需要更多的起效模式来为耐草甘膦作物提供支持
耐草甘膦(GT)作物和机械以及杂交种子育种的引进,已成为了农业领域最重大的变革。 杂草控制体系的简化、成本和时间以及劳动力的节省、耕作灵活性的提升,都让全球各地的农民获益无穷。 尤其在美洲地区,这种作物已得到了快速地应用。 在最重要的大豆生产区——美国、巴西和阿根廷,大约90%的作物均为耐草甘膦作物。 在2010年,全球29个国家种植GM作物的面积有1.48亿公顷,其中近乎9000万公顷的作物均具有耐药性1。 大豆、棉花和玉米这三种作物均采用了这种技术。
而且这种技术已激励着种植户通过减少犁耕并采用免耕定义 它也称作“保护性耕作”或“免耕作”,它是每年种植作物的一种方式,它通过免除拖拉机拉动工具进行的土壤耕耘进而避免对土壤的破坏。 权威性在线参考资料与资源 http://www.no-till.com/ 免耕耕作方式的在线信息门户网站。等保护性耕作方法,进一步地简化耕作流程。 摒弃犁耕体系可以改进土质并减少侵蚀,同时还可丰富生物多样性定义 以其独特形式、层级和组合而存在的不同生物类型。其中包括生态系统多样性、物种多样性以及基因多样性(IUCN, UNEP 和 WWF, 1991)。 权威性在线参考资料与资源 http://earthtrends.wri.org/ 地球趋势(EarthTrends)是一个由世界资源协会(World Resources Institute)维护的综合在线数据库,主要提供环保、社会及经济趋势的相关数据。通过数据库可了解生物多样性指标的统计信息。。
不过,如果过于依赖单一除草剂效用模式(尤其是免耕)来控制杂草,会促进耐药性杂草进化。 尽管在出现首例大量耕种耐药性作物的种植区之后,耐草甘膦作物已被广泛运用了20多年,但如果进一步扩大此类作物的耕种,那么将很快导致爆发耐药性问题。 百草枯信息中心已发布了早前有关耐草甘膦杂草的几篇论文(例如在澳大利亚的二次施药方法中,百草枯为草甘膦提供保护 ; 百草枯——草甘膦的护卫兵) ,如需进一步了解杂草的耐药性,请访问抗除草剂杂草国际调查网站2。
美国基准研究
美国的大学研究者就近期开展的一项基准研究进行了汇报,该研究经过精心设计,旨在说明用以避免杂草产生抗药性定义 某种植物/杂草遗传到的,能够耐受一种除草剂标准剂量的遗传能力。 权威性在线参考资料与资源 http://www.weedscience.org/in.asp “除草剂耐药性杂草国际调查”(International Survey of Herbicide Resistant Weeds)旨在对耐药性杂草种类的进化进行检测,并对其影响做出评估。所有已确认新案例均做出列述。的最佳管理方法——包括更多除草剂起效模式的使用,可以如何使耐草甘膦作物体系不断带来益处3。
在一项针对六个州的1200位农民开展的调查中,将156块至少16公顷的农田选定为大规模农田试验项目的试验地。 每块农田均一分为二,采用最重要的轮作方法。 一半农田采用农民自己的杂草治理方法,而另一半农田根据州立大学推广服务所提供的BMP推荐方法对杂草进行控制。
基准研究涵盖多种主要的轮作方法
| 作物体系 | 州 |
| 连续耕作的耐草甘膦大豆 | 伊利诺斯州、印第安纳州、密西西比州、北卡罗来纳州 |
| 连续耕作的耐草甘膦棉花 | 密西西比州、北卡罗来纳州 |
| 连续耕作的耐草甘膦玉米 | 爱荷华州、内布拉斯加州 |
| 耐草甘膦玉米/耐草甘膦大豆 | 伊利诺斯州、印第安纳州、爱荷华州、密西西比州、内布拉斯加州、北卡罗来纳州 |
| 耐草甘膦大豆/非耐草甘膦玉米 | 伊利诺斯州、印第安纳州、爱荷华州、北卡罗来纳州、内布拉斯加州 |
| 耐草甘膦大豆/非耐草甘膦玉米 | 密西西比州 |
首次种植者调查显示,在采用最多耐草甘膦作物轮作方法的地方,大约60%的大豆农田只接受利用草甘膦对杂草进行治理3。 在玉米种植区,此数据更低(采用连续耕作玉米的种植区为49%;玉米-大豆轮作的种植区为30%);在棉花种植区,此数据最低(13),因为更广泛地使用了残留性除草剂。
在对比采用BMP推荐方法与采用农民自己的方法的每块农田后,发现令人担心的是,大多数采用了很少起效模式的典型杂草治理方法与最佳方法相比存在很大的差距(图1)。
很明显,几乎完全依赖草甘膦除草。 很难采用草甘膦进行治理的杂草更可能占据优势且可能具有耐药性。
作物轮作和耕作是综合性杂草治理方法的有用部分。 不过,调查显示,超过30%的农民并未采用轮作方法,而数量相当的农民则轮种其他的耐草甘膦作物。 随着采用免耕方法的人群日益增加,采用耕种除草的机会也严重受限,尽管其具有环保益处。
定义 用于生产生质燃料的作物。目前,像玉米、甜菜籽、油菜和大豆等粮食作物被用来生产生质燃料。在巴西,从甘蔗中直接提取乙醇。印度为了生产生质柴油,大力推广麻风树的种植。油棕是另外一种生质柴油来源。在与碳动力工厂相邻的含盐水池里面可种植能生产生质燃料的藻类植物,以吸收工厂的二氧化碳排放。生质柴油作物更应种植于不利于粮食作物生长的地带(如:边际用地、盐碱地、荒地等),以避免和粮食生产形成不必要竞争。 权威性在线参考资料与资源 http://www.epobio.net/epobio.htm EPOBIO 是欧洲及美国学术和产业合作伙伴联合进行的一个项目,旨在确认植物科学研究的继续投资领域,以期推动作物作为原料在生质燃料及其他生质产品方面的应用。
定义 为减少水土侵蚀,种植后使用作物残留覆盖 30%或更多土壤表面的任何耕作和种植方式。 权威性在线参考资料与资源 http://www2.ctic.purdue.edu/Core4/CT/Definitions.html Core4Conservation 是位于普度大学(Purdue University)的 保护性耕作信息中心(Conservation Tillage Information Centre)的组成部分。
BMP项目将草甘膦与其他除草剂混用,在发芽之前或之后,许多除草剂会对土壤产生残留效力4。 目前为止,只发布了首批2006和2007季试验的结果4。 结果显示,轮作和除草剂项目对杂草控制的成功与否会造出重大的影响。 连续耕种的耐草甘膦玉米在没有轮种其他作物或耐草甘膦品种的情况下,结果最糟。 在采用BMP方法的此作物体系中,第一年,收割时的杂草种群密度下降了50%4。
遗憾的是,一旦确定农田存在耐用性,农民便倾向于只改变杂草控制策略。 一般而言,此举会导致成本显著增加,才能消除已存在耐用性的杂草。 在本研究中,BMP项目通常需要大约20%的额外成本,但是产量略高,因此在所有作物体系中,农民采用自己方法的项目和BMP项目的纯收益相同5。 如果长期防止耐草甘膦杂草生长并避免采用昂贵的控制措施,则可以额外节省大量的成本。
百草枯的作用
此项美国研究重点通过将草甘膦与其他除草剂相混合,从而增加起效模式。 百草枯不能与草甘膦相混合,但是可以成功地应用于耐草甘膦作物体系中,以在种植作物之前提供广谱杂草控制,从而可以在发芽后用草甘膦进行杂草控制。 百草枯具有非常显著的起效模式。 整合了百草枯的杂草控制体系可以在保持草甘膦益处的同时,显著降低出现耐药性杂草的风险。 此类方案的示例包括:巴西的免耕作物使用百草枯加敌草隆混合剂来除草;以及在采用草甘膦之后施加百草枯的 ‘二次施药’ 技术——此法在澳大利亚很普遍。
在已成功采用免耕技术的地方,切勿重新使用犁耕来除草,这点非常重要。 作物轮种虽然有帮助,但是为了保持草甘膦的作用,关键的一点是,应使用多种除草剂起效模式,就这点而论,百草枯发挥着重要的作用。
参考文献
- ISAAA (2010). 简介 42: “商业化生物技术/GM作物的全球状况”的重要内容: 2010
- 除草剂耐药性杂草国际调查
- Shaw, D R 等人 (2011)。《关于美国耐草甘膦作物体系的基准研究》。第一部分: 2006-2008年研究简介。《害虫管理科学》, 67, 741-746
- Wilson, R G 等人(2011). 《关于美国耐草甘膦作物体系的基准研究》。第四部分: 杂草治理项目以及时间和地理因素对杂草种群和土壤种子库的影响。 《害虫防治科学》, 67, 771-780
- Weirich, J W 等人 (2011). 《关于美国耐草甘膦作物体系的基准研究》。第五部分: 采用草甘膦的杂草治理项目对农场利润的影响。《害虫防治科学》, 67, 781-784
备注
百草枯领先产品的品牌名称为 Gramoxone。