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2008年11月，国家决定投入200亿元用于转基因科研。转基因与大飞机、探月工程、第三代通信等一道并列进入国家中长期科技发展纲要。转基因粮食种植的商业化有望在近期获得批准放行，最有可能放行的作物是转基因玉米。
现代农业以其较高的投入，较高的产出，较高的效益，推动了人类文明发展。然而，事物总有其两面性，现代农业除导致农产品品质下降外，还造成了严重的生态环境问题，如水体富营养化、地下水污染、温室效应、水土流失、土壤退化等。于是，有人提倡用“自然农业”等来解决生态环境压力。但是，随着全球气候变化和人口膨胀引起的粮食短缺，特别是我国人多地少的现状，走传统农业或西方低投入“轻型农业”的道路是不现实的。
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。
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，试图通过转移有效基因促进粮食增产。在人口最多的中国，转基因声音一浪高过一浪。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；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。
从上面列出的长长的清单看，一些人眼里的第二次绿色革命，依旧是围绕着单一的粮食产量做文章，其思路依然是在无机农业基础上加大对土地的利用强度。现在，在解决粮食安全问题上，分子生物学的声音一边倒是很危险的。分子生物学家希冀的绿色革命，主要是来自分子生物学的贡献，他们显然忽略了一个同等重要甚至更加重要的贡献——生态学的贡献。
那么，与分子生物学的贡献相比，生态学的绿色革命有什么特点?并对消费者带来什么好处呢?笔者试分析如下：
第一，解决国家食品安全问题。中国每年生产粮食约5亿吨，1.8亿吨供给人消费，1.2亿吨作为饲料供给畜牧业，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。我国年产秸秆6～7亿吨，根据我们的试验结果，在配合约20％粮食(玉米面)的基础上，每6.3公斤秸秆饲料可转化为1公斤牛肉，这样全国可以支撑的动物鲜重达0.95～1.11亿吨；再按照40％的保守屠宰率计算，则可收获的牛羊肉0.38～0.44亿吨；再按照“5斤粮1斤肉”比率估算，则相当于从秸秆中收获了1.9～2.2亿吨粮，约相当提高粮食产量38～44％。试想，什么样的技术有如此强大的威力呢?分子生物学是转入一些目标基因来提高单纯的产量，生态学的贡献是增加生物物种，利用动物的生物学特点生产肉和奶，且利用的是废弃的光合产物。
第二，制造有机肥，减少化肥、农药等带来的环境污染。如果将废弃的秸秆资源有效利用，那么牛羊这些流动的“化肥厂”所制造的有机肥量是巨大的。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60％的秸秆可以支撑0.95～1.11亿头(平均500公斤／头)，全国可增加牛粪8.65～10.1亿吨。这些肥料均为有机肥，折合1000.5～1168.5万吨纯氮(取牛粪含水量65％，干牛粪含氮量1.78％计算)，接近全国施加化肥(5108万吨)的纯氮量(1021万吨)。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。根据笔者在山东农业大学实验结果，如果土壤有机质由目前的1％提高到5％的话，即使减少一半的化肥用量，玉米产量也高于施常规化肥的产量。
目前，由于拖拉机取代了畜力，农民不再饲养大牲口，有机肥来源少，种地过分依赖化肥，造成化肥用量居高不下。过去二三十年来，中国化肥用量以每年200万吨的速度增长，2007年全国消耗化肥量高达5108万吨。中国化肥平均施用量达434千克／公顷，是国际化肥安全施用上限的1.93倍，但利用率仅为40％左右；中国农药残留率达60～70％。除农药、化肥外，农膜等白色污染也很严重。目前，每年有约50万吨农膜残留在土壤中，残膜率达40％。新绿色革命利用生态系统的元素循环规律，将无机元素循环利用，培育地力，改善土壤水、肥、气、热条件，可大大减少化肥用量，减少农村面源污染，城里人还可以吃上放心的粮食和蔬菜。
第三，避免了转基因食品带来的“恐慌”。自1983年首例转基因植物问世以来，关于转基因生物安全的讨论就没有停止过。2008年11月11日。奥地利政府公布的一份研究报告，致使转基因作物安全性的争论烽烟再起。研究人员利用某生物技术公司研发的抗虫、除草剂的转基因玉米做饲料，经过长达20周的观察后发现，转基因饲料影响了试验动物的繁殖能力。尽管该公司对这个试验结果极力否认，但有关组织还是警告人们，对于“粮食转基因审批须慎之又慎”。转基因技术无论如何不能拿人类的食物来“祭刀”。而利用生态学的办法增加的食物，不存在这个风险，且由于减少了化肥和农药的用量，食品变得更加放心。
第四，转基因的绿色革命使生物技术公司受益，生态的绿色革命使广大的农民受益。转基因技术为高新、复杂技术，农民没有办法掌握，一旦进入推广阶段，农民必须每年购买转基因的种子，这样农民种地就会受到生物技术公司或者种子公司的“剥削”，并受制于人。转基因专利持有人对转基因种子收取额外的技术费用，这些种子比常规种子要贵得多。2005年，菲律宾转基因Bt玉米价格是常规杂交种子的2－3倍。在美国和加拿大，专利持有人经常对侵犯专利的农民采取法律手段，搞得农民种地提心吊胆。一些基因公司专门聘请私家侦探，以获取哪些农场未签署合同种植了转基因作物方面的信息，从而索取高额赔偿。转基因种子公司一旦将其种子推向市场，就一劳永逸地坐享其专利成果。生态学的绿色革命所需要的原料是农民自己的，用秸秆生产牛羊肉和牛奶等，用自家的材料，所获得的额外收入大都进入自己的腰包。即使利用秸秆转化饲料的新技术，因为使用的为常规技术，经简单培训后农民就能掌握，不用担心种植成本加大。相反，因为有机肥的大量使用，农民减少了对化肥和农药的投入。
新农村建设的首要任务是提升农业生产，大力发展中国特色的生态循环型现代农业，有利于突破我国农业进一步发展的瓶颈，解决资源、环境等问题，走出一条具有中国特色的现代农业发展道路，引领世界农业的未来。中国62％的耕地受到不同程度的干旱、陡坡、瘠薄、洪涝、盐碱等各种因素的制约，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“既解决粮食危机又改善生态环境”的真正意义上新的绿色革命。在我国农业自然资源不断减少、生态环境没有扭转恶化趋势的情况下，农业要想进一步发展，就必须要求农业转变增长方式。通过按照科学发展观指导农业、转变农业增长方式来实现农业又好又快地发展。
应用转基因手段是用生态学的方法来提高粮食产量问题，看起来是一个科学问题，实际上关系到我们能否缩小城乡、工农和区域差距：关系到我们的科学技术是为“三农”服务，还是为官员的政绩、企业家的利润和学者的论文服务的问题。所以，生态循环农业是一个构建社会主义和谐社会的重大方向性问题。只有走具有中国特色的现代农业发展的道路，才能既保护生态环境，又能满足13亿人口对农产品的需求。
(作者系中国科学院植物研究所首席研究员、博士生导师、中国科学院研究生院教授)
现代农业以其较高的投入，较高的产出，较高的效益，推动了人类文明发展。然而，事物总有其两面性，现代农业除导致农产品品质下降外，还造成了严重的生态环境问题，如水体富营养化、地下水污染、温室效应、水土流失、土壤退化等。于是，有人提倡用“自然农业”等来解决生态环境压力。但是，随着全球气候变化和人口膨胀引起的粮食短缺，特别是我国人多地少的现状，走传统农业或西方低投入“轻型农业”的道路是不现实的。
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。
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，试图通过转移有效基因促进粮食增产。在人口最多的中国，转基因声音一浪高过一浪。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；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。
从上面列出的长长的清单看，一些人眼里的第二次绿色革命，依旧是围绕着单一的粮食产量做文章，其思路依然是在无机农业基础上加大对土地的利用强度。现在，在解决粮食安全问题上，分子生物学的声音一边倒是很危险的。分子生物学家希冀的绿色革命，主要是来自分子生物学的贡献，他们显然忽略了一个同等重要甚至更加重要的贡献——生态学的贡献。
那么，与分子生物学的贡献相比，生态学的绿色革命有什么特点?并对消费者带来什么好处呢?笔者试分析如下：
第一，解决国家食品安全问题。中国每年生产粮食约5亿吨，1.8亿吨供给人消费，1.2亿吨作为饲料供给畜牧业，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。我国年产秸秆6～7亿吨，根据我们的试验结果，在配合约20％粮食(玉米面)的基础上，每6.3公斤秸秆饲料可转化为1公斤牛肉，这样全国可以支撑的动物鲜重达0.95～1.11亿吨；再按照40％的保守屠宰率计算，则可收获的牛羊肉0.38～0.44亿吨；再按照“5斤粮1斤肉”比率估算，则相当于从秸秆中收获了1.9～2.2亿吨粮，约相当提高粮食产量38～44％。试想，什么样的技术有如此强大的威力呢?分子生物学是转入一些目标基因来提高单纯的产量，生态学的贡献是增加生物物种，利用动物的生物学特点生产肉和奶，且利用的是废弃的光合产物。
第二，制造有机肥，减少化肥、农药等带来的环境污染。如果将废弃的秸秆资源有效利用，那么牛羊这些流动的“化肥厂”所制造的有机肥量是巨大的。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60％的秸秆可以支撑0.95～1.11亿头(平均500公斤／头)，全国可增加牛粪8.65～10.1亿吨。这些肥料均为有机肥，折合1000.5～1168.5万吨纯氮(取牛粪含水量65％，干牛粪含氮量1.78％计算)，接近全国施加化肥(5108万吨)的纯氮量(1021万吨)。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。根据笔者在山东农业大学实验结果，如果土壤有机质由目前的1％提高到5％的话，即使减少一半的化肥用量，玉米产量也高于施常规化肥的产量。
目前，由于拖拉机取代了畜力，农民不再饲养大牲口，有机肥来源少，种地过分依赖化肥，造成化肥用量居高不下。过去二三十年来，中国化肥用量以每年200万吨的速度增长，2007年全国消耗化肥量高达5108万吨。中国化肥平均施用量达434千克／公顷，是国际化肥安全施用上限的1.93倍，但利用率仅为40％左右；中国农药残留率达60～70％。除农药、化肥外，农膜等白色污染也很严重。目前，每年有约50万吨农膜残留在土壤中，残膜率达40％。新绿色革命利用生态系统的元素循环规律，将无机元素循环利用，培育地力，改善土壤水、肥、气、热条件，可大大减少化肥用量，减少农村面源污染，城里人还可以吃上放心的粮食和蔬菜。
第三，避免了转基因食品带来的“恐慌”。自1983年首例转基因植物问世以来，关于转基因生物安全的讨论就没有停止过。2008年11月11日。奥地利政府公布的一份研究报告，致使转基因作物安全性的争论烽烟再起。研究人员利用某生物技术公司研发的抗虫、除草剂的转基因玉米做饲料，经过长达20周的观察后发现，转基因饲料影响了试验动物的繁殖能力。尽管该公司对这个试验结果极力否认，但有关组织还是警告人们，对于“粮食转基因审批须慎之又慎”。转基因技术无论如何不能拿人类的食物来“祭刀”。而利用生态学的办法增加的食物，不存在这个风险，且由于减少了化肥和农药的用量，食品变得更加放心。
第四，转基因的绿色革命使生物技术公司受益，生态的绿色革命使广大的农民受益。转基因技术为高新、复杂技术，农民没有办法掌握，一旦进入推广阶段，农民必须每年购买转基因的种子，这样农民种地就会受到生物技术公司或者种子公司的“剥削”，并受制于人。转基因专利持有人对转基因种子收取额外的技术费用，这些种子比常规种子要贵得多。2005年，菲律宾转基因Bt玉米价格是常规杂交种子的2－3倍。在美国和加拿大，专利持有人经常对侵犯专利的农民采取法律手段，搞得农民种地提心吊胆。一些基因公司专门聘请私家侦探，以获取哪些农场未签署合同种植了转基因作物方面的信息，从而索取高额赔偿。转基因种子公司一旦将其种子推向市场，就一劳永逸地坐享其专利成果。生态学的绿色革命所需要的原料是农民自己的，用秸秆生产牛羊肉和牛奶等，用自家的材料，所获得的额外收入大都进入自己的腰包。即使利用秸秆转化饲料的新技术，因为使用的为常规技术，经简单培训后农民就能掌握，不用担心种植成本加大。相反，因为有机肥的大量使用，农民减少了对化肥和农药的投入。
新农村建设的首要任务是提升农业生产，大力发展中国特色的生态循环型现代农业，有利于突破我国农业进一步发展的瓶颈，解决资源、环境等问题，走出一条具有中国特色的现代农业发展道路，引领世界农业的未来。中国62％的耕地受到不同程度的干旱、陡坡、瘠薄、洪涝、盐碱等各种因素的制约，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“既解决粮食危机又改善生态环境”的真正意义上新的绿色革命。在我国农业自然资源不断减少、生态环境没有扭转恶化趋势的情况下，农业要想进一步发展，就必须要求农业转变增长方式。通过按照科学发展观指导农业、转变农业增长方式来实现农业又好又快地发展。
应用转基因手段是用生态学的方法来提高粮食产量问题，看起来是一个科学问题，实际上关系到我们能否缩小城乡、工农和区域差距：关系到我们的科学技术是为“三农”服务，还是为官员的政绩、企业家的利润和学者的论文服务的问题。所以，生态循环农业是一个构建社会主义和谐社会的重大方向性问题。只有走具有中国特色的现代农业发展的道路，才能既保护生态环境，又能满足13亿人口对农产品的需求。
(作者系中国科学院植物研究所首席研究员、博士生导师、中国科学院研究生院教授)