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《转基因作物对美国农场可持续性的影响》

2012年01月11日17:17腾讯健康我要评论(0)
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能够抵抗害虫和除草剂的转基因玉米、棉花和大豆现在已经在大约一半的美国农田中种植,对于美国经验的分析显示它们相比传统作物,带来了可持续的总体环境和经济收益。但是,这些收益也并非处处皆如此,有些随着时间的推移而减少,而当转基因技术运用在更多的作物上,潜在的收益和风险可能还会有很多。理解转基因作物的影响对于作物的管理和未来的研究和发展,以使转基因技术对商业、公众利益和环境的益处能最大化。

借助基因工程在农业上的运用,改善作物品质的科学进入了一个新的领域。分子和细胞生物学的发展放科学家可以让科学家们能够把其他物种的性状通过基因工程带到作物中。在物种间交换基因对于之前只能在有亲缘关系的植物中交换有用性状的杂交技术来说是一次飞跃。

最常通过基因工程引入植物的性状让它们肯有能够减少害虫的损失,或者能够抵抗除草剂。这样除草剂就可以杀死任何种类的杂草,而不伤害作物。这些性状已经和美国种植的多数大豆、玉米和棉花品种相结合。自从1996年这些性状被引入,这些转基因的作物增长得很快,已经占有大豆、玉米和棉花种植总面积的80%。

研究表明,当使用最好的管理措施时,转基因作物可以有效地减少害虫的问题,给农民带来经济和环境的收益。转基因技术有应用在更多种作物上面的潜力,除了抗虫和抗除草剂,它还可以产生更多的用途。

比如说,转基因作物可以通过改善植物的营养价值,或者改善适应气候变化的能力来帮助解决全球粮食安全的问题,

这一篇美国科研委员会(National Research Council)的报告提供了转基因对农场层面的环境、经济和社会可持续发展的影响的第一份详尽的评估,它给出了关于未来转基因作物面临的机遇和挑战的细节,给出了关于未来作物管理和研发如何能够发挥出转基因作物最大效益的建议。 美国农业使用的最常见的转基因性状是抗除草剂、抗虫和抗病毒,它们只被用在美国少数几种作物中。但是,转基因作物非常“高调”,因为抗除草剂和抗虫的性状通过转基因的方式进入美国最广泛种植的三种作物——大豆、玉米和棉花之中。在2009年,几乎有一半的美国农田种植转基因作物。

大多数的抗除草剂作物能够对草甘磷有抗性。草甘磷能够杀死大多数植物,对动物、土壤和水质无重大负面作用,强于其他一些除草剂。因为作物对于草甘磷有抗性,所以可以用它杀死已出土和未出土的所有杂草。

抗虫的转基因作物体内含有通常只有苏云金芽孢杆(Bt)能够产生的杀虫物质,这种物质对于某些种类的蝶蛾、蝇类和甲虫的幼虫有效,但对人畜无害,对非目标昆虫也无害。而且,这种杀虫剂只有当昆虫吃它的时候才能起到效果。

转基因作物的环境效益

●抗除草剂作物的应用可以改善土壤和水质

转统的农民会耕地,以扰乱杂草的生长。但是耕地会对土壤有负面影响,减少它的蓄水能力,并且会造成水土流失,从而给河流带来沉积物和化学物质。抗除草剂的作物的应用让农民可以在杂草出土之后在田里使用除草剂,减少耕地的需要,给土壤和水带来好处。现在已知水土流失是美国地表水污染的最大元凶,所以免耕可能是转基因作物给环境带来的最大好处,但是现在还未有对这种效应跟踪和分析的基础研究。

●只依赖一种除草剂降低了抗除草剂性状作为控制杂草工具的效果

因为抗除草剂的作物能够抵抗草甘磷,所以种植转基因作物的农民经常只用草甘磷除草。但是,把草甘磷作为唯一除草剂的策略有利于抗除草剂杂草的进化。它让原本具有抗草甘磷本能的杂志能够和作物一起生长。最终,反复使用草甘磷会让草甘磷失效。

为了限制抗草甘磷杂草的进化,种植抗除草剂作物的农民应当使用更多样化的田间管理措施,比如不同除草剂轮流使用,或者在药筒里混合几种不同的除草剂。另外,新的转基因抗除草剂作物正在研发中,它可能会提供给农民更多的杂草管理的备选项。

●通过Bt杀虫剂杀死几种害虫的方法已经在玉米和棉花中成功应用,并因此减少了杀虫剂的使用

不像广谱的杀虫剂会杀死大多数的昆虫,包括有益的蜜蜂和捕食性昆虫,产生Bt物质的作物只能杀自然经济特定的吃这类作物的昆虫。反复种植Bt作物可能会产生对Bt有抗性的昆虫,但是美国环保局制定的“辟护所”的成功战略避免了这种情况的发生。这种战略规定Bt作物一定要和一定比例的非Bt作物一起种植,这样就能够保证有不抗Bt的虫口可以生存。而能够产生多种Bt物质的作物的引入也减少了昆虫产生对Bt物质抗性的产生。

●转基因的性状向非转基因作物的转移对多数非转基因作物来说并不是个大问题

对于棉花和甜菜这种有着野生或作为杂草的亲缘植物的作物来说,确实存在着转基因性状通过风或者昆虫传到亲缘物种的可能,但是大豆和玉米没有这个可能。

基因转移可能通过种植的约束来确保转基因作物和非转基因作物之间有足够的空间,以避免风和昆虫的授粉。未来如何管理转基因作物和非转基因亲缘植物之间的基因流动将要取决于什么转基因作物将会被商业化,以及相关物种是否在美国存在。对于为禁止转基因食物的市场进行生产的农民来说,已被批准的转基因性状流向非转基因作物也值得严重关注。

转基因作物的经济效益

●很多转基因作物的种植者都得到了低投放,或高产出,或两者兼具的效益

很多农民使用转基因作物都得到了更高投入产出比的杂草控制和减少了昆虫造成的损失。之前面对严重的害虫问题的农民由于使用更少和更便宜的杀虫剂而格外受益。更有效的对杂草和昆虫的控制意味着农民不用像以前那样需要经常喷药或耕地,使农药、人工和燃油的消耗降低。

●农民通过更加完全的生产和简单灵活的农场管理而受益

研究表明高比例的转基因作物种植可以使农民通过更高的生产安全性,更灵活的农场管理,更低的风险而受益。农场主和他们的雇工不但可以面对更少的有毒有害化工产品,而且可以用更少的时间在田产喷洒农药。

●转基因作物对传统农业农民带来的经济利益并未很好地被理解

种植转基因作物的决定会给其他的农民带来溢出的效应,比如说,畜牧业生产者一直在购买玉米和大豆的交易中很大一部分产品,所以转基因作物产量增加带来的价格降低会使他们成为主要受益者。但是现在还没有对畜牧业生产者通过转基因农业省钱,或者转基因农业对他们获利影响的量化分析,转基因技术成功地减少了害虫的压力,种植非转基因作物的农民可能会因为更少的害虫控制相关的投入而获益。另一方面,种植非转基因作物的农民也可能会因为转基因农业所带来的害虫和杂草对杀虫剂和除草剂的抗性而受到困扰。同样地,如果转基因性状进入和作物有亲缘关系的杂草中,也会让转基因和非转基因的杂草控制成本一同提高。

转基因性状漂移到非转基因作物中可能会损害在高价格区间,以及其他限制转基因材料在食品中使用的市场,虽然这种情况在近5年内未有纪录。在另一方面,转基因性状和有机农业产品的隔离可能会创造一个“非转基因”的市场,从而使有机农业的生产者受益。

转基因作物的社会效益

●转基因作物可能具有和以往农业技术发展类似的社会影响

对于以往农业技术发展的研究显示转基因技术的应用会对社会造成影响。举例说,比如说,可能不容易获得贷款的农民,或者为较小市场生产的农民更不容易从转基因作物中获益。

转基因技术在农业中的运用会影响劳动力流动、农场结构、社区的能力,以及农民彼此的关系会造成影响,但是因迄今为止很少有相关研究,所以我们对转基因农业的社会效益的理解很缺乏。

●需要对于市场结构如何受到对转基因性状的可获得性,以及转基因性状发展的影响的研究

美国种子市场已经从小型的,家庭拥有的生意变成一个被屈指可数的,经营范围广泛的大公司控制的市场。大公司为研发和推广这些有专利保护的性状投入了大量的成本,市场包括玉米、大豆和棉花,但是没有选择在很多其他作物中商业化转基因技术,或者是因为市场的规模不足以补偿研发费用,或者是因为担心消费都对这些作物的接受程度,或者是担心基因传到别的植物中的风险。

大学和公共研究所可以帮助研发市场更小的作物,但是因为专利保护的原因,这些机构往往不能获得大公司非常高超的技术。

在转基因作物开始种植的最初几年,针对商业化的转基因作物的研究表明种子工业在市场上的强势化产未对农民的经济利益产生负面影响。但是,现在转基因技术已经走上了复合性状的轨迹,这让一些大豆、玉米和棉花的种植者开始担心,他们是否会不易获得没有转基因性状,或者只具有某种特定的转基因性状的种子。

评论:

公共和私人研究机构应当能够获得足够的信源,以监督和接触现在和未来美国农业生物技术对环境、经济和社会的效应,这样技术研发者、政策制定者和农民可以做出决定,以确保转基因技术能够对可持续农业做出贡献。

美国国家和州政府机构、私人技术开发者、大学、农民组织、以及其他有关的利益-风险共同担当者应当合作纪录现在已经出现的杂草抗除草剂问题,以开发高性价比的抗性控制程序和实践,以保持对抗除草剂作物田间的草的有效控制。

美国地质调查署(The U.S. Geological Survey)和相关的州和国家环境机构应当能够得到财政支持,以有能力纪录和种植转基因作物有关的水质效应。

公共和私人研究机构应当有可能获得政府的支持,以开发有利于公共福利,但是没有足以补偿私人开发费用的市场潜力的转基因作物。

在开发大宗作物中获得的知识产权应当对这些研究机构开放,以让公共福利最大化。

更进一步,政府支持应当集中在扩大公共和私人研究机构对转基因技术的使用权限,以解决社会福利问题。下面是几个关于转基因作物的发展可能促进公众福利的例子,这样的例子还可以有更多:

开发能够更有效利用氮、磷肥的作物,这样可以减少化肥对河流的污染。

开发能够自行固氮的植物,这样可以减少化肥厂带来的污染。

开发更适合作为可再生能源原料的植物。

开发需要更少水的植物,以减缓水资源耗尽的速度。

开发具有更好营养价值的植物,以带来公众健康方面的好处。

开发能够适应气候变化的植物。

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