「農藥」是「農用藥劑」
人「用的」藥,稱為西藥、中藥;動物「用的」藥叫做動物用藥;「用於」農林作物,管理有害生物的製劑叫做「農用藥劑」,簡稱農藥。農藥本身的定義是以「用途」來定義。和本身毒性、環境衝擊性沒有關係。
「農藥」有許多是有機可用的
「大自然就是最好的設計,沒有浪費這回事」,科學家從自然生態循環的觀察、研究中,開發許多「從搖籃到搖籃」的農藥設計。目前已有許多取材於天然的農藥,也都允許用於有機農業,以下舉一些我國已商品化的例子:
蘇力菌 (Bacillus thuringiensis)
是一種既存於生態中的細菌,1911年首次由德國昆蟲學家Ernst Berliner從昆蟲體中分離出來,並以該昆蟲發現地德國之圖林根邦 (Thüringen) 來命名。這種細菌會產生含有結晶蛋白 (crystal proteins) 的孢子,當害蟲吃下這種結晶蛋白,昆蟲鹼性的胃,會將此結晶蛋白分解成毒素,進而造成害蟲死亡。此種毒素專一性高,不同品系的蘇力菌,會分泌對抗不同種昆蟲的毒素,所以應用於蝶蛾類幼蟲防治的蘇力菌,不可能殺死蜜蜂、螳螂、瓢蟲以及其他不同種類的昆蟲。此種細菌專一性高,對哺乳類無任何影響,我們的胃酸會將這種蛋白完全摧毀。
費洛蒙 (Pheromone)
昆蟲不會說話,沒有語言,只能靠著化學氣味「費洛蒙」來溝通。費洛蒙分為行為費洛蒙 (如警戒費洛蒙) 以及性費洛蒙。其中,性費洛蒙,是由雌成蟲散發出,吸引雄成蟲前來交尾的化學訊號。目前已廣泛用於田間,監測某些夜蛾類害蟲族群數量,或誘殺雄成蟲。我國早已明訂費洛蒙農藥登記需求,近來為了大力推廣,政府亦降低此種專一性極高的費洛蒙農藥登記門檻,希望鼓勵費洛蒙農藥的推廣。
印楝素 (Azadirachtin)
1959年,德國昆蟲學家Heinrich Schmuterer於蘇丹親眼目睹蝗蟲過境,綠色作物被一掃而空的情況。但此時,他發現印度楝 (Azadiract indica A. Juss) 是唯一能夠幸存的綠色植物。植物不會跑、不會動,為了躲過害蟲的摧毀,演化出能分泌出一些抗蟲物質的能力。印度楝分泌的「印楝素」,目前推測對昆蟲有抑制取食、不利昆蟲生長的效果。這種天然的植物萃取物,在我國以及世界各國,皆為取得有機認證的農藥。
脂肪酸鹽類 (Salts of fatty acids)
脂肪酸是普遍存在於動物、植物體內的物質,在我國及美國均列為於食品添加物。該物質製造過程和肥皂一樣經皂化。會將昆蟲具表皮外骨骼瓦解,造成害蟲體液流出,脫水而死,非毒殺的作用機制;該物質對人體沒有毒性,且富含於天然食物來源之中,且在環境中半衰期僅1.5-3天。這類農藥,因為有較安全的使用歷史,故政府依照農藥管理法第九條,特別開放一個「免登記植物保護資材」,給一類風險較低的防治藥劑,但廣義來說,免登記植物保護資材屬於農用藥劑,仍需報備主管機關,且不可誇大不實。
因篇幅關係,僅舉幾個例子供讀者朋友參考。該些有機可用之製劑,因「用」於管理農林作物有害生物管理,皆稱為「農用藥劑」,簡稱農藥,或符合廣義農藥之定義。
靈感來自於天然物的化學農藥,或專一性高的化學農藥
化學合成農藥中,亦有許多設計靈感源自天然生物的。以下舉一些例子:
合成除蟲菊酯
除蟲菊 (Chrysanthemum cinerariifolium) 為自然界中存在的植物,其胚胎分泌的除蟲菊精 (Pyrethrin),可抵禦昆蟲的危害。這種天然的植物分泌物,雖對哺乳類毒性低,卻對昆蟲毒性高。目前農藥廠商,模仿天然除蟲菊精的化學結構,以化學合成方式,製造結構類似的合成除蟲菊酯 (Pyrethroid)。
微生物代謝物
大自然當中的微生物本來就會為生存而相互競爭,分泌一些不利其他微生物生的物質來競爭;史托比類 (strobilurin) 的殺菌劑,如亞托敏 (Azoxytrobin),就是模仿洋菇代謝物的殺菌劑;另外,微生物亦會分泌抑制昆蟲的物質,例如殺蟲劑阿巴汀 (Abamectin),就是鏈黴菌 (Streptomyces avermitilis) 發酵後的代謝物。
對昆蟲專一的農藥
化學藥劑也有許多作用機制,是針對昆蟲才有作用的設計。例如賽滅淨 (Cyromazine) 為雙翅目害蟲脫皮干擾劑 (moulting disruptor, Dipteran)。這種昆蟲生長調節劑 (insects growth regulators),使害蟲無法脫皮,進而使害蟲生長受阻,無法完成生活史 (life cycle),達到抑制害蟲族群的目的。對哺乳類、鳥、魚等脊椎動物而言,我們不需要脫皮,非神經毒作用的昆蟲生長調節劑,對人體是相對安全的。
因篇幅關係,僅舉一個例子供參考。
化學合成的效率,遠遠高於天然萃取
雖說「天然的尚好」,但天然萃取的製造方式費時、費工,因此價格相當昂貴。化學合成的製造方式,效率極高,能產出價格低廉的農藥。
1939年,德國生化學家Adolf Butenandt領軍的團隊,為了從家蠶 (Bombyx mor) 中萃取出天然性費洛蒙,竟然花了20年的時間,從50萬隻雌蟲中,僅僅萃取出12毫克 (mg) 如此少量的性費洛蒙。若以化學合成的方式製造,在幾個小時內生產幾百公斤是沒有問題的。
目前應用於有機農業、慣行農業 (使用化學農藥、化學肥料的農法) 的性費洛蒙,皆是模仿天然性費洛蒙的化學結構,以人工合成方式製造的化合物。因為只有這樣的製程,才可能產出可以負擔、低價的性費洛蒙。
化學農藥仍是主流防治藥劑
雖說目前有許多取材於天然物質的農藥,但整體而言,仍是以化學藥劑為主。原因是,佔我國農業99.03%的慣行農法,一般會傾向價格較低廉、防治效果可能更高、更快速的化學藥劑。
農藥的銷售也面對市場機制,農藥廠商在推廣有機可用的天然素材農藥、生物製劑農藥時,也必須面對一個市場接受度普遍低落的事實。
既然化農藥劑仍為主流,在化學農藥的安全評估基礎上,推薦農民精準、明智的使用化學農藥,設立安全的使用方法,訂定嚴格的農藥殘留標準,是兼顧生產、環境保護、糧食安全必要的做法。也請別忘了,由性費洛蒙農藥的例子可知,就算是化學製造的農藥,亦可以產出對環境沒有負面影響、對非目標生物安全的農藥。
上市的農藥,是歷經16萬人海選的冠軍
要贏得超級星光大道歌唱比賽冠軍,必須要先經過百人海選,再經分區比賽,試鏡之後才會上節目參加歌唱比賽。在正式節目比賽中,必需過關斬將,經過不斷的晉級,淘汰對手,才可以走到最後的決賽,從中勝出,拿到冠軍的歌手,可說是百中選一。
一個要成功上市,取得農藥登記證的化合物,通常需從16萬個化合物中,經過許多篩選、測試,確定不會造成慢性中毒、無致腫瘤、不造成不孕、不造成胚胎不良發育、沒有細胞病變、且可以快速被人體代謝、有良好防治藥效、對環境不會造成不可逆的影響。若在篩選的過程中,發現某個化合物有任何不好的性質,就會終止該化合物的商品化,直接丟棄。
經過嚴格的篩選後,農藥廠商才會將此化合物商品化,再委託第三方毒理試驗單位,備製所有政府要求的毒理試驗報告。最後再將此毒理試驗報告,提交給政府農藥主管單位,經過專家、學者、農藥諮議委員會的嚴格審查、評估,並且要求該農藥在我國進行田間殘留消退試驗,綜合評估後確認安全,政府才可能核發農藥許可證,可說是16萬中選一。
根據作物永續發展協會 (Crop life) 近年來的統計,一個具農藥研發能力的藥廠,平均約需篩選16萬個化合物,才會找到一個值得商品化的農藥成分,篩選的時間平均約為11年,篩選的花費約為2.8億美金。
由此可知,化學農藥的研發,並非一般人想像的如此簡單,更絕非隨便合成一個有毒殺蟲物質,就商品化這麼簡單,而是經過16萬人海選、政府嚴格審查後的擂台冠軍。
GLP試驗規範,防止安全評估造假
在我的上一篇文章中,有朋友私訊給我,和我討論嘉磷塞 (Glyphosate) 等農藥在國際上有爭議,因此質疑所有評估數據的客觀、真實性,並且向我提出質疑,擔心數據的造假。並要求農藥的毒理試驗在國內進行,確保數據的真實性。有關於此,我在這裡做一個介紹:
農藥廠商開發的化合物,經過自主的16萬海選 (篩選) 後,必需委託第三方試驗機構,依照「藥品非臨床試驗優良操作規範」(Good Laboratory Practice; GLP) 進行。GLP規範一切試驗之計畫、執行、監督、紀錄、檔管與報告,具有可追溯性;GLP認證單位,會不定期的稽查GLP實驗室,確保試驗數據品質,能防止一切數據假造,確保安全評估依據的正確性。GLP試驗規範非我國獨創,此為國際規範,且西藥、食品、動物用藥、化妝品,也是依照GLP試驗規範進行。
國際上,並沒有一個國家,包括歐盟、美國、德國、日本等,會要求農藥登記時,還需要在登記國,重複一次已經進行過的GLP毒理試驗,因為從GLP試驗報告中,任何造假的數據都將無所遁形,重複相同的試驗,得到一樣的結果,是沒有任何意義的。
我國政府,本來就會針對某些較有爭議的農藥,不斷進行評估,並且密切關注各國政府的決策,以及決策的科學基礎。大多數的農藥,國際上都有一致或相近的看法,而國際上有爭議的農藥,真的是少數中的少數,例如嘉磷塞、益達胺 (Imidacloprid),但絕非最近不斷被攻擊的氟派瑞以及普拔克。
不應該將對嘉磷塞、益達胺的怒火,遷到氟派瑞以及普拔克上,只因同為農藥,四個不同物質,有著截然不同的特性,應分開討論。就像中華職棒疑似打假球,但我們絕對不能說美國大聯盟、日本甲子園者、荷蘭棒球聯盟一定也是打假球,只因為他們都是棒球聯盟,應就事論事,分開討論。
一些有機可用、專一性極高或安全性非常高的農藥或免登記植物保護資材,例如微生物製劑以及應用於食品添加物的脂肪酸鹽類,就因為用於農林作物有害生物管理,而定義為農藥,是否也要因此特別在台灣進行毒理試驗? 這點值得深思。
農藥 = 農用藥劑 ≠ 很濃的毒藥
運動是一個集合名詞,涵蓋球類運動、有氧運動、重量訓練、水上運動、田徑等等。球類運動中,又包含籃球、足球、排球、羽毛球等等。有氧運動又包含慢跑、腳踏車、有氧舞蹈等等;每個運動的規則都完全不一樣,應個別探討,不應混為一談。
農藥是一個集合名詞,涵蓋所有「用於」管理田間有害生物或調節植物生理的藥品或製劑,包括殺蟲劑、殺菌劑、除草劑、殺線蟲劑、殺蟎劑、老鼠藥、植物生長調節劑等。殺蟲劑又包含DDT、巴拉松、蘇力菌、阿巴汀等等,殺菌劑包含亞托敏、液態澱粉芽孢桿菌、氟派瑞、普拔克等等;每個農藥性質都完全不一樣,應個別探討,不應混為一談。
農藥是以「用途」來命名,是中性一詞,與本身的毒性、環境負面影響性沒有任何關聯性,更不等於「很濃的毒藥」。當沒有致腫瘤疑慮的氟派瑞增訂茶赤葉枯病的輪替選項之一時,大多人反對的究竟是氟派瑞本身? 還是DDT? 還是嘉磷塞? 還是田間有害生物管理? 還是單純「農藥」兩個字?
其實我們大多數人都不是反對「田間有害生物管理」,所以反對「農藥」是不合邏輯的。該反對的不是農藥,而是農藥帶來的負面效應。不同的物質,帶來的負面效應完全不同,應就各種不同的物質進行探討,不該以農藥這個集合名詞,先入為主地將氟派瑞、普拔克和早已禁用的DDT、巴拉松,或是其他有爭議的農藥做任何連結,更不可以直接劃上等號。就像我們在評論籃球比賽時,我們不可能說「為什麼NBA美國職籃不是用腳踢?籃球不也是運動,和足球一樣?」
淺談「氟派瑞」及「普拔克」
1942,世界上第一個合成農藥DDT問世,當年並沒有現今的「16萬大海選」以及嚴謹的「農藥管理法」,發現DDT的瑞士化學家Paul Müller亦沒有對此物質的安全性做出評估,不知道DDT在土壤中的半衰期竟可達22-30年之久。但這些歷史事件都已經過去了。
在我上一篇文章中有提及,2017的今天,這些對人類、環境、生態風險高到無法控管的物質,早在40多年以前就禁用了。除此之外,當我們有更好的取代品時,政府就會淘汰掉較差的農藥;今年 (2017) 一月一號開始,對使用者風險高的加保扶40.64%水懸劑、加保扶44%水懸劑、加保扶37.5%水溶性袋裝可濕性粉劑,皆禁止販售,正式淘汰,就是最新的一個例子。農藥的管理,是與時俱進,除了淘汰不合適的農藥,對於較安全、友善的農藥,不論是化學或天然素材農藥,登記的新藥,只會向上提升,不可能再走回頭路。
氟派瑞 (Fluopyram)
是一種殺真菌劑,作用機制是抑制真菌粒線體之電子傳遞鏈上的琥珀酸脫氫酶 (succinate dehydrogenase; SDH);2012首先在美國取得農藥登記證、2013年於歐盟取得農藥登記證,屬於新藥;用量低,在茶園中,每公頃 (一個足球場:100 x 100公尺) 僅需施用0.075-0.25公升氟派瑞有效成分;對昆蟲沒有致死效果、對蜜蜂沒有毒性,亦對害蟲天敵沒負面影響;對鳥、蚯蚓沒有毒性;田間土壤,半衰期為118.8天;降解後,變成一些簡單的有機物,在環境中被微生物利用、分解,最後變成二氧化碳;48小時內,93%以上氟派瑞就會被排出體外。非內分泌干擾物質 (環境賀爾蒙)。
最新研究已證實,氟派瑞對人類沒有致腫瘤的疑慮。美國環保署 (EPA) 於2016的癌症風險清單中,已將氟派瑞調降成「非致癌物質」 (Not Likely to Be Carcinogenic )。過去在慢性毒性試驗中,極高的劑量 (即總量管制的7,000、8,000倍高的濃度),在大鼠出現肝臟腫瘤,小鼠也有甲狀腺腫瘤,但最新研究發現,老鼠體中的特殊受體才會造成腫瘤,而人體中並沒有此種受體,因此證實不會造成人類的腫瘤。
普拔克 (Propamocarb)
是一種殺卵菌劑,作用機制是干擾脂肪酸之細胞膜通透性 (cell membrane, permeability, fatty acids),進而抑制卵菌之細胞膜合成。屬於較有歷史的藥劑。用於瓜類時,每公頃普拔克有效成分用量將近1公升。對昆蟲沒有致死效果、對蜜蜂沒有毒性,對害蟲天敵亦沒負面影響;對鳥、蚯蚓沒有毒性;田間土壤半衰期僅17.6-22.1天;數周內就會被細菌、植物完全代謝掉。
國際上都認為普拔克在環境上是相對友善的化合物;24小時內,90%普拔克就會被排出體外。非內分泌干擾物質 (環境賀爾蒙)。對哺乳類不會造成致腫瘤,美國EPA 2016癌症風險清單中,將其定為「非致癌物質」。
向「有機農民」及「慣行農民」 致敬
全面的有機化已經是現代人集體的共識和目標,這點無庸置疑。但筆者個人支持有機農法的原因,是基於生態環境的低度干擾,友善生態系、保育特定物種的理念,而非反對合乎安全標準的農藥殘留。
另外,施用化學農藥時,若沒有做好防護措施,使用者的暴露的量,遠高於吃農產品的消費者。基於維護生產者的健康,我支持有機農業,或建議使用農藥必須嚴格遵守標示指引,配戴合適防護裝備。
在筆者上一篇文章中,有朋友提出質疑說「許多農民常會留一小區不施藥,自己吃,拿去賣的卻有用藥」。關於這點我說明一下,如前所述,農民縱使吃沒有微量農藥殘留的農產品,但他暴露的農藥,遠遠比我們消費者所吃的多太多太多了。
從將化學農藥包裝打開那一刻開始,所接觸到的量是100%未經稀釋的,相較經過殘留消退期,僅剩百萬分之零點幾 (parts per million; ppm) 的微量農藥殘留量,風險較高的永遠是農民。再者,大多農民對農藥的認識,和一般消費者一樣,也有誤解,因此也是有恐懼的,才有這個行為。但筆者會建議農民,不如依照標示,做好防護措施,降低直接暴露,遠比避免微量農藥還來的重要。
除此之外,因為管理上的方便,農民通常種植的種類不會太多,種自己吃的區域應當也不大,我們可以想像自己吃的那一小區的農產品,不可能完全讓一個家庭完全自給自足的。所以農民和我們一樣,仍需到市場上購買其他農產品。所以綜合以上幾點,當我們聽到「農民自己吃的作物不用藥」,也請不用太過生氣,因為農民面對的農藥暴露風險,遠遠高於到市場上購買蔬果的你我。
低成本、高效率的化學農藥,造就低廉、高效率、快速、省工的田間有害生物管理工具,因此造就高產量、最低勞務的農業,提供我們低價的農產品,因而有效降低糧食、蔬果物價,進而減輕整體物價壓力。提供我們這樣生活環境的人,就是慣行農業的生產者。
兩個不同面相來看,我們都應該同時向對環境友善理想堅持的有機生產者,以及提供我們低價農產品的慣行生產者致敬。
一味追求低價、高產量的農業,不是人類的完勝
單一化的種植、工業化的高度社會分工,讓大多數的人都不需從事農業生產,卻可衣食無虞,且手上多餘的資源可以做更多分配。但是這種支撐我們的農業型態,恐怕無法視為人類發展上,無懈可擊的最終勝利。因為農業牽涉的問題極廣,除了糧食安全、環境生態外,尚包括文化、全球貿易、農民權利等等,目前這樣的農業的確也該好好檢視,是否有更能夠顧及更多種面相的型態。但這問題實在太廣大,筆者僅能限縮至眼前的問題來討論。
在轉型全面有機的議題上,我們必須承認目前有機農業,僅佔我國農業0.7%的事實。現在我們望著終點,卻才只從起跑點跨出幾步而已。有機農業必須要慢慢調養環境,經年累月的達到生態平衡,並且讓土壤累積更多的碳源及有機質,才能讓產量維持在較小波動的水準,這個轉型並非一朝一夕、一蹴可及的,但卻勢在必行。
但我們除了面對材、米、油、鹽、醬、醋、茶、蔬、果等基本糧食需外,在這個薪水跟不上物價的時代,尚面對房貸或房租、車貸、學貸、托嬰費用、網路電話費、水電瓦斯費、通勤費用、教育費、稅賦等生活負擔外,在短期內,究竟我們願意或能夠放棄多少比例的慣行農業? 是90%、80%、70%、60%、50%還是20%、10%?
根據主計處的統計,每個家庭約花15%的支出在飲食上,所以這個支配的意願或能力,會直接影響到有機農業的市場,進而造成有機農業發展的關鍵。目前除了有害生物管理問題外,仍有許多問題需要克服,例如鄰田農藥飄散的汙染,導致驗出微量農藥殘留,而造成有機農產品無法銷售,進而使有機農業發展受阻;海島濕熱的氣候,碳源、有機質累積不易。諸多問題,需要克服,也造成有機農業短期內成長的力道有限。
所以可以見得,短期內要全面有機化,難度頗高。因此,在目前慣行農法仍佔99.03%的轉型過渡期中,先求維持一定產量的安全農業,嚴格管理這99.03%的慣行農業,引進環境更友善的農藥 (包括化學農藥、或天然素材、微生物製劑等),產出安全及環境相對友善的農產品,並依照科學證據,設立安全的殘留標準,仍是必要的。
三月以來,氟派瑞核准於茶赤葉枯病的輪替選項、普拔克核准於一些熱帶果樹 (木瓜、鳳梨、芒果、百香果等),備受爭議,成為眾矢之的,但在我上一篇文章中,已經解釋過,不同國家重要作物不同,例如歐盟的溫帶氣候無法種植熱帶果樹,且飲食習慣差異也甚大,因此各國殘留標準一定會有差異。
但衛福部公告的殘留標準,總量管制皆低於國際標準,並沒有比其他先進國家如歐盟或美國還寬鬆,因此絕無放寬一事。一切完全依法行事,並以科學證據嚴格評估,安全無虞後才公告,實在沒有撻伐的理由。那我們反對的理由,究竟是氟派瑞本身? 還是DDT? 還是嘉磷塞? 還是田間有害生物管理? 還是單純「農藥」兩個字?
銘謝
感謝所有關心食安、農業、生態環境,並嚴格監督農藥管理的朋友們,在我上一篇文章「從氟派瑞事件 來看台灣農藥集體恐慌」中,給我許多批判以及指教,我得到很多更寬廣的思考以及成長。也和許多朋友,對於文章所沒有深入探討,或是文章有提到,卻言不及義的部分,進行更多溝通探討。若在溝通上面,有造成令人感到「說教式」的話語,我在此深深表達歉意以及會積極改善。
但不可諱言的是,在農藥的風險溝通上,目前民眾與有農藥學科相關背景的人,在接收資訊的能力上確實仍有很大的落差,常常內容平行而無法交集。
「看不懂新聞稿」「不是每個人都聽得懂政府的話,應考量資訊落差」「一般民眾可能沒能力也沒時間了解」在這個一秒滑過平板、手機大標題的時代,一些政府、專家農藥專有名詞的簡介、新聞稿,恐怕無法在滑過銀幕的幾秒鐘,內能讓大多民眾看懂;就連最基本農藥的定義,都有落差,那恐怕無法建立溝通的基礎,所以「介紹式」的風險溝通,恐怕還需要持續一段時間。
我是植物保護從業人員,服務的公司從事農藥 (包含慣行化學農藥及有機可用農藥)、肥料、農業相關資材的銷售。雖非昆蟲學家、植病學家,但對於農藥這個跨足昆蟲學、植物病理學、農藥學、毒理學等複雜卻具挑戰的小小行業,我卻樂此不疲。因和本次事件的廠商無任何利益關係,本著良知以及中立的態度,將農藥的定義,忠實呈現,期待社會大眾在討論某個農藥的風險管理時,不以農藥這個集合名詞,而能就不同物質來分別探討。
這篇文章,真的是自農藥爭議事件以來,看過最用心,抱持理想卻也不忘務實的一篇好文章了。正所謂討論一件事物前,必先定義要討論之事與物。翻看了作者前一篇文章,願意為了當前農業上最重要的議題之一發聲,卻也是最不討好大眾,最多偏見衝突的議題。一方面覺得台灣的農業還是有希望的;另方面卻也對許多只為偏見辯駁的群眾現象感到憂心,,
這才是理性的分析, 我們不需要恐荒性的言語,言之有物才重要. 請持續的發聲. 加油
學知識了,感謝
非常感謝