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2 全球GM作物的發(fā)展對農藥工業(yè)的挑戰(zhàn)
2.1 從農藥的角度看GM作物對農藥工業(yè)的挑戰(zhàn)
2.1.1 耐草甘膦/草銨膦GM作物的發(fā)展限制了選擇性除草劑的使用
2.1.2 全球GM抗蟲作物的大面積種植，大幅度減少殺蟲劑的使用
2.2 從作物的角度看GM作物的發(fā)展對農藥工業(yè)的挑戰(zhàn)
2.2.1 GM水稻的開發(fā)與商業(yè)化種植必將導致水稻用農藥的大調整
2.2.2 關注未來的GM小麥對農藥工業(yè)的影響
2.3 從新GM作物和新性狀看，未來5～10年，GM作物將繼續(xù)向選擇性除草劑和殺蟲劑發(fā)出挑戰(zhàn)

2 全球GM作物的發(fā)展對農藥工業(yè)的挑戰(zhàn)

    全球GM作物的發(fā)展對農藥工業(yè)來說是挑戰(zhàn)與機遇并存。而“并存”的含義在此已表現得再明白不過了。例如，耐草甘膦大豆的大面積種植，是對選擇性除草劑，如磺酰脲類、咪唑啉酮類除草劑很大的挑戰(zhàn)，但同時又給非選擇性除草劑草甘膦帶來了巨大的機遇。但是，為了線條比較清楚，還是把“挑戰(zhàn)”與“機遇”分開講。
    總的來說，GM作物與農藥是相輔相成、互相補充的，但是，GM作物的發(fā)展已經對化學農藥產品的結構產生了很大的影響。從總體趨勢上看，GM作物與農藥是同時增長的，但GM作物增長的速度比較快，持續(xù)保持兩位數，而化學農藥的增長速度相對較慢。
現將英國咨詢公司Phillips McDougall和Cropnosis公司報道的近年GM作物市場數據與Phillips McDougall公司另文報道的傳統(tǒng)農藥銷售情況進行匯總分析，發(fā)現從2006～2010年，GM作物市場的年增長率都在兩位數，而傳統(tǒng)農藥的銷售值除了2008年增長10%以外，都是個位數或負增長。
    從發(fā)展趨勢看，GM作物將步步占領高端市場，化學農藥只能占領中、低端市場。因此，依靠化學農藥獲得暴利的時代將遠去。

2.1 從農藥的角度看GM作物對農藥工業(yè)的挑戰(zhàn)

2.1.1 耐草甘膦/草銨膦GM作物的發(fā)展限制了選擇性除草劑的使用
    在各種性狀GM作物的全球種植面積中，耐除草劑GM作物的種植面積一直是最大的，近年都占60%以上，5年總計占63%。而耐除草劑GM作物中絕大多數都是耐草甘膦的。耐草甘膦的GM作物是最早開發(fā)和商業(yè)化種植的GM作物。從1996年上市以來，種植面積連年增加。在2006年全球6960萬公頃的耐除草劑GM作物中，有80%是耐草甘膦的，達到5568萬公頃，處于絕對主導地位。最近報道，耐草甘膦GM作物已占耐除草劑GM作物的95%以上。
    耐除草劑的作物主要是大豆、玉米、棉花和油菜。其中，最重要的是耐草甘膦大豆。據報道，目前耐草甘膦作物已在23個國家種植，面積達到1.14億公頃，其中，美國種植的耐草甘膦作物種類最多（見表9）、面積最大，其次是阿根廷、巴西和加拿大。目前美國各種作物中耐草甘膦品種所占比例已達到：大豆100%、玉米89%、棉花 98%和油菜62%。這就是說，轉基因技術的巨頭孟山都公司可以一手賣耐草甘膦的作物種子，一手賣草甘膦，結果是大幅擠占了磺酰脲類、咪唑啉酮類選擇性除草劑的市場，也造成對其他除草劑需求的大幅降低。拜耳公司的耐草甘膦GlyTol棉花2010年在巴西獲準，2011年已在美國上市，耐草銨膦的LibertyLink T25棉花也已在2009年上市，這些耐除草劑棉花的種植也減少了棉花選擇性除草劑的使用。
    有專家估計，因耐除草劑作物的出現，除草劑品種減少了10%-15%。創(chuàng)制新除草劑的難度增加了。估計目前需要篩選4～5萬個化合物才能篩選出一個新的有用的除草劑。另有報道，由于耐除草劑作物的普及，也使選擇性除草劑的研發(fā)投入減少。如巴斯夫公司近年對除草劑的研發(fā)力度降低，研發(fā)費用所占銷售額的比例從2002年的40%，下降到2005年的21%。

2.1.2 全球GM抗蟲作物的大面積種植，大幅度減少殺蟲劑的使用
    2010年全球GM抗蟲作物面積2630萬公頃，比2006年的1900萬公頃增長了38.4%，年均增長17%。
    最主要的GM抗蟲作物是棉花和玉米。在1996～2009年間，全球在GM作物上減少的農藥使用量達到39.273萬噸。減少最多的作物是GM抗蟲棉，農民減少了15.266萬噸殺蟲劑的使用量，即減少21.8%。在GM抗蟲玉米上的殺蟲劑使用量減少了3.646萬噸（-40.6%）?？瓜x棉和抗蟲玉米減少的殺蟲劑使用量達到18.912萬噸，占農藥總減少量的48.2%。
    我國的情況也看得很清楚，近5年全國Bt棉的種植面積都在350萬公頃以上，防治二代棉鈴蟲的殺蟲劑幾乎都停產了。殺蟲劑使用量的大幅下降給殺蟲劑工業(yè)帶來了巨大沖擊，可是Bt棉卻給社會帶來了很大的經濟效益和環(huán)境效益。另外，由中國農科院生物技術研究所自己開發(fā)的3堆積GM抗蟲棉可使棉花產量增加25%，同時可進一步減少殺蟲劑的使用量。這種抗蟲棉的4個品系已經獲得當局批準，并在2009年種植了23萬公頃。
    中國在GM作物開發(fā)上的另一個亮點是GM抗蟲水稻。中國的GM抗蟲水稻從2001年開始進行大田試驗。調查表明種植GM抗蟲水稻可使農民受益。這種GM水稻每季平均使用殺蟲劑的次數少于1次，而常規(guī)水稻使用3.7次。每公頃常規(guī)水稻的農藥使用量和費用是GM水稻的農藥使用量和費用的8～10倍。GM水稻的農藥使用量比常規(guī)水稻減少80%。而GM水稻的產量可比常規(guī)水稻提高9%。無疑的，如果大面積種植這種GM水稻將會大幅度減少水稻殺蟲劑的使用量，同時給社會帶來巨大的經濟效益和環(huán)境效益。
   總之，GM抗蟲作物的發(fā)展正在向殺蟲劑工業(yè)發(fā)出嚴峻的挑戰(zhàn)。我們必須與時俱進，不斷調整殺蟲劑的產品結構。

2.2 從作物的角度看GM作物的發(fā)展對農藥工業(yè)的挑戰(zhàn)

2.2.1 GM水稻的開發(fā)與商業(yè)化種植必將導致水稻用農藥的大調整
    現將至今已見報道的開發(fā)與商業(yè)化種植的耐除草劑水稻和抗蟲水稻匯總于表10。耐除草劑的水稻品種有8個。其中，耐咪唑啉酮除草劑水稻Clearfield通過與咪唑啉酮類除草劑的組合，能防除一些水稻田中其他除草劑無法防除的雜草－－赤米稻（red rice）。在全球的一些產稻區(qū)，赤米稻被認為是一種最難防除的雜草，因為它在分類學和生理學上與一般的水稻比較相似。使用傳統(tǒng)的除草劑防除水稻田的這種雜草基本上都沒有成功，但在耐咪唑啉酮類除草劑的水稻田，用咪唑啉酮類除草劑防除赤米稻卻非常有效，這種耐咪唑啉酮水稻已在美國種植10年。2011年3月AGROW報道，巴斯夫又與巴西研究公司Embrapa合作開發(fā)了一個耐咪唑啉酮的Clearfield水稻品系，BRS Sinuelo CL，它能耐受巴斯夫的防除赤米稻的除草劑Only（咪草煙+甲咪唑煙酸），2011年，這種水稻已在巴西上市。另外，耐草銨膦水稻LibertyLink，在使用超過正常使用量4倍的草銨膦時，水稻仍然安全，它也能防除赤米稻，以及稗草等禾本科雜草與原葉牽牛、大果天菁等雜草。值得注意的是這兩種耐除草劑水稻都不是轉基因抗性作物，而是通過常規(guī)的育種方法培育的。如果這兩種耐除草劑水稻大面積種植，那么，更多現有的水稻選擇性除草劑就要出局了。
    特別值得關注的是目前耐草甘膦水稻的開發(fā)。杜邦的分公司先鋒種子公司正在開發(fā)耐草甘膦水稻，并已取得進展。杜邦的農業(yè)與營養(yǎng)部副執(zhí)行總裁Borel先生認為，在種子方面，今后5年特別增長的作物是水稻。目前的種子銷售量是幾千萬美元，但預計此數字在5年內至少增長5倍。這也反映了他們對正在開發(fā)的耐草甘膦水稻的前景充滿信心。據報道，中國也正在開發(fā)耐草甘膦水稻，福建農科院正在利用中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所獲得的新型水稻EPSPS基因變體選育耐草甘膦的水稻新品種基因，并已獲得高抗轉基因水稻品系。
    水稻是供應全球糧食的主要作物之一。盡管耐咪唑啉酮除草劑水稻在美國和北美已經種植10年，但由于該地區(qū)的水稻并不是主要的、大面積種植的作物，因此對全球水稻農藥市場影響不大。世界上最大的水稻生產地在亞洲，特別是中國和印度，因此，預計5年后如果在中國和亞洲主要水稻生產國種植耐草甘膦或耐草銨膦水稻的話，必將對水稻的選擇性除草劑產生巨大沖擊。
    前面已經提到，中國的GM抗蟲水稻已從2001年開始進行大田試驗。調查表明種植GM抗蟲水稻可使中國農民受益。每公頃常規(guī)水稻的農藥使用量和費用是GM水稻的農藥使用量和費用的8～10倍。GM水稻的農藥使用量比常規(guī)水稻減少80%。而且GM水稻的產量可比常規(guī)水稻提高9%?？梢姡绻@種GM抗蟲水稻在中國大面積種植，也必將使中國的水稻殺蟲劑發(fā)生重大革命。
    總之，預計在5～10年內，GM水稻的開發(fā)與商業(yè)化種植必將導致水稻用農藥的大調整。

2.2.2 關注未來的GM小麥對農藥工業(yè)的影響
    可以說，小麥是至今固守“常規(guī)作物”陣地的主要作物之一。GM作物商業(yè)化種植以來的15年，一是耐除草劑和抗蟲的GM作物居多；二是作物集中在大豆、玉米、棉花和油菜上，幾乎很少見到小麥的蹤影?，F在把見到的一些報道匯總如下。
耐除草劑小麥
    耐咪唑啉酮的冬小麥（抗咪唑乙煙酸）早在2002年就已在美國種植，但2006年種植面積僅為24.2萬公頃。2011年3月AGROW 報道，巴斯夫公司的耐咪唑啉酮Clearfield小麥的改進變體，非轉基因的Claerfield Plus小麥已經通過澳大利亞AGT小麥種子公司在澳大利亞上市，它含有兩個耐除草劑基因，耐咪草煙+甲咪唑煙酸，提供了改進水平的耐藥性和更高的作物安全性。
    孟山都原來開發(fā)的耐草甘膦小麥，因為擔心影響出口而停止開發(fā)?，F在由于小麥種植者對GM小麥商業(yè)化表示支持，孟山都又重新對GM小麥感興趣。將開拓開發(fā)耐除草劑和抗病小麥的機會，并將重點放在內源性狀小麥的開發(fā)上，如耐旱、氮利用和更高產量等性狀的GM小麥。
堆積性狀小麥
    特別值得注意的是堆積性狀的GM小麥，道農科和杜邦公司各開發(fā)了一個品種，兩者都是耐除草劑/抗蟲的堆積產品，技術起點高，這是轉基因作物技術的新突破。小麥是全世界僅次于水稻的大宗糧食作物，將對保障世界糧食供應具有深遠意義。
抗病小麥
    2011年4月AGROW 報道， 瑞士大學財團的研究者已經開發(fā)了轉基因抗白粉病小麥。有幾個對病原菌有抗性的抗性（R）基因，但是在許多情況下這種保護不是 “耐久的”。
    已經開發(fā)了4個獨立的轉基因小麥品系，它們在玉米ubiquitin promotor的控制下表達了一個小麥白粉病抗性（R）基因Pm3的等位基因Pm3b。這些品系每個都產生5至600倍正常水平的Pm3b。溫室與田間試驗結果顯示，所有品系都改進了對侵染的抗性。
抗蟲小麥
   2011年7月AGROW 報道，英國研究中心Rothamsted Research已經開發(fā)了GM抗蟲小麥，并已向英國環(huán)境釋放咨詢委員會（ACRE）申請在英國進行田間試驗。這個GM品系通過利用一個蚜蟲外激素的警報系統(tǒng)傳遞對蚜蟲的“新奇”抗性。這個GM品系含有兩個將導致產生揮發(fā)性化合物（E）-B-farnesene（EBF，法呢烷）的酶譯成密碼的合成基因。進攻的蚜蟲利用EBF作為一個警報的外激素或信號，使其他蚜蟲停止取食和離開小麥。如果獲得批準，Rothamsted打算在2012年3～4月開始試驗，在2013年進行重復試驗。將播種的面積是288m2。
   另外，據報道印度種子公司也計劃在未來3～5年內開發(fā)第一代GM小麥和水稻，以確保12億人口國家的糧食供應。
   總的來說，不管是耐除草劑小麥、耐除草劑/抗蟲小麥，還是抗蟲、抗病小麥，估計大規(guī)模商業(yè)化種植還需要8～10年的時間。但是，一旦它們取得成功，必將對現有的小麥除草劑、殺蟲劑和殺菌劑體系發(fā)出巨大沖擊。值得我們密切關注。

2.3 從新GM作物和新性狀看，未來5～10年，GM作物將繼續(xù)向選擇性除草劑和殺蟲劑發(fā)出挑戰(zhàn)

    近30年來，GM作物與性狀的研究不但沒有削弱，反而是蒸蒸日上，層出不窮。關于新的GM作物和新性狀的開發(fā)研究報道很多，現在僅以2010年新批準的GM作物為例加以分析。2010年新批準的GM作物有39種，其中耐除草劑的9種、抗蟲的6種、耐除草劑/抗蟲的19種和其他性狀的5種。
    耐除草劑的9種是Cultivance大豆（CV127）（巴斯夫與巴西農業(yè)研究院合作開發(fā)）、LibertyLink 25棉花（LL 25）（拜耳開發(fā)）、GlyTol+ LibertyLink 25棉花（GHB614XLL25）（拜耳開發(fā)）、Optimum GAT大豆（DP356043）（杜邦/先鋒開發(fā)）、Roundup Ready大豆（MON40-3-2）（孟山都開發(fā)）、Roundup Ready 2 Yield大豆（MON89788）（孟山都開發(fā)）、Roundup Ready Flex棉花（MON88913）（孟山都開發(fā)）、Roundup Ready苜蓿（MON101XMON163）（孟山都開發(fā)）和Roundup Ready 甜菜（H7-1）（孟山都開發(fā)）。
    在這9種耐除草劑作物中，3種是雙堆積性狀的，杜邦的耐草甘膦/ALS抑制劑大豆、拜耳的耐草甘膦/草銨膦棉花和孟山都的耐草甘膦苜蓿。這9個產品中，7個具有耐草甘膦性狀（巴斯夫的一個產品未知所耐受的除草劑）。2個具有耐草銨膦性狀。孟山都占6個，拜耳2個，巴斯夫1個。孟山都仍然處于領先地位。而且，大量新的耐草甘膦作物的種植，將繼續(xù)壓縮選擇性除草劑的市場。
    抗蟲的6種GM作物是WideStrike棉花（DAS243236XDAS21023）（道農科開發(fā)）、YieldGard VT Pro玉米（MON89034）（孟山都開發(fā)）、Bt大豆（MON87701）（孟山都開發(fā)）、Bollgard II棉花（MON15985）（孟山都開發(fā)）、Agrisure Viptera玉米（MIR162）（先正達開發(fā)）和VipCot棉花（COT67XCOT102）（先正達開發(fā)）。這6種抗蟲作物中，棉花3個、玉米兩個和大豆1個。孟山都公司占有3個，先正達兩個和道農科1個。孟山都仍然領先。值得注意的是增加了Bt大豆，在未來幾年中，由于這些抗蟲作物的種植，仍然會壓縮殺蟲劑市場。
    在耐除草劑/抗蟲的19個GM作物中，玉米15個，占79%；小麥2個，占11%；大豆與棉花各1個，各占5%。已知帶耐草甘膦性狀的16個，占84%；帶抗蟲性狀的19個，100%。孟山都公司8個，占42%；先正達6個，占32%；杜邦3個，占16%；道農科2個，占10%。值得注意的是玉米成為第一重點和先正達的開發(fā)力度加強，它與孟山都共有14個，占74%。
   
    綜上所述，在2010年39個新批準的GM作物中，已知的耐草甘膦性狀作物24個，占62%，抗蟲性狀作物25個，占64%。這就是說，在未來5～10年中，草甘膦仍然有更大的發(fā)展空間，而相應的選擇性除草劑仍然會受到影響。同樣，抗蟲作物的發(fā)展將繼續(xù)減少全球殺蟲劑的使用。

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