目前,全球人口的急劇增長、耕地面積的大幅減少、淡水資源的嚴重短缺以及氣候變化已成為農業發展的四大重要影響因素。
人口專家預測:到本世紀中葉,全球人口將新增30億。但是,耕地面積卻不會顯著增加。更為重要的是,由于城市化、鹽漬化和沙漠化現象的進一步加劇,未來耕地擴大的希望非常渺茫,耕地消失的速度將趕超其增加的速度。作為全球發展的一個關鍵性問題,水資源的短缺也嚴重阻礙了農業的發展。
此外,氣候變化問題對于農業的發展也頗為重要。根據研究顯示,當氣溫遠高于30℃時,糧食作物、飼料作物以及纖維作物的產量將急劇下降。雖然高效可持續農藝措施的廣泛采用可在一定程度上降低高溫干燥環境對于農業的影響,但是這將越來越難以為繼。氣溫的持續攀高,以及干旱地區的不斷擴大,已導致當前主要農作物的增產幅度越來越小。同時,全球氣候的持續變暖,加速了冰川的融化,造成了海平面上升,將淹沒沿海低洼農田;而冰川融化也將導致河流系統遭受周期更短更頻繁的季節性流動,更易引發洪水災害。
在此大背景下,本世紀的農業發展任重而道遠——既要滿足人類對于食品、飼料、纖維和燃料的需要,又要兼顧環保,以降低其生產對于環境的影響。如何發展這種環保高效的農業備受人矚目。
近期,有關于糧食安全的最新報告一方面不斷強調推廣現有農藝技術和食品科學技術的重要性,另一方面也同時呼吁人們進行現有糧食作物遺傳變異的探索,開發生態無害的耕作方式。在這一大趨勢下,全球各地政府勢必要進一步加入對于教育、技術、科研、食品加工及存儲行業,農村的交通、水、通信基礎設施以及其它涉農行業的投入。同時,政府部門還將承擔起許多貿易、補貼、知識產權,以及與技術貿易壁壘相關的監管問題。
此外,現代分子生物學技術以及日臻完善的耕作制度等新技術亦是21世紀農業發展的關鍵?,F今,傳統育種技術、分子育種技術和分子遺傳修飾(GM)技術的推廣和改進研究已成為社會熱點話題。這些技術既能夠提高現有糧食作物對于部分高溫、少水、鹽度上升地區以及其它洪災地區的適應性,又能助力其更好地應對變異病蟲害的威脅。同時,由于,肥料中的含氮化合物是水體富營養化和溫室氣體排放的主要來源,這些研究還有另一個重要目標,即提高作物的氮吸收能力和使用效率。為了保障這些研究的順利開展,關鍵是要改變當今社會對于農業生物技術使用的偏見,同時基于科學依據,構建前瞻性的監管框架。
目前,新方法、新技術以及新的農業發展模式正不斷涌現。農業和水產養殖業一體化的模式發展亦日趨完善。這種模式尤其適合于沿海沙漠地區——近海流域為水產養殖業提供支持,而水產養殖業的富余營養物質可作物鹽生植物、海藻、耐鹽牧草以及紅樹林等的肥料,接著這些作物又可作為動物飼料、人類食品以及生物燃料等。這種一體化的模式打破了當前普遍存在的“陸地—海洋”的農業養分供應模式。如果這種新型的模式得以大規模的發展,地球內陸海水系統的擴大亦可在一定程度上解決海平面上升的問題。
在一個氣溫日益攀高、人口日益增多的環境中發展新型農業,其核心是創建一個新型的農業生態循環模式,打破由來已久的“微生物—植物—動物—微生物”的養分供應循環系統,以陽光和海水作為農業能源和灌溉的源泉。這既有利于減少農業發展對于耕地、能源和淡水的龐大需求,又可同時解決農業化學品和動物廢棄物等污染問題。但是,不可否認的是,在干旱地區大規模地種植非傳統作物亦是一大難題,工程設計、環保、病蟲害控制等領域又將面臨艱巨的挑戰。
總而言之,為了消除饑餓,新型農業技術的研究勢在必行,并且需要進一步推廣實施。