在电影《星际穿越》中，玉米经过基因改良可以抗枯萎病，是末世唯一能存活的作物。

现实世界中，生物学家将苏云金芽孢杆菌蛋白（Bt）基因导入玉米，使得玉米具备抗虫能力。这样的基因改良玉米也被称为Bt玉米，Bt玉米通过释放杀虫蛋白，就能破坏害虫的消化系统，减少农药的使用。

然而，长期、大面积种植Bt玉米会带来害虫抗药性问题。中国人民大学农业与农村发展学院教授叶紫薇与美国普渡大学昆虫学教授Christian Krupke合作，在最近发表于《科学》的研究论文中，从农业经济学视角分析了根虫抗药性、农户收益与农户种植行为的联系，提供了抗性评估的新研究范式。

Bt玉米自2003年起在美国开始产业化种植，而我国的基因改良玉米刚刚开始产业化示范。叶紫薇认为，Bt玉米的种植经验教训，对国内农业生物技术管理有着指导意义。

叶紫薇与团队在四川南充基因改良玉米试点调研。叶紫薇供图

抗虫玉米的过度种植

论文上线后，《科学》同期发布了播客节目。“根虫是美国玉米产业的头号害虫，它们的幼虫以玉米根为食。根损伤后，玉米就极易倒伏，遇到干旱年间，情况会更为严峻。”论文通讯作者Christian Krupke在节目中介绍道。

Krupke团队长期进行害虫的田间监测，他们观察到，经过Bt玉米的种植，玉米田中根虫的压力已大大减小，然而农户还在大量种植Bt玉米，这令他们担忧。因为，Bt玉米不是越多越好，如果种植过量，就会导致根虫对杀虫蛋白产生抗性，进而影响农户收益。

带着这样的观察，机缘巧合之下，Krupke联系了彼时即将从美国密歇根州立大学博士毕业的叶紫薇。

这次，两个团队结合田间害虫种群、玉米作物损伤的实验数据，以及玉米农户种子使用情况的微观调查数据，系统分析了2005年至2016年，美国玉米种植带10个州农户的Bt玉米种植行为对根虫抗性及农户收益的影响。

经过实证经济学的模型分析，研究发现，田间根虫的抗性已有增强，并且美国东部玉米带存在Bt玉米过度种植的问题，这还导致了农户极高的利润损失。

产生利润亏损是因为一旦害虫抗性增强，就会直接影响玉米产量。此外，Bt玉米种子也比非基因改良玉米的种子更昂贵。

既然如此，农户为什么还要持续种植Bt玉米？

保护好技术的潜力

“过去的研究大多关注害虫抗性的产生本身，没有把抗虫作物过度种植和农户行为及市场结构联系起来。”叶紫薇说。

研究发现，农户过度种植Bt玉米的原因并不能用经典理论中的“公地悲剧”来解释，即农户个体种植时为私利不考虑对整体资源造成的不良影响。叶紫薇指出，过度种植的主要原因之一是因为农户购买玉米种子时不了解情况，甚至“没得选”。

“首先，农户可能不够清楚自己玉米田面临的虫害压力的程度。此外，还存在市场供应问题。”叶紫薇解释，美国的种子企业倾向于“捆绑销售”玉米性状，具有优良性状的玉米品种通常和包含Bt在内的多个性状“捆绑”，这导致农户在大多情况下只能买到含有Bt基因的玉米种子，即使他们未必真正需要。

因此，研究建议公共部门使用新兴的监测技术，更精确、便宜、便捷地进行虫害及时监测，并定期定时向农户发布信息，提高虫害信息可及度。此外，未来还要提高性状价格的透明度和种子供应的多元化。当种子公司销售一个具有高产量性状的种子时，既要提供它的Bt版本，也要提供非基因改良版本，让农户根据农田实际情况进行选择。

谈及这些建议背后的逻辑，叶紫薇说：“技术终归是人来用的，所以我们需要关注人的行为对农业生物技术的影响。”

“Bt玉米本是一种‘好技术’，合理的种植可以减少害虫压力，但是过犹不及。我们要保护好技术的潜力，让它能够长时间被使用，而不是过早浪费在不必要的时候，同时还要平衡经济收益。”她强调，这也是农业技术可持续利用的关键所在。

农林经济管理学的“成果转化”

叶紫薇所做的农业经济管理学研究，天然带有跨学科属性。但跨学科研究做起来并不容易。

她强调：“农业经济管理学的研究对象是生命体，并非工业产品，这就要求我们必须理解生物的特性，才能正确使用数据、进行经济学建模。”

我国是世界第二大玉米生产国，该研究虽然讨论了美国的种植问题，但对中国的基因改良作物推广种植也有启示作用。

“中国目前的基因改良玉米、大豆刚进入产业化推广的初期，害虫抗性问题相对不突出。”叶紫薇告诉《中国科学报》，“但如果不在起始阶段进行管理，未来就存在类似美国根虫对Bt玉米产生抗性的风险。农业部门也已着手对这一问题进行研究，进行政策储备。”

此外，叶紫薇介绍，建立“害虫避难所”是一种延缓害虫产生抗性的管理手段。它指的是在Bt玉米田旁种植没有经过基因修饰的“普通”玉米或其他作物，从而保证一部分未产生抗性的害虫可以存活。

中国作物的种植地块较为稀碎、作物种类多样化，就形成了天然的害虫避难所。她同时也指出，东北、内蒙地区的玉米种植面积相对较大，这也是未来需要关注的方面。

叶紫薇强调，农业经济管理学者在提出政策建议时不会泛泛空谈，而会从国家的发展阶段出发、面向国家和农民的实际需求。“比如，我们会走访农户，去它们家中做访谈、收集数据，从而展开具体分析。”

她介绍，人民大学与相关决策部门有着密切交流，“研究者形成的一些学术成果，可以形成决策咨询，为相关部门所用”。这也是农林经济管理学的“成果转化”方式。

相关论文信息：https://science.org/doi/10.1126/science.adm7634