综述:提高撒哈拉以南非洲转基因玉米采用技术效率的系统综述:农业推广服务的作用与成功障碍

【字体: 时间:2025年10月27日 来源:Frontiers in Sustainable Food Systems 3.1

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  本综述系统评价了农业推广服务对撒哈拉以南非洲(SSA)转基因(GM)玉米采纳者技术效率(TE)的影响。分析表明,有效的推广服务(如培训与访问T&V、农民田间学校FFS)能显著提升小农户的TE,体现为害虫抗性、产量增加及农药使用减少。然而,严格的法规、高种子成本、生物安全担忧及信息有限等障碍制约了GM玉米的广泛采纳。文章强调需针对不同资源禀赋的农户(高HRE/中MRE/低LRE)制定差异化推广策略,并加强政府、非政府组织(NGO)与社区间的协作,以弥合知识差距,促进可持续农业实践。

  
在撒哈拉以南非洲(SSA),农业是减贫、经济增长和粮食安全的核心。该地区拥有全球最快的人口增长率,预计到2050年世界人口将达90亿,而SSA有超过2.5亿人面临营养不良。小农户(通常耕种不足2公顷土地)是农业生产的主力军,但其生产效率常受限于资源匮乏与技术落后。转基因(GM)玉米作为一种生物技术革新,被寄予厚望以应对气候变化、土地退化和人口增长带来的挑战,通过其害虫抗性、耐旱性和增产潜力来提升生产力。然而,GM玉米在SSA的采纳程度参差不齐,其技术效率(Technical Efficiency, TE)——即在给定投入下获得最大产出的能力——存在显著差异。农业推广服务(Agricultural Extension Services)被视为连接农民与新技术、知识及资源的关键桥梁,对提高GM玉米采纳者的TE具有潜在重要影响。
引言
SSA的农业部门至关重要,例如在乌干达,农业贡献了50%的家庭收入、73%的就业和21%的国内生产总值(GDP)。 maize(玉米)是SSA的主要作物,种植面积超过4000万公顷,是数百万人的主食和收入来源。GM玉米,如含有Bt(Bacillus thuringiensis)基因的品种,能抵抗像stem borer(螟虫)这样的害虫,并减少对化学农药的依赖。南非是非洲GM玉米商业化的领导者,自1998/1999年引入以来,其GM玉米种植面积占比曾接近90%,并带来了显著的经济效益。然而,在其他SSA国家,GM玉米的采纳面临社会经济、监管和文化等多重障碍。小农户,特别是资源匮乏者,往往被边缘化。农业推广服务通过提供培训、信息和资源,旨在帮助农民采纳创新实践,但其效果在不同模型和国家间差异很大。本研究通过系统综述2011年至2024年间的68篇同行评审研究,探讨推广服务如何影响SSA地区GM玉米采纳者的TE,并识别成功障碍。
方法论
本研究在Scopus、Google Scholar、ScienceDirect和Web of Science等数据库中进行系统文献检索,搜索词包括“Maize farmers”、“Smallholder farming”、“Sub-Saharan Africa”、“Technical efficiency”、“Genetically Modified Maize”、“Agricultural Extension Services”等组合。纳入标准聚焦于SSA地区、评估推广服务对GM玉米农民TE影响、英文发表且在2011-2024年间的研究。从4049篇初始检索文献中,经过筛选,最终有68项研究符合纳入标准。数据采用标准化表格提取,涉及研究特征、方法学、TE发现及推广服务作用,并通过叙述性综合和meta分析进行总结。
结果与讨论
研究分布与趋势
纳入的研究在SSA各国分布不均。区域级研究有19项,国别研究中南非领先(14项),其次为埃塞俄比亚(13项)、加纳(8项),津巴布韦、乌干达、尼日利亚、马拉维和肯尼亚各3项,赞比亚2项,刚果民主共和国(DRC)、肯尼亚和马拉维各1项。这种分布反映了地区间农业研究能力和GM技术发展水平的差异。从2011年到2024年,相关研究出版物数量呈稳步上升趋势,表明对GM作物采纳及其对玉米生产力影响的兴趣日益增长。
小农户农业与玉米生产概况
SSA的小农户具有高度异质性,可根据资源禀赋分为高资源禀赋(HRE)、中资源禀赋(MRE)和低资源禀赋(LRE)类型。HRE农户通常拥有更大农场、更多牲畜和更好的投入品获取渠道,而LRE农户则面临土地有限、资本不足等严重制约。玉米生产在SSA占据核心地位,例如在埃塞俄比亚,有900万农民种植玉米;南非是第二大玉米生产国,2019年产量达1120万吨。这种重要性使得提高玉米生产的TE至关重要。
推广服务模型及其影响
农业推广服务在SSA以多种模式运作,包括培训与访问(Training and Visit, T&V)、乌干达的国家农业咨询服务(NAADS)、农民田间学校(Farmer Field Schools, FFS)等。评估显示,T&V模型在肯尼亚和索马里有效,但在科特迪瓦和卢旺达效果不佳;FFS在强调体验式学习的社区驱动环境中表现良好。推广服务的成功高度依赖于制度支持、农民参与和情境适应性。研究表明,接触推广服务能显著提高农民的TE。例如,在尼日利亚,使用推广服务的玉米农民TE得分达到0.9138,而未接触者仅为0.5129。在马拉维,推广服务使农民效率提高了4%。在津巴布韦的Command Agriculture Maize Scheme中,协调的推广服务使Zvimba地区的效率达到94%。
转基因玉米的采纳趋势与效益
GM玉米在SSA的采纳情况各异。南非是先锋,成功商业化Bt玉米和除草剂耐受性玉米。其他国家如埃斯瓦蒂尼、加纳进展较慢,坦桑尼亚则在2020年解除了长达七年的GM作物禁令。GM玉米的益处包括:
  • 害虫抗性(Insect pest resistance): Bt玉米能有效抵抗特定害虫,减少作物损失。
  • 提高生产力(Improved productivity): 在南非,GM玉米推广后产量显著增加;在加纳北部,采纳GM玉米使产量提高了33.8%。
  • 减少农药使用(Reduced pesticide use): 在埃塞俄比亚,GM玉米采纳后农药使用量减少了37%,降低了成本和环境影响。
  • 增加热量摄入(Increased calorie consumption): 埃塞俄比亚的研究表明,采纳改良玉米品种的家庭每日热量摄入更高。
  • 生态系统影响与减少除草剂使用: GM玉米种植使用的拟除虫菊酯类除草剂量仅为传统玉米的一半,有益于环境保护。
  • 减少收获后损失(Reducing postharvest losses): 基因工程技术可通过延缓作物衰老来减少采后损失。
GM玉米采纳的挑战与障碍
尽管有诸多好处,GM玉米在SSA的广泛采纳仍面临严峻挑战:
  • 严格的国家法规(Stringent national regulations): 许多国家审批流程复杂、政治化,甚至实施禁令,限制了GM种子的获取。
  • GM作物的可及性(Accessibility): 供应链低效、种子成本高以及当地政策限制,使得农村小农户难以获得GM种子。
  • 生物安全担忧(Biosafety concerns): 包括对环境的影响、基因漂移、对非靶标生物的影响以及长期健康风险的担忧,尤其在埃塞俄比亚等生物多样性丰富的国家。
  • 人类健康担忧(Human health concerns): 公众对GM食品可能引起过敏、毒性或抗生素耐药性等问题的恐惧普遍存在。
  • 公众认知与接受度(Public perception and acceptance): 文化信仰、伦理考量、误解和缺乏信息导致 skepticism(怀疑态度),如在乌干达和肯尼亚,公众意见存在分歧。
  • 高种子和劳动力成本(High seed and labor costs): GM种子价格昂贵,且相关农业实践可能增加劳动力投入,对小农户构成经济负担。
  • GM玉米知识有限(Limited knowledge): 许多农民和消费者对GM技术了解不足,容易受到 misinformation(错误信息)的影响。
  • 有限的可用性、标签不清和知识差距: 种子供应不足、标签不明确进一步加剧了采纳障碍。
利益相关者观点
不同利益相关者对GM玉米的看法各异。一些社区从文化、精神和环境角度出发,反对GM作物,视其为对生物多样性和传统实践的威胁。支持者则认为GM玉米是解决粮食安全问题的关键工具。也有观点指出GM玉米在土壤修复和生产药用化合物方面的潜在环境与医学效益。在南非,GM玉米因其能简化农场管理、提高农业效率而受到积极看待。
技术效率及其影响因素
技术效率(TE)是衡量农业生产效率的关键指标。研究表明,影响玉米农民TE的生产因素包括种子质量、肥料使用、耕牛数量、劳动力投入等。制度因素如推广服务、信贷获取和市场准入也至关重要。农民特征(如年龄、教育程度、经验)同样影响TE。具体而言:
  • 农户户主年龄: 经验丰富的年长农民往往TE更高。
  • 教育程度: 更高的教育水平有助于降低技术无效性。
  • 信贷获取: 获得信贷使农民能投资于改进的投入品,显著提高TE。
  • 耕作经验: 年数越多,无效性越低,但影响相对较小。
  • 推广接触次数: 与推广服务频繁接触能有效提高TE。
  • 土地保有权保障: 安全的土地权鼓励对土地的长期投资。
  • 与市场的距离: 靠近市场便于获取投入品和销售产品,降低无效性。
  • 土壤肥力: 肥沃土壤有利于提高效率。
推广服务在提升效率中的作用
推广服务通过提供关于GM种子特性、最佳种植实践、病虫害综合治理(IPM)、施肥技术、土壤管理和采后处理等方面的知识和技能,直接帮助农民优化资源使用,从而提高TE。对于GM玉米采纳者,推广服务尤为重要,它能帮助农民理解并有效管理新技术。例如,在乌干达,接受推广指导的农民产量增加了150.6公斤/英亩。在津巴布韦,GM玉米采纳改善了家庭消费和收入。农民组成团体也能通过同伴学习和资源共享增强推广效果。
采纳与效率增益的障碍
总结而言,阻碍小农户采纳GM玉米并实现其效率增益的主要约束包括:监管和政策壁垒、高昂的种子成本、有限的GM玉米知识、生物安全担忧、GM种子的可及性差等。这些因素相互交织,需要系统性的解决方案。
综述局限性
本综述仅关注SSA地区2011-2024年的研究,可能无法完全代表其他地区或更早时期的情况。专注于GM玉米可能忽略了其他作物品种。仅纳入已发表研究可能遗漏灰色文献等有价值的信息。
总结与未来研究方向
本系统综述证实,有效的农业推广服务能显著提升SSA地区GM玉米采纳者的技术效率。然而,采纳过程面临多重障碍。成功的推广策略需要根据小农户的资源禀赋类型(HRE, MRE, LRE)进行量身定制,并促进政府机构、非政府组织(NGO)和当地社区之间的强有力合作。未来研究可探索推广服务对小农户收入的影响,考察数字技术在提升推广服务效能方面的潜力,并将研究范围扩展到其他地区和国家,以更全面地理解这一议题。通过解决知识差距和结构性障碍,SSA可以更好地利用GM玉米的潜力来实现可持续农业增长和粮食安全。
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