美国大豆生产：

美国大豆生产：传统方法、生物技术以及有机大豆可持续生产体系比较联合国呼吁到2030年全球粮食产量须提高50%。高产大豆作物能否帮助实现此目标，为人口不断增长的饥饿的世界提供足够粮食，并保持环境和经济可持续发展之态势？为了评估美国大豆生产的可持续性，美国大豆基金会（USB，UnitedSoybeanBoard）要求美国农业科学与技术理事会(CouncilforAgriculturalScienceandTechnology)进行一次大范围的文献评审。本手册概述了此次文献评审的几项重要发现。引言–大豆可持续生产土地是农民赖以生存的根本，因此他们在进行环境管理活动时慎之又慎。大豆可持续农业既让美国大豆农民能满足当前的需求，又提高了将来子孙后代满足其自身需求的能力，其措施包括：1.采用有助于提高产量的技术和最佳实践方法，满足未来需求，同时让环境得到管理。2.供应安全、富有营养的粮食，改善人类健康状况，以及3.提高农业生产者及其社区的社会和经济福利水平。为世界提供粮食据估计，全世界约有8亿人口长期受粮食短缺困扰，还另外有数百万人口可能由于当前及将来的粮食危机而忍饥挨饿。为满足这些需求，联合国呼吁到2030年全球粮食产量须提高50%。高产大豆作物含有高质量的蛋白质，有助于为这个饥饿的，且人口不断增长的世界提供粮食。但是，这种农作物生产能否养活不断增长的世界人口，并保持可持续发展之态势？综合评审为了评估美国大豆生产的可持续性，美国大豆基金会委派美国农业科学与技术理事会(CAST)进行一次大范围的文献评审，尤其是环境和经济方面的情况。由LarryGHeatherly博士领导的工作组负责，CAST于2009年4月在《特别刊物30》(SpecialPublication30)上发表了这份报告。4•引言本手册概括了《特别刊物30》的主要研究发现，此出版物在本手册中统称为CAST报告。它还包括了环境效益信息以及由环保技术信息中心（CTIC，ConservationTechnologyInformationCenter）和国际农业生物技术获取与应用协会（ISSSA，InternationalServicefortheAcquisitionofAgri-BiotechApplications）所提供的生物技术在世界各地推广应用的相关信息。重要的可持续性发现CAST报告确认美国超过92%的大豆农田种植的是由农业生物技术培育出来的大豆品种。这些目前已经商业化的、由生物技术培育出来的大豆作物具有环境效益，主要是较之以前的种植实践，他们支持更多农田上的保护性耕作。其环境效益包括：•减少了93%的水土流失•保护了十亿吨的表层土壤•减少了70%的除草剂流失•减少了3.26亿磅的CO2排放量CAST报告最主要的结论：三个主要大豆生产体系（传统、生物技术和有机）都具有环境可持续性效益；在每个体系均有适当的市场回报的前提下，经过管理，均可获得收益。然而，美国目前的大豆生产主要依靠生物技术大豆品种，这些品种可以抵抗一种或多种除草剂，从而实现可持续的杂草治理。因此，本手册包含一个切实的关注点-生物技术大豆生产的可持续性。引言•5为世界提供粮食联合国呼吁提高粮食产量联合国(UN)秘书长潘基文(BanKi-moon)力劝各国把握“振兴农业的历史性机遇”，以此应对粮食危机。潘先生于2008年6月在罗马联合国峰会上呼吁，全球粮食产量到2030年须提高50%，以满足日益增长的粮食需求。联合国粮食及农业组织(UNFoodandAgricultureOrganization)对工业化的国家做出警告：如果不提高产量，消除贸易壁垒，将粮食分配到最需要的地方，则可能引发全球性的灾难。据悉，2008年粮价上涨已导致全球1亿人口陷入饥荒。而全球人口持续增长将使粮食供应更为紧张。目前，全球人口为67亿，而全球人口数量从1959年的30亿增长到1999年的60亿，预计2040年将会达到90亿。1950年至2040年的全球人口数量资料来源：美国人口调查局(U.S.CensusBureau)，国际数据库(IDB)，2008108642019501960197019801990200020102020203020406•为全世界提供粮食使用生物技术培育的大豆品种能够改善杂草控制，让杂草治理更有效率。抗虫害和抗疾病的植物对恶劣生长条件的承受能力强，可减少衰败现象，帮助农民避免每年数十亿磅重要粮食作物的损失。ISSSA就此分析了农民如此广泛种植生物技术农作物的主要原因：减少56%的生产成本，提高44%的单产，同时让农作物管理简单、灵活。美国大豆生产的变化：美国大豆生产自19世纪中叶首次引入玉米带(CornBelt)后就开始发生变化。最初，大豆主要作为饲料种植，并且投入极少。在耕作演化过程中，大豆变成一种粮食作物，成为动物饲料蛋白质和人类消费植物油的主要来源。一般来说，大豆种植面积约为农田收获面积的22%，在美国31个州超过了7200万英亩。美国大豆主要有三个不同的种植区域：中西部或玉米带；中南部或密西西比河下游三角洲；东南部和大西洋沿岸。这三个地区的生产者依据土壤和气候差异，不同程度地采用可持续生产实践的一般方法。大豆生产的变化•7对目前大豆生产的评估最近一篇农田作物研究报告概括了美国的大豆生产现状。报告采用来自艾奥瓦、内布拉斯加、肯塔基和阿肯色各州的数据。1972年至2003年，大豆收获面积大大增加。在所分析的地区，32年间单产提高了79%。收获面积的增加伴随着单产的提高。长期停滞现象（即1972年以来单产没有变化）在低单产、较恶劣的环境中很常见。在内布拉斯加州和阿肯色州单产提高的比例靠灌溉而得以高。大豆单产停滞不前与双作物种植相互关联。高产体系的单产提高幅度最大。在较干燥地区，灌溉可以显著提高单产。美国未来大豆生产面临的挑战不仅仅要保持多产环境的单产持续增长，还要开发和应用技术以提较恶劣的低单产环境中的产量。较恶劣环境中的美国大豆可持续生产更有挑战性大豆产：8•大豆生产的变化可持续农业的定义农业的可持续性并非新概念，而是农业系统几十年来一直都在考虑的问题。美国国会在1990农业法案中对可持续性的主要内涵做了概括，即作为一个植物和动物生产实践的综合体系，具有针对特定地点的应用，并将长期：•满足人类粮食和纤维的需求•提高环境质量，增强农业经济赖以生存的自然资源基础。•最有效地利用不可再生资源和农田资源，并根据适当情况将自然生物循环和控制融为一体。•维持农场经营的经济可行性•提高农民及社会的整体生活水平。可持续农业意味着使用可以产生保持相同的或提高环境质量和经济效益的生产方法。换言之，具有真正环境可持续性的生产体系必须给选择并采用它的生产者带来长期效益。可持续农业•9抗除草剂大豆的可持续性抗除草剂大豆的介绍大约从1930年开始，人们用传统育种技术培育新的大豆品种，这些品种能提高产量和质量，抗虫害，逐步改善了大豆生产。20世纪90年代中期引入生物技术大豆种植，并有了抗草甘膦(GR)大豆品种。2008年，美国92%的大豆农田种植生物技术品种（全部为抗除草剂品种）。GR大豆、可持续杂草治理和水质GR大豆的培育被视为迈向可持续杂草治理体系的最具意义的一步。草甘膦的使用取代了翻耕作业和非草甘膦除草剂的使用。一般来说，环境中所有除草剂的作用时间与其在空气、水和土壤中的保持力、降解力（持续时间长度）以及传输能力相关。除草剂在土壤中的保持力取决于吸收状况。吸收指的是除草剂附着于土壤颗粒的能力。被土壤吸收的除草剂通常不会被沥滤、降解或被植物摄取。土壤迅速将草甘膦紧紧吸附，这样草甘膦就不容易被沥滤或流失。其结果是，GR大豆生产体系中的除草剂流失要比非抗除草剂的传统大豆生产体系低得多。用于生物技术GR大豆的除草剂经过47天的半生命周期后就会失去在土壤中的活性，而在土壤中活性较强的除草剂可以维持90天或者更长时间。土壤吸收草甘膦，消除了潜在的水污染风险。10•抗除草剂大豆1995年至2006年间，用于大豆的非草甘膦除草剂减少了3880万磅，即83.5%，而美国的大豆农田总面积增加了46%。出现这种趋势的原因在于草甘膦所具有的杂草控制的广泛性与多样性，它可以替代两种或多种传统除草剂的混合使用。除草剂使用的减少说明了美国大豆农民如何使用活性成分较少的除草剂，这让田间管理更容易，也增强了对环境的管理。GR大豆和低杀虫剂使用率美国多数大豆产区很少使用杀虫剂，全国只有不到16%的大豆面积使用杀虫剂。利用生物技术的抗虫害大豆正在研制中，尤其着重于抗甲虫的品种。已知苏云金杆菌(Bt)的某些菌株可以消灭甲虫，而使用核糖核酸(RNA)介入的新生物技术也具有抗甲虫类昆虫的效力，因此，从生物学角度上讲，由生物技术培育出来的抗虫害大豆品种，其效力将不仅限于对虫蛾的防治。通过研究渠道孕育的新品种2009年开始，更多的大豆品种将会有不同的抗“农达”“基因”，被称为“抗农达高单产(RoundupReady2Yield)”（Monsanto公司）或具有抗草胺膦“基因”的大豆，草胺膦是商业除草剂产品的活性成分，即Liberty或Ignite。后一品种就是人们所知的“LibertyLink”大豆（德国拜耳公司）。抗除草剂大豆•11这些新大豆品种已经获得主要国际市场的认可，2009年将可以进行商业化种植。未来几年，具有抗麦草畏和抗2,4-D除草剂的其他品种在获得监管部门的审批之后也会陆续上市，这些品种将会形成美国非有机大豆生产杂草管理战略的骨干品种，由此提升现有的主要依赖GR品种配合使用草甘膦进行杂草治理的体系的效率。除抗除草剂以外，未来品种还具有增值特性，可以改善产品的功能和健康效益。例如，增加油酸和硬脂酸大豆油，减少饱和脂肪大豆油，给食品公司提供高功效油，且不带丝毫反式脂肪；减少棉子糖和水苏糖这两种家畜饲料抗营养物质；低植酸盐，改善人体对铁和锌的吸收，并且改善动物饲料，从而减少磷污染，提高水质。具有这些特性的产品有望在2010至2015年间上市。多数公共大豆育种计划可能会继续强调传统的育种方式，而不是使用生物技术材料。但是，种子的实用性将取决于国内和国际市场的需求。出于杂草控制的考虑，以及可用品种的不足，在可以预见的将来，传统品种也不太可能恢复原先的规模而在美国大量种植。与其他除草剂和抵抗机制适当使用时，草甘膦，GR大豆，可不断地为美国大豆生产的可持续性和环境影响做出巨大贡献。12•抗除草剂大豆保护性耕作的兴起美国大豆农民几乎完全摒弃了农田翻耕作业。尽管以前“免耕种植法”仅可在美国有限的土壤类型和有限的纬度地区施行，但在生物技术农作物出现之后，免耕种植法得以广泛推广和使用，这是生物技术农作物对环境的最大影响。事实上，自从引入抗除草剂大豆之后，美国的免耕大豆农田已经增加了35%。保护性耕作的可持续性效益现在，美国超过65%的大豆种植农田施行保护性耕作，并获得了以下成效：减少了93%的土壤侵蚀减少了31%的风蚀减少了70%杀虫剂流失减少了80%地表水磷污染年土壤水分蒸发损失减少了5.9英寸节省超过50%的燃料使用因此，保护性耕作使美国的大豆生产具有经济和环境双方面的可持续性。美国大豆农民几乎完全摒弃了农田翻耕作业。保护性耕作•13减少土壤侵蚀最近的全球土壤侵蚀报告支持这样的结论：美国生产大豆所使用的保护性耕作体系为大豆可持续生产提供了基础，具体而言，它降低了土壤侵蚀速率，从传统耕作模式下的每年3.94毫米减少为保护性耕作模式下的每年约0.12毫米。而且，免耕种植法的农作物残茬有利于生长更好的大豆根系。减少CO2排放和缓解全球气候变暖接受调查的农民在使用免耕种植法之后在田间往返的次数减少了1.8次。翻耕作业及田间往返次数的减少就转而减少了燃料的使用和机械化农用设备二氧化碳(CO2)的排放。更精确地说，较之其他传统耕作模式的大豆种植，采用免耕种植法体系种植GR大豆将会减少3.02亿磅CO2排放量。因此，GR大豆的种植与免耕种植法相结合，将会缓解全球气候变暖趋势。2008年免耕种植法所减少的CO2排放量等同于每年公路上减少125,750辆车。一份关于集约农业产生的