全球转基因作物商业化进展及现状分析
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全球转基因作物商业化进展及现状分析
发布日期: 2012-03-21 发布:
2011年第14期目录 本期共收录文章20篇
摘要:分析了全球1996~2010年转基因作物商业化的进展及现状,结果表明,1996年以来,转基因作物面积逐年扩大,高速增长;2010年全球种植了1.48亿hm2,相当于全球作物面积15亿hm2的10%,是1996年170万hm2的87倍,平均每年约增加1 000万hm2。15年内全球累计种植10.97亿hm2转基因作物,近4年累计种植5.21亿hm2,接近前11年的总和。2010年有29个国家种植转基因作物,有30个国家允许进口转基因作物用于食品、饲料和进行环境释放,这些国家的人口占世界总人口的75%。转基因作物主要集中在美国(45.1%)、巴西(17.2%)、阿根廷(15.5%)、印度(6.4%)和加拿大(5.9%)。2010年全球种植了24种转基因植物,主要是大豆(49.5%)、玉米(31.6%)、棉花(14.2%)、油菜(4.7%)。转基因普及率最高的作物也是大豆(81%)、棉花(64%)、玉米(29%)、油菜(23%)。转基因性状主要是抗除草剂(61%)、既抗除草剂又抗虫(22%)和抗虫(17%)。
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关键词:转基因;大豆;棉花;玉米;油菜
中图分类号:F316.1文献标识码:A文章编号:0439-8114(2011)14-2819-03
Global Status and Progress of Commercialized Transgenic Crops
ZHANG Cheng1,LIU Ding-fu2,YI Xian-da1
(1.Institute of Economic Crops,Hubei Academy of Agricutural Sciences,Wuhan 430064,China;
2. Hubei Huimin Agri-tech Corporation, Wuhan 430070,China)
Abstract:Global status and progress of commercialized transgenic crops were reviewed. The acreage of transgenic crops increased rapidly since 1996 and reached 148 million hectares in 2010, which was equivalent to 10% of the total acreage of all crops in the world, and the 87-fold of 1.7 million hectares in 1996. Ten million hectares increased every year. The acreage of transgenic crops reached 1 097 million hectares from 1996 to 2010, and reached 521 million hectares in recent 4 years that was the proximal amount of acreage from 1996 to 2006. Number of countries planting transgenic crops soared to a record 29 in 2010. In addition, 30 countries imported transgenic crop for food,feed and environmental release whose population was 75% of the total population of world. Transgenic crops were mainly planted in USA(45.1%), Brazil(17.2%), Argentina(15.5%), India(6.4%)and Canada (5.9%). 24 kinds of plants were approved for planting and soybean (49.5%), maize (31.6%), cotton (14.2%) and rapeseed (4.7%) were mostly important transgenic crops and with high adoption rates of 81%, 64%, 29% and 23% respestively. Transgenic traits were mainly herbicide tolerance (61%), stacked traits (22%) and insect resistance (17%).
Key words: transgenic; soybean; maize; cotton; rapeseed
植物转基因技术诞生于1983年,其标志是美国华盛顿大学宣布成功将卡那霉素抗性基因导入烟草细胞,以及美国威斯康星大学宣布成功将大豆基因转入向日葵,从而转基因作物问世。1985年第一批抗病毒、抗虫害和抗细菌病的转基因植物进入田间试验。同年,美国专利局宣布转基因植物受专利保护。1986年,美国环保署允许世界第一例转基因作物――抗除草剂烟草进行种植。1994年,美国的转基因耐储藏番茄――“FlavrSavr”获得美国食品药品管理局的批准进入市场销售,成为世界上第一个获许进行销售的转基因食品。1996年,美国的转基因作物开始大量商业化种植。短短10年间转基因作物完成了由实验室研究到商业化应用的质的飞跃。随后15年,转基因技术研究迅猛发展,转基因作物的商业化生产也是突飞猛进。该项研究根据文献[1~19]公布的数据,对全球转基因作物商业化进展及现状进行了简要分析。
1全球转基因作物商业化进展
1996~2010年全球种植转基因作物的面积以及在发达国家和发展中国家的分布、增长趋势如图1所示。由图1可见,1996年转基因作物首次商业化种植以来,面积逐年扩大,高速增长。2010年全球种植了1.48亿hm2转基因作物,相当于全球作物面积15亿hm2的10%。比2009年增长了10%,即1 400万hm2,达到历史最高点;按“性状面积”计算增长了14%,即相比2009年的1.8亿hm2增长了2 500万hm2,达到2.05亿hm2。2010年比1996年的170万hm2增长了86倍,平均每年增加约1 000万hm2,使转基因技术成为农业近代史上利用最快的作物技术。
自1996年转基因作物商业化种植以来,15年内全球累计种植面积达10.97亿hm2,比美国或中国土地总面积大10%。尤其是最近4年,种植规模达到5.21亿hm2,接近前11年的总和,其发展速度之快令人瞠目。这反映了全球数百万农民对转基因技术充满了信心与信任:正因为他们看好转基因技术带来的巨大而显著的效益,所以自1996年以来,他们每年种植越来越多的转基因作物。
转基因作物最早问世于美国,商业化一直以美国、加拿大等发达国家为主,但近几年发展中国家发展速度加快,2010年已达到48%,预计很快就会超过发达国家,成为转基因作物商业化的主体。
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1996~2010年全球种植转基因作物的国家数量及增长如图2所示。由图2可见,1996年以来,种植转基因作物的国家不断增多。2010年有29个国家种植转基因作物,其中19个发展中国家,10个发达国家;这些国家的人口总数40亿,占世界人口的59%。另有30个国家自1996年以来允许进口转基因作物用于食品、饲料和进行环境释放。这59个国家的人口占世界总人口的75%。法国、伊朗、保加利亚、印度尼西亚、乌克兰等5个国家种植一段时间后停止种植。
转基因作物主要种植国1996~2010年的种植面积及增长如图3所示。由图3可见,转基因作物主要集中在美国、巴西、阿根廷、印度、加拿大等国家。美国种植面积最大,2010年达6 680万hm2,占全球转基因作物的45.1%。其次是巴西和阿根廷,分别为2 540万hm2和2 290万hm2,占全球转基因作物的17.2%和15.5%。再次是印度和加拿大,分别为940万hm2和880万hm2,占全球转基因作物的6.4%和5.9%。中国居第六位,为350万hm2,占全球转基因作物的2.4%。种植面积超过100万hm2的还有巴拉圭(260万hm2,1.8%)、巴基斯坦(240万hm2,1.6%)、南非(220万hm2,1.5%)、乌拉圭(110万hm2,0.7%)。种植面积过100万hm2的10个国家共种植1.451亿hm2转基因作物,占全球转基因作物的98%。
还有290万hm2分布在以下19个国家,按照种植面积递减的顺序依次是:玻利维亚、澳大利亚、菲律宾、缅甸、布基纳法索、西班牙、墨西哥、哥伦比亚、智利、洪都拉斯、葡萄牙、捷克、波兰、埃及、斯洛伐克、哥斯达黎加、罗马尼亚、瑞典、德国。
1996~2010年主要转基因作物种植国的相对比例如图4所示。由图4可见,美国、阿根廷是起步早、发展快的国家,巴西、印度是种植较晚、发展较快的国家,中国是起步早、发展慢的国家。巴西、印度后来居上,巴西赶超阿根廷,成世界第二位;印度赶超中国、加拿大,成世界第四位。美国、阿根廷、加拿大、中国等早期种植转基因作物的国家相对份额下降。
3主要转基因作物和商业化进展
2010年全球种植了24种转基因植物,包括大豆、玉米、棉花、油菜、南瓜、木瓜、紫苜蓿、甜菜、番茄、杨树、甜椒、马铃薯、矮牵牛、康乃馨、玫瑰等。至2010年,总共有24种作物的184个事件获得964项许可。
2010年转基因普及率最高的是大豆、棉花、玉米、油菜4种作物。转基因大豆达7 330万hm2,占全球大豆种植面积9 000万hm2的81%。转基因棉花为2 100万hm2,占全球棉花种植面积3 300万hm2的64%。转基因玉米为4 680万hm2,占全球玉米种植面积1.58亿hm2的29%。转基因油菜为700万hm2,占全球油菜种植面积3 100万hm2的23%,面积如图5所示。由图5可见,转基因大豆、玉米、棉花、油菜的种植面积均呈逐年增长趋势。图6是1996~2010年4种主要转基因作物的相对比重。
1996年以来,种植面积最大的转基因作物主要也是大豆、玉米、棉花、油菜。2010年这4种作物的转基因品种面积占全球所有转基因作物的99.6%,其中大豆占全球转基因作物1.48亿hm2的49.5%,玉米占全球转基因作物的31.6%,棉花占14.2%,油菜占4.7%,见图6。
由图6可见,主要转基因作物的相对比重早期彼此消长起伏,前3年相对稳定,2010年棉花面积有所扩大,大豆比例有所降低。
4主要转基因性状和商业化进展
1996~2010年商业化的转基因性状及面积如图7所示。由图7可见,抗除草剂、抗虫、多抗均逐年增长,多抗的增速超过抗虫。1996~2010年各转基因性状的相对比例见图8。
由图8可见,在已商业化的转基因作物中,抗除草剂是最普遍的性状,占转基因作物所有引入性状的61%。其次是复合基因(2个或多个基因)占22%,单一抗虫基因占17%。
5各种转基因性状作物的发展趋势
到目前为止,大豆、油菜仅有抗除草剂(HT)转基因作物,玉米和棉花各有抗虫(BT)、抗除草剂(HT)、既抗虫又抗除草剂(BT/HT)3种转基因作物,图9是1996~2010年各种转基因作物的种植面积及商业化进展。由图9可见,除抗除草剂大豆外,多抗玉米种植面积的增长速度最快,其次是抗虫棉花,再次是抗除草剂玉米,其他增长速度不快。各种性状的转基因作物的相对比例如图10所示。由图10可见,抗除草剂棉花、抗虫玉米面积逐年减少,抗虫棉花、多抗玉米面积逐年增加。
6转基因作物的效益
最新的转基因作物全球影响评估表明,从1996年到2008年,产生了519亿美元的经济效益。主要来源于两个方面:一是降低了生产成本(50%),二是增加了1.67亿t的巨大产量(50%)。如果不利用转基因作物,后者则需要6 260万hm2的额外土地,因此转基因作物是节约土地的重要技术。
2010年,仅转基因种子市场的全球价值就达112亿美元,占商业种子市场340亿美元的33%。相应的转基因玉米、大豆、棉花、油菜等的收获物价值估计达到1 500亿美元,预计每年的增长率为10%~15%。
美国基本上转基因化的玉米(86%)、大豆(93%)、棉花(93%)2008年种植面积之和为0.69亿hm2,每公顷使用除草剂和杀虫剂2.26 kg,比1996年的2.47 kg减少0.20 kg/hm2,可见2008年减少除草剂和杀虫剂用量1.38万t,其中84%为杀虫剂。PG Economics在2009年10月发布的报告称,1996~2007年,全球种植转基因作物累计减少使用杀虫剂活性成分35.9万t,减少的比例为8.8%。这等于欧盟一年杀虫剂活性成分用量的1.25倍。种植抗除草剂转基因大豆、玉米和棉花分别减少除草剂的使用4.6%、6.0%和15.1%。
仅2008年,通过转基因作物转化的CO2量约为144亿kg,相当于公路上减少了700万辆汽车。
7结果与讨论
15年来,转基因大豆、棉花、玉米、油菜的种植面积持续增长,许多国家的一些作物基本上实现了转基因化,2010年全球81%的大豆、64%的棉花、29%的玉米、23%的油菜是转基因品种,这似乎表明主要农作物品种转基因化是一个必然趋势。
美国、阿根廷、加拿大、巴西、印度等从开始种植转基因作物以来,面积持续扩大,不少作物在不少国家已基本上实现转基因化。如转基因大豆在美国(占本国大豆面积的93.0%)、阿根廷(99.0%)、巴西(75.0%)、加拿大(62.5%)、巴拉圭(85.0%)、罗马尼亚(70.0%)、南非(85.0%)、乌拉圭(100%)和玻利维亚(89.0%);转基因玉米在美国(86.0%)、阿根廷(85.0%)、加拿大(84.0%)、南非(63.0%)、巴西(75.7%);转基因棉花在美国(93.0%)、阿根廷(95.0%)、印度(87.0%)、巴基斯坦(80.0%)、中国(60.0%);转基因油菜在加拿大占本国油菜面积的95.0%。种植转基因作物后又停止种植的国家总共只有5个,而且种植面积都很小,如法国种植了5年转基因玉米,每年一直都在10万hm2以下。这表明主要国家农作物转基因化是一个趋势。
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单抗的转基因作物种植面积萎缩,双抗、多抗的转基因作物种植面积扩大。表明改善多个性状比改善单个性状的转基因作物更受农民欢迎。这预示从现在起转基因研究必须是转两个或多个基因。
从我国转基因作物的发展速度看,我国是属于起步早、发展慢的国家,不仅落后于同时起步的美国、阿根廷和加拿大,还落后于后来居上的巴西和印度。印度9年转基因棉花普及率达87%,达940万hm2;我国1997年开始推广转基因棉花,至2008年仅70.1%,面积370万hm2,不及印度的1/2。巴西2003年才种植转基因作物,2010年巴西转基因大豆的种植面积约为1 771万hm2,占该作物全国种植总面积的75%,转基因玉米和棉花的种植面积也增长迅速,玉米中有75.7%为转基因玉米,而目前转基因棉花也占到全巴西棉花种植面积的25.7%。此外,现在巴西转基因大豆、玉米和棉花种植总面积达
2 529万hm2,占这3种作物总种植面积的67%。
从运用转基因作物的效果看,我国也远不如印度。印度转基因棉花商业化8年,单产、总产几乎成倍提高,2009年比2001年分别增加85.0%和88.6%。印度在国内棉花消费逐年增长的情况下,出口不断增加,进口不断减少,在2005年从净进口国变成为净出口国,而且现已成为世界第二大出口国。而我国推广转基因棉花15年,依然是棉花净进口国,15年单产、总产增加的幅度不如印度8年的一半,这一差距是应该正视的。
从我国转基因作物的研究来看,除转基因抗虫棉以外,还没有转抗除草剂基因的作物商业化,更没有既抗虫又抗除草剂的转基因作物商业化,远远落后于美国。在转基因作物种类上,大豆、玉米、水稻、油菜等都没有放开,也远远落后于美国和其他一些国家。在其他转基因作物研究方面,也没有获得像印度转基因茄子那样的研究成果。虽然转Bt基因抗螟虫水稻、转植酸酶基因玉米在经过长时间安全评价获得生产应用安全证书后,,但由于社会舆论混乱而导致生产应用无实质性进展。这是我国政府有关部门应该认真思考的。我们在技术不领先的领域,没有做到后来居上;在技术领先的领域,而没有率先应用,这种被动局面必须改观。
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