美国抗除草剂野草疯长让科学家束手无策

美国的除草剂抗药性正在恶化。资料来源:BRYAN YOUNG

"美国农民注定要陷入危机。"西澳大利亚大学的斯蒂芬·波尔斯说。波尔斯是除草剂抗性方面的专家——美国的除草剂抗性问题正在恶化。在美国的一些州，大豆、棉花和玉米田的杂草已经显示出对草甘膦的抗药性，草甘膦是世界上最受欢迎的除草剂。

也许更糟糕的是，越来越多的杂草能够抵抗许多其他除草剂。尽管这个问题在最近的美国化学学会(ACS)会议上受到了密切关注，化学家们能给出的建议却很少:很少有新的除草剂能达到商业水平，而且它们都没有新的分子作用模式。

除草剂的抗性几十年来一直在波动。然而，因为大多数除草剂不能杀死所有的杂草，农民必须连续轮作不同的作物，并使用除草剂来防止抗除草剂杂草出现在他们的农田里。然而，在20世纪90年代，随着抗草甘膦转基因作物的商业化，情况发生了变化。草甘膦可以破坏正在发育的植物构建新蛋白质的能力，但是转基因作物不会受到影响，因此这种作物和草甘膦的使用激增。

"草甘膦过去很容易控制一切."美国南伊利诺伊大学的植物生物学家布莱恩·杨说。一些专家称之为农业海洛因，因为它非常有效和简单，农民很快就沉迷其中。"我们培养了一代农民，他们认为控制杂草非常简单。"田纳西大学的杂草管理科学家托马斯·穆勒说。然而，过度使用是有代价的，抗除草剂杂草已经出现。

其中，最令人担心的是一种杂草，包括苋菜。在ACS会议上，密苏里大学杂草管理科学家凯文·布拉德利发表了一份2008年至2009年的调查报告。他们调查了密苏里州41个地区的144种苋菜，发现草甘膦抗性达到69%。"它戏剧性地爆发了。"布拉德利说。

这个问题远远超出了密苏里。爱荷华州立大学的迈克尔·欧文(Micheal Owen)还报告说，2011年至2012年，爱荷华州500个地点的杂草调查结果显示，抗草甘膦的苋菜杂草约占所有样本的64%。

为了应对日益增长的草甘膦抗药性，农民们已经开始使用其他除草剂来保护他们的作物。他们通常在作物生长期使用几种杀虫剂。美国中西部和南部的农民继续使用草甘膦，因为它可以杀死大多数杂草。但是他们也必须添加额外的除草剂，即所谓的残留物，来处理抗性杂草。“我们发现，这两年残差的使用超过了前10年总和。”阿肯色大学的农业推广专家鲍勃·斯科特说。

也许草甘膦抗药性的发展由于多种除草剂的使用而开始减缓。来自WeedScience.org的数据显示，从2005年到2010年，研究人员发现13种不同的杂草对草甘膦产生了抗药性。WeedScience.org是杂草除草剂抗性的国际数据库。然而，从那以后，科学家们只发现了另外两种抗草甘膦的杂草。

其他除草剂将面临与草甘膦相同的命运。布拉德利和他的同事进行的一项调查发现，去年密苏里州也出现了对具有完全不同生物作用模式的除草剂具有抗性的杂草。他们在该地区进行了抽样调查。43%的杂草对两种不同的除草剂有抗性，6%对三种除草剂有抗性，0.5%对四种除草剂有抗性。

在爱荷华州，欧文还发现了多重除草剂抗药性的发展。样本研究表明，89%的杂草对两种或多种除草剂具有抗性，25%对三种除草剂具有抗性，10%对五种不同的除草剂具有抗性。"我们的管理工作没有效果。"欧文说。

人们需要使用更多的除草剂，并更频繁地使用它们，这影响了农民的成本。斯科特说，对于南方种植的棉花，除草剂的投入已经从几年前的每公顷50-75美元攀升到现在的每公顷370美元。杨指出，伊利诺伊州大豆的价格也从每公顷25美元飙升至每公顷160美元。

"这改变了种植庄稼的利润."斯科特说。田纳西大学西田纳西研究和教育中心的杂草管理专家拉里·斯特克尔也指出，在南部地区，这导致农民大量放弃棉花种植。在过去的几年里，阿肯色州的棉花种植下降了70%，而田纳西州下降了60%。

美国的陶氏化学公司、德国的拜耳作物科学公司、瑞士的先正达公司和美国的孟山都公司都在开发抗各种除草剂的种子，这有助于农民更容易地选择除草剂。波尔斯提到，尽管杂草已经逐渐对这些除草剂产生了抗药性，但如果作物和除草剂适当轮换，这种新的种子除草剂化合物将非常有效。但他补充道:“如果他们过于依赖这种方法，他们也会失败，而且很快就会失败。”

一旦发生这种情况，农民将无路可退。尽管除草剂公司表示，研究正在如火如荼地进行，但在20年内，没有一种具有全新作用模式的新型除草剂会进入市场。参加会议的研究人员还说，他们认为没有对其他物种无毒和有效的新除草剂。“种植者认为一些伟大的事情将会帮助他们摆脱困境。但事实并非如此。”斯特克尔说。(张张)

中国科学新闻(2013-09-26第三版国际版)