Почему Готовые К Сбору Урожая Культуры Потеряли Свою Привлекательность

Почему Готовые К Сбору Урожая Культуры Потеряли Свою Привлекательность

по данным Джордана Уилкерсона по Брайану Чоу. Особенно полезными культурами являются те, которые обладают устойчивой устойчивостью к гербицидам. У этих культур есть заманчивые преимущества: снижение вреда посевов при опрыскивании гербицидов, облегчение борьбы с сорняками и даже потенциальные выгоды для окружающей среды. Так в чем проблема? Устойчивые к гербицидам сорняки. Выгоды, полученные от этих культур, начинают исчезать, поскольку эти суперсорняки становятся заметными на сельскохозяйственных землях по всему миру. Однако, чтобы в полной мере оценить нынешнее затруднительное положение, необходимо понять, что привело к сложной проблеме супоросов. И это начинается с самого распространенного гербицида, используемого в сельском хозяйстве: Roundup.

Скорее всего, вы слышали о Раундапе, обычном убийце сорняков, которым пользуются как фермеры, так и домовладельцы. Раундап - это торговая марка гербицида, глифосата. Глифосат работает, препятствуя растениям производить белки, необходимые им для выживания.Поскольку практически все растения вырабатывают эти незаменимые белки одинаково, глифосат влияет практически на все растения. По этой причине глифосат считается гербицидом широкого спектра действия [1].

Конечно, это обоюдоострый меч. В то время как Раундап является отличным убийцей сорняков, его широкий спектр эффектов делает его также достойным убийцей урожая. Это не хорошо. Если наши культуры не устойчивы к Раундапу, можем ли мы найти способ сделать их устойчивыми? На самом деле, сельскохозяйственная компания Monsanto сделала именно это.

В 1996 году Monsanto представила сою Roundup Ready, генно-инженерную культуру, устойчивую к глифосату. Через несколько лет дебютировали также хлопок, кукуруза и различные другие культуры Roundup Ready. Хотя почти все растения чувствительны к сцеплению с глифосатом, прекрасной особенностью генной инженерии является то, что гены не обязательно должны быть из похожих организмов [2]. В этом случае ген, обеспечивающий устойчивость к глифосату, был взят от типа бактерии, называемой Agrobacteria [3].С введением соответствующего гена этого организма в желаемую генетику растений рождается урожай Roundup Ready (Рисунок 1).

Рис. 1. Сводка содержит глифосат, который токсичен для стандартных растений, содержащих целевой белок. Растения, содержащие этот белок, уничтожаются при воздействии глифосата, обозначенного красным крестиком. Культуры Roundup Ready спроектированы так, чтобы содержать ген Agrobacteria, что делает их невосприимчивыми к гербициду.

В то время как компании разрабатывают эти совершенно новые растения, естественным образом возникает вопрос: влияют ли культуры Roundup Ready на окружающую среду? Основываясь на большом количестве научных данных, короткий ответ - нет. Есть два способа, которыми ученые и общественность предположили, что эти культуры могут влиять на окружающую среду [4].

Во-первых, существует вероятность того, что культуры Roundup Ready могут скрещиваться с сорняками с образованием устойчивых к глифосату сорняков. Это немного возможно для некоторых культур, таких как масличный рапс и сахарная свекла, но в большинстве случаев присутствующие сорняки не являются сексуально совместимыми с присутствующими культурами, поэтому скрещивание не может произойти [2].

Другая возможность состоит в том, что мертвая растительная субстанция Roundup Ready может отличаться от обычной растительной материи. Это может быть проблемой, если это различие приводит к растительной ткани, которая является токсичной для организмов в окружающей экосистеме. Тем не менее, данные убедительно свидетельствуют о том, что два типа растений имеют очень схожий состав, и их быстрое разрушение делает конечные продукты, попадающие в окружающую среду, в основном идентичными [2].

Предполагая, что фермеры используют Roundup только по рекомендованным нормам в своих методах борьбы с сорняками, результаты показывают, что методы ведения сельского хозяйства, связанные с культурами Roundup Ready, на самом деле оказывают меньшее воздействие на окружающую среду.

Одна из причин этого заключается в том, что они могут сократить использование пестицидов и заменить более вредные пестициды глифосатом [1]. Вредность пестицида оценивается путем воздействия на организм повышенных и повышенных концентраций пестицида до тех пор, пока он, по-видимому, не препятствует их способности выживать. Глифосат считается менее вредным, поскольку для нанесения вреда водным животным и растениям требуются гораздо более высокие концентрации, чем при использовании других гербицидов [5].Когда гербициды считаются относительно нетоксичными для экосистем, это означает, что концентрации, которые могут попасть в окружающую среду в результате рекомендуемого применения гербицида, обычно ниже, чем минимальная концентрация для этого химического вещества, являющегося токсичным.

Еще одна причина, по которой сельскохозяйственные культуры Roundup Ready теоретически приводят к новой экологической выгоде, заключается в том, что фермерам больше не приходится обрабатывать пахотные земли. Хотя обработка почвы имеет и другие преимущества, ее основной целью является механическое уничтожение сорняков, присутствующих на земле, до посадки сельскохозяйственных культур. Тем не менее, это идет с ценой. Обработка почвы ослабляет почву, из-за чего большая часть ее стекает в близлежащие водоемы, когда идет дождь или даже сильный ветер. Почва на сельскохозяйственном участке отличается от естественной почвы тем, что она содержит гораздо более высокие концентрации удобрений и остаточных пестицидов [6].

С зерновыми культурами Roundup Ready фермеры могут разбрызгивать глифосат на своей земле, а не пахать всю площадь, чтобы избавиться от сорняков.Кроме того, поскольку их посевы устойчивы к глифосату, фермеры могут заменить устаревшие, более вредные гербициды глифосатом, который быстро разрушается и не очень токсичен для водных организмов [6]. Таким образом, сток уменьшается в целом, и небольшое количество, которое может произойти, оказывает менее вредное воздействие.

Эти преимущества возможны только в том случае, если распыление Раундап является единственной необходимой техникой борьбы с сорняками. Еще в 1960-х годах ученые знали, что тактика распыления только одного пестицида имеет большой потенциал, чтобы подтолкнуть сорняки к развитию устойчивости к нему. Устойчивость к гербициду возникает, когда у одного из сорняков есть мутация, которая позволяет ему выжить при опрыскивании. Если этот устойчивый сорняк размножается, он может передать свою мутацию потомству. Вскоре кластер суперплодов может быстро распространиться по акрам пахотных земель, что делает Раундап практически неэффективным [7].

Одна из стратегий, которая снизила бы вероятность развития устойчивости к сорнякам, заключается в том, чтобы периодически использовать другой гербицид, который убивает сорняки другим путем.Следовательно, устойчивые сорняки должны были бы создать две мутации, чтобы выжить в гербицидном спрее [6,7]. Тем не менее, эта стратегия также периодически исключает урожай Roundup Ready, что делает его не намного лучше, чем использование нестойких культур.

Еще один подход, который еще более экологичен, - это изменение урожая, выращиваемого на земле каждый год. Разные культуры высаживаются в разное время, истощают различные питательные вещества и по-разному укореняются в почве. Это делает окружающую среду гораздо менее стабильной и, следовательно, менее пригодной для процветания сорняками [8]. Однако этот метод требует гораздо больше работы фермеров.

Вскоре после введения культур Roundup Ready были опубликованы несколько исследовательских статей, в которых сделан вывод о том, что использование портфеля стратегий борьбы с сорняками, таких как севообороты и севообороты, упомянутых выше, бесполезно, одна из которых была упомянута Monsanto. в рекламном ролике они опубликованы [9]. Поэтому большинство фермеров считали, что использование гораздо менее удобного управления сорняками просто казалось ненужным.

К сожалению, у этих исследований была одна большая проблема: пахотные земли, которые они создали для своих экспериментов, были довольно небольшими [1]. Промышленные пахотные земли, с другой стороны, могут составлять порядка миллиона акров. Поэтому, хотя развитие устойчивости к Раундапу не представляется возможным ни для какого отдельного растения, растет огромное количество сорняков, которые могут противостоять его яду: это значительно увеличивает вероятность развития, по крайней мере, некоторых устойчивых к Раундапу сорняков [7,8 ].

Нам не нужно вдаваться в подробности о вероятностях, чтобы оценить, будут ли образовываться суперплодки - у нас уже есть подтверждение, что они есть. Во всем мире зарегистрировано 24 случая устойчивых к глифосату сорняков, 14 из которых находятся в Соединенных Штатах [7]. В настоящее время фермеры вернулись к возделыванию своих сельскохозяйственных угодий и опрыскиванию более токсичных гербицидов в дополнение к Раундапу, пытаясь контролировать сверхскорости, распространяющиеся по их сельскохозяйственным угодьям [8].

Кроме того, поскольку многие из суперсорняков все еще могут быть убиты глифосатом, если его распылять в более высоких дозах, многие фермеры распыляют больше глифосата и других гербицидов для борьбы с сорняками.Привлекательность состоит в том, что это намного менее трудоемко, чем вспашка и сбор сорняков из почвы [9]. Следовательно, в отчете, основанном на данных Министерства сельского хозяйства США об использовании пестицидов, было подсчитано, что было использовано дополнительно 383 миллиона фунтов гербицидов, чем если бы зерновые культуры Roundup Ready никогда не вводились [6]. Это более широкое использование глифосата повышает вероятность более высоких концентраций химического вещества, стекающего в близлежащие экосистемы. При таких повышенных концентрациях глифосат может нанести ущерб окружающей среде.

Кроме того, практика возделывания и увеличения использования гербицидов аналогична той, что была 20 лет назад (с еще большим числом случаев применения гербицидов). Это и экологическая проблема, и финансовая проблема для фермеров, которые теперь должны вернуться к тому, чтобы тратить больше на гербициды и затраты на рабочую силу, чтобы обрабатывать землю [10].

Несмотря на то, что сами культуры Roundup Ready не нанесли ущерба окружающей среде, они, безусловно, несут ответственность за практику борьбы с сорняками, которая сопровождает их.Экологические преимущества - сокращение обработки почвы и сокращение использования более токсичных гербицидов - исчезают, поскольку предполагаемый контроль над сорняками привел к восстанию.

Более сложные стратегии борьбы с сорняками, чем упомянутые здесь, могут помочь изменить это, и они уже используются некоторыми фермерами [6]. Эти и другие методы, упомянутые ранее, могут оказаться полезными для реализации преимуществ более широкого применения технологии Roundup Ready. Тем не менее, фермеры сами должны решить, стоит ли инвестировать в сложные методы борьбы с сорняками. Они менее удобны, но могут помочь снизить риск сопротивления в будущем. Это было трудное решение, когда Раундап был настолько эффективным. Тем не менее, появление устойчивых к глифосату сорняков показало, что просто распыления Раундап не достаточно - не для фермеров и не для нашей окружающей среды.

Джордан Уилкерсон - студентка третьего курса химического факультета Гарвардского университета.

Эта статья является частью специального издания за август 2015 года, «Генетически модифицированные организмы и наша еда».

Обратите внимание, что в предыдущей версии этой статьи говорилось, что оценка 383 миллионов фунтов увеличенного использования пестицидов была получена непосредственно из USDA. Это было исправлено.

.