如果有人想對美國的農(nóng)藥使用問題尋找一個歸納性的答案,那么就是整體的農(nóng)藥使用量一直在以兩位數(shù)的百分比下降,其中殺蟲劑和殺菌劑的使用量均在下降,而除草劑的使用量則在上升。這些變化與轉基因(GE)種子的地位日益凸顯直接相關,而這一趨勢自20世紀90年代以來從未停歇。

由于產(chǎn)品組合與應用量差別很大,與毒性有關的問題的答案也相類似。但與總體使用情況一樣,美國農(nóng)業(yè)部堅持認為,由于不斷進步的種子技術和農(nóng)業(yè)實踐(如保護性耕作),老舊的物質(zhì)將被品種更少、毒性更低的物質(zhì)所取代。由于購買和應用植保產(chǎn)品需要支出成本,保持土地和土壤功能需要管理,因而種植者在確定使用何種農(nóng)藥產(chǎn)品及其用量時必須慎重--在許多情況下,如果涉及到農(nóng)產(chǎn)品,就需要有農(nóng)藥施用者證書。

為了更深入地了解關于農(nóng)藥使用的事實,本文接下來將對美國農(nóng)業(yè)部關于該主題的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫進行分解。

轉基因作物對農(nóng)藥用量的影響

美國農(nóng)業(yè)部每年通過其年度國家農(nóng)業(yè)統(tǒng)計局“農(nóng)用化學品使用計劃”,報告九種主要大田作物以及精選鮮食作物生產(chǎn)者的有害生物管理實踐。

美國農(nóng)業(yè)部經(jīng)濟研究局在2014年進行了一項更為全面的研究,對1960年至2008年期間21種主要作物的除草劑、殺蟲劑和殺菌劑使用情況進行分門別類。根據(jù)這項名為《美國農(nóng)藥使用數(shù)據(jù)集：1960~2008年21種選定作物》的研究,1960年至1981年期間,農(nóng)作物的農(nóng)藥使用總量增加了兩倍多,但隨后從6.32億磅下降到2008年的5.16億磅,這一變化歸因于更有效的成分、更好的有害生物管理以及抗蟲(Bt)和耐除草劑(HT)的轉基因種子。這一趨勢整體延續(xù)至今。

國家研究委員會在2010年的一項研究中同樣認為,與傳統(tǒng)作物相比,轉基因作物可以減少農(nóng)藥的使用,進而減少有毒物質(zhì)的使用。這在很大程度上都很直觀,不難看出個中原因。一般來說,抗蟲種子的采用與噴灑殺蟲劑的水平降低有關,美國和歐洲的研究都表明,在區(qū)域范圍內(nèi)對某些害蟲進行抑制只是減少了這些害蟲的存在,就像人類疫苗帶來的一種被稱為“群體免疫”的效果一樣,即使對那些沒有接種疫苗的人來說,這也有助于減少病原菌的傳播。達到這種程度后,即使是沒有使用抗蟲種子的生產(chǎn)者也能因鄰居使用了抗蟲種子而受益,因為使用抗蟲種子后減少了整個地區(qū)的蟲害傳染。

在毒性方面,也出現(xiàn)了同樣的情況。自20世紀90年代耐除草劑種子以來,生產(chǎn)者一直使用毒性更低的草甘膦替代此前老舊且毒性較大的農(nóng)藥。年復一年,這不僅有助于保護受問題雜草困擾的農(nóng)場,還防止了可能發(fā)生的潛在傳播。由于草甘膦(耐除草劑種子被設計為耐受這種成分)的毒性和存留期被認為要低得多,而且更有效,曾有報告稱其凈影響是改善了整體環(huán)境質(zhì)量,降低了對公眾健康的風險。

隨著新的種子技術與更好的耕作方法的結合,不難看出,自20世紀80年代以來,農(nóng)業(yè)已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。今天,美國的棉花、玉米和大豆種植者已經(jīng)大范圍地轉向轉基因種子。2018年,美國農(nóng)業(yè)部經(jīng)濟研究局報告顯示,在美國種植的這三種作物中,90%使用了耐除草劑種子,其中80%的玉米和棉花使用了具有Bt性狀的種子,這些性狀表達一種或多種商業(yè)上可獲得的Bt蛋白,只影響靶標蟲害。這一轉變使得殺蟲劑和殺菌劑的使用量大幅減少,而除草劑使用量則顯著增加,這是因為轉基因作物能夠耐受這些除草劑。

大豆用藥情況

就大豆而言,在2020年,98%的種植面積使用了除草劑,22%使用了殺菌劑,20%使用了殺蟲劑。在除草劑中,草甘膦鉀鹽是最常用的活性成分,應用于40%的種植面積,平均用量為每英畝1.566磅,其次是草甘膦異丙胺鹽,用于38%的種植面積,平均用量為每英畝1.079磅。在2012年,98%的大豆田使用了除草劑,其中有59%的種植面積使用了草甘膦鉀鹽,30%的種植面積使用了草甘膦異丙胺鹽。

由于大豆是美國最重要的作物之一,所以大豆的農(nóng)藥使用情況記錄詳盡：總使用量從1960年的不到300萬磅躍升至1982年的1.46億磅。但在1985年至2005年期間,這一數(shù)字下降到不足1億,2008年反彈到1.12億,這一年大豆生產(chǎn)者的農(nóng)藥使用量占總使用量的22%。就使用量而言,1960年至1981年期間,大豆除草劑的用量從每英畝0.1磅躍升至2.1磅,但到1995年降至2磅以下,然后到1999年降至1.07磅,2008年又回升到1.4磅。

毫無疑問,采用耐除草劑大豆增加了草甘膦的使用。到2008年,90%以上的大豆田播種了耐除草劑種子,草甘膦作為首選除草劑,其使用量占總使用量的85%。同時,轉向使用轉基因種子也使得其他合成農(nóng)藥的使用減少,因此美國農(nóng)民的農(nóng)藥使用量總體下降。

鮮食作物和南瓜用藥情況

鮮食作物也有著類似的趨勢。以2020作物年度為例,菜豆種植者在94%的種植面積上使用了除草劑,但只有64%的面積使用了殺蟲劑,55%的面積使用了殺菌劑。在這一年,除草劑滅草松的平均用量為每英畝0.561磅,精異丙甲草胺為1.165磅。在所使用的殺蟲劑中,高效氯氟氰菊酯的平均用量為每英畝0.039磅,聯(lián)苯菊酯為0.075磅。殺菌劑方面,甲基硫菌靈的平均用量為每英畝1.136磅,百菌清為1.17磅。

與之相對應的是,在2014作物年度,菜豆種植者平均每英畝施用了0.955磅精異丙甲草胺和3.271磅茵草敵、0.045磅高效氯氟氰菊酯和0.124磅聯(lián)苯菊酯、1.398磅甲基硫菌靈和0.598磅氫氧化銅。

除主要的大宗商品作物外,南瓜也是近年來農(nóng)藥使用量呈下降趨勢的作物之一。2016年,57%的種植面積使用了除草劑異噁草松,平均用量為每英畝0.527磅,但在2020年分別下降至52%和0.46磅。另一種除草劑精異丙甲草胺在2016年被用于41%的種植面積,平均用量為每英畝1.244磅,但在2020年分別下降至38%和1.088磅。2016年,除草劑乙丁烯氟靈被用于15%的種植面積,平均用量為每英畝0.704磅。尚沒有關于這種除草劑在2020年的使用數(shù)據(jù)。

在殺菌劑的應用方面,美國農(nóng)業(yè)部的數(shù)據(jù)表明,59%的種植面積使用了百菌清,平均用量為每英畝4.438磅,但在2020年分別微降至58%和4.184磅。34%的種植面積使用了氫氧化銅,平均用量為每英畝0.893磅,在2020年分別降至24%和1.041磅。在2016年,25%的種植面積使用了殺菌劑嘧菌酯,平均用量為每英畝0.226磅,但沒有其在2020年的使用數(shù)據(jù)。

以較少的投入維持生產(chǎn)質(zhì)量和數(shù)量的能力對土地管理和種植者的財務可持續(xù)性意義重大。

有機認證種植作物尚待進一步解讀

這是一個有趣的話題,也是爭論的熱點。由于支持者和反對者都在為更環(huán)保的技術和農(nóng)業(yè)法規(guī)的影響而爭論不休,所以很容易迷失在泛泛而談中。

需要記住的關鍵點包括術語,然后是單個活性成分的問題,以及每種應用量的潛在毒性。美國農(nóng)業(yè)部國家農(nóng)業(yè)統(tǒng)計局的“農(nóng)用化學品使用計劃”為那些對該主題感興趣的人提供了一個非常不錯的由頭,因為它為公眾提供了一些最新的政府監(jiān)測數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)庫的重點是活性成分,而非品牌名稱和單個產(chǎn)品。

此外,作為美國農(nóng)業(yè)部“有機認證計劃”的一部分種植的作物屬于不同的類別,并受該機構下屬的國家有機標準委員會及其“國家允許和禁止物質(zhì)清單”管理。這些產(chǎn)品的使用可能有記錄,也可能沒有記錄,如果把這些內(nèi)容包括在內(nèi),很可能會發(fā)現(xiàn)這些年來物質(zhì)的整體使用發(fā)生了重大變化。