要點提示：近年來每公頃Bt玉米所表達的針對玉米根蟲的Bt毒素總量，遠比為控制根蟲所需要的每公頃約0.2公斤的殺蟲劑用量要多得多;MON88017每公頃表達了0.62公斤Cry3Bb1，而DAS59122-7則表達了兩種Cry毒素，總量達每公頃2.8公斤，超出其取代的外用殺蟲劑量的14倍;SmartStax表達的六種Cry毒素，三種是針對玉米根蟲，三種針對歐洲玉米螟蟲，據估計每公頃該作物表達的Bt殺蟲劑總量為4.2公斤，是2010年常規(guī)殺蟲劑平均使用量的19倍。 轉基因作物內部產生的大量殺蟲農藥，除了少部分存在于果實中的、以及用來作為飼料的少部分莖葉中的、被人畜食用攝入體內并可能帶來健康危害之外，絕大部分存在于根莖葉以及花粉中的Bt毒素卻還是都留存在了環(huán)境中，根本就起不到所宣稱的保護環(huán)境的作用!而且相比于外用Bt殺蟲劑在風吹雨打日曬下易被降解，這些存在于作物內部的Bt毒素則更加難以降解，并泄漏到土壤和水系中，污染環(huán)境。
有研究發(fā)現(xiàn)花粉中的Bt毒素就不能被紫外線降解，能保持活性，并沉積到其它宿主植物上(https://www.jstor.org/stable/25086039?seq=1#page_scan_tab_contents);還有研究發(fā)現(xiàn)“來自含Bt的作物碎片會導致Bt毒素在水體系中富集”
外用Bt農藥，只是在害蟲開始滋生之時使用，既可以控制用量也可以控制次數，噴灑完之后則很快降解;而Bt作物在整個生長期內一直都在表達Bt毒素，很大一部分時間內，這是沒有必要的，一方面無謂的增加了環(huán)境中Bt毒素總量，帶來非標靶效應和協(xié)同效應，另一方面，由于害蟲長期接觸到Bt毒素，這會促使害蟲進化出抗性。
轉基因Bt抗 蟲作物究竟是否降低了殺蟲劑使用量? 節(jié)選自筆者《盤點那些轉基因作物之Bt抗蟲作物篇》 (http://weibo.com/1886394372/EkZ0SBnJ8?from=page_1005051886394372_profile&wvr=6&mod=weibotime，2016年12月7日)
Bt作物的一個承諾就是降低農藥殺蟲劑用量，減少環(huán)境污染。讓我們來仔細審視一下實際情況。
今年以來出現(xiàn)了三個關于轉基因作物的報告，第一個是美國科學院(NAS)于5月17日發(fā)布了報告《轉基因作物：經驗與展望》(Genetically Engineered Crops：Experiences and Prospects)，回顧了20年來轉基因作物的方方面面(共四百多頁，其縮寫版簡報可從下述鏈接下載 https://www.nap.edu/html/23395/GE-crops-report-brief.pdf)，關于殺蟲劑使用，它是這樣說的：自從種植Bt品種以來，玉米和棉花上的合成殺蟲劑使用量下降，某些情況下，同地區(qū)的非Bt品種甚至其它作物殺蟲劑用量也減少，這被認為與Bt作物有關。
第二個是8月31日發(fā)表在《科學》雜志旗下的《科學進展》上號稱歷史上最大的轉基因作物和農藥研究文章《轉基因作物和美國玉米大豆中的農藥使用》(http://advances.sciencemag.org/content/2/8/e1600850)，來自弗吉利亞大學、堪薩斯州立大學、密歇根州立大學和愛荷華州立大學的科學家研究了從1998年到2011年全美五千個玉米農場和五千個大豆農場的數據，他們發(fā)現(xiàn)種植Bt玉米的農民比種植常規(guī)玉米的農民少用11.2%的化學殺蟲劑，但2011年數據已經顯示上升趨勢(原文中圖1B)，
第三個是10月29日《紐約時報》頭版頭條重磅調查文章《對轉基因作物美麗承諾的質疑》(http://www.nytimes.com/2016/10/30/business/gmo-promise-falls-short.html)，作者分析了來自聯(lián)合國的近20年的數據，比較了美國與西歐農作物產量和農藥用量，其中關于殺蟲劑部分，作者發(fā)現(xiàn)自大量種植轉基因玉米、大豆和棉花以來，美國殺蟲劑和殺菌劑的用量下降約三分之一，與此形成對比的是，未種植轉基因作物的法國，殺蟲劑和殺菌劑用量則下降65%。
可以看到的是，關于殺蟲劑用量，這三個報告給出的結論基本是一致的，即轉基因作物種植以來，殺蟲劑使用量總體是下降的。還可以看到，雖然Bt作物的出現(xiàn)使得殺蟲劑用量在早期明顯減少，但是到后期，殺蟲劑用量下降趨緩甚至轉而呈增長趨勢，假以時日，不排除殺蟲劑用量反而會增加的可能性。筆者分析有如下三個原因：Bt抗蟲作物本身只針對狹小范圍的害蟲(雖然長期來說它對不少非標靶動物也有害)，所以對其它害蟲還是要使用殺蟲劑;其次隨著標靶害蟲抗性的增加，Bt作物抗蟲效果逐年下降，農民還是得使用其它殺蟲劑，用量也逐年增加，比如印度自2006年引入孟山都第二代針對棉鈴蟲的抗蟲棉以來，隨著棉鈴蟲危害越來越大，殺蟲劑用量從2006年的每公頃0.5公斤，增加到了2015年的1.2公斤(http://www.gmwatch.org/news/latest-news/17135-indian-farmers-turn-to-non-gmo-indigenous-seed-in-blow-to-monsanto)，又比如根據最新報道，由于棉鈴蟲對Bt棉花的抗性增加，美國中南部的農民不得不逐年噴灑越來越多的殺蟲劑(http://www.gmwatch.org/news/latest-news/17351-us-mid-south-cotton-growers-are-spraying-bt-cotton-with-pesticides-more-and-more-every-year);第三由于次生害蟲逐漸泛濫，農民不得不使用更大量殺蟲劑來殺滅次生害蟲，這有吳孔明的研究數據為證。
而筆者這里特別要強調的是上述三個報告都忽視掉的一點，即它們得出的所謂殺蟲劑用量減少，實際上指的都是外用噴灑的殺蟲劑總量減少了，但是別忘了，那些Bt作物本身就是農藥工廠，還表達了大量Bt毒素蛋白，所有這類研究報告都沒有把這部分殺蟲劑的量計算在內。而事實上美國環(huán)保署是把Bt作物中的Bt毒素蛋白當作農藥來管理并登記在案的(https://www.epa.gov/regulation-biotechnology-under-tsca-and-fifra/epas-regulation-biotechnology-use-pest-management)。
那么Bt作物種植以來，究竟由作物自身表達了多少Bt毒素蛋白呢?筆者找不到全局數據，不過第五節(jié)提到的關于多抗Bt作物非標靶和協(xié)同效應的綜述文章(?http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fenvs.2015.00071/abstract)?中有一些相關內容：另一個在多抗Bt作物的風險評估中常常被忽視的方面是，多抗作物中表達了大量Bt毒素，遠比單抗Bt作物多得多。。。而且，盡管頻繁宣傳Bt作物可以減少甚至消除農藥的使用，多抗Bt作物中所含有的殺蟲劑遠比理論上它們所能取代的化學殺蟲劑多得多。例如，SmartStax轉基因玉米含有六種不同的Bt毒素，在新鮮葉子中最高含量大于250ppm，在新鮮根塊中大于90ppm，在新鮮玉米胚乳中大于130ppm，在花粉中大于150ppm，在整個作物中平均含量為90ppm(如下圖，來自原文表1)。
SmartStax中Cry毒素最大濃度。FW：新鮮重量;DW：干重。
另一篇發(fā)表在《歐洲環(huán)境科學》雜志上的文章《轉基因作物對美國農藥應用的影響---前十六年》(https://enveurope.springeropen.com/articles/10.1186/2190-4715-24-24)中則給出這樣的數據：近年來每公頃Bt玉米所表達的針對玉米根蟲的Bt毒素總量，遠比為控制根蟲所需要的每公頃約0.2公斤的殺蟲劑用量要多得多;MON88017每公頃表達了0.62公斤Cry3Bb1，而DAS59122-7則表達了兩種Cry毒素，總量達每公頃2.8公斤，超出其取代的外用殺蟲劑量的14倍;SmartStax表達的六種Cry毒素，三種是針對玉米根蟲，三種針對歐洲玉米螟蟲，據估計每公頃該作物表達的Bt殺蟲劑總量為4.2公斤，是2010年常規(guī)殺蟲劑平均使用量的19倍。
而另一方面，多年來，多抗作物的種植比例一直在擴大，根據美國農業(yè)部的數據，到2014年，多抗轉基因棉花種植面積占了80%，10年前這一比例是25%，而多抗玉米種植則是從10年前的少于10%增加到了76% (http://www.ers.usda.gov/webdocs/publications/err162/43667_err162_summary.pdf)。如果說單抗Bt作物的Bt毒素表達量還有限的話，多抗作物的大量種植則極大增加了作物內部表達的毒素總量。而且數據顯示多抗Bt作物中單個毒素的表達量也會比其單抗父本中要高得多(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0278691516300722)，也就是說，一如Bt毒素之間會產生協(xié)同毒性效應一樣，多抗Bt作物內的Bt毒素也會促進彼此的表達量，使得毒素表達總量遠大于父本表達量的簡單加和。
所以，如果計入Bt作物本身所表達的毒素蛋白，那么是否還能得出Bt作物減少殺蟲劑用量的結論，將是個大大的問號。而最為可笑的是，這作物內部產生的大量殺蟲農藥，除了少部分存在于果實中的、以及用來作為飼料的少部分莖葉中的、被人畜食用攝入體內并可能帶來健康危害之外，絕大部分存在于根莖葉以及花粉中的Bt毒素卻還是都留存在了環(huán)境中，根本就起不到所宣稱的保護環(huán)境的作用!而且相比于外用Bt殺蟲劑在風吹雨打日曬下易被降解，這些存在于作物內部的Bt毒素則更加難以降解，并泄漏到土壤和水系中，污染環(huán)境。
例如有研究發(fā)現(xiàn)花粉中的Bt毒素就不能被紫外線降解，能保持活性，并沉積到其它宿主植物上(https://www.jstor.org/stable/25086039?seq=1#page_scan_tab_contents);還有研究發(fā)現(xiàn)“來自含Bt的作物碎片會導致Bt毒素在水體系中富集”(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653515002039);而美國環(huán)保署則設想了一個最壞情況，即假定一塊10公頃的Bt作物田地上有10%的Bt毒素泄漏入一個面積1公頃、深2米的池塘，科學家據此計算出如果這塊田地種植的是產生Cry毒素Vip3A的MIR162轉基因玉米，則該池塘里Bt毒素的濃度將達到0.75ppm(http://link.springer.com/article/10.1007/s11248-010-9442-1);而前述水蚤非標靶效應試驗文章作者則認為實際濃度可能比這要高，因為受污染的往往是比1公頃x2米要小的溪流或池塘(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0278691516300722)，而且也已經有科學家用Vip3A毒素在0.75ppm的濃度下做過同樣的水蚤試驗，發(fā)現(xiàn)在僅接觸10天的情況下，水蚤的生長速率就大大下降(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20839052);還有科學家發(fā)現(xiàn)Bt作物在整個生長期通過滲透液向土壤釋放Cry1Ab毒素(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071707004439)，而這些毒素居然又會被隨后在這塊田地上種植的作物吸收(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19444360)。
所有這些都證明Bt作物中的Bt毒素會大量流失到環(huán)境中，并且難以降解，所謂Bt作物能減少環(huán)境污染，又是一個神話傳說。
也許有人會爭辯說不種植Bt作物就要用其它毒性更大的殺蟲劑，后者的污染更大。可是Bt作物能防治的害蟲種類是有限的，對于Bt毒素不能殺滅的害蟲，本來就仍然需要使用廣譜殺蟲劑，Bt作物并不能代替這部分殺蟲劑的使用。相反Bt作物的殺蟲作用，倒是可以用外用Bt殺蟲劑來取代，特別是在多抗Bt作物的情況下，其表達的Bt毒素量是常規(guī)外用量的十幾倍，即使外用Bt殺蟲劑存在易被降解的缺點，那么多用幾次，也比多抗Bt作物表達的Bt毒素量要少很多。關鍵問題在于，外用Bt農藥，只是在害蟲開始滋生之時使用，既可以控制用量也可以控制次數，噴灑完之后則很快降解;而Bt作物在整個生長期內一直都在表達Bt毒素，很大一部分時間內，這是沒有必要的，一方面無謂的增加了環(huán)境中Bt毒素總量，帶來非標靶效應和協(xié)同效應，另一方面，由于害蟲長期接觸到Bt毒素，這會促使害蟲進化出抗性。
可見，轉基因抗蟲Bt作物是否真如承諾的那樣降低了殺蟲劑的用量，還存在疑問，若算上作物內部表達的Bt毒素，很有可能實際上是增加了殺蟲劑用量，不僅加重了對環(huán)境的污染，還迫使人和動物直接食用了Bt毒素，而在未種植Bt抗蟲作物之前，人畜食用Bt毒素殘留的可能性微乎其微。而另一方面，所有研究都確定無疑地表明，種植轉基因作物以來，除草劑用量倒確實是大大增加了。????
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