从根本上重新思考21世纪农业

- n . v . Fedoroff et al . 327年科学,833 (2010)

人口增长,耕地和淡水的限制,以及气候变化对农业的能力有着深远影响满足这个世纪的要求,食品、饲料、纤维和燃料,减少他们的生产对环境的影响。成功取决于现代分子技术的接受和使用,以及增加农业的发展系统,用盐水和集成营养流。

人口专家预测的另一个大约有30亿人到21世纪地球的人口。然而,耕地的数量并没有明显变化在半个多世纪。它不太可能增加在未来因为我们正在失去它城市化、盐渍化、沙漠化速度或快于我们添加它(1)缺水已经在世界各地的一个关键问题(2)。

气候变化对农业也有重要的影响。2003年的欧洲热浪约30000到50000人死亡(3)。夏天的平均气温只有3.5°C以上的平均在过去的世纪。收益率下降20 - 36%的谷物和水果,夏天很少注意。但如果气候科学家是正确的,夏天会热到本世纪中叶平均到2090年世界将经历夏天温度比现在最热的夏天。

产量的最重要的食物、饲料和纤维作物在温度急剧下降了超过30°C(4)。其他原因,这是由于光合作用最佳温度在20°到25°C主要温带作物,和植物开发速度随着温度的增加,导致更少的时间积累的碳水化合物,脂肪和蛋白质构成的大部分水果和谷物(5)。广泛采用更有效的和可持续的农业实践可以帮助缓冲作物对温暖和干燥环境(6),但这将是越来越难以维护,更少的增加,我们当前的主要农作物的产量随着气温升高和旱地扩大(7)。

气候变化将进一步影响农业随着海平面上升,淹没低洼农田,冰川融化,导致河流系统经验更短更强烈的季节性流动,以及更多的洪水(7)。最近的食品安全报道强调收益,可以通过将现有的农业和食品科学技术和技术诀窍的人还没有它(8、9),以及探索现有粮食作物的遗传变异性和开发更多生态有机农业实践(10)。这需要建立当地的教育、技术和科研能力,食品处理能力、存储容量,农村和农业的其他方面,以及交通、水和通信基础设施。它还需要解决许多贸易补贴,知识产权和监管问题,贸易和干扰抑制技术的使用。

今天人们在谈论什么,无论是在私人和公共研究部门,是传统和分子育种的使用和改进,以及分子转基因(GM),适应现有粮食作物增加温度,减少水的可用性在某些地方和洪水,盐度(8、9),上升和改变病原体和昆虫的威胁(11)。这类研究的另一个重要目标是提高作物的氮吸收和利用效率,因为肥料中含氮化合物主要贡献者河道富营养化和温室气体排放。

一个关键需要超越流行偏见对农业生物技术的使用和发展前瞻性的监管框架基于科学证据。2008年,最新的统计数据是可用的,转基因作物种植在25个国家近3亿亩,发展中国家15人(12)的大片。世界转基因作物消耗13年没有事件。最初几个转基因作物已变得非常广泛,包括抗虫和抗除草剂玉米、棉花、油菜和大豆,增加了农业生产率和农民的收入。他们也有环境和健康的好处,如减少使用杀虫剂和除草剂和增加使用免耕(13)。

尽管优秀的转基因作物的安全性和有效性记录,监管政策仍然一样限制GMcrops时被首次引入。在美国,案件,案件审查通过至少两次,有时三个监管机构(美国农业部、美国环保署和FDA)仍然是一般规则,而不是例外。也许最不利影响的复杂、昂贵和耗时的监管机构是虚拟的公共部门的研究人员使用的分子方法来提高作物的农民。结果,仍然只有少数GMcrops,主要是那些有一个大的种子市场(12),以及生物技术的好处并没有意识到绝大多数的粮食作物。

我们需要的是一个严重的重新评估现有的监管框架的积累和经验证据。转基因作物安全的权威评估现有的数据及时、应该包含蛋白质安全、基因稳定、急性毒性、成分、营养价值、过敏、基因流动,影响不属预定目标的生物。这将建立一个基金会减少监管过程的复杂性而不影响安全评估的完整性。这种监管过程的进化在美国将是一个全球欢迎的先例。也是至关重要的开发一个公共设施在美国农业部的任务进行必要的安全检测转基因作物的发展在公共部门。

这将使大学和其他公共部门的研究人员使用当代知识分子和技术来改善当地农作物的农民。然而,它不是一个定局,我们当前的作物可以被推到执行以及现在在更高的温度和更少的水和其他农业投入。需要新方法,新方法,newtechnology-indeed,甚至新的作物和农业系统。