过度种植的隐患:美国Bt玉米过度种植造成的后果

最新研究表明,在美国玉米带东部各州过量种植用于防治顽固害虫玉米根虫的转基因玉米,可能弊大于利。

转基因Bt玉米通过植入来自苏云金芽孢杆菌(简称Bt)的基因来产生天然杀虫剂。某些转基因Bt玉米品种通过使根部对玉米根虫产生毒性来杀灭它们,但对人类和动物安全。然而,经过在美国玉米带10个州多年的研究,科学家发现这种玉米的种植面积越大,其效力反而越低。

研究主要作者叶紫薇(音译)的博士生导师、密歇根州立大学约翰·汉纳杰出教授吴绯霞(音译)指出,美国是全球最大的大田玉米生产国,供应全球近40%的玉米出口量。

「美国的大田玉米用于人类食品、动物饲料和乙醇生产。我们食用的玉米粉、粗玉米粉、玉米片、玉米麦片和玉米饼都来自大田玉米——而非鲜食玉米棒,」吴教授表示。「但大田玉米深受玉米根虫侵害,这是现有最顽强、最惊人的害虫之一。我愿称玉米根虫为『洛基』,因为它诡计多端——其持续进化出对我们所有防治手段的抗性,不仅仅是杀虫剂或转基因Bt玉米,甚至包括轮作。这给农民造成数十亿美元损失。」

为何『洛基』对Bt玉米的内置防护产生日益增强的抗性?吴教授团队发现农民过量种植Bt玉米,尤其在东部玉米带(俄亥俄州、密歇根州、宾夕法尼亚州),既未增加效益又抬高种子成本。这些东部州的玉米根虫问题远少于西部主产区(包括爱荷华州、伊利诺伊州和内布拉斯加州)。

「问题在于东部玉米带农民过度种植Bt玉米,尽管根虫并非主要威胁,」吴教授解释。「这意味着环境中大量存在含根虫毒素的Bt玉米根系。鉴于玉米根虫如同洛基般狡猾,这将加速其抗性演化。」

「农业领域的普遍认知(不仅限于转基因作物)表明:特定杀虫剂或抗生素在环境中的投放量越大,害虫或细菌因选择压力产生抗性的速度就越快——这是适者生存法则的体现。生物体总会找到生存之道。」

这已造成农民经济损失:含有针对玉米根虫蛋白质的Bt种子价格更高,且在东部地区本无必要。每次为保护作物引入新性状,都会增加单粒种子成本。研究估算,若将东部各州Bt玉米种植比例从50%降至18%,单年可为农民节省9千9百万美元,累计生命周期效益达19.8亿美元。

 

研究呼吁更审慎平衡地使用Bt玉米,包括提供更多种子选择(含非抗根虫品种)及加强与农民的沟通。吴教授强调,为维持这种强力生物技术作物的有效性,必须避免过度使用并寻求兼顾农民利益与环境保护的新途径。

「我们需要更谨慎地规划Bt玉米种植策略,」吴教授重申。「东部农民可采用成本更低的玉米品种,这些品种虽不抗根虫,但能防治当地其他害虫。若在东部持续使用抗根虫Bt品种,只会加速整个行业遭受负面冲击的时间进程。」

本研究发表于《科学》期刊,部分资金由美国农业部自然资源保护局提供。