超级杂草――转基因作物的副产物

光明网,2013-07-06

针对基因改造（genetically modified，GM）食品及农作物存在各种质疑和批判，其中有的是谣传，有的未经证实，有的则是事实。转基因作物并没有将印度的农民逼上绝路，我们也无法证明转基因作物中的外来基因已扩散到其他植物中，但转基因作物确实催生了可以抵抗除草剂的“超级杂草”。

杰伊・侯尔德（Jay Holder）是美国佐治亚州阿什本的一名农业顾问。大约5年前，他在顾客的转基因棉花田中，首次注意到长芒苋。这种杂草是美国东南部农民的眼中钉，因为它会与棉花争夺水分、阳光以及土壤中的养分，并且在短时间内快速占领整片农田。

自20世纪90年代末开始，美国农民就在广泛种植转基因棉花。这种棉花通过基因改造，能够耐受除草剂草甘膦（glyphosate）。美国孟山都公司（Monsanto）在将这种除草剂推向市场时，所使用的商品名为“农达”（Roundup）。

刚开始，转基因作物加除草剂的方法十分有效。但2004年，在佐治亚州的一个县，人们发现了对草甘膦具有抗性的长芒苋，而截至2011年，这种长芒苋已经散布到76个县。侯尔德说：“这种杂草使一些农民的棉花产量减半。”

一些科学家和反对转基因的团体警告：栽种转基因作物后，由于农民对草甘膦随意使用，使许多杂草都开始进化出抵抗除草剂的能力。自从1996年抗草甘膦农作物推出以来，对草甘膦具有抗性的杂草种类已经达到24种。但是，无论农民是否种植转基因作物，抗除草剂的杂草始终是农民不可避免的问题。

实际上，这些杂草的出现，源自抗草甘膦转基因作物的成功。通常，农民会使用多种除草剂来减慢杂草抗性的产生。他们还会通过犁田翻土，去除表层土，释放二氧化碳，以达到控制杂草的目的，这种除草方法不会促使杂草产生抗性。而转基因作物出现后，种植者完全依赖草甘膦。这种除草剂的毒性较许多其他化合物低，且可在无需翻土的情况下杀死多种杂草。于是，农民年复一年地种植同样的转基因作物，而不再通过轮种或变换除草剂来防止抗性杂草的产生。

上述做法得到了孟山都公司的支持。这家公司曾宣称，只要使用得当，杂草并不容易对草甘膦产生抗性。2004年，该公司发布的一项为期多年的研究表明，农田轮作及更换除草剂并不能防止杂草对除草剂产生抗性。里克・科尔（Rick Cole）现任孟山都公司杂草治理的技术总管，他当时在一个行业杂志的广告中说：“如果按照孟山都公司的推荐剂量施用，草甘膦可以有效除草。我们知道，死掉的杂草是不可能产生抗性的。”

不过，这项研究在2007年发表之后，却遭到科学家们的批评，因为研究所用的实验作物区面积过小，不管怎么操作，杂草产生抗性的几率都很小。国际抗除草剂杂草调查组织的负责人伊恩・希普（Ian Heap）谈道：“目前，我们已经在全世界的18个国家发现了对草甘膦具有抗性的杂草，其中巴西、澳大利亚、阿根廷和巴拉圭所受的影响最为明显。”
现在，孟山都公司对草甘膦的使用也改变了立场，建议农民使用混合除草剂和翻土来除草。但该公司还是不愿承认他们对该问题的产生负有责任。科尔告诉《自然》杂志：“对于该体系的过度自信，再加上经济利益的驱使，导致农民使用了比较单一的除草剂。”

总的来说，与工业规模种植的传统农作物相比，抗除草剂的转基因作物对环境的破坏还是较小。

英国一家咨询公司PG Economics调查发现，在1996年到2011年期间，由于种植抗除草剂的转基因棉花，除草剂的使用量减少了1550万千克――这就是说，比起纯粹种植传统棉花，转基因棉花的种植使除草剂的总用量减少了6.1%。
现在的问题是，转基因作物带来的这些益处还会维持多长时间。到目前为止，农民为了对付具有抗性的杂草，不得不使用更大剂量的草甘膦，并辅以其他除草剂和翻土耕作。美国宾夕法尼亚州立大学帕克校区的植物生态学家戴维・莫滕森（David Mortensen）在一项研究中预计，由于转基因作物的种植，2025年全美的除草剂用量将从2013年的1.5千克/公顷增加到3.5千克/公顷。

为了给农民提供新的杂草治理手段，孟山都公司和其他生物技术公司正在研发与不同除草剂合用的新型抗除草剂作物。他们希望能够在几年之内将这些转基因作物商业化。

但莫滕森认为，即使是这些新技术，最终也会有失效的一天。（撰文娜塔莎・吉尔伯特（Natasha Gilbert） 翻译 赵瑾）
（本文作者娜塔莎・吉尔伯特是《自然》杂志驻美国华盛顿特区的作者。本文由《环球科学》杂志社供稿）