導讀作者：氘氘齋（清華大學化學系博士）文章來源于中國科普博覽大家族科學大院（ID：kexuedayuan）“噴了一夏天的波爾多液，我的所有的襯衫都變成淺藍色的了....

作者：氘氘齋（清華大學化學系博士）

文章來源于中國科普博覽大家族科學大院（ID：kexuedayuan）

“噴了一夏天的波爾多液，我的所有的襯衫都變成淺藍色的了。——汪曾祺”

粉藍的漂亮液體，是病菌的噩夢。

汪曾祺，一生愛美食、寫美食的揚州人（圖片來源：鳳凰網）

筆者一直記得汪曾祺老先生在《果園雜記》中這樣描寫一種農藥：

“噴了一夏天的波爾多液，我的所有的襯衫都變成淺藍色的了。硫酸銅、石灰，加一定比例的水，這就是波爾多液。波爾多液是很好看的，呈天藍色。過去有一種淺藍的陰丹士林布，就是那種顏色。這是一個果園的看家的農藥，一年不知道要噴多少次。……噴在梨樹葉子上、蘋果樹葉子上、葡萄葉子上。要噴得很均勻，不多，也不少。噴多了，藥水的水珠糊成一片，掛不住，流了；噴少了，不管用。樹葉的正面、反面都要噴到。這活不重，但是干完了，眼睛、脖頸，都是酸的。”

波爾多液（Bordeaux mixture）是最早的無機殺（真）菌劑，其主要殺菌成分是銅離子，也是我們今天的主角。那么，用無機金屬離子殺菌這么美（gui）妙（yi）的主意是怎么產生的呢？

新鮮的波爾多液呈漂亮的粉藍色（圖片來源：Wikipedia）

波爾多液殺菌之謎

我們都知道，法國、意大利等歐洲國家一直是葡萄酒的核心產區，尤其是法國南部城市波爾多，大名鼎鼎的82年可樂，不是，82年拉菲，就產自那里。

不過19世紀時的葡萄果園主人經常要為葡萄的病害頭疼。為了提高葡萄產量，當時歐洲很多葡萄園引進了美洲葡萄品種，但同時也帶來了美洲特有的葡萄病菌，尤以真菌引起的葡萄霜霉病最為嚴重。對這些外來物種，歐洲本土葡萄自然是無力抵抗的。和果農們一樣對葡萄病蟲害問題著急的還有波爾多大學的植物學家米拉戴特。他仔細研究了發生病害現象的葡萄園，發現靠近路邊的葡萄往往不會受到病害影響。

霜霉病摧殘的葡萄葉和噴灑了波爾多液的健康葉片（圖片來源：Wikipedia）

一番走訪后，米拉戴特發現，路邊的葡萄唯一的特殊之處便是果農們為了防止路人偷吃葡萄，噴灑了硫酸銅和氫氧化鈣的混合液。噴灑混合液的目的是讓葡萄變藍、變苦。米拉戴特為此大感神奇，1885年，經過小范圍試驗后，米拉戴特得出結論：一定比例配置的硫酸銅和氫氧化鈣混合液（準確的說是氫氧化銅膠體）能夠有效預防葡萄的霜霉病。研究表明，這種藥液還能預防馬鈴薯晚疫病、蘋果黑星病、香蕉葉斑病等疾病，可謂“一專多能”。隨后這一革命性的農藥便以“波爾多液”的名字流傳至今。

波爾多液能夠殺滅真菌，主要分為兩個步驟。首先藥液中大量的氫氧化銅膠體黏附在植物葉片表面，防止真菌侵入。由于氫氧化銅難溶于水，即便刮風下雨，膠體仍然能牢固地吸附在植物葉片上。然后，氫氧化銅膠體緩慢釋放出銅離子殺滅真菌。根據這一原理，波爾多液必須在植物發病前噴灑，起到預防作用。植物一旦發病，波爾多液的效果會差許多。

其實，不管是銅離子還是銅單質（包括銅制品表面和銅納米顆粒）都具有非常廣譜的抗真菌、抗細菌、抗病毒作用。在真實、復雜的氧化還原條件下，銅離子（I和II價）和單質顆粒可能都會起到作用，并且同時對病原體的細胞膜、重要蛋白酶和遺傳物質發動攻擊。

具體說來，銅元素會催化細胞膜磷脂的非酶氧化，部分細菌/真菌的第一道細胞膜防線便被瓦解，直接死亡。另一些能扛的也難逃厄運，銅離子進入胞內后觸發了氧化應激，產生大量高活性的活性氧類物質ROS，所到之處，蛋白、核酸、脂質皆被破壞。當然也有一些研究表明，銅元素能直接誘導細菌的DNA損傷，起到殺菌作用。也正是依賴于銅元素廣譜、高效的殺菌作用，過去很多醫院設施、自來水管道都喜歡用銅作為主要材質。

△銅可能會同時破壞病原體的細胞膜、蛋白酶和遺傳物質（原圖ROS錯寫為ROD）（圖片來源：Journal of Applied Microbiology）

一百多年過去了，波爾多液仍然流行于全世界的果園和菜畦，無怪乎汪曾祺先生也對它發出贊美：“不噴波爾多液，就不成其為果園。”

為了長胖，小居居要“吃掉”12枚銅錢

在農業生產中，除了充當殺蟲劑的角色，銅元素還有其他作用呢。最近筆者無意中看到一條科技新聞，說美國伊利諾伊大學的學者初步揭示了銅元素提高豬的飼料轉化率的原因。認識銅這么多年了，筆者第一次知道它還能當豬飼料添加劑，而且含量還挺高。

經過筆者（并不）“嚴格”的推算，一頭250斤的出欄豬，按照平均2.5：1的飼料轉化比計算，需要吃掉約300公斤飼料，而一般的高銅飼料中銅含量約為200 毫克/千克。也就是說這頭豬從出生到出售，吃進去了約62 克銅（元素），相當于12枚銅錢那么重。

對養殖戶來說這筆買賣非常劃算，畢竟一頭豬吃掉的全部銅鹽也就值幾塊錢，但相同飼養條件下多長了二三十斤肉，那可是好幾百塊錢呀！

身價不菲的豬豬（圖片來源：Wikipedia）

不過愛吃豬肉的盆友不要慌，銅鹽（如硫酸銅）是合法的飼料添加劑。銅本來就是豬（以及所有哺乳動物）的必需微量元素，如果只是為了健康成長，豬飼料中只需要含有約6 毫克/千克的銅元素，吃吃草就可以滿足了。但是可惜，大部分豬的任務不是健康成長，而是快速長胖，然后做成紅燒肉、醬排骨、培根、香腸……

于是，狂熱的培根愛好者、英國“養豬學”博士Braude及其合作者在1955年連發多篇文章，稱高銅飼料可以有效提高豬的飼料轉化率和體重。據說Braude對銅的關注來源于10年前他無意中發現豬非常喜歡舔豬舍的銅環，而對鐵環、錫環什么的沒興趣。

△硫酸銅和堿式氯化銅（TBCC）的添加都能有效提高豬的體重（111天喂養）（圖片來源：nationalhogfarmer、Journal of Animal Science）

多項研究的數據表明含銅量150 毫克/千克 的飼料能夠使豬體重增長約8%，飼料轉化率提高約5.5%。這么看好像高銅飼料的作用也沒那么明顯嘛。但更詳細的研究表明，對于生長發育期的小豬（50 千克以下）來說，高銅飼料的催肥效果非常明顯，增重率可提高22%。因此，對于養殖戶來說，給小豬喂高銅飼料非常重要。而對于更重的肉豬而言，高銅飼料就比較雞肋了。

為什么吃銅鹽能讓豬增重呢？根據養豬界幾十年的研究成果，筆者認為比較靠譜的原因有兩個。

第一，銅離子是一種公認的廣譜抗菌劑，它對豬的增重機理很可能與抗生素類似。有實驗表明，高銅飼料喂養的豬，糞便中細菌總數僅為正常水平的1/60；銅鹽對豬生長曲線的影響與幾種抗生素類似。一旦銅離子或抗生素殺死了豬腸道里的微生物，它們腹瀉或感染的概率就大大降低，同時還減少了微生物分去的那部分營養。這也暗合現代養殖業用抗生素給牲畜增肥的“行業標準”。

第二個原因可以總結為銅離子提高了豬對脂肪的吸收利用。銅離子能夠提高豬小腸內脂肪酶的活性，提高對飼料中脂肪的吸收；上文提到的伊利諾伊大學的最新研究則表明，銅離子能提高豬將食物脂肪轉化為自身脂肪的能力。

其他可能的原因還包括銅離子刺激豬的生長激素分泌，增加其食欲，甚至影響豬小腸的組織學形態。徹底理解這個問題還有待養豬界繼續努力。此外，不光是豬，牛羊雞鴨吃了高銅飼料，都身體倍兒棒，吃嘛嘛香。

銅鹽雖好，可不要貪多哦

從波爾多液到高銅飼料，銅元素確實是農民伯伯的好幫手，不過肯定也有小伙伴隱隱擔心，畢竟銅離子超標是有毒的。

歷史證明，這種擔心并非多余。過量噴灑波爾多液會污染土壤和水源，這會對生活在其中的小動物會造成毒害，很可能隨著食物鏈最終進入人體。而銅幾乎無差別地殺死土壤和水體微生物也可能造成土地失去肥力、局部生態系統崩潰。

最嚴重的情況下，人會直接中毒。20世紀30年代，大型水果公司在南美的香蕉園大量噴灑波爾多液，作業工人由于缺少防護，在幾個月后逐漸失去聽力，吞咽困難，甚至死亡。這與銅離子中毒的癥狀十分相似。當然，日常食用的水果蔬菜上沾到的氫氧化銅斑點遠遠達不到中毒的劑量，不必擔心。實在放心不下就用食醋清洗下。

對于高銅飼料的爭議也沒停過。經典的高銅飼料含有200-250 毫克/千克的銅元素，但如此高劑量的銅攝入，可能在豬肉中殘留過多銅元素（尤其是豬肝），養殖污水中更是必然含有大量銅離子了。多大劑量的銅鹽既能提高豬肉產量，又不污染環境？中國農業部第2625號公告《飼料添加劑安全使用規范》規定飼料銅添加的最高限量從 200 毫克/千克下調為125 毫克/千克。歐洲食品安全局更是在2016年將這一指標直接砍到了25 毫克/千克。此外國家還規定只能給25 千克以內的小豬喂高銅飼料，原因就如前文所述，這階段的小豬吃高銅飼料后真的“見風就長”。

銅，不僅深刻影響了人類的文化史（青銅器）、工業史（銅導線）、金融史（銅錢），也是真正的農業“重”金屬。

關于銅，你還有什么新奇的見解？歡迎評論區留言討論。

參考資料：

1、 Wikipedia

2、 波爾多液作用機理及其在果樹生產上的應用與相應藥害研究進展，江蘇農業科學，2012，第2期

3、 Journal of Applied Microbiology, 2017, 124, 1032-1046

4、 British Journal of Nutrition, 1955, 9, 358 & 378

5、 Chemistry & Industry, 1955, 21, 601 & 48, 1554

6、 銅在豬飼料中的合理應用，廣東飼料，1999，第3期

7、 微量元素銅在養殖業中的應用研究，廣西農學報，2019，第3期

8、 Kansas Agric Exp Sta Prog Rep, 2001, 880, 111–117

9、 Journal of Animal Science, 2017, 95, 4052–4059 & 2020, 98, skz369

10、 銅制劑農藥對生態環境影響研究，農藥學學報，2001，第1期

11、畜牧養殖過程中高銅添加與潛在風險，飼料研究，2019，第4期