第二次綠色革命

上世紀(jì)50年代以來(lái)，人類開(kāi)展了以水稻等作物，由高稈變矮稈，并輔助農(nóng)藥、化肥、農(nóng)業(yè)機(jī)械等的第一次綠色革命。這場(chǎng)革命解決了19個(gè)發(fā)展中國(guó)家糧食自給自足問(wèn)題。但是，期間全球人口同步激增，環(huán)境污染加劇。今后幾十年間，世界人口將從60億增至90億，這樣，第一次綠色革命的成果，就難以繼續(xù)滿足龐大人口對(duì)食物和生態(tài)環(huán)境的需求。鑒于此，聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織呼吁發(fā)起第二次綠色革命，既滿足人口對(duì)食物的需求，又保護(hù)好人類賴以生存的自然資源和環(huán)境。

那么，第二次綠色革命以什么為武器呢？要在可耕地和淡水資源日趨緊張的前提下，既要克服化肥和殺蟲劑對(duì)環(huán)境和健康的不利影響，又要考慮氣候變化對(duì)作物生長(zhǎng)的可能危害，來(lái)實(shí)現(xiàn)糧食增產(chǎn)，這些“苛刻條件”無(wú)疑對(duì)第二次綠色革命提出了更大的挑戰(zhàn)。為破解這個(gè)難題，科學(xué)家們首先想到了“轉(zhuǎn)基因”技術(shù)，試圖通過(guò)挖掘基因資源、轉(zhuǎn)移有效基因促進(jìn)糧食增產(chǎn)。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改良作物，被媒體稱為新綠色革命的“最大亮點(diǎn)”。

現(xiàn)在，科學(xué)家可將任何異種基因移入作物中，創(chuàng)造出全新的品種，并使新品種更新時(shí)間縮短到傳統(tǒng)育種的一半。美國(guó)杜邦公司和孟山都公司、歐洲諾瓦提斯公司等，投入巨資參與轉(zhuǎn)基因技術(shù)的研發(fā)。美國(guó)先驅(qū)公司更將玉米的8萬(wàn)個(gè)基因序列破譯了75%，估計(jì)5年內(nèi)可全部完成。孟山都公司則試圖識(shí)別控制其它基因的15%基因，以掌握操縱基因的主要工具。

在人口最多的中國(guó)，轉(zhuǎn)基因聲音一浪高過(guò)一浪。引進(jìn)動(dòng)植物基因，特別是外源基因，來(lái)提高作物產(chǎn)量，引起了業(yè)內(nèi)人士的青睞。于是，轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、轉(zhuǎn)基因抗黃矮病冬小麥、轉(zhuǎn)基因抗白葉枯病水稻、轉(zhuǎn)基因抗除草劑水稻、轉(zhuǎn)基因抗青枯病馬鈴薯、轉(zhuǎn)基因玉米新品種等；超級(jí)豬、優(yōu)種牛、羊、豬胚胎分割、移植與性別控制及產(chǎn)業(yè)化；基因工程疫苗，生物反應(yīng)器等等，紛紛列入了國(guó)家優(yōu)先發(fā)展的計(jì)劃日程。

從上面長(zhǎng)長(zhǎng)的清單中，我們不難看出：中國(guó)科學(xué)家眼里的第二次綠色革命，依舊是圍繞著傳統(tǒng)的糧食產(chǎn)量。也就是說(shuō)，他們希冀的綠色革命，主要是來(lái)自分子生物學(xué)的貢獻(xiàn)，而忽略了一個(gè)同等重要甚至更加重要的貢獻(xiàn)——生態(tài)學(xué)的貢獻(xiàn)。

顧名思義，綠色革命應(yīng)當(dāng)是生態(tài)的，這里還呼喚什么生態(tài)學(xué)的貢獻(xiàn)？其實(shí)不然，按照中國(guó)科學(xué)家設(shè)想的思路，雖然其出發(fā)點(diǎn)是提高產(chǎn)量并保護(hù)環(huán)境，但在實(shí)際操作上，可能不盡人意的地方很多。轉(zhuǎn)基因本身的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)不說(shuō)，如將增加的糧食依然用來(lái)養(yǎng)豬和雞，本身就是對(duì)于辛辛苦苦種植出來(lái)的糧食的最大浪費(fèi)。中國(guó)每年生產(chǎn)糧食4.8億噸，1.8億噸供給人消費(fèi)，1.2億噸作為飼料供給畜牧業(yè)(占糧食總產(chǎn)量的25%)，其中用于豬飼料近1億噸，豬是僅次于人類的第二耗糧大戶。可見(jiàn)，下一步要解決的不是糧食產(chǎn)量問(wèn)題，而是肉和奶的來(lái)源問(wèn)題。而以生態(tài)學(xué)為特征的綠色革命，是在秸稈上做文章，而不是在糧食上做文章；是利用生態(tài)學(xué)的原理解決食物問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題，而不是用工業(yè)的思路制造環(huán)境污染(化肥、農(nóng)藥、地膜等)；是利用生物多樣性中的物種增加人類的食物(如牛、羊肉和奶食品)，而不是用其中的小小基因獲得人類期望的食物(如單一的糧食)。因此，以生態(tài)學(xué)為主導(dǎo)的第二次綠色革命，才是真正意義上的綠色革命。

那么生態(tài)學(xué)的貢獻(xiàn)是什么呢？生態(tài)學(xué)的解決方案，不是將眼光直接盯在提高糧食產(chǎn)量上，而是將人們廢棄的50%以上的光合產(chǎn)物(以秸稈為主)，高效循環(huán)利用起來(lái)，通過(guò)植物生產(chǎn)(截獲太陽(yáng)能)、動(dòng)物生產(chǎn)(收獲肉奶等食品)、微生物生產(chǎn)(生產(chǎn)飼料和肥料)等，使單位土地面積升值，既增加了食物，又增加了肥料。有機(jī)肥增加后，將大量的中低產(chǎn)田改造，反過(guò)來(lái)可提高糧食產(chǎn)量，即實(shí)現(xiàn)循環(huán)農(nóng)業(yè)。

中國(guó)有耕地18.31億畝，只有1/3為高產(chǎn)田，其余2/3為中低產(chǎn)田。其中鹽堿地達(dá)1.55億畝，旱地10多億畝，最困難的農(nóng)民大多生活在這些低質(zhì)土地上。向這樣的土地要糧，不是單一的轉(zhuǎn)基因技術(shù)就能夠勝任的。但是，中國(guó)年產(chǎn)秸稈6~7億噸，如能充分利用，升值部分可能是種糧食的5～10倍。中國(guó)秸稈生物量折合鮮重達(dá)18~21億噸，按照1/10法則，可以支撐的動(dòng)物鮮重達(dá)1.8~2.1億噸；再按照40%的保守屠宰率計(jì)算，則可收獲的牛羊肉0.72~0.84噸；再按照“5斤糧1斤肉”比率估算，則相當(dāng)于從秸稈中收獲了3.6~4.2億噸糧食，等于全國(guó)的糧食產(chǎn)量翻番。因此，通過(guò)動(dòng)物和微生物可將另外一半多的光合產(chǎn)物，直接變成食物，間接變成糧食。試想，什么樣的技術(shù)有如此強(qiáng)大的威力呢？當(dāng)然，我們不可能將100%的秸稈都用起來(lái)，但是通過(guò)技術(shù)改進(jìn)，利用其中的50%是完全有可能的。這是因?yàn)椋壳熬偷胤贌U棄和低效利用的秸稈總量占據(jù)了全國(guó)秸稈生物量的73%，我們依然有很大的秸稈利用空間。

再看看牛羊這些流動(dòng)的“化肥廠”所制造的肥料吧。取肉牛和奶牛之間的糞便平均值(鮮重)25公斤/頭/日計(jì)算，如利用全國(guó)50%的秸稈可以支撐3.6~4.2億頭(以平均500公斤/牛計(jì)算)，全國(guó)可增加牛糞32.8~38.3億噸。這些肥料均為有機(jī)肥，約含有567～662萬(wàn)噸純氮， 折合2835~3310萬(wàn)噸硫酸胺，逼近全國(guó)化肥的需求量(3390萬(wàn)噸)。且大量使用有機(jī)肥對(duì)土壤根本不形成破壞，不會(huì)造成環(huán)境污染。即使替代一半的化肥用量，根據(jù)筆者在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)所做的實(shí)驗(yàn)，如果土壤有機(jī)質(zhì)由目前的1%提高到5%的話，收獲的玉米產(chǎn)量也要高于施常規(guī)化肥的產(chǎn)量。而增加土壤有機(jī)質(zhì)必須由動(dòng)物來(lái)完成，即通過(guò)秸稈的“過(guò)腹還田”逐步實(shí)現(xiàn)。

早在80年代初，錢學(xué)森就預(yù)言，人類社會(huì)的第六次產(chǎn)業(yè)革命——大農(nóng)業(yè)革命將在本世紀(jì)的最后幾年，或最遲在下世紀(jì)的30年代之前的中國(guó)發(fā)起。例如，秸稈經(jīng)處理可以飼養(yǎng)肉牛，牛糞可產(chǎn)生沼氣，沼渣還田為有機(jī)肥，這些在中國(guó)都是成熟技術(shù)。但是，對(duì)于高度分散、季節(jié)性強(qiáng)、難以集中的秸稈，應(yīng)就地收集、就地使用，讓秸稈養(yǎng)畜、畜糞制沼、沼渣還田、沼氣替代天然氣再發(fā)電。值得慶幸的是，筆者找到了實(shí)現(xiàn)上述現(xiàn)代秸稈畜牧業(yè)的出路——即將秸稈變成牛羊的“面包草”技術(shù)。

吉林省實(shí)施“糧變?nèi)狻惫こ蹋?005年已使全省農(nóng)民人均增收100多元，2006年實(shí)現(xiàn)“以糧變飼”加工業(yè)產(chǎn)值1300億元，成為省內(nèi)第一大支柱產(chǎn)業(yè)。實(shí)際上，如果秸稈養(yǎng)畜，根本不要?jiǎng)佑眉Z食變?nèi)狻p少人畜爭(zhēng)糧，并使國(guó)民消費(fèi)肉奶增加后，對(duì)糧食需求自然會(huì)減少(等于增產(chǎn))。利用秸稈中的物質(zhì)和能量對(duì)于環(huán)境來(lái)說(shuō)是零排放，如二氧化碳來(lái)自大氣中的，又還回大氣，氮磷等營(yíng)養(yǎng)通過(guò)有機(jī)肥再還到土壤。通過(guò)牲畜將秸稈變成優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥，至少取代一半化肥，是典型的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

營(yíng)養(yǎng)不良問(wèn)題已成為發(fā)展中國(guó)家面臨的主要問(wèn)題，在食物中肉類含有的營(yíng)養(yǎng)明顯高于糧食，利用秸稈變?nèi)狻⒆兡獭⒆兎剩冉鉀Q了人口對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求，又解決了土地對(duì)有機(jī)肥的需求。因此，世界各國(guó)尤其是發(fā)展中國(guó)家，應(yīng)發(fā)起下一場(chǎng)由生態(tài)學(xué)唱主角的“既解決食物安全，又改善生態(tài)環(huán)境”的真正意義的第二次綠色革命。