美国农场既是现代化学的奇迹,也是大自然的奇迹。一年中的这个时候,像内布拉斯加州、密苏里州和阿肯色州这样的地方,到处都是郁郁葱葱的玉米田和矮矮的豆类灌木。农作物的成功当然归功于土壤和雨水。但不管好坏,我们还应该感谢 由天然气制成的合成肥料、为阻止贪婪的害虫而设计的杀虫剂,以及像3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸(更广为人知的名称是二甲草)这样的除草剂所带来的丰收。
然而,植物与化学物质之间的关系变得不稳定。根据 密苏里大学 的研究,二甲草已在20个州的1400多个独立事件中,对超过300万英亩的大豆造成了损害。我们是否正在播下灭亡的种子?
我们为什么使用二甲草?
就现代 除草剂 而言,二甲草相当古老。但虽然这种化学物质自20世纪40年代以来一直被使用,但其使用直到最近才受到限制。根据 美国环保局 汇编的最新数据(2012年),该化学物质在常用农药中的排名靠后。其排名靠后的原因很可能是其容易漂移到其他田地的倾向——以及它对大豆(美国中西部许多地区的主要作物)有剧毒。大豆被加工成油和蛋白质来喂养动物,其中一小部分收成被用于人类产品:豆奶、豆腐等。大豆还通过补充玉米(另一种主要作物)通常会带走的氮,在维持该地区土壤健康方面发挥着至关重要的作用。
在过去20年的大部分时间里,草甘膦是首选的植物杀灭剂。草甘膦,更广为人知的名称是“农达”,是由农业化学公司孟山都于1970年开发的。与二甲草一样,草甘膦最初的使用范围相当有限,因为它只能在人们希望 完全 杀死植物的地方喷洒——例如,果园的行间,或火车场。一位农民如果向她的田地喷洒草甘膦来清除杂草,她将得不到任何玉米。
但在20世纪90年代,孟山都开始销售一系列获得专利的、转基因的、“农达”抗性种子。孟山都改变了作物种子——最初是大豆,但最终扩展到包括玉米、油菜、苜蓿、棉花和高粱——使其能够抵抗草甘膦。种植这些种子的农民可以向他们的田地喷洒草甘膦,杀死杂草,同时保留他们的作物。这相当于吃掉了所有的巧克力而不会增加任何体重。
然而,随着时间的推移,杂草 也 变得对“农达”产生抗性,对草甘膦产生了抗性。农民不得不喷洒更多的除草剂来达到相同的效果,有时甚至不起作用。因此,去年孟山都推出了新的“农达”抗性2号大豆种子,这种种子 也 对二甲草具有抗性,允许农民将这两种产品倾倒在他们的田地里。由于这些除草剂通过不同的作用机制杀死植物,因此对一种除草剂具有抗性的植物不太可能对另一种除草剂具有抗性。
只有一个问题。虽然“农达”抗性2号种子得到了 美国农业部 (USDA) 的批准,但实际上并没有批准与它们一起使用的二甲草除草剂。在美国,农药的 EPA 批准是基于它们 预期 用途。由于二甲草由于对作物有毒性,除了与“农达”抗性2号种子一起使用外,并没有用于大豆的批准用途,因此 EPA 尚未批准其在大豆田中的使用。
那么,为什么 EPA 没有赶快批准现有的二甲草产品呢?可以追溯到20世纪60年代的研究已经指出了二甲草容易 漂移。二甲草不会停留在喷洒的地方,而是经常漂移到邻近田地的作物上。
一种潜伏的怀疑
除草剂漂移的问题并非新鲜事——草甘膦也曾漂移。但草甘膦可能只会损害10到12行玉米,而 二甲草 则有可能摧毁整个大豆田。如果 EPA 批准了现有的二甲草制剂用于“农达”抗性2号,它们就有可能导致种植其他大豆的农民受到邻居二甲草喷洒的影响。事实上,去年——“农达”抗性2号种子首次上市的那一年,尽管没有获得批准的二甲草制剂来喷洒作物—— 阿肯色大学 的研究人员表示,这正是发生的事情。
在阿肯色州,农民们——包括那些种植了“农达”抗性2号种子,尽管缺乏批准的二甲草制剂来喷洒作物——正在与特别严重的猪草侵扰作斗争。这种开花植物与苋菜属于同一科,被称为“竞争性物种”。如果不加以控制,它会迅速生长并挤占该田地里种植的其他一切作物。面对这种风险,农民们会忍不住使用未经批准的产品也就不足为奇了——即使他们知道二甲草漂移的风险。
二甲草以一种独特的方式损害大豆植株,使得农民和研究人员相对容易地追踪到问题。正常情况下,大豆叶片会稍微向外向下弯曲;如果下雨,雨水会从豆叶上滑落。但暴露在二甲草下的豆叶会呈现出杯状外观,叶片边缘略有卷曲地向上翻。这是因为二甲草通过模仿植物激素——生长素来杀死植物,而生长素负责生长和发育。想象一把锁和一把钥匙:植物有受体——锁——等待激素(钥匙)来告诉它如何生长。二甲草会溜进锁里,以可能杀死的方式改变植物的发育。但根据其作用时间,它可能只会抑制作物产量。无论哪种情况,都会给农民带来损失。
与二甲草的非标签使用相关的问题本应消失。去年晚些时候,在经历了中西部农民收割完最后的大豆和玉米,并深入准备今年的种植季节之后,EPA 批准了三种二甲草配方,旨在降低挥发性或漂移的可能性。一种由孟山都公司开发,另一种由陶氏化学公司开发,第三种由德国化学公司巴斯夫开发。但尽管有了这些新的、据称挥发性较低的配方,问题似乎还在恶化。
“2016年,我们总共收到了130起与二甲草相关的投诉,”密苏里州农业部农业主管 Chris Chinn 说。“去年6月22日,我们开始收到投诉。今年我们6月13日收到了第一起投诉,到7月6日,我们已经收到了大约134起投诉。”
在正常年份,该部门会收到大约70到80起针对 所有 农药的投诉。
“到7月6日,我们收到的投诉量在很短的时间内相当于两年的总和,”Chinn 说。
截至8月23日,阿肯色州已收到950起二甲草使用不当的投诉。制造商也并未否认二甲草正在造成损害。
“我们的现场代表一直在积极调查他们被召集的案件,”巴斯夫公司的技术营销经理 Chad Asmus 说。他说,在许多案件中,他们发现了与二甲草漂移一致的植物生长迹象——而他们的产品本应阻止这种情况发生。
前景不明朗
这些投诉促使密苏里州和阿肯色州暂停使用该除草剂。自7月11日起,阿肯色州禁止销售和使用二甲草,违者将被处以高达25,000美元的民事罚款,同时该州正在就其继续使用做出决定。密苏里州暂停销售和使用一周,但随后允许该除草剂重新上架,并增加了新的标签要求。新的二甲草配方只能由认证的农药施用者在上午9点到下午3点之间,在风速低于每小时10英里的时候喷洒。
白天,地面附近的温度通常比高空气温高。如果你在那个时候施用农药,假设没有太多微风,化学物质更可能保持在原位。但在日落开始、天气变凉时发生的逆温期间,上方的空气比下方的空气更温暖。这就像一个盖子,阻止空气混合(这就是我们形成雾霾和烟雾的原因)。如果在逆温期间喷洒,你就会将污染物困住——并增加在逆温消散时除草剂漂移的可能性。
Asmus 和其他制造商代表认为,漂移是由于用户错误造成的。根据他们的一些调查,农民是在逆温和有风的日子里进行喷洒。另一个问题可能是喷雾器污染,即农民使用喷嘴施用二甲草,然后在下次使用前未能清洁干净。
但其他人则表示,新的配方仍然会漂移。外部科学家——那些不为销售除草剂的公司工作的人——只被要求测试这些新产品的有效性, 而不是它们的挥发性 或漂移的可能性。
农民们表示,新的施用说明非常复杂,几乎不可能遵循。孟山都公司 XtendiMax with Vapor Grip(其新的二甲草配方)的说明包含超过4500字的微小字体。其中,它规定农民必须在风速至少为每小时3英里但不超过每小时15英里时喷洒,并且喷洒高度不得高于目标作物24英寸。除了监测风速和风向外,农民还必须保持正确的流量,以便产生粗滴,而不是过大的压力。如果温度升高到91华氏度以上,这些液滴必须更大。说明还因 作物——大豆与许多农民正在种植的抗二甲草棉花 而异。
美国农业部和各州政府必须决定是否继续允许使用二甲草,而且时间紧迫。农民们已经开始为明年做种植决定。与此同时,杂草抗性是一个日益严重的问题,我们可用的相对安全有效的除草剂越来越少。农民们正越来越多地转向更古老、毒性更强的化学品作为回应。一些人指出我们农业系统更广泛的问题——昆虫 也在进化出抗性,地下水供应正在枯竭,像蜜蜂这样的关键 授粉者正在减少——证明我们需要重新思考我们的耕作方式,并开始摆脱过度依赖合成农药的技术。2010年,一份 联合国报告 总结道,在不完全排除的情况下,减少对农药或合成肥料的依赖将是养活日益增长的全球人口的最佳途径。