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基因改造農作物在中國擴面提速

2024-08-30科技

糧食安全是全球問題關註的話題,作為可以增產增效的基因改造技術在農業的套用,是成為農業強國的必由之路。

雖然推進基因改造玉米大豆產業化是新時代保障糧食和重要農產品穩定安全供給戰略全域作出的重大決策,不過中國一直堅持「要尊重科學、嚴格監管,有序推進生物育種產業化套用」。在試點三年後,今年年初,中央一號檔明確提出「生物育種產業化擴面提速」。

基因改造技術是多種生物育種技術的一種。相較於傳統育種,基因改造更加快速精準高效,能夠打破物種間的生殖隔離,是解決傳統育種難以解決病蟲害等問題的最有效手段之一,在增加作物產量、減少病蟲草害損失、減少化學殺蟲劑使用、節省人工成本等方面發揮了不可替代的作用。

根據三年的基因改造示範成果(2021年-2023年是試點種植),今年2月釋出的中央一號檔中提出,「推動生物育種產業化擴面提速」。

這三年的示範成果到底如何?

自2023年開始,在赤峰市某農業科研試驗示範基地開展生物育種產業化套用試驗示範工作。

專業技術人員介紹,「透過2023年田間調查、小區實收測產與考種數據分析綜合評價,初步篩選出適合在本區域內推廣套用的生物新品種玉米4個。整體試驗結果反映出基因改造玉米品種較常規玉米品種有節本、提質、減損、增效的優勢。」

據專業技術人員介紹,在相同栽培管理水平的條件下,同一品種的基因改造生物新品種在兩種種植密度下較常規品種平均增產3%。同時,套用雙抗生物品種,只使用一次草甘膦除草,成本較常規除草劑平均畝節本15元。因為不用再打藥防玉米螟,平均畝成本又節約15元。另外,基因改造抗蟲品種對玉米螟等鱗翅目害蟲的防效達99%,玉米收獲後基本無黴變,商品品質顯著提升。

從2021年為科研試驗田試點、2022年擴充套件到農戶試點到2023年為縣域試點,三年的試點取得明顯成效。基因改造技術在作物減損增產、節約生產成本、提升產品品質等方面成效明顯。與常規品種比較,基因改造玉米對草地貪夜蛾等害蟲防治效果在90%以上,基因改造玉米大豆耐除草劑效果在95%以上,基因改造玉米、大豆平均增產分別為8.9%、8.8%;試點農戶普遍反映,種植基因改造作物省工省事,殺蟲劑、除草劑少用了2—3次,田間管理成本節省一半,田間環境和生態多樣性也得到改善。

據農業農村部科學技術司相關處室負責同誌介紹,除了降本增效,基因改造作物還有一個優勢,就是在減損方面。在大田采用機械收獲的條件下,常規玉米品種因玉米螟的危害,果穗輕微觸碰即易脫落,導致機收時田間損失率平均在8%-15%,基因改造玉米品種因無蟲害,機損率可以控制在5%以內,這個比例也會在產量上發揮很大作用。

基因改造被實踐證明

關於基因改造產品的爭論,至今仍有存在。但,國際大規模基因改造作物的種植並套用,結果顯示基因改造產品從科學上已經驗證了它的安全性。

1996年,美國開始了基因改造作物的種植,並且種植面積持續增多。到2023年,美國基因改造作物種植面積為11.16億畝,占耕地面積40%以上。在產量上,1995年,基因改造作物尚未在美國商業化套用時,玉米平均畝產475公斤,大豆平均畝產158公斤。 到2022年,平均畝產玉米達到725公斤,大豆達到222公斤。20多年的數據證實了基因改造作物在產量上的效應。

而在健康安全層面上,科學家們也給出了一系列證據。一組義大利研究人員在一項比較基因改造玉米與傳統品種的薈萃研究中,針對20多年來,6000多份同行評議研究的分析發現,基因改造玉米可使產量提高 25%,並大幅降低危險食品汙染物。該研究發表在【科學報告】上,分析了從 1996 年(第一批基因改造玉米種植時)到 2016 年美國、歐洲、南美、亞洲、非洲和澳洲的田間數據,研究人員發現:

基因改造玉米品種的產量比非基因改造玉米品種高出 5.6% 至 24.5%;基因改造玉米作物的黴菌毒素(-28.8%)、伏馬毒素(-30.6%)和絲菌素(-36.5%)含量較低,這些毒素都可能導致經濟損失並危害人類和動物健康;該研究還再次證實了基因改造玉米不會對人類健康構成風險的科學共識。

研究人員認為,該薈萃分析可以「得出明確的結論,有助於增強公眾對基因改造植物生產食品的信心」。

實際上,自美國開啟基因改造作物種植後,後續又有30多個國家和地區批準種植基因改造,45個國家允許進口基因改造產品。截至2023年,全球基因改造作物種植面積達到2.063億公頃(30.9億畝),是1996年的121倍,占全球15億公頃耕地的約13%。1996—2023年,全球累計種植基因改造作物已超過400億畝。

而基因改造技術給農業帶來的技術革命,其效益也顯而易見。

「南非推廣種植基因改造抗蟲玉米後,單產提高了一倍,由玉米進口國變成了出口國。1998年至2018年期間,南非基因改造作物的經濟收益約為24億美元。2003-2018年,巴西的基因改造種植收益達到266億美元。」農業農村部科技開發中心專家表示。

在過去的20多年,基因改造技術的套用在不僅提高作物產量上發揮了重大的作用帶來了巨大的經濟效益,更是解決了糧食安全存在的隱患。

中國未缺席

種子和農業技術創新推動農業了生產力提高和成本降低,特別是在講究精準的時代,基因改造技術是精準農業技術提高效率的重要手段。農民能夠更密集地種植玉米大豆,具備特異性的抗蟲、抗旱,使以前困難地區的玉米大豆生產能夠盈利。

在新的農業技術面前,中國沒有缺席,只不過是穩健前進。

早在上世紀90年代末,中國就已經成功進行基因改造抗蟲棉的商業化,並取得顯著的成績。「上世紀90年代初期,棉鈴蟲連年暴發成災,在基因改造抗蟲棉套用之前,棉鈴蟲給棉花產業帶來滅頂之災,棉鈴蟲高抗農藥,蟲子泡在農藥裏都不死,而雞吃了泡過藥的蟲子後被毒死,大量使用高毒農藥造成人畜中毒事件頻率加劇,每年中毒事件高達7.1萬例,直接經濟損失近百億元。」農業農村部科技開發中心專家表示。

抗蟲棉的研發始於上世紀90年代,面對棉鈴蟲的嚴重危害,國家「863」計劃啟動了抗蟲棉的研制工作。在1992年底,中國科學家成功研制出具有自主智慧財產權的殺蟲基因,並將其轉入棉花中,從而創造了單價基因改造抗蟲棉。隨後,在1996年,又研制成功雙價抗蟲棉。這些成就標誌著中國在基因改造棉花研究領域取得了重大進展,為解決棉鈴蟲問題提供了有效的技術手段。抗蟲棉的研發和套用,不僅挽救了中國的棉花產業,還對促進棉花生產發展發揮了重要作用‌。

「國產基因改造抗蟲棉研發和產業化,走出了中國基因改造棉花自主創新的道路,是生物育種產業化的成功典範。它打破了跨國公司壟斷,市場占有率從1999年的10%提升到2003年50%,目前99%以上。」農業農村部科學技術司相關處室負責同誌表示。

2006年,華南農大研發「華農1號」,解決了番木瓜環斑鑲嵌病毒(PRSV)的危害。番木瓜植株受環斑鑲嵌病毒侵染後,無法進行有效治療,化學殺菌劑不能有效控制其蔓延。「華農1號」獲得在廣東省套用的安全證書後,對這個產業產生了極大的經濟、社會和環境效益,從根本上解決了番木瓜生產受PRSV威脅的問題。

從1996年中國首株基因改造抗蟲棉的問世到如今的成果顯著,自2019年以來,中國已有自主研發的51個基因改造玉米和大豆透過品種審定,26家企業獲得基因改造玉米、大豆種子生產經營授權證獲準發放,其中包括小麥、大豆和玉米等,為基因改造產業化奠定了堅實基礎。

基因改造安全的問題歸根到底是一個科學問題,在經過全球28年的科學實驗、實踐套用,科學數據已經證明了它的安全性。而中國在穩步推進的基因改造技術套用中也具備了產業化的成熟條件,已到加快成熟品種推廣套用的時期。基因改造技術的進一步擴大套用,有望縮短中美農業差距以及改變中國進口玉米大豆的歷史。