有机v常规使用GMOS:这是越来越可持续的农业?

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与广泛的消费者信仰相反,有机农业不是从环境的观点来到农场的最佳方式。目前现在是几个尖端的农业实践,对环境有利,但有机农民难以或不可能在他们预先科学规则的限制范围内实施。
增加使用可持续的农业比例,有机农业的农业方法不是一种选择,这是必要的。在不照顾我们的土壤,水和生物多样性的情况下,我们根本无法继续生产粮食。

乍看上去

许多人认为有机食品更安全,更健康,生长“没有杀虫剂”并避免“harmful”与常规农业共同相关的密集农业做法。但是有机和传统农民都使用杀虫剂–有机农民使用自然和一些批准的合成。辩论还采取了与反转基因竞选人员拥抱有机物作为“农业生态”农业的象征的思想内涵,而常规种植者将密集的农业实践视为更有效,导致生态投入和影响较低的产量。

在科学家中,对传统或有机农业是否具有更大的环境足迹,对常规或有机农业有激烈的意见。有机农民一般使用毒性较小的化学品,并将重视土壤健康更紧密–有机物,营养素和微生物活性。常规农业强化具有历史上臭名浪费的水,过度肥料和杀虫剂以及污染栖息地的历史记录。随着传统的农民更多地关注最佳实践,这变化。多项研究表明,非有机农业产生的食物具有较低的成本,并且在某些情况下,每亩较低的投入。它经常使用较少的水;还有一些转基因作物,如抗虫BT玉米,大豆,棉花和茄子,需要比其有机对应物更少的化学杀虫剂。

化学品只是可持续性方程的一部分。生态责任对不同的专家意味着不同的东西。温室气体排放?每英亩生产力?土地使用情况?劳动密集型与机械化农业?还有较少的可测量实践,例如农场动物的治疗。这些和其他因素是基于复杂的价值计算的部分构成农业可持续性的一部分。

这 Belgian research institute VIB released a 报告 2016年9月试图量化GMO对环境的影响:

总体而言,过去18岁的转基因作物的培养已经为环境带来了大量的利益。抗虫作物导致杀虫剂的使用减少了2.3亿公斤。除草剂耐养的作物导致燃料使用和二氧化碳排放量为6.3亿升的二氧化碳排放量,分别通过支撑耕作,分别为168亿升和1680万公吨。总体而言,转基因作物已经产生了37%的环境效益。

科学与政治

许多消费者花更多的是有机食品,部分地避免转基因产品,部分原因是他们认为“工业农业”危害环境并产生较少的营养食品。许多农业生态支持者还认为,全球发展可持续的有机农业,是拯救地球滥用有害化学品的滥用和保护脆弱的土壤生态系统。目前,世界粮食供应量约为1%,使用美国和欧洲拥有的有机原则种植。

在评估时 可持续性,一个人应该 考虑有机农业是什么,不是。 The 官方定义 由美国农业部的国家有机标准委员会(NOSB)建立的有机的有机,捕获了这一自然主义的观点:

有机农业是一种生态生产管理体系,促进和提高生物多样性,生物循环和土壤生物活性。它基于最小使用非农业投入和恢复,维护或提高生态和谐的管理实践。有机农业的主要目标是优化土壤生命,植物,动物和人民相互依存社区的健康和生产力。

这 USDA additionally 状态 接受经过认证的有机标签的作物产品必须免于遗传修改;没有常规的肥料和农药种植;没有食物添加剂或电离辐射加工。此外,必须在不使用人工激素和抗生素的情况下提高动物。

建立有机时 标准,USDA和该行业都强调,有机密封不应传达食品安全,质量或营养信息。农业秘书丹格利克曼 陈述,“让我明确一件事。有机标签是营销工具。这不是关于食品安全的陈述。对营养或质量的价值判断也不是“有机”。尽管如此,许多客户愿意为密封或非转基因标签花费更多,因为他们认为他们的食物将“更安全”,“更健康”或 更多“环保” - 分享 没有证据 支持这种信念。

这 guiding principal of organic—relying on ‘natural’投入 - 在20年初伪造TH. 毒理学前的世纪,环境研究和气候科学出现。虽然有机农业有很多智慧,但有一些方法被约会并与现代的了解相矛盾 生态学实践。

可持续性问题是复杂和混乱的。例如, 对美国对有机和非转基因产品的需求不断增长,促使一些制造商转向更少的可持续来源。 Chipotle放弃了使用GMO 大豆油,切换到所声称的是什么‘more sustainable’向日葵因为它陈述,大豆产品已与除草剂抗性所谓的超级奶酪的生长有关 这与增加的使用增加了 草甘膦。 Chipotle. 不告诉它 customers 换油的葵花籽油是衍生自 使用常规育种技术开发的种子 抵抗被称为Als抑制剂的除草剂。它’它实际上比gmo大豆更耐药到除草剂–so Chipotle’决定用葵花籽油代替豆油导致使用更多的化学输入,不少。

被反转基因组压力如 GmoInside 和警惕的消费者,许多小公司和一些大公司 food companies–Hershey.. 是最突出的–正在从所谓的转基因糖(蔗糖由除草剂耐糖甜菜制成)切换到由非转基因甘蔗制成的蔗糖。蔗糖没有DNA,因此来自GMO或非GMO源的糖之间没有可检测到的差异。

GMO批评者表示非转基因糖更可持续,但科学家们挑战了这一主张。最多 进口非转基因糖,导致浪费和碳创造的运输成本。和 as NPR has 报道, “种植遗传改性的甜菜甜菜使它们可以用更少的化学品杀死他们的杂草。”在不断增长的季节期间,GM糖甜菜喷洒几次,而非转基因品种“每10天左右喷洒他们的作物‘witches brew’五个或六种不同的Weedkillers。”环保主义者长 竞选针对甘蔗种植园农业, 特别 the 燃烧甘蔗, 哪一个 去除大部分叶子,让糖衣披肩后面留下收获。尽管来自GMO糖甜菜制成的糖的清晰环境效益,但在绿色的一分, 著名 Hershey’决定从产品中删除它,称之为“消费者的胜利。”

“即使在这款除草剂喷涂后, 写杂草科学家安德鲁kniss, “around 40至60%的甜菜领域 必须是手工杂草 因为除草剂很少提供完整 杂草控制。将其与Roundup Ready(Gmo)系统进行比较,其中2或3种草甘膦的应用已经取代了先前使用的许多除草剂喷雾,同时提供更好的杂草控制。”

Radup Ready品种提供的改进的杂草控制导致了快速的环境收益。到2009年,只有两个 普遍越来越多年 采用GMO Sugarbeet,超过50,000英亩的土地被转换为某种形式 内布拉斯加州,科罗拉多州和怀俄明州的减少或保护耕作措施。这个数字现在可能高得多。保护耕作实践改善土壤健康,降低土壤侵蚀,保持土壤水分。 保护耕作在甜菜中根本不可能在引入Roundup Ready品种之前,因为需要强化耕作来获得作物中的充分杂草控制。

使用草甘膦而不是混合更多的毒性化学品,更频繁地施加,导致化学用途的降低和产量急剧增加。

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照片在内布拉斯加州2002年杂草学习期间在同一天显示两块不同的田地。
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在引入综合就绪甜菜后,糖甜菜产量大幅增加。 源头来源.

美国对奶牛的有机饲料的需求,为想要购买的客户提供服务 来自牛的牛奶,鸡蛋和肉 没有喂养的转基因粮食也造成了另一种可持续性问题。在整个食物和其他有机营销人员销售的鸡蛋和肉是 现在正在进口 来自罗马尼亚,乌克兰和印度,其中生态标准远低于美国。运输进口成本增加了温室气体问题。

科学家和农民的关键问题:如何 我们衡量农业可持续性吗?以下是专家审查的三个主要领域:

除草剂和杀虫剂

有机支持者的索赔,常规农业和使用转基因生物尤其导致化学用法的显着增加是常见的,通常在媒体账户中重复。这些声明几乎完全基于研究 查尔斯本布鲁克,有机产业顾问。本布鲁克于2012年宣称 GMO作物的使用有“backfired”导致不可持续地增加杀虫剂(杀虫剂和除草剂) 由于与除草剂抗性GMO作物的草甘膦的增加,它几乎是7%。 Graham Brookes of PG经济学发布了一个对同行评审 报告 那年早些时候使用相同的数据达到不同的结论:转基因作物可能实际上可以减少全球农药使用量9.1%。

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怀俄明大学杂草科学家安德鲁kniss 检查 这些冲突的研究,质疑:“怎么可能......一个人 …。得出结论,除草剂用途增加了2.39亿公斤,而另一个人得出结论,除草剂使用减少了2.25亿公斤?”

据Kniss称,这两项研究都达成了在1997 - 2011年期间适用于GMO作物的除草剂总量。然而,Benbrook得出结论,除草剂使用会在这个14年内有所下降,并且从未引入过Gmo作物。另一方面,布鲁克斯认为,使用这些化学品的使用会增加除草剂耐养的作物。本布鲁克通过将应用于GMO作物的总除草剂与在1997 - 2011年间应用于常规作物的总除草剂进行比较来计算他的估计。但是Kniss认为这种方法可能是不合适的:

如果GE技术从未存在,我并不准确地逼近Benbrook的方法,准确地接近大豆种植者(或棉花或玉米种植者)。假设没有采用GE作物的10%的种植者是代表[GMO]技术从未存在的话的代表。

与本布鲁克相比,布鲁克斯通过假设20世纪90年代采用GMO作物的所有农民在除草甘膦除了草豆酸盐之外已经最终获得了20世纪90年代的所有农民,从未介绍过综合就绪作物。然后,这两个研究人员通过从不完全数据推断来达到他们的结论。这会离开我们吗? kniss.:

我认为不可能肯定会肯定是什么对农作物的影响是什么。我的个人意见 - 基于我分析的数据 - 我们可能会看到关于两者的净利益[例如,减少] 毒性'超级奶酪的演变。“并且一个人甚至可以做出葛作比的争论 减慢了增加 in herbicide use.

其他最近的研究支持Kniss的结论。从2014年在PLOS中发表的147名其他研究的META研究全球数据得出结论,“GM技术采用减少了化学农药使用量37%。”

这 US government has reviewed data for the United States. According to a USDA在前15年的主要收养量的报告根据国家研究委员会的研究,“与在常规作物上使用的人相比,GE农作物导致农药使用和/或使用具有较低毒性的农药。”使用除草剂“declined slightly 在1996年引入HT [除草剂耐受性]种子后的第一年,但在后期谦虚地增加,”USDA报告,补充说:

尽管存在相对较小的效果HT作物采用已经对整体除草剂使用了,但HT作物采用使农民能够替代草甘膦(许多HT农作物设计为耐受性)以获得更多传统的除草剂。因为草甘膦比传统除草剂毒性显着且持久,所以HT作物采用的净影响是环境质量的提高和卫生风险的降低。 传统的农民使用合成化学品,更有可能使用单次种植,这可以降低生物多样性。在常规系统中,如果它们由一种类型的植物组成,农民以更有效的速率将农药和除草剂应用于农作物,但这种做法有意外后果。由于常规农业的目标是最大限度地提高产量,如果农民不可持续思想,则可能会挑战环境健康。

美国农业部统计 由于BT(耐昆虫)玉米和棉花以来,还显示出杀虫剂使用的10倍降低。到2010年, 只有9%的美国。玉米农民使用杀虫剂,此后数量下降至低于5%。“这与过去十年欧洲玉米螟群体的稳定下降一致,这已被证明是BT采用的直接结果,”政府报道。甚至小减少杀虫剂 领导者  大幅增加有益昆虫,增加生态多样性。

生物多样性

据An 文章 在里面 应用生态学报,“......农田生物多样性通常与作物产量负相关;一般来说,有机农业 本身 除了通过降低产量并因此增加生物多样性之外的效果。“

有机倡导者引用 很多的 studies 这表明有机农业的环境和经济影响不到常规农业。在一项研究中,将14个有机耕地与新西兰的15个常规田间进行比较,生物害虫对照,土壤形成和植物营养成矿的总体经济价值显着大。也就是说,有机农业在某些土壤条件下效率低,如高碱性或高酸度环境。

虽然传统的农民在各种合成杀虫剂中有一系列,但有机着名依赖于杂草,掠食性昆虫和耕作。但这并不意味着它们是无化的,因为反转基因出版物经常暗示。可以找到批准的化学品和其他物质清单 这里. In 2015, 消费者报告 released, “从作物到表报告,“有一个误导性的部分,”有机:没有杀虫剂的农业。“有机农民,如它们的常规对应物,使用化学品,通常是天然天然杀菌剂和农药 - 超过20个被批准 - 以防止生物破坏作物。

与某种合成化学品,天然农药和杀虫剂如旋转源 - 粘土,硼砂,硼酸盐,除虫菊,石灰硫或纺丝体一样,有毒,可能对人类,昆虫和鱼类有害。 科学家克里斯蒂威尔克,写作 科学的美国人, 有 这说 关于天然化学品的感知安全益处:

有机杀虫剂不仅不安全,它们实际上可能比传统农业产业所使用的那些更糟糕。加拿大科学家佩特‘reduced-risk’有机和合成农药在控制有问题的害虫中互相控制,大豆蚜虫。他们发现,不仅是合成农药更有效的控制手段,有机杀虫剂是 更生态的破坏性,包括在其他非目标物种中引起更高的死亡率,如蚜虫’s predators…. 一些天然化学品也不起作用,需要 较大的数量,另一个可持续性问题。

植物病理学家史蒂夫野人同样拥有 著名的:

[C]基于OPPER的杀菌剂是用于控制真菌植物疾病的有机种植者的几种选择。 这些是需要频繁重新应用的高使用率产品,并且对水生无脊椎动物毒性很大。 还有更有效的,而且 毒性远不那么毒,合成杀菌剂选择 没有环境问题,与铜不同,与铜不同,陷入完全无害的材料。有机种植者可以’使用那些杀菌剂。类似地,有许多环境良性,合成杀虫剂和除草剂不能使用。

强调大多数有机实践和化学品都很有效和安全是很重要的。对于两类之间的差异,“你不能概括地概括,”加拿大魁北克的退休有机农民罗布布里奇罗布里奇说。 “每种农药都有一个不同的轮廓,并且有许多不同的方法来定义安全性。” 瓦尔布里奇 补充说 加拿大学习威尔科克被引用是一种实验室实验,实际上并没有评估现实世界的有机害虫控制实践。

重要的是要注意,常规农民被允许使用有机批准的杀虫剂,他们经常这样做。例如,根据来自的数据,常规农民也广泛使用了最受欢迎的有机杀虫剂Spinosad。 加利福尼亚杀虫剂信息门户,由野蛮汇编。陶瓷化学 卖有机版 作为委托和传统版本,其中包含不同的佐剂,如成功。 Spinetoram是一种合成衍生物,被出售为辐射。

这 fact of the matter is that 所有杀虫剂,无论是用于有机或常规农业的用途是否受联邦环境保护局(EPA),国家和地方政府强制执行的相同规定。虽然有机耕种中使用的一些农药比其合成对应物更具毒性,但今天使用的大多数农药都被EPA为第IV类分类“基本上无毒,“ 野蛮人指出.

然而,有些生物多样性丧失与养活世界所需的大规模现代养殖有关’人口不断增长。但是,根据Peter Raven,植物学家和前总统,使用化学品和其他养殖方法的自然结果,旨在控制能够SAP产量的杂草。 密苏里植物园。掠夺 写道 在新生物技术期刊中:

简而言之,GE技术在改善作物的过程中,本身没有限制作物的整体多样性,而现代农业的发展,其中某些遗传定义的菌株在广泛的区域和其他菌株上生长当地早先耕种可能会消失。保存作物中的遗传多样性是重要的,一般兴趣,但GE作物的出现不会导致问题或提高其蔓延。

资源: forbes.com.

收益差距和土地使用

每英亩的有机作物产量明显低于常规的产量,估计范围为10-35%,甚至更多 谷物和蔬菜。 通过荟萃分析的公布研究成立了这些差距 and by USDA调查。 2012年,加拿大和美国研究人员队发表了一个 报告 本质上,详细说明他们的元 常规与有机农业的作物数据分析。 在他们的结论中:

我们对可用数据的分析表明,总体而言,有机产率通常低于常规产率。但是这些产量差异是高度语境,取决于系统和场地特征,范围从5%降低的有机产量(雨喂养豆类和弱酸性弱碱性土壤),产量下降13%(当最佳有机练习时使用),产量下降34%(当常规和有机系统最可比时)。

2014年在美国,史蒂夫野蛮人检测了USDA数据,发现有机玉米面积35%的缺点;大豆31%;和棉花45%。它还需要生产更多的生产作物,这些作物具有更高的燃料,劳动力和资本成本。

资源: forbes.com.

2019年,野蛮分析了在USDA上提供的有机产量差距的最新数据 结束了:

为了生产2016年的美国农业产量,因为有机将需要超过1亿英亩的耕种 - 这一面积大于美国第三大州的整个加利福尼亚州。

在发展中国家的人口增长和越来越富裕的富裕将需要急剧增加必要的食物卡路里,这只能通过扩大耕地面积来发生。依靠低产有机农业,同时提供混合可持续性益处, 可以 threaten 这 world’s remaining forests.

这种动态已经在发展领域看到了小农农民经常追求一个地区 或两种庄稼出于经济必需品。由隆德大学研究员领导的团队发布了一个 2016年10月的研究,看着 小印度尼西亚农场的单一栽培作物的影响,生长环境不佳 options –橡胶和棕榈油。结果,根据研究:

在Lowland Sumatra的小型校准景观中,在过去的20年里,森林覆盖率急剧减少,目前的土地使用选择有利于采用最有利可图的单一文化。这些变化导致小农的作物生产和收入,但伴随着与生物多样性保护,气候调节和水质直接相关的多种生态职能下降。

保护耕作和温室气体

对气候变化的担忧 - 以及估计 三分之一 温室气体排放来自农业 - 帮助推动了有机食品的市场,这被认为是还原 环境影响。媒体网点,如华尔街日报, have 鼓励 the idea 粪肥堆肥,覆盖庄稼和作物旋转,将碳放入土壤中,可以帮助缓解全球变暖:“有机实践可以抵消世界年度二氧化碳产量,同时生产与传统农业相同的食物。”

许多科学家们对这些索赔进行了比较。有机农业的大量早期进步之一是使用堆肥来促进土壤健康。但有可持续性权衡。在堆肥过程中 甲烷被发射,温室气体比二氧化碳更有效30倍。 甲烷也通过扁平奶牛,有机废物的主要发生器作为肥料释放出灾难性的量。牛牲畜已经归咎于生成 近20% 与驾驶汽车相比,碳等效方面的温室气体更多。

使用有机肥经常导致氧化亚氮的释放,高效的温室气体。有机农民也依赖于耕作远远超过传统的同行。许多传统的农民已经切换到无直接,脊,覆盖油(减少) 通过使用GMO作物促进的土壤)实践,因为耕作有助于土壤侵蚀和温室气体的释放。根据A.  2014年USDA分析:

众所周知,保护耕作(包括脊柱,脊柱,覆盖物),可以提供环境效益,并通过使用HT作物促进。… 到2006年,大约86%的HT大豆种植植物受到保护耕作,而常规大豆亩的36%相比。使用的差异是迄今为止的。虽然2006年,使用无直接技术培养大约45%的HT大豆植物,但仅使用无直接技术培养常规种子的5%的植物中的5%,这通常被认为是所有保护耕作系统最有效的。


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有一个新兴科学共识,即转基因作物和常规农业一般更具可持续性,因为碳排放进入等式。一个 2016 study 由普渡大学大学的研究人员发现,如果禁止转基因生物,农业温室气体排放将增加近14%。

随着GMO找到更广泛和更广泛的用途,在技术围绕技术的流行歇斯底里有相应的增长。环境活动家推动GMO禁令,没有充分考虑这种禁令可能拥有的影响。与全球禁令相关的损失将是双重的:与替代采用架构相比,损失实际上有效地和潜在的损失。

这se findings were supported by a December 2018 study in 自然其中发现有机农业生产远远超过传统农业的温室气体。这是因为有机种植者必须农场更多的土地生产传统农民产生的相同数量的食物。研究人员开发了一个名为新的指标 碳机会成本 估计大地利用对气候变化的影响。他们发现有机产量具有如此多 70% 更大的影响。 Chalmers理工大学的研究员Stefan Wirsenius和学习的作者之一:

在有机和常规食品之间的早期比较中,还没有考虑到更多土地使用导致更大的气候影响的事实。这是一个很大的监督,因为,随着我们的研究表明,这种效果可能比通常包括的温室气体效应大多倍。

这 research was criticized by organic food proponents at the Rodale研究所 因为它是基于仅仅两种作物的产量。但是,An. 2019年10月研究 由英国皇家农业大学的科学家进行的科学家似乎验证了瑞典效果。研究人员得出结论,如果英格兰和威尔士的所有农场转化为有机生产,产量将下降一半,需要在世界其他地方使用更多农田来弥补赤字。据联合作者的劳伦斯史密斯,自己是一个倡导者 有机农业, “从我的角度来看,他的关键信息是你不能真正拥有你的蛋糕,吃它….”

这 Takeaway

预计全球食品产量预计到2050年将大致翻倍。有机农业提供了很多,但总体而言,传统的农业生产更多每英亩食物,同时耗费较少,需求较少。虽然在小规模上值得称道,有机农业仍然是全国或全球食品系统的一部分,因为它不能作为常规农业可扩展。有机物确实在一些当地食物生长区域提供了明显的优势。

Ramez Naam,作者 无限资源:有限行星上的思想力量, 概述 将世界转换为有机养殖系统的后果:

如果我们想通过将世界上所有的农田都能减少农药使用和氮气径流,我们需要比今天的农地更多50%。 ......清除那么多土地将产生约5000亿吨二氧化碳,或者几乎与迄今为止世界的总累积二氧化碳排放量多。…这不是一个可行的道路。

在没有大量的收益率的情况下,有机物难以索取可持续发展前沿的优势。许多非转基因实践也明显不如使用转基因生物的常规农业。糖甜菜是一个很好的例子。糖甜菜Farmer Andrew Beyer,来自明尼苏达州的肯特, 告诉NPR. 由于基于对化学用法的误解,他不愿意宁愿计划从转基因糖作物转发转基因糖作物:

我们曾经在[那些]天的甜菜上的化学物质对应用它们和环境的人来说是如此骚扰。对我来说,它’S疯狂认为,非转基因甜菜将更适合环境,世界或消费者。

有机农业倡导者说,参数错过了这一点:有机和非转基因种植是必要的组件,以防止世界某些地区发生的土壤的降解,这是绿色革命的一部分,依赖于肥料和杀虫剂,这显着60年前改变了农业实践。

罗德莱斯研究所的执行董事Mark Smallwood,在美国开创有机农业,维持有机农业的原则是可持续和切实可行的。他 挑战 “人类比大自然更聪明的不正确的概念,我们需要人造答案。我们总是依靠旨在与自然合作的文化习俗,方法和产品,综合抛弃这种平衡。“他强调土壤健康至关重要,这建立它是“为后代留下更多资源”的方式。

由于遗传修饰是种子育种过程,有机倡导者可以采用该技术,在使用先进的合成化学品的同时播种GM种子,而使用有机生长实践–两全其美的, 有人说。但是,当在20世纪90年代制定认证法规时,美国有机社会被美国有机群拒绝了这一提案。

尽管如此,许多传统的农民正在采用最好的有机习俗,有些有机农民正在拥抱有机纯粹主义者称之为异端信仰。

Amy Hepworth是纽约哈德森谷的有机农民,他相信土壤健康的重要性,并与自然合作 告诉 纽约时报 明智地部署的科学和技术可以帮助她实现她的可持续发展目标,有时比自然物质更少的不良反应。 “自然并不意味着安全,”她说。

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