Сельское хозяйство и модифицированные продукты
Сельское хозяйство России переживает трудное время. На II Всероссийском аграрном совещании в 2003 г было констатировано, что 75 % сельского населения находится за чертой бедности, убыточны более 70 % хозяйств, ежегодно снижаются площади посевов под зерновыми культурами, биологическая полноценность и безопасность зерна и продуктов его переработки. По заявлению академика А. Каштанова продолжается деиндустриализация сельскохозяйственного производства. На закупку импортного продовольствия Россия ежегодно тратит в 10 раз больше, чем на все свое сельское хозяйство.
На таком фоне в стране развертывается активная пропаганда широкого внедрения в отечественное растениеводство трансгенных культур: картофеля, сои, кукурузы, рапса. Причем лоббирующие этот процесс ученые и чиновники не дают никаких гарантий их безопасности для агроландшафтов, посевов культур традиционной селекции, продуктов урожая для человека и сельскохозяйственных животных. Степень риска возделывания ГМ культур неизвестна, а сами риски не определены.
Согласно последнему опубликованному в США обзору по промышленному применению генномодифицированных (ГМ) культур в 2002 г. мировые посевные площади под ними достигли 58,7 млн. га. В настоящее время они занимают 15 % посевных площадей и 25 % рынка семян. Наибольший удельный вес приходится на сою (36,5 млн. га), кукурузу (12,4 млн. га) и масличный рапс (3 млн. га). Доля устойчивых к болезням ГМ-культур составляет 4 %.
Более 99 % площади возделываемых продовольственных генномодифицированных культур приходится на США, Аргентину и Канаду. В небольших объемах трансгенные сою и кукурузу выращивают в Германии, Испании, Польше, Румынии, Франции и Чехии. В 2002 г во всем мире около б млн. фермеров в 16 странах возделывали ГМ-культуры. Более 75 % из них малообеспеченные, живущие в развивающихся странах. В России в коммерческих целях пока не выращивается ни одна из таких культур. Однако разрешен импорт зерна трансгенной сои и кукурузы, а также продуктов их переработки. Широкое распространение в мировом сельском хозяйстве ГМ-культур приведет к возникновению новых, принципиально важных тенденций в растениеводстве:
резкое снижение биоразнообразия возделываемых и создаваемых сортов и унификация генетической базы возделываемых ГМ-сортов по показателям устойчивости к сорнякам, болезным и вредителям;
сужение генетической базы семеноводства и монополизация 4-5 транснациональными компаниями производства и рынка семян;
значительное увеличение сроков производственной сортосмены.
В настоящее время фирма " Монсанто" владеет 94 % генофонда всех возделываемых в мире ГМ-культур и вместе с двумя другими транснациональными корпорациями контролирует 80 % рынка химических пестицидов, в том числе 90% рынка производства и продажи гербицида раундапа. Эти корпорации готовятся к широкому промышленному внедрению ГМ-риса и пшеницы. Генофонд культур, определяющих продовольственный потенциал всего населения земли, предполагается сосредоточить в руках 2-3 американских компаний, Такая цель определяет все средства.
Наиболее уязвима в этом отношении Россия, где рынок зерна и семян государством не регулируется, где не действует положение об обязательной маркировке зерна ГМ-культур, продуктов и кормов, содержащих компоненты, полученные из генномодифицированных источников; не утверждена Госстандартом методика их тестирования, не сформирована стратегия выращивания ГМ-культур и использования ГМ продуктов и не создается научно-техническая и производственная база для возможного их внедрения в производство, отсутствует концепция фитосанитарного мониторинга посевов ГМ-культур и хранящейся продукции.
Следует подчеркнуть, что фитосанитарные проблемы их возделывания и переработки не обсуждаются даже в основных странах-производителях. В СЩА, например, зерно этих культур не отделяется от зерна традиционных сортов, оно смешивается и хранится вместе, Нет отдельных технологий защиты ГМ-растений. Вместе с тем, число публикаций, посвященных этой проблеме, с каждым годом растет. Однако, как правило, они основываются на разрозненных данных исследований, которые трактуются как за, так и против возделывания ГМ-культур и использования ГМ-продукции. В этих публикациях нет конкретных программ исследования таких культур, технологий их возделывания с учетом особенностей регионов, систем земледелия и защиты растений.
Что касается нашей страны, то вопросы возделывания, переработки, использования ГМ продукции с учетом постоянного общегосударственного мониторинга их безопасности и должны быть конкретно сформулированы, а их решение профинансировано государством. Только в этом случае можно будет объективно ответить на эти вопросы. Пока же все вопросы финансирования и изучения ГМ-культур решает центр "Биоинженерия" и те учреждения, которым он или фирмы выделяют средства. Передача всех регистрационных, разрешительных и контролирующих функций по регистрации, разрешению сортоиспытания, проверки на биологическую и экологическую безопасность и контроля Минпромнауке РФ и центру "Биоинженерия" - это нарушение действующего природоохранного законодательства РФ. Согласно этому законодательству, ГМ-культуры должны проходить независимую Государственную Экологическую Экспертизу на федеральном уровне. В принятой 27 августа 2002 г Экологической доктрине РФ в п. 4.5. сказано: "...одним из приоритетных направлений обеспечения экологической безопасности Российской Федерации является контроль за распространением чужеродных видов и генетически измененных организмов.".
Проводимая сейчас в стране процедура оценки биобезопасности ГМ-культур противоречит Федеральному закону "Об экологической экспертизе". Исследования ведутся разрозненно, фактически только в интересах зарубежных биотехнологических фирм и для отечественного сельского хозяйства являются малополезными. Поэтому последствия возможного массового внедрения ГМ-растений в отечественное растениеводство могут быть непредсказуемыми. В то же время озабоченность мирового сообщества растет именно за счет неясности перспектив для человека, сельскохозяйственных животных и агроценозов в результате создающейся генетической однородности ГМ-культур и их возможностей коэволюции с дикой природой. В Польше, например, запрещено выращивать пищевые ГМ-растения в производственных условиях, а для их изучения в полевых опытах требуется разрешение министра защиты окружающей среды. Все продукты, которые содержат генетически модифицированные организмы, обязательно маркируются. Такую же позицию занимает Англия, большинство стран ЕС. МСХ США ввело мораторий на раундапустойчивую пшеницу.
Анализ современной мировой литературы показал широкое разнообразие подходов современного сельского хозяйства к проблеме промышленного выращивания ГМ-культур и оценке перспектив его развития. Рассмотрим их по отношению к отечественному сельскому хозяйству и сельскохозяйственной науке.
К основным рискам промышленного возделывания ГМ-культур относятся:
управление переносом генов из ГМ-культур в сорта традиционной селекции;
управление практически неконтролируемым распространением ГМ-культур за пределы разрешенных для их посевов площадей;
правильные оценка и планирование ротации ГМ-культур;
контроль биологической полноценности и безопасности урожая ГМ-культур;
межтерриториальные и межгосударственные потоки семян ГМ-культур.
Одна из основных проблем широкого возделывания ГМ-культур - их возможность стать инвазийными, постепенно вытесняющими традиционные сорта. Большое значение в управлении этим процессом будут играть постоянно пополняемые базы данных о фитоструктуре агроценозов. В России существуют всего 3 базы данных по всем группам организмов. В США только по инвазийным растениям - 34. Отметим, что в результате биологических инвазий США потеряли 137 млрд. долл., Индия -117 млрд. долл., Бразилия - 50 млрд. долл. Нет никаких гарантий, что инвазия ГМ-культур не нанесет современным агроценозам сопоставимый ущерб. Конвенция о биологическом разнообразии, подписанная Россией в 1992 г. в Рио-де-Жанейро, декларирует, что чужеродные инвазийные виды считаются одной из самых серьезных экологических угроз. Картахенский Протокол четко относит распространение ГМ-культуры к инвазиям. При широком распространении ГМ-культур будет сильно затруднена сортосмена, сроки ее будут очень большими. Между тем, именно достаточно быстрая сортосмена традиционных сортов (3-5 лет) не позволяет образовываться филогеографическим расам фитопатогенов. Современные традиционные сорта создаются с учетом изменения генофондов вирулентности целевых патогенов.
Сорта ГМ- культур лишены этой возможности, так как их получают на основе тех случайных сортов, в которые осуществляется перенос генов. В сортах, создаваемых традиционными методами, создаваемая устойчивость соотносится с другими ее типами и, соответственно, может регулироваться. В случае ГМ- культур это невозможно. Эта опасность может оказаться очень большой при создании сортов ГМ-культур, высоко устойчивых к одной болезни. При доминировании в агроценозе они будут создавать сильное давление отбора в пользу штаммов патогенов, преодолевающих устойчивость. При замедленной сортосмене это будет приводить к сильнейшим эпифитотиям и панфитотиям, поскольку во всех странах будут генетически однородные ГМ сорта определенной культуры. В общем, мы уже сейчас имеем такую ситуацию с Bt-культурами, когда резистентность к ним целевых вредителей быстро нарастает. Если учесть, что их выращивают уже в 62 странах, то такой отбор резистентных форм в широком масштабе неизбежен. При этом следует учитывать, что введение в агроценозы всего 5 % посевов ГМ-культур способно необратимо нарушить сложившиеся при возделывании традиционных сортов коадаптированные комплексы агроэкоси-стем. Эта закономерность справедлива для всех ГМ-культур, устойчивых к гербицидам, вредителям и болезням.
Другим серьезным агробиологическим и фитосанитарным ограничением широкого практического возделывания 1ГМ-культур является отсутствие общепринятых и надежных оценок риска их возделывания и пищевого (кормового) использования. В России пока нет экономических возможностей для создания инфраструктуры оценки этого риска, да и провести такую оценку невозможно, так как данные о безопасности возделывания и использования ГМ-продукции разрозненны, малочисленны и более 90 % их представлены исследователями, работающими на генноинженерные фирмы.
На наш взгляд, основные направления независимых исследований ГМ-культур должны включать следующие направления:
разработка государственной системы фитосанитарного мониторинга посевов ГМ-культур, их хранящегося урожая и используемых для пищевых и кормовых целей продуктов переработки, мониторингом должны охватываться импортируемые ГМ-продукты и ГМ-культуры;
решение в рамках государственных программ проблемы переноса R-генов; получение в разных геоклиматических условиях достоверных данных по влиянию ГМ-культур на долгосрочную динамику популяций фитофагов и их хищников, основных возбудителей заболеваний и сорняков и смену доминирующих видов фитопатогенов;
допустимые соотношения в посевах одной культуры сортов ГМ-культур и обычных;
создание государственной общедоступной системы идентификации ГМ-культур и контроля за их использованием;
оценка пестицидного пресса на посевах ГМ-культур и его влияние на образование резистентных популяций вредителей, возбудителей болезней и сорняков, обитающих на посевах традиционных сортов;
установление мер ответственности производителей и переработчиков ГМ-культур за нанесение вреда агроценозам и потребителям;
определение степени влияния признаков трансгенной устойчивости к гербицидам и вредителям на изменение состава белка семян и их жизнеспособности в условиях культивирования и самосева.
При определении этих направлений исследований учитывался опыт США, где 25 показателей сельскохозяйственного производства находятся под жестким контролем правительства, сената и Агентства по национальной безопасности. В 1995 г. правительство США разрешило коммерческое использование Bt-защищенных культур при условии неукоснительного соблюдения стратегии сдерживания развития рези-стентности вредителей к Bt-токсинам. Следует также учитывать, что гены, отвечающие за синтез Bt-токсинов у ГМ-культур, могут встраиваться в геномы бактерий Е. coli и В. subtilis, составляющих основу микрофлоры желудка человека, сельскохозяйственных животных и птиц. В результате такой генетической трансформации эти микроорганизмы могут производить токсины, разрушающие слизистую желудка.
Не менее сложна проблема возделывания гербицидоустойчивых ГМ-культур. В мире существует понимание того, что их выращивание не уменьшает, а тем более не снимает пестицидный пресс на агроценозы, что оно привязывает растениеводство к гербицидозависимым технологиям, когда выбор гербицидов строго ограничен. При этом такие ГМ-культуры устойчивы к гербицидам, но не к накоплению гербицидов и их метаболитов. Возделывание ГМ-культур не улучшит и не стабилизирует продовольственную безопасность России, где продажа пестицидов слабо контролируется и более 80 % техники для защиты растений непригодно для использования (Павлюшин с соавторами, 2003 г.). Пестициды же для защиты ГМ-культур Россия в основном импортирует.
Кстати, когда суд в США заставил корпорации раскрыть состав глифосата, оказалось, что в нем, кроме активного соединения, содержатся более токсичные вещества. В России же раундап продается без указания на возможную токсичность, тогда как гербицид и его метаболиты способны долго находиться в тканях растений. Возделывание же гербицидоустойчивых ГМ-культур при наших технологиях может породить безответственное обращение с пестицидами. Сейчас отечественное сельское хозяйство теряет до 30 % всей продукции от несовершенства технологий, а в целом до 100 млн. зерновых единиц в год от низкого уровня фитосанитарного состояния. Уже сейчас скорость увеличения вредного воздействия антропогенных факторов вышла за пределы скорости приспособления к ним живых систем, в том числе агросистем.
ГМ-культуры, обладающие комплексной устойчивостью к вредителям и гербицидам, имеют все недостатки ГМ-культур с одним типом устойчивости и могут стать источником возникновения рас вредителей и штаммов фитопатогенов с перекрестной устойчивостью. Это тем более вероятно, что все типы ГМ-культур, поражаются болезнями и вредителями (кроме целевых), как и традиционные сорта.
Спектр устойчивости ГМ-культур к фитопатогенам не шире, чем у традиционных сортов. В то же время, если для последних мы можем спрогнозировать долговременные последствия их устойчивости к отдельным видам фитопатогенов и быстро реагировать на экстремальные ситуации, то для ГМ-культур это невозможно. Другими словами, возделывание трансгенных культур не освобождает от проведения химической борьбы с вредителями и болезнями, но эта область почти не изучена. Непредсказуема фитопатологическая ситуация при возделывании ГМ-культур и с точки зрения их генетики. Выявлено, что трансгенная соя содержит несколько фрагментов ДНК, происхождение и функции которых установить невозможно. Разрешение на использование этих фрагментов при регистрации ГМ-сои получено не было. Можно предположить, что и другие ГМ-культуры содержат "лишние" фрагменты ДНК, которые могут нарушать процессы, отвечающие за синтез нормальных, в том числе и защитных белков. Тем более, что фирмы не информируют о таких вставках и предсказать поведение этих культур в агроценозе невозможно. При массовом возделывании ГМ-культур генетическое загрязнение исторически возникших выращиваемых культур станет необратимым.
Если на законодательном уровне в России предусмотрен (хотя и не выполняется) надзор и контроль в области обеспечения качества и безопасности пищевых продуктов и кормов, то в области контроля их фитосанитарного состояния правовой базы нет. Изданные ЕС директивы 2001/18/ЕС и 90/220/ЕС содержат механизмы оценки экологических рисков возделывания ГМ-культур, которые тоже не включают фитопатологические риски. При этом следует учитывать, что перечень рисков возделывания ГМ-культур будет постоянно меняться, так как они интродуцируются в неконтролируемую среду. В России в отношении ГМ-культур нет рекомендательной литературы, нет утвержденных методик и средств для осуществления фитосанитарного мониторинга, нет официально признанных тест-систем для выявления ГМ-растений, нет технологий их возделывания, встроенных в существующие отечественные технологии возделывания соответствующих культур. Такая ситуация сложилась не только в России, фитосанитарного мониторинга посевов ГМ-культур нет ни в одной стране мира, а значит и нет оценки возможного вреда. Подготовленное генетиками Эдмондского института "Руководство по оценке риска для окружающей среды, связанного с генетически модифицированными организмами" также не содержит фитосанитарного аспекта.
У культурных растений охарактеризовано всего 8 % генов. При традиционной селекции идет постоянный отбор лучших семян по комплексу признаков. Из-за малой изученности генома культурных растений пока нет других способов избежать "генетического брака" кроме как проводить искусственный отбор. У ГМ-культур это невозможно.
По мнению директора Института физиологии растений РАН В. В. Кузнецова, сегодня в России производство ГМ-культур экономически нецелесообразно. На выращивании ГМ-сои, рапса и кукурузы Америка с 1955 по 2002 гг. потеряла 12 млрд. долларов. Генетически модифицированной продукцией заполнен мировой рынок.
В общем, выращивание ГМ-растений, не решив проблемы продовольственной безопасности, может привести к неправильному распределению бюджетных средств.
Из-за увлечения ГМ-культурами мы ослабили внимание к получению экологически чистых продуктов, которые имеют большой спрос на европейском рынке. По мнению профессора В. Пухальского, на поставке этих продуктов Россия может заработать 100 млрд. долл., сформировав при этом экологически чистые ландшафты. Громадные деньги, которые сейчас тратятся на. "пробивание" ГМ-культур, с гораздо большей пользой можно было бы потратить на замену техники для растений, развитие органического земледелия, укрепление селекционной базы, создание современных зернохранилищ.
В связи с этим отметим, что во всех развитых странах мира быстро нарастает интерес к развитию органического земледелия. Так, экологизированное земледелие в 2002 г занимало в Европе уже более 15 млн. га, в т.ч. в Италии - 7 % посевных площадей, в Финляндии - 7 %, Австрии - 9 %, Швейцарии - 9 %, Германии - 5 %. Эти площади быстро расширяются.
Уже говорилось о том, что рекомендованные в производство ГМ-культуры, устойчивые к некоторым вредителям и гербицидам, в генетическом плане достаточно просты, так как их устойчивость олигогенна. При создании ГМ-культур, устойчивых к фитопатогенным бактериям и особенно грибам, такая устойчивость будет коммерчески неэффективна, а с точки зрения фитопатологии вредна. Как показывает весь опыт селекции на устойчивость к болезням, "олигогенная" устойчивость сортов, высеваемых на больших площадях, всегда приводит к эпифитотиям. Примером являются эпифитотии гельминтоспориоза (раса Т) на кукурузе, в результате которой США за 2 года потеряло более 1 млрд. долл. и лишилось всех наиболее продуктивных гибридов кукурузы. В результате пришлось менять всю стратегию селекции этой культуры. Такие эпифитотии были также: пирикуляриоз на рисе, стеблевая и бурая ржавчина на пшенице, фузариоз колоса, твердая головня и другие грибные и бактериальные заболевания злаковых культур.
Возможность возникновения эпифитотии на ГМ-культурах повышается и за счет того, что они могут быть значительно более плодовиты, чем традиционные сорта. Установлено, что устойчивая к гербицидам горчица в двадцать раз более урожайна, чем ее генетически неизмененный аналог. Объясняется это тем, что интродуцированный ген нарушил последовательность и активность генов, ответственных за опыление и фертильность (Бергельсон, 1998). Такая же закономерность отмечена для трансгенных сои и рапса. Для других ГМ-куль-тур этот вопрос предстоит тщательно изучить. Утечка ГМ-растений в культуры традиционной селекции, что в промышленных посевах очень трудно обнаружить, может многократно усилить и ускорить возникновение эпифитотии. "Утечка" генов зарегистрирована для всех ГМ-культур, а для рапса, сои, кукурузы она становится угрожающей. Отсюда высокая вероятность засорения семян традиционных сортов семенами ГМ-культур.
Важным фактором, благоприятствующим эпифитотиям, могут стать почвы под ГМ-культурами. Показано, что фито-масса Bt-кукурузы действительно значительно снижает общую метаболическую активность почвы (Saxena, Stotzky, 2001). Следовательно, это может негативно влиять на супрессивносгь почвы в отношении возбудителей корневых гнилей. Этот вопрос требует серьезного изучения, поскольку под Bt-культурами могут быть заняты большие площади.
В этой ситуации крайне актуальной является разработка государственных законов об экологической экспертизе и экологическом мониторинге используемых в растениеводстве технологий, почв, посевов и хранящихся продуктов урожая, включая ГМ-культуры. Подобные законы действуют в странах ЕС (директивы ЕС 90/220/ЕЕС, ЕС 2001Л8К и др.).
В общем, анализ современного состояния готовности России к массовому внедрению в производство ГМ-культур показывает, что страна не только не готова, но и не готовится к этому.
Не вызывает сомнений, что коммерческое выращивание Bt-картофеля, Bt-кукурузы, устойчивых к раундапу сои и сахарной свеклы возможно, если будет достоверно доказано учеными и специалистами, что это экономически выгодно, технологически обеспечено и безопасно с фитосанитарной точки зрения. Но для этого должны быть сформулированы требования к научно-исследовательским программам, финансируемым государством, выполнение которых позволило бы доказать, что выращивание этих ГМ-культур необходимо. Коммерческое выращивание трансгенных пшеницы, ячменя, овса и риса безусловно должно быть запрещено, так как связано с продовольственной безопасностью страны.
В решении проблемы коммерческого выращивания ГМ-культур мы не должны повторять ошибок с внедрением в производство химических пестицидов. Их применение не решило проблему достаточного обеспечения продовольствием населения Земли, голодных не убавилось, зато связанных с использованием пестицидов, проблем безопасности продуктов питания и экологического благополучия населения стало очень много. Но современное сельское хозяйство не может обойтись без пестицидов и сейчас, и в обозримом будущем. Возможно, в будущем оно не обойдется и без некоторых ГМ-культур. Поэтому уже сейчас мы должны найти решение агроэкологических и фитосанитарных проблем защиты существующих генетических ресурсов культурных растений и их биологического разнообразия, а также защиты растений от вредителей и болезней. Сегодня необходимо преодолеть непонимание того, насколько серьезными станут экологические проблемы в результате широкомасштабного возделывания ГМ-культур в условиях существующего низкотехнологичного сельскохозяйственного производства.