Перейти к началу брошюры
«Экологические эффекты генетически модифицированных культур»

3.3. Мотивация перехода на генетически модифицированные культуры

3.3.1. Потери урожая пахотных культур при отсутствии мер по их защите

Сельскохозяйственные системы сильно отличаются от «натуральных» неизмененных экосистем и присущих им механизмов саморегуляции часто не хватает для обеспечения высокой урожайности (Oerke et al. 1994, Oerke & Dehne 1997). Для поддержания здоровья растений и высокой урожайности фермеры должны обеспечивать защиту культур от животных- и насекомых-вредителей, сорняков, грибков, бактерий и вирусов. Конечной целью защитных мероприятий является не уничтожение вредителей, а снижение потерь до экономически приемлемого уровня. Необходимо отличать потенциальные потери при непринятии каких-либо защитных мер от реальных потерь, возникающих несмотря на принимаемые меры. Объемы потенциальных и реальных потерь значительно отличаются для различных культур (рис. 3) и регионов, в основном в зависимости от климата, обитающих в регионе вредителей, принимаемых мер защиты и уровня организации растениеводческого хозяйства в целом.



Рис. 3. Потенциальные и фактические потери урожая восьми важнейших возделываемых культур из-за насекомых-вредителей, сорняков и патогенных микроорганизмов (Oerke & Dehne 2004).

Например, в тропиках и субтропиках наиболее высокие потери характерны для хлопка и риса. Игнорирование защитных мер в мировых масштабах привело бы к потере до 82% урожая хлопка и до 80% – риса. Механические, биологические и химические защитные мероприятия снижают реальных величины потери урожая этих культур до 30% и 42% соответственно (Oerke & Dehne 2004). Как и культивирование большинства культур, производство хлопка существенно зависит от применения гербицидов, подавляющих рост сорняков. Во многих случаях приходится использовать комбинацию двух или более химикатов во время посева, а также повторно в течение вегетационного периода. Выращивание хлопка требует также применения большого количества инсектицидов. В США такой обработке подвергается 77% хлопковых плантаций (Fernandez-Cornejo & Mc Bride 2002).

Семена сахарной свеклы развиваются довольно медленно, что, особенно в Северном полушарии, приводит к большим потерям урожая из-за конкуренции с сорняками. Без принятия защитных мер потери урожая этой культуры во всех регионах ее культивирования составляли бы более 80% (Oerke & Dehne 2004). Проводимые в настоящее время мероприятия в мировом масштабе сохраняют более 56% возможного объема урожая сахарной свеклы.

Главной проблемой выращивания кукурузы во всем мире являются сорняки (Oerke & Dehne 2004). В Северном полушарии связанные с этим фактором потери значительно снижены за счет условий, обеспечиваемых интенсивным производством. В США 96% засеваемой кукурузой площади в 10 штатах, являющихся основными производителями культуры, обрабатывается гербицидами, что делает производителей кукурузы основными потребителями этого класса химикатов в стране (Fernandez-Cornejo & Mc Bride 2002). В силу технических сложностей и проблем с определением правильного времени для обработки лишь небольшое количество засеваемых кукурузой полей обрабатывается инсектицидами против кукурузного мотылька (Ostrinia nubilalis) (см. раздел 10.2.1).

Главным врагом производителей сои также являются сорняки (Oerke & Dehne 2004). В мировом масштабе применение методов механической и химической обработки способно снизить потенциальные потери урожая сои на 70% и более. В США, например, более 97% соевых плантаций обрабатывается гербицидами.

Главной мотивацией, способствующей принятию ГМ культур фермерами, является ожидаемое повышение доходов по сравнению с доходами, получаемыми при выращивании традиционных сортов. Доходность в значительной степени зависит от региона, культуры и ГМ признака, однако определенное значение имеют и другие факторы, в том числе качество семян, цены на продукцию и альтернативные средства борьбы с вредителями (Fernandez-Cornejo & Mc Bride 2002). Преимущество культивирования ГМ культур заключается в возможности сэкономить средства на покупке химикатов, а также уменьшить время и усилия, затрачиваемые на их распыление. Защищенность ГМ культур от вредителей и сорняков обеспечивает более высокие урожаи и снижение риска его потери. Кроме очевидной экономической выгоды, культивирование ГМ культур обладает также неявными преимуществами, такими как улучшение качества почвы за счет предотвращения уплотнения и эрозии, снижение потребления воды при отказе от опрыскивания растворами пестицидов, а также уменьшение отравляющего действия пестицидов на фермеров и сельскохозяйственных рабочих (Brookes & Barfoot 2005).

3.3.2. Культуры, устойчивые к гербицидам

Устойчивые к гербицидам культуры позволяют использовать препараты широкого спектра действия, такие как глифосат (сорта Roundup Ready) или глюфосинат аммония (сорта Liberty). Это обеспечивает экономическую выгоду за счет упрощения схемы борьбы с сорняками и, соответственно, снижения стоимости обработки. Культивирование устойчивых к гербицидам культур позволяет собирать урожаи, по крайней мере, не уступающие урожаям, получаемым при выращивании традиционных сортов, с одновременным снижением затрат на противогербицидную обработку, количества необходимых распылений и потребности в дополнительной распашке почвы (Fernandez-Cornejo & Mc Bride 2002). Возможно, снижение затрат на гербициды не является основной причиной, привлекающей внимание фермеров к ГМ культурам, т.к. большинство исследований указывают на несущественное снижение потребности в гербицидах (см. раздел 10.1.3.). Более важным, с точки зрения экономики, фактором является простота и гибкость схем борьбы с сорняками, подразумевающих замену комбинации препаратов одним средством, обеспечивающим безопасную для самой сельскохозяйственной культуры защиту от широкого спектра как широколистных, так и травянистых сорных растений. Например, при выращивании сои глифосат заменяет три или даже четыре гербицида, которые уничтожают только определенные группы растений и часто применяются по отдельности (Gianessi 2005). Внедрение в практику устойчивой к глифосату сои в настоящее время активно проводится в Аргентине.

Врезка 1. Выращивание устойчивой к гербицидам сои в Аргентине
В Аргентине объемы культивирования устойчивых к гербицидам культур растут очень быстро – спустя пять лет после появления ГМ культур 90% от общей площади плантаций сои составляют поля, засеянные устойчивыми к гербицидам сортами (Trigo & Cap 2003, Qaim & Traxler 2005). Хотя урожай, собираемый при культивировании устойчивой к гербицидам сои, ненамного отличается от приносимого традиционными сортами урожая, переход на трансгенную сою в Аргентине оказал два положительных эффекта: значительно облегчил организацию работы по выращиванию этой культуры и существенно снизил себестоимость производства продукта (Qaim & Traxler 2005). В то время как еще до появления устойчивых к гербицидам культур крупные фермерские хозяйства Аргентины уже давно пользовались гербицидами для борьбы с сорняками, мелкие фермеры в основном полагались на дополнительные мероприятия по обработке почвы. В результате переход аргентинских фермеров на выращивание устойчивой к гербицидам сои привел к увеличению общего количества распыляемых на плантации гербицидов. Однако при этом следует учитывать, что высокотоксичные гербициды заменил глифосат. Кроме того, в результате количество обрабатываемых противоэрозионными методами полей увеличилось с 0,3 миллиона гектар в 1990 году до более чем 9 миллионов гектар в 2000 году (Trigo & Cap 2003), что имеет большие преимущества с экологической точки зрения (см. раздел 11.2.). Эффективная борьба с сорняками, особенно за счет снижения затрат горючего при обработке почвы, привела к снижению производственных затрат примерно на 20 долларов США на гектар (Trigo & Cap 2003). При этом уменьшился также объем работ, что снизило затраты времени на организацию сельскохозяйственных мероприятий и позволило в некоторых регионах параллельно с соей выращивать другие культуры, чего не делалось ранее (Trigo & Cap 2003). В тоже время внедрение в практику сельского хозяйства устойчивых к гербицидам сортов сои привело к последствию, экологические эффекты которого трудно оценить, а именно распашке ранее незадействованных угодий (Qaim & Traxler 2005). Описанный пример иллюстрирует всю сложность экономических, экологических и социальных взаимосвязей, на которые оказывает влияние внедрение новых сельскохозяйственных технологий.

3.3.3. Культуры, устойчивые к насекомым-вредителям

Изучение экономических эффектов выращивания устойчивых к насекомым ГМ культур указывает на преимущества, получаемые фермерами в случаях нашествий вредителей или появления их устойчивых форм (FAO 2004, Raney 2006). Польза от перехода на Bt-культуры заключается не только в уменьшении потерь урожая за счет более высокой эффективности защиты от насекомых-вредителей по сравнению с химическими инсектицидами, но и в финансовой выгоде за счет отказа от последних (см. раздел 11.1.). Культивирование Bt-культур является простой и эффективной альтернативой распылению химикатов, так как растения синтезируют инсектицидный белок в течение всего вегетативного периода, в то время как эффективность опрыскивания химическими инсектицидами зависит от погодных условий и трудностей в определении оптимального времени обработки. Однако, учитывая то, что количество насекомых может значительно варьировать от года к году, а выбор между традиционной и Bt-культурой необходимо сделать заранее, нет никакой гарантии того, что принятое решение будет экономически оптимальным. С этой точки зрения Bt-культуры выступают своего рода страховкой от возможных потерь в случае нашествия насекомых-вредителей. Наиболее очевидные положительные эффекты характерны для культивирования Bt-хлопка (табл. 2). Результаты всех исследований, проведенных в развивающихся странах, указывают на то, что переход с традиционных сортов на Bt-хлопок увеличивает урожай, снижает использование пестицидов и повышает чистый доход (FAO 2004, Raney 2006). Еще рано делать окончательные выводы о преимуществах Bt-сортов перед традиционными, однако специалисты ФАО – Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (Food and Agriculture Organization, FAO) – считают, что имеющиеся на сегодняшний день данные и активное внедрение Bt-культур в сельскохозяйственную практику свидетельствуют в их пользу (FAO 2004).

Еще одной мотивацией перехода к культивированию Bt-кукурузы является снижение заражения зерна опасными для здоровья человека и животных микотоксинами, синтезируемыми повсеместно паразитирующими на кукурузе грибками рода Fusarium (Bakan et al. 2002). Защищенность Bt-кукурузы от кукурузного мотылька приводит к предотвращению повреждения растений вредителями и появления дефектов эпителия, являющихся входными воротами для продуцирующих микотоксины грибков. Для Bt-кукурузы характерны меньшее по сравнению с обычными, не-трансгенными, сортами количество гнилых початков и заражение фумозинином (Munkvold et al. 1997, Munkvold et al. 1999, Bakan et al. 2002). Согласно Munkvold & colleagues (1999), этот факт указывает на то, что в определенных условиях употребление Bt-кукурузы более безопасно для здоровья человека и животных.

Таблица 1. Темпы внедрения основных ГМ культур в сельскохозяйственную практику на 2005 год (площадь, засеянная ГМ сортами, выражена в процентах от общей площади, засеянной соответствующей культурой) (James 2005, TransGen 2006).

¹⁾ посевная площадь в 2003 году,
²⁾ посевная площадь в 2004 году
– данная культура не выращивается

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

Продолжение: Оценка риска культивирования генетически модифицированных культур.