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除草剂与人类生态环境

除草剂与人类生态环境

作者:李孙荣   文章来源:   发表时间:2013-12-20    点击量:

  本文提要:针对目前社会上对除草剂等农药的生产应用中所产生的环境污染等问题引起的争论,列举出社会各界已作出了许多努力和改进措施、改变了过去严重污染的局面,今后仍将不断地解决和改善对生态环境质量有不良影响的状况。由于人类首先要解决人口增加对粮食等短缺的大问题,若不用除草剂等农药目前尚无法满足人类对农产品的需求。所以除草剂的应用是利大于弊,是时代的需要,只有在实践中不断改进,解决不足之处。
  除草剂是人类在与杂草危害斗争中发明创造出来的一种强有力的法宝。上世纪后期发现无机化合物硫酸铜可杀死麦田某些阔叶杂草。本世纪40年代发明了2,4-D,使人类进入了有机化学除草剂时代,用量少于无机除草剂、除草效果好且对作物更安全(选择性好)。几十年来有机除草剂迅速发展,被广泛应用于几乎所有的农作物田中,果园、桑田、草坪、苗圃、林地、铁路、公路旁、机场等处也都需用除草剂防治杂草危害。除草剂的应用使人类与杂草危害斗争中取得了巨大成就,不仅节省了大量繁重的除草体力劳动和机械除草作业,更重要的是减少和挽回了巨额的因草害造成的粮、棉、果、菜等农产品的产量和品质的损失及其可观的经济社会效益。
  除草剂的产销量国内外都已超过杀虫杀菌剂而跃居农药产销量之首,可见杂草危害之大和除草剂为人类的农产品增收,发展经济立下了不可磨灭的功勋。据测算1999年我国化学除草面积已近6700万公顷(10亿亩),按每亩挽回粮食30斤计算,可挽回1500万吨(300亿斤)粮食,可供数千万人的口粮。还可节省10数亿个劳动力。
  事物都是一分为二的,除草剂和其他农药及化学品类似都含有不同程度的毒性,在生产过程也产生一些"三废"问题,产生的废渣、废水、废气对周围环境会造成一定危害,有的对农作物有害,有的对土壤、地下水、空气有污染,这些影响最终将不同程度的危害人类本身生存的环境。60年代美国作家卡逊写了题为"寂静的春天"报告文学,告诫人们如不重视农药等化学品生产应用中存在的对生态环境污染,那么将会有一天,使江河中不再有鱼的生长,树林中再听不到鸟儿歌唱,动物也将逐渐绝灭,人类的生存也将面临严重的威胁。从此人们对施用除草剂等农药开始产生怀疑或害怕,甚至抵触,有些国家采取压缩除草剂等农药的面积,限制某些除草剂等农药的施用,少数国家开始全面禁止除草剂等农药的应用,提倡实行有机农业、无公害农产品、无农药化等。
  面对上述情况化工行业、农药界、除草剂生产厂家、科技界及除草剂使用者都给予了重视,认真对待,具体分析每种除草剂,分别对待,采取了不同措施,已收到了明显的效果,如:
  淘汰毒性高的,对生态环境危害大的除草剂如五氯酚钠、亚砷酸钠等。50年代日本、中国等都大面积用五氯酚钠(每公顷15公斤)防治水稻田杂草效果不错,但有效期较短且对水田中有益的鱼、青蛙、螃蟹等杀伤力很强,对鲤鱼TLM48小时为0.35ppm,白鼠急性口服CD50为210mg /kg,并对人的皮肤和眼睛也有较大刺激。60年代起发明了对鱼类低毒的除草醚,对人的毒性也较低,对大鼠急性口服为3050±500mg/kg对鲤鱼TLM(48小时)为2.25ppm,用量也降低到1.5-2.0公斤/公顷。药效也比五氯酚钠长些。但80年代又发现除草醚含有致癌物而逐渐被毒性更小、用量更少、除草效果更好的恶草灵、丁草胺、苄嘧磺隆、吡嘧磺隆等替代,如磺酰脲类的苄嘧磺隆每公顷只用10-30克即可,这样每年施用的除草剂总量也在明显下降,对环境的污染也少了。
  有控制地施用某些除草剂。如林业上用的甲嘧磺隆--sulfometuron-methyl(草灌净)是防治针叶苗圃和其林地杂草和灌杂木优秀高效低毒(CD50>500mg/kg)除草剂,但对农作物、观赏植物、泡桐等阔叶树种也有害,因此必须有控制地在远离农作物的针叶林地带应用,且防止用药地带雨水泾流到农田中去。
  发展易降解的除草剂。如草甘膦是内吸传导型广谱灭生性除草剂,低毒,CD50为>5000mg/kg。喷于杂草叶上,吸收传导快、杀草力强。草甘膦落入土中很快与铁铝离子结合而钝化,无残效,且能被微生物分解,所以对环境安全。
  除草剂使用者常通过二种除草剂的混用来增加药效及减少除草剂单用时的1/3-1/2剂量。这样也可延缓杂草对除草剂产生抗性的时间,同时减轻了某一除草剂对环境的污染。如莠去津单用于玉米田时对马唐等防效不甚理想,加大用药量会对下茬小麦引起残苗药害而死苗。如莠去津与乙草胺、普乐宝等混用,减少了莠去津的用量,增强了防草效果,且对小麦安全。
  作物安全剂(保护剂)的应用,使作物避免除草剂的毒害而获保护。如用萘二甲酐(NA)用于玉米拌种可保护玉米免受燕麦畏、灭草丹的毒害。AD-2与丙草丹混用可保护玉米免受丙草丹的毒害。除草剂颗粒、大粒剂及片剂的应用,可使除草剂避免喷药时的飘移,既方便又高效还可有缓释长效的杀草作用。有的在喷施草甘膦、百草枯时在喷头上带一个保护罩,使药液不喷到作物上而起到保护作物的作用,这样就扩大了灭生性除草剂的应用范围,受到农民的欢迎。有的国家在果园喷施除草剂等农药时采用循环式喷雾机,就是将未喷在目的物上的农药液滴被挡板接住并送到药箱再被喷雾,既节省了药液又减少了对环境的污染。目前有的利用计算机技术在田间自动识别作物和杂草,并只在有杂草的点上喷施除草剂,这样就可减少除草剂的用量及减少作物受害的机会。
  黑膜除草。就是在玉米、棉花等物播种后盖上黑色地膜,待作物出苗时将有苗处薄膜剪开,并压好土,或先盖上黑膜然后打孔播种,使玉米等从小孔中伸出后用土将小孔盖紧,这样既能提高膜内地温又可使膜内不长草也可省去除草剂。
  电力除草,是利用高压电发生的红外线等幅射高温杀灭杂草;也有利用可充电式刈草机将田间有害的杂草刈去。也有用火力发生器产生的热量高温使杂草烫死,避免了使用除草剂。
  生物防治杂草。用麦秸、玉米茎叶粉碎后覆盖在不耕翻的田上,直接播种作物,若地面覆盖严密可不施或少施除草剂。利用水旱轮作或改变轮作周期也可有效地防治某些杂草的危害。农学家在大豆田中发现了寄生在大豆菟丝子植株上的毛盘孢菌系,经过培育分离,育成防治大豆菟丝子微生物除草剂-鲁保一号。现在国内外正在努力培育防治稻田稗草的微生物除草剂,是生物防治的典型例子。
  还有利用化学它感效应防治杂草的,如有多量白茅危害的土地上,只要种二年小麦,就可将白茅清除掉,因为小麦能分泌出可抑制和杀伤白茅草生长的植物化学它感(异株克生)物质从而节省了除草剂,国外也发现了某些水稻品种的分泌物对稗草有抑制生长作用。生物科学发展到基因工程时代有可能与农药科学家合作,将抗某种除草的基因转移到农作物上去,使该作物具有抗那种除草剂的能力。这样在种植这种作物品种后,只要使用这种除草剂就不会受害而杂草都会死去,如现已有抗草甘膦的大豆、玉米等作物品种,在作物苗期喷施草甘膦就能消灭杂草而作物安全,而草甘膦对环境也较安全。
  从上可见人们在与除草剂的环境污染上作了大量工作,使除草剂的负面影响比前已有了明显的减少。
  根据有关机构预测,到2040年世界人口将增至85亿,农业生产率应提高3倍。现在世界人口每年增加8000万,需增加粮食2.6亿吨。而耕地却年年在减少,所以要设法提高科技含量,增强植保工作,减少病虫草鼠等有害生物的危害。据有关方面预测,到2015年在综合防治体系中(IPM)50%为除草剂、20%为杀虫剂、10%为杀菌剂、基因作物为10-20%。
  除草剂不是万能,除草剂对环境也不会一点没有污染,但除草剂的确能在增产农作物大目标中起到巨大的除草增产作用,以致人们不得不继续使用下去。但人们也会不断地努力使除草剂更高效、低毒、短残留、使用更方便等,对环境污染不断减少。但老的问题解决了,新的问题还会出现,永远需要人们不懈的努力去解决不断出现的新问题,创造更美好的明天。
  抗除草剂基因或抗草基因的导入作物,能使其具有不怕除草剂毒害或自动灭草的本领,是很可贵的,但目前科学界及社会上担心,这样做是否会影响作物本身基因的正常表达,转而对人类生命又有什么潜在不良影响?因此欧洲等国家对转基因作物产品抱慎重态度。转基因工程是很伟大的科学成就,对人类生命科学、农学、医学等将产生深远影响,但还有许多事要做。相信科学在不断地向前发展,种种问题将被逐步解决。前景是美好的。