Перейти к началу брошюры «Экологические эффекты генетически модифицированных культур»

11. Экологические преимущества выращивания генетически модифицированных культур

За последнее десятилетие фермеры целого ряда регионов перешли на выращивание ГМ культур, что обусловлено ожиданием определенных финансовых, экологических и других преимуществ, обеспечиваемых характеристиками таких культур (см. раздел 3.3.). Для оценки этих преимуществ необходимо провести их сравнение с рисками и преимуществами, ассоциированными с традиционными методами ведения сельского хозяйства. Традиционные приемы защиты урожая основаны на использовании химических пестицидов, наносящих урон сельскохозяйственным угодьям и окружающей среде (см. раздел 5.). Кроме того, методы возделывания почвы, такие как вспашка, в значительной степени способствуют деградации почвы, усиливая ее эрозию и способствуя истощению запасов питательных веществ и нарушению протекания биологических процессов (Tilman et al. 2002, Ammann 2005).

Переход на выращивание ГМ культур способствует снижению выраженности некоторых экологических эффектов, оказываемых традиционными (не-ГМ) сортами и методами обработки почвы. В этом разделе основное внимание уделено реальным положительным эффектам, проявившимся по истечении десяти лет коммерческого выращивания ГМ культур. При этом отдельно рассматриваются непосредственные положительные эффекты и косвенные эффекты, опосредованные изменениями в подходах к борьбе с сорняками и насекомыми-вредителями.

11.1. Снижение объемов использования пестицидов в связи с переходом на устойчивые к насекомым Bt-культуры

Выращивание Bt-кукурузы, экпрессирующей инсектицидный белок Cry1Ab, привело к незначительному снижению использования инсектицидов. Это можно объяснить тем, что инсектицидной обработке изначально подвергали лишь небольшую часть полей, засеваемых обычными сортами кукурузы (см. раздел 10.2.1.). Результаты проведенных в последние годы крупномасштабных исследований свидетельствуют о том, что выращивание Bt-кукурузы обеспечивает более специфичный метод борьбы с насекомыми-вредителями и менее выраженное непреднамеренное влияние на нецелевых членистоногих, чем распыление большинства традиционных инсектицидов (см. раздел 6.3.).

Коммерческое культивирование Bt-хлопка, напротив, привело к значительному снижению количества распыляемых инсектицидов и частоты обработки (FAO 2004, Fitt et al. 2004). Хлопок весьма подвержен губительному воздействию нескольких видов насекомых-вредителей, относящихся к семействам листоверток и совок (хлопковой листовертки-почкоеда, хлопковой и розовой совок). Эти насекомые могут наносить серьезный урон урожаю и являются серьезной проблемой для большинства культивирующих хлопок регионов. Поэтому традиционные методы выращивания хлопка во многом зависят от регулярной инсектицидной обработки в течение всего вегетационного периода.

Несмотря на то, что расход инсектицидов значительно варьирует в зависимости от плотности вредителей в регионе, методов ведения хозяйства и годичных вариаций, очевидно, что переход на Bt-сорта хлопка значительно снизил частоту инсектицидных обработок хлопковых полей во всех задействованных регионах (табл. 4) (Fitt et al. 2004). Более того, по оценкам большинства авторов, при этом также наблюдается уменьшение количества распыляемых пестицидов (Phipps & Park 2002, Fitt et al. 2004, Brookes & Barfoot 2005). К непосредственным положительным экологическим эффектам ограничения количества распыляемых инсектицидов относится снижение выраженности их воздействия на нецелевые организмы (Head et al. 2005, Torres & Ruberson 2005), а также уменьшение вероятности попадания пестицидов в природные воды (FAO 2004). В Китае, например, в результате перехода на культивирование Bt-хлопка среднее число ежегодных инсектицидных обработок снизилось с девяти (в 1994 году) до четырех (в 2001 году) (Wu & Guo 2005).

Таблица 4. Снижение объемов использования пестицидов при переходе на выращивание Bt-хлопка в % (Fitt et al. 2004)

Некоторые специалисты высказывают предположение, что выраженность положительных экологических эффектов может быть снижена необходимостью дополнительной обработки, предназначенной для уничтожения вторичных вредителей, ранее погибавших при использовании пестицидов широкого спектра действия. Однако на настоящий момент нет опубликованных данных, которые свидетельствовали бы о том, что переход на культивирование Bt-хлопка приводит к изменениям видового спектра вредителей, обуславливающим увеличение общего количества распыляемых пестицидов (см. раздел 6.3.5.).

В 2003 году Австралия и США начали коммерческое культивирование нового сорта Bt-хлопка (Bollgard II), имеющего два Bt-гена (Cry1Ac и Cry2Ab2). Кроме более выраженной устойчивости к хлопковой совке (коробочному червю), Bollgard II обладает дополнительной толерантностью к второстепенным вредителям, в том числе к соевой и капустной совкам, солончаковым гусеницам и личинкам некоторых насекомых. Результаты двухлетних наблюдений в Австралии указывают на то, что выращивание нового сорта обладает более выраженными положительными эффектами за счет снижения использования инсектицидов на 92% (Fitt et al. 2004) (табл. 4). Специалисты считают, что сорта, имеющие два трансгена, со временем заменят уже ставшие традиционными сорта с одним Bt-геном, что значительно уменьшит или полностью исключит необходимость распыления дополнительных химических пестицидов, чем снизит вероятность появления устойчивых к инсектицидам форм вредителей.

Уменьшение объемов распыляемых пестицидов, связанное с культивированием Bt-хлопка, также снижает вероятность как немедленного, так и отсроченного влияния химикатов на здоровье человека (Hossain et al. 2004). Ежегодно во многих, особенно в развивающихся, странах регистрируется значительное количество отравлений инсектицидами. В период с 1992 по 1996 год в Китае в больницы ежегодно поступало в среднем 54000 фермеров и сельскохозяйственных рабочих с таким диагнозом, смертность при этом составляла примерно 490 человек в год (Hossain et al. 2004). Результатом уменьшения масштабов использования пестицидов стало достоверное улучшение состояния здоровья сельскохозяйственных работников в Китае (Pray et al. 2002) и Южной Африке (Bennett et al. 2003). Аналогично, внедрение Bt-риса в сельскохозяйственную практику Китая должно оказать положительное влияние как на объем урожая, так и на состояние здоровья сельскохозяйственных рабочих. Особенно большое значение это будет иметь для мелких небогатых фермеров, для которых снижение использования пестицидов на 80% также значительно повысит доходность выращивания риса (Huang et al. 2005).

11.2. Новые стратегии борьбы с сорняками, обеспечиваемые переходом на выращивание устойчивых к гербицидам ГМ культур

Внедрение устойчивых к гербицидам ГМ культур в сельскохозяйственную практику привело к ряду изменений в традиционно применяемых подходах к борьбе с сорняками. Выращивание устойчивых к гербицидам ГМ культур позволяет использовать для обработки полей один гербицид широкого спектра действия, что может снизить потребность в применении комбинаций гербицидов или химикатов, требующих многократного применения (Fernandez-Cornejo & Mc Bride 2002, Brimner et al. 2005, Duke 2005). Гербициды, к которым устойчивы ГМ культуры (глифосат и глюфосинат), распыляют на листья для уничтожения уже проросших сорняков, что обеспечивает возможность регулировать количество распыляемых препаратов в зависимости от плотности сорняков на обрабатываемом поле. В связи с этим используемые для уничтожения проросших растений гербициды обычно применяются в меньших объемах, чем распыляемые на почву предвсходовые средства, эффективность которых также снижается из-за абсорбции почвенными коллоидами и деградации (Burnside 1996). Глифосат и глюфосинат признаны токсикологически менее вредными и более безопасными для здоровья человека, чем большинство заменяемых ими гербицидов (Fernandez-Cornejo & Mc Bride 2002, Duke 2005). Кроме того, срок полураспада глифосата и глюфосината в почве прочти в два раза меньше, чем срок полураспада других гербицидов. При этом для обоих препаратов нехарактерно быстрое вымывание грунтовыми водами, что снижает утечку активных веществ с обрабатываемых полей (Duke 2005).

Возможно, наиболее значимым с экологической точки зрения преимуществом перехода на выращивание устойчивых к гербицидам ГМ культур является то, что это способствовало внедрению методов противоэрозийной обработки почвы (CCOC 2001, Carpenter et al. 2002, Fawcett & Towery 2002, Duke 2005).

До внедрения в сельскохозяйственную практику трансгенных культур большинство фермеров в обязательном порядке перепахивало почву перед посадкой семян. Известно, что частая механическая обработка изменяет структуру почвы, тем самым способствуя эрозии и снижению влажности грунта. Таким образом, повреждение верхнего слоя почвы наносит экологический урон, последствия которого могут проявляться в течение многих столетий. С начала 1990-х годов с целью сохранения почвенных ресурсов производители сельскохозяйственной продукции стали по возможности переходить на противоэрозийные стратегии обработки почвы (CCOC 2001, Fawcett & Towery 2002).

Согласно результатам обзора, проведенного Министерством сельского хозяйства США, в 1997 году 60% территории, засеянной устойчивой к гербицидам ГМ соей, обрабатывалось согласно принципам противоэрозионной обработки, в то время как для плантаций обычной сои этот показатель составлял только 40% (Fernandez-Cornejo & Caswell 2006). Возможность гербицидной обработки в послевсходовый период позволяет фермерам проводить посев без предварительной вспашки почвы.

Противоэрозийная обработка сохраняет слой растительных остатков на поверхности почвы, что предотвращает эрозию, снижает интенсивность испарения и повышает способность почвы задерживать влагу (Fawcett & Towery 2002). При этом происходит обогащение почвенной флоры и фауны, что способствует активизации круговорота питательных веществ и может помочь в борьбе с различными вредителями и заболеваниями сельскохозяйственных растений (Holland 2004). Для почв, обрабатываемых противоэрозийными методами, характерны более многочисленные популяции земляных червей (Fawcett & Towery 2002). Кроме снижения скорости эрозии и деградации почвы, уменьшение частоты обработки полей способствует снижению поступления в атмосферу газов, способствующих развитию парникового эффекта, частично за счет уменьшения количества сжигаемого горючего (Brookes & Barfoot 2005). Gianessi (2005) ссылается на результаты экспертизы, проведенной Американской ассоциацией производителей сои (American Soybean Association), свидетельствующие о том, что с начала культивирования устойчивой к гербицидам ГМ сои в 1995 году частота обработок соевых полей значительно уменьшилась.

Существуют данные, согласно которым противоэрозийная обработка почвы способствует обогащению биологического разнообразия возделываемых земель за счет улучшения их качеств как среды обитания различных организмов. Сохранение на полях большего количества растительных остатков и семян сорных растений улучшает пищевую базу насекомых, птиц и мелких млекопитающих (Holland 2004).

Системы сельскохозяйственного производства сложны и многообразны. Подобно внедрению любой новой технологии, использование сельскохозяйственной биотехнологии может иметь как положительные, так и, возможно, неблагоприятные с экологической точки зрения последствия. Выращивание ГМ культур способно помочь в снижении некоторых экологических рисков, ассоциированных с традиционными методами ведения сельского хозяйства, однако, в то же время, оно привело к возникновению ряда вопросов, требующих пристального внимания. Для того, чтобы адекватно оценить экологические эффекты выращивания ГМ культур, ассоциированные с ним риски необходимо рассматривать с учетом возможных преимуществ и эффектов, оказываемых традиционными методами ведения сельского хозяйства.

Выводы:
Преимущества выращивания генетически модифицированных культур с экологической точки зрения

– Переход на выращивание Bt-кукурузы привел лишь к незначительному снижению количества применяемых инсектицидов, что обусловлено неактивной инсектицидной обработкой традиционных сортов кукурузы. В то же время результатом культивирования Bt-хлопка стало снижение как количества распыляемых на поля инсектицидов, так и частоты проведения обработок. Кроме непосредственного положительного влияния на состояние экосистем, проявляющегося в снижении непреднамеренных эффектов и поступления пестицидов в грунтовые воды, в нескольких странах отмечено достоверное улучшение состояния здоровья сельскохозяйственных рабочих, обусловленное снижением количества распыляемых на хлопковые поля пестицидов.

– Внедрение устойчивых к гербицидам ГМ культур в сельскохозяйственную практику позволяет перейти к использованию одного гербицида широкого спектра действия, что снижает необходимость использования комбинаций различных средств и химикатов, нуждающихся в многократном применении. Два основных гербицида, используемые для обработки устойчивых к гербицидам ГМ культур (глифосат и глюфосинат), менее токсичны как для человека, так и для окружающей среды, чем большинство заменяемых ими гербицидов.

– Выращивание гербицидоустойчивых ГМ культур способствует переходу на противоэрозийные методы обработки почвы. При этом снижается частота механической обработки, что препятствует эрозии, деградации и истощению почвы.

Перевод: Евгения Рябцева,
Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология» http://www.cbio.ru/

Окончание: Научные дискуссии по поводу рисков, связанных с выращиванием генетически модифицированных культур.