在電影《星際穿越》中，玉米經過基因改良可以抗枯萎病，是末世唯一能存活的作物。
現實世界中，生物學家將蘇云金芽孢桿菌蛋白（Bt）基因導入玉米，使得玉米具備抗蟲能力。這樣的基因改良玉米也被稱為Bt玉米，Bt玉米通過釋放殺蟲蛋白，就能破壞害蟲的消化系統，減少農藥的使用。
然而，長期、大面積種植Bt玉米會帶來害蟲抗藥性問題。中國人民大學農業與農村發展學院教授葉紫薇與美國普渡大學昆蟲學教授Christian Krupke合作，在最近發表于《科學》的研究論文中，從農業經濟學視角分析了根蟲抗藥性、農戶收益與農戶種植行為的聯系，提供了抗性評估的新研究范式。
Bt玉米自2003年起在美國開始產業化種植，而我國的基因改良玉米剛剛開始產業化示范。葉紫薇認為，Bt玉米的種植經驗教訓，對國內農業生物技術管理有著指導意義。
葉紫薇與團隊在四川南充基因改良玉米試點調研。葉紫薇供圖抗蟲玉米的過度種植
論文上線后，《科學》同期發布了播客節目。“根蟲是美國玉米產業的頭號害蟲，它們的幼蟲以玉米根為食。根損傷后，玉米就極易倒伏，遇到干旱年間，情況會更為嚴峻。”論文通訊作者Christian Krupke在節目中介紹道。
Krupke團隊長期進行害蟲的田間監測，他們觀察到，經過Bt玉米的種植，玉米田中根蟲的壓力已大大減小，然而農戶還在大量種植Bt玉米，這令他們擔憂。因為，Bt玉米不是越多越好，如果種植過量，就會導致根蟲對殺蟲蛋白產生抗性，進而影響農戶收益。
帶著這樣的觀察，機緣巧合之下，Krupke聯系了彼時即將從美國密歇根州立大學博士畢業的葉紫薇。
這次，兩個團隊結合田間害蟲種群、玉米作物損傷的實驗數據，以及玉米農戶種子使用情況的微觀調查數據，系統分析了2005年至2016年，美國玉米種植帶10個州農戶的Bt玉米種植行為對根蟲抗性及農戶收益的影響。
經過實證經濟學的模型分析，研究發現，田間根蟲的抗性已有增強，并且美國東部玉米帶存在Bt玉米過度種植的問題，這還導致了農戶極高的利潤損失。
產生利潤虧損是因為一旦害蟲抗性增強，就會直接影響玉米產量。此外，Bt玉米種子也比非基因改良玉米的種子更昂貴。
既然如此，農戶為什么還要持續種植Bt玉米？
保護好技術的潛力
“過去的研究大多關注害蟲抗性的產生本身，沒有把抗蟲作物過度種植和農戶行為及市場結構聯系起來。”葉紫薇說。
研究發現，農戶過度種植Bt玉米的原因并不能用經典理論中的“公地悲劇”來解釋，即農戶個體種植時為私利不考慮對整體資源造成的不良影響。葉紫薇指出，過度種植的主要原因之一是因為農戶購買玉米種子時不了解情況，甚至“沒得選”。
“首先，農戶可能不夠清楚自己玉米田面臨的蟲害壓力的程度。此外，還存在市場供應問題。”葉紫薇解釋，美國的種子企業傾向于“捆綁銷售”玉米性狀，具有優良性狀的玉米品種通常和包含Bt在內的多個性狀“捆綁”，這導致農戶在大多情況下只能買到含有Bt基因的玉米種子，即使他們未必真正需要。
因此，研究建議公共部門使用新興的監測技術，更精確、便宜、便捷地進行蟲害及時監測，并定期定時向農戶發布信息，提高蟲害信息可及度。此外，未來還要提高性狀價格的透明度和種子供應的多元化。當種子公司銷售一個具有高產量性狀的種子時，既要提供它的Bt版本，也要提供非基因改良版本，讓農戶根據農田實際情況進行選擇。
談及這些建議背后的邏輯，葉紫薇說：“技術終歸是人來用的，所以我們需要關注人的行為對農業生物技術的影響。”
“Bt玉米本是一種‘好技術’，合理的種植可以減少害蟲壓力，但是過猶不及。我們要保護好技術的潛力，讓它能夠長時間被使用，而不是過早浪費在不必要的時候，同時還要平衡經濟收益。”她強調，這也是農業技術可持續利用的關鍵所在。
農林經濟管理學的“成果轉化”
葉紫薇所做的農業經濟管理學研究，天然帶有跨學科屬性。但跨學科研究做起來并不容易。
她強調：“農業經濟管理學的研究對象是生命體，并非工業產品，這就要求我們必須理解生物的特性，才能正確使用數據、進行經濟學建模。”
我國是世界第二大玉米生產國，該研究雖然討論了美國的種植問題，但對中國的基因改良作物推廣種植也有啟示作用。
“中國目前的基因改良玉米、大豆剛進入產業化推廣的初期，害蟲抗性問題相對不突出。”葉紫薇告訴《中國科學報》，“但如果不在起始階段進行管理，未來就存在類似美國根蟲對Bt玉米產生抗性的風險。農業部門也已著手對這一問題進行研究，進行政策儲備。”
此外，葉紫薇介紹，建立“害蟲避難所”是一種延緩害蟲產生抗性的管理手段。它指的是在Bt玉米田旁種植沒有經過基因修飾的“普通”玉米或其他作物，從而保證一部分未產生抗性的害蟲可以存活。
中國作物的種植地塊較為稀碎、作物種類多樣化，就形成了天然的害蟲避難所。她同時也指出，東北、內蒙地區的玉米種植面積相對較大，這也是未來需要關注的方面。
葉紫薇強調，農業經濟管理學者在提出政策建議時不會泛泛空談，而會從國家的發展階段出發、面向國家和農民的實際需求。“比如，我們會走訪農戶，去它們家中做訪談、收集數據，從而展開具體分析。”
她介紹，人民大學與相關決策部門有著密切交流，“研究者形成的一些學術成果，可以形成決策咨詢，為相關部門所用”。這也是農林經濟管理學的“成果轉化”方式。
相關論文信息：https://science.org/doi/10.1126/science.adm7634
本文鏈接：好技術過猶不及！農業經濟學者跨界發表《科學》論文http://m.sq15.cn/show-11-20633-0.html
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