如何讓作物長得好，又對環境傷害少？農藥的發展與演進

• 文/林宇軒

許多人在新聞上看到「農藥超標」、「農藥殘留」這幾個詞出現的時候，往往都會嚇一跳，農藥可以說是一個多數人不想知道、不願聽見的事物。可能是因為太多關於農藥的負面新聞，使得我們每個人多少都對農藥產生疑慮，甚至擔心不知道哪天會被農藥毒害？每天都吃進不少殘留農藥，會不會哪天導致癌症發生？

但真的那麼可怕嗎？在開始聊農藥的影響之前，讓我們先換個角度想想：如果這個世界沒有農藥，會是什麼樣子？

在農藥出現之前：不想再重演一遍的愛爾蘭大饑荒

讓我們回到 170 多年前吧，在那個還沒有有效農藥的年代，馬鈴薯因為容易生長，又不像小麥需要繁複的加工才能吃，而廣受當時歐洲底層人民喜愛。

然而從 1845 年開始，歐洲各地接連發生馬鈴薯晚疫病，患病植物的莖和葉都會漸漸變成深褐色，看起來會像是要爛掉的葉子一樣，而且馬鈴薯的莖、葉和塊莖還會有發霉爛掉的臭味。我們現在知道這是一種真菌感染導致的馬鈴薯疾病，但在當年這種疾病的成因還不清楚。

因此在那個年代，當馬鈴薯晚疫病發生後，許多以馬鈴薯為主食地區的人民受到的很大的傷害。這場饑荒被愛爾蘭人稱為「大饑荒 The Great Famine」，影響之大甚至成了一句愛爾蘭俗諺：

“Only two things in this world are too serious to be jested on, potatoes and matrimony.”

「世界上有兩種東西開不得玩笑：一個是馬鈴薯，另一個是婚姻」

雖然說當年歷史的災難還有許多複雜的因素牽涉其中，但要是能夠像現在一樣，有農藥可以避免真菌感染馬鈴薯，那麼是不是就很有機會可以避免掉飢荒呢？

農藥發展進行式：在效用和環境間摸索平衡

現代農業使用農藥能有效維持農產量，對於糧食供應有很大的貢獻，但在不同階段也面臨了不同的挑戰。從新型農藥的合成開發，到期待能有選擇性、專一性，再到和環境友善共存，這之間又經歷了哪些事呢？

在 20 世紀初期，化學合成工業發展成熟後，各種新農藥如雨後春筍般大量合成出來，但仍然有個使用上的問題：無論是否為目標害蟲，接觸到農藥的昆蟲通通都會死掉，或是噴完藥之後影響作物生長甚至一起死亡。直到 1940 年代 DDT 的發明，打破了農藥「選擇性」的問題：殺蟲效率好，對於多種害蟲都有效，對於植物基本上沒有影響，對哺乳類動物急毒性很低。在上市後，很快就攻佔市場。

有了這麼好用的農藥，接下來就過著幸福快樂的日子了嗎？事情沒有那麼簡單，1962 年瑞秋．卡森出版了《寂靜的春天》這本書，讓人們重新審視農業技術發展不能只專注在其好處和優點，同時也必需審視其對環境的長期影響。當年瑞秋・卡森的研究調查發現 DDT 持久性好的特性，反而會使它藉著生物放大作用，危害食物鏈高階的生物。

後續美國於 1970 年成立了環境保護局，並且在 1972 年取消了 DDT 的許可證，各國政府和大眾逐漸意識到，環境是一個整體，必須要更全面的評估農藥帶來的影響。各大藥廠以及大學，也一直不斷的研究，想要開發出更安全、對環境危害更小的農藥成分。

1990 年代新菸鹼農藥的出現，讓農業技術的發展對環境的影響有了更多面向、更細緻的討論。這一類殺蟲效率極高，又不太會影響人體的新農藥，一推出即在美國和歐洲市場大受歡迎，在 2007 年時全球市佔率高達 25%。

然而隨著越來越多人使用，也開始出現疑似新菸鹼類農藥造成的問題，例如讓蜜蜂迷航。然而要確定是否真的是新菸鹼類農藥所造成的影響其實非常不容易，因為其效應短時間內並不明顯。有許多科學家投入相關研究，想了解新菸鹼類藥物對蜜蜂的影響。

這場研究論戰持續至今仍有許多待討論的空間，也凸顯了隨著科技的發展，所要考量的不只有效用，同時還要能與環境永續共存。那麼農業的未來會是什麼樣子呢？

農業的未來：更安全、更精準的農藥使用

回頭看看過去的歷史，我們可以發現各國對於農藥的監管，在一次又一次的事件之後，越來越嚴謹。以 DDT 來說，1940 年代根本沒有做長期毒性的相關研究，就已經核准上市了。

就台灣目前的法規，農藥如果要核准上市，都需要事先進行物理化學性試驗、毒理試驗，以及田間試驗，再將評估資料提交給農委會審查，只要有可能會致癌，或是有較高的人類和環境風險，都不會被允許使用。經過幾十年改善過後的核准機制，能盡量減少對我們人類和環境的傷害。

以新農藥種類避免害蟲產生抗藥性

其實，長期使用化學農藥使害蟲產生抗藥性，對於農民來說是個越來越棘手的問題。抗性對農業造成最直接的影響，就是在農藥的品質不變、施用方式也正常的情況下，效果卻越來越差甚至失效。

所以這幾年各國政府都開始推廣「抗性管理」計畫，推廣農藥使用的重要觀念。具體的作法包括在農藥施用前就仔細調查確認是哪種病害、蟲害，選擇合適的農藥種類施用；另外在施用農藥時須注意使用規範。對於漸漸產生化學農藥抗藥性的病蟲害，可使用不同作用機制的藥劑輪替使用，以減少抗藥性的產生。

另外一種解決抗藥性的方法為「生物農藥」。這類方法是利用自然界已經存在的生物或是天然的成分，來抑制害蟲或真菌，比如有名的蘇力菌，就是一種生物農藥，透過被昆蟲吃進體內，進而導致昆蟲死亡的方法。

從土壤環境到作物健康　數位農業精準作物管理

而對於還沒有產生抗藥性的農藥，進一步則可透過科技與農業結合的「數位農業」來精準控制作物生長發育所需的一切，包括水、肥料以及農藥的用量。數位農業不僅省時省力，且能更精準管理病蟲害模式，進而降低抗藥性發生的風險。

回到我們最前面擔心的問題：農藥會不會破壞生態，或是對人體有負面影響？從整個農藥發展歷程來看，我們可以想見，未來農藥對於人體和環境的影響，都將會越來越可控、風險逐漸降低。

本文由作物永續協會及泛科學合作企劃執行

參考資料：

1. Great Famine (Ireland), Wikipedia
2. 《番茄與馬鈴薯晚疫病》，台南區農業專訊第37期：13~16頁(2001年9月)
3. History of Pesticide Use, International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC).
4. HISTORY OF PESTICIDE USE, Oregon State University.
5. Cressey D., The bitter battle over the world’s most popular insecticides, Nature, Vol. 551, pp. 156–158, 2017, doi:10.1038/551156a.
6. Butler D., EU expected to vote on pesticide ban after major scientific review, Nature, Vol. 555, pp. 150–151, 2018, doi: 10.1038/d41586–018–02639–1.
7. 《我國農藥管理及其展望》，農委會動植物防疫檢疫局，2018.10.24。
8. Olson, Sara. “An analysis of the biopesticide market now and where it is going." Outlooks on Pest Management 26.5 (2015): 203-206.
9. 《農藥抗藥性指引管理——基礎篇》