转基因作物对土壤健康的影响

没有健康的土壤，就不可能有健康的农业生产系统。土壤不仅是各种有助于固生物的栖息地，还在粮食生产和减缓气候变化方面起着至关重要的作用。

大气中存在的大部分二氧化碳是由土壤中发生的各种生物过程造成的。当大气中的碳被吸收并储存在土壤中时，就会发生碳封存。这个过程至关重要，因为土壤中储存的碳越多，大气中导致气候变化的二氧化碳就越少。因此，恢复退化的土壤和采取土壤保护措施对于减少农业排放的温室气体很重要。

耐除草剂作物等生物技术产品的普及不仅对农民的经济有利，而且还有利于保护土壤健康。

转基因作物对土壤健康的影响

土壤健康状态的评估是基于土壤如何发挥其促进植物生长和生产力的能力。这种促进植物生长的能力应该被一直保留着以备将来也可以使用。有几个参数常被用作土壤健康的指标（土壤有机质、肥力、侵蚀、养分保留等）；物理指标（渗透性、土壤结构、容重等）；化学指标（pH值、活性碳、土壤硝态氮等）；和生物学特性（土壤酶、微生物及其活性等）。近期已有科学家研究了耐除草剂和抗虫转基因作物对其中一些指标的影响，以阐明转基因作物对土壤健康的整体影响。

水土流失

机械除草是表层土壤流失的原因之一。杂草夺走了农作物的大部分养分，它们在一年间可以夺走足够养活全球10亿人的营养。用于除草的常见土壤做法之一是耕地或者犁地。然而，这种做法非常费力、耗时，而且在控制杂草方面不是很有效。它还会导致土壤流失和径流，影响土壤生物多样性，并使温室气体从土壤中逸出。根据世界野生动物基金会的数据，近150年来，世界上一半的土壤已经流失。这些担忧促使科学家开发出不需要耕作的作物，即现在被称为耐除草剂的作物。

耐除草剂(HT)作物耐受广谱除草剂，如草甘膦和草铵膦，它们也是农场中使用*安全的种类之一。这些除草剂针靶向植物代谢途径中的特定酶，从而影响植物养分的合成，在*端情况下会杀死植物。当耐除草剂作物被喷施这些除草剂时，它们并不会死亡，这与它们周围的杂草不同。因此，耐除草剂作物可以促进免耕或保护性耕作。施用除草剂后，杂草死亡并充当保护土壤免受冲刷的“毯子“。少耕或不耕，土壤流失就会减少。这将意味着更多水分可以被保留和更少的温室气体被排放。

这对农民和环境来说是一个双赢的解决方案，因为农民付出的劳动更少，而且他们不需要为犁地的拖拉机购买化石燃料。目前用于耐除草剂作物的除草剂类型的毒性也远低于上世纪使用的那些类型。

耐除草剂技术已帮助全球数百万农民。2018年，耐除草剂作物种植面积为8870万公顷，这种生物技术性状种植的面积位居首位。

分解

分解是将养分从有机体循环回土壤的过程，涉及土壤生物（包括微生物）将大块有机物分解成较小的有机物的作用过程。

科学家进行了田间试验以研究抗虫（Bt）玉米和非抗虫玉米杂交品种的叶片残留物分解情况。为了揭示可能导致分解变化的机制，对植物成分的结构（C:N比、木质素、纤维素、半纤维素）进行了评估。科学家在生长和发育的所有阶段也监测Bt蛋白的浓度。结果表明，Bt和非Bt植物的叶片残留量相似，而非Bt植物之间的差异更为显着。这也在植物成分中观察到，其中在非Bt植物之间发现的变异比在Bt和非Bt植物之间发现的更多。科学家还发现Bt蛋白可以快速降解，这意味着它在植物残留物中持续的时间更短。这些研究并没有发现Bt作物对土壤分解微生物群落的活动有不利影响。

土壤酶

土壤酶是生态系统过程中的关键因子，因为它们在加速土壤中的多种反应方面发挥着作用。抗虫作物在植物的所有部分都含有来自土壤细菌苏云金芽孢杆菌的Cry蛋白，这些蛋白被质疑会改变土壤中的微生物动态、生物多样性和基本的生态系统功能。纽约大学的研究人员进行了一项荟萃分析，以确定Bt作物在土壤生态系统中的命运和影响。研究发现参与氮循环的土壤酶的响应比往往会增加，而参与磷循环的酶通常会降低。他们还指出，在Bt作物种植中，有Bt残留物的酶活性反应通常比没有Bt残留物的作物更强。

土壤生物

目前，一些科学家已经发表了几篇关于转基因作物对生物多样性，特别是对土壤生物影响的综述。其中一篇综述通过对70篇关于Bt作物对土壤生态系统影响的研究论文的总结，发现Cry蛋白对非目标土壤生物（包括虱子、跳虫、螨虫、蚯蚓、线虫、原生动物）以及土壤中不同酶的活性 几乎没有什么毒害作用。研究中发现的细小影响主要是地理、温度、植物品种和土壤类型差异导致的结果，与Cry蛋白的存在无关。

GM Crops杂志上发表的另一篇关于转基因作物对土壤生物的影响的综述也得出了类似的结论。表1总结了本综述中包含的一些研究信息。

表1.Bt作物对土壤生物影响的研究

基于研究论文中所讨论的信息，转基因作物不会对土壤健康构成重大风险。天气变化等其他环境因素通常对土壤健康指标差异的贡献更大。相反，引用的研究表明转基因作物可以通过促进保护性耕作来帮助保持农业土壤的健康和生产力。随着这些进步，未来可能会开发出更多为保护农业而设计的转基因作物，以保持我们的土壤健康和粮食安全。

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