近日，我校錢旭紅院士團(tuán)隊(duì)的萬年峰教授聯(lián)合華東師范大學(xué)等中英德澳的科研人員，在國際頂尖綜合性期刊Science上以Letter形式發(fā)表了題為“Leaving synthetic pesticides behind”的學(xué)術(shù)論文。

　　文章認(rèn)為，針對(duì)農(nóng)藥對(duì)非靶標(biāo)生物和生態(tài)環(huán)境的負(fù)效應(yīng)，只有堅(jiān)持系統(tǒng)觀念、運(yùn)用辯證思維，才能降低農(nóng)藥風(fēng)險(xiǎn)，國際社會(huì)各方力量必須采取行動(dòng)，硬件（技術(shù)與產(chǎn)品支撐）和軟件（政策保障）缺一不可。

　　農(nóng)藥能夠有效控制或消滅農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的病蟲草害以及殺滅蚊蠅，降低有害生物對(duì)植物以及人類的負(fù)面影響。農(nóng)藥被發(fā)明以后，對(duì)人類獲取更多食物資源、擺脫饑餓饑荒、減少蟲蚊叮咬功不可沒。然而，隨著人類認(rèn)知的拓展，大健康觀大安全觀得到廣泛傳播，農(nóng)藥對(duì)非靶標(biāo)生物以及生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響，逐漸得到重視。

　　此前，錢旭紅院士/李忠教授團(tuán)隊(duì)的教授萬年峰博士已基于大數(shù)據(jù)及其平臺(tái)，聯(lián)合6個(gè)國家11個(gè)機(jī)構(gòu)的科研人員，篩查了全球88.75萬個(gè)農(nóng)藥使用案例。其研究結(jié)果顯示，殺蟲劑、殺菌劑和除草劑等農(nóng)藥會(huì)顯著抑制非靶標(biāo)動(dòng)物的生長、繁殖與行為，擾亂動(dòng)物的神經(jīng)生理反應(yīng)、細(xì)胞代謝、呼吸反應(yīng)、生理生化響應(yīng)等生化指標(biāo)；抑制植物的生長、繁殖，干擾植物的光合作用、蒸騰作用、細(xì)胞代謝、呼吸反應(yīng)、生理生化響應(yīng)等生化指標(biāo)；同時(shí)也抑制微生物的生長、繁殖，破壞了微生物代謝、細(xì)胞膜通透性、生理生化響應(yīng)等生化指標(biāo)（Nature Communications, 2025,16: 1360）。團(tuán)隊(duì)前期的研究工作驗(yàn)證了Gandara（2024）等人的研究結(jié)論：即使在低劑量下，農(nóng)藥對(duì)非靶標(biāo)昆蟲也有壓倒性的負(fù)面影響（Science, 2024, 386: 446-453）。這些研究結(jié)果為使用化學(xué)（合成）農(nóng)藥所付出的社會(huì)環(huán)境代價(jià)提供了大量證據(jù)。一些研究證實(shí)，許多農(nóng)藥的慢性、亞致死效應(yīng)可能會(huì)在全球變暖的情況下得到加強(qiáng)，這將挑戰(zhàn)傳統(tǒng)農(nóng)藥監(jiān)管體系。農(nóng)藥還可能破壞生態(tài)系統(tǒng)，通過誘導(dǎo)害蟲再猖獗和產(chǎn)生抗藥性來間接危及糧食安全。

　　文章指出，就技術(shù)與產(chǎn)品層面而言，第一，應(yīng)使用農(nóng)業(yè)生態(tài)措施、生物防治產(chǎn)品（如寄生蜂）、生物農(nóng)藥（如植物源害蟲引誘劑）、綠色農(nóng)藥（如新型生物化學(xué)殺蟲劑），用這些成本相對(duì)較低、對(duì)環(huán)境友好和切實(shí)可行的技術(shù)替代傳統(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥。第二，要研發(fā)與推廣不使用化學(xué)農(nóng)藥的植物病蟲害防控技術(shù)，如種植耐蟲害抗病害品種，安裝殺蟲燈、信息素和誘蟲板誘殺害蟲，清除病蟲害賴以生存的寄主資源（包括清除農(nóng)作物殘留物和害蟲替代寄主植物），以及改變作物播種日期。實(shí)踐中，在江蘇稻麥輪作區(qū)，適當(dāng)推遲單季晚稻的播種期，可以顯著減少麥田遷入稻田的灰飛虱量及其傳播的病毒病發(fā)病率。第三，需采用生物多樣性控害技術(shù)。一方面，推進(jìn)包括種植誘集植物在內(nèi)的間套作、農(nóng)田種植顯花植物、果園生草等作物多樣化種植技術(shù)，這些技術(shù)有利于捕食性和寄生性天敵繁育，增強(qiáng)天敵自然控制害蟲的效能。另一方面，推廣稻田養(yǎng)漁、菜漁共生等農(nóng)作物與水生動(dòng)物共生的系統(tǒng)，這些水生動(dòng)物（如魚、鴨、蛙），能夠捕食害蟲、雜草等有害生物。目前，生物多樣性控害技術(shù)已在全球廣泛應(yīng)用（見圖2）。

圖2：全球利用生物多樣性控制植物病蟲害技術(shù)（部分實(shí)景圖）

（A：桃園林下種植紫云英，中國上海；B：小麥與顯花植物套種，英國牛津郡；

C：甜菜田周邊種植花卉，德國中部；D：野豌豆和黑麥間作，西班牙韋斯卡；

E：稻田養(yǎng)魚，中國浙江青田；F：稻田養(yǎng)鴨，中國江蘇南京）

　　精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和數(shù)字工具也可以減少農(nóng)藥的使用。機(jī)器人、無人駕駛飛行器、基于人工智能的計(jì)算機(jī)視覺識(shí)別以及數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的預(yù)測或咨詢系統(tǒng)，都可以實(shí)現(xiàn)及時(shí)、有針對(duì)性地監(jiān)測預(yù)警作物病蟲害。大型自走式農(nóng)用機(jī)械或配備自動(dòng)攝像頭的機(jī)械除草機(jī)或智能化的農(nóng)藥微量精準(zhǔn)噴射裝置，可以像手術(shù)一樣清除農(nóng)作物上的雜草。無人機(jī)不僅可以“精確投放”天敵昆蟲，而且還能在蟲害大爆發(fā)地區(qū)噴灑生物農(nóng)藥。然而，鑒于目前資金和技術(shù)培訓(xùn)的限制，這些技術(shù)的應(yīng)用還不成熟，但將是未來的發(fā)展方向。

　　作者倡議，農(nóng)民、科學(xué)家、決策者和供應(yīng)鏈利益相關(guān)者（如供應(yīng)商、零售商和消費(fèi)者）之間的合作，也可以降低農(nóng)藥使用量。財(cái)政支持可以幫助農(nóng)民采用農(nóng)藥替代措施，外聯(lián)努力（Outreach efforts）可以調(diào)整消費(fèi)者的期望。外聯(lián)努力?指的是為了與公眾、社區(qū)或特定人群建立聯(lián)系而采取的各種措施和活動(dòng)，這些努力旨在提升品牌知名度、增加用戶參與度、促進(jìn)信息傳播和建立信任關(guān)系。通過外聯(lián)努力，消費(fèi)者會(huì)更歡迎不使用化學(xué)農(nóng)藥的有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品，更青睞農(nóng)田系統(tǒng)具有美學(xué)吸引力的顯花植物，更期待農(nóng)田多樣豐富的天敵昆蟲，更向往具有休閑功能的稻漁/菜漁共生景觀。科學(xué)家可以通過研發(fā)生態(tài)環(huán)保的控害技術(shù)，來消除農(nóng)民對(duì)農(nóng)藥風(fēng)險(xiǎn)、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量質(zhì)量損失的擔(dān)憂，并幫助農(nóng)民根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r調(diào)整策略。農(nóng)藥政策和法規(guī)應(yīng)側(cè)重于低風(fēng)險(xiǎn)替代品的快速注冊(cè)（如加速生物農(nóng)藥注冊(cè)登記與審批），實(shí)施創(chuàng)造性的激勵(lì)計(jì)劃，征收差別農(nóng)藥稅（如使用農(nóng)藥越多，須繳納更多的稅），重視自然友好型生產(chǎn)方式的多維效益。

　　最后，文章強(qiáng)調(diào)，只有通過厘清農(nóng)藥使用的生物物理、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的決定因素，并通過普及應(yīng)用農(nóng)藥替代品和農(nóng)藥防治替代技術(shù)，全球涉農(nóng)企業(yè)和農(nóng)民才能提高農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的生態(tài)恢復(fù)能力并從中獲利。唯有致力于這一轉(zhuǎn)變，才能促進(jìn)植物、人類和環(huán)境的和諧共生。

　　盡管我國自2015年開始實(shí)施農(nóng)藥使用量零增長行動(dòng)，農(nóng)藥年均減幅達(dá)3.2%，但生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)防控仍面臨數(shù)據(jù)支撐不足的挑戰(zhàn)。團(tuán)隊(duì)近期成果（Nature Communications, 2025,16: 1360）填補(bǔ)了全球農(nóng)藥生態(tài)效應(yīng)量化評(píng)估的空白，為應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)提供了有力數(shù)據(jù)支撐。該文為實(shí)施全國全球農(nóng)藥減量、為實(shí)施《昆明-蒙特利爾全球生物多樣性框架》提供了技術(shù)路徑與對(duì)策意見。

　　該團(tuán)隊(duì)的萬年峰教授是該文第一作者兼通訊作者，華東理工大學(xué)/華東師范大學(xué)錢旭紅院士、華東理工大學(xué)藥學(xué)院李忠教授、英國生態(tài)和水文中心Ben A. Woodcock高級(jí)研究員、德國波恩大學(xué)Christoph Scherber教授、澳大利亞昆士蘭大學(xué)Kris A.G. Wyckhuys教授，為本文共同作者。

　　原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adv7806