农药的危害与微生物农药的开发，本文主要内容关键词为：农药论文,微生物论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
农药是用于防治农作物病虫害、消除杂草、消灭动物体内外寄生虫和调节植物生长的药剂，它在农牧业的生产保收和保存以及人类传染病的预防和控制等方面起着极为重要的作用。随着农药的广泛应用和使用不当，造成一系列的农药公害问题，如环境污染日趋严重、农副产品中药残留大大超标和各种疾病增多等等，严重危害人类的健康和破坏农业生态平衡，从而导致了人们对农药的一些错误认识，如把“农药”视为“毒药”，使用农药“利少于弊”等等。但是，随着微生物农药不断地开发使用，这些错误认识会逐步得到纠正。
1 常用农药对人类的危害
农药对农业的发展起到了不可估量的作用，但对环境和人类也产生了极大的危害，现有农药的种类很多，如：有机氯农药、有机磷农药，氨基甲酸酯类农药和金属有机物农药等等。下面就这些常用的农药对人类的危害做一阐述。
1.1有机氯农药
20世纪30年代末，合成了一些防治病虫害约有机氯农药，如：DDT、六六六、狄氏剂等，它们是一类氯代芳香烃的衍生物。此类化合物结构稳定、难氧化、难分解和毒性大，易溶于有机溶剂，尤其是脂肪组织中，因此，它是高效、高毒残留的农药。
在土壤中，DDT可保存10年，六六六可保存5年～6年，狄氏剂可保存8年，DDT可被大气环境和水径流带至地球的每个角落。据世界卫生组织报告，全世界生产了约150万吨DDT，其中有100万吨左右仍残留在海水中。我国土壤中积累的DDT总产量约为8万吨，进入环境中DDT由于迁移作用，通过食物链的浓缩在生物及体内积累，并在人体内保留达10年之久。DDT在环境生物中按如下过程传输：河水→海水→浮游植物→浮游动物→小型鱼类→大型鱼类→人类，环境中积累的有机氯农药通过食物链进入体内，又在脂肪和肝脏中积累，危害神经中枢，诱发肝脏酶的改变，它还能侵犯肾脏引起病变，且毒性难以降解。尤其是DDT具有明显的致癌性能和遗传毒性，导致畸胎，影响人的寿命和后代健康。1983年起已全面禁止使用有机氯农药，但以往积累的农药，仍将在相当长的时间内发挥作用。
1.2 有机磷农药
有机磷农药是继有机氯农药问世之后于20世纪40年代出现的，它在与病虫害做斗争中至今还发挥着重要的作用。主要有磷酸酯类化合物及硫代磷酸酯类，二硫化酸酯类化合物，如敌敌畏、1605、马拉硫磷和稻瘟净等。该类化合物一般在空气、有机溶剂和阳光下，性能稳定，但中心磷原子非常亲电子，是显示生物作用的关键。它能吸附虫体内的胆硷酯酶，妨碍其正常功能，引起昆虫的过激活动，发抖、痉挛和麻痹，直至死亡。它对病虫害的杀伤力是机氯农药的一二百倍，因此，它是高效的，同时，它又易残留，它在环境中和大多数生物体内可因水解及氧化作用而分解为基本无危害的磷酸及其衍生物，为植物吸收利用，不在环境中积累，也不通过食物链在人体内积累。但它对人畜是高毒的，它能抑制人体中的乙酰胆硷酯酶、脂肪族脂酶及丝氨酸蛋白酶，使正常的神经功能被扰乱，引起体内生物化学过程失调，出现呕吐、腹泻、大便失禁和血压升高病状，最终导致死亡。因此，在使用时，必须采取戴橡胶手套、防毒眼镜、口罩和穿防护衣等方法，避免吸入或与皮肤接触，造成急性中毒。
1.3 氨基甲酸酯类农药
60年代出现的一种高效、低毒和低残留的新型农药，如西维因、巴沙等，它的基本结构属于碳酸衍生物，该类化合物分解产物一般为二氧化碳、胺类、酚类和醇类。这些分解物是无毒低残留的。目前所积累的资料表明，氨基甲酸酯是一类比较安全的农药，在动植物体内能很快代谢而排出体外，具有高效广谱等优点，但它毕竟还是“低毒、低残留”的，一旦进入人体内，可干扰神经系统使人出现头痛、腹痛、呕吐、血压升高和视觉模糊等症状，影响人体健康。
1.4 金属有机农药
金属有机农药有有机锌、铜、锡、汞和锰等有机化合物，如代森锌、代森锰、赛力散和西力生。
它们广泛地用于农作物和蔬菜的杀虫灭菌，但对环境及人类易造成伤害，尤其是有机汞化合物极易在环境积累，并随水和各处食品通过食物链进入人体内，它与人体内酶上的SH基团发生作用，使酶失去生理活性，引起慢性中毒，直至死亡。现已禁止使用。拟除虫菌酯类杀虫剂也是我国目前使用的高效低毒和低残留农药之一，它是蚊香的主要成分，也是防治蔬菜、谷物、茶树和烟草早害的良好药剂，对人类、牲畜毒性极低，使用安全，但该农药可使许多害虫迅速产生抗药性，大大限制了它的研究开发。
大量使用农药虽然能杀灭虫害，但同时对农作物及食物也产生污染，农作物通过根系吸收土壤及水体中残留农药，再经过植物体内的迁移转化等过程，逐步将农药分配到整个农作物体中或通过农作物表皮吸附粘着在植物叶面上的农药进入农作物内部造成对农作物的污染，当用受污染的粮食、蔬菜等做饲料，用受污染的水体养殖水产品时，则会使农药转移到肉类、乳类、蛋白类和鱼类等食品中，人们通过呼吸、饮食等方式将农药带入体内，使人的健康和生命受到威胁。
2 农药对农业生态平衡的破坏
生活在自然界的各种生物，由于长期对环境的适应形成了一种互相牵连的关系，也就是各种生物群体之间存在着彼此依赖，相互制约的关系，正常情况下它们之间保持着一定的平衡状态，这种现象叫生态平衡。比如，鸟吃蚯蚓，蚯蚓吃土壤里的腐烂物质。鸟死了以后，它的尸体被土壤微生物分解成为蚯蚓所需要的营养物质。蚯蚓的大量繁殖，又给鸟类提供了必要的食物这就形成了鸟—土壤—微生物—蚯蚓—鸟的系统。这个系统保持一定的平衡，如果向田间施撒农药，土壤里的农药残毒杀死蚯蚓，如蚯蚓的数量减少，鸟就去寻找其他软体小动物做食物，天长日久，鸟和其他软体动物之间就会建立一个新的生态系统。这样就会发生一系列的连锁反应，跟蚯蚓和鸟有联系的其他生物会相应地变动。例如上文所述，农药使用抑制了病虫害，却造成了90％以上的蚯蚓死亡，而蚯蚓不仅能翻松土地，且又能增加有机营养成分，蚯蚓数量的减少，势必影响到土壤团粒结构的形成，也就影响作物的生长。那么农药对农业生态系统的平衡到底有哪些影响呢？
2.1 出现抗药性害虫
一种杀虫剂对某种害虫长期使用，害虫对这种杀虫剂逐渐适应，产生了抵抗力，药剂防治效果就逐渐降低，这样害虫对农药产生了抗药性。这主要是害虫群体中个体之间对药剂的抵抗力不一样，喷药后抗药性强的个体可能活下去，再繁殖起来的群体就有很强的抗药性，喷一次药等于筛选一次，于是人们只好提高药剂浓度。这样，害虫的抗药性增强。目前世界各地抗药性害虫的种类已有200多种，一些个体小、繁殖力强的害虫如蚜虫、红蜘蛛、飞虱、叶婢等对农业生产的威胁尤为严重，由于害虫抗药性不断增加，进而施药次数和使用量也不断增加，因而，农药污染程度则显得更加严重了。
2.2 农业生态体系中生物群落发生变化
有时候会发生这样的一些情况，对害虫反复使用同一种杀虫剂后，害虫密度并没有减少，甚至越来越多，其原因有害虫数量庞大、分布广，有的还隐蔽在叶背，粘到植物芯里或藏在土里。有的害虫如粘虫，能随气流远距离迁徒，所以很难全部杀死，总有一部分漏网。虽然漏网的极少数，但害虫有惊人的繁殖力。例如，1只蚜虫在一周内能生50只～60只小蚜虫，幼蚜4天～5天就成熟又生小蚜虫，一个月就能繁殖几百万、几千万只，喷药后虫口少，漏网虫子因食料丰富很快就能形成庞大的群体。其次，现在使用的农药多是广谱性，能杀死多种昆虫。在杀死害虫同时，也杀死了大量的益虫。中毒的昆虫被啄食，又会害死鸟类。在自然条件下，本来是天敌抑制害虫的增长，现在喷药后，天敌受到药害减少了，而其繁殖能力又远比不上害虫快，反而更有利于害虫的迅速繁殖。目前，农药的剧毒对害虫天敌的危害仍在继续扩大，破坏了天然生态系统的平衡。使生物群落发生改变，如果不充分重视和迅速采取相应的措施，其后果将是严重的。
2.3 害虫转换
长期使用同种农药防治害虫，还会导致主要害虫被抑制，次要害虫上升为主要害虫，甚至可使原来不是害虫的种类转为害虫。如为了防止某种主要害虫，使用有针对性的有效药剂，那么在主要害虫被杀死的同时，主要害虫的天敌和次要害虫的天敌也都减少，这时候没有被杀死的次要害虫却繁殖起来，经过一段时间后就会出现次要害虫大发生，结果次要害虫取代了原来主要害虫的地位而成为主要害虫。因此，合理地使用农药很重要。如使用杀虫剂时交替或混合使用或改用另一种农药。有人将“农药”视为“毒药”厌恶农药，渴望回归自然，渴望“绿色”再现。但是，我们应该看到并不是所有的农药对环境、对人类都产生恶劣的影响，应该把现有的农药努力改造成为安全性更高的无污染农药，今后农药的发展趋势主要是高效、低毒、低残留和无污染性。一般来说，如果选用自然界不存在的化学结构合成的物质作为农药，如DDT、六六六等农药微生物很难分解；相反当农药的化学结构选用了自然界存在的物质，这类药物易被分解，不易造成残留污染。基于此点有人认为：今后农药的开发要用天然产物。其次用农药时应考虑综合防治措施，不是把所有害虫完全消灭，而是把害虫的密度抑制在经济上允许的被害水平之下，利用最可能的各种手段互相取长补短，组织起病害虫管理体系。
3 微生物农药是农药发展的必然趋势
微生物肥料是指一类含有活菌的特定制品，应用于农业生产中，能够使农作物获得特定的肥料效应。由于其本身的生产成本低、用量少、无毒无害、不污染环境的优点，它与化肥、绿肥、有机肥又有不同之处，其作用的发挥与制品中特定的活的微生物有直接关系。除了为作物提供营养元素外，它们生命活动中代谢产物对于刺激和调控作物生长，改善作物营养，提高产品品质有着十分良好的作用。有的微生物还具有防治某些作物病虫害的作用，因此，世界上许多国家都把研究和开发微生物饲料及制品作为一项长远的计划。
据有关资料统计，世界谷物生产每年因病虫草害的损失竟达35％～40％之多，而受到理想防治和不进行防治相比，产量可差50％。因此，在耕地面积不可能增加的情况下，农药的使用仍是高收农业生产中最基本的条件。针对现代农业发展过程中存在的资源浪费、可持续发展能力差等一系列问题，我国研究人员提出“三色农业”——绿色农业、白色农业和蓝色农业的新观点并积极倡导大力发展白色农业，引起了国际科技界的重视。
白色农业是微生物资源产业化的工业型新农业，其生产车间高度生产过程不存在有害物排放和环境污染，生产的产品营养丰富，对人畜无毒，高度安全，故称之为“白色农业”，微生物农药是目前“白色农业”已形成的6项产业（微生物饲料、微生物肥料、微生物农药、微生物能源和微生物生态环境保护剂）之一。
微生物农药（又称为无公害农药）具有高度的专一性，杀虫效率高，不杀伤天敌，且容易降解，无残留，对人畜无毒，能增强植物的抗病性，刺激植物生长。因此，我们认为，应大力提倡使用微生物农药以便大幅度地减少化学农药施用，这将有利于降低农副产品中有害物质的残留，有利于生态平衡，有利于人类健康。这种农药在国外发展很快，据了解，美国微生物杀虫剂占农药的1/4，日本则注重研究农用抗菌素，如青霉素、灭瘟菌、多氧酶素和威大霉素等都已大量生产和使用。目前我国已开发生产出多种微生物农药，如激素类杀虫剂（如昆虫外激素、幼虫激素和蜕皮激素等）、微生物杀虫剂（如白僵菌杀螟杆菌等）、病毒杀虫剂（如苗稽银纹夜蛾核型多角体等）、拒食剂（印若梯子素、筋骨草素等）、植物生长刺激素（如九二零、七零二等）、真菌除草和抗孵剂等。
随着微生物农药不断开发、生产和使用，由农药造成的一系列公害问题会逐步得到解决。消除人们对农药的偏见，还人类一个绿色家园，不久将来会成为现实。