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”
（图片来自网络侵删）粉蓝的俊秀液体，是病菌的噩梦。
汪曾祺，生平爱美食、写美食的扬州人（图片来源：凤凰网）
笔者一贯记得汪曾祺先生长西席在《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，这便是波尔多液。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，便是那种颜色。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（Bordeaux mixture）是最早的无机杀（真）菌剂，其紧张杀菌身分是铜离子，也是我们本日的主角。那么，用无机金属离子杀菌这么美（gui）妙（yi）的主张是怎么产生的呢？
新鲜的波尔多液呈俊秀的粉蓝色（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贯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常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焦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征象的葡萄园，创造靠近路边的葡萄每每不会受到病害影响。
霜霉病摧残的葡萄叶和喷洒了波尔多液的康健叶片（图片来源：Wikipedia）
一番拜访后，米拉戴特创造，路边的葡萄唯一的分外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稠浊液。喷洒稠浊液的目的是让葡萄变蓝、变苦。米拉戴特为此大感神奇，1885年，经由小范围试验后，米拉戴特得出结论：一定比例配置的硫酸铜和氢氧化钙稠浊液（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、喷鼻香蕉叶斑病等疾病，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，紧张分为两个步骤。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，胶体仍旧能稳定地吸附在植物叶片上。然后，氢氧化铜胶体缓慢开释出铜离子杀灭真菌。根据这一事理，波尔多液必须在植物发病前喷洒，起到预防浸染。植物一旦发病，波尔多液的效果会差许多。
实在，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、抗病毒浸染。在真实、繁芜的氧化还原条件下，铜离子（I和II价）和单质颗粒可能都会起到浸染，并且同时对病原体的细胞膜、主要蛋白酶和遗传物质发动攻击。
详细说来，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，直接去世亡。另一些能扛的也难逃恶运，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、脂质皆被毁坏。当然也有一些研究表明，铜元素能直接勾引细菌的DNA损伤，起到杀菌浸染。也正是依赖于铜元素广谱、高效的杀菌浸染，过去很多医院举动步伐、自来水管道都喜好用铜作为紧张材质。
△铜可能会同时毁坏病原体的细胞膜、蛋白酶和遗传物质（原图ROS错写为ROD）（图片来源：Journal of Applied Microbiology）
一百多年过去了，波尔多液仍旧盛行于全天下的果园和菜畦，无怪乎汪曾祺师长西席也对它发出赞颂：“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，铜元素还有其他浸染呢。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缘故原由。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。
经由笔者（并不）“严格”的推算，一头250斤的出栏猪，按照均匀2.5：1的饲料转化比打算，须要吃掉约300公斤饲料，而一样平常的高铜饲估中铜含量约为200 毫克/千克。也便是说这头猪从出生到出售，吃进去了约62 克铜（元素），相称于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，但相同喂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。铜本来便是猪（以及所有哺乳动物）的必需微量元素，如果只是为了康健发展，猪饲估中只须要含有约6 毫克/千克的铜元素，吃吃草就可以知足了。但是可惜，大部分猪的任务不是康健发展，而是快速长胖，然后做成红烧肉、酱排骨、培根、喷鼻香肠……
于是，狂热的培根爱好者、英国“养猪学”博士Braude及其互助者在1955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。听说Braude对铜的关注来源于10年前他无意中创造猪非常喜好舔猪舍的铜环，而对铁环、锡环什么的没兴趣。
△硫酸铜和碱式氯化铜（TBCC）的添加都能有效提高猪的体重（111天喂养）（图片来源：nationalhogfarmer、Journal of Animal Science）
多项研究的数据表明含铜量150 毫克/千克 的饲料能够使猪体重增长约8%，饲料转化率提高约5.5%。这么看彷佛高铜饲料的浸染也没那么明显嘛。但更详细的研究表明，对付成长发育期的小猪（50 千克以下）来说，高铜饲料的催肥效果非常明显，增重率可提高22%。因此，对付养殖户来说，给小猪喂高铜饲料非常主要。而对付更重的肉猪而言，高铜饲料就比较鸡肋了。
为什么吃铜盐能让猪增重呢？根据养猪界几十年的研究成果，笔者认为比较靠谱的缘故原由有两个。
第一，铜离子是一种公认的广谱抗菌剂，它对猪的增重机理很可能与抗生素类似。有实验表明，高铜饲料喂养的猪，粪便中细菌总数仅为正常水平的1/60；铜盐对猪成长曲线的影响与几种抗生素类似。一旦铜离子或抗生素杀去世了猪肠道里的微生物，它们腹泻或传染的概率就大大降落，同时还减少了微生物分去的那部分营养。这也暗合当代养殖业用抗生素给畜生增肥的“行业标准”。
第二个缘故原由可以总结为铜离子提高了猪对脂肪的接管利用。铜离子能够提高猪小肠内脂肪酶的活性，提高对饲估中脂肪的接管；上文提到的伊利诺伊大学的最新研究则表明，铜离子能提高猪将食品脂肪转化为自身脂肪的能力。
其他可能的缘故原由还包括铜离子刺激猪的成长激素分泌，增加其食欲，乃至影响猪小肠的组织学形态。彻底理解这个问题还有待养猪界连续努力。此外，不只是猪，牛羊鸡鸭吃了高铜饲料，都身体倍儿棒，吃嘛嘛喷鼻香。
铜盐虽好，可不要贪多哦从波尔多液到高铜饲料，铜元素确实是农人伯伯的好帮手，不过肯定也有小伙伴模糊担心，毕竟铜离子超标是有毒的。
历史证明，这种担心并非多余。过量喷洒波尔多液会污染土壤和水源，这会对生活在个中的小动物会造成毒害，很可能随着食品链终极进入人体。而铜险些无差别地杀去世土壤和水体微生物也可能造成地皮失落去肥力、局部生态系统崩溃。
最严重的情形下，人会直接中毒。20世纪30年代，大型水果公司在南美的喷鼻香蕉园大量喷洒波尔多液，作业工人由于短缺防护，在几个月后逐渐失落去听力，吞咽困难，乃至去世亡。这与铜离子中毒的症状十分相似。当然，日常食用的水果蔬菜上沾到的氢氧化铜斑点远远达不到中毒的剂量，不必担心。实在放心不下就用食醋洗濯下。
对付高铜饲料的争议也没停过。经典的高铜饲料含有200-250 毫克/千克的铜元素，但如此高剂量的铜摄入，可能在猪肉中残留过多铜元素（尤其是猪肝），养殖污水中更是一定含有大量铜离子了。多大剂量的铜盐既能提高猪肉产量，又不污染环境？中国农业部第2625号公告《饲料添加剂安全利用规范》规定饲料铜添加的最高限量从 200 毫克/千克下调为125 毫克/千克。欧洲食品安全局更是在2016年将这一指标直接砍到了25 毫克/千克。此外国家还规定只能给25 千克以内的小猪喂高铜饲料，缘故原由就如前文所述，这阶段的小猪吃高铜饲料后真的“见风就长”。
铜，不仅深刻影响了人类的文化史（青铜器）、工业史（铜导线）、金融史（铜钱），也是真正的农业“重”金属。
关于铜，你还有什么新奇的见地？欢迎评论区留言谈论。
参考资料：
1、 Wikipedia
2、 波尔多液浸染机理及其在果树生产上的运用与相应药害研究进展，江苏农业科学，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、 铜在猪饲估中的合理运用，广东饲料，1999，第3期
7、 微量元素铜在养殖业中的运用研究，广西农学报，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、 铜制剂农药对生态环境影响研究，农药学学报，2001，第1期
11、畜牧养殖过程中高铜添加与潜在风险，饲料研究，2019，第4期
