第三章生态农业与乡村振兴
第一节 健康食物生产
一、人类食物链中有多少有害化学物质?
现代农业模式下,农药、化肥、除草剂、激素、地膜等成为农业的标配,一些原本食物链中不该出现的化学物质也以生产食物的名义,堂而皇之地进入到人类食物链。人类食物链中到底有多少化学物质,估计很难有人说得清,或者是一本糊涂账。这是因为,即使当年认为有害被淘汰的农药如六六六、滴滴涕等,在一些偏远地区照样生产、照样使用。对于食物链非预期的化学物质,我最初保守估计是5万种,最多可达十万种以上。经初步统计,仅在中国我们就发现人类围绕食物链发明的化学物质或产品高达50626种。对于这些不同的化学物质尤其是人工合成化学物质,分类介绍如下:
(一)农药
狭义的农药是指杀虫剂,广义的农药还包括杀菌剂、除草剂、人工合成激素等,这里我们理解的农药为狭义的杀虫剂。第一次绿色革命以来,人类到底制造了多少种农药,很多文献都无法统计清楚。2017年底,中国农药登记在册的就有38247种。之所以种类繁多,首先是因为人们不断发明新农药,其次在原药基础上不断排列组合,创造更多的农药。这些农药,理论上讲,只要使用都可能进入食物链。在食品样品检测中,不可能对那么多农药种类进行逐一检测。国内一般进行的食品农药残留商业检测,有191项和292项的区别。下面就以191种农药残留为例,看看这些农药都是什么(划线者为除草剂,其余以杀虫剂和杀菌剂为主):
邻苯基苯酚、乙酰甲胺磷、啶虫脒、乙草胺、涕灭威、涕灭砜威、涕灭威亚砜、莠去津、保棉磷、嘧菌酯、苯霜灵和精苯霜灵、噁虫威、乙丁氟灵、丙硫克百威、解草嗪、苄嘧磺隆、联苯菊酯、啶酰菌胺、溴螨酯、乙嘧酚磺酸酯、噻嗪酮、丁草胺、丁酮威、硫线磷、克菌丹、甲萘威、多菌灵、克百威、3-羟基克百威、丁硫克百威、灭幼脲、氯丹、虫螨腈、毒虫畏、氯苯胺灵、毒死蜱、甲基毒死蜱 、烯草酮 、噻虫胺、氰草津、环氟菌胺、氟氯氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、霜脲氰、氯氰菊酯和氯氰、菊酯、嘧菌环胺、灭蝇胺、o,p'-滴滴滴、p,p'-滴滴滴、o,p'-滴滴伊、p,p'-滴滴伊、o,p'-滴滴涕、p,p'-滴滴涕、溴氰菊酯和四溴菊酯、二嗪磷、苯氟磺胺、敌敌畏、氯硝胺、三氯杀螨醇、乙霉威、苯醚甲环唑、乐果、烯酰吗啉、烯唑醇、敌瘟磷、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、硫丹(β)、硫丹硫酸酯、硫丹(α)、乙硫苯威、乙硫磷、灭线磷、醚菊酯、乙嘧硫磷、噁唑菌酮、氯苯嘧啶醇、环酰菌胺、杀螟硫磷、仲丁威、苯氧威、甲氰菊酯、丁苯吗啉、唑螨酯、倍硫磷、氰戊菊酯、S-氰戊菊酯、氟虫腈、吡氟禾草灵和精、氟氰戊菊酯、氟虫脲、氟硅唑、氟胺氰菊酯、呋线威、六六六、庚烯磷、噻螨酮、抑霉唑、吡虫啉、茚虫威、异菌脲、缬霉威、水胺硫磷、异柳磷、甲基异柳磷、异丙威、稻瘟灵、异丙隆、醚菌酯、利谷隆、马拉硫磷、甲霜灵和精甲霜灵、苯嗪草酮、甲胺磷、杀扑磷、甲硫威、灭多威、甲氧虫酰肼、异丙甲草胺和精-异丙 EURL、甲草胺、速灭磷、久效磷 (mg/kg)、腈菌唑、敌草胺、烟嘧磺隆、酞菌酯、氧乐果、噁草酮、噁霜灵、亚砜磷、多效唑、对硫磷、甲基对硫磷、戊菌唑、二甲戊灵、氯菊酯、稻丰散、甲拌磷、甲拌磷砜、甲拌磷亚砜、伏杀硫磷、亚胺硫磷、磷胺、辛硫磷、抗蚜威、嘧啶磷、甲基嘧啶磷、咪鲜胺、腐霉利、丙溴磷、猛杀威、扑草净、霜霉威、炔螨特、苯胺灵、丙环唑、残杀威、炔苯酰草胺、吡蚜酮、吡菌磷、哒螨灵、哒嗪硫磷、嘧霉胺、喹硫磷、五氯硝基苯、喹禾灵和精、砜嘧磺隆、八氯二丙醚、西玛津、多杀霉素、螺环菌胺、戊唑醇、虫酰肼、杀虫畏、三氯杀螨砜、噻菌灵、噻虫啉、噻虫嗪、噻吩磺隆、硫双威、久效威砜、久效威亚砜、甲基立枯磷、甲苯氟磺胺、三唑酮、三唑醇、醚苯磺隆、三唑磷、敌百虫、氟菌唑、氟乐灵、氟胺磺隆、蚜灭磷、乙烯菌核利。
上述农药相信对于大多数消费者都是陌生的,然而它们可能就在你的餐桌上。2015年,绿色和平国际组织在北京、上海、广州三市的超市(包括一些外企超市)里随机抽查蔬菜样品,送第三方独立机构检测,发现鸡毛菜有农药残留15种;韭菜11种;黄瓜 6种;白菜4种;菠菜6种;豇豆11种;小西红柿6 种;扁豆 8种;荷兰豆 6 种;砂糖橘 9种。在45种送检的蔬菜样品中,发现了50种农药。其中,世界卫生组织定义的5种高毒农药出现蔬菜样品中,中国明令禁止的农药2种。具有讽刺意味的是,一些蔬菜产品还具有有机认证证书。在45个样品中发现的50种农药中,21种具有致癌作用;15种影响内分泌;6种对神经系统有影响。
多数农药出现的严重的农残超标现象,其中毒死稗超出检出值最高可达220倍;腐霉剂480倍。这些农药原本是不应当在蔬菜中出现的,其出现的含量应当小于0.01ppm。当然,欧美等国家,包括我国有关部门规定,农药不超标就可以放心食用。遗憾的是,这些规定也难以实现。
农药中的鸡尾酒现象非常严重。国外科学家研究认为,单独一种农药对人体的影响可能不大,但多种农药混合起来,可能会导致严重的健康后果。在上海某著名精品店出售的鸡毛菜中,研究人员发现了16种农药残留,分别是:五氯硝基苯、五氯苯胺、得氯蹒、溴虫腈、百菌清、腐霉利、吡唑醚菌酯、咪鲜胺、多菌灵、苯菌灵、戊唑醇、氯虫苯甲酰胺、灭蝇胺、烯酰吗啉、甲氨基阿维菌素、阿维菌素,表现出这些典型的农药鸡尾酒现象。值得一提的是,多种农药残留对人类健康的影响,至今缺乏深入的研究。
(二)除草剂
三氯醋酸、硝基苯酚、氯苯酚、氨基甲酸、盖草能、氟乐灵、西玛津、果尔、草甘膦、除草醚、莠去津、百草枯、均三氮苯类、扑草净、取代脲类、除草剂一号、苯氧乙酸类、2甲4氯、2,4-D丁酯、吡啶类、盖草能、二硝基苯胺类、乙草胺、甲草胺、丁草胺、异丙甲草胺、二甲戊灵、精喹禾灵、咪唑乙烟酸、氟磺胺草醚、异恶草松、氟乐灵、草除灵、酰胺类、拉索、五氯酚钠、硼砂、氯酸钾、硫酸铜、砒酸盐等50多种市售除草剂。
(三)化肥
化肥包括碳酸氢铵、尿素、销铵、氨水、氯化铵、硫酸铵、过磷酸钙、钙镁磷肥、氯化钾、硫酸钾、硝酸钾、B、Mn、Mo、Zn、Cu、Fe等微量元素肥料等6770多种。
表3-1 我国食物链中使用的化学物质
大类 | 小类 | 种类 | 数据出处 |
农药 2017年底共登记38247种 | 杀虫剂 | 14865 | 中国农药信息. 农药市场未来走势如何. 中国农药网, 2018.5.21. http://www.agrichem.cn/n/2018/05/21/135917749797.shtml |
杀菌剂 | 9857 | ||
除草剂 | 9675 | ||
杀螨剂、植物生长调节剂、杀线虫剂、杀鼠剂等 | 3850 | ||
化学肥料 未登记88类 | 氮肥 | 18 | 中肥网农资通. 行业统计. http://www.fert.cn/indexhy.html |
磷肥 | 10 | ||
钾肥 | 8 | ||
复合肥 | 52 | ||
肥料 农业农村部登记6692种 | 中量元素肥料 | 105 | 中华人民共和国农业农村部种植业管理司. 有效肥料登记发布. http://202.127.42.157/moazzys/feiliao.aspx |
微量元素肥料 | 19 | ||
大量元素水溶肥 | 2725 | ||
中量元素水溶肥料 | 995 | ||
微量元素水溶肥料 | 2298 | ||
农业用硝酸钾 | 3 | ||
农业用硫酸镁 | 7 | ||
农业用氯化钾镁 | 1 | ||
农业用硫酸钾镁 | 19 | ||
农业用改性硝酸铵 | 7 | ||
农业用硝酸铵钙 | 37 | ||
农业用硝酸钙 | 6 | ||
尿素硝酸铵溶液 | 15 | ||
磷酸二氢钾铵 | 1 | ||
肥料增效剂 | 7 | ||
土壤调理剂 | 143 | ||
农林保水剂 | 9 | ||
有机物物料腐熟剂 | 5 | ||
有机物料腐熟剂 | 259 | ||
增效氮肥 | 2 | ||
缓释肥料 | 29 | ||
食品添加剂 23类2400多种 | 酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、抗氧化剂、漂白剂、膨松剂、着色剂、护色剂、酶制剂、增味剂、营养强化剂、防腐剂、甜味剂、增稠剂和香料等 | 2400 | 周学荣, 杨宜芳. 政府管制理论与实践研究-以食品添加剂安全问题为例. 湖北社会科学, 2014,4: 23-27. |
饲料添加剂 103种 | 103 | 中华人民共和国农业农村部. 《饲料添加剂品种目录(2013)》修订列表. 中华人民共和国农业农村部公告第21号, 2018.4.27. | |
兽药 登记3074种 | 生物制品(疫苗类) | 549 | 高艳春, 马苏, 熊剑胜, 于靖. 我国兽药产业现状与发展趋势分析. 中国畜牧杂志, 2013, 49(18): 3-7. 中国兽药协会-行业统计. http://www.cvda.org.cn/a/zhengjingban/shujutongji/2018/0109/20851.html |
兽药(化药+中药) | 2525 | ||
农膜 | 高压低密度聚乙烯地膜、低压高密度聚乙烯地膜、低压低密度线型地膜、高低共混线型地膜、黑色地膜、银色地膜、绿色地膜、黑白双面复合地膜、银灰色地膜、银黑色地膜、稻作除草膜、茄科杀草膜、扑草净杀草膜、打孔膜、切口膜、可控性光降解地膜、耐老化长寿地膜、聚氯乙烯薄膜、聚乙烯薄膜、耐老化棚膜、流滴棚膜、薄型多功能耐老化膜等 | 22 | 苗会文, 郝丽新. 地膜的种类、作用及应用要点. 乡村科技, 2016, 1:41. 郭建荣. 我国生产的主要农膜种类及用途. 农资科技, 1995, 5: 40-41 赵安泽. 地膜的种类及作用. 山西农业科学, 1985, 12: 31. 纪峥. 地膜种类与效果. 北方园艺, 1988, 1: 41. |
合计:化学物质50626种 | |||
(四)地膜
目前农业生产中使用的地膜包括:有色地膜、反光膜、除草膜、光降解膜、耐老化长寿膜、切口膜低压高密度聚乙烯、HDPE、线型低密度聚乙烯超薄地膜等22种。地膜使用所产生的塑化剂,如脂肪族二元酸酯类、苯二甲酸酯类、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二正辛酯(DNOP或DnOP)、邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)、邻苯二甲酸二仲辛酯(DCP)、邻苯二甲酸二环己酯(DCHP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)、邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)、对苯二甲酸酯类、苯多酸酯类、苯甲酸酯类、多元醇酯类、氯化烃类、环氧类、柠檬酸酯类、聚酯类等30多种。综合有关研究文献,我们在37种常规蔬菜中发现DMP、DEP、DnBP、DEHP、DnOP等多种塑化剂成分,平均含量2.71ppm, 最高达到11.2ppm(棉田中塑化剂最高达1232 ppm)。
生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯、油菜素甾醇、吲哚乙酸为植物中天然存在的激素。除赤霉素外,大部分激素能够人工合成。人工合成激素至少包括2,4-D(2,4-二氯苯酚代乙酚)、多胺,水杨酸类,茉莉酸(酯)、细胞分裂素、脱落酸、乙烯、油菜素甾醇、吲哚乙酸、整形素(形态素)、生长抑制剂、b9:(必久,b995,阿拉)、矮壮素(ccc) (三西,2-氯乙基三甲基氯化铵)、青鲜素(抑芽丹)、氯吡苯脲(膨大剂)等约20种。在动物养殖中,正在使用的类固醇衍生物、非甾体雌激素、己烯雌酚、己烷雌酚、炔雌醇、炔雌醚、促进家畜生长的同化激素等至少10种动物类激素。
(六)转基因带进去的有害物质
即使不考虑转基因食品中引起的食物化学成分的变化,转基因食物中至少含有Bt毒蛋白和草甘膦等2种非食物成分。,
(七)重金属
铜、铅、锌、镍、钴、锑、钒、汞、镉、铬、汞、铜、砷、锰、铁等约20种。这些元素很很大可能会出现在人类食物链中,如我国多地尤其南方大米出现Cr超标,甚至某省生产的小麦也出现了Cr超标。
(八)抗生素
抗生素是微生物的代谢产物,是由真菌、细菌或其他生物在繁殖过程中所产生的一类具有杀灭或抑制微生物成长的物质。自第一代抗生素出现以来,抗生素种类已达到1000种之多。在工厂化动物养殖过程中,β-内酰胺类、青霉素类、头孢菌素类、硫酶素类、单内酰环类、甲氧青霉素类、链霉素、庆大霉素、卡那霉素、妥布霉素、丁胺卡那霉素、新霉素、核糖霉素、小诺霉素、阿斯霉素、氯霉素、甲砜霉素、红霉素、白霉素、无味红霉素、乙酰螺旋霉素、麦迪霉素、交沙霉素等、阿齐红霉素(阿奇霉素)、万古霉素、去甲万古霉素、替考拉宁、甲硝唑、替硝唑、奥硝唑、多粘菌素、磷霉素、卷霉素、环丝氨酸、利福平、林可霉素、克林霉素、杆菌肽、棘白菌素类、多烯类、嘧啶类、作用于真菌细胞膜上麦角甾醇的抗真菌药物、烯丙胺类、氮唑类、丝裂霉素、放线菌素D、博莱霉素、阿霉素、利福平、异烟肼、吡嗪酰胺、利福布丁、环孢霉素、四环素、土霉素、金霉素及强力霉素等抗生素,可能会污染食物链。
(九)食品添加剂
我国商品分类中的食品添加剂种类共有35类,包括增味剂、消泡剂、膨松剂、着色剂、防腐剂等,含添加剂的食品达10000种以上。其中《食品添加剂使用标准》和卫生部公告允许使用的食品添加剂分为23类,共2400多种。
① 防腐剂苯甲酸、山梨酸和丙酸(及其盐类)、脱氢醋酸及其钠盐、对羟基苯甲酸酯类(有甲、乙、丙、异丙、丁、异丁、庚等)、乳酸链球菌素、双乙酸钠、克霉灵、保果灵、丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯BHT、没食子酸丙酯(PG)、特丁基对苯二酚(TBHQ)等30多种。③ 着色剂 胭脂红、苋菜红、柠檬黄、靛蓝等5种。④ 增稠剂和稳定剂 可以改善或稳定冷饮食品的物理性状,使食品外观润滑细腻所添加的物种。该类食品添加剂使冰淇淋等冷冻食品长期保持柔软、疏松的组织结构。⑤ 膨松剂 碳酸氢钠、碳酸氢铵、硫酸钾铝(明矾)、复合膨松剂等4种。⑥ 甜味剂 木糖醇、山梨糖醇、甘露糖醇、乳糖醇、麦芽糖醇、异麦芽糖醇、赤鲜糖醇、甜菊糖甙、甘草素、奇异果素、罗汉果素、索马甜、糖精、环己基氨基磺酸钠、乙酰磺胺酸钾、天门冬酰苯丙酸甲酯(又阿斯巴甜)、1-a-天冬氨酰-N-(2,2,4,4-四甲基-3-硫化三亚甲基)-D-丙氨酰胺(又称阿力甜)、三氯蔗糖、异麦芽酮糖醇(又称帕拉金糖)、新糖(果糖低聚糖)、甜蜜素等30多种。⑦ 酸味剂 柠檬酸、酒石酸、苹果酸、乳酸等10种添加剂。⑧ 增味剂 谷氨酸钠、5’-鸟苷酸二钠和5’-肌苷酸二钠、5’-呈味核甘酸二钠、琥珀酸二钠和L-丙氨酸。谷氨酸钠(即味精)等9种。⑨ 增白剂 过氧化苯甲酰是面粉增白剂的主要成分。⑩ 漂白剂 硫磺、二氧化硫等。(11)护色剂 硝酸盐(钠或钾)或亚硝酸盐等。(12)酶制剂 木瓜蛋白酶、α-淀粉酶、拟内孢酶、果胶酶等。(13)香精,化学合成香料等多种。
除了上面合法的食品添加剂,卫生部、农业部等有关部门分次分批公布了151种食品非法添加剂,这些添加剂不幸也会出现在人类食物链中:
吊白块(腐竹、粉丝、面粉)(非法添加对象,下同)、苏丹红(辣椒粉、辣椒酱、鸡蛋、鸭蛋)、王金黄(块黄)、蛋白精(三聚氰胺)、硼酸与硼砂、硫氰酸钠、玫瑰红B、美术绿、碱性嫩黄、工业用甲醛(白菜运输)、工业用火碱(海参、鱿鱼等干水产品、生鲜乳)、一氧化碳、硫化钠味精、工业硫磺(白砂糖、辣椒、蜜饯、银耳、龙眼、胡萝卜、姜等)、工业染料(小米、玉米粉、熟肉制品等)、罂粟壳、革皮水解物、溴酸钾(面粉)、β-内酰胺酶、富马酸二甲酯、废弃食用油脂(地沟油)、工业用矿物油(陈化大米)、工业明胶(冰淇淋、肉皮冻等)、工业酒精(勾兑假酒)、敌敌畏(火腿、鱼干、咸鱼等)、毛发水酱油、工业用乙酸(食醋勾兑)、肾上腺素受体激动剂类药物(盐酸克伦特罗,莱克多巴胺等喂养或加工牛羊肉及肝脏)、硝基呋喃类药物(猪肉、禽肉、动物性水产品)、玉米赤霉醇(牛羊肉及肝脏、牛奶、抗生素残渣猪肉、镇静剂猪肉)、荧光增白物质(双孢蘑菇、金针菇、白灵菇、面粉)、工业氯化镁(木耳)、磷化铝(木耳、馅料原料漂白剂焙烤食品)、酸性橙Ⅱ(黄鱼、鲍汁、腌卤肉制品、红壳瓜子、辣椒面和豆瓣酱等)、氯霉素(水产品、肉制品、猪肠衣、蜂蜜、喹诺酮类麻辣烫类)、水玻璃(面制品)、孔雀石绿(鱼类)、乌洛托品(腐竹、米线等)、五氯酚钠(河蟹)、喹乙醇(水产养殖饲料)、碱性黄(大黄鱼)、磺胺二甲嘧啶(叉烧肉类)、敌百虫(腌制食品)等。
在农产品加工过程中,国家AA级绿色食品标准,不允许使用下述37种食物添加剂:
①亚铁氰化钾;② 4-己基间苯二酚;③ 硫磺;④ 硫酸铝钾;⑤ 硫酸铝铵;⑥ 赤藓红;⑦ 赤藓红铝色锭;⑧ 新红;⑨ 新红铝色锭;⑩ 二氧化钛;(11)焦糖色(亚硫酸铵法加氨生产);(12)硫酸钠(钾;(13)亚硝酸钠(钾);(14)司盘80;(15)司盘40 (16)司盘20;(17)吐温80;(18)吐温20;(19)吐温40;20)过氧化苯甲酰;(21)溴酸钾;(22)苯甲酸;(23)苯甲酸钠;(24)乙氧基喹;(25)仲丁胺;26)桂醛;(27)噻苯咪唑;(28)过氧化氢(或过碳酸钠);(29)乙萘酚;(30)联苯醚;(31)2-苯基苯酚钠盐;(32)4-苯基苯酚;(33)戊二醛;(34)新洁尔灭;(35)2、4—二氯苯氧乙酸;(36)糖精钠;(37)环乙基氨基磺酸钠。
卫生部出台的《关于进一步规范保健食品原料管理的通知》中,以下天然的原料禁用:八角莲、土青木春、山莨菪、川鸟、广防已、马桑叶、长春花、石蒜、朱砂、红豆杉、红茴香、洋地黄、蟾酥等59种。
从以上粗略的介绍来看,我们身边普通农产品及其加工食品,可能就会面临高达50626种化学物质(除重金属外,绝大多数为人工合成的化学物质)污染,这些物质包括农药、化肥、除草剂、地膜、人工合成激素、抗生素、转基因导致的非食物成分。这些成分当然不会同时出现在一种食物中,但从饲料生产、动物养殖、植物种植、食物储藏与食物加工中,人类可能面临数以万计的化学物质,就防不胜防了。
二、净化食物链
围绕食物生产,人类付出的代价是沉重的。有人说我们用7%的耕地养活了20%的世界人口,但是却忽略了下面的事实——我们动用了世界35%的氮肥,3倍于全球平均值的农药用量,70%的国内工农业与生活用水。为了说明问题的严重性,让我们用下面的一组数据来分析。早在2005年,我国每年抗生素原料生产量就达21万吨,人均0.16公斤;2010年,中国化肥施用总量为5561.7万吨,人均41.5公斤;同年,农膜使用量217.3万吨,人均1.62公斤;2013年,农药总量337万吨,人均2.59公斤;2017年,中国进口9500万吨转基因大豆,以草甘膦含量10ppm计算,由此带进来草甘膦含量950吨,草甘膦含量人均0.731克。
上述各种化学物质在食物生产过程中添加,从客观上解放了部分劳动力,提高了生产效益,但是直接的或者潜在的有害物质进入食物链,造成了国民健康的恶化。当前,医院人满为患,医患矛盾十分突出,是与食物链中的有害物质进入人体难以分开的。2007年,中国潜在心脏病患者6000万人;2008年,高血压患者2亿人,高血压知晓率仅为30%;2010年,中国约有220万儿童出现性早熟;2011年9月9日,中国先天残疾儿童总数高达80-120万;同年,中国育龄夫妇不孕不育发病比例达到1/8,不孕不育患者已超过5000万;2012年,江苏省人民医院精子合格率大学生在30%,上班族合格率基本不超过20%;2013年,中国糖尿病患者人数达9700万以上,同年,2013年,全国每6分钟就有1人被确诊为癌症,每天有8550人成为癌症患者。医学专家分析认为,80%的恶性疾病与环境恶化尤其食物链“毒化”有直接的关系。
为什么食物链中增加了那么多有害物质?资本使然。资本的特点就是逐利,为了让动植物长的更快,就添加各类激素;为了提高所谓的产量就大量使用化肥和农药,而不顾其残留;为了让食物看起来好看,就使用各种添加剂,最终资本在每一个环节都受益,而受害的是大多数人,且每一个人都难以幸免。目前,食物链污染造成各种疾病增加,恶性疾病造成非正常死亡的利益链很长,从源头算起包括石油开采、冶炼、化工、化肥、农药、农膜、除草剂、添加剂的生产商;上述物质的流通商、经营商,各种制药厂、兽药厂;医院包括不孕不育的医院,火葬场,墓地;各个环节上的金融资本家、科学家群体及其媒体代言人。而提供食物的农民在上述产业链中,在每挣到的十元钱中,农民拿的不到一元,如果算上劳动力,他们是赔钱的。必须采取合理的计划经济加上理性的市场经济,带动农民用安全的办法生产食物,同时带动农民就业。
食物安全与投入到食物生产上的人工成正比,与投入的化学物质与激素成反比。中国是全球最大的食物生产与消费大国,食物种类与烹调方法全球最多,如果净化了食物链,去除那些有害物质,将一些添加剂减少到最小程度,那么国民健康和平均寿命还有很大的提升空间。如果要做到这点,就必须通过合理的途径,让农民受益,让农业回归,让农民有尊严,而不是害人害己。
净化食物链,将传统农业提升为健康和谐可持续的农业,提高农民收入,减少市民的医疗投入,实际上是一种高效农业。这种高效生态农业是从光合作用开始的,到消费者健康的血液流动而止,至少包括了五方面“物”的流动:一是大田作物叶绿体类囊体膜上电子流,作物首先将太阳能转变为一切生物能够直接利用的能量,这个生产过程是在健康的生态环境中进行的;二是各类食物、中药材、宠物、花卉、苗木等等的在物联网上物流,车轮转动将上述农资运送到消费者手中;三是消费者体内健康的血液流动,他的血液里运输的是为了身体健康长寿远离疾病的好的能量与元素;四是由上到下的货币流,健康有机食品和中药材等的增值部分,从购买者那里往下游传递,带动大学生尤其农民就业,增值部分的30%以上归农民;五是互联网上的信息流,这个流动非常迅速。通过云计算,我们能够知道哪里有需求,哪里有库存,哪里的有机农业是真实的,哪里出了问题,需要公示给予监管、惩戒,最终进行系统修复与平衡。
好多人会问,如果发展生态农业,产量降低怎么办?其实这是一种误解。我们目前生产出来的6亿吨粮食,人类仅吃了2亿吨,有4亿吨是被动物消耗和作为少量工业原料。如果分类生产人的口粮与动物的饲料粮,将更多的人工投入到人类食物链维持中,用地养地,精耕细作,大量使用有机肥,恢复生态平衡,土地的产量,即使在没有化肥和农药的前提下,也是有很大提升空间的。我们连续进行了8年的实验,就将低产田实现了高产稳产田,玉米和小麦的周年产量2500斤/亩,继续增强地力,产量实现3000斤/亩也是不远的。这样的土地产量,一亩可以满足6口人的粮食需求,全国仅用2亿亩高产田就可满足人的口粮需要,生产蔬菜有1亿亩足矣。而其余的15亿亩农田,加上60亿亩草原,20亿亩的森林,10亿亩的湿地,300万平方公里的海洋,我们还不能生产或者直接寻找出动物的那些饲料来吗?动物是不需要吃那么多人的粮食的,它们的食性与人类是完全不同的。违背农业规律,急功近利,被资本绑架,才造成了今天农业的乱象。
在中国走向中等发达国家以后,食物安全的压力就越来越大,如果到那时候,我们的国民依然有一半以上的人口还能够吃得上有机食品(当前不足1%),那才是走到了世界的最前沿。中国近50%的人口生活在乡村中有条件消费有机食品,城市人群有10%的人有能力消费,两者比例就达到60%,为全球中等发达和发达国家中消费有机食品比例最高的。农民从事的是,有机食品生产、加工、销售、服务的涉农产业。他们吃的是有机食品,住的是别墅或准别墅,是能够接地气的房子;呼吸的是清洁的空气;喝的是没有污染的水;他们的环境鸟语花香;他们愉快地劳作,人们之间有分工但不竞争,有合作但不吃大锅饭;他们之间有亲情更有人情;他们一生中大部分远离医院,活到百岁自然老去;他们是一群快乐的人;他们的职业是稳定的;他们不受市场的剥削,而有自己的定价权。因此,在当前城镇化热潮中,我们需要反思,我们需要逆城市化,是将城市中合理的要素如市政设施、医疗设施、卫生设施、娱乐设施、学校、银行、暖气、空调等搬到农村,而不是将人装进城市。这样,中央与社会的大量资金需要向农村流动,而不是让农民砸锅卖铁甚至卖血,进城当三等公民,从此永远告别不人道的“三留守”现象(留守妇女、留守儿童、留守老人)。
三、 对抗治虫的弊端
经过几十亿年的演变,任何物种都拥有了自己的生态位。自然界中的物种,通过竞争、捕食、共生、合作等关系形成稳定的生物链。传统的农业,是在自然平衡状态下从事农业生产的,是与自然和谐相处的。然而,随着人口膨胀,耕地不断减少,造成食物短缺,为保证粮食产量、追求经济效益最大化,人们开始越来越不能容忍昆虫夺走一部分粮食,从而进行“虫口夺食”,并将昆虫分为有益昆虫和有害昆虫,称能直接或间接造福于人类,对人类生产和生活有益的昆虫为益虫;称通过危害经济动、植物和传播疾病,给人类造成重大损失的昆虫为害虫,并发明了对抗害虫的大规模杀伤性武器——农药。
然而,经过一个多世纪的“对抗”农业实践证明,农药不仅杀害了害虫也杀害了害虫的天敌。由于害虫天敌的生命形态比害虫高级,其繁殖速率远远低于害虫的繁殖速率,失去天敌的制约,剩余害虫迅速繁殖,数量暴增。另外,在生态学中,害虫大多为R对策者,当环境越恶劣时,害虫会增加更多的后代;同时,害虫的基因变异率较高,对某种农药很快就产生了抗药性,这样害虫越杀越多,而农药越用越多,毒性越来越大,形成不断升级的恶性循环,导致“越打农药虫子越多,虫子越多越打农药”,从而破坏农作物生长的生态环境,破坏农田的生物链。
根据中国农村统计年鉴,1990年中国农药用量73.3万吨,2010年已至175.8万吨,全国人均消费农药2.62斤。如今,农民盲目、片面施用农药,不仅不能显著提高粮食产量,而且逐渐暴露出农田环境污染、农药残留超标、病虫草害抗性增加和农田生物多样性丧失等问题。这种“对抗”的方法违背了生态学的原理,忽略了大自然的力量以及物种之间的平衡力,破坏了生态平衡。
四、向除草剂说不
农田里的杂草是哪里来的?其实,他们原本就是农田的主人,是自然界中的一员,只不过人类将草原、森林或湿地开辟成农田以后,那些大部分本地植物尤其是乔木、灌木和湿地植物被迫迁移或消失了,那些不愿意离开家园的杂草留了下来。杂草不甘心被人类消灭,而是选择与人类的农田及一切空地竞争生存的空间,他们繁殖大量的后代,从不挑地盘,只要有土壤,哪怕没有土壤有一些尘土的地方如石头缝,屋顶上都留下了他们的后代。除此之外,杂草还不断使其遗传物质增加,即表现为染色体多倍体化。多倍化是植物进化的主要驱动力量,多倍化在杂草起源与演化中起到了重要的作用。多倍化促进了基因组水平与表型水平的进化,大大提高了杂草物种或群体生存竞争能力和繁殖扩展能力增加了其生态适应性,这一遗传特性同时促使外来种在新生境中成功入侵进而转变为杂草。
用历史的眼光看,在农业社会出现以后,杂草也就开始出现了。杂草不断出现在历史记载中,如《国风·郑风》中《野有蔓》记载到:“野有蔓草,零露漙兮;有美一人,清扬婉兮;邂逅相遇,适我愿兮;野有蔓草,零露瀼瀼;有美一人,婉如清扬;邂逅相遇,与子偕臧”。而出现的这种叫曼草的杂草,竟然与相爱的美人联系在一起,可见古人也并不多么讨厌杂草。诗经多以民歌为主,其中的描述应当是古代劳动人民真实的观察。其实,现代女孩子名字喜欢叫的“薇”,也疑似一种豆科的植物,在田间也是杂草。《汉书·西域传上·罽宾国》中也有杂草的描述:“ 罽宾地平,温和,有目蓿,杂草奇木,檀、櫰、梓、竹、漆。” 南朝梁江淹《草木颂·杉》有“”羣木歛望,杂草不窥”的记载。
(一)化学除草代价大
美国所使用的除草剂,大多用于防除一年生杂草,对多年生杂草、木质化杂草及草荒往往效果差或无明显效果。针对杂草的化学除草剂多为灭生性的,极少有选择性很强的除草剂。目前全球销售的除草剂,按化学结构可分为近30种结构类型,而产品则多达230个,以针对谷物、玉米、大豆、水果和蔬菜、水稻田等为主。
在全球十大除草剂品牌中,草甘膦(孟山都)、百草枯(先正达)、 2,4-滴(道化学)、异丙甲草胺(先正达)、甲基磺草酮(先正达)、乙草胺(孟山都)、草铵膦(拜耳)、莠去津(先正达)、二甲戊灵(巴斯夫)、唑啉草酯(先正达),美国占其4席,且稳居第一的除草剂品牌在美国。从品种数量上看,十大品牌仅占除草剂品种数量的4.3%,但其销售额却接近除草剂市场份额的40%。在十大品牌中,多数为20世纪90年代以前开发的老品种,2000年以后开发的只有2个品种。就是这20多年前的除草剂老面孔,为商业资本带来了滚滚利润。
美国除草剂最初设计,是针对不同叶型的植物采取不同的灭杀原理。某化学公司的除草剂Defendor活性成分为双氟磺草胺,最初在美国纽约州和马萨诸塞州获得登记。该除草剂是芽后除草剂,可用于防除早季阔叶杂草,最后在美国45个州获得登记。Defendor可预防蒲公英开花飘散,同时还能防除苜蓿、繁缕及其他一年生和多年生阔叶杂草。然而,由于化学除草是激烈对抗的,该方法也选择性地促进了一些杂草进化,即抗性提高,而一些有重要应用价值(如作为饲料或野菜)的杂草则被率先出局,这就大大改变了杂草群落的结构。
随着杂草对抗性的增强,除草剂用量提高也造成作物伤害。针对这种情况,美国一些除草剂公司开始研制抗除草剂的转基因作物。1998年,美国某公司继推出抗农达蓖麻后,又推出抗农达棉花,这些产品具有抗农达和其他草甘膦基除草剂的特性;以后又推出抗农达玉米,可以抗农达和其他草甘膦基除草剂;2001年,该公司推出抗农达玉米2代;2006年,又推出抗农达Flex棉花。这里的农达是该公司的专用除草剂,以草甘膦为主要成分。抗草甘膦作物的推广,客观加大了除草剂的使用量,这些美国公司一方面卖转基因种子,一方面卖其专用的除草剂。
然而,对于上面提到的恶性杂草,化学灭杀往往是非常被动的。这是因为:①杂草适应能力突出,能适应各种不同的气候和土壤条件,能在世界大部分地区生长繁殖;②繁殖能力极强,即便是一粒种子生长也能迅速发展成一个很大的群落。而且种子生命力非常顽强,能耐受各种极端条件;③这些杂草大多是拟态性或是宿根性的植物。拟态性杂草本身与农作物难以区分,生物特性又与农作物十分相近,化学除草剂的靶标还不足以精确到如此程度能区分开拟态性杂草和农作物。靠除草剂治草,只能治标不能治本,杂草每年卷土重来,且一年比一年危害严重。对于超级杂草的形成,试以草甘膦为例,分析可能的机理如下:
①杂草表面发育更密的蜡质,或者体内分泌乳汁,阻挡草甘膦药物向体内转移;②与豆科杂草植物共生的根瘤菌,能打断草甘膦的碳磷键生成代谢中间产物肌氨酸,并以其为磷源供生长所需,对草甘膦有很强的生物降解作用,杂草可将人类施入的草甘膦当磷肥利用;③百合科植物对草甘膦具有耐药性,草甘膦主要是竞争性抑制植物体内烯醇丙酮基莽草素磷酸合成酶(EPSP),从而抑制莽草素向苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸的转化,使蛋白质的合成受到干扰,导致植物死亡。而具草甘膦耐性的杂草,可过量表达EPSP合成酶,过量靶酶解除了除草剂结合靶酶所产生的限制作用,并有足够的酶活性满足自身代谢需要,维持正常生理活动。也就是说,某些杂草通过产生大量的EPSP合成酶,抵销草甘膦的破坏作用。
化学除草剂,成了美国现代农业的必备品。商业公司不断发明除草剂,机械公司研发配套的除草剂使用设备,乃至飞机;生物公司不断研发抗除草剂的转基因作物,让作物在大剂量的除草剂面前“毫发无损”,然而环境与健康的真相被掩盖了,杂草也在除草剂面前越战越勇,人类还要继续对抗下去吗?
(二)除草剂种类知多少
除草剂可按作用方式、施药部位、化合物来源等多方面分类。氯酸钠、硼砂、砒酸盐、三氯醋酸对于任何种类的植物都有枯死的作用,但由于这些均具有残留影响,所以不能应用于田地中。选择性除草剂特别是硝基苯酚、氯苯酚、氨基甲酸的衍生物多数都有效,其中有O-异丙基-N-苯基氨基甲酸、二硝基-O-甲酚钠等。具有生长素作用的除草剂最著名的是2,4-D,认为它能打乱植物体内的激素平衡,使生理失调,但对禾本科以外的植物却是一种很有效的除草剂。一般认为这种选择性是决定于植物的种类对2,4-D解毒作用强度的大小,或者由于2,4-D的浓度因植物种类的不同而有差异。下面介绍一下农田常用的除草剂:
① 乙草胺,别名乙基乙草安,禾耐斯,消草安;化学名称:2,-乙基-6,-甲基-N-(乙氧甲基)-2-氯代乙酰替苯胺;分子式:C14H2OClNO2;熔点0℃,蒸气压4.53nPa (25℃),沸点162℃/7mmHg,比重1.1358(20℃),水中溶解度223mg/L(25 ℃),溶解在多种有机溶剂中。20℃时年内不分解。
② 甲草胺 又名拉索,澳特拉索,草不绿,杂草锁;化学名称:α-氯代-2,6,-二乙基-N-甲氧基甲基乙酰替苯胺;分子式:C14H2OClNO2。原药为乳白色晶体,熔点39.5-41.5 ℃,沸点100℃(0.02mmHg),蒸气压2.9mPa(25℃),比重1.133(25 ℃),水中溶解度 242mg/L(25℃),能溶于乙醇、乙醚、丙酮、氯仿等有机溶剂,分解温度105 ℃,在强酸强碱条件下分解。
③ 丁草胺 又名马歇特,灭草特,去草胺,丁草锁;化学名称:2,6-二乙基-N-(丁氧甲基)-氯乙酰替苯胺;分子式:C17H26ClNO2。琥珀色液体,熔点-5 ℃,沸点156℃/0.5mmHg,蒸气压0.6mPa(25 ℃),比重1.070(25℃),对钢腐蚀,溶于大多有机溶剂,包括醋酸乙酯、丙酮、乙醇、苯、已烷等,165℃时分解,对光稳定。
④ 莠去津 又名阿特拉津,莠去尽,阿特拉嗪,园保净;化学名称:2-氯-4-乙胺基-6-异丙氨基-1,3,5-三嗪;分子式:C8H14ClN5。理化性质:纯品为白色粉末,熔点175.8℃,蒸气压0.039mPa(25℃),密度1.187(20 ℃),20 ℃ 时的溶解度为:水33mg/L 、氯仿 28g/L 、丙酮 31g/L 、乙酸乙酯 24g/L 、甲醇15g/L。在中性、弱酸、弱碱介质中稳定。
⑤ 2,4-D丁酯 又名2,4-滴;化学名称:2,4-二氯苯氧基乙酸;分子式:C8H6Cl2O3。纯品为无色油状液体,沸点169℃/2mmHg,比重1.2428,原油为褐色液体,20℃时比重1.21,沸点146-147℃,难溶于水,易溶于多种有机溶剂,挥发性强,遇碱分解。
⑥ 异丙甲草胺 又名都尔,稻乐思;化学名称:2-乙基 6-甲基-N-(1,-甲基-2,甲氧乙基)氯代乙酰替苯胺;分子式:C15H22ClNO2。理化性质:无色到浅褐色液体,沸点 100 ℃、0.001mmHg、蒸气压4.2mPa(25 ℃),密度1.12(20℃),溶解度水488mg/L(25℃),与苯、二甲苯、甲苯、辛醇和二氯甲烷、己烷、二甲基甲酰胺、甲醇、二氯乙烷混溶,不溶于乙二醇、丙醇和石油醚,300℃以下稳定,强酸、强碱下和强无机酸中水解。
⑦ 扑草净 其他中文名:扑蔓尽,割草佳,扑灭通;化学名称:4,6-双(异丙氨基)-2-甲硫基-1,3,5-三嗪;分子式:C10H19N5S。白色粉末,熔点118-120 ℃,蒸气压0.169mPa(25℃)(OEOD-104),密度 1.157(20℃),溶解度水33mg/L(25 ℃),丙酮300,乙醇140,己烷6.3,甲苯200,正己醇110(g/L,25℃),20℃中性介质,微酸和微碱介质中稳定,热酸和碱中水解,紫外光下分解。
⑧ 二甲戊灵 又名除草通,二甲戊乐灵,施田补,胺硝草;化学名称:N-(1-乙基丙基)-2,6-二硝基-3,4二甲基苯胺;分子式:C13H19N3O4。橙色晶状固体,熔点 54-58℃,沸点为蒸馏时分解,蒸气压4.0mPa(20℃),密度1.19(25℃),溶解度水0.3mg/L(20℃),丙酮700,二甲苯628,玉米油148,庚烷138,异丙醇77(g/L,26℃),易溶于苯、甲苯、氯仿、二氯甲烷、微溶于石油醚和汽油中,5-130℃贮存稳定,对酸碱稳定,光下缓慢分解,DT50水中小于21天。
⑨ 百草枯 又名克芜踪,对草快;化学名称:1,1,-二甲基-4,4,联吡啶阳离子;分子式:C12H14N2Cl2。理化性质:无色,吸湿性晶体,熔点约300℃(分解),蒸气压<0.1mPa,密度1.24-1.26(20℃),溶解度700g/L(20℃),几乎不溶于大多数有机溶剂,中性和酸性介质中稳定,在碱性介质中迅速水解,在水溶液中、紫外光照下发生分解。
⑩ 精喹禾灵 又名精禾草克;化学名称:R-2-[4-(6-氯喹喔啉-2-基氧)苯氧基];分子式:C19H17ClN2O4。理化性质:淡褐色结晶,熔点76-77℃,沸点220/26.6Pa,密度1.35g/cm2,蒸气压110nPa(20℃),溶解度0.4mg/L(20℃),溶剂中溶解度(20℃),丙酮650,乙醇22,己烷5,甲苯360(g/L,20℃),PH9时半衰期20h,酸性、中性介质中稳定,碱中不稳定。
(11)2甲4氯 化学名称:2-甲基-4-氯苯氧乙酸;分子式:C9H8Cl103-Na。无色结晶,熔点119-120.5℃,蒸气压2.3*10(-5)Pa(25℃),溶解度水734mg/L(25℃)、乙醇1530、乙醚770、甲醇26.5.二甲苯49.庚烷5g/L(25℃)。
(12)咪唑乙烟酸 又名普杀特,咪草烟,豆草唑,普施特,灭草烟;化学名称:5-乙基-2-(4-异丙基-4-甲基-5-氧代-2-咪唑啉-2-基)-2-吡啶羧酸;分子式:C15H19N3O3。无色结晶,无臭味,熔点169-174℃,蒸气压<0.013mPa(60℃),25℃溶解度水1.4g/L,丙酮48.2.二氯甲烷185.二甲亚枫422.庚烷0.9g/L、甲醇105g/L、异丙醇17g/L、甲苯4g/L,日光下迅速降解。
(13)氟磺胺草醚 又名虎威,北极星,氟磺草,除豆莠;化学名称:5-[2-氯-4-(三氟甲基)苯氧基]-N-(甲基磺酰基)-2-硝基苯酰胺。理化性质:无色晶体,熔点220-221℃,蒸气压<0.1mPa(50℃),密度1.28g/ml(20℃),溶解度水(mg/l,20 ℃)约50, <10(PH1-2),>600(PH7)(20℃,mg/l),50℃下保存6个月以上,见光分解,酸碱介质中不易水解。
(14)异恶草松 又名广灭灵;化学名称:2-(2-氯苄基)-4,4-二甲基异恶唑-3-酮;分子式:C12H14ClNO2。无色透明至浅褐色粘稠液体,熔点25℃,沸点275℃,密度1.129(20℃),蒸气压19.2mPa(25℃),水中溶解度1.1g /l(25℃),可与丙酮、乙腈、氯仿、环己酮、二氯甲烷、甲醇、甲苯等相混。常温下贮存至少2年, 50℃可保存3个月。
(15)草除灵 又名高特克乙酯;化学名称:4-氯-2-氧代-3(2H)苯并噻唑乙酯;分子式:C11H10ClNO3S。无色晶体固体,熔点79.2℃,蒸气压0.37mPa(25℃),密度1.45(20℃),溶解度(20℃),水47mg/L,丙酮229mg/L,二氯甲烷603mg/L,乙酸乙酯148mg/L,甲醇28.5mg/L,甲苯198mg/L,300℃以下以及酸和中性溶液中稳定。
(16)草甘膦 又名农达。化学名称:N-(膦酸甲基)甘氨酸;分子式:C3H8NO5P;白色粉末;熔点和沸点230℃。市售草甘膦有30%、46%水剂、30%、50%和65%、70%可溶粉剂。74.7%、88.8%草甘膦铵盐可溶粒剂和98%、95%草甘膦原药。由于草甘膦与抗草甘膦转基因作物捆绑使用,该类除草剂可能是人类使用的最多的化学除草剂。
(17)高效盖草能 又名精吡氟禾草灵、精盖草能、高效吡氟。芳氧苯氧丙酸类苗后茎叶处理除草剂。对人、畜低毒,对眼睛和皮肤有轻微刺激。高效盖草能一般作茎叶处理,当药剂喷于杂草上之后,能很快被吸收和传导到整株植物,抑制茎和根的分生组织,使杂草停止生长而死亡,由于高效盖草能残效期长,当药剂落入土壤中之后,易被杂草根部吸收,所以对杂草种子也有一定防除效果。用药后,一般在夏天1周见效,冬季20天才能见效。
(三)草甘膦:功过有待评说
草甘膦是美国某公司于20世纪70年代开发的广谱灭生性除草剂,70年代中后期推出了草甘膦异丙胺盐与钠盐。草甘膦主要抑制物体内烯醇丙酮基莽草素磷酸合成酶,从而抑制莽草素向苯丙氨酸、酷氨酸及色氨酸的转化,使蛋白质的合成受到干扰导致植物死亡。草甘膦是通过茎叶吸收后传导到植物各部位的,可防除单子叶和双子叶、一年生和多年生、草本和灌木等40多科的植物。草甘膦入土后很快与铁、铝等金属离子结合而失去活性,对土壤中元素与作物的平衡造成影响。
在美国,草甘膦除草剂应用范围包括:茶园、果园 (一年生杂草和多年生恶性杂草)、春玉米、夏玉米 (行间杂草、一年生杂草)、油菜田 (一年生杂草、多年生杂草、杂草)、防火隔离带、森林防火道 (多年生杂草、杂草、杂灌)、非耕地(多年生杂草、行间杂草、一年生杂草)、甘蔗田(一年生杂草和多年生恶性杂草、杂草)、柑橘(一年生和多年生杂草、杂草)、苹果园(多年生杂草、行间杂草、一年生杂草)、公路、铁路(行间杂草、一年生及多年生杂草)、剑麻(一年生杂草、多年生恶性杂草)、梨园(行间杂草、杂草、一年生杂草、多年生恶性杂草)、棉花田(一年生和多年生杂草)、橡胶园、桑园(行间杂草、杂草、一年生杂草、多年生恶性杂草)。除了以上应用,草甘膦还在桃园、葡萄园、梨园、茶园、桑园和农田休耕地中大量使用,对稗、狗尾草、看麦娘、牛筋草、马唐、苍耳、藜、繁缕、猪殃殃等一年生杂草有很好的防治作用。
草甘膦制作方法包括:①亚磷酸二烷基酯法, 以甘氨酸、亚磷酸二烷基酯、多聚甲醛为原料经加成、缩合、水解制得,产品纯度为95%, 成本较低。②氯甲基膦酸法:a)氯甲基膦酸的制备: 用三氯化磷和多聚甲醛在200-250℃反应3-5小时,得到氯甲基膦酰二氯,水解之可得氯甲基膦酸; b)草甘膦合成:等摩尔的氯甲基膦酸和甘氨酸,在氢氧化钠水溶液中(pH值>10),回流反应10-20小时然后用盐酸酸化的草甘膦; ③亚氨基二乙酸法: a)、亚氨基二乙酸的制备将氯乙酸在氢氧化钙存在下,与氨水反应,经酸化,再用氢氧化钠中和制得。或以氢氰酸为原料,与甲醛和氨反应制得; b)双甘膦制备:将亚氨基二乙酸与甲醛、亚磷酸在硫酸存在下加热反应制得双甘膦; c)将双甘膦与水混合,与过量的过氧化氢在等摩尔硫酸存在下,加热反应得到草甘膦。
那么,抗草甘膦转基因作物是怎么回事呢?原来,草甘膦除草剂几乎能杀死一切绿色植物,但也有例外,一种叫矮牵牛的植物就不会被杀死。生物技术公司就将矮牵牛基因植入大豆、玉米、棉花等作物中,获得了抗草甘膦作物。这样的转基因作物对草甘膦就变得不敏感了,得到了保护。然而,环境中和食物中的草甘膦残留增加了,另外,杂草也不会甘于被灭杀,“超级杂草”或许就是抗草甘膦转基因作物应用后出现的生态后果。
需要指出的是,草甘膦等除草剂生产过程会造成严重的环境污染,美国人为保护该国生态环境,将除草剂转移到他国生产,中国这类工厂最多。美国人大量使用的除草剂是在中国生产的,也是在美国大量应用的,带有除草剂尤其草甘膦残留的农产品又带回中国。这样,进入到环境中去的除草剂及其前身物质,以及食物残留的除草剂,客观上造成了除草剂对中国人的直接或间接危害。
对于草甘膦的安全性问题,商业公司自己声称其比食盐还安全,一些被收买了的所谓科普作家也大肆宣扬这种观点。然而,2015年初世界卫生组织曾公布了一份研究报告,认为草甘膦可能致癌,这份研究报告来自WHO下属的国际癌症研究机构(IARC)官方网站。报告称,从2001年以来,该机构对美国、加拿大和瑞典的情况进行了调查,有足够的证据显示,草甘膦农药可能会引发淋巴腺癌和肺癌,这是WHO首次确认草甘膦与癌症有关联。
自2011年后,美国农业部就没有对食品中的草甘膦残余进行过检测;2014年,政府审计办公室曾对没有进行定期检测提出过批评。在之前检测的300种豆类样品中,共有271个样品中含有草甘膦残余。2017年3月,洛杉矶的鲍姆、赫德伦和阿利斯特律所,分别代表全美136名原告提出诉讼,声称他们因使用草甘膦除草剂而患上了非霍奇金淋巴瘤。目前,在全美和各州起诉某生物公司的案子已达到700多起。
2018年8月10日,美国加州法院裁定草甘膦除草剂致癌,孟山都需向受害者支付重金。草甘膦是农达除草剂的主要成分,主要配合抗草甘膦转基因作物使用,自2015年被世卫组织下属的癌症研究机构(IARC)评定为2A级致癌物以后,美国有越来越多的非霍奇金淋巴瘤患者及其家属起诉其研发公司孟山都。第一起起诉孟山都农达产品致癌案于2018年7月9日开庭,历经了一个月的审讯,法庭最终判定孟山都公司对非霍奇金淋巴瘤患者韦恩·约翰逊负责,并向他支付2.89亿美元赔偿金。
庭审证据显示,孟山都公司几十年来故意隐瞒草甘膦除草剂的危害,并聘请学术“枪手”帮助它持续鼓吹该化学品的效用。目前美国已有数千起类似的法律诉讼,癌症幸存者或死者亲属被鼓励提出相似的要求。而在此前,一些无良人士或记者,向中国消费者散步完全相反的信息,称草甘膦比食盐还安全。
五、警惕人为的植物病害
人类采取与自然对抗的办法,过度使用化学物质,降低环境质量和生物多样性,造成了人为病害的发生。在山东农村,我们发现花生疯长烂秧病(花生仅生秧苗不坐果、花生烂秧)和“胖蒜”(一层层长皮而不结蒜瓣)现象,农民们对此不了解原因,从植物生理生态学的常识来判断,这肯定是植物生长环境改变造成的。花生白菌病、“胖蒜”,以及蔬菜大棚的蔬菜病,都是人为制造的植物病害。
先来看花生白菌病。在现场我们发现,花生根部发病,出现较为严重的白菌丝,已近成熟的荚果腐烂,甚是可惜。一些农药贩子趁机卖农药,告诉农民需要喷洒一种治霉菌的农药。山东平邑县蒋家庄农民蒋文炳按照他们提供的信息购买了农药,还担心农药进入不了根部,采取了灌根的办法。但农药使用后一点效果也没有,花生照样死去。面对该病,农民一脸困惑,他们拿着死秧的花生到我们的生态定位站询问原因。
根据我们掌握的生态学知识,就可以给花生白菌病一个合理的解释。所有生病的花生都采用同样的模式,农民为图省事,将花生种植在地膜下,在地膜里浇灌了农药,一次性使用了化肥,喷洒了除草剂。保温、保湿、除草等多种“好处”,带来的是花生秧苗的迅速生长,为了防止徒长,农民们再往秧苗上喷洒矮壮素。生病的原因与植物生长环境恶化有极大关系。覆盖农膜在刚播种后的干旱时期有好处,能够保温保湿,然而进入高温的雨季后,上述优点变成明显的缺陷。
在农膜之下,土壤吸收的热量无法释放,水分运动受阻,再加上农民早期施加的农药和化肥胁迫,花生遭遇了一种高温、高湿、微毒的典型生理逆境。在这样的环境下,真菌得以滋生,植物生病了。
这是一种典型的“懒人农业”,既省事又高产。该模式实施了二十多年,一直被农民欢迎,花生产量也较传统的高。其中最主要的问题是农药残留高,农膜无法降解,对于这些农民均不关心,反正他们自己不吃。然而,今天又出现的严重的疯长烂秧和白菌病,花生大减产,农民就着急了。
目前留守农村种地的是老人和妇女,面对他们辛苦劳动眼看就要到手的果实被白菌和害虫(收获期金龟甲幼虫将会危害花生,农民被迫提前收获)夺走,笔者研究团队很替她们着急。农民前期因偷懒酿成后期手脚忙乱和花生大减产,这是他们意料不到的。遗憾的是,农民们至今不知道病因,依然让那些农药贩子们忽悠,每年花钱买农药,每年导致花生重复得这种病。
再来看“胖蒜问题”,每年春天收获大蒜的季节,农民们都向我反映他们种的大蒜为什么没有“米”?即不结蒜瓣,外观上看大蒜个头很大,其实是空的,农民管这种蒜叫“胖蒜”。山东一带大蒜个别主产区,“胖蒜”出现的几率达1/3到1/2, 严重的地段全部都是。蒜农的地里出现“胖蒜”后,连种地成本(2000元左右)都收不回来。
“胖蒜”的出现说明中国耕地质量下降到了非常严重的程度。连续30年来,农民只施加化肥不用有机肥,并在种植大蒜以后将除草剂、剧毒农药都施加在地里,并蒙上一层塑料膜。在这样严酷的环境下,植物怎么能不生病呢?
农民那些“胖蒜”怎么处理?聪明点的农民早发现后,提前起刨,卖给收鲜蒜的蔬菜贩子;收的鲜蒜干什么?卖到蒜蓉加工厂了。城里人吃的蒜蓉许多是用各色蒜皮制作的,干物质很少,那些含农药、除草剂的“胖蒜”就这样找到了出路。但蒜的辣度不够怎么办?天知道会不会加人工合成的大蒜素呢?辣椒素是能够人工合成的。当大量的“胖蒜”上市,供大于求时,大蒜贩子就拒绝再收“胖蒜”了。据说周围一个村庄“胖蒜”太多了,大蒜贩子拒绝上地收购,该村蒜农损失惨重。
人类采取温室技术,反季节生产蔬菜,已经造成大部分庄稼尤其蔬菜的病害。最著名的温室大棚病,即由高温高湿和静风环境引起。从根本上讲,反季节设施改变了蔬菜的生物学本性,也正因为如此,反季节蔬菜在丰富了人们日常生活的同时,也带来了严重的环境污染和食品安全问题。反季节蔬菜要想成功,首先得改良蔬菜生长的微环境,常规做法是将塑料膜笼罩在耕地上。塑料膜造成的阳光温室在提高了环境温度和湿度的同时,也打破了害虫的休眠规律;由于温室大棚内温度、湿度较高,且常年不通风,病害滋生异常严重;相应地,土壤线虫和有害微生物也因此活跃起来,造成了大棚蔬菜特有的病虫害。
温室大棚内连续种植相同的蔬菜,会出现产量明显下降,这在园艺学上称为“连作障碍”。为减少损失,菜农们常常借助大化肥弥补生长不足。且大多数农民相信“多施肥,多产出”,化肥添加量常常高达推荐量的2~5倍。大化肥的使用除造成食品安全隐患外,更严重的是造成土壤和地下水污染。这是因为塑料大棚内风吹不着,雨淋不到,化肥“冲不走、流不去、分解不掉”,迫使其垂直下渗,对地下水的污染就不可避免。常年使用大化肥生产反季节蔬菜的华北某地,80米以下地下水的硝酸盐含量超过美国标准的10倍。近年来,反季节蔬菜主产区农民癌症发病率大幅度提高就跟大化肥带来的环境污染不无关系。