化学除莠 [复制链接]

第5版()
专栏：

化学除莠
娄成后
什么是莠？“莠者害稼之草”（《尔雅翼》），“禾粟下生莠”（《说文》），这是两本古书所给的定义。莠的种类非常广，凡是田间的杂草、道边的荆棘，以至场地、沟渠、屋脊、墙垣上生长的多种草木都可以叫作莠。
莠对人类生产的为害主要在于下列两个方面：
（1）在大田上，它与作物争夺养料与阳光，甚至寄生在庄稼上（如兔丝子），妨碍作物的生长。在撂荒的垦区，作物会被杂草完全掩没。它降低作物的产量与品质（如稻米中的稗子），还可以是动植物病虫害的中间寄主（如隐居在杂草中的蚊虻，寄生于小蘖的锈病等）。
（2）在一般用地与公路上，杂草妨碍场地的利用与观瞻，阻碍水陆交通，减小灌溉渠道的流量，破坏建筑的坚固与整洁，甚至助长疾病、虫害和火灾等灾害的滋生和蔓延。
在现代工业发达与大面积经营农业的国家里，除莠愈来愈成为农业生产中一项重要的工作。在大型农场里，莠草对单位面积产量的影响超过病虫的为害。除莠在劳力上的消耗也远超过病虫害的防治，往往全场一半以上的投资会消费在除莠所用的劳动力上。大片荒地开垦以后，来不及除草，两三年后又因杂草丛生沦于荒废，这样的事例很多。此外，工业交通等事业的发达，也使得机场、公路、铁道、河道、森林防火道、公共建筑物上杂草野林的消除愈益重要起来。仅凭人力除莠，不能及时，也不济事，且为经济、劳力等条件所不许。因此，近年来国内外工农业机关都在积极寻找既节省人力又经济有效、最好是“一劳永逸”的除莠方法。在几种除莠措施（如喷火、电击、刈除、耕耘等）中，利用化学药剂的喷撒已经实践证明是最为成功的。除莠剂成为近年来在农药中增长速度最快的品种。1940年左近除莠剂对一般农民来说还几乎是闻所未闻的。而现在它在农作物中应用的面积却是以亿亩来计算的。
化学除莠的发展经过
约在本世纪初年，即试用新兴杀菌剂（波尔多液等）的初期，人们看到硫酸铜的稀溶液喷射在禾谷类作物上，不引起多大伤害，却能把混杂在其中的阔叶杂草杀死，从而发现了药剂对不同植物有选择毒杀的作用（选择性除莠剂）。大约同时，又在智利硝石肥料的使用中发现其中所含的杂质氯酸钾，有毒害植物的作用。它对植物的杀伤不是药到毒发，而是可以被植物的一部分吸收，并在转移到植株的周身后，逐渐发挥它的药效，终于彻底消灭整个植株，其作用很像医药上的内用药剂（内吸性或传导性除莠剂）。它可以将多年生宿根莠草“斩尽杀绝”，为一般中耕除草农具所不及。另外，还发现了另一种农药——亚砷酸钠溶液，喷射在土壤上可以杜绝一切植物的滋生，药效可以维持一个生长季以上（灭生性除莠剂）。在森林防火道上防止砍去的树木再生，有它的特殊用途。
这三类具有毒害植物特殊效能的除莠剂（选择性、内吸性、灭生性）的发现，显示出化学除莠在农业、工业和交通事业上有着广泛应用的可能性。
但是，尽管这三种除莠剂发现都很早，而在农业上，特别是在大田作物上，却长期没有得到大量应用。这是由于这些药剂都是用药量大、溶解度高的无机盐类（无机除莠剂），除莠用的浓度时常在10％左右，用量每亩动辄以几十斤计，与化学肥料的施用量不相上下。由于它们的溶解度高，在土壤中容易被雨水淋洗而流失，药效不能持久，夏季多雨的地区，一个生长季喷射一次还不够用。此外，亚砷酸钠对人畜有毒，氯酸钠可以助燃，硫酸铜浓度使用不当时对作物也有损害，因此，在经济上和效果上都不能适应生产要求。虽然也有人尝试用煤与石油的大量分馏产品作除莠剂，但实际的用处也很有限。直到1942年，2，4—二氯苯氧乙酸（简称二四滴）这个用量少、药效长，既属内用而选择性又很强的有机除莠剂出现以后，化学除莠才由零星的尝试转为有系统的发展。
说来难以置信，最初合成二四滴的目的是为了模拟植物体中天然存在的生长素，并且企图用它代替后者来刺激植物的生长。实验证明，它对植物生长的刺激效应竟胜过原来的生长素几十倍之多。在稀释十万倍的水溶液中，它就可以刺激番茄子房胀大成为无子果实。
出于意料之外的是，把同一药剂在一千倍的水溶液中稀释后，施用在一些阔叶的植物体内，就能传遍它的周身，发挥出缓慢的致命的毒杀效应。而这样浓度的药剂对长成的禾谷类作物，尽管也有些抑制的影响，却还不至于毁灭。因之在禾谷类作物田上每公顷喷射一公斤的二四滴，就足以抑制阔叶杂草的生长，而对作物无碍。在种植较密的作物（如小麦）田中，由于不需要立即将莠草杀死，只要抑制住莠草的生长，让作物有机会发展到压倒的优势就可以了，所以药剂的用量还可以少一些。
二四滴不易溶于水，千分之一的浓度已接近它在水中的溶解度。在这种剂量下，它对人畜无害，也没有逐渐累积在动物体内的迹象。二四滴可以从食盐电解、煤与木材干馏的产品中制得，工序比较简单，成本低廉，可以大量制造。
二四滴的这些特点，已接近于人们对化学除莠的各种要求。所以从它在实验室诞生，到田间试用和大面积推广，前后只有五六年的时间，是一项发展得最快的农药。
二四滴在除莠上的异常成功，开辟了化学除莠的新途径，鼓励了这方面的研究工作。近十几年来，化学家在合成新的除莠剂，生理学家在测验它们的毒害效应，农学家在鉴定它们的田间应用技术等等。成百上千的新药在合成着，到目前为止，大量生产和应用的已不下几十种。
除莠剂的内吸性与选择性
用很小剂量的有机除莠剂就可以把一棵大树彻底杀死，主要是靠它的内吸性。在医药上，大家都知道有外敷与内用之别。外敷药，一般说，是用量较大而且多少不拘，效应却局限于接触的部分。而内用药剂则用量少并有严格的规定，效应不限于施用的部位而可以遍及周身。除莠剂也有属于外敷与接触性的（如硫酸），但自二四滴发现以后，除莠剂的发展趋势却是朝向内吸性的。要充分发挥内吸性除莠剂的作用，首先要看它如何克服植物表层的障碍进入植物的内部。二四滴以其钠盐的溶液来喷射植物时，就不如它的丙酯乳液有效。看来药剂最好是能够密切地分布在植物表面上，并且具有容易透过叶面角质层结构的能力。
除莠剂一旦进入植物体内，为要完成它杀死植物的“任务”，并不立即毒死侵入的组织，反而靠这些组织的活动继续累积并输送到植物的各个部位去。这样，药效在逐渐发作时才有彻底杀死植株的可能。因此除莠剂的发展，将愈来愈多地要靠它对植物细致而确切的生理作用，抑制生命活动中的某一重要环节。一些药剂在植物体内的持续期很长，像二四滴在棉花中至少可以残留半年以上，甚至会转移到种子中传到下一代。
从成功的除莠剂与医疗药剂的例证来看，除莠剂将愈来愈多地是一些植物代谢产物的“似是而非”的模拟者，或是细胞分裂、代谢过程等的阻抑者。它一旦进入体内，占据了一定的位置，阻碍了应有的变化，日久天长，就破坏了生命的协调。不同植物的代谢过程与生理特性有其特异的差别，人们根据这种差别，制造了适应特异生理作用的药剂，这就是选择性除莠剂。例如，有些药剂的有毒部分因为与其他部分结合而被钝化。只有经过适当的分解而活化后，才能发挥毒害。当它偶然沾染在作物叶面上时，因得不到分解的机会而显不出毒害，但撒布在土壤中却会被微生物所分解从而露出锋芒，向正在萌发的杂草攻击。相反地，也有些原来是有毒的药剂，进入植物体后，在细胞内遭到分解或包围因而失效。不同植物解毒的本领可以有很大的出入，所能容忍的剂量也随之不同。还有些药剂的效应是在有光照的条件下破坏植物的绿色组织，使得食物的制造不能进行。缺乏叶绿色素的根系或微生物就不大受其影响，有足够储藏食料的组织也能抗拒一时。另外有些植物的抗药是来自它的特殊形态。例如葱蒜的叶片呈直立的筒状，外边又有光泽的蜡质层的保护。喷射的药剂接触叶面的机会就小，又不容易沾附在它的上边，而作物中混杂的阔叶杂草就缺乏这种抵防的条件因而更容易遭到药害。
生物之间虽有差异，但是同它们的共同性比较，却不是那么显著，亲缘很近的植物（如水稻与稗子）尤其是如此。就拿二四滴这一选择性较强的药剂来说，初发芽的禾谷类幼苗也经受不起它的攻击。因此，消灭田间的杂草不能专门依靠药剂本身的选择性，还要根据作物与杂草间生长习性的不同，适当制定药剂处理的时期与方法，以达到选择杀除的目的。
除莠剂的土壤处理
在土壤中施用除莠剂比叶面喷射更能起到防治作用。叶面喷射只能顾及已长出土的植株，而且枝叶长得愈茂盛消耗的药剂愈多，对正在土中萌发的幼苗却喷射不到，还得任其滋长。在一个生长季中，要消除空旷土地上陆续出土的杂草，只依靠一次喷射，无法奏效。药剂的土壤处理，即把药剂比较均匀地分布在土壤的表层中，长期地保留在那里，随时抑制杂草的萌发，用药少而收效大。最近已经制成多种新药剂，供作物未封垅前作土壤处理之用。在工业场地与交通线的维护上，土壤处理是最能收效的办法，使用土壤灭生剂就可以杜绝杂草的滋生，长期保持建筑与场道的清洁适用。
土壤灭生的最好榜样是严重盐碱化的低洼地，在那里是寸草不生的。把食盐等溶液大量施在土壤中，在短期内可以收到灭生的效果。由于这样做，要用大量的食盐，而且容易被雨水淋洗掉，所以这个办法是不适用的。我们对土壤灭生剂的要求是它能长期附着在土壤颗粒的表面上，难于被水溶解和流失。在化学性能上，它要稳定得既不与土壤颗粒牢固结合，又不轻易分解而失效，只有当植物的根系与之发生接触或非常接近时，才会被植物逐渐吸收与累积，终于使植物受到毒害。近几年发展出来的某些三氮苯的衍生物，大致符合这些要求，每公顷用上几公斤就能维持灭生的效果到一个生长季以上。
一般说，土壤处理每亩的用药量要比叶面喷射大些。药剂的作用与持续时间受土壤性质与雨量等气候条件的影响较大。在大田中作土壤处理应当特别慎重，要考虑药剂在土壤中残余的与累积的效应对后茬作物的影响。
最近应用较广的内用有机除莠剂，如二四滴、西马津等，在适当的用量下具有不同程度的选择性能（如玉米对西马津的抗性较强，可用在玉米田中除莠），而较高的浓度对所有植物都会发生药害。近来还发现二四滴对昆虫（如蜜蜂）有不利的生理影响。作物与杂草之间的生理差异要比植物与昆虫之间的小得多，因此使用除莠剂时在浓度、用量、方法与时期上，比起杀虫剂与灭菌剂来，需要特别注意。
从总的农药发展趋势看来，有机合成的内吸药剂是一个方向。新药剂的效用将愈益寄托在它对有利生物与不利生物间生理效应的差别上。化学药剂是与不利生物如病、虫、莠等作斗争的最有利的武器之一。但是这个武器一方面固然消灭了一些为害的生物，同时却带来另一些更为顽强的抗药性品种。新药剂的研究，是个不断地同自然作斗争的过程。此外，对植物有毒害或抑制作用的药剂，不仅用在消灭整个植株上，也用在控制作物徒长、烟草开花、花粉的绝育、棉花的脱叶、果树的疏花疏果和防止储藏器官（如马铃薯）的萌发等许多方面。新药剂的大量试制及其生理效应的测定，将不断为它的应用开辟新的途径。