Postřehy z prvních sedmnácti let pěstování transgenních plodin

Sedmnáct let pěstování transgenních (genetically engineered, GE) plodin v USA potvrdilo řadu jejich již dříve uváděných výhod, například jednoduchost používání, účinnost, rentabilitu pěstování, lacinější a méně časové náročné obdělávání plodin, potlačení některých významných škůdců a lepší a snazší regulaci plevelů. Ukázalo však i některé jejich nedostatky, mezi které patří výskyt rezistence plevelů a škůdců k pesticidům¹, snížení počtu a diverzity plevelů a rostlin na okrajích polí, zvýšená náchylnost plodin k chorobám, snížení příjmu důležitých stopových prvků a snížení tvorby hlízek a fixace dusíku.

Ve svém příspěvku bych se chtěl věnovat především druhé stránce pěstování GE plodin, protože jejich přínosům bylo věnováno hodně prostoru (např. dubnové číslo zpravodaje Svět biotechnologií). Zaměřím se pouze na GE plodiny tolerantní k herbicidům² (herbicide-tolerant, HT) a rezistentní k hmyzím škůdcům (Bt), které tvoří podstatnou část v současnosti pěstovaných GE plodin, a jejich negativním dopadům na pěstování rostlin.

Biotechnologie jsou nejrychleji přijímané plodinové technologie za poslední století. V roce 2012 byl zaznamenán bezprecedentní 100 násobný nárůst ploch pěstování GE plodin, a to z 1,7 miliónu hektarů v roce 1996, kdy byly uvedeny na trh, na 170 miliónů hektarů roce 2012. Toto konzistentní přijímání transgenních plodin je známkou toho, že jsou pro farmáře užitečné.

Na rozdíl od často opakovaných tvrzení že dnešní GE plodiny snížily a snižují používání pesticidů, přineslo rozšíření plevelů rezistentních ke glyfosátu (účinná látka herbicidu Roundup) značné zvýšení počtu a objemu aplikovaných pesticidů.

Technologie využívající plodiny tolerantní k herbicidům vedly v letech 1996-2011 v USA ke zvýšenému používání herbicidů, zatímco plodiny rezistentní k hmyzím škůdcům (Bt) snížily používání insekticidů³. Celkově se spotřeba pesticidů za posledních 16 let zvýšila přibližně o 7% a růst bude pokračovat i v blízké budoucnosti. Navíc agrochemické firmy plánují prodávat odrůdy tolerantní k více herbicidům, což při výskytu populací plevelů rezistentních ke glyfosátu povede ke zvýšení počtu různých aplikovaných herbicidů i celkovému množství aplikovaných herbicidů.

Od roku 2002 došlo v USA k rychlému přechodu k plodinám tolerantním k herbicidům (především ke glyfosátu) a za příštích pět let výměry kukuřice, sóji a bavlníku tolerantních ke glyfosátu dosáhly téměř 100%. Život farmářů byl příjemný, protože tato “zázračná“ technologie zcela změnila obraz zemědělství v USA. Každý farmář mohl s touto technologií dosáhnout 100% regulace plevelů s úrovní rentability pěstování, o které si předtím mohl nechat jenom zdát. Výsledkem bylo nadměrné používání jediného herbicidu, a zatímco vědci si uvědomovali, že by se rezistence mohla vyskytnout, a vyzývali k omezení selekčního tlaku v Roundup Ready (RR) (Roundup je herbicid s účinnou látkou glyfosát) pěstitelských systémech a k používání herbicidu v kombinaci s osvědčenými antirezistentními strategiemi a s nechemickými metodami regulace. Farmáři však byli příliš závislí na nízké ceně, účinnosti a jednoduchosti používání, než aby udělali změnu.

Dr. Ian Heap, dlouholetý ředitel mezinárodního programu zabývajícího se průzkumem rezistentních plevelů, upozornil v roce 1997, že by měl být glyfosát používán spolu s osvědčenými postupy antirezistentního managementu a s nechemickými metodami kontroly plevelů, aby byl omezen jeho selekční tlak v RR pěstitelských systémech.

Od zavedení RR plodin došlo k dramatickému nárůstu počtu druhů plevelů vykazujících rezistenci ke glyfosátu. Rezistence ke glyfosátu byla potvrzena u více než 20 druhů s více než 100 identifikovanými rezistentními biotypy především na obou amerických kontinentech.

Téměř polovina všech dotázaných farmářů v USA uvedla v roce 2012, že plevele rezistentní ke glyfosátu byly přítomné na jejich farmách. V roce 2011 to bylo 34 % farmářů. V reakci na šíření plevelů rezistentních ke glyfosátu se farmáři v boji s těmito plevely uchýlili k agrotechnickým operacím podporujících půdní erozi a rovněž se obrátili k více toxickým kombinacím herbicidů.

Podle odhadů jsou v USA rozšířeny plevele rezistentní ke glyfosátu na 20 až 25 miliónech hektarů a podle všeho bude tato výměra po několik let rychle růst. Nyní, o 17 let později, je rezistence plevelů ke glyfosátu jedním z nejlépe zdokumentovaných dopadů a “hlavní hrozbou pro životní prostředí“ plynoucí z pěstování GE RR plodin. V USA zesiluje veřejná debata podporovaná novými vědeckými poznatky o GE plodinách a příčinách rychlého růstu počtu a geografického šíření plevelů rezistentních ke glyfosátu. Kromě rezistence plevelů zvyšuje používání glyfosátu náchylnost obilovin k infekci patogenními baktériemi a houbami, např. Fusarium spp., černání pat stébel způsobované houbou Gaeumannomyces graminis a kořenovými hnilobami.

Bylo zjištěno, že tvorba hlízek byla vždy nižší u HT sóji (GE ke glyfosátu rezistentní) v přítomnosti i absenci glyfosátu v porovnání s konvenčními odrůdami. Což podle autorů svědčí o tom, že glyfosát a možná i genetická modifikace v HT rostlinách mohou ovlivňovat řadu procesů zapojených v symbiotické fixaci dusíku. To pak vede ke zvýšené závislosti především GE RR sóji na dodání dusíku v hnojivech. Nezávislé studie na sóji také potvrdily, že glyfosát snižuje pro rostliny dostupnost stopových prvků, např. manganu, mědi, železa a zinku. Pravděpodobně k tomu dochází kvůli interakci glyfosátu s mikroorganismy v rhizosféře.

S podobnou situací (vývoj rezistence), i když v mnohem menším rozsahu, se můžeme setkat u plodin geneticky modifikovaných tak, aby produkovaly insekticidní toxiny pocházející z baktérie Bacillus thuringiensis (Bt). Tyto plodiny jsou každoročně pěstovány na milionech hektarů z důvodu snížení používání konvenčních insekticidů a potlačení některých významných škůdců plodin. V nedávné minulosti bylo zjištěno několik polních rezistencí druhů řádu motýli (Lepidoptera) k Bt toxinu. V americkém státě Iowa byla popsána první polní populace bázlivce kukuřičného (Diabrotica virgifera virgifera), což je první druh řádu brouci (Coleoptera) rezistentní k Bt toxinu. K této rezistenci mohlo přispět nedodržování refugií (útočišť, plochy oseté ne-Bt kukuřicí) a dominantní dědičnost této rezistence. Tento příklad ukazuje, že je nezbytné zlepšení antirezistentního managementu a více integrovaný přístup k využívání Bt plodin.

Dalším negativním jevem GE plodin, o kterém se chci zmínit, je patentování odrůd, které zvyšuje ceny osiv a snižuje množství inovací a počet nově povolených odrůd. Ceny osiv kukuřice, sóji a bavlníku, plodin, u kterých převažují patentované GE odrůdy, dramaticky vzrostly. Údaje ministerstvo zemědělství USA (USDA) ukazují, že od uvedení osiv GE plodin na trh stoupla průměrná cena osiva odrůd sóji na jeden akr (0,404685 ha) o pozoruhodných 325 %, z 13,32 USD na 56,58 USD. Podobné trendy jsou zřejmé u osiv kukuřice a bavlníku: ceny osiva bavlníku prudce vzrostly o 516 % v období 1995-2011 a ceny osiva kukuřice za stejné období stouply o 259 %. Tato prudká zvýšení cen jsou především přisuzována “poplatku za technologii“, příplatku, který si společnosti účtují za každý GE “znak” vnesený do odrůdy. Poplatek firmy Monsanto za znak Roundup Ready (RR) výrazně vzrostl ze 4,50 USD za pytel osiva GE sóji v roce 1996 na 17,50 USD do roku 2008.

Závěrem je možno konstatovat, že všichni zainteresovaní v GE plodinách se shodují v tom, že je důležité zavést rozmanité postupy regulace plevelů zahrnující použití herbicidů s více mechanismy účinku a pěstitelské, biologické, mechanické a někdy dokonce manuální metody regulace plevelů, které omezí selekci dalších plevelů rezistentních k herbicidům. To zajistí produkční a environmentální prospěšnost glyfosátu a plodin k němu tolerantních po mnoho příštích let.

Autor: Dr. Jaroslav Salava, VÚRV, v.v.i.

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.

Vysvětlivky: ¹pesticid (chemický přípravek používaný k hubení nebo potlačování nejrůznějších organismů považovaných z hlediska člověka za nežádoucí), ²herbicid (pesticid proti plevelům), ³insekticid (pesticid proti hmyzu), ⁴antirezistentní management (zásady k zabránění nebo alespoň oddálení rezistence k přípravkům na ochranu rostlin).