与普通农场相比，转基因农场使用了多少除草剂?

专家回应格雷厄姆·布鲁克斯

英国PG经济有限公司农业经济学家

星期五，06/04/2018 19:30

为了回答这个问题，重要的是首先要清楚什么是转基因农场，其次要讨论与除草剂和农药使用有关的复杂问题。

什么是转基因/转基因农场?

假定这个问题指的是转基因作物。自20世纪90年代中期以来，转基因作物技术得到了广泛应用，2016年全球种植面积约为1.78亿公顷。转基因生物的主要特征包括:

• 玉米、棉花、油菜、大豆、甜菜和苜蓿对特定除草剂(特别是草甘膦)的耐受性。这种耐转基因除草剂(GM HT)技术允许用这些除草剂对转基因HT作物进行“过度”喷洒，这些除草剂针对杂草，但不伤害作物本身——该技术的目的是为农民提供比传统作物更好(通常更便宜)的杂草控制;
• 对玉米、棉花、大豆、茄子等特定害虫的抗性。这种转基因抗虫技术(GM IR)或“Bt”技术为农民提供了植物对这些作物主要害虫的抗性——该技术的目的是比在传统作物中更有效地控制这些害虫，在传统作物中最常用的控制形式是杀虫剂。

这两种主要的转基因生物的性质特征这意味着转基因IR作物技术对除草剂的使用完全没有影响——其与农药有关的主要影响与杀虫剂的使用有关——它取代了杀虫剂。

转基因HT作物是唯一一种影响除草剂使用的转基因作物。除草剂仍在使用，但所使用除草剂的性质和类型发生了变化。

一个转基因农场-这是假定这是指任何农场的种子含有转基因性状已被种植。这包括只种植转基因作物的农场和混合种植转基因和传统(非转基因)作物的农场。

“正常的”——假定这是指使用“传统”种子(非转基因作物技术)的农场。

除草剂和杀虫剂的用途是什么?

杂草给农民带来了重大问题——它们与作物争夺土壤中的水分和养分，并可能对作物产量产生重大负面影响。农民花费大量的时间和金钱试图控制杂草，使用的主要方法是使用除草剂。这些药物需要仔细地针对杂草，并施用于杂草，以免损害或杀死作物本身。转基因HT作物比传统作物更容易、更便宜、更有效地控制杂草，这主要是因为有效地消除了除草剂对作物的损害风险。

害虫也给农民带来了重大问题——它们会破坏甚至摧毁作物。它们会对产量产生显著的负面影响。农民花费大量的时间和金钱试图控制害虫，使用的主要方法是使用杀虫剂。施用农药的时间需要谨慎，以确保最大的效果，对于某些害虫来说，在害虫侵入植物之前施用农药是至关重要的(很多都是这样)。在棉花等作物中，常规作物通常在一个季节内接受多次(例如15-20次)施肥。转基因IR作物使害虫防治比传统作物更容易和更有效，因为控制是在植物内部进行的，农民不必花时间监测害虫水平和喷洒作物来控制这些害虫。

与非转基因作物相比，转基因作物使用了多少除草剂/杀虫剂?

除草剂和杀虫剂的使用因作物和地区而异，无论生产类型是转基因还是常规。这主要是由于杂草和害虫压力因作物、地点和季节而异。

与使用杀虫剂的常规作物相比，转基因红外作物使用的杀虫剂更少——1996-2015年期间，在转基因红外技术已经使用了20多年的两种主要作物(玉米和棉花)中，在这些作物种植面积上使用的杀虫剂比不使用转基因红外技术的面积少了3.58亿公斤(资料来源:Brookes和Barfoot, 2017年)。这大约相当于中国一年农作物农药使用量的75%(换句话说，这是一个相当大的数量)。

关于转基因作物与传统作物使用除草剂的比较，有一些例子表明转基因HT作物与传统作物使用更多、更少或相同数量的除草剂。1996-2015年期间，在使用转基因HT技术超过20年的四种主要作物(玉米、棉花、大豆和油菜籽)中，在这些作物的种植面积上使用的除草剂比不使用这些作物的面积少了2.61亿公斤(来源:Brookes and Barfoot, 2017年)。然而，在这一总量中，玉米、棉花和油菜籽的除草剂使用量分别下降了约8%、8%和18%，但大豆的除草剂使用量小幅增加了0.5%。

增加除草剂使用不好吗?

不一定。这些问题很复杂，需要了解背景。

一个关键的背景是农业对环境的影响。首先，所有形式的农业，转基因、传统或有机都不是天然的，因此所有农民都在进行一场“与自然的斗争”，以确保他们的生产。这意味着如果人类要养活自己，就必须控制害虫和杂草。平衡是尽可能高效地确保和最大化生产，同时最大限度地减少杂草和害虫控制方法对环境的负面影响。

如上所述，除草剂是农业中用于杂草控制的主要形式。因此，如果要以最小的环境影响最大化农业生产力，除草剂的使用就需要有尽可能小的环境“足迹”。然而，这并不一定意味着更少的除草剂=更少的环境足迹或更多的除草剂=更大的环境足迹，因为对作物施用除草剂的量并不一定是对环境影响的一个很好的衡量标准，因为每种除草剂的毒性与施用量(重量)没有直接关系。

其次，害虫和杂草对人类试图施加的所有形式的控制产生了抵抗力。这对所有形式的农业来说都是一个不可避免的后果，无论是使用转基因、传统还是有机生产形式。这意味着农民必须改变和调整其病虫害和杂草防治措施，以最大限度地减少耐药性发展，并保持病虫害和杂草防治的有效水平。这种抗药性管理的一个共同特点是采用混合防治措施，其中可能包括使用更广泛的除草剂或杀虫剂或混合使用除草剂或杀虫剂。

第三，在研究除草剂在作物上的使用趋势时，重要的是要考虑替代品是什么——这意味着可能会看到使用一种生产系统的除草剂使用增加的趋势，而如果使用另一种不同的生产系统，使用除草剂的趋势甚至会更高。
这些背景因素对于理解转基因HT作物除草剂使用的变化很重要。

转基因HT作物的使用导致除草剂的使用增加，这对环境意味着什么?

转基因HT作物使用的一个关键影响是通常使用的除草剂的特征发生了变化。一般来说，针对草杂草或阔叶杂草的范围相当广泛的选择性除草剂已被一到两种“广谱”或通用除草剂(主要是草甘膦-针对草和阔叶杂草)与一到两种其他(补充)除草剂联合使用所取代。这导致:

• 与一些国家在常规(非转基因)作物上的使用相比，除草剂使用量(按所施用有效成分的重量计算)和相关环境影响(按毒性计算)的合计减少，表明环境的净改善;
• 在其他国家，施用于转基因HT作物的除草剂活性成分的平均用量相对于传统作物替代品的使用量净增加。然而，即使活性成分的使用量有所增加，就相关的环境影响而言，与转基因HT作物一起使用的除草剂的环境状况通常比其传统同类产品要好;
• 在广泛种植转基因HT作物的地方(如美国)，杂草对草甘膦的抗性已经发生。这可以归因于草甘膦最初是如何与转基因HT作物一起使用的，由于其在控制杂草方面的高效，它经常被用作杂草控制的唯一方法。这种杂草控制方法促进了杂草种群的进化，使其对草甘膦产生抗药性。因此，越来越多的人建议转基因HT作物的种植者将其他除草剂(与草甘膦的作用模式不同但互补)与草甘膦结合使用，在某些情况下，在更综合的杂草管理系统中采用栽培方法(如机械除草)。在国家层面，这些变化影响了过去15年用于转基因HT作物的除草剂的混合、总量和总体情况。与10-15年前相比，许多地区除草剂有效成分的使用量和转基因HT作物使用的除草剂数量都有所增加，相关的环境状况恶化。与几年前相比，除草剂使用的增加经常被反转基因技术的支持者引用为该技术在环境方面的失败。然而，这些作者没有承认的是，与几年前相比，传统作物上使用的除草剂数量也有所增加，与传统替代品相比，转基因HT作物使用的环境状况继续提供更好的环境状况。还应该指出的是，在20世纪90年代中期，许多传统生产系统中使用的除草剂本身就存在严重的抗性问题。例如，这是20世纪90年代末转基因HT大豆被迅速采用的原因之一，因为草甘膦能很好地控制这些杂草。

参考

Brookes G和Barfoot P(2017) 1996-2015年转基因作物使用对环境的影响:对农药使用和碳排放的影响，转基因作物与食品杂志2017 8,2,p117-147http://dx.doi.org/10.1080/21645698.2017.1309490

格雷厄姆·布鲁克斯是英国PG Economics公司的农业经济学家。www.pgeconomics.co.uk)．他一直在研究农作物的影响生物技术近20年来，在作物生物技术的经济和环境影响方面发表了25篇同行评议论文。