Пересев устойчивой к корневым червям кукурузы снижает прибыль фермеров
Анализ данных за 12 лет из 10 штатов Кукурузного пояса США показывает, что фермеры несут экономические убытки от чрезмерного использования генетически модифицированной кукурузы, предназначенной для борьбы с корневыми червями.
Исследование под руководством энтомолога из Университета Пердью Кристиана Крупке задокументировало более высокое давление вредителя в западных штатах Кукурузного пояса: Иллинойсе, Айове, Миннесоте, Небраске, Северной Дакоте, Южной Дакоте и Висконсине. Здесь фермеры обычно практикуют непрерывный посев кукурузы.
В восточных штатах (Индиана, Мичиган, Огайо) фермеры применяют севооборот, что снижает потребность в контроле с помощью ГМО-семян или инсектицидов. Однако использование трансгенных гибридов кукурузы, нацеленных на корневых червей, было удивительно схожим во всём регионе. Исследование изучило последствия этого несоответствия.
Работа опубликована в журнале Science.
Крупке и 19 соавторов из 12 университетов США, Китая и Канады представили результаты ретроспективного исследования. Оно показало, что с 2004 года (начала широкого внедрения трансгенных гибридов против корневых червей) ландшафт вредителей в ключевых кукурузных регионах США фундаментально изменился.
Исследование демонстрирует, что давление вредителей в большей части региона резко снизилось после внедрения этих гибридов, уменьшив необходимость повсеместного использования специфических признаков против червей.
«Это исследование показывает ценность долгосрочных прикладных наборов данных из полевых исследований государственного сектора», — сказал Крупке.
Первый генетически модифицированный признак кукурузы, летальный для корневых червей и полученный из бактерии Bacillus thuringiensis (Bt), был представлен в 2003 году. С тех пор фермеры широко используют гибриды «Bt-кукурузы». Однако с 2009 года в нескольких полевых исследованиях сообщалось о резистентности корневых червей к Bt, что поставило под сомнение долгосрочную жизнеспособность этой технологии.
Исследование родилось из наблюдений рабочей группы энтомологов, изучающих кукурузу. Крупке заметил разницу в отчётах о корневых червях между восточными и западными штатами.
«Мы всё ещё управляли вредителем с помощью Bt-гибридов, как будто корневой червь был главной причиной потери урожая в таких штатах, как Индиана. Это было не так, и уже давно», — отметил Крупke.
По оценкам исследователей, с 2014 по 2016 год потери урожая из-за повреждений корневым червём составили 47.5 бушелей с акра в западных штатах и всего 8.5 бушелей с акра — в восточных.
Исследование количественно оценило две издержки использования Bt-гибрида:
- Значительная технологическая надбавка (премия при покупке семян).
- Эрозия восприимчивости вредителя к Bt-токсину.
«Если думать о Bt-гибриде как об ограниченном ресурсе, то каждый раз, когда вы его используете, вы немного снижаете восприимчивость», — пояснил Крупке.
Фермеры часто выбирают элитные гибриды с лучшей урожайностью, которые «упакованы» множеством желательных признаков, включая экспрессию нескольких Bt-токсинов, независимо от необходимости.
Кристина ДиФонцо, энтомолог из Университета штата Мичиган, сравнила эту практику с устаревшими пакетами кабельного телевидения, где платили за сотни каналов, а смотрели 10-15.
«Фермеры приветствовали бы подобный "список выбора" для семян, и это помогло бы управлению устойчивостью насекомых», — сказала ДиФонцо.
Ключевое отличие в том, что устойчивая к насекомым кукуруза имеет не только прямую стоимость, но и постоянную «сопутствующую цену».
«Деньги можно вернуть, но потеря восприимчивости к технологии идёт только в одном направлении и необратима», — подчеркнула ДиФонцо.
Ведущий автор исследования Цзювэй Е из Китайского народного университета отметила, что эти уроки следует применять к будущим технологиям трансгенных признаков для защиты растений. Она выступила против возврата к инсектицидам (органофосфатам и пиретроидам) для контроля червей.
«Bt-технология была и остаётся чистым благом, которое помогает защищать полезные организмы и почвенные экосистемы», — сказала Е.
Bt и антибиотики являются примерами «биологического общего достояния». Отдельные фермеры могут считать их использование страховкой, даже при низком риске ущерба. Но если многие будут делать так долгое время, резистентность разовьётся, и упадок технологии затронет всех.
«Чрезмерное использование Bt может иметь смысл для каждого отдельного фермера, но в конечном итоге все потеряют технологию раньше, чем могло бы быть», — сказал соавтор Дэвид Хеннесси из Университета штата Айова.
Таким образом, фермеры, особенно в восточном Кукурузном поясе, склонны использовать слишком много Bt-семян против корневых червей с точки зрения своей чистой прибыли.
«Во многих случаях они злоупотребляют этим ресурсом не только в ущерб общему благу, но и своим собственным частным интересам», — отметил Хеннесси.
Простое информирование фермеров о необходимости сравнивать финансовые затраты и выгоды для себя при использовании Bt-признака против червей может помочь защитить его будущую эффективность.
Использование трансгенных технологий, таких как Bt-кукуруза, как ключевого инструмента борьбы с вредителями, вероятно, продолжится. Эта технология удобна для фермеров и сокращает применение инсектицидов.
«Сохранить эту и будущие подобные технологии работоспособными в долгосрочной перспективе — в интересах всех», — заключил Крупке.