下一场绿色革命

发布时间:2019-12-08 10:09:05来源:世界之最点击:[手机版]

美国国家地理(撰文:提姆‧佛尔吉 Tim Folger 摄影: 克雷格.卡特勒 Craig Cutler)拉曼达尼.朱马的木薯会不断死去,一定有什么原因。 「也许是水太多了,」他说,手指着一株2公尺高的植物上那一团团枯黄的叶子。 「或者是日照太多了!怪炻碓诎图幽桨鲁歉浇恍∑坏桨牍甑耐恋厣细,这座城镇位于坦尚尼亚沙兰港北方约60公里处的印度洋岸。在一个下雨的3月早晨,朱马四个年幼儿子当的两个跟在他身后,他自己则正和一名从大城市前来的技师谈话。这名技师是28岁的迪欧葛拉提亚斯.马克,来自密可基尼农业研究所。马克告诉朱马,问题不是太阳,也不是雨。真正的木薯杀手,是小到肉眼看不见的病毒。

马克剥下一些淋湿的叶子;几只粉虱迅速飞走。他解释说,这些针头大小的飞虫会传播两种病毒。其一种会蹂躏木薯的叶子,而另一种称为褐条病毒,会摧毁富含淀粉且可以食用的根部——而这种病害通常要到收成时节才会被发现。

朱马挖出一块木薯根后,挥动锄头将它剖开。他叹了口气——乳白色的内部满是腐败淀粉造成的褐色条纹。

为了抢救足够的作物以供贩售并且喂饱家人,朱马必须提早一个月收成。我问他,木薯对他有多重要?

「Mihogo ni kila kitu,」他用斯瓦西里语回答。 「木薯就是一切!

现代的超级作物可以帮上大忙,但是要解决农业问题不能只靠生物科技。

现代的超级作物可以帮上大忙,但是要解决农业问题不能只靠生物科技。

坦尚尼亚人大多是「生计农民」。在非洲,90%以上的作物由小型家庭农场栽种,超过2亿5000万人以木薯为主食。木薯就连在最贫瘠的土地上也能生长,而且耐得住热浪与干旱。要不是有粉虱的话,木薯就是21世纪非洲的完美作物了。粉虱的分布范围正随着气候暖化而扩大。侵入朱马田地的那两种病毒,已经传播到了东非各地。

在离开巴加慕奥以前,我们见到了朱马的一位邻居席亚.卡根贝。他的木薯田也没有逃过病毒肆虐。他静静地听着马克说明病毒造成的:。 「你有什么办法能帮我们?」他问。

回答这个问题将是本世纪最艰巨的挑战之一。对朱马、卡根贝与其他开发中国家的小农及他们所喂养的人口而言,气候变迁与人口成长会让生活愈来愈不安稳。

20世纪的大半时间里,人类都还能维持住人口与食物供给间的平衡,并未让人口成长如英国政治经济学家马尔萨斯的预测那样造成灾难。在21世纪,我们是能够继续保持优势,还是会陷入全球性的粮食灾难?

联合国预测,到了2050年时,全球人口会比现在多20亿以上。其中有一半将会出生于撒哈拉以南的非洲,另外有30%则会出生在南亚和东南亚。那些区域同时也是气候变迁的效应——干旱、热浪、普遍的极端天候——预期将会最严重的地方。今年3月,联合国政府间气候变迁委员会(IPCC)提出警告,指出全球食物供给已经面临;。 「过去20年间,作物产量的成长速度已趋缓,尤其是稻米、小麦和玉米,」美国普林斯顿大学气候科学家、同时也是这份IPCC报告作者之一的麦可.欧本海默说。 「有些地区的作物产量已经完全停止成长了。我个人认为,粮食系统崩溃是气候变迁所带来的最大威胁!

半个世纪前,灾难也曾像这样森然逼近。一名经济学家在1959年福特基金会的一场会议上提到全球饥荒时说:「展望未来数十年的世界,最好的情况是极不乐观,最坏的情况则是糟得可怕。 」九年后生物学家保罗.埃利希在其畅销书《人口炸弹》中预测,饥荒会在1970与1980年代导致数亿人死亡,尤其是在印度。

在那些令人生畏的预言实现之前,绿色革命改造了全球农业,尤其是小麦与稻米的生产。美国生物学家诺曼.博洛格透过选择性育种,创造出一种矮生小麦品种;这个品种会将大部分的能量存于可食用的谷粒中,而不是在既长又不可食的麦杆里。结果:每公顷的谷粒收成增加了。菲律宾国际水稻研究所的类似研究则让喂饱全球近半数人口的稻米产量显著提升。

从1960到1990年代,亚洲的稻米和小麦产量增加了一倍。在亚洲大陆人口增加了60%的同时,谷物价格仍然下跌;亚洲人摄取的热量平均增加近三分之一,贫穷率则降低了一半。

为了在2050年来临前继续为世界供给粮食,我们将需要另一场绿色革命。至于要如何实现这个目标,则有两派不同的观点。第一种是利用高科技,着重于延续博洛格的工作,培育更好的作物品种,但是要运用现代基因技术。

「下一次绿色革命,将大大增强上一次绿色革命时所使用的工具,」孟山都公司技术长罗伯特.弗雷利说。他也是2013年获颁世界粮食奖殊荣的得主之一。他主张,科学家现在已能辨识并操作许多种植物基因,创造出抗病及耐旱等性状。这会令作物产量提高、韧性增强。

这个方法最具代表性的技术——同时也是让孟山都大获成功却备受争议的原因——就是基因改造作物。这种在1990年代首度推出的作物已经被28个国家采用,种植在全世界11%的可耕地上,其中包括美国半数的农作地。美国境内种植的玉米、棉花和大豆约有90%是基因改造作物。美国人食用基改作物已有将近20年。但在欧洲和非洲许多地区,关于基改作物安全性与环境冲击的争议则让它广泛遭到禁用。

像弗雷利这样的提倡者认为,这种作物光是在美国就防止了数十亿美元的损失,而且其实对环境有益。美国农业部一项新近研究指出,自从开始种植Bt玉米后,玉米的杀虫剂用量减少了90%。这种玉米含有取自苏力菌的基因,有助抵抗玉米螟和其他害虫。中国的研究报告指出,在种植基改棉花的省分,有害的蚜虫变少,而瓢虫及其他益虫的数量则增加了。

基改作物让孟山都和许多农民获利丰厚,却无助于将高科技农业的理念推广给大​​众。孟山都的「抗农达」作物经过基因改造,能够抵抗同为该公司产品的除草剂「农达」(中文亦称「年年春」)。这意谓农夫可以任意喷洒除草剂来消灭杂草,而不会伤害到他们的基改玉米、棉花或大豆。他们与孟山都签署的合约不允许他们保留作物种子供日后栽种;他们必须每年花钱购买该公司的专利种子。

尽管没有确切证据可证明农达除草剂或抗农达作物不安全,另一派的提倡者还是认为购买那些要价不菲的基改种子,是为了一套行不通的农业体系所投入的昂贵成本。他们主张,现代农业已过度仰赖合成肥料和杀虫剂了。它们不仅让朱马这样的小农难以负担,还会污染土地、水和空气:铣煞柿鲜且曰剂现瞥傻,在田中施用时会排放出浓烈的温室气体。

孟山都并非唯一相信现代植物遗传学有助于喂饱全世界的组织。在一个温暖的2月傍晚,国际水稻研究所(IRRI)的植物遗传学家葛伦.格雷戈里奥带我参观当初在亚洲为绿色革命揭开序幕的稻米。我们在马尼拉东南方60公里处的洛斯巴诺斯镇,沿着一些很特殊的稻田边缘步行;在研究所的200公顷田地中,有很多这样的稻田。

「这就是奇迹米——IR8,」格雷戈里奥说,这时我们在一片高及大腿、生长浓密的翠绿色稻田旁停下脚步。公鸡在远处啼叫;白鹭在一大片绿色中更显雪白;水田闪烁着银光。 IRRI是非营利组织,在1960年由福特与洛克斐勒基金会共同成立。两年后,一位名叫彼得.詹宁斯的植物病理学家展开了一系列的杂交育种实验。他以1万种稻米品种的种子进行试验。他配出的第八个杂交种——由一个台湾的矮生品系与印尼一个较高的品种杂交而成——造就了一个成长迅速、产量高的品系,后来因为帮助印度免于饥荒而被称为印度8号水稻(IR8)。 「它彻底改革了亚洲的稻米生产,」格雷戈里奥说。 「有些印度家长还将儿子命名为IR8!

我们沿着稻田走,又经过了其他著名的重要品种,每一种的名称都清楚地漆在木头标示牌上。国际水稻研究所每年推出数十个新品种;自1960年代至今,世界各地所种植的已有大约1000种。每年的产量成长通常接近1%。 「我们想要把这个数字提高到2%,」格雷戈里奥说。全球人口现在以每年1.14%的速度增加,预计到2050年时会减缓至0.5%。

好几十年来,IRRI都致力于改良栽种在水田中的传统稻种。最近这些年,研究所将注意力转移到了气候变迁上头。他们现在也推出耐旱品种,其中一种可以栽种在旱田中,仰赖雨水存活,就像玉米和小麦一样。此外也有一种耐盐米,非常适合栽种在像孟加拉这种因海平面上升而导致稻田遭到海水毒害的国家。

RRI的稻种只有少数是基改作物,意即它们含有转植自其他物种的基因,但目前都还未上市。其中一种是「黄金米」,它含有来自玉米的基因,能制造β胡萝卜素,目的是对抗在全球肆虐的维生素A缺乏症。去年夏天,IRRI试种的一小片黄金米稻田遭到反基改作物的活动人士摧毁。所长罗伯特.柴格勒说,IRRI只有在无法从现有稻米中找到他们要的性状时,才会采用最后手段,创造基因改造品种。

然而研究所的育种工作的确因为现代遗传学而全面加快了脚步。有好几十年的时间,IRRI的育种者都耐心地遵照传统步骤进行育种:挑选带有目标性状的稻米、异花授粉、等待子代成熟、挑选表现最好的植株,再重复整个程序。现在,在这个煞费苦心的程序之外也有另一种选择。 2004年一个国际研究人员联盟绘制了水稻基因组的完整图谱,基因组由大约4万个独立基因组成。此后,世界各地的研究人员都能准确找到控制珍贵性状、并且可以被直接挑选出来的基因。

举例来说,2006年时美国加州大学戴维斯分校的植物病理学家帕梅拉.罗纳德从一个东印度稻种分离出一种名为Sub1的基因。这种稻米因为产量低,现已很少种植,但却拥有一个值得注意的特征:它可以在水下存活两周。多数稻种淹水三天就会死亡。

IRRI的研究人员透过异花授粉,让含有Sub1基因的稻米与一个名为Swarna的品种杂交;这种稻米产量高且风味佳,在印度和孟加拉很受欢迎。接着他们藉由筛选DNA来判断哪些幼苗遗传了Sub1基因。这个技术称为「标志辅助育种」,不但更精确,也省时间。研究人员完全不需要种下幼苗、栽培它们,然后再将它们浸在水中两周,看哪些会存活下来。

这种称为Swarna-Sub1的新种耐洪稻米,在亚洲已经有将近400万农民种植。亚洲地区每年约有5000万英亩(2025万公顷)的稻田遭到洪灾摧毁。一项新近研究显示,在印度孟加拉湾沿岸的奥里萨邦,新种耐洪稻米让128个村庄的农民受惠,稻米收成增加了25%以上。最贫穷的农民受惠最多。

「在印度,最低种姓的人得到的土地也最差,而奥里萨邦境内最差的土地就是容易淹水的土地,」柴格勒说。 「现在有了一种先进的生物科技产品,也就是耐洪稻米,能优先帮助到最穷苦的人——也就是贱民。我认为这故事棒透了!

国际水稻研究所最有野心的一项计画如果成功,就会彻底改变稻米,或许​​也能让稻米产量大增。稻米、小麦和许多其他植物所进行的光合作用称为C3型,吸收阳光后会制造出三碳化合物。玉米、甘蔗及一些其他植物则进行C4型光合作用。这类作物需要的水和氮比C3作物少很多,「产量通常也高了50%,」IRRI的威廉.保罗.奎克说。他计画透过操作稻米本身的基因,将其转变成C4作物。

C4型光合作用与Sub1水稻的耐水性状不同,它受到许多基因控制,而非只有单一基因,因此要操作出这种性状并不容易。另一方面,奎克表示:「有62种谱系独立演化出了这种性状。这代表做起来应该没那么困难!顾屯抡腹鹨弧柑够,有系统地鉴别出狗尾草中负责光合作用的所有基因。狗尾草是一种生长快速的C4型小禾草,目前为止,他们在狗尾草里找到的基因,在C3植物里也都有,只是负责的功能不同。

奎克和他的同事希望能学会如何在稻米中启动这些基因。 「我们认为要达到这个目标,至少要花15年,」奎克说。 「现在是第4年!顾侨舫晒α,这些技术可能也会有助于提高马铃薯、小麦及其他C3植物的产量。这对粮食安全来说将是前所未有的好消息;理论上,产量可能增加达50%。

这样的前景让柴格勒成了生物科技的热烈拥护者。蓄着白胡子的柴格勒亲切慈祥,自称是个「老左派」。他认为关于基因改造作物的公开辩论已经成了一场混战。 「在1960年代,我的专业生涯刚起步时,许多人投入基因工程领域是因为觉得自己可以造福世界,」他说。

「当时我们认为,这些工具实在太神奇了!」

「我们是有一点觉得被环境运动背叛了,这点我可以明白告诉你。如果要谈的是大企业在粮食供给中应该扮演的角色,我们可以谈——这议题很重要。但这和我们是否应该利用基因工程来改良作物是不同的议题。两个议题都很重要,但不要将它们混为一谈!

哪一种农业愿景才适合撒哈拉以南的非洲农民?美国密苏里州圣路易市唐纳德.丹弗斯植物科学中心的遗传学家奈杰尔.泰勒说,现在褐条病毒有可能会引发另一场木薯荒。 「过去五至十年里,灾情已经大幅扩散,而且愈来愈惨重,」他说。 「由于温度升高,粉虱的分布范围也在扩大。最令人担忧的是褐条病毒已经开始传入非洲中部了,倘若它蔓延到西非广大的木薯种植区,就会成为粮食安全的大问题!

泰勒和其他研究者正在研发对褐条病毒免疫的基因改造木薯品种,目前还在早期阶段。他正与乌干达的研究人员合作进行田野试验,另一项田野试验也已经在肯亚展开。然而目前只有四个非洲国家,即埃及、苏丹、南非和布吉纳法索允许商业种植基改作物。

在非洲和在其他地方一样,尽管没有什么科学证据为基础,大众仍对基改作物心怀恐惧。比较有科学根据的说法是,高科技的农作物品种并不是万灵丹,甚至可能不是非洲农民最需要的解决方案。就连在美国,也有部分农民在种植基改作物上碰到问题。

举例来说,今年3月发表的一篇论文记录了一个令人不安的趋势:玉米根虫已经开始演化出对Bt玉米所含细菌毒素的抵抗力了。 「我看到资料时很惊讶,因为我知道这意味着这种技术已经开始失去作用了,」这篇论文的共同作者、美国爱荷华州立大学昆虫学家亚伦.贾斯曼表示。他说,其中一个问题是有些农民没有按照法律规定,种植非Bt玉米的「避险农地」,这种农地会养活对苏力菌毒素仍然不具抵抗力的根虫,因此可减缓抗毒基因的传播。

坦尚尼亚境内还没有基因改造作物,不过有些农民已逐渐认识到一点:种植多样化作物是简单、低科技的解决方案,也是驱除害虫最好的方法之一。现在坦尚尼亚获得认证的有机农民是全世界第四多的。这有部分要归功于一位名叫珍娜.玛罗的年轻女子。

2009年玛罗还在位于莫洛哥罗的索科因农业大学就读大学部时,协助成立了一个名为「坦尚尼亚永续农业」(SAT)的非营利组织。从那时开始,她和为数不多的工作人员就一直在训练当地农民实施有机耕种。

莫洛哥罗位于沙兰港西方大约160公里处的乌卢古鲁山下。我在巴加慕奥拜访朱马后隔了几天,玛罗带我上山去看有机农场;我们造访了三个地方,都属于坦尚尼亚最早获得认证的有机农场。 「政府的农业代表不会来这里,」她在我们开着小卡车,摇摇晃晃地在印满胎纹的陡峭泥土路上前进时说道。在从印度洋移入的雨水滋润下,山坡上依然林木茂密。但这些林地也日渐被卢古鲁人清除,辟​​为农地。

每行驶大约半公里,我们就会经过独自一人或三两成群步行的女性,她们头上都顶着装了木薯、木瓜或香蕉的篮子。这天是市集日,地点在我们下方900公尺处的莫洛哥罗。这里的女性不只是脚夫而已。在卢古鲁人的社会中,土地所有权透过家中的女性传承。 「如果有位女性不喜欢某位男性,那位男士就得滚蛋!」玛罗说。

她在一栋砖房前停下车,这房子只有一个房间,部分墙壁涂上了灰泥,屋顶则是金属波浪板。身材高挑、穿着短袖白上衣及一片裙的女子哈比雅.齐布瓦娜邀请我们和两名邻居在她家的前廊坐坐。

有别于巴加慕奥的农民,齐布瓦娜和她的邻居种植的作物相当多样化:现在正值香蕉、酪梨和百香果的产季。再过不久他们就会种植胡萝卜、菠菜和其他叶菜,全部供当地居民食用。多样化的种植可以在其中一种作物歉收时提供备用粮食,也能减少害虫。这里的农民正在学习有策略地种植:他们栽种成排的王爷葵,这是粉虱偏好的一种野生葵花,因而能吸引这些害虫远离木薯。他们使用堆肥而不用合成肥料,让土质大为改善,其中一位农民皮亚斯.保利尼的菠菜产量甚至因此增加了一倍。他的农地所排出的径流也不再污染为莫洛哥罗供水的溪流了。

有机耕作让农民生活改变最大的成效,或许就是让他们脱离负债。即使政府提供津贴,要买到可供半公顷农地使用的肥料和杀虫剂,农民还是得花上50万坦尚尼亚先令(超过300美元)——在一个人均年所得不到1600美元的国家,这是一笔惊人的花费。 「以前我们必须购买肥料,没有多余的钱让孩子上学,」齐布瓦娜说。如今她的大女儿已经完成了高中学业。

不仅如此,农地的生产力也提高了。 「我们市场中贩卖的食物大多来自小农,」玛罗说。 「是他们在喂饱这个国家!

我问玛罗,基因改造种子是不是也有可能帮助那些农民?她表示怀疑。 「那并不实际,」她说。他们若负担不起肥料,又怎么会买得起种子呢?这个国家只有极少数农民见过政府的农业顾问,甚或知道有疾病在:λ堑淖魑,那么,她问:他们又有多少机会能获得必要的咨询,用正确的方式种植基改作物呢?从齐布瓦娜家的前廊望去,我们看到山坡上广阔绵延的丰饶梯田——但也有非有机农民呈褐色、土壤已经流失的农地,因为他们大多没有开辟能够留住珍贵土壤的梯田。齐布瓦娜和保利尼说,他们的成功经验吸引了邻居的注意。有机农耕在这里逐渐普及,但速度很慢。

离开坦尚尼亚时,我心想那就是主要的问题:如何将有用的知识从SAT或IRRI之类的组织传递给像朱马那样的人。问题不是要断然选择哪一种知识:低科技还是高科技、有机农耕还是基因改造。增加产量或抑制粉虱的方法不是只有一种。 「有机农耕在某些地区可能是适当的选择,」孟山都的高级主管马克.艾吉说。 「我们绝不认为基改作物是非洲所有问题的解答!孤薏兀窀窭赵虮硎,自第一次绿色革命以来,除了遗传学以外,生态科学也有进步。 IRRI也利用了这些进展。

「看到外头那些飞翔的白鹭吗?」他在我们谈话近尾声时问道。他办公室外有一群白鹭正降落在绿油油的稻田上;远处的群山在薄暮微光下闪耀。 「1990年代初期,在这里是看不到鸟类的。我们使用的杀虫剂害死了鸟、蜗:推渌猩铩:罄次颐峭蹲⒋罅啃牧θチ私獾咎锏纳峁。这些结构是很复杂的网络,一旦受干扰,虫害就会大量出现。我们学到,大多数情况下并不需要杀虫剂。稻米是很有韧性的植物。它的抵抗力是可以增强的。现在这里有了丰饶的生态,而且作物产量不减!

「每天到了某个时间,总会有上百只白鹭出现。这个景象实在令人振奋。明天可以变得更好!

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