TUhjnbcbe - 2024/9/9 16:53:00
作者：氘氘斋（清华大学化学系博士）文章来源于中国科普博览大家族科学大院（ID：kexuedayuan）“喷了一夏天的波尔多液，我的所有的衬衫都变成浅蓝色的了。——汪曾祺”粉蓝的漂亮液体，是病菌的噩梦。汪曾祺，一生爱美食、写美食的扬州人（图片来源：凤凰网）笔者一直记得汪曾祺老先生在《果园杂记》中这样描写一种农药：“喷了一夏天的波尔多液，我的所有的衬衫都变成浅蓝色的了。硫酸铜、石灰，加一定比例的水，这就是波尔多液。波尔多液是很好看的，呈天蓝色。过去有一种浅蓝的阴丹士林布，就是那种颜色。这是一个果园的看家的农药，一年不知道要喷多少次。……喷在梨树叶子上、苹果树叶子上、葡萄叶子上。要喷得很均匀，不多，也不少。喷多了，药水的水珠糊成一片，挂不住，流了；喷少了，不管用。树叶的正面、反面都要喷到。这活不重，但是干完了，眼睛、脖颈，都是酸的。”波尔多液（Bordeauxmixture）是最早的无机杀（真）菌剂，其主要杀菌成分是铜离子，也是我们今天的主角。那么，用无机金属离子杀菌这么美（gui）妙（yi）的主意是怎么产生的呢？新鲜的波尔多液呈漂亮的粉蓝色（图片来源：Wikipedia）波尔多液杀菌之谜我们都知道，法国、意大利等欧洲国家一直是葡萄酒的核心产区，尤其是法国南部城市波尔多，大名鼎鼎的82年可乐，不是，82年拉菲，就产自那里。不过19世纪时的葡萄果园主人经常要为葡萄的病害头疼。为了提高葡萄产量，当时欧洲很多葡萄园引进了美洲葡萄品种，但同时也带来了美洲特有的葡萄病菌，尤以真菌引起的葡萄霜霉病最为严重。对这些外来物种，欧洲本土葡萄自然是无力抵抗的。和果农们一样对葡萄病虫害问题着急的还有波尔多大学的植物学家米拉戴特。他仔细研究了发生病害现象的葡萄园，发现靠近路边的葡萄往往不会受到病害影响。霜霉病摧残的葡萄叶和喷洒了波尔多液的健康叶片（图片来源：Wikipedia）一番走访后，米拉戴特发现，路边的葡萄唯一的特殊之处便是果农们为了防止路人偷吃葡萄，喷洒了硫酸铜和氢氧化钙的混合液。喷洒混合液的目的是让葡萄变蓝、变苦。米拉戴特为此大感神奇，年，经过小范围试验后，米拉戴特得出结论：一定比例配置的硫酸铜和氢氧化钙混合液（准确的说是氢氧化铜胶体）能够有效预防葡萄的霜霉病。研究表明，这种药液还能预防马铃薯晚疫病、苹果黑星病、香蕉叶斑病等疾病，可谓“一专多能”。随后这一革命性的农药便以“波尔多液”的名字流传至今。波尔多液能够杀灭真菌，主要分为两个步骤。首先药液中大量的氢氧化铜胶体黏附在植物叶片表面，防止真菌侵入。由于氢氧化铜难溶于水，即便刮风下雨，胶体仍然能牢固地吸附在植物叶片上。然后，氢氧化铜胶体缓慢释放出铜离子杀灭真菌。根据这一原理，波尔多液必须在植物发病前喷洒，起到预防作用。植物一旦发病，波尔多液的效果会差许多。其实，不管是铜离子还是铜单质（包括铜制品表面和铜纳米颗粒）都具有非常广谱的抗真菌、抗细菌、抗病毒作用。在真实、复杂的氧化还原条件下，铜离子（I和II价）和单质颗粒可能都会起到作用，并且同时对病原体的细胞膜、重要蛋白酶和遗传物质发动攻击。具体说来，铜元素会催化细胞膜磷脂的非酶氧化，部分细菌/真菌的第一道细胞膜防线便被瓦解，直接死亡。另一些能扛的也难逃厄运，铜离子进入胞内后触发了氧化应激，产生大量高活性的活性氧类物质ROS，所到之处，蛋白、核酸、脂质皆被破坏。当然也有一些研究表明，铜元素能直接诱导细菌的DNA损伤，起到杀菌作用。也正是依赖于铜元素广谱、高效的杀菌作用，医院设施、自来水管道都喜欢用铜作为主要材质。△铜可能会同时破坏病原体的细胞膜、蛋白酶和遗传物质（原图ROS错写为ROD）（图片来源：JournalofAppliedMicrobiology）一百多年过去了，波尔多液仍然流行于全世界的果园和菜畦，无怪乎汪曾祺先生也对它发出赞美：“不喷波尔多液，就不成其为果园。”为了长胖，小居居要“吃掉”12枚铜钱在农业生产中，除了充当杀虫剂的角色，铜元素还有其他作用呢。最近笔者无意中看到一条科技新闻，说美国伊利诺伊大学的学者初步揭示了铜元素提高猪的饲料转化率的原因。认识铜这么多年了，笔者第一次知道它还能当猪饲料添加剂，而且含量还挺高。经过笔者（并不）“严格”的推算，一头斤的出栏猪，按照平均2.5：1的饲料转化比计算，需要吃掉约公斤饲料，而一般的高铜饲料中铜含量约为毫克/千克。也就是说这头猪从出生到出售，吃进去了约62克铜（元素），相当于12枚铜钱那么重。对养殖户来说这笔买卖非常划算，毕竟一头猪吃掉的全部铜盐也就值几块钱，但相同饲养条件下多长了二三十斤肉，那可是好几百块钱呀！身价不菲的猪猪（图片来源：Wikipedia）不过爱吃猪肉的盆友不要慌，铜盐（如硫酸铜）是合法的饲料添加剂。铜本来就是猪（以及所有哺乳动物）的必需微量元素，如果只是为了健康成长，猪饲料中只需要含有约6毫克/千克的铜元素，吃吃草就可以满足了。但是可惜，大部分猪的任务不是健康成长，而是快速长胖，然后做成红烧肉、酱排骨、培根、香肠……于是，狂热的培根爱好者、英国“养猪学”博士Braude及其合作者在年连发多篇文章，称高铜饲料可以有效提高猪的饲料转化率和体重。据说Braude对铜的