美国抗除草剂野草疯长让科学家束手无策

除草剂抗性问题在美国日益恶化。图片来源：BRYAN YOUNG

“美国农民注定要遭遇一场危机。”西澳大利亚大学的Stephen Powles说。Powles是一位研究除草剂抗性的专家——除草剂抗性问题在美国日益恶化。在美国的一些州，生长在大豆、棉花和玉米田地里的野草已经对草甘膦表现出抗性，草甘膦是全世界最为流行的除草剂。

也许更糟糕的是，能够抵御其他多种除草剂的野草也越来越多。尽管在日前举行的美国化学会（ACS）座谈会上，该问题被重点关注，但是，化学家能给出的建议很少：能接近商业化程度的新除草剂几乎没有，并且没有一个具备新颖的分子作用方式。

除草剂抗性几十年来起起伏伏。但是因为大部分除草剂无法杀死所有的野草，农民必须不断地轮种不同的农作物，以及轮换使用除草剂，以防止耐除草剂的野草出现在他们的农田中。但是，上世纪90年代，随着抗草甘膦转基因作物的商业化运作，情况发生了变化。草甘膦能够扰乱发育中的植物构建新蛋白质的能力，而转基因作物不会受此影响，因此这种作物和草甘膦的用量出现飙升。

“草甘膦过去能很容易地控制一切。”美国南伊利诺伊大学植物生物学家Bryan Young说。一些专家将它称为农业海洛因，因为它是如此的有效和简单，农民很快便沉溺于其中。“我们培养了这样一代农民，他们认为野草控制十分简单。”田纳西大学杂草管理科学家Thomas Mueller说。但是，过度使用是要付出代价的，抗除草剂野草出现了。
其中最受关注的是一类野草，包括一种苋属杂草。在ACS会议上，密苏里大学杂草管理科学家Kevin Bradley发表了一份2008~2009年的调查报告，他们调查了密苏里州41个地区的144种苋属杂草，结果发现草甘膦抗性达69%。“它戏剧性地爆发了。”Bradley说。

问题已经远远超出密苏里州的范围。爱荷华州立大学的Micheal Owen也报告称，2011年至2012年间，取自遍及爱荷华州500个站点的野草调查结果显示，出现草甘膦抗性的苋属杂草约占全部样本的64%。
为了应对不断发展的草甘膦抗性，农民开始使用其他除草剂保护自己的庄稼，他们通常在一个作物生长期内使用数种农药。美国中西部和南部地区的农民还在继续使用草甘膦，因为它能够杀死绝大部分野草。但是他们还必须增加额外的除草剂，即所谓的残差以处理具有抗性的野草。“我们看到，这两年残差的使用比前10年加起来还多。”阿肯色大学农业推广专家Bob Scott说。

或许因为使用多重除草剂，草甘膦抗性的发展开始减缓。WeedScience.org的数据显示，从2005年到2010年，研究人员发现了13种已经出现草甘膦抗性的不同野草。WeedScience.org是一个有关野草除草剂抗性的国际数据库。但是，从那之后，科学家仅又发现了两种有草甘膦抗性的野草。

其他除草剂将面临与草甘膦相同的命运。Bradley及其同事进行的一项调查发现，去年，在密苏里州，对多重完全不同的生物学作用方式的除草剂出现抗性的野草也在不断增长。他们在该地区进行了取样调查，有43%的野草对两种不同的除草剂存在耐药性，6%能抵御3种除草剂，0.5%对4种除草剂有抗性。

在爱荷华州，Owen也发现多重除草剂抗性的发展，样本研究指出，89%的杂草能够抵御两种或更多的除草剂，25%对3种除草剂有抗性，还有10%能够对抗5种不同的除草剂。“我们的管理工作没有效果。”Owen说。

人们需要使用更多除草剂，使用频率也更高，这影响着农民的成本。Scott表示，对于种植在南部的棉花而言，除草剂投入从几年前的每公顷50~75美元，攀升到现在的每公顷370美元。而Young指出，伊利诺伊州的大豆成本也从25美元/公顷跃至160美元/公顷。

“这改变了种植庄稼的利润。”Scott说。田纳西大学西田纳西州研究和教育中心野草管理专家Larry Steckel也指出，在南部地区，这导致了农民大量弃种棉花，在过去数年中，阿肯色州棉花种植下降了70%，田纳西州则下降了60%。

美国陶氏化学、德国拜耳作物科学公司、瑞士先正达公司和美国孟山都公司都在开发耐各种除草剂的种子，这有助于农民更容易地选择使用除草剂。Powles提到，即使野草已经对这些除草剂逐渐产生抗性，如果作物和除草剂轮换适当，新的种子—除草剂复合物将会十分有效。但他补充说：“如果对这种方式过度依赖，它们也将会失败，并且很快失败。”
一旦这种情况发生，农民将无路可退。尽管除草剂公司表示，研究正在全力进行，但在20年里，不会有具有全新作用方式的新除草剂进入市场。与会的研究人员也表示，他们认为没有对其他物种而言是无毒的有效的新除草剂。“种植者认为会有了不起的东西即将到来，帮他们脱离困境。但实际没有。”Steckel说。（张章） 《中国科学报》 (2013-09-26 第3版 国际)