假高粱

蔣高明研究員

大量除草劑令雜草產(chǎn)生抗藥性——

　　最近，浙江舟山口岸一船從美國(guó)進(jìn)口的轉(zhuǎn)基因玉米中夾雜著一些“不速之客”，它們未等入關(guān)，即被檢驗(yàn)檢疫部門的“火眼金睛”成功截獲。這些不起眼的植物，便是“百毒不侵”的“超級(jí)雜草”，一旦入境，后果不堪設(shè)想。事實(shí)上，隨著除草劑的不斷升級(jí)，轉(zhuǎn)基因作物在全球的普及，雜草也在不斷進(jìn)化中變得異常強(qiáng)大，一場(chǎng)沒有硝煙的戰(zhàn)爭(zhēng)正在世界各地的農(nóng)田中展開……

　　策劃：趙潔 撰文：許珍

　　“超級(jí)雜草”令除草劑失效

　　據(jù)新華社報(bào)道，浙江舟山口岸此次截獲的“超級(jí)雜草”中，一種名為糙果莧的雜草為國(guó)內(nèi)首次截獲。除此之外，還從該船玉米中截獲了長(zhǎng)芒莧、西部莧、蒼耳屬、假高粱、三裂葉豚草、豚草、刺蒺藜草7種檢疫性雜草。根據(jù)我國(guó)檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院專家的鑒定復(fù)核，糙果莧等異株莧種類雜草植株中含亞硝酸鹽，其莖葉被食用后對(duì)牲畜和人類有毒害作用，且危害熱帶、亞熱帶地區(qū)幾乎所有重要作物，與作物爭(zhēng)奪生長(zhǎng)空間和資源，導(dǎo)致作物嚴(yán)重減產(chǎn)。此次截獲有效地維護(hù)了國(guó)家進(jìn)口糧食的安全。

　　一株株小小的雜草竟可危及國(guó)家糧食安全？“超級(jí)雜草”為何有如此大的“法力”？為此，本報(bào)記者專訪了中國(guó)科學(xué)院植物研究所研究員蔣高明。蔣高明介紹，“超級(jí)雜草”是指具有很強(qiáng)的抵抗除草劑能力的雜草，這些雜草很難被殺死、打敗，可與人類發(fā)明的除草劑抗?fàn)?，因此被形象地稱為“超級(jí)雜草”。

　　過(guò)去的50年，人們主要依靠化學(xué)除草劑以更便捷地控制雜草，其中被用得最為普遍的是草甘膦，它是當(dāng)前廣泛應(yīng)用的除草劑“農(nóng)達(dá)”中的活性成分，也是多種轉(zhuǎn)基因抗除草劑經(jīng)濟(jì)作物施用的化學(xué)劑。然而，專家早已預(yù)警，拋棄傳統(tǒng)生態(tài)農(nóng)業(yè)的耕作方式，能力超強(qiáng)的化學(xué)除草劑很快就會(huì)讓自然環(huán)境陷入困境：雜草將不可避免地進(jìn)化出能應(yīng)付各種化學(xué)物質(zhì)的抗性。事實(shí)上，如今雜草已經(jīng)進(jìn)化出對(duì)草甘膦的抗性。據(jù)科普雜志《科學(xué)美國(guó)人》的報(bào)道，在美國(guó)除阿拉斯加和夏威夷之外的48個(gè)州的空地上或路邊，隨處可見三裂葉豚草。農(nóng)學(xué)家們開玩笑說(shuō)，如果停止農(nóng)業(yè)耕作，印第安那州這個(gè)區(qū)域?qū)⒃诙潭處啄陜?nèi)掛上“豚草國(guó)家森林公園”的牌子。對(duì)野莧、豚草以及其他惡性雜草，當(dāng)前美國(guó)主要的經(jīng)濟(jì)作物雜草防控技術(shù)束手無(wú)策。

　　尋根溯源:天災(zāi)還是人禍？

　　就像對(duì)抗生素耐藥的“超級(jí)細(xì)菌”一樣，蔣高明表示，“超級(jí)雜草”正是人類自身釀下的苦果。究其成因，它與人類對(duì)除草劑的應(yīng)用以及生物基因工程密切相關(guān)?！昂笳呙黠@地加快了超級(jí)雜草的進(jìn)化速度。人類轉(zhuǎn)給農(nóng)作物的‘抗草甘膦除草劑’基因，通過(guò)花粉傳播以及異花受精等方式，某些外源基因漂入野生近緣種或近緣雜草，從而形成耐多種除草劑、具抗性的野草化雜草。”

　　美國(guó)賓夕法尼亞州州立大學(xué)雜草專家大衛(wèi)·莫騰森亦表示，在引入抗草甘膦作物之后，對(duì)草甘膦具有抗性的雜草類植物物種數(shù)量顯著增加，從1995年的零種增加到2010年的19種。廣泛采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，種植抗除草劑的轉(zhuǎn)基因作物大大改變了農(nóng)民管理雜草的方式，使得他們可以僅僅依靠單一策略進(jìn)行雜草管理。但不幸的是，這種方式已經(jīng)導(dǎo)致抗草甘膦雜草物種數(shù)量顯著增加，以及草甘膦農(nóng)藥除草效力降低。

　　蔣高明介紹，物種生存是最基本的生物學(xué)法則，人類試圖采取一勞永逸的辦法，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，用化學(xué)的辦法滅殺雜草，那么雜草就會(huì)通過(guò)增加繁殖，如繁殖更多的種子保留后代。如果人類內(nèi)外夾擊，即內(nèi)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，外用除草劑，那么雜草也具有了抗除草劑的基因，變得更加難以對(duì)付。同樣的情況，也出現(xiàn)在害蟲身上，試圖用高毒性的農(nóng)藥并沒能將害蟲趕盡殺絕，試圖用轉(zhuǎn)基因的辦法滅殺，反而刺激了害蟲的進(jìn)化，出現(xiàn)了“超級(jí)害蟲”。

　　事實(shí)上，科學(xué)在發(fā)展，雜草的進(jìn)化也從未間斷?；蛘哒f(shuō)，在自然選擇的壓力下，雜草進(jìn)化出自己的防御方式。研究顯示，大概每年都會(huì)有一種雜草進(jìn)化出抗性。例如，一些雜草進(jìn)化出了一些目前還未研究清楚的途徑來(lái)保護(hù)頂端分生組織，對(duì)抗除草劑。這些雜草的頂端分生組織細(xì)胞即使在葉片凋亡后依然保持活力。每年都對(duì)同種作物施用同樣的除草劑而不采取其他雜草控制措施，會(huì)使農(nóng)田變成絕佳的抗性進(jìn)化實(shí)驗(yàn)室。若大量引入抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物，并增加除草劑使用量，抗性問(wèn)題只會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重。

　形勢(shì)嚴(yán)峻:

　　更嚴(yán)重生物入侵或?qū)?lái)襲

　　據(jù)《紐約時(shí)報(bào)》今年5月的報(bào)道，美國(guó)農(nóng)民幾乎無(wú)處不在使用的“農(nóng)達(dá)”綜合除草劑，已經(jīng)導(dǎo)致頑固的“超級(jí)雜草”快速生長(zhǎng)。在美國(guó)，可以數(shù)出10余種對(duì)草甘膦的通常致死劑量具有抗性的雜草種群，其中包含了三裂葉豚草、普通豚草、小飛蓬、假高粱、水麻草、長(zhǎng)芒莧等繁殖力強(qiáng)、防治困難的雜草。此外，從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)即可對(duì)美國(guó)“超級(jí)雜草”瀕臨失控的現(xiàn)實(shí)窺見一斑。根據(jù)美國(guó)憂思科學(xué)家聯(lián)盟的統(tǒng)計(jì)，在過(guò)去10年，抗草甘膦雜草在美國(guó)已由原來(lái)的零星分布擴(kuò)散到了445.5萬(wàn)公頃，從2007年以來(lái)增加了5倍。

　　在“超級(jí)雜草”引起重視之前，大豆、玉米和棉花被轉(zhuǎn)基因工程設(shè)計(jì)成能夠耐受“農(nóng)達(dá)”除草劑，幾乎已變成美國(guó)農(nóng)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在美國(guó)有90%的大豆和70%的棉花跟玉米都是抗“農(nóng)達(dá)”轉(zhuǎn)基因作物。農(nóng)民以為噴灑除草劑能殺死雜草而對(duì)莊稼無(wú)害，但現(xiàn)實(shí)卻是，噴灑如此多的除草劑，導(dǎo)致了雜草的快速演化?！俺?jí)雜草”長(zhǎng)在田間，與相鄰植物爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)、水分，尤其是光照。一株高大的豚草能導(dǎo)致周圍約30株大豆產(chǎn)量下降一半。長(zhǎng)芒莧，又叫做野莧，能長(zhǎng)到兩米多甚至更高，把農(nóng)作物全都蓋在底下，見不到陽(yáng)光。

　　美國(guó)農(nóng)業(yè)耕種方式倒退50年

　　超級(jí)雜草進(jìn)化出極強(qiáng)的生命力，普渡大學(xué)雜草學(xué)家托馬斯·T·鮑曼表示，當(dāng)你以為自己已經(jīng)將它們鏟除之后，下一場(chǎng)雨它們又會(huì)冒出來(lái)。為對(duì)抗“超級(jí)雜草”，美國(guó)東部、中部和西部的農(nóng)民被迫噴灑毒性更強(qiáng)的除草劑，或者干脆像上個(gè)世紀(jì)那樣雇人用手拔除雜草，或用鋤頭對(duì)付這些雜草，回到了以前的勞動(dòng)密集型耕種方式。“一下子倒退了近半個(gè)世紀(jì)?！笔Y高明介紹。

　　假設(shè)此次浙江舟山口岸沒有截獲這批混雜在進(jìn)口玉米中的“超級(jí)雜草”，后果將會(huì)如何？

　　蔣高明說(shuō)，“超級(jí)雜草”的主要危害是增加了防治雜草的成本。一般的除草劑對(duì)這些“超級(jí)雜草”已全然無(wú)效，如果繼續(xù)加大除草劑用量或研發(fā)更具毒性的除草劑，肯定會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成危害。另外，使用大劑量除草劑，會(huì)造成農(nóng)藥殘留，繼而對(duì)人體造成潛在危險(xiǎn)?！啊?jí)雜草’具有人為轉(zhuǎn)入的抗草甘膦基因。它的入侵會(huì)比一般的生物入侵更嚴(yán)重?！笔Y高明表示，“中國(guó)檢疫出‘超級(jí)雜草’，必須引起我們的高度關(guān)注?！?/p>

　　據(jù)《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道，規(guī)模HT轉(zhuǎn)基因作物造成的“超級(jí)雜草”已在美國(guó)泛濫成災(zāi)，對(duì)美國(guó)的國(guó)土農(nóng)田造成了全國(guó)性的安全威脅。但主管部門至今依然還沒拿出方案。未來(lái)，隨著基因生物工程技術(shù)的普及，自然界諸多植物將遭遇基因污染，“超級(jí)雜草”持續(xù)進(jìn)化，人類將往何方去？

未來(lái)生態(tài)農(nóng)業(yè)模式或是出路

　　蔣高明認(rèn)為，根除“超級(jí)雜草”的辦法首先是停止目前的作物轉(zhuǎn)基因化，對(duì)于釋放到環(huán)境中的超級(jí)雜草，在種子產(chǎn)生之前采用化學(xué)或人為辦法滅殺，控制其蔓延。他表示，這樣做成本雖巨大，但及時(shí)采取措施代價(jià)還算小，“正如火災(zāi)之前，剛?cè)紵臅r(shí)候少量的水可控制，大量蔓延后要控制就非常難”。而最好的預(yù)防方法就是改變目前控制雜草的單一滅殺做法，采取恢復(fù)生態(tài)平衡的辦法。但這樣是否就能根除超級(jí)雜草，目前尚不能確定，依然有待探索。

　　為了實(shí)踐生態(tài)農(nóng)業(yè)的理想，蔣高明在家鄉(xiāng)山東平邑縣蔣家莊設(shè)計(jì)了一個(gè)生態(tài)農(nóng)場(chǎng)。據(jù)他介紹，這是一個(gè)實(shí)驗(yàn)型農(nóng)場(chǎng)，致力于恢復(fù)生態(tài)平衡，恢復(fù)地力，恢復(fù)生物多樣性，不使用化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、除草劑、添加劑與轉(zhuǎn)基因六項(xiàng)常規(guī)技術(shù)，生產(chǎn)健康的有機(jī)食品。目前，小規(guī)模試驗(yàn)取得成功，已能將低產(chǎn)田改造成高產(chǎn)田。在他看來(lái)，從生態(tài)學(xué)角度看，未來(lái)農(nóng)業(yè)必須采取生態(tài)平衡的做法，維護(hù)生物多樣性，提高作物產(chǎn)量，同時(shí)改善作物品種，提高耕地質(zhì)量。但真的要做到這一點(diǎn)，任重而道遠(yuǎn)。

　　如今全球人口已高達(dá)70億，如何養(yǎng)活這些人口，農(nóng)業(yè)的未來(lái)何去何從，是個(gè)大問(wèn)題。為應(yīng)對(duì)日益進(jìn)化升級(jí)的“超級(jí)雜草”，生物技術(shù)和農(nóng)藥公司正努力在作物基因組中植入對(duì)其他除草劑具抗性的基因。然而，科學(xué)家對(duì)這種努力表示擔(dān)憂。憂思科學(xué)家聯(lián)盟的資深專家、植物病理學(xué)家道格·格里安-謝爾曼說(shuō)：“這是一種致命武器，是工業(yè)方法而不是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的方法。我們需要從根本上轉(zhuǎn)變對(duì)農(nóng)業(yè)的看法，更昂貴的技術(shù)并不能讓我們更接近它?！?/p>

廣州日?qǐng)?bào)記者：許珍

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