转基因技术是全球新技术革命的重要领域,也是迄今为止全球发展速度最快、应用范围最广、产业影响最大的现代生物技术,广泛应用于医药、工业、农业、环保、能源等领域,成为新的经济增长点,未来将对人类社会产生重大影响。农业转基因技术的广泛应用,有效降低了农业生产人工成本,减少了农药使用量和灾害损失,在缓解资源约束、保护生态环境、提升农产品质量和营养价值,推进绿色发展方面发挥了重大作用,引发了农业生产方式的革命性变化,改变了全球农产品贸易格局,已经成为国际农业科技战略必争的前沿领域。一、全球转基因动态
(一)转基因作物种植趋势
1996年美国作为最早采用转基因技术的国家,拉开了全球转基因作物种植与应用的序幕,此后全球种植面积呈现持续上升态势。2023年全球转基因作物种植面积2.063亿公顷(31亿亩),比1996年增加了121倍,约占全球总耕地面积的13.38%,累计种植面积超34亿公顷(510亿亩)(图1)。图1.1996年—2023年全球转基因作物种植趋势
(二)转基因作物种植国家/地区
1996年仅有美国和加拿大等少数发达国家种植转基因作物,随着转基因技术的推广和产业化,截至2023年已有30个国家/地区种植了转基因作物,另外有45个国家/地区批准进口应用(图2)。图2.2023年全球转基因作物种植国和进口国
(三)不同转基因作物种植面积
目前全球转基因作物种类已扩展到玉米、大豆、棉花、油菜、马铃薯、苜蓿、甜菜、茄子、甘蔗、苹果等32种。据统计,2023年全球72.4%的大豆、34%的玉米、76%的棉花、24%的油菜都为转基因产品。转基因小麦已在阿根廷开始商业化种植(图3)。图3.2023年不同转基因作物种植面积及采用率
二、不同国家转基因动态
(一)北美地区
1.美国
(1)种植面积
从1996年转基因产业化以来,转基因作物种植面积快速增长,2011年种植面积突破6900万公顷(10亿亩),2023年种植面积达到7469万公顷(11.2亿亩),占耕地面积的37%(图4)。图4.1996年—2023年美国转基因作物种植面积
(2)不同性状作物采用率
美国从1996年开始种植转基因大豆,2000年起种植面积持续扩大,2007年转基因大豆的采用率达到90%以上,并一直保持稳定(图5)。图5.2000年—2023年美国转基因大豆种植性状
美国从1996年开始种植转基因玉米,2004年之前以抗虫单性状为主,此后抗虫耐除草剂复合性状的转基因玉米种植面积逐渐扩大,2008年以后复合性状占比超过单性状占比之和,2023年复合性状种植占比达到88%,耐除草剂和抗虫单性状分别为8%和4%(图6)。图6.2000年—2023年美国转基因玉米种植性状
美国从1996年开始种植转基因棉花,以抗虫和耐除草剂单性状为主,逐渐转变为以抗虫耐除草剂复合性状为主。2008年起复合性状的种植面积超过抗虫和耐除草剂单性状之和。此后复合性状的种植规模继续扩大,2023年复合性状的种植占比达到90%,抗虫和耐除草剂单性状的种植占比分别降至约5%(图7)。图7.2000年—2023年美国转基因棉花种植性状
2.加拿大
(1)种植面积
加拿大从1996年开始种植转基因作物,1996—2012年种植面积快速增长,2017年种植面积突破1310万公顷(2亿亩),2018年后虽略有下降,但总体保持稳定,2023年种植面积1150万公顷(1.7亿亩)(图8)。图8.1996年—2023年加拿大转基因玉米种植面积
(2)转基因作物采用率
加拿大种植的转基因作物主要为油菜、玉米、大豆和甜菜。截至2023年,转基因油菜采用率达到95%,种植面积840万公顷(1.3亿亩);转基因玉米采用率88%,种植面积130万公顷(0.189亿亩);转基因大豆采用率81%,种植面积180万公顷(0.27亿亩);转基因甜菜2009年开始种植,采用率当年达到100%,并一直稳定种植(图9)。图9.1996年—2023年加拿大不同转基因作物采用率
(二)中美洲和南美洲
1.巴西
(1)种植面积
巴西从2003年开始种植转基因作物,种植面积从300万公顷(0.45亿亩)持续增加,2005年、2009年、2012年及2022年增长幅度较大,2023年种植面积达到6692万公顷(10亿亩)(图10)。图10.2003年—2023年巴西转基因作物种植面积
(2)转基因作物采用率
巴西种植的转基因作物主要为大豆、玉米、棉花。截至2023年,转基因大豆采用率达到99%(6.5亿亩),转基因玉米采用率达到97%(3.2亿亩),转基因棉花采用率达到99%(0.24亿亩)(图11)。图11.2003年—2023年巴西不同转基因作物采用率
2.阿根廷
(1)种植面积
阿根廷从1997年开始种植转基因作物,2016年转基因作物种植面积达到2440万公顷(3.7亿亩),此后种植面积略有下降但总体平稳,2023年种植2500万公顷(3.75亿亩)(图12)。图12.1997年—2023年阿根廷转基因作物种植面积
(2)转基因作物采用率
阿根廷种植的转基因作物主要有玉米、大豆和棉花。截至2023年,转基因玉米采用率达到97%(3.4亿亩),转基因大豆采用率达到99%(1亿亩),转基因棉花采用率达到99%(0.06亿亩) (图13)。图13.1997年—2023年阿根廷不同转基因作物采用率
3.其他国家
巴拉圭主要种植棉花、玉米和大豆等转基因作物,2023年种植430万公顷(6450万亩),采用率达到80%以上;玻利维亚主要种植转基因大豆,2023年种植150万公顷(2250万亩),采用率为90%;乌拉圭种植的玉米和大豆几乎都为转基因作物,2023年种植面积120万公顷(1800万亩)(表1)。(三)亚太地区
亚太地区2023年转基因作物种植面积达到1950万公顷(3亿亩)。印度是该地区转基因作物种植的主要国家,2023年种植的转基因棉花达到1210万公顷(1.8亿亩)。中国、巴基斯坦、澳大利亚的转基因棉花采用率均都达到90%以上(表2)。我国2021—2023年开展了转基因玉米和大豆产业化应用试点,2024年进入产业化示范阶段,种植面积达到1000万亩。效果显示,转基因玉米对草地贪夜蛾等鳞翅目害虫的防效在90%以上,优于常规玉米喷施2次杀虫剂的效果。转基因玉米和大豆喷施草甘膦除草效果达到95%以上,明显优于喷施常规除草剂的效果。转基因技术生态效益显著,在轻简栽培、减损增产、节本增效等方面优势明显。(四)非洲、欧洲地区
非洲地区主要种植国为南非、苏丹,共种植350万公顷(5300万亩)。南非种植转基因玉米后由玉米净进口国转变为净出口国,2023年种植转基因作物面积达到330万公顷(5000万亩)。欧洲地区主要种植国为西班牙、葡萄牙,共种植4.8万公顷(72万亩)(表3)。三、全球转基因作物转化体批准情况
1996年以来,全球共批准转基因作物转化体3716件。从批准性状看,耐除草剂性状转化体1170件,抗虫转化体568件,复合性状转化体1436件,增产性状转化体494件,抗病转化体43件,育性恢复转化体5件,复合性状转化体逐渐成为批准的主要转化体(图14)。图14.1996年—2023年全球转基因作物不同性状批件
从作物种类看,全球有玉米、大豆、棉花、油菜、马铃薯等30种转基因作物获得转化体批件。其中转基因玉米1892件、转基因大豆647件、转基因棉花551件、转基因油菜233件、转基因马铃薯182件。此外,还批准了一些新的转基因作物,如甜菜、水稻、甘蔗、苜蓿、茄子、小麦等(图15)。图15.1996年—2023全球转基因作物批件
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