全球粮食产量因转基因技术净增5亿吨

2016-09-09 | 作者: 基因农业网 | 标签: 转基因 粮食增产

2016年6月,英国“PG经济学”有限公司(PG Economics Ltd)农业经济学家格雷厄姆•布鲁克斯(Graham Brookes)发表了转基因作物全球社会经济和环境效益的年度报告。Graham Brookes拥有约30年农业和食品行业相关经济问题的研究经验。

报告展示了自转基因(GM)作物首次大面积商业化种植以来的19年中对其全球社会经济和环境影响进行研究得出的结果。

报告称,1996至2014年间,转基因技术使全球大豆产量净增1.58亿吨,玉米产量净增3.22亿吨,皮棉产量净增2470万吨,油菜产量净增920万吨。同时转基因增加了粮食产量,自1996年以来的19年里,这些性状作物总种植面积的平均产量影响为玉米增产了11.7%,棉花增产了17%。

也就是说,转基因技术在19年间,使得全球粮食净增5.14亿吨。

此外,2014年,转基因作物直接带来的全球农场收益为177亿美元,相当于每公顷增收101美元。1996年至2014年的19年间,农场收入增长了1,503亿美元。

全球粮食安全和更小的耕地压力


自1996年以来,转基因作物已大大增加了全球玉米、棉花、油菜和大豆的产量,减轻了全球粮食安全压力。1996至2014年间,转基因技术使全球大豆产量净增1.58亿吨,玉米产量净增3.22亿吨,皮棉产量净增2470万吨,油菜产量净增920万吨。

表1:转基因作物积极的产量影响带来的作物增产

1996-2014年增产(百万吨)

2014年增产(百万吨)

大豆

158.4

20.25

玉米

321.8

50.10

棉花

24.7

2.90

油菜

9.2

1.17

甜菜

0.9

0.15

注:甜菜仅美国和加拿大种植(自2008年起)

除外,转基因作物的种植缓解了耕地压力,农民无需开发额外的耕地就可以生产更多的农作物。如果没有该技术,农民要维持2014年全球农作物产量水平就需要额外开垦750万公顷的大豆田,890万公顷的玉米田,370万公顷的棉花田,和60万公顷的油菜田。这些额外的耕地面积相当于美国耕地面积的12%,巴西耕地面积的33%和中国总耕地面积的14%。

更高的收益


玉米、棉花、大豆、油菜等行业均出现大幅增益,全球农场收入增加(表2)。2014年,转基因作物直接带来的全球农场收益为177亿美元,相当于每公顷增收101美元。1996年至2014年的19年间,农场收入增长了1,503亿美元。

表2:1996-2014年种植转基因作物带来的全球农场收益:百万美元

性状

2014年农场收益增长

1996-2014年农场收益增长

2014年农场收益占转基因采用国的这些作物总产值的%

2014年农场收益占

全球作物总产值的%

转基因耐除草剂大豆

5,221.4

46,643.4

4.6

4.2

转基因耐除草剂和抗虫大豆

853.5

1,174.7

0.75

0.69

转基因耐除草剂玉米

1,600.1

9,050.4

1.8

1.0

转基因耐除草剂棉花

146.5

1,654.2

0.5

0.3

转基因耐除草剂油菜

607.1

4,860.0

6.6

1.8

转基因抗虫玉米

5,296.0

41,407.3

6.1

3.2

转基因抗虫棉花

3,940.8

44,834.3

12.5

8.9

其他

79.7

652.4

不适用

不适用

合计

17,745.1

150,276.7

7.3

7.2

注:所有数值均为标称值。其他 = 抗病毒木瓜和南瓜以及耐除草剂甜菜。产值比重合计栏不包含“其他作物”(即:仅涉及大豆、玉米、油菜和棉花这4种主要作物)。农场收入计算为列入产量、作物质量和关键可变生产成本等影响(例如,种子溢价的支付、对作物保护支出的影响)后的净农场收入变化

主要的转基因作物采用国的农场收益增加(表3)。南美洲(阿根廷、玻利维亚、巴西、巴拉圭和乌拉圭)的转基因耐除草剂大豆、中国和印度的转基因抗虫棉花以及美国的一系列转基因品种带来了重要的农场收益。

表3:1996-2014年部分国家的转基因作物农场收益:百万美元

转基因耐除草剂大豆

转基因耐除草剂玉米

转基因耐除草剂棉花

转基因耐除草剂油菜

转基因抗虫玉米

转基因抗虫棉花

转基因耐除草剂/抗虫大豆

合计

美国

21,400.3

6,106.1

1,074.1

311.4

32,198.3

4,750.2

N/a

65,840.4

阿根廷

16,435.6

1,243.0

145.0

N/a

678.3

803.0

33.5

19,338.4

巴西

6,317.2

1,368.3

133.3  

N/a

4,787.1

72.3

1,100

13,778.2

巴拉圭

1,029.2

0.9

N/a

N/a

13.1

N/a

26.3

1,069.5

加拿大

613.3

137.4

N/a

4,492.8

1,229.5

N/a

N/a

6,473.0

南非

18.1

48.3

4.2

N/a

1,711.9

30.9

N/a

1,813.4

中国

N/a

N/a

N/a

N/a

N/a

17,537.6

N/a

17,537.6

印度

N/a

N/a

N/a

N/a

N/a

18,268.4

N/a

18,268.4

澳大利亚

N/a

N/a

91.5

55.8

N/a

801.7

N/a

949.0

墨西哥

6.1

N/a

183.2

N/a

N/a

194.3

N/a

383.6

菲律宾

N/a

141.6

N/a

N/a

418.3

N/a

N/a

559.9

罗马尼亚

44.6

N/a

N/a

N/a

N/a

N/a

N/a

44.6

乌拉圭

143.2

1.2  

N/a

N/a

24.8

N/a

14.1

183.3

西班牙

N/a

N/a

N/a

N/a

231.7

N/a

N/a

231.7

其他欧盟国家

N/a

N/a

N/a

N/a

22.2

N/a

N/a

22.2

哥伦比亚

N/a

3.8

23.0

N/a

82.5

19.0

N/a

128.3

玻利维亚

636.0

N/a

N/a

N/a

N/a

N/a

N/a

636.0

缅甸

N/a

N/a

N/a

N/a

N/a

185.0

N/a

185.0

巴基斯坦

N/a

N/a

N/a

N/a

N/a

1,954.0

N/a

1,954.0

布基纳法索

N/a

N/a

N/a

N/a

N/a

177.6

N/a

177.6

洪都拉斯

N/a

N/a

N/a

N/a

9.6

N/a

N/a

9.6

注:所有数值均为标称值。农场收入计算为列入产量、作物质量和关键可变生产成本等影响(例如,种子溢价的支付、对作物保护支出的影响)后的净农场收入变化。N/a = 不适用。美国合计栏的数值还包括其他作物/性状6.436亿美元(未列入表格)。同样未列入表格的还有加拿大转基因耐除草剂甜菜带来的860万美元的额外农场收入

对于发展中国家的农民相比发达国家的农民在经济利益的分配方面(表4)。2014年,发展中国家的农民获得了46%的农场收益。在1996-2014这19年里,发展中国家的农民获得的累计农场收入增益为50.6%(760.6亿美元)。发展中国家农民的这些收入增益绝大部分来自于转基因抗虫棉花和转基因耐除草剂大豆。

表4:2014年转基因作物农场收益:发展中国家与发达国家:百万美元

发达国家

发展中国家

转基因耐除草剂大豆

3,042.3

2,179.1

转基因耐除草剂及抗虫大豆

0

853.5

转基因耐除草剂玉米

1,110.9

489.2

转基因耐除草剂棉花

53.1

93.4

转基因耐除草剂油菜

607.1

0

转基因抗虫玉米

4,245.0

1,051.0

转基因抗虫棉花

447.3

3,493.5

转基因抗病毒木瓜和南瓜以及转基因耐除草剂甜菜

79.7  

0

合计

9,585.4

8,159.7

发展中国家 = 南美洲的所有国家、墨西哥、洪都拉斯、布基纳法索、印度、中国、巴基斯坦、缅甸、菲律宾和南非

农民为获取转基因技术所支付的成本和农场收益情况(表5)。纵观四种主要的转基因作物,2014年的总成本等于技术总增益(包含农场收入增益加上支付给种子供应链的技术成本[])的28%。

表5:2014年相对于农场总收益获取转基因技术的成本(百万美元)

技术成本:所有农民

农场收益:所有农民

技术带给农民和种子供应链的总收益

技术成本:

发展中国家

农场收益:

发展中国家

技术带给农民和种子供应链的总收益:

发展中国家

转基因耐除草剂大豆

1,952.8

5,221.4

7,174.2

334.5

2,179.1

2,513.6

转基因耐除草剂及抗虫大豆

341.7

853.5

1,195.2

341.7

853.5

1,195.2

转基因耐除草剂玉米

1,141.2  

1,600.1

2,741.3

256.1

489.2

745.3

转基因耐除草剂棉花

298.3

146.5

444.8

34.1

93.4

127.5

转基因耐除草剂油菜

133.6

607.1

740.7

N/a

N/a

N/a

转基因抗虫玉米

2,244.6

5,296.0

7,540.6

945.0

1,051.0

1,996.0

转基因抗虫棉花

678.0

3,940.8

4,618.8

471.2

3,493.5

3,964.7

其他

71.2

79.7

150.9

N/a

N/a

N/a

合计

6,861.4

17,745.1

24,606.5

2,382.6

8,159.7

10,542.3

N/a = 不适用。获取技术的成本基于农民使用转基因技术相对于其传统等价物所支付的种子溢价

更高的产量


1996年至2014年间,转基因作物种植以来,全球农作物产量明显提高。

使用转基因抗虫技术带来的积极产量影响发生在所有使用国(澳大利亚的转基因抗虫棉花除外,该国采用该技术的主要好处和原因在于显著的成本节省和减少杀虫剂使用所带来的环境增益)。自1996年以来的19年里,这些性状作物总种植面积的平均产量影响为玉米增产了11.7%,棉花增产了17%。同时,2014年是南美洲第一种抗虫大豆进行商业化种植的第二个年头,使用该技术的农民平均增产9.4%。

转基因耐除草剂技术的使用,简化了杂草治理方式并且使免耕系统显著增多,从而缩短生产周期达到增产的目的。南美洲的许多农民能够在同一生长季节播种小麦作物后立即种植大豆作物。1996年至2014年间,除了传统的大豆生产外,该间作作物使阿根廷和巴拉圭的大豆产量增加了1.357亿吨(占转基因耐除草剂相关新增大豆总产量的85.7%)。“Intacta”(抗虫)大豆也使全球大豆产量进一步增加了256万吨。

更少的环境影响

本报告统计了2014年转基因性状作物的种植面积,分析了活性成分的使用,并对照和比较各种农药对环境和人类健康的影响,给出“环境影响商数”EIQ的指标,来评估更广泛的环境影响以及对动物和人类健康的影响。(具体数据见表6)。

转基因抗虫技术在大豆、玉米、棉花上的使用导致了杀虫剂显著减少,带来了相应的环境效益。转基因抗除草剂技术在玉米、油菜、棉花上的使用导致了除草剂使用量减少,所带来的总体环境影响显著减少。而对于大豆、甜菜,由于使用了更为环保的除草剂,虽然除草剂使用量增加,但除草剂使用所带来的环境影响显著减少。

对于发达国家的农民相对于发展中国家的农民在减少杀虫剂和除草剂使用所带来的环境利益的划分方面,表7显示发达(53%)和发展中国家(47%)的环境利益按53% : 47%划分。发展中国家百分之七十的环境增益来自于转基因抗虫棉花的使用。

表6:1996-2014年全球种植转基因作物带来的除草剂和杀虫剂使用变化影响

性状

活性成分使用量变化(百万千克)

农田EIQ影响变化(以百万农田EIQ/公顷为单位)

转基因作物的活性成分使用变化%

与转基因作物除草剂和杀虫剂使用有关的环境影响变化%

2014年转基因性状作物的种植面积(百万公顷)

转基因耐除草剂大豆

+5.5  

-7,623

+0.2

-14.1

81.8

转基因耐除草剂及抗虫大豆

-1.5

-143

-0.9

-2.7

9.5

转基因耐除草剂玉米

-213.7

-6,811

-8.4

-12.6

46.2

转基因耐除草剂油菜

-21.8

-763

-17.2

-29.3

8.9

转基因耐除草剂棉花

-23.1

-585

-7.3

-9.9

4.6

转基因抗虫玉米

-79.7

-3,522

-51.6

-55.7

48.3

转基因抗虫棉花

-249.1

-11,122

-27.9

-30.4

23.4

转基因耐除草剂甜菜

+2.0

无变化

+32.5

无变化

0.47

合计

-581.4

-30,570

-8.2

-18.5


表7:1996-2014年杀虫剂和除草剂使用减少带来的转基因作物环境效益:发展中国家与发达国家

 

农田EIQ影响变化(以百万农田EIQ/公顷为单位):发达国家

农田EIQ影响变化(以百万农田EIQ/公顷为单位):发展中国家

转基因耐除草剂大豆

-5,298.4

-2,325.1

转基因耐除草剂及抗虫大豆

0

-143.6

转基因耐除草剂玉米

-6,084.3

-726.8

转基因耐除草剂棉花

-472.1

-113.0

转基因耐除草剂油菜

-763.0

0

转基因抗虫玉米

-2,543.0

-978.9

转基因抗虫棉花

-930.8

-10,191.5

转基因耐除草剂甜菜

0

0

合计

-16,091.6

-14,478.9



需要注意,在一些广泛种植转基因耐除草剂作物的地区,由于过度依赖于使用像草甘膦这样的单一除草剂,使之产生了抗性。杂草科学家建议,应积极主动采取杂草管理战略组合与除草剂和其他耐除草剂作物组合相结合的综合型治理方案。该方案需要的除草剂更少,对环境更加友好,也更经济实惠。

更少的CO2排放

自1996年转基因抗虫和耐除草剂技术的使用以来,一方面除草剂或杀虫剂施用次数减少,土壤耕耘的能源消耗减少,燃料使用减少。1996年至2014年期间,燃料使用上的累积永久性减少估计为216.89亿千克二氧化碳(因燃料使用减少81.24亿升所致);

另一方面随着转基因耐除草剂作物的采用,“免耕”和“少耕”耕作系统显著增多,耕作消耗的拖拉机燃料使用减少,土壤质量提高,土壤侵蚀减少。进而有更多的碳保留在土壤中,这导致温室气体排放减少。

由于缺乏数据,我们无法肯定地估计回归传统耕作情况下的累积土壤碳封存增益。对于我们估计的1996-2014年间有1,869.45亿千克二氧化碳未释放到大气中,应予以谨慎对待。

将这些碳封存效益换算成汽车的碳排放量,表8显示: 总的来说,2014年,燃料使用减少和土壤碳封存量增加所带来的转基因作物相关二氧化碳排放量减少相当于995万辆汽车撤离道路,相当于英国所有登记车辆的34%。


表8:2014年碳封存影响情况:汽车当量
作物/性状/国家
燃料使用减少带来的永久性二氧化碳减排(百万千克二氧化碳)
永久性燃料减排:平均一年撤离道路的家用汽车当量(千辆)
可能增加的土壤碳封存减排(百万千克二氧化碳)
土壤碳封存减排:平均一年撤离道路的家用汽车当量(千辆)
耐除草剂大豆
 
 
 
 
阿根提
754
335
7,643
3,397
巴西
481
214
4,877
2,168
玻利维亚、巴拉圭、乌拉圭
180
80
1,828
812
美国
366
163
1,860
827
加拿大
48
21
253
112
耐除草剂玉米
 
 
 
 
美国
173
77
2,492
1,107
加拿大
18
8
50
22
耐除草剂油菜
 
 
 
 
加拿大
197
88
995
442
抗虫玉米
 
 
 
 
巴西
80
36
0
0
美国、加拿大、南非、西班牙
12
5
0
0
抗虫棉花
 
 
 
 
全球
37
17
0
0
抗虫大豆
 
 
 
 
南美洲
50
22
0
0
合计
2,396
1,066
19,998
 
8,887
注:
1. 假设:平均每辆家用汽车每公里产生150克二氧化碳。一辆汽车平均每年行使15,000公里,因此每年产生2,250千克二氧化碳

2. 抗虫大豆 = 减排源于杀虫剂使用的减少。所有其他与“Intacta”耐除草剂复合性状大豆有关的减排都涵盖在耐除草剂大豆下面

结论性意见

在过去的19年里,转基因生物技术作出了重要的、积极的社会经济和环境贡献。迄今为止实现了几个特定的农艺性状,帮助许多农民克服了一些生产局限。2014年1,800万农民将该技术应用到1.755亿公顷农田上,提高了生产力和盈利能力。

具体来讲:转基因抗虫性状通过减少杀虫剂使用、降低生产风险、提高作物产量来实现增益;转基因耐除草剂性状通过降低农民生产成本、促进耕作系统变化来实现增益,其中生产系统的转变还实现了环境效益,显著减少了温室气体排放量;抗虫和耐除草剂性状都对提高大豆、玉米、棉花和油菜的世界生产水平作出了重要贡献。

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