第二次綠色革命

上世紀50年代以來，人類開展了以水稻等作物，由高稈變矮稈，并輔助農(nóng)藥、化肥、農(nóng)業(yè)機械等的第一次綠色革命。這場革命解決了19個發(fā)展中國家糧食自給自足問題。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)滿足龐大人口對食物和生態(tài)環(huán)境的需求。鑒于此，聯(lián)合國糧農(nóng)組織呼吁發(fā)起第二次綠色革命，既滿足人口對食物的需求，又保護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環(huán)境和健康的不利影響，又要考慮氣候變化對作物生長的可能危害，來實現(xiàn)糧食增產(chǎn)，這些“苛刻條件”無疑對第二次綠色革命提出了更大的挑戰(zhàn)。為破解這個難題，科學(xué)家們首先想到了“轉(zhuǎn)基因”技術(shù)，試圖通過挖掘基因資源、轉(zhuǎn)移有效基因促進糧食增產(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”。

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，并使新品種更新時間縮短到傳統(tǒng)育種的一半。美國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)。美國先驅(qū)公司更將玉米的8萬個基因序列破譯了75%，估計5年內(nèi)可全部完成。孟山都公司則試圖識別控制其它基因的15%基因，以掌握操縱基因的主要工具。

在人口最多的中國，轉(zhuǎn)基因聲音一浪高過一浪。引進動植物基因，特別是外源基因，來提高作物產(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，紛紛列入了國家優(yōu)先發(fā)展的計劃日程。

從上面長長的清單中，我們不難看出：中國科學(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，他們希冀的綠色革命，主要是來自分子生物學(xué)的貢獻，而忽略了一個同等重要甚至更加重要的貢獻——生態(tài)學(xué)的貢獻。

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？其實不然，按照中國科學(xué)家設(shè)想的思路，雖然其出發(fā)點是提高產(chǎn)量并保護環(huán)境，但在實際操作上，可能不盡人意的地方很多。轉(zhuǎn)基因本身的環(huán)境風(fēng)險不說，如將增加的糧食依然用來養(yǎng)豬和雞，本身就是對于辛辛苦苦種植出來的糧食的最大浪費。中國每年生產(chǎn)糧食4.8億噸，1.8億噸供給人消費，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，下一步要解決的不是糧食產(chǎn)量問題，而是肉和奶的來源問題。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)的原理解決食物問題和環(huán)境問題，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，通過植物生產(chǎn)(截獲太陽能)、動物生產(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。有機肥增加后，將大量的中低產(chǎn)田改造，反過來可提高糧食產(chǎn)量，即實現(xiàn)循環(huán)農(nóng)業(yè)。

中國有耕地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。中國秸稈生物量折合鮮重達18~21億噸，按照1/10法則，可以支撐的動物鮮重達1.8~2.1億噸；再按照40%的保守屠宰率計算，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，等于全國的糧食產(chǎn)量翻番。因此，通過動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)有如此強大的威力呢？當(dāng)然，我們不可能將100%的秸稈都用起來，但是通過技術(shù)改進，利用其中的50%是完全有可能的。這是因為，目前就地焚燒、廢棄和低效利用的秸稈總量占據(jù)了全國秸稈生物量的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/日計算，如利用全國50%的秸稈可以支撐3.6~4.2億頭(以平均500公斤/牛計算)，全國可增加牛糞32.8~38.3億噸。這些肥料均為有機肥，約含有567～662萬噸純氮， 折合2835~3310萬噸硫酸胺，逼近全國化肥的需求量(3390萬噸)。且大量使用有機肥對土壤根本不形成破壞，不會造成環(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)所做的實驗，如果土壤有機質(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。而增加土壤有機質(zhì)必須由動物來完成，即通過秸稈的“過腹還田”逐步實現(xiàn)。

早在80年代初，錢學(xué)森就預(yù)言，人類社會的第六次產(chǎn)業(yè)革命——大農(nóng)業(yè)革命將在本世紀的最后幾年，或最遲在下世紀的30年代之前的中國發(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，沼渣還田為有機肥，這些在中國都是成熟技術(shù)。但是，對于高度分散、季節(jié)性強、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)。實際上，如果秸稈養(yǎng)畜，根本不要動用糧食變?nèi)狻p少人畜爭糧，并使國民消費肉奶增加后，對糧食需求自然會減少(等于增產(chǎn))。利用秸稈中的物質(zhì)和能量對于環(huán)境來說是零排放，如二氧化碳來自大氣中的，又還回大氣，氮磷等營養(yǎng)通過有機肥再還到土壤。通過牲畜將秸稈變成優(yōu)質(zhì)的有機肥，至少取代一半化肥，是典型的循環(huán)經(jīng)濟。

營養(yǎng)不良問題已成為發(fā)展中國家面臨的主要問題，在食物中肉類含有的營養(yǎng)明顯高于糧食，利用秸稈變?nèi)?、變奶、變肥，既解決了人口對營養(yǎng)的需求，又解決了土地對有機肥的需求。因此，世界各國尤其是發(fā)展中國家，應(yīng)發(fā)起下一場由生態(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。