《经济学人》:新一轮水稻绿色革命

2014-07-08 | 作者: 蔡波 | 标签: 水稻绿色革命


图表处理:基因农业网(孙滔)

2008年夏天,一种可以使发展中国家大大受益的新型水稻品种拯救了住在印度北方邦的阿莎•拉姆•帕尔先生的农场。帕尔先生之前在一块足球场大小的农田里种植了水稻。但是这个州洪水频发,因而是世界上最贫穷的地区之一。据国际水稻研究所所长鲍勃•齐格勒回忆,那一年恰好还碰上特别强劲的季风。帕尔先生在播下谷种之后,洪水泛滥了两周之久;而几周之后,洪水又再次来袭。他想这下肯定又完了。而他的邻居则建议他采取以前的措施,准备好应对饥荒。

但是这一次帕尔先生播下的却是一种试验稻种,它是由菲律宾的国际水稻研究所的水稻种植专家研发。这种稻种内植入了特殊的基因序列,可以在发生洪涝的情况下延缓发芽,因而这一次,帕尔先生的水稻种子并没有闷死,而是在洪水退后正常发了芽。往年他这方1公顷(2.5英亩)的水田一般也只能收获1吨左右的稻米,而这一年虽碰上洪灾,他却收获了4.5吨的稻米,这一产量一般要在雨量充沛的地方才能达到。

抗涝水稻如今正极速风靡全球。首批水稻种植试验结束五年后,全球共有5百万农民种植十几种带有抗涝性基因的水稻,它们被统称为“Sub1”。这些水稻的产量比20世纪60年代第一次绿色革命早期出现的新型水稻种类都要高。“并且Sub1是新一批稻种的首拨种子”,齐格勒先生说。如果一切顺利,新一批抗寒、耐盐和抗高温水稻将于几年后开启一场全球性水稻种植革命,而水稻人类是最重要的主食。但这还依赖于现有技术的应用,特别是能够促进第二次绿色革命发生的公共政策,而目前两者都没有绝对的保证。

第一次绿色革命将发展中国家从灾难中解救了出来。两位植物病理学家——小麦种植专家诺曼•博洛格和水稻种植专家M.S.斯瓦米纳坦曾经劝说亚洲及其他地方的政府鼓励种植高产粮食,特别是水稻;结果,全球一半的人——35亿农民的农业收成增加了五分之一。20世纪60年代初期,很多国家开始这样做,而那时候中国正在经历大跃进带来的严重饥荒,印度民众则几乎要面临饿死的状况。

今日的亚洲早已摆脱饥荒的折磨。原因其一是民主的发展,其二是绿色革命的影响。绿色革命保证了水稻产量的富足——甚至连印度也有剩余水稻出口。而且,水稻需求量似乎在下降:在日本、台湾和韩国这几个亚洲最发达的国家和地区,水稻需求量正在减小。这使得政府觉得有必要进行新一轮绿色革命。他们认为,水稻供应量问题已经得到解决,如今的当务之急是调理膳食结构以应对肥胖问题和改变密集种植做法以更好地保护环境。

但是,这项任务是否已经圆满完成我们不得而知。整体上,亚洲人均水稻消耗量目前保持平稳,并没有下降。而人口则继续增长,因而在有90%农作物种植的亚洲大陆上,水稻种植需求也在增加。非洲三分之一的人口以水稻为主食,年均水稻需求量增加20%,按照这种速率,水稻将在20年内取代玉米成为非洲的主食。

水稻亟待增产
按照经验来看,全球总人口每增长10亿,水稻需求量则会增加1亿吨。以目前全球人口的增长趋势来看,目前不及4.5亿吨的年水稻总需求量,将于2020年增长至5亿吨,到2035年将增长至5.55亿吨,也就是保持1.2%-1.5%的年增长率。如果水稻的产量能够保持同等的年增长率,那么当然不会出现粮食短缺现象,但情况并不如此,水稻年增长率实际上只有年需求量增长率的一半。

1950-1964年,全球水稻年均产量为1.9吨,而第一次绿色革命则将此产量提高了一倍,1985-98年,全球水稻年均产量达到了3.5吨。尽管水稻产量大大提升,但这也才勉强能够填补人口增长带来的差额:在绿色革命开始后的半个世纪里,水稻年产量增长率和人口年增长率一直持平(1.75%)。

如今,这一增长似乎已经停止。农业种植者担心,以现有的技术,1公顷密集种植农田的年产量最高也只能达到10吨,尽管这其中的原因还不得而知。确定的是,每公顷水稻产量并未增长,有些地区甚至还在下降。


25年来,国际水稻研究所一直使用优质种子进行水稻试验,而试验田也几乎保持不变:尽管这里每年同时种植三种作物,但水稻根部的昆虫和微生物显示土壤营养比较充分。但是由于害虫和疾病的入侵,年产量却从20世纪90年代初期的每公顷9-10吨下降到现在的7-8吨。1962-1982年间,水稻年产量增长率保持在2.5%,但是1992-2012年间,增长率却已经降到了0.8%(见表一)。

水稻种植实况
如果没有新型种子,水稻产量就会继续下降。而全球变暖趋势也可能会导致产量下降,因为夜间温度越高,水稻产量越低。全球水稻产量最高的地区是亚洲几大河流——诸如湄公河、雅鲁藏布江和伊洛瓦底江的三角洲地区,海平面上升和可导致水稻死亡的盐度增加并不会影响到这些地区水稻的生长,它们的灌溉水量是其他粮食的2-3倍(主要是为了使农田水位持平,而稻禾本身需要的水量跟小麦和玉米差不多),但是缺水的现象无处不在。此外,每年亚洲——特别是中国——城镇化建设使得上千万英亩的肥沃农田变成了高楼大厦和公路。

这可能带来极其严重的后果。水稻是亚洲人的重要粮食,而其他地区的人口却并不怎么喜欢食用。(插个题外话:日本汽车品牌丰田和本田的意思分别是“丰产的稻田”和“基本的稻田”。)在全球最丰产的江河流域,任何其他作物的产量都不及水稻。要么种水稻,要么就干脆不种,因为如果水稻的收成都不好,其他的作物肯定也没什么收成。水稻的供应短缺必定会引起地缘政治气候的变化。一旦粮食饥荒爆发,印度和中国政府都将不会坐以待毙,而会不惜一切地保证粮食供应充足。如果这样会导致全球粮食价格的上涨,那么就任期发生吧。如果它们力争要成为粮食出口国,它们将一定能达成目的。如果连亚洲的大国都不能保证粮食供应的充足,那其他国家一定会闹饥荒。

因而目前它们正极力寻找提高水稻产量的途径,但是第二次绿色革命真的可能发生吗?

第一个难题稍微简单一点,至少从技术上来看如此。传统的水稻品种稻禾生长较高,秸秆也较长,施肥后就会长的很快,因而容易倒伏。这一难题在1962年得以解决,当时国际水稻研究所开发出了一种叫做IR8的水稻品种,其秸秆较矮,因而吸收肥料后也不易倒伏。所以如今农民们种植水稻就容易得多。此外,随着秸秆生长高度受到限制,营养就会转向种子的头部(称为稻穗)以促进稻米的发育。IR8的种植从旁遮普一路传播到菲律宾,只要是可以满足农田灌溉和施肥的地方,水稻产量都已经大大提高。

第二次绿色革命将会有多不同。农民们将不会只种植一种高产水稻。专家们会对水稻进行改良以适应特定的环境(干旱、洪涝、盐碱地等等)。此外,他们也在设法提高水稻的营养价值,而不单单是提高产量。因此,第二次绿色革命将在最为贫困的和技术最落后的地区产生最为深远的影响。相比之下,第一次绿色革命对最高产的地区产生的影响更大,那里的水量供应最充足,使用的肥料也最优质。

拯救了帕尔先生的抗洪水稻最早于20世纪80年代在印度东部另外一个洪水频发的州——奥地夏邦的几种传统水稻中发现的。在经过十多年的实验失败之后,专家们终于找到了控制这些水稻抗洪的基因。于是他们将这些基因植入到IR8的后代中并进行了播种种植。在使用传统的水稻种植方法试验多年无果之后,专家们开始在短短四年内就成功通过基因移植而研制出了抗洪水稻。

国际水稻研究所的首席专家伊斯梅尔希望通过同样的方法开发出抗旱、抗高温水稻品种。水稻花期如果遇上高温天气可能会导致不育。如果温度过高,内含花粉的稻禾花药将不会正常开放,而如果花粉不能正常释放,柱头就不能被授粉,最终水稻也会不育。 这个问题大约出现在水稻开花的时辰左右。这种情况可以得到通过促使水稻避开炎热的正午而在温度较低的清晨开花得以解决。 国际水稻研究所和日本国际农业科学研究中心的Tom Ishimaru已经发现了可以控制水稻在早晨开花的基因,这无疑带来了巨大希望。

这些水稻种植试验将并不能产生IR8那么巨大的影响。但是开发优质水稻品种并不是提高产量的唯一途径。20世纪90年代,中国的专家通过优化杂交水稻——集中两者的优势而实现了增产的目的。这种方法通常用来优化玉米,而很少用来优化水稻。不同于玉米种子,水稻种子可以在几年内保持基因稳定,因此农民们通常可以将上一季收货的水稻存下来以留作下一季播种。如果某个新品种能够大量增产,农民们肯定会极大受益,但并不是仅仅是通过杂交优势取得的少量增产。因此,要想通过杂交来大大提高产量还要很长时间——除非政府强迫农民们采用新品种。中国的政府可能会这么做,而那些相对民主一点的政府则不会。

粮食减产原因
中国的历史经验表明,一步步小的成功能够造就大的飞跃。这一点在第二次绿色革命中将同样适用于那些最贫瘠的土地。第一次绿色革命使那些灌溉充分的农田受益最大,并且正因如此,8千万公顷(相当于越南、老挝和柬埔寨的国土总面积)的灌溉农田现在的产量可达到5-6吨每公顷;年产量达到世界总产量的四分之三。但是也有一些农田只能依靠雨水灌溉,它们的产量远远较低,每公顷只有1-2.5吨的产量,年产量只占世界总产量的四分之一。它们的产量低是因为几乎一半的农田容易受到旱灾和洪灾的侵袭。大多数非洲稻田都如此,这也是为什么它们没能够受益于第一次绿色革命。

如果在这些农田里种上抗旱抗洪水稻,产量就会增倍,从110吨增长到220吨,同时让全球总产量达到550吨,这样下去到2035年也就能够达到既定的目标了。简而言之,所有的水稻增产都是由这些地区贡献。


由于这些农田产量低下,即使产量增倍总增产量也还是不及第一次绿色革命。但是它给贫困地区带来的影响将更加深远。5亿多绝对贫困人口(每日生活费用不超过1.25美元)以大米为主食,并且对大米的依赖远远超过其他食物。他们中很大一部分人居住在印度、孟加拉和缅甸的伊洛瓦底江三角洲区域。在这些地区,最低级的种姓和部落被迫赶到最贫瘠的地方生存。

第二次绿色革命将在这些地区产生最为深远的影响。最早进行水稻试验项目的一份最新研究显示,抗洪水稻将“使印度的既定种姓和部落大大受益”。如果这些优化和其他项目想结合起来一起提高水稻的营养价值,即所谓的“黄金水稻”工程,将水稻进行基因改良从而让其含有维生素A,这样一来将能够使全球的最贫困地区大大受益。

第一次绿色革命不仅仅是通过技术革新而提高人们的生活水平。新型水稻品种也促进了农业投资、农业生产机械化、信贷市场、新型管理技术等的发展。第二次绿色革命也将带来这些改变。如今,水稻种植产业发展越来越快,传统的播种、移植、脱粒、晒干和贮存等水稻生产过程正在被机器播种所取代,从脱粒到碾磨等所有生产过程将由特殊的企业全盘管理。而要真正实现这个目标还需要政府正确有效的激励政策。可惜,并非所有国家都在这样做。

表面上看,第二次绿色革命受到大大的政府支持,政府不仅为基础研究提供资金,包括水稻进口国国印度尼西亚和水稻出口国的泰国在内的很多亚洲国家的粮食收购价格还高于世界平均水平。泰国对水稻种植者的津贴如此丰厚以至于今年都出现了财政赤字。这些人为的价格干预政策在短期内将有助于刺激绿色革命稻种的需求。

但是过高的水稻价格也会影响国民经济的发展。因为这会给消费者带来偏高的税务,同时还会抑制出口,从而使国际粮价更加不稳定和国际粮食市场更加冷清。这将损害农民的利益,第二次绿色革命即将给他们带来相对于印度和孟加拉的水稻种植优势,而这样一来这种优势将受到削弱。如果国际市场进一步边缘化,这些国家的所有优势都会削弱。

国内过高的粮食收购价格还可能抬高地方工资,减小制造业的竞争力和提高当地农村劳动力价格。此外,通过使水稻种植成为保障,政府政策也会抑制农业的发展,减小农民投资新机械和新型种植方式的积极性。综合看来,人为抬高水稻收购价格会刺激新型水稻品种的需求,但实际作用可能并不会太理想。

土地使用政策也是个难题。在美洲和欧洲,技术革新正使农场越来越大。农业生产规模越大,技术革新带来的利益也就越明显。而这一切还没有在亚洲实现。那些灌溉农田的面积大多数都不超过2公顷,而且随着过去三十年来大批农民工搬入城市,农田面积正变得越来越少。政府已经开始干涉农场合并,部分原因是想减缓城市化建设步伐,担心这样会导致城市失业率的增加。这些政策可以说带来了极大的弊端,因为这刺激了有效租赁市场的额外繁荣。

曾经的亚洲大陆受尽了饥荒的折磨,第一次绿色革命使得亚洲国家在农业生产上学会了未雨绸缪。这为亚洲实现经济飞速增长提供了物质基础,同时使原先出生率和死亡率并高的人口状况得到有效改善,如今的家庭更加精小和富裕。第二次绿色革命将不会带来这些变化,但是会进一步完善第一次绿色革命的影响,并且主要是通过使那些错过第一次机会的极度贫困地区受益的方式来实现。它将不仅会促进农业生活生产机械化,还会使更多的农村劳动力转向生产率更高的领域。此外,它还将使亚洲国家不再因饥荒而发展受阻,避免任何因饥荒而产生的政治和社会动荡的发生。几乎再没有什么事情能够带来这么巨大的影响了。

来源:《经济学人》

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