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關鍵詞:土壤;農藥污染;治理;技術
中圖分類號:X53 文獻標識碼:A
據統計,目前世界上生產、使用的農藥原藥已達1000多種,加工成制劑近萬種,大量使用的有100多種,主要是有機氯、有機磷和氨基甲酸酯等。這些化學農藥的使用,對農林牧業的增產、保收和保存,以及人類傳染疾病的預防和控制等方面都起到了非常大的作用。但毋庸置疑的是,化學農藥的廣泛應用已經對土壤造成了嚴重污染,導致土壤生態環境發生變化和農作物產品出現微量的殘留農藥,甚至危害到人畜健康。
1 農藥污染的危害
農藥按化學結構可分為有機氯類、有機磷類、有機氮類、氨基酸酯、有機硫、擬除蟲菊酯、有機砷、有機汞等多種類型。如按用途可分為殺蟲劑、殺菌劑、除草劑、殺線蟲劑、殺螨劑、殺鼠劑、落葉劑和植物生長調節劑等類型。使用較多的是殺蟲劑、殺菌劑和除草劑3大類。這些農藥中含有多種化學成分,其中一部分化學元素具有殘留期長、降解速度慢、污染長效性的特性,如果長期大量施用,將會對生態環境造成嚴重的污染。
1.1 農藥污染的形成原因
農藥污染的途徑主要包括3個方面。
1.1.1 直接污染
即因噴灑農藥可造成農作物表面沾附污染,被吸收后轉運至各個部分而造成農藥殘留。污染的程度與農藥的性質、劑型、施用方法及濃度和時間有關。
1.1.2 間接污染
即由于大量施用農藥以及工業“三廢”的污染,大量農藥進入空氣、水體和土壤,成為環境污染物。農作物長期從污染的環境中吸收農藥,可引起食品二次污染。
1.1.3 生物富集作用于食物鏈而造成污染
某些化學物質在沿著食物鏈轉移的過程中產生生物富集作用,即每經過一種生物體,其濃度就有一次明顯的提高。某些理化性質比較穩定的農藥,如有機氯、有機汞和有機砷制劑等,脂溶性強,與酶和蛋白質有較大的親和力,不易排出體外,在食物鏈中通過生物富集作用逐級在生物體內濃縮,可使其殘留量增高。
1.2 農藥對土壤的污染
農藥對土壤的污染是指人類向土壤環境中投入或排入超過其自凈能力的農藥,而導致土壤環境質量降低,以至影響土壤生產力和危害環境生物安全的現象。農藥對土壤的污染與施用農藥的理化性質、農藥在土壤環境中的行為及施藥地區自然環境條件密切相關,使土壤顆粒與土壤溶液界面上的農藥濃度大于土壤本體中農藥濃度的現象。吸附會降低農藥的活性,影響藥效的發揮,同時也阻滯了農藥在土壤中的遷移和揮發。土壤的有機污染作為影響土壤環境的主要污染物已成為關注的熱點。
土壤被農藥污染后,會對農作物、土壤生物、生態環境等造成威脅。其中,土壤農藥污染主要是通過植物根系的吸收被轉運到植物組織或收獲的產品中,農藥在植物體內殘留影響植物的生長,進入收獲品中則影響農產品的質量和使用價值。當土壤中的殘留農藥被植物吸收通過農產品或者隨著土壤表層飲用水進入人或動物體內,就會對人體的健康造成直接或間接的危害。當土壤中的殘留農藥通過影響某種生物的數量從而影響了當地的生物鏈就會嚴重影響環境。
1.3 農藥進入土壤的途徑
農藥進入土壤的途徑有4種:農藥直接進入土壤。比如將農藥直接施入土壤或以拌種、浸種和毒谷等形式施入土壤;向作物噴灑農藥時,農藥直接落到地面上或附著在作物上,經風吹雨淋落入土壤;農藥隨著大氣沉降,經雨水溶解和淋溶后進入灌溉水和植株體內;隨死亡動植物殘體或用污水灌溉而將農藥帶入土壤。只有對農藥在土壤中長期殘留積累的方式和結果有了清楚的認識,才能夠在預測和防治土壤化學農藥污染工作中,采用正確的技術和方法。
2 土壤農藥污染的防治措施與技術
2.1 預防措施
土壤農藥污染治理工作不僅僅集中在事后治理,事先預防也是重要環節。做好預防是減少農藥進入土壤數量,加強土壤環境保護的重要措施。
2.1.1 發展高效、低毒、低殘留農藥
所謂高效就是用量少,殺蟲效果好;而低毒是指對人畜的毒性低,不致癌、不致畸、不產生特異病變。低殘留是農藥在施用后降解速度快,在食品中殘留量少。
2.1.2 合理使用農藥
根據《農藥安全使用標準》等的規定對主要作物和常用農藥規定了最高用藥量或最低稀釋倍數,最高使用次數和安全間隔期。
2.1.3 加強對農藥的生產經營和管理
主管部門應依法加強對農藥登記和農藥監督管理工作,對未取得農藥登記和農藥生產許可證的農藥不得生產、銷售和使用。
2.1.4 加強培訓工作力度,提高農業技術人員和農民科技水平
農業科技人員和農民是農藥最直接的使用者,只有提高了他們的先進農業科技應用水平、農業生態環境知識、環保意識,讓他們懂得農藥污染的危害,才能夠真正實現農藥施用量的減少,降低農藥污染的危害。
2.2 綜合防治措施
綜合防治是以生態學為基礎的治理方式。實施綜合治理,具有減少農藥施用量、改善土壤物理和化學性狀的優點。如采用先進農業技術來減少農藥的施用量。廣泛推動農業防治、物理防治和生物防治技術,來代替傳統的化學防治。可以推廣物理防治技術,以機械設備和現代工具來防治病、蟲、草害。還可以利用有益昆蟲和微生物防治農、林病蟲草害。還可以利用改變耕作方式、休耕輪作制度,避免或減少病、蟲、草害的發生,減少農藥的施用量。農作物種類不同則對各種農藥的吸收率也不同。在農藥殘留較重的地塊,在一定時間內不宜種植易吸收農藥的作物,以減少因藥害而帶來的經濟損失。此外,在不同土壤耕作條件下,農藥在土壤中的殘留情況也不相同。如有機氯農藥污染較重地塊采用水旱輪作的方式,可減輕土壤污染程度。但是,由于化學農藥具有廣譜、快速、效果好、使用方便、成本較低等優點,化學防治目前仍然是各地防治農作物病蟲草害的主要方法。
2.3 土壤農藥污染治理工程技術
目前,針對土壤農藥污染治理工程技術的研究,國內外均已有成功經驗。主要的工程技術有焚燒技術、熱解析技術、土壤淋洗技術、生物修復技術、使用土壤改良劑等方法。其中,前33種方法較為成熟,應用也較為廣泛。
焚燒技術是國內外應用最多的工程治理技術,具有處理污染類型廣(有機農藥、重金屬)、處理徹底、處理量大、處理周期短等工程特點。但焚燒技術為能耗型處理技術,處理費用高昂。此外,焚燒處理對土壤理化性質影響相當大,較為適合于污染濃度高、土方量小的工程。
熱解析技術主要分為高溫熱解析技術和低溫熱解析技術,與上述技術相比,熱解析處理為間接加熱蒸發處理技術,具有處理溫度較低(高溫熱解析處理溫度范圍為320~560℃,低溫熱解析處理溫度范圍為90~320℃)、處理量大、周期短及對土壤理化性質影響小等特點。
土壤淋洗技術主要應用于農藥污染、重金屬污染、石油類有機污染等大型工程治理。通過土壤粒級分離,采用水洗或是添加化學萃取劑萃取方式將附著于土壤固相各顆粒段污染物轉移至淋洗劑液相,再配以污水系統處理污染物,從而達到去除污染物的目的。
其他工程技術,如生物修復法主要是利用植物的吸收利用、植物菌根微生物作用及其他微生物的吸收降解作用等方法;土壤改良劑法主要是添加石灰、堿性磷酸鹽、碳酸鹽、硫化物和增施有機肥等改良土壤性質,從而達到降低作物對污染物吸收效果。這些方法雖然在國內外有工程應用,但其存在處理周期較長,處理效果并不穩定及處理污染物針對性強等特點。
參考文獻
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[2] 王小藝,黃炳球.農藥對農業生態系統的影響與生態學控制對策[J].農業環境保護,1997(12).
關鍵詞:農作物;病蟲害防治;農藥污染
農業發展涉及到國計民生,關乎我國農業的發展前景。在以往的農作物病蟲害防治中,農民過度依賴農藥,造成了嚴重的自然環境污染,產生了一系列不良后果,這充分說明了農藥污染治理的重要性。面對錯綜復雜的農藥污染問題,治理部門首先要弄清農藥的污染原因、污染路徑,然后從污染的本質出發,降低農藥的使用量,提高農民環保意識,開發出低污染的農藥品種。
1農藥污染的危害分析
1.1對水源的污染
在病蟲害防治過程中,農藥的使用必不可少,如除草劑、殺蟲劑等,這些農藥可以提高農作物產量,同時也會造成嚴重的水源污染。農藥中含有很多有機汞、有機氯等化合物,構成形式復雜,難以被自然分解,會經過土壤滲透到地下水中,或者是經過雨水沖刷進入到湖泊、河流中,對水源產生污染。美國環保局曾經在當地開展過井水抽樣調查,從1000多口井中采集水體樣本,共測出127種農藥殘留,這些水體污染加重了用水困難,提高了當地居民的患病率。泰安地區夏季降水量較大,農藥會隨雨水進入土壤和地下水中,污染在所難免。農藥制劑的主要類型及成分見表1。產物,空氣、水源、土壤中的農藥都會影響人類健康,對人類的身體危害是持續性的。
1.2對空氣的危害
農藥的使用大多采取噴灑的方式,這個過程會使大量農藥漂浮在空氣中,伴隨氣流進入大氣層而影響生態環境。山東省泰安地區地形復雜,包含了山地、丘陵、平原、洼地、湖泊,屬于溫帶大陸性半濕潤季風氣候區,四季分明,光溫同步,雨熱同季,春季干燥多風,夏季炎熱多雨,農藥會經過蒸發進入空氣,對空氣質量的影響較大。空氣污染不但會影響生態環境,還會對自然界的生物造成不良影響,人們需要高度重視。
2治理農藥污染問題的價值
2.1有利于食品質量安全
農藥污染問題由來已久,大量的農藥使用會給自然環境帶來嚴重危害,影響食品安全,不利于人體健康。在農業種植過程中,很多農藥的使用量超出標準范圍,農產品表面的殘留農藥過多,化學藥劑會在瓜果蔬菜的表面積聚,然后進入人體,提高了人們的患癌率。除了農作物以外,農藥對水體的污染還會直接影響魚、蝦等水產品,這些水產品最終會成為人們的“盤中餐”,危害人體健康。有些農產品被用來養殖家禽家畜,其化學農藥也會轉移,使肉類、蛋類食品受到污染。近些年來,很多農產品生產者無節制地使用化學肥料、殺蟲劑、催熟劑等,使農產品外表光鮮、色澤艷麗,這些食品對人體的危害也是最為嚴重的。當前農藥污染逐漸得到人們的重視,農藥污染治理成為農業發展的重中之重,綠色農產品受到人們的重視,越來越多健康無污染的農產品進入市場,得到人們的一致好評,這些農作物的表面沒有農藥殘留,有助于食品安全。
2.2有助于發展生態農業
通過農藥污染治理,新型的生態農業得到快速發展,這種農業生產模式采用先進的種植技術,種植流程更加科學有效,能夠對農作物生產進行全方位管理,降低農藥和化肥的使用量,實現對傳統農業種植技術的突破。農藥污染治理對生態農業具有重要的促進作用,當前我國已經初步構建了現代化農業生產體系,在生態農業試點區域形成了高效、集約的生產模式,推動了綠色農業生產。生態農業非常重視現代科技的應用,能夠集合人力、物力和財力,充分利用當地的農業發展優勢,將“生態”“綠色”踐行到底。生態農業可以運用現代技術減少病蟲害,替代大量的化肥和農藥,降低農藥污染。
3農藥使用污染問題的原因
3.1缺乏環保意識
農業生產人員大多沒有經過專業培訓,個體農戶缺乏環保意識,農業技術水平較低,依然采用傳統的種植方式,不了解農藥對自然環境、人體健康、空氣質量的影響。另外,很多農民在使用農藥中沒有佩戴手套、口罩、防護衣等用品,容易吸食化學藥劑,出現過敏、呼吸道感染、慢性中毒等問題。有些農民對農作物的安全不夠重視,忽略了農產品對人體的影響,對自身的保護意識也比較差,將目光放在經濟效益上,這也是造成農藥污染的重要原因。當前很多農業工作人員不了解用藥操作流程,農藥和化肥的使用方法不夠科學,比如在下雨之前噴灑農藥,沒有提前觀看天氣預報,導致農藥流失,造成水體污染、土壤污染,并且還需要重復施藥,這些都與農民的環保意識薄弱有關。
3.2農藥使用量大
當前我國農村存在青壯勞動力流失的問題,農業生產活動對農藥和化肥的依賴程度過高,出現了很多過量使用的現象。過量使用農藥和化肥不但會增加農藥污染,降低農產品的安全系數,還會使病蟲害本身對農藥產生抗藥性,不利于病蟲害防治,降低農作物產量,危害整個農業生態。病蟲害防治是一個復雜化、系統化的工程,農作物種植需要融入環保理念,應科學種植、科學管理,但是很多農民由于缺乏種植技術,遇到病蟲害就立即噴藥,導致農藥使用過于頻繁,農作物生長發育受到嚴重阻礙。國家統計局數據顯示,2020年4月山東省化學農藥原藥產量達2.89萬t,同比增長57.07%,同年5月份產量為2.24萬t,同比增長27.27%,6月份產量為1.85萬t,同比增長17.83%。在山東省泰安地區,農藥和化肥是非常重要的農業生產資料,銷量巨大,存在農藥超標使用、化肥過量使用的問題,這些會進一步加劇農藥污染,不利于農業的可持續發展。
3.3用藥缺乏常識
農民是農藥和化肥的使用主體,針對當前農藥污染過于嚴重的問題,很大程度上都與農民的用藥常識有關,如果農民缺乏對農藥種類、使用方法的了解,就會濫用化肥和農藥,無法真正提高作物產量,耗費大量生產資料,污染自然環境。當前很多農民在使用農藥中分不清目標作物的種類,比如除草劑的使用,就要弄清雜草的種類,按照目標作物挑選藥劑,做到標本兼治。如果用錯藥劑,不僅無法起到清除雜草的作用,還會傷害農作物幼苗,降低農作物產量[1]。另外,農藥的使用還需要掌握科學的配比,把握好農藥的噴灑濃度,將不同種類、性狀的農藥與一定比例的水進行調和,這樣才能發揮農藥的作用,防止農藥白白浪費。當前市場上以殺蟲劑為配方的農藥市場占有率達到80%、殺菌類的化學品達10%、除草藥劑為5%,其中將近一半的殺蟲劑采用有毒磷藥,具有較高的毒性,如果這類殺蟲劑使用超標,沒有經過科學配比,就會嚴重影響生態環境[2]。很多從事農業活動的勞動力文化水平不高,沒有系統地學習過農業知識,在農藥和化肥的使用方面缺乏經驗,存在農藥胡亂配比、使用過量、溶液濃度過高等問題,不但無法發揮農藥的價值,還會產生農藥浪費和面源污染。
4農作物病蟲害防治中農藥使用污染的治理措施
4.1提高農民的環保意識
有關部門需要做好農業環保工作,全方位加強農民的種植技術和種植水平,提高農民在化肥和農藥使用方面的專業性。首先,有關部門需要加強對農村和農業生產的引導,做好農作物病蟲害防治宣傳工作,讓農民了解科學的藥品使用流程,確保宣傳的廣度和深度,讓農藥的使用控制在安全范圍內。其次,完善農藥用量規范標準,從農產品安全的角度出發,通過制度標準使農民控制好農藥用量,杜絕農藥濫用問題。最后,相關部門可充分利用互聯網平臺,采用線上線下相結合的方式全面進行農藥污染宣傳,讓農民認識到化肥和農藥對自然環境和人體的危害,在農藥噴灑過程中做好防護措施[3]。
4.2創新病蟲害防治思路
農作物的病蟲害防治不能過度依賴農藥,可以采用生物防治、物理防治的方法,制衡整個農業生態系統,提高農作物自身的抗病能力。在農作物種植過程中,技術人員要從選種、催芽、育苗、除草等方面做好病蟲害防治工作,培育優良品種,在農作物種植區域培育天敵作物,減少病蟲害的發生風險。“生物育種”能夠解決病蟲害防治問題。據中商產業研究院的《2020年中國生物醫藥產業園發展前景及投資研究報告》顯示:2018年我國生物醫藥產業園區產業總產值達1.82萬億元,這充分證明了我國在生物科技方面的實力。另外,對農作物的病蟲害防治還需要具體問題具體分析,結合不同的作物品種、病蟲害類型進行細致分析,選擇個性化的治理手段,全方位加強農作物的養護,優化農作物的成長環境,最大程度地控制病蟲害。針對區域內常見的病蟲害,農業種植專家需要對試驗田進行試驗,測試溫度、濕度變化,全方位整合試驗數據,通過覆膜等方法改善農作物生長環境,提高農作物抗病能力。
4.3研發新型農藥品種
農藥污染的根本在于農藥本身。當前很多殺蟲劑和除草劑的毒性過大,并且其中的有機物無法經過自然分解,這是農藥污染的重要原因。針對這種情況,技術人員需要開發新型的農藥品種。一方面要提高農藥的安全性;另一方面還要增強農藥的有效性,開發低毒性、易降解的農藥,從根本上弱化農藥對生態環境的危害。近些年來,我國在科學技術方面得到快速發展,相關部門已經研制出環狀類藥物,這種新型的藥劑針對性更強,具有低殘留、高效率的特點,能夠防止農藥濫用。除了優化農藥品種之外,相關技術人員還需要對農藥使用機械進行改良,提高農藥使用的機械化程度,全面控制農藥的噴灑速度和噴灑量,降低農藥污染[4]。
5結束語
病蟲害問題是我國農業活動中的重要問題,為解決農作物病蟲害、降低病蟲害對農作物產量的影響,農藥成為農業生產的得力助手。然而,過量使用農藥可嚴重污染水源、人體、大氣環境。相關部門必須加強農業生產管理,發展生態農業,提高農民的環保意識,推廣先進的農業生產技術,降低對農藥和化肥的依賴程度,促進生態農業發展。
參考文獻
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[3]渠云博.農作物病蟲害防治中農藥使用污染問題及治理對策[J].現代園藝,2020,43(20):39-41.
【關鍵詞】土壤污染 防治措施
【分類號】:TU416.2
引言
我國是一個農業大國,土壤污染范圍較廣。隨著經濟的快速發展,土壤污染問題日益突出,已成為新的環境熱點。特別是化肥、農藥污染大量使用造成土壤的污染,通過食物鏈的傳遞進入人體,已經對人民群眾的身心健康構成威脅。下面筆者討論了土壤污染的防治措施。
一、常見土壤污染物的分類
1、污水灌溉對土壤的污染
生活污水和工業廢水中,含有氮、磷、鉀等許多植物所需要的養分,所以合理地使用污水灌溉農田,一般有增產效果。但污水中還含有重金屬、酚、氰化物等許多有毒有害的物質,如果污水沒有經過必要的處理而直接用于農田灌溉,會將污水中有毒有害的物質帶至農田,污染土壤。例如冶煉、電鍍、燃料、汞化物等工業廢水能引起汞、鉻、銅等重金屬污染;石油化工、肥料、農藥等工業廢水會引起酚、三氯乙醛、農藥等有機物的污染。
2、大氣污染對土壤的污染
大氣中的有害氣體主要是工業中排出的有毒廢氣,它的污染面大,會對土壤造成嚴重污染。如:氣體污染,如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳氫化合物、粉塵、煙塵等固體粒子及煙霧、霧氣等液體粒子,它們通過沉降或降水進入土壤,造成污染。
3、化肥對土壤的污染
氮、鉀肥料中重金屬含量較低,而磷肥中含有較多的有害重金屬. 大部分或全部進入肥料中.由于鍋在土壤中運動性較小,淋失很少,也不會被微生物分解,可在土壤中不斷積累而危害生態環境和人類。化肥原料中攜帶放射性元素,化肥的使用將放射性擴散到農田土壤中,經過食物鏈,最終被人體攝取.
4、農藥對土壤的影響
農藥污染主要是有機氯農藥污染、有機磷農藥污染和有機氮農藥污染。由于農藥的大量、大面積使用,不當濫用,以及農藥的不可降解性,已對地球造成嚴重的污染,并由此威脅著人類的安全。
二、土壤污染的防治措施
1、以預防為主,相關部門做好管理宣傳工作,
(1)改變耕作制度,實行翻土和換土。改變耕作制度會引起土壤環境條件的變化,消除某些污染物的危害。對于污染嚴重的土壤,采取鏟除表土和換客土的方法,對于輕度污染的土壤,采取深翻土或換無污染客土的方法。
(2)加強宣傳與科普工作,進一步提高全民環保意識。要大力開展土壤與環境質量的宣傳與科普工作,讓全社會都知道只有土壤“干凈”了,我們才能吃到無污染的食物,身體才能健康。
(3)根據土壤的特性、氣候狀況和農作物生長發育特點,既要防治病蟲害對農作物的威脅,又要把化肥、農藥對環境和人體健康的危害限制在最低程度。利用物理、物理化學原理治理污染土壤。大力開展植樹造林,提高森林覆蓋率,維護森林生態系統平衡。增加土壤容量和提高土壤凈化能力增加土壤有機質含量、砂摻粘改良性土壤,以增加和改善土壤膠體的種類和數量,增加土壤對有害物質的吸附能力和吸附量,從而減少污染物在土壤中的活性.發現、分離和培養新的微生物品種,以增強生物降解作用,是提高土壤凈化能力的極為重要的一環。
2、化肥污染的防治
(1)開發利用城市有機肥肥源
有機肥無害化處理技術常用高溫堆肥發酵技術,這項技術投資少、見效快。垃圾堆肥應以有機垃圾為好,微生物代謝過程中,碳氮比例以調控到約30:1為宜,最后生成的堆肥碳氮比可達15: 1。沼氣厭氧發酵技術可獲得較好的沼渣和沼氣能源。槽式沼氣發酵技術,利用光能和生物能,通過定期供氧蒸發發酵,含水量可從60%降到20%左右,對雞糞無害化處理效果明顯。雞糞還可以通過高效烘干爐,將濕雞糞輸入滾筒破碎干燥器內,集快速烘干、滅菌和除臭于一體,遠紅外微波處理是一種直接處理技術,有快速、衛生、安全的特點,但成本較高。目前對有機肥的處理有工廠化生產趨勢,一次完成收貯、分類,可減少中間環節及對環境的影響。
(2)增加化肥科技含量,改進施肥方法
一般化肥都是速效性,存在著肥料施用量與作物需求之間的矛盾,因此把速效性化肥變成緩效或者控釋性化肥,使養分緩慢釋放出來與作物需求相一致。磷肥按照早重水輕的原則集中施用,可以提高磷肥的利用率,減少對土壤的污染。此外,對于施肥造成的土壤重金屬污染,可采取、增施有機肥、調節土壤氧化還原電位等方法降低植物對重金屬元素吸收和積累,還可以采用翻耕、客土深翻和換土等方法減少土壤重金屬和有害元素。
(3)加強有機肥料的管理與無害化處理
有機肥料包括人畜糞尿、垃圾、秸稈等。把有機肥中磚石、金屬片、玻璃煤渣和塑料等在土壤中不可分解的廢物應先通過物理篩分清除,以免其進入土壤造成物理污染。推廣秸稈腐化新技術,做好秸稈綜合利用的工作,提高利用率,解決剩余秸稈出路,加強規模養殖條件下畜禽糞便合理利用的研究,通過技術引進和開發,采取高溫堆肥、發酵等無害化處理技術,減少各種病原體和寄生蟲的數量及種類,使有機肥中的養分有效,有利于作物吸收和利用。
(4)按需施肥
適時、適量的施用化學肥料。充分考慮農田土壤特征和作物生長狀況,根據作物對養分的需求量、對養分的吸收和需求,進行季節安排施肥量、施肥方式和時間,提高作物對土壤養分的吸收,減少養分流失危險。盡可能在作物吸收旺季投入肥料,使養分能最大限度的被作物吸收,提高氮磷化肥的利用率。同時,既要追求產量和效益目標,還要以環境不受污染為目標,確定合理的施肥量。
3、農藥污染的防治
(1)減少土壤的農藥殘留量
利用化學農藥的一些降解規律,可采取相應措施加速土壤中農藥的降解速度.如,六六六、DDT、氟樂靈和其他一些化學農藥在淹水條件下要比旱作條件下降解快得多,這樣就可實行包括有水稻的水早輪作,縮短這些化學農藥的殘留期。多施有機肥,有的接種有效微生物能加速土壤中殺蟲劑和除草劑的降解速度,接種微生物在加速土壤中另一類污染物即多氯聯苯的降解時得到應用。
(2)推廣使用高效、低毒、低殘留農藥。
推廣生物防治技術和綜合防治技術,盡快淘汰和替代一批高毒、高殘留農藥,嚴格控制高毒高殘留農藥的生產和使用,例如六六六、DDT、殺蟲脒等。逐步淘汰高毒高殘留農藥品種,例如甲胺磷、甲基對硫磷、對硫磷、久效磷、磷胺、呋喃丹等,以徹底清除污染源,從根本上解決因濫用高毒農藥造成農產品農藥殘留中毒問題;開發高效、低毒、低殘留農藥,大力提倡生物防治。大幅度降低化學農藥的使用量,從而減少農藥殘留及其積累,減輕或避免環境污染。
結語
總之,土壤污染的防治應貫徹“預防為主”的原則,通過制定相關法律法規從源頭控制污染源。通過對化肥的管理、控制農藥的使用等措施控制污染源,從而使土壤的環境質量得以改善。
參考文獻:
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[2]王玉霞,趙曉宇,張先成.化學農藥對環境的污染及生物整治措施[J].國土與自然資源研究,2008( 4)
1 化肥對環境的影響
我國化肥利用率平均只有30%-35%,磷肥利用率僅為15%-20%,鉀肥利用率也不超過65%。每年都有大量肥份流入水體,對環境產生了嚴重污染,對水體、土壤、大氣、生物及人體健康造成嚴重危害。
1.1 對耕地的破壞 改革開放前,農田施肥以農家肥土糞為主,改革開放后,化肥成為主要肥料,而且許多農民基本依賴化肥,幾乎到了沒有化肥就種不了莊稼的地步。長期過量使用化肥,忽視有機肥,造成土壤結構變差,孔隙減少,土壤養份失衡,有益微生物數量甚至微生物總量減小,土壤板結,地力下降;農作物品質下降。
1.2 造成江、河、湖及地下水源的污染 農田徑流帶入地表水體的氮占人類活動排入水體的氮的51%,這些江、河、湖水域中氮和硝酸鹽都是主要污染物,富營養化嚴重,同時造成地下水污染。許多地方農村淺水層飲用水發澀、發苦,開水污垢多,特別是蔬菜等經濟作物種植區表現得更為突出。
1.3 威脅近海生物 大量氮肥流失為“赤潮生物”的迅猛增殖提供了豐富的氮營養條件,已成為赤潮的主要誘發因素之一。
1.4 影響人的健康 人或牲畜食用大量含有硝酸鹽的植物后,導致高鐵血紅素白血癥,使人們出現行為反應障礙,工作能力下降,頭暈目眩,意識喪失等癥狀,嚴重的危及生命。飲用水、食物中硝酸鹽超過一定含量,人食用后會受到很大毒害。
2 農藥對環境的影響
農藥一旦進入環境,其毒性,高殘留性便會發生反應,造成嚴重的大氣、水體及土壤的污染。
2.1 農藥對大氣的污染 農藥微粒和蒸氣散發空中,隨風飄移污染全球。
2.2 農藥對土壤的污染 主要由于在其使用中約有一半藥劑落在土壤中,附在作物上的農藥也因風吹雨打滲入土中,嚴重污染土壤,使土壤中農藥的殘留量及衍生物含量增加。由于農藥本身不易被陽光和微生物分解,對酸和熱穩定,不易揮發且難溶于水,故殘留時間很長,尤以對粘土和含有機質的土壤殘留性更大。
3 化肥、農藥污染產生的原因
(1)農業、農村經濟發展中農民缺乏生態環境保護的意識,很多農民片面追求產量最大化,勞動強度最小化,大量施用化肥、農藥,不顧環境污染。
(2)當前一家一戶的耕作方式和門類齊全的產業結構仍占主體,不利于化肥、農藥污染防治技術的推廣,無法從改善農業的生態環境著手對產前、產中、產后的全程控制和一體化質量管理。
(3)農業技術推廣體系不健全,農業標準化,資源化利用、綠色食品、有機食品等先進實用技術推廣工作力度不大,廣大農民缺乏農技推廣系統指導。
(4)農業環保立法工作滯后,農業環保、監督和執法、農業生態環境管理缺乏必要的法律依據,農業環境保護工作無法可依。
4 化肥對環境污染的防治措施
(1)科學、合理、規范使用化肥,大力推廣、普及測土配方施肥,補充土壤缺少的肥份,減少施肥的盲目性。施肥時采取深耕、深施,結合節水灌溉技術,減少肥料流失。
(2)大力提倡使用農家肥,提高土壤有機質含量。農家肥包括人糞尿、畜糞、沼液、沼肥等,這些肥料不但來源廣,成本低廉,主要特點是營養全面,各類元素齊全,農作物生長所需的各種大量元素和微量元素都能得到滿足。
(3)積極推廣微生物肥料,推廣垃圾堆肥。垃圾堆肥和垃圾復合肥的產生既處理了城市垃圾;防止了污染,又能產生能夠滿足農業需要的高質量的有機肥料,具有積極的社會效益和經濟效益。
5 農藥對環境污染的防治措施
(1)科學合理使用農藥,杜絕使用國家明令禁止的劇毒農藥,在生產中積極使用高效、低毒、低殘留農藥,如吡蟲啉、青蟲菌、瀏陽霉素、阿維菌素等。在防治上要有科學的針對性,注意用時間和方法,抓住關鍵時間,對癥下藥。
(2)推廣無公害病蟲害防治手段,減少農藥使用,維護生態平衡。自然界是一個動態平衡系統,生態環境中各種有機體相互依存,相互制約。
6 化肥、農藥污染綜合防治措施
(1)加強對農民的宣傳和教育,讓他們從自身利益中認識到化肥、農藥污染的嚴重性,認識到這種污染與人民的生存環境和身體健康緊密相連,幫助農民走生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展之路。
(2)要將農業、農村生態環境保護納入環保產業發展重點,加大農業環保投入力度,特別是加大對化肥、農藥防治投入的力度;建立生態環境補償機制,增加農業生態財政扶持專項資金投入,加快化肥、農藥綜合整治。
1.農藥的發展概況
農藥的發展大體經歷了三個歷史階段,即天然藥物時代(約19世紀7O年代以前)、無機合成農藥時代(約19世紀7O年代至2O世紀4O年代中期)和有機合成農藥時代。
2. 我國化學農藥污染的現狀
我國是一個.農業大國,農藥使用品種多、用量人,其中70%~80%的農藥直接滲透到環境中,對十壤、地表水、地下水和農產品造成污染,并進一步進入生物鏈,對所有環境生物和人類健康都具有嚴重的、長期的和潛在的危害性。
我國“預防為主,綜合防治”的植保方針確立以來,農作物病蟲害防治技術水平取得了較大的成就,但也存在化學農藥用量過大,一些地區單純依賴化學農藥治蟲防病等突出問題。我國白1983年始限制了有機氯的生產和使用,有機氯對環境的污染狀況有了極大的改善,但在原有機氯重污染區,還將出現局部的、間歇性污染。
我國化學農藥生產企業的規模、設備和技術力量比較落后,化學農藥品質還不能令人滿意。近十兒年來,化學農約品種雖然發生了較火的變化,開發了不少新品種,但整體上還是以老的傳統品種為主體,各類化學農藥品種比例不合理、產品顯老化、劑型單調。
在我國,殺蟲劑1 化學農藥的70%以上,而其中高毒害殺蟲劑有機磷又占70%以上;原約產量達萬噸以上的品種有l2個,其中殺蟲劑l1個,除草劑1個。農約劑 的開發與國外相比尚有很人的差距,在美國,原約與制劑之比為1:36,也就是說一種農藥往往有36種制劑,日本為l:30,而我國僅為l:5,開發的余地很大。
3.農藥的危害
3.1 農藥污染對人體健康的危害
農藥既是重要的農業生產資料,又是對生物體有害作用的化學物質,即具有毒物的屬性。農藥可經消化道、呼吸道和皮膚三條途徑進入人體而引起中毒,其中包括急性中毒、慢性中毒等。由于人們的生活方式不同,有誤服、誤食、食用不衛生的水果,蔬菜和不注重個人的清潔衛生的情況而引起藥物性中毒,而有些農藥能溶解在人體的脂肪和汗液中,特別是有機磷農藥,可以通過皮膚進入人體,危_害人體的健康。
急性中毒多發生于高效農藥,尤其是高毒有機磷農藥和氨基甲酸農藥。這兩種農藥急性中毒都引起頭暈頭痛、惡心、嘔吐、多汗且無力等:嚴重則昏迷、抽搐、吐沫、肺水腫、呼吸極度困難、大小便失禁、甚至死亡。慢性中毒是經常連續、吸入或皮膚接觸較小量農藥;使毒物進入人體后逐漸發生病變和中毒癥狀。此過程一般發病緩慢,病程較長,癥狀難于鑒別,也往往被人們忽略。我國除農藥研制,生產人員外,因運輸、貯藏和使用接觸農藥的人數達幾百萬之多,是一個相當龐大的群體。又因農藥使用人員的自我保護設施和自我保護意識較差等原因,引起藥物中毒,危害生命。
3.2 農藥對生態環境的污染
在科學發展的今天,農藥對生態環境的污染尤為嚴重。這是為什么呢?其中就包括了一個從量變到質變的過程。即可從本底值標準和農藥衛生標準或生物標準兩方面來理解農藥污染。如果污染物的含量超過本底值,并達到一定數值就稱為污染。污染物濃度超過衛生標準或生物標準,一般稱之為污染或嚴重污染。這些都危害著人體健康,危害著生物和環境。
3.2 .1農藥對水環境的污染
3.2.1.1 水體中農藥的來源途徑
水體中農藥的來源主要是以下幾個方面:向水體直接施用農藥;含農藥的雨水落入水體;植物或土壤粘附的農藥,經水沖刷或溶解進入水體;生產農藥的工業廢水或含有農藥的生活污水等都時刻危害著地表水和地下水的水質,不利于水生生物的生存,甚至破壞水生態環境的平衡。
3.2.1.2 農藥污染對水環境的危害
在有機農藥大量使用期,世界一些著名河流,如密西西比河、萊茵河等的河水中都檢測到嚴重超標的六六六和滴滴滴。有時為防治蚊子幼蟲施敵敵畏,敵百蟲和其他殺蟲劑于水面;為消滅渠道、水庫和湖泊中的雜草而使用水生型除草劑等造成水中的農藥濃度過高,大量的魚和蝦類的水生動物死亡。還在一些農藥藥夜配制點有不少藥瓶和其他包裝物,降雨后會產生徑流污染,施藥工具的隨意清潔也造成水質污染。
3.2.2 農藥對土壤的污染
3.2.2.1 土壤中農藥的來源途徑
農藥進入土壤的途徑有三種情況:第一種是農藥直接進入土壤包括施用的一些除草劑,防治地下害蟲的殺蟲劑和拌種劑,后者為了防治線蟲和苗期病害與種子一起施入土壤,按此途徑這些農藥基本上全部進入土壤;第二種是防治病蟲害噴撒農田的各類農藥。它們的直接目標是蟲、草,目的是保護作物,但有相當部分農藥落于土壤表面或落于稻田水面而間接進入土壤。第三種是隨著大氣沉降,灌溉水和植物殘體。
3.2.2.2 土壤農藥對農作物和土壤生物的影響
土壤農藥對農作物的影響,主要表現在對農作物生長的影響和農作物從土壤中吸收農藥而降低農產品質量。農作物吸收土壤農藥主要看農藥的種類,一般水溶性的農藥植物容易吸收,而脂溶性的被土壤強烈吸附的農藥植物不易吸收。
在前蘇聯的實驗資料中顯示水溶性農藥樂果很易被萵苣,燕麥和蘿f、等作物吸收,作物與土壤中農藥濃度之比為5.3—4.8。植物對樂果的吸收系數是很高的農作物還易從砂質土中吸收農藥,而從粘土和有機質中吸收比較困難。蚯蚓是土壤中最重要的無脊椎動物,它對保持土壤的良好結構和提高土壤肥力有著重要意義。但有些高毒農藥,比如毒石畏、對硫磷、地蟲磷等能在短時期內殺死它。
除此之外,農藥對土壤微生物的影響是人們關心的又一個農藥對微生物總數的影響,對硝化作用、氨化作用、呼吸作用的影響。而對土壤微生物影響較大的是殺菌劑,它們不僅殺滅或仰制了病原微生物,同時也危害了一些有益微生物,如硝化細菌和氨化細菌。隨著單位耕地面積農藥用量的減少,除草劑和殺蟲劑對土壤微生物的影響進一步地消弱,而殺菌劑對土壤微生物的負面作用將會更加地成為我們關注的對象。 3.2.3 農藥對大氣的污染
由于農藥污染的地理位置和空間距離的不同,空氣中農藥的量分布為三個帶。第一帶是導致農藥進入空氣的藥源帶。在這一帶的空氣中農藥的濃度最高,之后由于空氣流動,使空氣中農藥逐漸發生擴散和稀釋,并遷離使用帶。此外,由于蒸發和揮發作用被處理目標上的和土壤中的農藥向空氣中擴散。由于這些作用,在與農藥施用區相鄰的地區形成了第二個空氣污染帶。在此帶中,因擴散作用和空氣對流,農藥濃度一般低于第一帶。但是,在一定氣象條件下,氣團不能完全混合時局部地區空氣中農藥濃度亦可偏高。第三帶是大氣中農藥遷移最寬和農藥濃度最低的地帶。因氣象條件和施藥方式的不同,此帶距離可擴散到離藥源數百公里,甚至上千公里遠。
農藥對大氣污染的程度還與農藥品種、農藥劑型和氣象條件等因素有關。易揮發性農藥,氣霧劑和粉劑污染相當嚴重,長殘留農藥在大氣中的持續時間長。在其他條件相同時,風速起著重大作用,高風速增加農藥擴散帶的距離和進入其中的農藥量。
化學農藥的大量使用不但造成了土壤、大氣和水資源的污染,同時,在動、植物體產生了化學農藥的殘留、富集和致死效應,已經成為破壞生態環境、生物多樣性和農業持續發展的一個重大問題,應當給予充分的重視。而如何解決這一問題也成為了人們關注的焦點。筆者認為,在農業生產中,應該充分發揮農田生態系統中業已存在的害蟲自然控制機制,綜合運用農業防治、物理機械防治、生物防治和其他有效的生態防治手段,盡可能地減少化學農藥的使用。
4.農藥污染的特點
化學農藥對環境的污染主要是毒化大氣、水系和土壤,造成對自然的污染,影響生活在自然界中的各種生物, 引起生物相的改變,敏感種的減少與消失,污染種的增多與加強。
4.1 化學農藥對生物的直接毒害
化學農藥人致分為三類,即殺蟲劑、殺菌劑和除草劑。殺蟲劑是非特效毒藥,不是只對一種目標害蟲,而是對所有的生命都有毒性,對人類的危害最大。現在全世界每年岡殺蟲劑中毒者近百萬人、死亡者數萬人。有一些化學農藥雖然急性毒性較低,但在施用后對環境具有嚴重的潛在危害,有較高的慢性或“三致”毒性, 即最終可能導致動物的致畸、致癌,甚至還可能損害生物體的遺傳機制,引起基岡突變。
4.2 化學農藥的“3R”問題
一是農藥的不斷使用,導致害蟲抗藥性增強,化學農藥的使用逐漸失去了它正常的防治效果,從而只有通過不斷加大農藥的使用量和使用次數來達到除害的目的,這就加劇了化學農藥對環境的影響:二是由于目前使用的殺蟲劑,大多數還缺乏選擇性,在殺死害蟲的同時往往也將它們的天敵殺死或殺傷,因而造成害蟲再猖獗為害及次要害蟲上升為害;三是化學農藥使用后會以各種形式殘留在農作物和其它環境要素(土壤、農產品、地下水等)中,有了殘留,也就有了生物富集問題。由于生物富集和食物鏈傳遞,積少成多,積低毒成高毒,從而對人體健康造成極大的潛在威脅。
關鍵詞:農產品質量安全;細菌污染;真菌污染;病毒污染;知識簡述
中圖分類號:F322 文獻標識碼:A 文章編號:1674-0432(2012)-11-0010-1
農產品質量安全涉及以下幾個方面:農產品中的微生物污染;寄生蟲及昆蟲的污染;農藥污染;有毒金屬污染;食品添加劑污染;包裝材料與食品容器污染。
農產品中的微生物污染主要包括。以下三個方面:農產品中的細菌污染;真菌污染;病毒污染。細菌污染農產品能引起冷藏農產品腐敗,變質。細菌常見于水和土壤中,肉類的表面。比如葡萄球菌在農產品表面生長后,如果條件適宜,可以產生毒素,引起人的食物中毒。它的危害能使細菌大量繁殖引起食源性疾病傳播。真菌污染的農產品主要在農作物上生長繁殖,使食品發霉變質或使農作物發生病害,這些毒素引起人和動物發生各種疾病,稱之為真菌素中毒癥。霉菌所產生的各種孢子很容易污染食品,特別是糧食與油料作物以及發酵食品。霉菌毒素中毒與傳染病不同,沒有傳染性流行,有急性中毒,慢性中毒,可以誘發腫瘤或致癌作用,或體內遺傳物質的突變。病毒污染農產品主要表在人類的肝臟器官,如甲型肝炎病毒;戊型肝炎病毒;病毒主要來源于海鮮、野生動物;傳染途徑是水,食用不夠熟或生的水可引起致病性。
寄生蟲是指不能或不能完全獨立生存,需要寄生于其他生物體內的蟲類。寄生蟲及其蟲卵直接污染農產品或通過病人,病畜的糞便污染水源或土壤后,在污染農產品。比如:囊蟲、旋毛蟲、蛔蟲、姜片蟲、阿米巴原蟲。昆蟲有倉螨、蟑螂、蒼蠅。其中倉螨會引起糧堆發熱,水分增加,傳播霉菌,導致糧食異味,最后失去使用價值。
1.農藥的發展概況
農藥的發展大體經歷了三個歷史階段,即天然藥物時代(約19世紀7O年代以前)、無機合成農藥時代(約19世紀7O年代至2O世紀4O年代中期)和有機合成農藥時代。
2.我國化學農藥污染的現狀
我國是一個.農業大國,農藥使用品種多、用量人,其中70%~80%的農藥直接滲透到環境中,對十壤、地表水、地下水和農產品造成污染,并進一步進入生物鏈,對所有環境生物和人類健康都具有嚴重的、長期的和潛在的危害性。
我國“預防為主,綜合防治”的植保方針確立以來,農作物病蟲害防治技術水平取得了較大的成就,但也存在化學農藥用量過大,一些地區單純依賴化學農藥治蟲防病等突出問題。我國白1983年始限制了有機氯的生產和使用,有機氯對環境的污染狀況有了極大的改善,但在原有機氯重污染區,還將出現局部的、間歇性污染。
我國化學農藥生產企業的規模、設備和技術力量比較落后,化學農藥品質還不能令人滿意。近十兒年來,化學農約品種雖然發生了較火的變化,開發了不少新品種,但整體上還是以老的傳統品種為主體,各類化學農藥品種比例不合理、產品顯老化、劑型單調。
在我國,殺蟲劑1化學農藥的70%以上,而其中高毒害殺蟲劑有機磷又占70%以上;原約產量達萬噸以上的品種有l2個,其中殺蟲劑l1個,除草劑1個。農約劑的開發與國外相比尚有很人的差距,在美國,原約與制劑之比為1:36,也就是說一種農藥往往有36種制劑,日本為l:30,而我國僅為l:5,開發的余地很大。
3.農藥的危害
3.1農藥污染對人體健康的危害
農藥既是重要的農業生產資料,又是對生物體有害作用的化學物質,即具有毒物的屬性。農藥可經消化道、呼吸道和皮膚三條途徑進入人體而引起中毒,其中包括急性中毒、慢性中毒等。由于人們的生活方式不同,有誤服、誤食、食用不衛生的水果,蔬菜和不注重個人的清潔衛生的情況而引起藥物性中毒,而有些農藥能溶解在人體的脂肪和汗液中,特別是有機磷農藥,可以通過皮膚進入人體,危_害人體的健康。
急性中毒多發生于高效農藥,尤其是高毒有機磷農藥和氨基甲酸農藥。這兩種農藥急性中毒都引起頭暈頭痛、惡心、嘔吐、多汗且無力等:嚴重則昏迷、抽搐、吐沫、肺水腫、呼吸極度困難、大小便失禁、甚至死亡。慢性中毒是經常連續、吸入或皮膚接觸較小量農藥;使毒物進入人體后逐漸發生病變和中毒癥狀。此過程一般發病緩慢,病程較長,癥狀難于鑒別,也往往被人們忽略。我國除農藥研制,生產人員外,因運輸、貯藏和使用接觸農藥的人數達幾百萬之多,是一個相當龐大的群體。又因農藥使用人員的自我保護設施和自我保護意識較差等原因,引起藥物中毒,危害生命。
3.2農藥對生態環境的污染
在科學發展的今天,農藥對生態環境的污染尤為嚴重。這是為什么呢?其中就包括了一個從量變到質變的過程。即可從本底值標準和農藥衛生標準或生物標準兩方面來理解農藥污染。如果污染物的含量超過本底值,并達到一定數值就稱為污染。污染物濃度超過衛生標準或生物標準,一般稱之為污染或嚴重污染。這些都危害著人體健康,危害著生物和環境。
3.2.1農藥對水環境的污染
3.2.1.1水體中農藥的來源途徑
水體中農藥的來源主要是以下幾個方面:向水體直接施用農藥;含農藥的雨水落入水體;植物或土壤粘附的農藥,經水沖刷或溶解進入水體;生產農藥的工業廢水或含有農藥的生活污水等都時刻危害著地表水和地下水的水質,不利于水生生物的生存,甚至破壞水生態環境的平衡。
3.2.1.2農藥污染對水環境的危害
在有機農藥大量使用期,世界一些著名河流,如密西西比河、萊茵河等的河水中都檢測到嚴重超標的六六六和滴滴滴。有時為防治蚊子幼蟲施敵敵畏,敵百蟲和其他殺蟲劑于水面;為消滅渠道、水庫和湖泊中的雜草而使用水生型除草劑等造成水中的農藥濃度過高,大量的魚和蝦類的水生動物死亡。還在一些農藥藥夜配制點有不少藥瓶和其他包裝物,降雨后會產生徑流污染,施藥工具的隨意清潔也造成水質污染。
3.2.2農藥對土壤的污染
3.2.2.1土壤中農藥的來源途徑
農藥進入土壤的途徑有三種情況:第一種是農藥直接進入土壤包括施用的一些除草劑,防治地下害蟲的殺蟲劑和拌種劑,后者為了防治線蟲和苗期病害與種子一起施入土壤,按此途徑這些農藥基本上全部進入土壤;第二種是防治病蟲害噴撒農田的各類農藥。它們的直接目標是蟲、草,目的是保護作物,但有相當部分農藥落于土壤表面或落于稻田水面而間接進入土壤。第三種是隨著大氣沉降,灌溉水和植物殘體。
3.2.2.2土壤農藥對農作物和土壤生物的影響
土壤農藥對農作物的影響,主要表現在對農作物生長的影響和農作物從土壤中吸收農藥而降低農產品質量。農作物吸收土壤農藥主要看農藥的種類,一般水溶性的農藥植物容易吸收,而脂溶性的被土壤強烈吸附的農藥植物不易吸收。
在前蘇聯的實驗資料中顯示水溶性農藥樂果很易被萵苣,燕麥和蘿f、等作物吸收,作物與土壤中農藥濃度之比為5.3—4.8。植物對樂果的吸收系數是很高的農作物還易從砂質土中吸收農藥,而從粘土和有機質中吸收比較困難。蚯蚓是土壤中最重要的無脊椎動物,它對保持土壤的良好結構和提高土壤肥力有著重要意義。但有些高毒農藥,比如毒石畏、對硫磷、地蟲磷等能在短時期內殺死它。
除此之外,農藥對土壤微生物的影響是人們關心的又一個農藥對微生物總數的影響,對硝化作用、氨化作用、呼吸作用的影響。而對土壤微生物影響較大的是殺菌劑,它們不僅殺滅或仰制了病原微生物,同時也危害了一些有益微生物,如硝化細菌和氨化細菌。隨著單位耕地面積農藥用量的減少,除草劑和殺蟲劑對土壤微生物的影響進一步地消弱,而殺菌劑對土壤微生物的負面作用將會更加地成為我們關注的對象。3.2.3農藥對大氣的污染
由于農藥污染的地理位置和空間距離的不同,空氣中農藥的量分布為三個帶。第一帶是導致農藥進入空氣的藥源帶。在這一帶的空氣中農藥的濃度最高,之后由于空氣流動,使空氣中農藥逐漸發生擴散和稀釋,并遷離使用帶。此外,由于蒸發和揮發作用被處理目標上的和土壤中的農藥向空氣中擴散。由于這些作用,在與農藥施用區相鄰的地區形成了第二個空氣污染帶。在此帶中,因擴散作用和空氣對流,農藥濃度一般低于第一帶。但是,在
一定氣象條件下,氣團不能完全混合時局部地區空氣中農藥濃度亦可偏高。第三帶是大氣中農藥遷移最寬和農藥濃度最低的地帶。因氣象條件和施藥方式的不同,此帶距離可擴散到離藥源數百公里,甚至上千公里遠。
農藥對大氣污染的程度還與農藥品種、農藥劑型和氣象條件等因素有關。易揮發性農藥,氣霧劑和粉劑污染相當嚴重,長殘留農藥在大氣中的持續時間長。在其他條件相同時,風速起著重大作用,高風速增加農藥擴散帶的距離和進入其中的農藥量。
化學農藥的大量使用不但造成了土壤、大氣和水資源的污染,同時,在動、植物體產生了化學農藥的殘留、富集和致死效應,已經成為破壞生態環境、生物多樣性和農業持續發展的一個重大問題,應當給予充分的重視。而如何解決這一問題也成為了人們關注的焦點。筆者認為,在農業生產中,應該充分發揮農田生態系統中業已存在的害蟲自然控制機制,綜合運用農業防治、物理機械防治、生物防治和其他有效的生態防治手段,盡可能地減少化學農藥的使用。
4.農藥污染的特點
化學農藥對環境的污染主要是毒化大氣、水系和土壤,造成對自然的污染,影響生活在自然界中的各種生物,引起生物相的改變,敏感種的減少與消失,污染種的增多與加強。
4.1化學農藥對生物的直接毒害
化學農藥人致分為三類,即殺蟲劑、殺菌劑和除草劑。殺蟲劑是非特效毒藥,不是只對一種目標害蟲,而是對所有的生命都有毒性,對人類的危害最大。現在全世界每年岡殺蟲劑中毒者近百萬人、死亡者數萬人。有一些化學農藥雖然急性毒性較低,但在施用后對環境具有嚴重的潛在危害,有較高的慢性或“三致”毒性,即最終可能導致動物的致畸、致癌,甚至還可能損害生物體的遺傳機制,引起基岡突變。
4.2化學農藥的“3R”問題
一是農藥的不斷使用,導致害蟲抗藥性增強,化學農藥的使用逐漸失去了它正常的防治效果,從而只有通過不斷加大農藥的使用量和使用次數來達到除害的目的,這就加劇了化學農藥對環境的影響:二是由于目前使用的殺蟲劑,大多數還缺乏選擇性,在殺死害蟲的同時往往也將它們的天敵殺死或殺傷,因而造成害蟲再猖獗為害及次要害蟲上升為害;三是化學農藥使用后會以各種形式殘留在農作物和其它環境要素(土壤、農產品、地下水等)中,有了殘留,也就有了生物富集問題。由于生物富集和食物鏈傳遞,積少成多,積低毒成高毒,從而對人體健康造成極大的潛在威脅。
5.實施持續植保,控制農藥污染
盡管我國實施“預防為主,綜合防治”的植保方針以來,在病蟲害防治上取得了一定的成效,但控制化學農藥對環境污染的任務仍相當艱巨,我們必需實施持續植保,使植保作的功能兼顧持續增產、人畜安全、環境保護、生態平衡等多方面的要求,針對整個農田生態系統,研究生態種群動態和相關聯的環境,采L}j盡可能相互協調的有效防治措施,充分發揮白然抑制因素的作用,將有害生物種群控制在經濟損害水平下,使防治措施對農田生態系統的不良影響減少劍最低限度,以獲得最佳的經濟、生態;flI社會效益。
5.1建立有害生物防治新思想體系
生物防治是綜合治理的重要組成部分,是利用生物防治作用物(天敵昆蟲和昆蟲病原微生物)來調節有害生物的種群密度,通過生物防治維持生態系統中的生物多樣性,以生物多樣性來保護生物,使蟲口密度能持續地保持在經濟所允許的受害水平以下。傳統有害生物控制主要是通過抗病、蟲品種植物檢疫,耕作栽培制度以及物理化學防治等措施。
從持續農業觀念看,有害生物防治應在更高一級水平上實現,其中包括轉抗病、蟲基因植物的利川,病、蟲、草害生態控制,生物抗藥性的利用等。將克隆到的抗病、蟲基因通過生物[程手段轉移至優良品種基因組內以獲得高抗病、蟲優良新品種的_J:作是近二十年來各國學者抗病、蟲育種的熱點,目前已取得重大突破。如通過轉移蘇云金芽孢桿菌的Bt基因已成功地獲得高效抗蟲棉,抗蟲水稻和抗蟲大白菜,其中抗蟲棉已在生產上推陳出新廣泛應用。中國科學院微生物研究所成功地將Bt基因轉移至楊樹中,獲得的抗蟲楊樹已進入大田試驗階段。農作物、有害生物和環境是一個相互依賴、相互競爭的統一體,通過改善生態環境,比如輪作休閑、作物布局、耕作制度、栽培管理等都可以調=農作物的生長發育,控制有害生物發生危害。近幾年來,轉抗除草劑基因作物的培育和利用已成為育種和植保作的重點之一,目前已獲得抗草甘膦、草胺膦的玉米、大豆、油菜、棉花以及抗草胺膦煙草1水稻等多種抗除草劑作物,使得一些選擇性不高的除草劑得以廣泛使用,有效地控制雜草群落的演替。
5.2大力發展植物源農藥
.植物源農藥具有在環境中生物降解快,對人畜及非靶標生物毒性低,蟲害不易產生抗性,成本低,易得等優點,尤其是熱帶植物中含有極具應用前景的植物源害蟲防治劑活性成分尚待開發,現已發現楝科中至少有l0個屬的植物對蟲有殺滅活性,因此是潛在的化學合成農藥的替代物。在克服害蟲的抗約性及減少環境污染方面,植物源農藥具有獨特的優勢,近幾年來國內植物性農藥產品的開發發展很快,先后有魚藤精、硫酸煙堿、油酸煙堿、苦參素、川I楝制劑等小規模工業化生產。
5.3研究開發有害生物監測新技術
要在植物病原體常規監測方法中的孢子捕捉、誘餌植株利用、血清學鑒定基礎上開展病原物分子監測技術的研究,采用現代分子生物學技術監測病原物的種、小種的遺傳組成的消長變化規律,為病害長期、超長期預測提供基礎資料。對害蟲的監測也可利用現代遺傳標記技術(RFLP’RAPD等)監測害蟲種群遷移規律。對于雜草應充分考慮到雜草群落演替規律,分析農作物——雜草、雜草——雜草間的競爭關系,另外還應考慮使用選擇性除草劑給雜草群落造成的影響,對雜草的生態控制進行研究。
5.4建立有害生物的超長期預測和宏觀控制
為適應農業的可持續性發展,預測、預報應對有害生物的消長變化作出科學的判斷,也就是要對有害生物消長動態實施數年乃至十年的超長期預測。要在更人的時空尺度內進行,其理論依據不單單只是與有害生物種群消長密切相關的氣候因子,亦包括種植結構、環保要求、植保政策以及國家為實現農業生產持久穩定發展所制定的政策措施。
關鍵詞:農田土壤; 蔬菜安全; 檢測
Abstract: soil as a natural resource, is the source of vegetable life support system. Good soil environment can provide people the safety of vegetables. But the present farmland soil quality declined, vegetable safety is threatened. Therefore, this article summarized our country about the pollution of soils and vegetables, as well as in the management of research achievements, and on the future of vegetable safety development and put forward some constructive suggestions.
Keywords: soil; vegetable; detection
中圖分類號:TE991.3文獻標識碼: A 文章編號:
隨著人們生活水平的提高和消費意識的變化,農產品質量安全問題,尤其是蔬菜農藥殘留超標、重金屬含量超標、化肥使用過量等問題成為目前人們普遍關注的熱點問題。土壤是人類蔬菜生產的物質源泉和基礎,而今,農田土壤存在不同程度的有機物、重金屬、化肥等污染,進而污染蔬菜,蔬菜中有毒有害物質通過食物鏈進入人體,給人類身體健康帶來潛在的危害。自2003年8月底中央電視臺披露“張北事件”后,引起全國各城市的一場“恐慌”,北京、上海、南京、武漢等城市紛紛加強對蔬菜安全的檢測。為了切實解決蔬菜安全問題,讓人們吃上放心菜,本文綜述了近年我國農田土壤污染狀況,以及在蔬菜污染、管理方面取得的研究成果,試圖為我國蔬菜安全生產提供一定的科學依據。
1.農田土壤質量現狀
1.1土壤污染物及其來源
土壤污染物指進入土壤并影響土壤正常作用的物質,即會改變土壤的成分、降低農作物的數量或質量,有害于人體健康的那些物質。土壤污染物種類繁多,根據污染物的性質不同,大致可分為有機污染物、重金屬、放射性物質、化學肥料和病原微生物[1]。這些污染物主要是由污水、廢氣、固體廢物、農藥和化肥等帶進土壤并積累導致。
1.2農田土壤污染現狀
我國農田土壤遭受有機物、重金屬和化肥等污染物質的污染較為嚴重。據調查,我國農田受有機污染物(農藥、多環芳烴等)污染的面積已達3600萬hm2,其中農藥污染面積約1600萬hm2[2]。農藥是毒性高、環境釋放率大、影響面廣的有機污染物,在有效防治病蟲草危害的同時也污染環境和農產品。農藥在土壤環境中的行為歸宿,主要是遷移、滯留、轉化。化學農藥施于農田后,約有40%-60%落入土壤中[3]。農藥產品品種繁多,主要有有機磷類、除蟲菊酯類、氨基甲酸酯類類、有機氯類等殺蟲劑,其中有機氯類殺蟲劑如六六六、滴滴涕等屬高殘毒農藥,我國于20世紀80年代初已經停止使用,總體上有機氯農藥對耕地污染趨于緩和,但仍有污染超標的情況[4,5]。還有一類惰性較強的有毒有機污染物,即多環芳烴(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)存在于我國農業土壤中。在土壤中,PAHs將發生一系列的物理、化學和生物行為,其中有一部分會長期存在于土壤環境中,進而對環境產生長期和深遠的影響[6]。20世紀70年代以來的工作表明,我國土壤系統受PAHs污染已從ug/kg量級上升到mg/kg量級,其檢出率也從20%到80%以上[7]。
據報道,目前我國受Cd、As、Cr、Pb等重金屬污染的耕地面積近2000萬hm2,約占總耕地面積的1/5。農田中重金屬污染主要來自“三廢”排放、污水灌溉、有機肥料與磷肥的大量施用,及大氣污染顆粒的沉降等,其中工業“三廢”污染耕地1000萬hm2,污水灌溉的農田面積已達330多萬hm2[8]。目前,我國由于污水灌溉引起的重金屬污染已經在許多地方發生。如廣州市和邯鄲市菜地土壤由于污水灌溉使土壤中的重金屬含量增大[10,11]。再如沈陽張士灌區的農田土壤,在污水灌溉停止十余年后仍存在Cd、Zn、Cu等多種重金屬污染,其中Cd污染最嚴重[9]。
化肥的投入在短期內可以使作物增加產量,但施用過量會使土壤的生產能力和農產品品質都下降。目前,我國化肥施用量已嚴重超過發達國家制訂的化肥施用安全上限(即22kg/hm2),1992年和1995年每公頃化肥施用量分別已達265kg和289kg,超過安全標準10倍以上[12]。有試驗表明:施入土壤的氮肥超量會造成硝酸鹽積累,土壤中硝酸鹽通過食物鏈危害人體健康[13]。另外,硝酸根在還原條件下還有可能被還原為亞硝酸根,亞硝酸根可進一步轉變為致癌物質亞硝胺,造成土壤亞硝酸鹽污染[14]。
2.蔬菜質量安全性的現狀
2.1蔬菜的化學污染嚴重
近幾年來我國蔬菜污染問題嚴重,其中化學農藥、重金屬、化肥和硝酸鹽的污染最為突出。
2.1.1化學農藥污染
在蔬菜生產過程中,通過使用化學農藥防治病蟲害,保證蔬菜的高產和穩產。但與此同時,蔬菜產品遭受著嚴重的化學農藥污染。目前,化學農藥污染問題在我國受到廣泛的關注和重視。
崔磊[15]利用氣相色譜法檢測鞍山市郊蔬菜中有機磷農藥殘留量,結果檢出率為48.4%,超標率為27.4%。在157個蔬菜樣品中,蔬菜大棚黃瓜中有機磷農藥污染最重,檢出率高達100%,超標率達60%。
何華等[16]對烏魯木齊市市售近千份蔬菜樣品的進行檢測,發現蔬菜污染狀況以對硫磷為最重,超標率高達31.36%。
張秋平等[17]對珠海市2004-2006年市售蔬菜進行有機磷農藥殘留監測,結果表明檢出率為33.33%,超標率為28.21%,以甲胺磷檢出率最高,禁用高毒農藥占檢出農藥總數的61.54%,無季節性差異,市區集貿市場所售蔬菜有機磷農藥殘留超標率高于郊區,葉類蔬菜有機磷農藥殘留超標率高于其它類蔬菜。
宋云華等[18]利用酶抑制法對玉溪市2002-2005年間21個主要蔬菜集貿市場的蔬菜樣品進行農藥殘留檢測,抽檢樣品中平均殘留超標率為6.45%,且超標率呈逐年上升趨勢。
2.1.2重金屬污染
隨著工業“三廢”的排放,及農藥、化肥的大量使用,蔬菜重金屬污染較為嚴重。我國南方地區因氣候溫暖、雨水充沛成為我國蔬菜的主產區之一。但目前,在南方不同地區蔬菜污染情況不同。如對廣州市黃埔區主要蔬菜來源超市和市場的12種蔬菜89個樣品的可食部分中重金屬含量進行測試分析,結果Pb和Hg是黃埔區蔬菜的主要污染元素,超標率分別為23.50%和16.0%。As、Cd和Cu的含量雖然都較低,但還潛存污染風險[19]。從湖南省湘江中下游衡陽-長沙段沿岸采集到48個蔬菜樣品,這些樣品中As、Cd、Pb含量均較高,超標率分別為95.8%、68.8%和95.8%[20]。在貴陽市6個蔬菜生產基地上采集的108個葉菜類蔬菜樣品中,大白菜、萵苣和芹菜均受到Pb、Hg、As的污染,其中Pb、As最嚴重[21]。
許多學者對我國北方郊區、蔬菜基地中蔬菜重金屬污染也做了大量的研究。李海華等對鄭州市近郊蔬菜生產基地29種常見蔬菜中的重金屬Cu,Cr,Pb,Cd的含量進行調查分析,結果表明,蔬菜的重金屬綜合污染指數大部分高于3.0,污染比較嚴重[22]。為了摸清山西農業大學主要食用蔬菜重金屬污染狀況,馬祥愛等[23]對菜市內6個攤位5種蔬菜30個樣品的可食部分中重金屬元素進行分析研究,結果發現鉛和汞是農大菜市場蔬菜中的主要污染元素,超標率分別為53.3%和16.7%。
2.1.3化肥與硝酸鹽污染
化肥對蔬菜生產影響最大的是氮肥,氮肥施用過多造成蔬菜的品質和耐貯性下降。氮肥分解過程中產生的硝酸鹽、亞硝酸鹽等致病、致癌物質,在蔬菜中積累并通過食物鏈影響人體健康。由一些文獻報道可知,我國大部分地區蔬菜中化肥與硝酸鹽污染已相當嚴重。無論是沿海地區還是內陸,葉菜類和根菜類蔬菜中硝酸鹽含量超標最嚴重[24-27],廈門、廣東省6個典型地區、長沙、哈爾濱四地區葉菜類蔬菜中硝酸鹽含量分別已達1019mg/kg、3180mg/kg、3130mg/kg、3432mg/kg,根菜類蔬菜中硝酸鹽含量于廈門、長沙、哈爾濱三城市分別為669mg/kg、1682mg/kg、2107mg/kg。
2.2蔬菜質量安全生產與管理現狀
2.2.1蔬菜質量安全標準體系的建設
“民以食為天,食以安為先”。在國外發達國家,無公害農產品已成為最基本的要求和最低的限制性標準。我國國家農業部、省、市、自治區針對日益增多的食品中毒問題,制定了一系列蔬菜質量安全標準,對蔬菜安全生產起了積極作用。最近幾年,通過對蔬菜安全生產的逐步重視,蔬菜質量標準得到了進一步的規范。目前,國家農業部已頒布了13蔬菜產品標準,其中白菜類蔬菜、茄果類蔬菜和甘藍類蔬菜,其余是單個蔬菜如韭菜、芹菜、黃瓜等標準。另外,還制定了無公害蔬菜產地環境質量標準及農藥安全使用標準。我國各個省、市、自治區根據當地情況,在參照國家標準的基礎上出臺了一些標準,如浙江省和天津市制定的無公害蔬菜系列標準包括產地環境質量標準、生產技術規程和產品質量標準。不同行業也制定了自己的行業標準,一般而言, 先實行行業標準,其次是省、市、自治區標準,最后才考慮國家標準。
2.2.2蔬菜質量安全的管理現狀
通過多年的蔬菜質量建設,我國已擁有一大批的無公害蔬菜、綠色蔬菜生產基地。要穩定和提高這些基地的環境條件、產品質量,國家許多地方建立了蔬菜質量檢測管理體系并取得了顯著的成績。
浙江省已建立了省、市、縣三級蔬菜質量檢測管理網,加大了對基地、菜市等生產、流通源頭的監督管理,而且管理成效顯著。據浙江省農藥檢定管理所1998-2002年對全省主要城市的蔬菜農藥超標率的檢測,1998年為48.15%,到2002年便下降到13.07%;其中甲胺磷在蔬菜上最高殘留量已由40.12mg/kg降為2002年的0.573mg/kg[28]。
上海市浦東新區高行鎮通過落實科學創新、因地制宜、人性化的監管措施,在2004年時全鎮上市蔬菜的農殘檢測合格率都達100%[29]。
江蘇昆山市通過一手抓生產源頭的管理,一手抓流通市場的質量監控,嚴把蔬菜安全準入關,取得了較好成效。2006年,該市對196870批(次)蔬菜的農藥殘留超標進行檢測,發現其超標率占0.36%,同比下降0.37個百分點[30]。
3.蔬菜質量安全的檢測
蔬菜是人們飲食生活中不可缺少的食物,其質量安全問題已成為當今人們談論的主要話題。因而必須采取科學的、現代化的檢測手段,按照蔬菜質量安全標準對蔬菜質量進行檢測。
首先,對蔬菜產地環境進行監測和檢測,以保證種植地的環境達標,進而保證消費者食用的是健康安全蔬菜。其監測與檢測項目具體包括:⑴環境空氣質量,主要監測和檢測空氣中的有害成分,如二氧化硫、氟化物、一氧化碳等;⑵灌溉水質量,重點檢測pH、氰化物、重金屬;⑶土壤環境質量監測和檢測,重點為重金屬。
其次,監測和檢測農業投入品,即要對化肥和農藥種類進行控制,必須嚴格按照標準中規定的限量、種類進行控制。
除此之外,還要對蔬菜產品質量進行檢測。其檢測內容有農藥殘留、化肥殘留、重金屬、衛生指標等。
4.建議與展望
我國農田土壤和蔬菜污染日益嚴重,對這方面的相關研究報道較多。針對此種情況,建議今后應加強以下幾方面的工作:
⑴結合農業土壤污染特點,采取科學、有效的防治治理措施以改善受污染的土壤。由于土壤污染使經濟蒙受損失、蔬菜品質不斷下降,而且人體健康受到威脅,但其治理較難,因而,需研究探索出一種成本低而且簡單又快速、環保的技術,以治理受污染的農田土壤。
⑵加大在生物農藥研究方面的科技投入。
⑶加快對長效肥、緩效肥等低污染、低消耗肥料的研究開發。
⑷繼續推廣建立蔬菜安全質量追溯系統。為從源頭抓質量,實施蔬菜市場準人制、標識制和召回制,一旦發現蔬菜質量問題,可根據相關信息追根溯源,使生產者無法在同行業中立足,并且能滿足消費者的知情權和選擇權。
⑸加快各類蔬菜標準制定進程,對蔬菜實行標準化生產,同時加強蔬菜質量監測和檢測。因而,人們應當把眼光移向可持續發展的角度,注重蔬菜生產過程的質量,從而保障蔬菜盡快成為直接上市的“免檢”品。
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在蟲害日益嚴重,而采用農藥進行防治又造成污染的情況下,蔬菜害蟲生物防治,給菜農開辟了新的蹊徑。這主要是利用自然養成人工繁育的天敵昆蟲、有益生物、病原微生物及其代謝產物等技術,來控制害蟲發生,這就是我們常說的“以蟲治蟲”,“以菌治蟲”。其特點是對人畜安全,不污染環境,對害蟲具有長期抑制作用。害蟲天敵是自然資源,可就地取材,成本低。
目前的微生物農藥以殺蟲劑為主,真菌中的蘇云金桿菌(Bt)、細菌中的白僵菌以及病毒類制劑都是針對昆蟲尤其是鱗翅目昆蟲,只有少部分的是針對病害,比如細菌類的芽胞桿菌和真菌中的木霉菌。但針對病害的微生物農藥前途廣闊,是一種非常有發展前景的農藥種類。
微生物農藥防治蔬菜蟲害的三大好處
1 可提供無污染的蔬菜
蔬菜大部分都是食用部分,其根莖葉花果等含有豐富的營養物質和維生素,常不需要加工即可直接食用,因此人們十分關心蔬菜的農藥污染問題,如果應用生物防治技術來防治蔬菜害蟲,就可以避免農藥污染,確保人畜安全。
2 避免蔬菜害蟲產生抗藥性:
在眾多蔬菜害蟲發生的情況下,菜農多沿用化學農藥進行防治,而時間一長產生抗藥性,農民又往往得加大農藥用量,增加施藥次數,這樣出現的農藥愈用愈多,蟲子愈治愈多的惡性循環的局面,害蟲抗藥性增強了,化學防治效果下降。生物防治通過生物及其產品,可以有效地防治蔬菜害蟲,保證無污染蔬菜自勺優質高產,又可減少有機農藥的投入,從根本上解除防治萊田害蟲的化學農藥的選擇壓力,因而鏟除了害蟲發生抗藥性的溫床,有效地將濫用化學農藥所形成的惡性循環扭轉為良性循環。
3 保護環境
化學農藥對環境的污染已成為世界各國共同關注的問題。有些農藥一旦進入田間,就要經過幾年、十幾年甚至半個多世紀才能降解。化學農藥嚴重損害了人們的身體健康,甚至影響到子孫后代的幸福。防治菜蟲常常需要大量、多次地噴灑化學農藥,這不僅污染了蔬菜,也必然會引起周圍天氣、土壤和水域的污染,破壞生態平衡,惡化人們的生存環境。應用生物技術防治蔬菜害蟲,不會造成環境污染,可以給人們一個清潔無污染的生存空間。
微生物農藥在蔬菜生產上的應用
1 細菌類微生物農藥
(1)蘇云金桿菌(Bt)是目前應用最為廣泛的品種,占到全部微生物農藥使用量的絕大部分,可用于防治小菜蛾、菜青蟲、甜菜夜蛾、斜紋夜蛾、茶毛蟲、茶尺蠖、棉鈴蟲、玉米螟、蘋果巢蛾等多種鱗翅目害蟲。
(2)多粘類芽孢桿菌可用于防治番茄、辣椒、茄子青枯病。
(3)枯草芽孢桿菌可用于防治黃瓜白粉病、草莓白粉病和灰霉病等,還可用于調節蔬菜生長、起到增產作用。
2 真菌類微生物農藥
(1)白僵菌也是應用較多的一類微生物農藥,可用于防治白粉虱、煙粉虱、蠐螬等多種害蟲,非常適合保護地害蟲防治。
(2)木霉菌可用于防治黃瓜灰霉病和霜霉病、西瓜立枯病和青枯病等。
3 病毒類微生物農藥
目前發現對昆蟲有致病力的病毒有300多種,可使200多種鱗翅目害蟲感染帶毒,常用的病毒有三種:
(1)核形多角體病毒。噴在植物上,被昆蟲取食后,經胃液消化,游離出棒狀病毒粒子,通過胃(腸)皮細胞進入體腔,在昆蟲細胞核內復制增殖,感染病毒的昆蟲約10天左右即可死亡。