农业生产虽然经历了极其漫长的过程，但直到本世纪中期，农民仍一直只能靠手工操作的方法来除草，在许多情况下，还是农民们摆脱繁重劳作之苦，转向经济型农业的主要障碍。

天然触杀型除草剂的使用虽然比40年代后发展起来的现代除草剂要早得多，但是不能安全地用在生长的作物上，以有选择地杀死某些杂草。除草剂研究的真正突破是在40年代后期或50年代，随着某些选择性除草剂（如2.4 - D和MCPA）的发现和推广而成功的。这些选择性除草剂无害生长的粮食作物却能有效地杀死阔叶杂草。接着就产生了较完美的选择性除草剂，这种除草剂能杀死近似禾本科作物并与之生长竞争的杂草，如野燕麦和黑麦草等，却不影响禾本科作物的生长。

显然这种除草剂给人们带来的益处还具有很大的潜力。

这种除草剂问世后，使得大豆和油菜等阔叶作物中的禾本科杂草能够在苗后得到控制。甜菜作物苗前喷施成功就可扩大单子叶作物的种植，便于精确播种，免除农民繁重的间苗劳作。化学除草为农业机械化和现代化的发展铺平了道路。从世界范围看，现代表业使劳动生产率大幅度提高，今天，美国一个农民已能养活116人，而1940年却不足20人。

此外由于一些高难度产品的研制成功（如百草枯等除草剂）为免耕栽培技术的应用及水土保护创造了有利条件，减少了大田翻耕次数，从而达到保水和减少土壤侵蚀的危害。这种效益在易发生土壤侵蚀的地区尤为明显。

一般地说，虽然除草剂给增产带来的好处是显而易见的，并为现代表业作出了巨大的贡献，但是随之而来的问题亦日趋严重，如对人类的毒害及环境污染问题。由此促进了新产品的研究和开发，经改良的新产品使用安全，目前已取代了许多旧产品，但随着生物工程及种子技术的发展，科学工作者正在探索追求更完美的新产品?世界十大种子公司之一的ICI种子商是世界上为数不多的几个既经营种子又研制经营化学药品的母公司中的一家，正在着手研制既有效除草又考虑环境安全的新型除草剂。

为了适应作物新品种的推广，杂草对现有除草剂品种的耐药性以及人类对环境问题的忧虑日益严重。ICI公司认为现在已经到了利用植物遗传资源多样性的时候，以期达到最合理地选择除草剂的目的，从而使保护环境安全成为可能。这将广泛地应用于优化环境，降低产品成本及培育耐除草剂的作物品种。这种可能性非常清楚，有利基因存在于世界植物基因库中但是采用常规育种手段，要在短时间内实现这一目标实际上是不可能的。然而由于基因鉴别生物技术及其相关技术的发展，增加了识别和选择范围，加快了选育的进度，要达到上述目标就有可能。

ICI种子公司综合了种子、生物工程技术、农业化学三方面技术力量，正在做这方面的工作。

“新”除草剂的研究现状

为了探索新一代无害环境的除草剂，科学家们正集中精力解决以下几个关键问题。它们分别是：

1.对动物、鱼和昆虫低毒。

2.残效期短，在土壤和水中有效几小时，最多不超过数天。

3.不易随土壤水分淋溶到土壤深处，因而能阻止在地下水中的渗透移动，防止污染地下水。

4.不易挥发，因而有效成分不会蒸发掉，喷洒后能保留在原来的地方。

除草剂的这些特点必须与其除草效果相结合，因为除草剂的最终目的是杀死杂草，如果不能实现这种目标，那么该产品无论是对制造厂还是对农民都是无用的，就不能商品化。

由于对杂草和作物的选择能力（有效性）始终是开发新型除草剂中首先要考虑的问题，而现阶段使用的许多种产品没有所需的选择性因而毫不奇怪出于对环境问题的关注，整个除草剂制造业就更需要产品更新换代。这促使ICI种子公司的科学家认为，从长远观点来看整个杂草防治方案将接受检查。取而代之的是发展除草效果和环境保护相协调的新型除草剂，但为什么还没有开发出有利于环境的除草剂，以及培育出耐除草剂药害的作物呢？

这样就可肯定地说，除草剂还必须具有较好的除草效果和有利于使用这两个附加特性。首先，被选用的除草剂应有较广的杀草谱，这样农民只需用少量的除草剂即可杀死大量的杂草，从而使每季每公顷的除草剂用量大大减少。其次具有苗后施用的优点，农民在喷洒除草剂前可以根据杂草危害的严重程度，决定采用机械除草或带状喷雾法来解决条播作物中的杂草问题和决定最多或最少的用药量，以大大减少除草剂的使用量。据此可以得出除草剂施用量的有效经济阈值与允许作物损失量之间的数量关系。目前这种方法已广泛地应用于害虫防治。

提倡耐除草剂的作物品种和对环境良性的除草剂是十分有利的。虽然现在通用的大多数除草剂不能满足上述两要求，但仍有若干种具有理想特性的除草剂。对除草剂具耐性并不是什么新概念，无论是作物还是杂草，人们早就发现具耐性这一现象，然而，在实际应用中，人们一直忽视了这一潜在的机制，随着近几年生物技术的飞速发展，人们才开始把它推向了实用阶段。

除草剂耐性和生物工艺学

除草剂耐性（即一种作物或甚至一种杂草被喷施除草剂后继续生长的能力）目前很少受重视。

杂草对除草剂能够忍耐（不敏感）是一个长期产生的问题，而且在各种作物中也有可能产生对除草剂反JS这方面的自然变异。

生物工艺学家和生物技术所做的工作就是把具有广泛遗传基础的耐除草剂材料専入作物体内，利用这种变异可加速常规育种的进程。

开发耐除草剂作物种类和品种将会使整个链条上的各有关环节——从研究工作者——通过生活环境和农民到消费者——都受益。

极受欢迎的耐除草剂基因可以像其它期望特性的标记基因那样很好地发挥作用。因此科学家将能在实验室中用除草剂处理细胞培养物来迅速地筛选材料。农民不仅可因使用种类更少和数量更小的除草剂而从中受益，而且也可以为之提供更大的机动性。他们将不仅可以买到几乎所有的现存商品，而且也可以选择那些现在可以使用而且不危害农作物的新产品。

在某些情况下，一特定类型的除草剂可全部被淘汰。目前美国防除玉米杂草是将三氮杂苯与乙酰替苯胺混合起来进行的、在大约四分之一的作物面积上是用激素来除草。如能用ALS型除草剂（咪唑啉酮）改良玉米品种，则有可能减少激素除草剂的使用，而且农民将增强轮换使用除草剂的能力，从而有利于遏制抗除草剂杂草的进展。最后但非最不重要的是作为该策略的一部分而开发出的某些新除草剂将更加行之有效，既可除范围更广的杂草，又可在更长的生长期内为防除杂草提供保证。

使用比较安全的除草剂对环境有明显的好处，因为这些除草剂可迅速降解为非毒性产物，挥发性低。因而即使由于在土壤中的残作或渗入地下水源，或从作业区漂移到非作业区而造成什么危害的话，也不会碍大事。因效果增强或因农民在出苗后普查补施，使施用次数减少这样会使每单位土壤面积所要施用的有效成分更少。

不过有种危险，将除草剂耐性导入作物植株体内会经异花授粉而转育给野生种，这些野生种反过来又会成为耐除草剂的杂草。这种可能性已引起工业界的严重关注。因此，ICI种子公司已决定不再继续研究高粱对其有耐性的除草剂，因为高粱存在于约朝逊草异花授粉的风险，后者已成为一种恶性杂草。

最后但非最不重要的是，那些不仅只关心食品能够以他或她所能支付的价格源源不断地得到供应，而也关注天然的卫生而无残毒的食品和环境保护的消费者也将会得到报答。食品供应将会得到保障而又不增加农药对环境的压力，农民的节省额会转移给消费者，非渗透性除草剂的开发将使用供水的质量得以保障。

当然也存在某些普遍关心的问题，不过这些会得到缓和的。耐除草剂品种的引入不会导致除草剂使用的增多，因为效力增大了，而且在使用这些产品中给农民提供更大的机动性，故在作物忍耐范围内所使用的除草剂自然显得更为有效。

同样农民可获得的品种数目也不可能减少因为除草剂耐性将会是任何一个优良品种必不可少的要素，这将会鼓励进一步开发品种。

可使用的药物范围不会净缩减，因此会增加产生耐除草剂品系的杂草的可能性。正由于这些新策略加剧了各农业化学公司间的竞争，那些不合要求的老产品将被投放市场的新产品或经过改良的产品所取代。

ICI种子公司在种子行业范围内正着手创立和开发合理而负责任的利用耐除草剂作物作为迈向忍耐耕作重要步骤的途径。作为位数不多的几个组织之一，ICI种子公司拥有一个在种子、生物技术和农业化学方面具三重利益的母公司，有良好条件统筹兼顾这些要素与技巧，从而使所有的食品生产者和消费者都受益。

[Agriculture International，1990年11期］