园林有害生物化学防治的冷思考

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园林有害生物化学防治的冷思考

日期：2008-05-26 来源：《园林科技》作者：蒋三登我要评论（）

　　蒋三登
　　（济南市园林科学研究所）

　　摘要：针对当前国内植物保护各行业领域，尤其是园林绿化植物保护在化学防治中存在的主要问题,理性地审视化学防治的功能定位和客观利弊，辨析一些模糊概念，从技术层面求得对农药使用规范化的认知和认同。

　　关键词：园林；植物保护；有害生物；化学防治；农药

　　引　言

　　近几年在园林植保信息交流中，接触到国内许多城市关于园林植物有害生物防治的技术处理，其中95%以上都与化学防治——农药施用密切相关。尽管大家都在各种场合 “口诛笔伐”声讨化学农药种种负面影响，但在实际生产和工作中却又难以割舍地对化学农药“一往情深”，一用再用。一些性质上标志为 “无公害”的非化学农药及生物源农药或天敌，在生产性防治措施中却总是难以顺畅推行或者只是局部地、甚至象征性地、试验性地用一用，这种局面的确令植保工作者既尴尬又困惑。问题的症结在哪里？究竟是生物源农药本身的缺陷问题还是化学农药的习惯势力作崇？化学农药负面效应主要有哪些表现？化学农药负面影响的实质是什么？究竟是意识问题还是技术问题？化学农药真的就那样“毒”不可赦？抛开行政层面和决策层面“重化防轻生防”及经济层面“有钱买农药无钱买‘天敌’”的种种具体制约，单就技术层面的概念、意识、规范而言，的确需要对化学防治来一番冷静地思考，理性地辨析。质言之，我国包括园林植保有害生物在内的化学防治，近些年一直处于“三热夹三冷”的矛盾状态之中，一方面是学科领域层面对化学农药的质疑批判很“热”，但同时，在业界对化学农药本质认识很肤浅，很“冷”；另一方面，在生产领域层面对化学农药仍然热衷使用，实际应用很“热”，同时，对化学农药使用的技术规范很淡，很“冷”；在舆论界批评化学农药呼唤生物农药几乎“一边倒”，但在商业界充塞货架的几乎仍是化学农药清一色，生物农药难觅踪迹。面对这样的矛盾现实，确有必要对有害生物的化学防治客观地予以再认识。

　　1　现状

　　据资料统计，全世界的有害生物仅重要病、虫、草害多达1300多种，其中病害550多种，虫害700多种，恶性杂草80多种（王少南等，2000）。这些有害生物造成全世界农作物产量损失占收获前的35%，占收获后的10%-20%，美国每年有害生物造成的农作物损失率为37%。

　　我国是农业自然灾害多，特别是植物病虫草鼠等有害生物灾害发生严重的国家，有害生物种类多、危害重。[1]常年病、虫、草、鼠害发生面积约2.3亿~2.67亿hm2，其中病虫害发生面积2.00亿~2.33亿hm2，草害0.40亿~0.47亿hm2，鼠害0.13亿~0.20亿hm2（叶正襄，1997）。在防治有害物生物诸多综合技术中，不论是农业、林业、牧业、园艺，还是园林，化学防治仍然是不可或缺的重要内容。化学防治，其实质就是使用化学物质——化学农药控制植物有害生物，这已是众所周知且普遍认同的效益和效率都很高的防治技术。联合国粮农组织（FAO）的历年统计资料表明，过去100多年，农药和化学防治为世界农业生产作出了重大贡献，这已是公认的事实（FAO,Agrostat PC,1993）。在美国农药投入与经济效益回收比为1∶4。目前全世界每年因使用农药可增加3.0亿-3.5亿吨粮食，这些粮食可养活12亿~14亿人（汤成快，2001）。建国以来中国农业生产量的大幅度增长，国人引以为荣的“以世界1/7的土地养活世界1/5的人口”，在某种程度上也是与农药的增长趋势呈水平关系。中国以农业为主的病虫草害化学防治面积每年达3亿h㎡以上，我国农药生产能力已达80万吨（100%有效成分计），实际产量50万吨以上（2001年达69.6吨），仅次于美国居世界第2位。每年生产农药品种达200多个，加工制剂500多种，每年消耗农药25万~28万吨（100%有效成份计），折合制剂每年防治有害生物使用的农药达100万吨左右。使用农药达3亿公顷次，每年挽回粮食损失占总产量7%左右，挽回棉花损失占总产量18%左右，（《中国化学年鉴》）。凭公而论，在植保领域，农药作为农林和园林绿化基本生产资料的属性永远不会变，农药化学防治作为植物保护综合防治的主体，不仅为连年的农业丰收做出巨大贡献，同时也为林、牧、园艺、园林的发展起到了保驾护航的作用。尤其在对待暴发性、猖獗性害虫（病），在卫生界灭蚊蝇、除虱子、臭虫、蟑螂，在建筑物中灭白蚁，在灾后疫区防瘟情均功不可没。在可预见的将来，以化学农药为主体的化学防治仍将是植保领域一个重要方面，是一切有害生物“末端治理”的主力军[6]。

　　化学农药作为防治有害生物的“杀手锏”，其“消防”功能，“救急”功能，“速效”作用，“扑灭”作用，简便易行和经济实惠等优势是不言而喻的，既然如此，人们为什么总还要对它一贬再贬，甚至极端到要全面反对使用化学农药的地步。

　　这一切缘于以化学农药为主体的化学防治从来就是一柄“双刃剑”。

　　在生态意识、环保意识、健康意识、安全意识日益提升的进程中，化学农药在使用过程中产生的毒性、残留、生态和环境污染，引起人们关注必在情理之中。化学防治的负面效应是客观存在的，只有正视它，才能理性地认识并且驾驭它。

　　2　农药发展沿革

　　农药的使用可追溯到3000年以前。古希腊已有用硫磺熏蒸害虫及防病记录。我国也在公元前7～前5世纪用莽草、炭灰、牡鞠等灭杀害虫。1882年在法国波尔多地区由P·M·A·Millardet发现用CuSo4与石灰水混合液（波尔多液）具有防治葡萄霉菌的效果，从1885年作为保护性杀虫（菌）剂广泛使用，至今不衰。农药发展的历史经历了天然药物时代（如烟草、松脂、除虫菊、鱼藤等）→无机农药时代（最具代表性的是铜制剂和砷制剂）→有机合成农药时代。有机合成农药是当代化学农药的绝对主力，它始于1940年至1970年代中期，世界农药产品已达1300种，年产5000吨（折纯），1990年代后，农药开发向易降解，低残留，高活性及对有益生物比较安全的方向发展。世界农药总产量（以有效成分计）达200多吨，生产和使用的农药原药达100多种（林玉锁等，2000）。我国是使用农药最早的国家之一，但生产当代农药起步较晚，开始于1950年，至今已形成协同发展的体系。目前我国生产农药品种约200多种，其中杀虫剂产量占69.6%，杀虫剂中有机磷产量占69.8%，有机磷杀虫剂中，高毒品种占68.5%，这就是我国农药生产现状有名的三个“70%”[1]。

　　由于不同地区有害生物危害特性不同，各地农药使用结构也有所不同。例如，美国使用的主要农药品种是除草剂；西欧最严重的是病害，杀菌剂占其农药总量1/2左右；亚洲比较严重的是虫害问题，其农药使用中杀虫剂占绝大部分，我国农药中杀虫剂占70%左右，主要品种是有机磷类和氨基甲酸酯类。（见图1）

　　3　农药的负面影响

　　长期以来，“农药万能”思想根深蒂固，农药的大量使用，尤其是过分依赖化学农药，导致化学农药（包括有机合成农药）失控滥用，对环境污染及人畜毒害具有长期性和广泛性，其负面影响是极大的。

　　3.1　概况

　　农药的负面影响主要是生产和使用过程中发生（少数在储藏、保存和交易过程中出现），在各个植保领域，主要是使用产生负面影响。在农药使用当中，据检测分析，粉剂农药仅10%左右附着在植物体上，液体药剂也不过20%左右附着在植物体上，可以作用于靶标病虫的农药不过0.1%左右，其它99.9%的农药进入环境生态系统（王宏平，2000）。据资料统计，1980年我国受农药污染面积达1320万hm2左右。农药的污染不仅对农产品，而且对土壤，地表水、地下水也造成破坏。1995年7月～1996年8月国内19个省因使用农药造成经济损失达5亿元。我国平均每年有1333万hm2耕地，约占全国耕地面积1/7受到农药污染（黄季煜，2000）。这种污染的显著特点是具有连续性，通过生态系统中食物链的积累，对整个环境和生物均有长远影响。美国EPA于1990年公布了31种禁售和禁用农药清单，欧共体和经互会提出在本世纪初减少化学农药使用量20%～25%，我国在发展农药生产的同时也十分重视农药污染防治，从源头上已多次公布禁药名单。

　　3.2　对动物的影响

　　昆虫、鸟类、哺乳动物等都会因为连续喷洒农药，土壤或水中及食物中含有农药而受到损害。据资料介绍，88%的农药对鱼类有害，46%的农药对蜜蜂有害，43%的农药对牲畜有害，42%的农药对野生动物有害（Hough, 1998）。这类危害主要表现在三方面：①导致害虫产生抗药性。截止到20世纪90年代初期，全世界已产生抗性的昆虫、害螨已达500种（林培英，2000）（见表2）；②害虫的再猖獗。如华北农田使用化学农药后棉田天敌瓢虫类、捕食性蝽类、捕食性螨类，对害虫的捕食率分别降低了45.1%，31.9%，83.7%；③原来的次要寄主上升为主要寄主。（王宏平，2000）

　　3.3　对人类健康的影响

　　农药进入人体后，参加各种生理过程，破坏保护身体的酶，阻碍器官发挥正常作用，导致神经系统功能失调。据报道，我国每年因农药中毒人数占世界同类中毒事故的50%（高纲，1998）。上世纪1987-1996十年间我国共发生农药中毒958228例，死亡102725人，其中生产性死亡4659人（其它为误服或服毒自杀）（黄季焜，2002）。在占我国农药使用量70%的杀虫剂中，由于使用不当70%有“三致”（致畸、致癌、致突变）作用（华小梅、江希流，2000）。

　　3.4　食品污染

　　我国的农副产品出口中经常由于农药残留量超标而发生被拒收，扣留、索赔、撤消合同等事件。据统计，1992～1999年绿色壁垒对中国出口因农药残留超标问题，影响达880亿美元。

　　总之，化学农药的使用带来了巨大的环境代价与社会代价，其主要影响在国际上被称为“3R”，即“抗药性、再猖獗和残毒”。

　　4　化学农药使用中的问题

　　化学农药的负面效应是明显的。但冷静地审视，这些负面影响又几乎都是在使用过程中产生的。问题的要害究竟是什么？是农药固有的毒性发作还是使用技术的不当或落后？是不是用药必“放毒”，药毒不可避免？单凭感性体验恐怕很难获得客观评价，需要以药论药从施药方法、技术对策等方面予以剖析。

　　4.1　农药的毒性与中毒

　　4.1.1　概念

　　农药是用于防治农作物—园林植物（以下统称“作物”）病虫杂草（包括有害动物）的各种活性物质的统称。

　　毒性是用动物试验的LD50值表达，数值越小表示毒性水平越高。

　　4.1.2 　实况

　　“是药三分毒，”无药不含毒。为人治病的药与给植物治病（虫）的药，“以毒攻毒”的本质是相通的。“以毒攻毒”的用药机理是一致的。以农用药物之“毒”去降解植物病虫之毒乃历代植物保护用药之道。但是，各种农用化学品毒性水平差别极大，并非任何农药都是高风险性的有毒物质。在杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂、昆虫生长调节剂、昆虫信息素中绝大多数都是低毒或实际“无毒”化合物，其中个别品种也仅属于中等毒。高毒和剧毒农药品种实际上大多数在有机磷酸酯类和氨基甲酸酯类杀虫剂的部分品种中（见表２） [2]。毒性LD50大于2000mg/kg的农药也被称为“实际无毒”农药，表中列出的某些医药用品、食品、饮品、和生活化学品的“毒性水平”远高于某些农药。由此可见，不可笼统地把一切农药都视为有毒危险品。（有毒，但并不一定都发生危险！）实际上绝大多数农药中毒事故都是由于违背了农药操作规程而发生的，犹如交通事故虽也有由于车辆质量低劣产生，但更多的则是不遵守交通规则而发生一样。所以重要的问题在于严格按照说明书和农药安全使用操作规程施药，即便是高毒农药也不致于发生中毒事故和慢性毒性问题。

　　4.2　农药残留

　　4.2.1　概念

　　农药残留：是指农药使用后在作物上或产品上或环境中所残存的药量，这是一个随时间和环境条件的变迁而逐渐降低的变量，各种农药都有一定的允许残留量标准。

　　4.2.2　实况

　　在农药安全使用标准中有一项安全等待期（综合间隔期）的规定，等待期就是让农药残留量自行降低到安全阈值以上，对有产品收获的作物而言，即指在作物采收前一定时间内必须停止施药。

　　至于农药在环境中的残留，则是指环境对农药的最大负荷量，最大负荷量是一个阈值，也是一个随时间和环境条件的变迁而逐渐降低的变量，只要不超过此阈值，农药的环境安全系数就属于合格[2]。要求农药残留不超标是科学求实的，要求在农药使用中实现“零残留”则是不现实的。

　　4.3　农药与环境污染

　　4.3.1　概念

　　环境污染是指农药在环境（土壤、水、大气）中的最大负荷量超过了安全阈值，引发环境质量发生质的变化。

　　4.3.2　实况

　　但是，农药在喷洒过程中，只有沉积到靶标作物上才是有效的。目前喷洒的农药大部分飘移、蒸发，和流失到空气中、土壤中，环境的无奈承载量大大高于农药的有效利用率。并非凡是使用了农药就必然发生环境污染，有许多农药在土壤环境和水环境中能够通过环境的自洁能力而逐渐降低到最大负荷量以下。环境科学认为，农药只要不超过环境的最大负荷量，就不会伤害环境的可持续发展。

　　4.4　农药与生态平衡

　　4.4.1　概念

　　生态平衡是指一个生态系统中的生物群落与环境之间物质和能量转换的一种动态平衡，并非指生物种群之间的数量平衡。

　　4.4.2　实况

　　农田或园林都是在人类主动调控之下以人类需要为中心开放型的特殊生态系统，不同于热带雨林、原始森林那种封闭型自然式原生态系统，人们在耕作和抚育养护过程中（浇水、施肥、中耕、喷药、修剪……）采用各种技术手段向农田——园林环境补充新的能量，提高农田——园林的再生产能力，维护和发展农田——园林生态动态平衡。在农业生产、园林生产的生态平衡运作中，使用农药并非只有害处毫无益处。

　　4.5　生物源农药

　　4.5.1　概念

　　生物农药是一个目前表述尚有岐义的概念。科学地表述应该是从生物体内提取分离所得到的生物活性物质所产生的农药，应该定义为“生物源农药”其生物活性物质的分子结构和理化性质均应查明，经过加工制剂或经过模拟合成而成为商品化农药并具备明确的商品规格和标准。直接使用活体生物是无法确定商品规格和标准的，只能称为天敌昆虫或抗生菌加以利用，属于生物防治，不属于生物源农药范畴，更不应称为生物农药[1]。

　　4.5.2　实况

　　生物源农药的开发是预防和控制化学农药污染环境的重要发展方向，在1980年代国内外提出了发展“三色农业”的观点，即传统的“绿色农业”，利用海洋资源的“蓝色农业”，以微生物为资源的“白色农业”，故微生物农药也称为“白色农药”。

　　生物源农药是利用生物体产生或由生物体产生的生理活性物质作为杀虫剂、杀菌剂、或除草剂，对特定的病虫害产生作用的安全性高的新农药，一般分为直接利用生物体和利用源于生物体的生理活性物质两大类。

　　生物源农药相对于化学农药的优点是：①对植物选择性高，安全性好，对生态系统影响小；②对非靶标昆虫和人畜很少或没有影响；③昆虫不易产生抗性；④在环境中无残留，易于降解，不易积累，污染小。

　　其不足之处是：①品种较少，在不到100种制剂中，被国家环保局批准的只有20余种；②杀虫速度缓慢；③有些制剂在环境中稳定性不佳；④生产成本高。

　　生物源农药虽然仅占世界农药市场较少的份额，但1990年代后其产量以10%～20%的速度逐年上升，目前世界上已商品化的生物源农药约30多种，年销售额近7亿美元，其产业化发展已是大势所趋。其中，细菌杀虫剂占40%以上，全世界约有30多个国家的100多家公司共生产约150多个品种的细菌杀虫剂。我国对生物源农药的开发或试验的有中性霉素、武夷霉素、杀枯肽、宁南霉素、华光霉素，EB82杀虫剂、BT制剂、NPV杀棉虫剂、绿僵菌杀虫剂、卵孢白僵菌杀虫剂、广谱增产菌粉剂、丰收菌、B系列生物菌剂、萤火93制剂、昆虫病原线虫制品等生物源农药制剂。其中，苏云金芽孢杆菌和井冈霉素杀菌剂已成为我国年产逾万吨的生物源农药产品[1]。

　　从生物源化合物中寻找有效和高效生物活性物质并开发成为新农药，如鱼藤酮、印楝素、井岗霉素、阿维菌素、多杀菌素。任何生物源农药最终必须回到其有效成份的化学结构上，才可能制订出产品规格和标准，成为商品农药。在农药登记注册时，对生物源农药的要求与化学农药是相同的，例如，用井岗霉素防治稻纹枯病，用灭幼脲防治国槐尺蠖并非生物防治，实质仍然是化学防治。直接使用生物材料而不作化学分析鉴定，不加以标准化，这样的生物源农药是不能作为商品农药的，更不能称之为“生物农药” [2]。

　　5　农药的科学使用

　　农药使用过程中产生的负面影响有许多是由于施药技术（包括施药机械、器具等装备的落后或不适应）带来的。

　　5.1　农药喷洒

　　喷雾是农药多种使用方法最普遍的一种方法。农药喷雾的发展轨迹是从大水量粗雾喷洒向细雾喷洒发展，从低容量向超低容量静电喷雾技术发展，施液量从＞600L/h㎡逐步降低100 L/hm2、50 L/hm2乃至5 L/hm2，静电喷雾则＜1.5 L/hm2药液。但我国目前的农药喷雾大量的仍然是＞600L/h㎡的大水量粗雾喷洒,这是与环境不相容的喷洒方法，其主要弊端是（1）药液流失量高达70%~80%甚至更高，势必大量损失农药，浪费水资源，污染土壤，地表径流失污染地下水，且人员易中毒；（2）工效低；（3）劳动量大；（4）质量差，由于植株冠层上下叶片之间的屏蔽效应，根本不可能把植物均匀喷雾。联合国粮农组织根据对亚太地区十多个发展中国家的农药使用状况调查所发现的问题指出，“所谓农药问题，实际都属于农药使用技术问题”（FAO/AGSE，1998）。其中，器械装备落后是技术问题的重要方面。

　　5.2　农药的混用问题

　　正确的混合和混配可能扩大和提高农药使用的效果和效率，但是只有在几种有害生物发生时期，施药适期和持效期能够很好地匹配的情况下，混用才是合理可行的。否则，至少会有一种混而无用，不仅浪费而且有害。英国1997年《农药展望》期刊中就已经评估过中国农药混用的弊病，指出“一次同时混用多种农药是造成中国农药中毒事故较多的主要原因”。也是导致不应有的农药残留超标的重要原因。

　　5.３　农药的取用计量问题

　　使用农药不计量、污染和中毒风险必然很大。我们发现，在城市园林生产一线，除特定的专题试验（实验）外，生产性防治，无论是使用什么剂型，很少有按规定严格剂量配药的，经验型或估计型的“大概”、“差不多”、“问题不大”、“约计”之风盛行，使用专用量具按要求配制“母液”更是稀罕。

　　5.４　喷洒农药时的安全防护问题

　　这个问题并未引起真正的重视和实施。在工业化国家早已有专用的农药喷洒防护用品，详细目录要列入国家标准，按照联合国粮农组织的要求和规定，喷洒农药必须穿戴防护服和佩戴防护工具，不穿戴防护用具者禁止参加农药使用作业。实际上，在我国，缺乏必要的适用安全防护用具和防护意识是中毒事故发生的重要原因之一。

　　5.５　提倡“精准施药”

　　5.５.1　概念

　　“精准施药”是近些年国内外在农药化学防治中一个新倡导的理念。

　　就是把农药精量、准确地施撒到“靶物”上，提高农药的有效利用率。“靶物”，通常是指作物（园林植物），并非“靶标”。“靶标”则是栖歇在作物上的害虫、病原菌或周边杂草[5]。

　　5.5.2　实况

　　“精准施药”主要应从以下5方面入手：

　　（1）大力研发农药新品种微生物农药，植物源农药，矿物源农药、信息素技术；

　　（2）提高农药使用的安全性技术；

　　（3）提高农药的利用率技术；

　　（4）倡导保护环境的施药技术（如控制雾滴漂移，茎部注射，涂抹、根部施埋、浇灌等）〔4〕；

　　（5）加速研发适应不同行业、不同药剂、不同地域（地形、地势、地理环境、土壤性状）的农药器具和机械。

　　结　语

　　以使用农药为本底的化学防治，在当前乃至今后相当长的时期内仍将具有明显的比较优势，仍然具有“挡不住的诱惑”和“市场魅力”。但它的功能定位应该是“救灾”，不恰当的拔高固然不妥，完全排斥也是行不通的，一味依赖更不可取，既不可谈药色变，也不可毫无警惕，关键在于要将农药——化学防治的基本概念吃透，充分了解弊端，客观剖析负面缘由，科学地将其纳入“适时、适量、适度、适策、适法”的有序规范之中。[6]

　　参考文献

　　［1］张立钦等，农业生态环境污染防治与生物修复，北京：中国环境科学出版社，2005.

　　［2］屠豫钦，正确认识化学农药的问题，植物保护，2003.4,11~15.

　　［3］中国植物保护学会，面向21世纪的植物保护发展战略［M］，北京：中国科学技术出版社，2001.

　　［4］徐公天等，园林绿色植保技术，北京：中国农业出版社，2003.

　　［5］戴奋奋，简论我国施药技术的发展趋势，植物保护，2004.4,5～8.

　　［6］蒋三登，构建自然调控（NPR）体系，拓展园林植保发展空间，城市管理与科技，2006.4,151~155.

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