草甘膦对土壤生态的影响

RobertKremer博士是《杂草管理原则》(PrinciplesinWeedManagement)一书的合着者，他是一名备受认可的土壤专家，并在密苏里大学担任土壤微生物学教授。最近，他从美国农业部(USDA)退休，此前的32年间，他一直任职农业部，是一名德高望重的微生物学家。

自1997年以来，他一直在开展有关转基因(GE)作物的研究，在这篇采访中，他指出了转基因作物和草甘膦如何对土壤生态和生物造成影响的。

Roundup导致病原体在植物根系堆积

在转基因作物出现之前，他的研究项目主要集中在土壤中植物和微生物的相互作用。

众所周知，除了杀灭杂草以外，草甘膦的次要作用机制之一，就是它往往会导致植物被机遇性土壤病原体所感染。

1996年，当第一种转基因植物问世之际，Kremer的团队决心开展调查，了解如果在转基因大豆上使用草甘膦，是否会吸引某些土壤病原体，如镰刀菌。虽然素来被人们视为病原体，但镰刀菌属的几个物种其实对环境有益，因为它们可以调节土壤中有机物质的分解。其他种类则具有机遇性，如果条件适宜，它们会攻击植物，在这种情况下，它们就摇身一变成为病原菌(具有传染性)。

他们发现，在使用Roundup(其中的活性成分为草甘膦)之后，在当季，大豆和玉米的根系中总是会积累大量镰刀菌。“一旦你知道根系中积累的镰刀菌的数量，你就会怀疑，如果条件适宜，它们很可能发展成病害。”Kremer表示，“结果，在大豆和玉米中，我们发现了4～5个主要的镰刀菌物种。在化验的根系样本中，我们只在10%～20%的样本中发现了实际致病病原物种。其中一种就是导致大豆猝死综合症的病因，它会导致植物枯萎，根部腐烂，主要发生在土壤潮湿的环境中。

但是有趣的是，我们曾以为会持续地在经过草甘膦处理的大豆根部发现这种病原菌，但是在多个生长季节中，这个病原菌从来没有占据主导地位。我们发现的，是很多其他的镰刀菌，有些可能是致病的，或者在某种条件下致病。

我们通过这些研究得出的主要结论就是，对于这些大豆物种，基因改造和草甘膦的使用形成了非常有助于镰刀菌增殖的土壤环境，因而让病害有了可趁之机，如果各项条件都适宜的话，便会快速形成病害。

原因就在于，病害形成所需要的接种体已经在根部堆积，如果条件允许，便可能随时受到感染。而非转基因大豆则没有出现这种趋势。”

草甘膦如何阻碍植物生长

正如Kremer讲到的，草甘膦的主要作用模式，就是阻止氨基酸合成，随后抑制植物生长所必需的蛋白质的合成。还有一种补充的作用模式便是，在这种情况下，它会让植物更容易受到土壤中的微生物(以及任何一种病原体)的侵害。其主要原因就在于，植物需要合成能够抵御土壤病原体的其他化合物，而在这些化合物中，氨基酸同样也是不可或缺的基本成分。这样一来(因为草甘膦抑制氨基酸合成)，植物更容易受到土壤中多种微生物的攻击和感染。

草甘膦还会充当矿物螯合剂，而对于多种植物和人体酶，锌、铜、锰等矿物质都是必不可少的辅助因子。在植物内部螯合或去除这些矿物质，很大程度上会损害植物的蛋白质合成，因为参与合成的酶需要这些矿物质才能正常工作。这无疑会让植物面临各种各样的威胁。

草甘膦会对植物产生系统性影响，这只是问题的一部分

我们通常认为，草甘膦只不过是一种局部使用的除草剂，但其实我们必须认识到很重要的一点：草甘膦的特性之一，就是一旦它进入植物内部，就会产生系统的影响，它不能像很多其他除草剂一样被冲洗干净。它会渗透到植物的每一个细胞，尤其是快速生长的细胞。Kremer解释道：“它会被输送到植物的各个部位，主要进入植物的生长点，也就是分生组织，而植物最活跃的生长点之一，就是稚嫩的根尖。人们为植物喷洒的很多草甘膦，都会贯穿整株植物。它会进入分生组织，以及正在成形的种子。但大量草甘膦都会传输到根部，而其中大部分还会穿过根部，进入土壤。一旦草甘膦在土壤中释放，就会接触土壤溶液中的营养成分，同时螯合或固化这些营养成分，让它们结合在一起，以致无法被植物所吸收。这些营养成分也无法被根周的有益微生物所利用，它们完全无法获取这种微量营养素，这样就会产生双向影响。首先会对植物产生影响，因为它无法利用这些基本的营养物质来调节酶的各种反应，这些反应通常需要微量营养素才能进行。同时，微生物拥有植物所需的酶，但它们无法完成自身的新陈代谢。”

一旦与草甘膦结合，微量营养素也将不能被您的身体吸收

有趣的是，如果您对转基因植物进行组织分析，寻找其中的微量营养素，化验结果可能显示，其中含有足量的锰和其他矿物质。但是，这种组织分析并不能告诉您，其中有多少锰已经与植物中含有的草甘膦结合，而无法被您的身体所利用。

此外，如果矿物质与植物中的草甘膦结合，您的身体将无法将其分离，就算食用这些植物，也无法获得其中的营养物质。相反，这些矿物质会被直接排出体外，或者更糟——它们还可能与草甘膦一起在您的体内堆积。

而更糟糕的是，草甘膦配方，如Roundup等，同时还含有除草甘膦以外的更多毒素。例如，表面活性化学物质会破坏植物的细胞膜，让草甘膦等其他化学物质更容易被植物所吸收，因此造成的风险更大。

免耕农业利用草甘膦进行“杂草清理”的弊端

春天，一些免耕农民会大量使用Roundup，他们称之为“杂草清理”，希望在种植之前清除田野中的所有杂草和植被。免耕本身是一种有益的做法，因为耕耘土壤会大量杀死土壤中的有益微生物，尤其是菌根真菌，同时，耕耘也会导致表土大量流失。但是，以使用除草剂这种方式为土壤做清理，从长期来讲，显然存在严重的弊端，如果农民不加留意，很可能导致作物无法生长。

Kremer解释道：“‘杂草清理’通常作为免耕土地的预处理方式，如果这样做，所有植被的根部的微生物数量都将出现急剧变化。也正因为如此，我们经常建议农民等待一周或十天左右，以便让土壤中大量可能致病的微生物达到高峰，然后逐渐死亡。然后，你就可以种植作物，而不必担心微生物种群失衡，对新作物的幼苗造成威胁。这才是问题所在。我个人知道，一些农民不愿意等待。他们会在清除杂草后立即种植作物，而为此付出的代价，会在随后通过作物反映出来，因为这种做法确实会影响作物的早期生长。”

“您不妨想象一下，这种做法类似于临床应用抗生素来治疗严重的疾病。在这种情况下，草甘膦并非用于治疗疾病，它只是一个农业生产流程。然而，它会杀死土壤中的微生物，就像抗生素杀死肠道菌群一样，会产生几乎相同的副作用。它会降低土壤滋养植物以及抵御害虫的能力。

“在两种情况下，残余活动会持续一段时间，而不只是几天而已。当然，细菌平衡会开始改善，但仍然会在随后导致不平衡的微生物种群。而实际上，微生物种群中的很多种成分会因为草甘膦的使用而繁荣生长。镰刀菌就是其中之一，而它们当中，很多物种都有害无益。

“您可以想象接下来发生的事情，表层土壤中的根部会枯死，或者，会出现不正常的生长，就像我们在葡萄苗中看到的一样。之后，这些农民会奇怪，为什么会突然出现产量问题。在这样一些多年生植物系统中，草甘膦的过度使用是一个非常严重的问题。”

转基因作物导致农药和其他农业化学品增加

化学技术产业用来推广和支持转基因作物的其中一个依据，便是这些作物可减少农药的使用。事实上，杂草逐渐能抵御化学物质，反而导致农药的使用增加。目前，预计有6,000万公顷的农田布满抗草甘膦的超级杂草。

虽然农民会在种植玉米和大豆之间反复切换，但大部分都是两种作物的耐Roundup版本。换言之，这些作物能够抵抗为控制杂草而使用的Roundup。因此，即便种植的作物不同，您依然会年复一年地持续使用Roundup。通常，您首先会运用Roundup进行杂草清理，然后在作物生长季，您还会继续使用，并且通常还不止一次。

“他们没有选择不能抵抗Roundup的不同作物，因为他们的想法是：‘好吧，我们来改种一下作物，以便让它抵抗其他农药，以杀死抗Roundup的杂草。’是的，我们将拥有可以抵抗至少两种或三种不同农药(包括草甘膦)的作物。其他农药可能是2,4-滴和麦草畏。这些农药可以清除抗草甘膦杂草。但是我们都知道，对于2,4-滴和麦草畏，一些杂草同样可抵御这一类化合物。这些杂草迟早将可以抵抗三种不同的农药，这只是一个时间的问题。我们都知道，一些杂草甚至能抵抗五种不同的农药。我有一种不祥的预感，早晚会出现这种问题。”Kremer表示。

为抑制与大豆和玉米相关的作物病害，人们也在使用越来越多的化学物质。当第一个转基因大豆品种出现时，种子并未经过除草剂和杀菌剂处理。现在，您基本上买不到没有经过至少一种杀虫剂和杀真菌剂处理的抗Roundup种子。因此，农民找不到“干净”的种子，至少从孟山都公司(Monsanto)肯定买不到。这些聚集的化学物质最终会被输送到植物，然后由牲畜或人类食用。

为了让土壤再生，我们需要新的农业系统

在Kremer看来，在种植转基因玉米和大豆多年之后，很多农民都注意到产量有所下降，这显然与孟山都公司的承诺相悖。产量之所以下降，必定与土壤健康水平下降直接相关。Kremer指出：“目前的情况，尤其在农业产业化领域，是使用草甘膦和转基因(植物)物种，以及在土壤中施加的化学肥料，这些做法减少了土壤中的有机物质，而有机物质又是确保土壤健康的关键所在，因为它会对土壤的各种特性造成影响。”

不难想到，我们的食物中的很多营养物质，尤其是微量营养素水平都在不断下降。考虑到这些不利影响，越来越多的农民正在积极寻求改变，很多人现在都想恢复到非转基因作物。这当然是解决方案的一部分，但却不是全部。土壤必须通过适当的流程，实现主动再生。改用非转基因种子还远远不够。

使用覆盖作物也是解决方案的重要组成部分，因为它有助于培养土壤中的有机物质，打破土壤的密封状态，实现更好的水和空气渗透。采用整体畜群管理(holisticherdmanagement)是另一种重要方法。

“我认为要解决这个问题，目前还有很多机会。”Kremer博士指出，“我认识一些农民，他们已经开始行动起来了。如果我们可以在土地上放养食草动物，制造这种营养物质，并增加土壤中的有机物质沉积，长此以往，必将可以恢复和修复这些土壤。最大的问题在于，各种类型的农业之间存在着隔离。大部分集中型动物养殖场(CAFO)都位于西部，我们会把所有的粮食运到那里。我们将这里的土壤中的营养成分带走，而西部却有着大量肥料(这些肥料本应该撒到我们这里的土壤中)。我认为，人们对于使用非转基因作物饲养的肉类的需求正不断增长。我相信，我们还将看到更多当地加工商以及当地饲养机构，为我们提供大量食草牛肉和食草猪肉。我们可能会看到这个发展趋势，因为大部分养殖场目前显然都在使用抗Roundup的商品玉米和大豆。我觉得，将来的某个时间，我们会见证变化的发生。我们将拥有完整的可持续系统，在这个系统中，牲畜和饲料谷物都在同一个地方饲养或种植。”