100年后,粮食还会在土壤中种植吗?

An African migrant tills the soil in a crop field in Bidnija, Malta, February 19, 2018. REUTERS/Darrin Zammit Lupi - RC197192F200
Perhaps we don’t need to rely on the our planet’s thin skin of soil after all.Image: REUTERS/Darrin Zammit Lupi
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这足以让一众土壤科学家为之惊叹。

上个月,我在国家土壤大会(位于堪培拉)上发表演讲,并向400位同行提出了一个简单的问题:你认为100年后,土壤在粮食生产中的作用会像今天一样重要吗?

台下举起了一片手林:普遍共识显然是“会”。我却表示保留,说我不太确定。

全场顿时哗然。你为什么这么说?你可是土壤科学家!你疯了吗?

一个世纪是很长的时间。我们大多数的科学前景似乎只在十年或二十年之内。但是,我们如何管理粮食和环境,需要长远而富有启发性的思考。

在我担心粮食生产的未来是否仍立足于陆地之外,也还有一份希望。

这份希望寄托于这样一个愿望:未来,无论是100亿、150亿还是200亿人口,都能获得充足且优质的食物。要实现这一目标,或许我们终究无需依赖地球上那层薄薄的土壤。

未来农业

我们已经看到垂直农业和水培农业的发展,以及在实验室中培育类肉蛋白质的潜力。合成生物学是一条可行的前进道路。

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那么,在一个世纪内,我们是否具备相应的技术知识,是否有能力投入基础设施建设资金,以便在天然土壤之外生产全部粮食?

从技术上讲,我们愿意相信这是可行的。但是,我们是否有这样的需求?我们是否有这样的意愿?

当前与食物相关的两大主要现代运动。第一个是伦理与环境运动,其主张粮食的生产不应损害环境,甚至也不应伤害动物。土壤是环境中重要的——且不可再生的——组成部分。这就引出了一个关键问题:土壤能否继续支撑不断增长的世界人口。

与此同时,还有慢食运动,其关注点在于生产来源可追溯的高品质食物。人们有时称之为“从牧场到餐桌”或“从田野到叉子”。

现代粮食生产技术已经能够在管理能源和水资源利用方面发挥作用,单位面积产量有可能达到普通田间条件下的10倍。这一模式可以移植到垂直种植空间中,堆叠高度可达100层。

仅此一项,我们就只需要目前粮食生产用地面积的0.1%。这将释放出大片土地,使土壤得以从退化中恢复,并在全球范围内修复生态系统。这将是对环境伦理问题的一种高科技回应。

将目前用于粮食生产的土壤区域恢复为原生植被,有助于保护野生动物、抵御洪水,并提供天然缓冲区,用以过滤水体和循环养分。适合的地点可能包括生物多样性丰富、水循环能力强大的热带雨林土壤,或易受洪涝影响的城市上游湿地。

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这一方法未必与慢食运动相抵触。事实上,它实际上可能有助于该运动实现其目标,因为它将减轻世界土壤所承受的压力,从而确保有足够的高品质土壤用于开展高品质的伦理化生产。

为更多人口提供更多粮食

联合国粮食及农业组织预测,到2050年,农业产量需要翻一番,才能满足估计为95亿的人口需求。这必须在维持生态系统正常运转的同时实现;因此,保障土壤及其支持生命的功能,从未像现在这样至关重要。

在澳大利亚,尽管土壤保护工作已有所改善,但仍未实现可持续发展。土壤酸化普遍存在,耕地碳含量下降,土壤侵蚀和养分失衡问题在很大程度上仍未得到遏制或缓解。采用新方法后,适宜的土壤和风土条件可用于生产高品质、可持续的定制化食品和葡萄酒。

北美、俄罗斯和乌克兰的大面积黄土被普遍视为世界上最优质的土壤——若加以可持续管理,它们可在未来数百年内持续用于谷物生产。即便是其中一些粮食产量最高的土壤,也可以恢复到其农业化之前的原始状态。在澳大利亚,我们著名的红棕色土壤或许更适合用于林业,而不是被用于谷物生产。

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