ГМО vs "Натурал": от чего врут больше?

[Okub62]

Это точно. Едешь - подсолнухи, подсолнухи. В прошлом году там были подсолнухи, в позапрошлом ... А когда-то их подряд нельзя было, болячки там, кажется, не помню.

[Igor-crveni]

Это точно. Едешь - подсолнухи, подсолнухи. В прошлом году там были подсолнухи, в позапрошлом ... А когда-то их подряд нельзя было, болячки там, кажется, не помню.

Сейчас тоже нельзя. Денег все хотят. Культура высокорентабельная. До поры до времени получается так сеять. В Ростовской области в восточной ее части на границе с Волгоградской областью досеялись (заразиха). Там уже теперь вообще ничего нельзя сеять...

[postoronim]

когда-то их подряд нельзя было, болячки там, кажется, не помню.

Подсолнух сильно обедняет почвы.

[Okub62]

То свекла, подсолнух болеет.

[postoronim]

Подсолнух сильно обедняет почвы.

Нам так в школе объясняли.

[-Asket-]

(кликните для показа/скрытия)

Жесткий отбор, который действует на наших полях, обработанных средствами защиты культурных растений, уже приводит к пугающим последствиям. Не будем говорить о выкладках противников ГМО и сторонников «органической пищи». Результаты «гонки вооружений» между фермерами и дикой флорой обсуждали специалисты на симпозиуме по борьбе с сорняками, который прошел в рамках ежегодного собрания Американского химического общества в сентябре 2013 года. Вот что говорит его организатор Брайан Янг из университета Южного Иллинойса: «Сегодня более 200 видов сорняков выработали устойчивость по крайне мере к одному гербициду. И они растут на миллионах акров земли в США и других стран. Фермеры не воюют с такими врагами приусадебной лужайки, как одуванчики. Их враг — сущий кошмар вроде щирицы Пальмера (Amaranthus palmeri, или pigweed, свиной бурьян), вырастающей на дюйм каждый день и достигающей высоты в три метра. Ее стебель настолько толст и тверд, что ломает уборочные комбайны. Такие жуткие монстры заполняют поля, угнетая культурные растения, вытягивая из почвы воду и питательные вещества. Устойчивые к гербицидам сорняки ныне процветают, несмотря на то что их обильно поливают убийственным глифосатом. При этом одно-единственное растение может дать миллион семян, отодвигая искоренение сорняков куда-то в вечность».

О масштабах проблемы можно судить по выступлениям участников симпозиума.

«В последние три года существование устойчивой к ГФПД-гербицидам щирицы бугорчатой (Amaranthus tuberculatus, или waterhemp, водяная конопля) подтверждено на семенных кукурузных полях Айовы, Небраски и Иллинойса. В Канзасе обнаружена устойчивая к тем же гербицидам щирица Пальмера. Эти популяции продемонстрировали устойчивость и к блокаторам фотосистемы I вроде атразина», — отмечают специалисты компании «Сингента», изготовляющей средства защиты растений.

«В Теннеси подтверждено существование шести видов сорняков, устойчивых к глифосату. Мелколепестник канадский (Erigeron canadensis, или horseweed, конский бурьян) и щирица Пальмера сегодня встречаются на каждом акре пахотных угодий, причем первый из них показал устойчивость к глифосату еще в 2001 году. В 2005 году проявила себя щирица Пальмера, и с тех пор именно она стала главной проблемой полей штата: дополнительные меры борьбы с этим сорняком обходятся в 20 долларов на акр. Щирица Пальмера полностью изменила правила игры, сложившиеся после открытия глифосата, когда можно было обработать посевы после всхода всех сорняков и избавиться от них до нового сезона. Причина в том, что она очень быстро растет: в день может прибавлять по пять сантиметров, а стебель бывает толщиной с руку. Фермеры, выращивающие сою, убедились: если этот сорняк вырос всего до семи сантиметров, его уже ничем не остановишь. Более того, не представляется возможным убрать урожай: такое поле надо заново пахать и пересеивать», — отмечает Лари Стекель из университета Теннеси.

«С 2002 года в Арканзасе зафиксированы шесть устойчивых к глифосату видов сорняков, а именно мелколепестник канадский, щирица Пальмера, обычная амброзия полыннолистая (Ambrosia artemisiifolia), гигатская амброзия трехраздельная (Ambrosia trifida), джонсова трава, или сорго аллеппское (Sorghum halepense), и итальянский райграс, он же плевел многоцветковый (Lolium multiflorum). При этом щирица устойчива еще и к АЛС- и динитроанилиновым гербицидам (ингибиторам образования микротрубочек), плевел — к АЛС- и некоторым AКК-гербицидам. Это затрудняет не только весеннее уничтожение сорняков, но и борьбу с ними на засеянных пшеничных полях (плевел — злаковое растение, и на полях, засеянных злаками, для борьбы с ним нельзя применять селективные гербициды. — Примеч. ред.). В 2008 году трансгенные культуры, устойчивые к глифосату, занимали все поля Арканзаса, отведенные под хлопчатник, сою и кукурузу. А в 2010 году практически на каждом акре хлопчатниковых полей и на половине соевых росла устойчивая к глифосату щирица Пальмера. В 2012 году многим фермерам пришлось возвращаться к ручной прополке. Ситуация с устойчивыми к гербицидам сорняками обостряется также на рисовых полях из-за куриного проса Echinochloa crusgalli»,— рассказывает Боб Скотт из Арканзасского университета. Ему вторит коллега Джейсон Нортуорти: «Арканзасские хлопководы, отказавшиеся от вспашки, вынуждены применять гербициды по пять — восемь раз за сезон. Один-два раза сорняки выжигают до посевной или одновременно с ней, третий — сразу после появления всходов, четвертый — когда всходы подрастут, и в пятый раз — чтобы сам хлопчатник сбросил листья. Вдобавок приходится вручную удалять устойчивую к глифосату щирицу Пальмера и другие сорняки, а это обходится в дополнительные 100 долларов на акр. Хлопководы признаются, что, если бы не высокие цены на хлопок, они попали бы в очень тяжелое положение».

«В Айове первые проблемы с гербицидной устойчивостью дали о себе знать в 80-х годах: щирица бугорчатая стала устойчивой к применявшимся на полях сои гербицидам семейства АЛС. После перехода на глифосат появление устойчивого к нему сорняка было вопросом времени. Так и случилось в 1997 году, когда были обнаружены первые экземпляры такого растения. Впрочем, те растения встречались кое-где на отдельных полях и не представляли опасности. С созданием трансгенных сои и кукурузы площади, обрабатываемые глифосатом, как и частота его применения, резко увеличились. В результате в 2008 году среди случайно выбранных популяций сорняка 16% показали устойчивость к глифосату. Нынешние растения щирицы бугорчатой в Айове выработали устойчивость уже к четырем классам гербицидов, а именно синтетическим ауксинам типа 2,4-Д и дикамбры, ГФПД-ингибиторам, блокаторам фотосистемы II и ППО-ингибиторам», — пишет Майкл Оуэн из университета Айовы.

«В Миссури исследование 2008—2009 годов показало, что устойчивостью к глифосату обладают 99 из 144 исследованных популяций щирицы бугорчатой. Позднее множественная устойчивость к глифосату, синтетическим ауксинам, ГФПД-, АЛС-, ППО-ингибиторам была обнаружена уже у 180 популяций этого сорняка», — рассказывает Кевин Брэдли, университет Миссури.

Как славно все начиналось

Химизация сельского хозяйства (благодаря которой, кстати, был учрежден журнал «Химия и жизнь») стала фактически второй зеленой революцией, позволившей за счет достижений НТР опровергнуть мрачные прогнозы Мальтуса и обеспечить едой многократно выросшее в XX веке население планеты. Использование средств защиты растений — пестицидов, фунгицидов и гербицидов — важнейшая составляющая интенсивного сельского хозяйства, то есть такого, которое дает постоянную прибавку урожая без увеличения площади полей.

Гербициды обеспечивают химическую прополку, и эффект от них велик: сорняки могут забрать до половины урожая, а то и весь. Ручная прополка стоит дорого, да и взрывная урбанизация, начавшаяся в середине XX века, в развитых странах сильно уменьшила численность сельского населения, а те, что развиваются, стремительно догоняют их на всех континентах, кроме Африки. Химическая прополка — решение проблемы малыми силами. В самом деле, полил весной поле гербицидом сплошного действия — убил ранние сорняки. Обработал селективным по всходам — избавился от поздних. Не всех — родственников культурного растения такой гербицид не возьмет, но можно еще пройтись по междурядьям. А на будущий год посеять вместо кукурузы сою или рапс и поубивать уже другим гербицидом всех родственников первой. В общем, сорных растений станет в разы меньше, соответственно урожая больше, а расход воды и удобрений снизится.

В конце же XX века случилась новая революция: появились генно-модифицированные растения. Применительно к проблеме сорняков — такие, на которые гербицид не действует. Пожалуй, наиболее знаменита в этой области разработка компании «Монсанто». Создаенное в 1970-м году стараниями сотрудника этой компании Джона Франца вещество — N-(фосфонметил)-глицин, он же глифосат, — оказалось способным блокировать 5-фосфо-3-енолпирувилшикиматсинтазу, EPSPS. Этот фермент участвует в синтезе аминокислот, содержащих бензольное кольцо, а те, в свою очередь, ответственны за синтез и гормона роста ауксина, и лигнина, придающего крепость стеблю, и пигментов и много другого. В общем, любое растение с блокированным ферментом погибает. А затем в опытах на Agrobacterium tumefaciens был найден ген устойчивости к глифосату, получивший название CP4 EPSPS. Его-то и удалось встроить в культурные растения, сделав их устойчивыми к глифосату, и вывести в 1996 году на рынок сорта серии RoundUp Ready — готовые к использованию гербицида «Раундап» на основе глифосата. После этого борьба за урожай резко упростилась: одна-две обработки поля за сезон, и никаких сорняков. Более того, многие привычные для земледелия приемы — глубокая вспашка, севооборот — оказались ненужными. А это большое преимущество, ведь вспашка усиливает эрозию почвы и требует затрат на топливо для тракторов, обязательная же смена культур на поле усложняет сбыт продукции. С трансгенными растениями получается стабильное производство одного и того же продукта; главное условие — восполнять удобрениями выносимые растением из почвы питательные вещества. При этом глифосат еще и гораздо менее токсичен, нежели многие другие гербициды. Недаром он существенно потеснил все остальные, а общее потребление гербицидов сократилось.

В США самая большая площадь полей, занятая устойчивыми к глифосату культурами, — половина от мировых, что обеспечивает этой стране немалые конкурентные преимущества из-за снижения затрат на получение урожая. При этом генно-модифицированная соя составляет 91% посевного клина, кукуруза — 85%, а хлопчатник — 88%. Помимо «Монсанто», и другие крупные биотехнологические компании создали свои генно-модифицированные линии, предназначенные для обработки гербицидами сплошного действия, которые выпускают те же компании.

Однако сразу же после появления трансгенной технологии взволнованная общественность стала задавать вопросы создателям новых растений: а что будет, если ген устойчивости возьмет да и перепрыгнет в дикое растение? Как потом бороться с такими сверхсорняками? «Ну что вы, этого не может быть, потому что не может быть никогда», — отвечали им специалисты (см. «Химию и жизнь, 2001, № 7—8). Во-первых, межвидовые гибриды возможны только в лысенковской биологии, а в вавиловской генетике это невозможно. Во всяком случае, получившиеся семена будут бесплодными, а значит, ген устойчивости попасть в дикое растение никак не может. Во-вторых, найденный путь обхода блокировки ЕРSРS-фермента нетипичен для растений, вероятность того, что у какого-то сорняка он имеется, ничтожно мал, поэтому устойчивости к глифосату просто неоткуда взяться. А в-третьих, применение научных рекомендаций по севообороту и другие меры позволяют избежать закрепления такой устойчивости, даже если она и появится.

Как видно, расчеты специалистов оказались излишне оптимистичными. Не прошло и двадцати лет — ничтожный по меркам эволюции срок, — а жесткий отбор под действием антропогенного фактора сделал свое дело, и на полях всего мира появилось 19 устойчивых к глифосату видов сорняков, из них 10 — в США. Более того, многие сорняки проявляют множественную устойчивость, игнорируя, видимо, и другие, аналогичные монсантовской, системы борьбы с сорняками. В чем причина — специалисты точно сказать не могут. Одни подозревают, что дело в мутациях, пусть редко, но встречающихся. Все-таки в миллионе семян, что дает одно растение щирицы, генетическое разнообразие должно быть существенным. В нормальных условиях ген устойчивости к гербициду не нужен растению, а вот при постоянной химобработке он дает преимущество и закрепляется, воспроизводясь в миллионах потомков. Другие исследователи отмечают, что передача генов все-таки возможна: например, культурный рис обменивается генами со своими диким родственником, сорняком красным рисом, с вероятностью в сотые доли процента. С учетом огромных посевных площадей этого может оказаться достаточным для того, чтобы искусственный отбор на устойчивость дал себя знать, тем более что этот сорняк — заамбарник; его семена собирают, хранят и высевают вместе с культурным растением. При этом, как отмечала профессор университета Огайо Эллисон Сноу («Nature Biotechonology», 2002, 20, 6, 542), надежных данных о перетоке генов мало, что связано с недостаточным государственным финансированием этой тематики. Она же доказала, что некоторые свойства трансгенных растений могут-таки передаваться гибридам с дикими родственниками. В опытах с китайскими коллегами доктор Сноу придавала рису устойчивость к глифосату не за счет модификации гена, кодирующего EPSPS, а добиваясь сверхпроизводства самого фермента — сверхэкспрессии гена. Гибрид с красным рисом оказался чрезвычайно живучим: он давал в полтора раза больше семян, чем обычные гибриды этих растений, у него была выше скорость фотосинтеза и всхожесть семян («New Phytologist», 23 сентября 2013 года). «Детали коммерческой технологии изготовления трансгенных растений не разглашаются, но, если там используют сверхэкспрессию генов, это свойство вполне может передаваться дикому родственнику», — считает Эллисон Сноу.

Некоторые специалисты винят самих фермеров, упрекая их в нарушении технологии — одновременном отказе и от вспашки, и от севооборота, да еще и применении сверхдоз гербицида. Расчет фермера понятен: если сорняк не погибает сразу, почему бы не полить поле не один-два, а пять-шесть раз за сезон: убить врага, может, и не убьешь, но ослабишь его изрядно. Получается очень жесткое давление на сорняки, но уж кто его выдержал, тому и десятикратные дозы гербицида не страшны. Отчаявшись побороть напасть (напомним, что от подросшей щирицы Пальмера спасает только перепашка, то есть потеря посеянных семян), фермеры стали поливать поля не одним гербицидом, а смесью. Часть сорняков не вынесла этого, но кое-кто опять выжил и приобрел множественную устойчивость. Так современная система борьбы с сорняками подошла к кризису. Например, по расчету специалистов компании «Сингента», использование одного монсантовского глифосата приводит к появлению устойчивых сорняков на 80% полей за тридцать лет. Если же применять еще и сингентовский гербицид паракват — неубиваемые сорняки останутся на 20% полей, зато с множественной устойчивостью.

Что делать?

Увы, перспектива не внушает оптимизма. Об этом прямо говорит Гарри Штрек из немецкой компании «Байер кроп сайнс», одного из лидеров биотехнологического рынка: «С созданием устойчивых к глифосату генно-модифицированных растений использование других методов контроля сорняков существенно сократилось. Однако появление устойчивости к глифосату у сорняков снизило эффективность такой, ставшей единственной, меры. Так вернулась потребность в наборе разных методов. Например, хлопководы вновь стали вручную уничтожать отдельные устойчивые растения сорняков с тем, чтобы не давать им осеменяться. Сейчас сельское хозяйство стоит на перепутье: компании разрабатывают новые продукты, но среди них нет и в ближайшее время не предвидится чего-то основанного на других принципах воздействия на сорняки. Поэтому надо развивать все традиционные технологии борьбы с сорняками».

Что же это за новые продукты? Компания «Монсанто», например, придумала платформу RoundUp Ready PLUS. Она предполагает использование устойчивых к глифосату культурных растений, обработку полей глифосатом, но также и применение дополнительных гербицидов. В частности, таких, которые сохраняют свое действие длительное время, будучи внесенными в почву. Общее число обработок поля гербицидами по этой схеме — четыре раза за сезон. Многократное внесение гербицидов рекомендуют и агрономы из университета Миссисипи, штата, славного тем, что на его полях устойчивые к глифосату сорняки расплодились в наибольшей степени. Один из самых злостных для этих мест — плевел, проявивший себя еще в 2005 году. С тех пор специалисты ищут способы борьбы с ним — предлагают, в частности, помимо глифосата обрабатывать поля гербицидами не менее трех раз в год. Первый раз осенью, запахивая гербициды длительного действия после сбора урожая, второй раз зимой и третий — весной. Лучше всего на подобную процедуру отзывается кукуруза: применение этой схемы дает выигрыш в 13 долларов на каждый затраченный. Чтобы составить эту схему, ученые опробовали полсотни разных гербицидов длительного действия и выбрали пять-шесть штук, пригодных для применения на полях штата. Впрочем, результаты исследований не мешают сорнякам заполонять поля Миссисипи, да и не все фермеры придерживаются рекомендаций, поскольку не хотят лишний раз тревожить землю.

Более радикально предполагает действовать компания «Доу агросайнс». Ее специалисты предполагают создать трансгенные растения с множественной устойчивостью, которые не боятся не только глифосата, но и синтетических ауксинов вроде дикамбры или 2,4-Д. Придуманная ими система называется Enlist Weed Control System. При этом устойчивые культурные растения столь живучи, что выдерживают двукратную дозу глифосата по сравнению с обычной дозой. Устойчивые к дикамбре, 2,4-Д и некоторым другим гербицидам трансгенные растения должны быть разрешены к применению в ближайшие пять лет. Их создателей не смущает, что устойчивые и к глифосату, и к ауксинам сорняки уже существуют. Предполагается, что, имея в своем распоряжении культуры с разной устойчивостью, фермер сумеет выбрать оптимальную комбинацию с учетом засоренности его полей.

Помимо массового применения разных гербицидов, агрономы советуют вспомнить о севообороте. Однако тут не все так однозначно. Например, если после трансгенной кукурузы посеять трансгенную сою, предварительно вспахав поле, от каких-то устойчивых сорняков избавиться удастся. Но вот как избавиться от самой кукурузы, которая не боится глифосата и которая на соевом поле будет сорняком? Значит, без применения селективно действующего на нее гербицида никак не обойтись.

Вот так все преимущества трансгенных растений сходят на нет: и поля пахать приходится, и гербицидов лить от души. Помимо загрязнения гербицидами окружаюшей среды и продуктов питания, наблюдаемый сбой в системе защиты растений имеет и долговременный экономический эффект. Наступление устойчивых к гербицидам сорняков неизбежно повышает стоимость урожая и снижает его объем. Конечно, химическая прополка — не единственный инструмент интенсивного сельского хозяйства, снижение ее эффективности можно пытаться компенсировать, но это дополнительные затраты. Нельзя забывать, что впереди у мирового сельского хозяйства, видимо, и другие неприятности, вроде появления устойчивых к трансгенным растениям насекомых или опустынивания из-за потепления климата. К ним надо готовиться.
«ХиЖ», 2014, №7

[postoronim]

Природу не обманешь! Ручками надо дергать. Ручками.

[4D]

Природу не обманешь! Ручками надо дергать. Ручками.

Роботизация спасёт положение в таком случае. Собирают же роботы урожай. Почему бы не сделать роботов "полольщиков".
Пока может и не быстро, но всё-таки.

[BlackMokona]

Природу не обманешь! Ручками надо дергать. Ручками.

Роботизация спасёт положение в таком случае. Собирают же роботы урожай. Почему бы не сделать роботов "полольщиков".
Пока может и не быстро, но всё-таки.

Появятся сорняки с хитрыми корнями или которые робозрение не увидит или не отличит от культурного сорта.

[4D]

Появятся сорняки с хитрыми корнями или которые робозрение не увидит или не отличит от культурного сорта.

Ну так сорняки такие и человеческая прополка так же выведет. Да и точно так же и я могу что-то проглядеть, или не до конца выкопать.

[BlackMokona]

Появятся сорняки с хитрыми корнями или которые робозрение не увидит или не отличит от культурного сорта.

Ну так сорняки такие и человеческая прополка так же выведет. Да и точно так же и я могу что-то проглядеть, или не до конца выкопать.

Так я не против робо прополки, я указываю, что это никак не спасёт от эволюции сорняков.

[Nucleosome]

Почему бы не сделать роботов "полольщиков".

а сколько их таких понадобится? сколько они сожрут топлива? сколько металлов редкоземельных на них надо будет вбухать? не уперется бы в проблемы другой темы... вернее уж:

Ручками надо дергать. Ручками.

спасибо. очень интересно. собственно - та же ситуация была и с антибиотиками - один старый профессор как-то говорил, что когда только открыли считали, что всё - никаких более инфекционных болезней, о чём вы говорите. тоже самое с инсекцидами. везде одна и та же история - стремление к "ударному" результату, пренедбрегая такой, штукой как эволюция - не полагали бы что вредители, сорняки и патогены - сотворённые напасти на лохов без антибиотиков и агрохимии, можно было бы такой результат и предвидить. а теперь вот кроме ручной прополки ничего и придумать не получается... но вообще в случае с сорняками есть и интересных ход - "если не можешь победить возглавь" - надо бы попробовать модифицировать эти сорняки так что бы они бы давали хотя бы частично урожай. с вредителями такой же подход - это пускать их в пищу, о чём -Asket-, вы уже кажется писали.

[postoronim]

Мы неправильно живем и неправильно изменяем окружающую среду.

[Nucleosome]

неправильно. мы сочли, что можем особо ничего не делать и хорошо жить и управлять всей остальной биосферой (что мы в страшных снах рисуем и ИИ - также наше порождение, как и мы биосферное, сделает с нами), а она будет как последний лох под нас ложиться. так не бывает.

[BlackMokona]

Всегда можңо модифицировать семена быстрее, чем эволюция даёт на него ответ. Всё таки разумная модификация против случайной, у нас явное приемущество.

[postoronim]

у нас явное приемущество.

Вы только подумали, а Природа уже отреагировала.

[BlackMokona]

Вы только подумали, а Природа уже отреагировала.

Эм? Эволюция уже реагирует по факту новых проблем. Т.е мы придумали и реализовали новые проблемы для любителей покушать наши ресурсы, а уж после этого из за изменения условий естественного отбора реагируют живые организмы в ходе эволюции.

[Nucleosome]

Всегда можңо модифицировать семена быстрее, чем эволюция даёт на него ответ. Всё таки разумная модификация против случайной, у нас явное приемущество.

быстрее можно. только вопрос в том, что именно. а то ведь "хромой идущий по верному пути обгонит сбившегося с него скорохода". пока что мы делаем все модификации уже как ответ на некие шаги против нас, а не наоборот, то есть с какой бы скоростью мы их не делали бы, мы всегда на шаг позади. можно в принципе сделать и наоборот - то есть предвидя какие модификации будут у сорняков и вредителей делать некие модификации против них загодя. тогда приемущество будет явным.

[Okub62]

Наверное, не совсем так. Выведение сортов, устойчивых к общеистребительному гербициду, это все-таки упреждающий удар.

[Скеп-тик]

Жесткий отбор, который действует на наших полях, обработанных средствами защиты культурных растений, ...

Всё идет к черному пару с еженедельной культивацией - бичу огромных сельхозпредприятий.
Попробовал раундап в этом году на своем огороде. Лебеда, подсвекольник (однолетники) - да, вьюнок через три недели пришлось опрыскать повторно. Крапиву не берет...

Всегда можңо модифицировать семена быстрее, чем эволюция даёт на него ответ. Всё таки разумная модификация против случайной, у нас явное приемущество.

У Природы преимущество - десятки тысяч вариантов одного вида растений на каждом поле. И у человека всего пять-десять лет "счастья". Как с ДДТ.