韩 非 张青文 中国农业大学
转基因抗虫作物的大面积推广,成为生物技术在农业领域应用最成功的案例之一。2008年,全球转基因抗虫作物总计种植了5280万公顷,占当年转基因作物面积的42%。由此产生的经济、生态和社会影响受到人们广泛关注。自然科学界和人文科学界都对其展开了多个层面的评价和研究,包括转基因抗虫棉生产成本收益分析、安全管理的成本收益分析、经济贸易和福利分配分析、科研投资收益分析、主要和次要害虫以及天敌种群变化分析、化学农药施用分析和对棉农健康的影响分析等。 1.Bt抗虫棉的经济效益分析 研究表明,截至2008年,转基因作物种植而受益的1330万户中有90%为发展中国家的小型和资源匮乏的农户,其中中国710万农户因种植Bt抗虫棉而受益。Bt抗虫棉在中国的增速推广主要得益于农民需求的拉动。中国的情况为世界范围内研究转基因生物技术长期效益提供了案例。 1.1.Bt抗虫棉对棉花产量影响 Bt抗虫棉生产方面的研究开展较早,单产和生产投入成本为重要的研究指标,研究方法以计量模型估计为主。前期研究中通过损失控制函数估计,结果表明,Bt抗虫棉的平均单产比非Bt抗虫棉高9.6%,不同基因来源抗虫棉的增产效果不同,其中Monsanto和中国农业科学院培育的抗虫棉分别比非Bt抗虫棉增产11%和7%。 1.2.Bt抗虫棉的生产成本效益 Bt抗虫棉显著降低了农药和用工的成本,抗虫棉品种比常规品种的最大优势在于其节药效用。有研究表明每公顷农药投入减少48.9公斤,打药次数减少13.2次。抗虫棉与常规棉劳动用工每公顷相差120个工日。在农药用工中,常规棉的用工数量是抗虫棉的6 倍。农药费用的支出和施药数量的相对减少,对农民收入的持续增长和保持农业持续发展起到了良好的保障作用。抗虫棉种子用量显著低于常规棉,仅是常规棉的1/6~1/2。 1.3.纯收益 Bt抗虫棉的纯收益要远远大于常规棉。常规棉和非Bt的抗虫棉(除SGK321外) 每公斤棉花成本和物质费用成本均高于Bt抗虫棉,每生产1公斤棉花,常规棉和非Bt的抗虫棉比Bt抗虫棉所花费的成本要多出0.84元和1.6元,所花费的物质成本要多出0.5元和0.8元。 2. 中国Bt抗虫棉的生态效益 2.1 对主要害虫的影响 Bt抗虫棉除对棉铃虫等鳞翅目害虫有显著抑制、毒杀作用以外,还通过影响生物群落的演变,间接对其他类害虫有限制作用。棉铃虫等农田害虫种类的减少大大降低了它们对棉花的危害,虫口基数的下降,也为控制来年或更远时期内虫害的不利影响打下了良好的基础。 采用Bt抗虫棉对棉铃虫进行控制,致使棉花、玉米、大豆、小麦、花生、蔬菜和其它作物中棉铃虫的防治效果比原来好10倍以上。棉铃虫对Bt抗虫棉的大面积抗性一直没有出现。 2.2 对次要害虫和天敌的影响 转基因棉田中由于棉铃虫为害减轻,棉花长势得到改善, 同时田间化学防治频次下降, 给其它植食性昆虫提供了更好的营养条件和更为宽松的生存环境,一些非靶标害虫(绿盲蝽、朱砂叶螨、棉蚜、烟粉虱等刺吸性害虫)种群数量呈上升趋势(邓曙东,2003)。在室内和田间小区研究了转基因棉对棉田捕食性天敌影响, 认为转基因棉对捕食性天敌无不良影响,田间种群数量减少不明显。转基因棉(包括单价棉和双价棉) 和常规棉相比对捕食性天敌 (包括天敌卵) 数量全部低于常规棉田内的天敌数量(崔金杰和夏敬源,1999)。转基因棉对多种靶标鳞翅目害虫有强致死作用, 使得常规棉田无论是物种数还是个体数量都比单、双价基因棉田内多, 从而也吸引了较多的害虫天敌(孙长贵,2003)。崔金杰和夏敬源(1997 , 1999) 也报道, 转Bt基因棉田寄生性天敌数量显著低于常规棉田,而且寄生性天敌的质量也会受到显著影响。 值得一提的是,经济学界和昆虫学界对于Bt抗虫棉田次要害虫的发生研究手段不同,得出的结论亦有区别。通过多年的棉农生产跟踪调查和计量模型分析, 表明在转基因抗虫棉有效控制棉花主要害虫(棉铃虫) 和减少农药施用之后,盲蝽象防治农药施用量的增加中,平均来说大约仅有6%是由于防治棉铃虫农药施用量减少而导致的。抗虫棉的采用并非是导致次要害虫农药施用量增加的主要原因。而通过10年以上的生态学观察发现,中国北方棉田日益发生为害严重的次要害虫绿盲蝽的种群数量与Bt抗虫棉种植制度的引入有关,最主要原因就是Bt抗虫棉致使棉花上农药施用量下降。 3.社会效益 转基因棉花在我国的推广应用不仅缓解了我国棉花生产中的虫害压力,减轻了农药造成的环境污染,增加了棉农收入,而且为稳定棉花生产、保障棉花供给,促进我国棉纺业健康持续的发展起到了极为重要的作用。 3.1福利分配 Bt抗虫棉作为一项成功的生物技术引入中国市场后,经济利益在各个机构、农户以及消费者之间如何分配,势必影响未来转基因作物政策的制定方向。不考虑国际贸易对福利分配的影响,相关利益群体包括:Bt抗虫棉种植者、种子研发商、消费者等。研究表明,农户群体之间的利益分配比例与种植常规棉时比较并没有太大变化。在抗虫棉推广初期,中国知识产权保护程度与国外不同,福利分配中实际利益更多地向着中国的棉农倾斜,政府的科研院所和国外的种子研发企业获益比例不高。在1999年,至少有82.5%属于中国农科院和87%属于MDP的利益流向了棉农群体。在此情况下,农户和种子公司二者的利益并没有良性结合起来。同时,消费者从中并没有直接获益。研究也表明,推广Monsanto基因来源、CAAS基因来源产生的经济剩余要远大于不可确定基因来源的Bt抗虫棉品种。在市场经济条件下,应该加速种子市场的改革和产业化发展,我国各地种子市场混乱的局面和盲目排斥国外先进技术的引进,将不利于提高社会总福利。 3.2 国产转基因棉花的投资收益分配 国产转基因棉花研发成功,带来了经济、社会、生态等多方面效益。国内学者运用DREAM 模型,对国产转基因棉花的投资收益及内部收益率进行计算表明,1991~2005 年,国产转基因棉花科研投资的内部收益率为60.57%;研发成果为黄河流域带来的经济收益要大于长江流域,为消费者带来的收益大于生产者;在播种总面积一定的情况下,转基因杂交棉采纳率每提高1个百分点,收益增加近100万元;单产水平的变动对收益的影响更大。 3.3棉农的健康效益 Bt抗虫棉的推广在带来直接效益的同时,由于减少了农药投入量,也给棉农带来了间接的社会效益。调查研究表明Bt抗虫棉的采用使农民的棉田农药施用过程中中毒概率平均减小11%。 研发和推广Bt抗虫棉过程中,对各个环节都作出科学合理且符合各方面需求的结论并不容易,经济学和自然科学研究关注的目标不同,运用的方法和评价体系会给政策制定者带来不同的视角和建议,只有加以统筹规划和分析,才能应对转基因农作物开发过程中面临的诸多新问题,这为中国的转基因农作物的研发和推广提供了崭新的课题和挑战。 面对竞争日益激烈的国际市场压力和国内粮食安全的综合考量,中国政府也加大了转基因农作物,特别是粮食作物的投资研发力度。Bt抗虫棉作为中国转基因农作物应用的最成功的标志,种植规模、科研投资规模在过去10多年中一直得到稳步增长,这些成为中国未来发展转基因农作物的重要参考。中国拥有科研实力较强、科研成本低、种质资源巨大等优势,生物技术前景广阔。