成这个实验,必须人不能懒,即要及时收虫子喂鸡或鸭,或者晒干之。否则,那些虫子并没有都被电死,白天还会飞跑的。

第二,虫子也有时间上的生态位差,被抓的多为夜间活动的害虫。物理方法很少杀益虫尤其鸟类晚上很少活动,避免被伤害,在捕获的昆虫中,益虫不到5%。生态平衡以后,害虫被诱虫灯捕获得越来越少了。害虫还在,这个物种并没有消灭,它们还有吃的喝的,但是想成大虫群还面临着下面一道道关。

第三,生态平衡建立起来后,益虫益鸟多了,害虫想成灾都没有了机会。生态农场停止了化肥、农药、除草剂、农膜、添加剂、转基因后,燕子、麻雀、蜻蜓、青蛙、蟾蜍、蛇、刺猬都回来了,它们也要吃东西啊,害虫就是它们的美味。调查发现,长期使用诱虫灯替代农药,蚜虫、红蜘蛛,连地下的线虫也少了,说明生态恢复后,天敌起到了很大的作用。

第四,生态农业首先生态环境要好。农民种地为了不让树木灌木争夺他们地里的养分,将能够生长的地头上的乔灌木连同草本植物统统拔掉或用除草剂灭杀,这样,物种多样性就严重下降了。我们搞生态农业,先恢复生态,在田间地头建本地植物群落。蚜虫放弃了吃小麦而到地头吃杏或红叶李,被诱虫灯引诱上当来的金龟甲,没有回到农田,将种植的连翘当成了解恨的对象。但天然植物有更强的补偿生长能力,它们保护了庄稼。

第五,多样性的作物混种增加了抗虫害等风险的能力。多样性的植物群落是稳定的,种植作物也一样。在弘毅生态农场,除了种植小麦、玉米、蔬菜,还有莲藕、大豆、花生、芝麻,如此多的作物种植,虫子都不知道去吃那一种,加上它们自投罗网,各种天敌控制,在真正的有机农场里,虫害想成灾都难。

有人说,将杀虫的基因转到庄稼里让庄稼自己生产农药不是更好吗?这恰恰又打乱了生态平衡,是按了葫芦起了瓢。虫子不吃转抗虫基因的庄稼会吃别的,并没有除根。而且那么多虫子你得转多少基因啊?为什么不利用现成的物种呢,物种会携带多少亿个基因呢?转基因除虫技术,正如前面的救火,是错将汽油当成了水泼向了燃烧的火焰中。 如不相信,种植抗虫的转基因作物,一点农药都不打,看它还那么神奇吗?生态学的办法就能,而转基因的办法不能。这就是两者的巨大差异。

     

农药贩子及其代言人们显然不希望看到我们这样的成果,他们是盼望害虫爆发的,有虫才有财。当笔者将我们的做法跟一个农药贩子讲时,他非常烦躁,并反复讲,他们的农药如何如何有效,并如何如何没有毒副作用。在这个问题上,有人同样不希望看到用生态平衡的办法解决他们认为是大问题的问题,因为他们将收不到专利费,卖不动他们的专用除草剂和专用农药。

无独有偶,当年卡森的呼吁,也引起了利益集团(主要是农药商)及其收买的无良专家、媒体的恶毒攻击,她在人们的咒骂声中离开人世。所幸的是,她留给了人类丰厚的环保遗产。


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