农药发展阶段及终极目标

农药发展历程概况---低效高毒农药

农药的使用可追溯到远古时代，公元前2500年，首次记载苏美尔人用硫磺控制害虫害螨，公元前9世纪古罗马学者曾提倡砷作为杀虫剂。我国也早已使用雄黄（As4S4）、砒霜（AS2O3）和银朱（HgS）防治虫害，公元900年左右，我国民间已使用无机砷制剂进行园艺害虫的防治。

但是无机农药有许多不足之处和弊病。低效高毒，在毒理和防治对象方面有明显的局限性，无机杀虫剂对昆虫通常只有胃毒作用，一般不具备触杀作用和熏蒸杀虫作用，对危害严重的蚜虫、红蜘蛛及其他非咀嚼式口器的害虫都无效，因此严重限制了无机杀虫剂的应用范围。

农药发展历程概况---高效高毒农药

20世纪30年代世界各国在新农药的研制方面相继取得了突破性的进展，1939年瑞士科学家Paul Muller发现了DDT的杀虫作用，并因此获得了1948年的诺贝尔医学奖，这是现代化学合成农药的里程碑。

1947年对硫磷的发明，世界农药进入了有机磷农药时代。1957年在天津农药厂开始生产有机磷农药，标志着我国进入了有机磷农药时代。

相对于无机农药时代，有机磷、氨基甲酸酯类农药具有杀虫谱广、应该范围大、见效快、杀虫效果好、使用成本低等显著特点。甲胺磷等高度农药品种，风靡近20年，为我国农业增产增收做出了巨大贡献。

但是，由于高毒农药常常会对农产品产生污染而且对环境生态影响较大，使用者也时常发生中毒事件，因此，世界各国纷纷采取严厉管理措施来禁止或限制此类高毒农药的生产和使用。

2007年1月1日起我国全面禁用列入“PIC”名单的5种高毒农药：甲胺磷、甲基对硫磷、对硫磷、久效磷、磷胺

农药发展历程概况---高效低毒农药

1949年第一个人工合成的拟除虫菊酯丙烯菊酯的诞生，标志着人类仿制天然杀虫剂的首次成功，也使农药的发展方向由单纯的注重农药的“高效”向“高效、低毒”延伸和转变。

所谓“低毒”，主要是指对人、畜急性口服毒性低，随后意识到对农药施用人员而言，急性经皮毒性与吸入毒性更为重要。毒性问题开始强有力地左右了农药新品种开发的取舍和已有生产品种的市场寿命。

拟除虫菊酯类农药比较容易产生抗性，且多数品种杀螨效果较差，对家蚕、蜜蜂和水生生物毒性高，多数原药不易溶于水，多数加工成乳油，易造成环境污染，诸如此类缺陷也严重限制了菊酯类农药的长期发展和应用。

Rachel Carson（1962）Silent Spring 的出版引起公众对使用农药危害的认识，对农药提出了更高要求，特别是农药残留问题受到了高度重视。

农药发展历程概况---高效低毒低残留农药

1）从消费健康角度，低残留是对安全食品的更高要求；

2）从国际贸易角度，低残留是打破限量标准这个绿色技术贸易壁垒的有效手段；

3）从环境安全角度，减少对非靶标生物的负面影响。

植物、昆虫生长调节剂除虫脲、灭幼脲等和噻二嗪类的噻嗪酮，保幼激素类烯虫酯等、蜕皮激

素类的虫酰肼等产品迅速发展。

高效低风险是现代农药发展的要求

1）磺酰脲类除草剂具有高效、低毒、低残留的特点，但是，形成复杂的残留药害、累积药害、二次药害等问题；

2）很多植物生长调节剂品种对使用剂量要求十分严格，也属于低残留范畴，稍有不慎即会对农产品外形外观、营养成分、口感风味等质量技术指标的要求造成损害。

可见，“低毒、低残留”未必真“安全”，仅是“安全用药”的必要条件。

氟虫腈杀虫剂，高效低残留，是防治水稻稻纵卷叶螟、二化螟的特效药，当初用它取代对人体有剧毒的甲胺磷。现在发现它对水生动物毒性极强，特别是对蜜蜂可以起到灭绝作用。未当场死亡的蜜蜂把带有“锐劲特”农药的花粉采回蜂巢，会让巢内的幼虫食用后全群死光。

因此，现代农药，不仅要“高效、低毒、低残留”，还应该涵盖对作物保护对象的安全(低药害)、对养殖业对象的安全、对农业有害生物天敌的安全(有利于与生物防治协调，有利于发挥综合防治的作用)等。简言之，可以用“高效、低风险”来界定。

农药发展阶段及终极目标

回顾近二十年来农药的科学发展历程，如果我们只针对农药功能的判定标准，可明显划分为四个阶段。

第一阶段：Pest Control（有害生物控制）

有害生物控制是最狭义的农药功能定义。即通过控制农田有害生物的发生，以达到减免产量损失的目的。在该阶段，农药基本仅发挥救灾物资的功能。农药的使用目的仅局限为挽回因农田有害生物发生而导致的产量损失。目前农药领域大部分从业人员对农药的认知仍停留于此。

第二阶段：Crop Care（作物保护）

作物保护在概念上对农药提出了新的功能，也使农药使用的目的不仅在于保护作物免受生物因素（农田有害生物）危害，更要保护作物免受非生物因素（不良的生长环境）的危害，进而减免产量损失。在该阶段，农药在一定程度上脱离了“药”的定义。也即除控制农田有害生物发生外，赋予农药“保健”的全新使命。其主要内容为抗寒、抗旱、抗盐碱、抗干热风及抗植物生理因素导致的早衰等。总之，就是通过农药的使用，以提升植株对各类不良生长环境的耐受能力，保证植株健康生长，并最终达到丰产目的。即农药使用后不仅要减免因农田有害生物导致的产量损失，还要减免因不良环境导致的产量损失。目前，市场农药成分中已有不少成分基本可满足这一要求。如江苏省农药研究所股份有限公司生产的氰烯菌酯。该成分不仅可高效防除小麦赤霉病等镰刀菌病害，还可提升小麦抵御干热风、避免小麦灌浆期功能叶早衰；又如，新烟碱类成分（吡虫啉）拌种处理可有效提升植株幼苗抗寒、抗旱、抗盐碱的能力（逆境屏蔽）。国家在“十二五”农化产业的发展规划中，也明确提出“抗旱”、“抗寒”、“植物免疫”等发展农业的关键词，更是体现了工信部、农业部对农药的新认识和新要求。

第三阶段：Crop Enhancement（作物潜能激发）

该阶段对农药功能提出了更高的要求，即激活植物潜能，增加作物产量，提升作物品质。此时，农药在很大程度上已经摆脱了“救灾物质”的范畴，并非单纯为应对“灾难”发生（有害生物爆发及遭遇恶劣环境）而使用。不仅要发挥作物保护的功能，减免各类因素导致的产量损失，更要激活植株潜能，以提升作物产量、提升作物品质为终极目标。其具体表现为：促进作物分蘖、增强根系生长、提升光合作用、控制植株徒长、提升结实率以及促进植株灌浆等一系列有利于提升产量的措施。该阶段农药的功能要求完全突破控制“有害生物或环境”，最终落实为增产和提质。此时农药已经作为一种增产或提升品质的手段。其使用时机不是简单的根据农田有害生物发生情况或植株不良生长环境情况而定，更要在植物不同生长发育阶段，通过积极的药物干涉，调节、促进植株生长发育并最终提升产量。在欧洲等发达农业国家，早在十年前就已将现有部分农药成分作为增产及品质提升手段进行广泛应用。如美国、加拿大的小麦连续使用烯唑醇、丙环唑及戊唑醇等具有生长调节功能的药剂，不仅可有效防治白粉病、纹枯病和锈病等多发病害，更可平均增产20%以上；烯唑醇在花生下针前使用，不仅可以防治花生广义叶斑病，更可增加花生下针数量、提升花生下针率及结实率。而国内的氰烯菌酯、戊

唑醇等药剂同样在小麦抽穗、扬花期使用1～2遍，可明显促进小麦灌浆，提实结实率及千粒重，平均增产14%以上。

第四阶段：Integrated Crop Solutions（作物问题全面解决）

该阶段下，农药的功效不仅谋求作物产量及品质的提升，更追求食品的安全性及食用价值。在实践应用中，表现为根据作物生长发育情况，制定一整套用药方案，通过药物干涉，通过控制农田有害生物，减免不良生长环境对作物的负面影响、激活作物增产潜能、消除或有效降低有害生物遗留或引致的毒素，最终提升作物产量及品质，并确保农产品食用的安全性及功能性。长期以来，人类对农田有害生物及恶劣生长环境对农作物所产生不良影响的关注，主要集中在产量降低及品质下降，而极少关注农田有害生物发生以后对人类产生的安全影响。而根据几十年来多方面的研究结果及数据表明，部分病原菌发生以后所分泌的，或植物在部分恶劣环境下生长所生成的某些物质，对人类健康存在极大威胁，像黄曲霉霉素及赤霉病毒素（DON）等。2011年底，我们政府也对超标企业做出了处理，对食品安全问题日益重视。目前，部分农药成分确实存在着降低毒素或提升食品安全的功能。以小麦赤霉病防治为例，使用多菌灵或嘧菌酯不仅防效有限，更可刺激病菌分泌，提升麦粒中赤霉病毒素的含量；小麦赤霉病病菌现阶段已对多菌灵产生严重抗性。同时，对多菌灵产生抗性的病菌，侵染量提升两倍，毒素分泌量提升四倍；而氰烯菌酯对小麦赤霉病防效可靠，一次用药防效高达92%以上。且是目前唯一可有效降低麦粒中赤霉病毒素的药剂。也鉴于此，全国农技推广服务中心将氰烯菌酯列为小麦赤霉病防治的唯一指定推荐药剂。并明确表示将逐步停止多菌灵在赤霉病防治上的应用。多菌灵极有可能是首个因恶化农产品安全及食用价值而被停限用的农药成分。

综合以上四个阶段概括分析，农药的功能演变如下：控制有害生物挽回产量损失——有害生物及不良生长环境影响双重控制挽回产量损失——避免不良因素（含生物因素及非生物因素，现阶段更多是非生物因素）导致的产量损失、激活作物潜能，实现有效增产——最终在落实有效增产的基础上，提升农产品的食用安全及食用价值。