呼唤生态的绿色革命
蒋高明

 

        上世纪50年代以来，人类开展了以水稻等作物，由高秆变矮秆，并辅助农药、化肥、农业机械等的第一次绿色革命。这场革命解决了19个发展中国家粮食自给自足问题。但是，期间全球人口同步激增，环境污染加剧。今后几十年间，世界人口将从60亿增至90亿，这样，第一次绿色革命的成果，就难以继续满足庞大人口对食物和生态环境的需求。鉴于此，联合国粮农组织呼吁发起第二次绿色革命，既满足人口对食物的需求，又保护好人类赖以生存的自然资源和环境。

        那么，第二次绿色革命以什么为武器呢？要在可耕地和淡水资源日趋紧张的前提下，既要克服化肥和杀虫剂对环境和健康的不利影响，又要考虑气候变化对作物生长的可能危害，来实现粮食增产，这些“苛刻条件”无疑对第二次绿色革命提出了更大的挑战。为破解这个难题，科学家们首先想到了“转基因”技术，试图通过挖掘基因资源、转移有效基因促进粮食增产。利用转基因技术改良作物，被媒体称为新绿色革命的“最大亮点”。

        现在，科学家可将任何异种基因移入作物中，创造出全新的品种，并使新品种更新时间缩短到传统育种的一半。美国杜邦公司和孟山都(Monsanto)公司、欧洲诺瓦提斯(Novartis)公司等，投入巨资参与转基因技术的研发。美国先驱公司更将玉米的8万个基因序列破译了75%，估计5年内可全部完成。孟山都公司则试图识别控制其它基因的15%基因，以掌握操纵基因的主要工具。

        在人口最多的中国，转基因声音一浪高过一浪。引进动植物基因，特别是外源基因，来提高作物产量，引起了业内人士的青睐。于是，转基因抗虫棉、转基因抗黄矮病冬小麦、转基因抗白叶枯病水稻、转基因抗除草剂水稻、转基因抗青枯病马铃薯、转基因玉米新品种等；超级猪、优种牛、羊、猪胚胎分割、移植与性别控制及产业化；基因工程疫苗，生物反应器等等，纷纷列入了国家优先发展的计划日程。

        从上面长长的清单中，我们不难看出：中国科学家眼里的第二次绿色革命，依旧是围绕着传统的粮食产量。也就是说，他们希冀的绿色革命，主要是来自分子生物学的贡献，而忽略了一个同等重要甚至更加重要的贡献——生态学的贡献。

        顾名思义，绿色革命应当是生态的，这里还呼唤什么生态学的贡献？其实不然，按照中国科学家设想的思路，虽然其出发点是提高产量并保护环境，但在实际操作上，可能不尽人意的地方很多。转基因本身的环境风险不说，如将增加的粮食依然用来养猪和鸡，本身就是对于辛辛苦苦种植出来的粮食的最大浪费。中国每年生产粮食4.8亿吨，1.8亿吨供给人消费，1.2亿吨作为饲料供给畜牧业(占粮食总产量的25%)，其中用于猪饲料近1亿吨，猪是仅次于人类的第二耗粮大户。可见，下一步要解决的不是粮食产量问题，而是肉和奶的来源问题。而以生态学为特征的绿色革命，是在秸秆上做文章，而不是在粮食上做文章；是利用生态学的原理解决食物问题和环境问题，而不是用工业的思路制造环境污染(化肥、农药、地膜等)；是利用生物多样性中的物种增加人类的食物(如牛、羊肉和奶食品)，而不是用其中的小小基因获得人类期望的食物(如单一的粮食)。因此，以生态学为主导的第二次绿色革命，才是真正意义上的绿色革命。

        那么生态学的贡献是什么呢？生态学的解决方案，不是将眼光直接盯在提高粮食产量上，而是将人们废弃的50%以上的光合产物(以秸秆为主)，高效循环利用起来，通过植物生产(截获太阳能)、动物生产(收获肉奶等食品)、微生物生产(生产饲料和肥料)等，使单位土地面积升值，既增加了食物，又增加了肥料。有机肥增加后，将大量的中低产田改造，反过来可提高粮食产量，即实现循环农业。

        中国有耕地18.31亿亩，只有1/3为高产田，其余2/3为中低产田。其中盐碱地达1.55亿亩，旱地10多亿亩，最困难的农民大多生活在这些低质土地上。向这样的土地要粮，不是单一的转基因技术就能够胜任的。但是，中国年产秸秆6~7亿吨，如能充分利用，升值部分可能是种粮食的5～10倍。中国秸秆生物量折合鲜重达18~21亿吨，按照“十分之一”法则，可以支撑的动物鲜重达1.8~2.1亿吨；再按照40%的保守屠宰率计算，则可收获的牛羊肉0.72~0.84吨；再按照“5斤粮1斤肉”比率估算，则相当于从秸秆中收获了3.6~4.2亿吨粮食，等于全国的粮食产量翻番。因此，通过动物和微生物可将另外一半多的光合产物，直接变成食物，间接变成粮食。试想，什么样的技术有如此强大的威力呢？当然，我们不可能将100%的秸秆都用起来，但是通过技术改进，利用其中的50%是完全有可能的。这是因为，目前就地焚烧、废弃和低效利用的秸秆总量占据了全国秸秆生物量的73%，我们依然有很大的秸秆利用空间。

        再看看牛羊这些流动的“化肥厂”所“制造”的肥料吧。取肉牛和奶牛之间的粪便平均值(鲜重)25公斤/头/日计算，如利用全国50%的秸秆可以支撑3.6~4.2亿头(以平均500公斤/牛计算)，全国可增加牛粪32.8~38.3亿吨。这些肥料均为有机肥，约含有567～662万吨纯氮, 折合2835~3310万吨硫酸胺，逼近全国化肥的需求量(3390万吨)。且大量使用有机肥对土壤根本不形成破坏，不会造成环境污染。即使替代一半的化肥用量，根据笔者在山东农业大学所做的实验，如果土壤有机质由目前的1%提高到5%的话，收获的玉米产量也要高于施常规化肥的产量。而增加土壤有机质必须由动物来完成，即通过秸秆的“过腹还田”逐步实现。

        早在80年代初，钱学森就预言，人类社会的第六次产业革命——大农业革命将在本世纪的最后几年，或最迟在下世纪的30年代之前的中国发起。例如，秸秆经处理可以饲养肉牛，牛粪可产生沼气，沼渣还田为有机肥，这些在中国都是成熟技术。但是，对于高度分散、季节性强、难以集中的秸秆，应就地收集、就地使用，让秸秆养畜、畜粪制沼、沼渣还田、沼气替代天然气再发电。值得庆幸的是，笔者找到了实现上述现代秸秆畜牧业的出路——即将秸秆变成牛羊的“面包草”技术。

        吉林省实施“粮变肉”工程，2005年已使全省农民人均增收100多元，2006年实现“以粮变饲”加工业产值1300亿元，成为省内第一大支柱产业。实际上，如果秸秆养畜，根本不要动用粮食“变肉”。减少“人畜争粮”，并使国民消费肉奶增加后，对粮食需求自然会减少(等于增产)。利用秸秆中的物质和能量对于环境来说是零排放，如二氧化碳来自大气中的，又还回大气，氮磷等营养通过有机肥再还到土壤。通过牲畜将秸秆变成优质的有机肥，至少取代一半化肥，是典型的“循环经济”。

        营养不良问题已成为发展中国家面临的主要问题，在食物中肉类含有的营养明显高于粮食，利用秸秆变肉、变奶、变肥，既解决了人口对营养的需求，又解决了土地对有机肥的需求。因此，世界各国尤其是发展中国家，应发起下一场由生态学唱主角的“既解决食物安全又改善生态环境”的真正意义的第二次绿色革命。