如果环境和经济可持续性最终是在人类的消费和生产力之间取得平衡，那么农业产业在这两个方面都占据了重要地位。它对地球资源的消耗是巨大的：它占用了我们人类物种所取用的全部淡水的 70%，以及地球固体表面的 40% 以上（几乎所有耕地），并伴随着生物多样性的丧失。然而，现代农业也是我们能够生产足够的食物来养活我们 68 亿人口的唯一原因，而这一数字预计到本世纪中叶将超过 90 亿。因此，跟上这种急剧上升的需求，不仅定义了农业的可持续性挑战，也定义了人类的可持续性挑战。
农业依赖于许多技术，但生物技术可能是其中最具影响力的技术。为了了解该行业如何看待其提高全球作物生产力和可持续性的前景，《大众科学》特约编辑约翰·伦尼与四家领先的农业生物技术公司的代表进行了对话。以下是他们编辑后的对话的节选版本。——编辑部
参与者
詹姆斯·C·博雷尔
杜邦集团副总裁
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瓦尔德马·费舍尔
先正达作物保护北美区总裁
大卫·A·费希霍夫
孟山都技术战略与发展副总裁
安东尼奥·加林德斯
陶氏益农作物全球业务部门副总裁
《大众科学》：为了使农业和农业生物技术实现可持续发展，行业界所做的努力在多大程度上是对当今市场上对可持续发展的需求的响应？又在多大程度上是认为未来将存在可持续发展的市场机遇或必然性？
博雷尔：可持续发展是杜邦公司的核心理念，并且已经有数百年的历史。生物技术是我们用来帮助我们前进的工具之一。当我想到农业时，生物技术正在帮助我们帮助农民在相同或更少的土地上以更可持续的方式生产更多产品。我认为生物技术是一套工具，它们正在帮助我们实现公司的使命。
费希霍夫：长期以来，农业生物技术的目的之一就是用更少的投入生产更多的产品，减少农药投入，解决诸如缺水或耐旱性等问题。人口增长、粮食需求增加以及气候变化等问题只会加倍我们对这些事情的关注。
加林德斯：您还必须考虑到，作为一个行业，我们需要预测未来 10 年或 15 年的市场环境、监管环境和环境标准，因为我们今天发现的每一种产品都需要那么长时间才能推向市场。您始终知道这些标准在不断提高，并且在过去 50 年中一直在这样做。所以我认为作为一个行业，它一直存在于我们的工作方式之中。
费舍尔：面对我们未来的挑战——世界人口增长和饮食习惯的改变——我们知道，在 25 或 30 年后，我们将不得不比今天多生产 50% 的食物。因此，我们将不得不以更少的投入获得更多的产出。先正达认为，生物技术是实现这一目标的工具之一。为了应对这一挑战，种植者将需要获得最好的可用技术。
《大众科学》：主要的保护和可持续发展担忧涉及淡水和表土。解决这些问题的一些最佳技术方案是什么？也许我们也可以谈谈非技术方案。
费希霍夫：对于农业而言，世界分为两类作物：一类是目前从降雨等来源获得足够淡水的作物，另一类是农民需要求助于收集水，例如通过灌溉或其他来源获取水的作物。但我认为，即使在主要靠雨水灌溉的作物中，您也可以说几乎每种作物在其生长季节的某个时候都会缺水。在孟山都和整个行业，解决这一巨大挑战的方法实际上是我们目前在农业领域所做的主要工作。
一种是通过育种——尽可能地改良作物，并利用作物种质的自然多样性来提高耐旱性水平，即更好地利用现有水资源的能力。除此之外，还可以使用基因工程技术来增强这种能力——将新的基因引入作物中，使其对类似干旱的条件具有更高的耐受性。我认为这两种技术都显示出极好的前景。长期以来，这一直是农业和农业生物技术中存在的问题，我认为我们终于看到了可以期待作物具有更高的水分利用效率的一天。
博雷尔：耐旱性和氮利用效率非常令人兴奋。它们不会在明年准备就绪，但也不远了。如果您考虑到您提到的更广泛的问题，通常解决方案是一套技术，甚至可能是一些超出技术范围的管理实践。例如，农民已经转向大幅减少耕作，这有助于减少土壤侵蚀并减少农业对环境的影响——这部分得益于作物遗传学的进步，部分得益于更好的作物保护化学品，部分得益于更好的设备等等。因此，整个系统都在向前发展，而且大多数时候，您会发现农民对环境可持续性的兴趣不亚于甚至高于那些不住在农场的人。
费舍尔：在先正达，我们有识别植物遗传变异和生理变化的计划，这些计划可以帮助植物在干旱和其他胁迫条件下生存，我们尝试通过育种技术将这些识别出的基因纳入其中。我们预计在 2011 年后推出我们的首批水优化产品。我们也在开发其他替代方案。以我们明年将在美国推出的名为 Invinsa 的产品为例。它可以保护作物在长时间高温和轻度至中度干旱以及其他作物胁迫期间的产量。
费希霍夫：公众可能没有意识到，在某些情况下，现代农业技术的好处来自于免耕和少耕方法的传播和采用。而这些方法在很大程度上——并非完全如此，但在很大程度上——得益于耐除草剂作物的使用，例如那些具有我们 Roundup Ready 特性和其他特性的作物，这些作物帮助农民更有效地使用少耕方法。这并不是耐除草剂技术是一件好事并帮助农民和帮助可持续发展的唯一原因，但这是我认为经常被忽视的附带好处之一。
加林德斯：我认为今天在座的所有公司都将在解决干旱和洪水或过量水或减少氮肥使用方面进行重大投资。但还有其他角度。例如，我们今天正在健康油领域从生物技术中获益。如果您只关注陶氏益农公司的 omega-9 脂肪酸计划，那么您就会知道，在过去的三年中，我们已经从北美饮食中去除了 5 亿磅的反式脂肪和饱和脂肪。想想这些健康指标对整个环境的次要影响；那是现代农业带给我们的另一个方面，人们通常没有意识到。
《大众科学》：在生物技术行业中，您是否指望出现非生物学手段来帮助实现可持续发展？例如，我听说过关于灌溉技术的改进以及利用信息技术更审慎地向作物输送水的有希望的讨论。在生物技术领域，您在多大程度上依赖其他行业的互补技术及其发展时间表？
费希霍夫：所有这些技术实际上都是齐头并进的。孟山都公司已承诺到 2030 年将其主要作物的产量翻一番，特别是玉米、大豆和棉花。我们认为这一成果必须来自三种不同的努力。一是广义上的生物技术，即新的基因插入和新的性状。二是生物技术对育种的支持——基本上是 DNA 标记辅助育种，以提高和改进植物育种者可获得的产量增长率。三是整个农艺实践领域，其中包括基于遥感和全球定位的精准农业。也就是说，根据田间条件在正确的位置播种正确的种子，或者精确施用农药、氮肥或其他投入品。它利用了新的灌溉设备和新的播种技术，例如，这些技术允许每英亩种植更多植物，同时仍然获得高产。我不认为仅靠其中任何一个部分就能让我们实现这些目标。我认为我们真的需要所有这三部分协同工作。
《大众科学》：转基因技术是公众最熟悉的，与您提到的许多性状的开发同义。
费舍尔：在先正达，我们认为不同技术的结合实际上将使我们能够在未来 25 年内将粮食产量提高 50%，这是我们为养活不断增长的世界人口所需要做的。因此，它不仅是生物技术；它不仅是种子遗传学；它也是作物保护化学品以及与其使用相关的技术。当然，我们知道转基因食品和农药产品是整个食品行业中经过最广泛测试和监管的产品，因此这应该让我们有信心，当这些产品上市时，它们是经过测试的，并且如果按照标签使用，它们是安全的。
费希霍夫：至少在某些领域，仍然存在很多争论。我认为我的所有同事都会同意，总的来说，数据表明存在明确界定、特征明确的益处：从某些作物农药用量的减少到产量的增加以及种植者价值的增加。我们已经看到，在那些技术可用的国家，种植者非常迅速地采用了这些技术。当然，我们在美国看到了玉米、大豆和棉花以及加拿大油菜籽的情况。
我认为印度种植的抗虫棉面积大约是美国的两倍，尽管与美国相比，转基因 [转基因] 棉花在那里起步相对较晚。我认为，在每个基本上能够通过“投票”来决定他们想要什么的国家，他们都看到了好处，并且已经广泛采用了这种技术。这说明了很多问题。
《大众科学》：但正如您所知，标准的反驳是，转基因作物的好处不成比例地归于种子生产商和大型农场，而不一定归于规模较小的农业利益集团，而后者在较贫穷地区可能更为常见。令很多人不安的是这些作物可持续性问题的经济方面。
费希霍夫：据我们了解，印度有近 400 万棉花种植者现在正在种植抗虫棉，而且他们种植棉花的规模非常小。我们在菲律宾的小规模种植者中也看到了类似的采用情况。在南非，我们看到了抗虫棉的情况。这些地方的价值显然站在种植者一边，我认为我们的种植者客户知道，我们的产品定价是根据它们提供的价值来确定的，无论产品涉及种子、转基因性状、还是新的化学品或处理方法。种植者获得了总价值的很大一部分。当然，我们都是以盈利为目的的公司，我们需要从我们生产的产品中赚钱，但我认为这根本不是不成比例地分配的。
加林德斯：未来 40 年我们面临的最大挑战将是满足更多人口的需求。如果不以可持续的方式去做，你就无法应对这种供应挑战。但与此同时，如果不满足未来 40 年世界的需求，你就无法实现可持续发展。
我认为这个框架使讨论更加集中。看看过去 10 年生物技术为发展中和发达的农业社区带来的价值。生物技术不是唯一的要素；它不是工具箱中唯一的工具。但我认为，如果我们想寻找，就会有足够的事实告诉我们，它已成为重要的工具之一。生物技术与机械、灌溉技术、IT 和信息全球化一起，正在为供应和可持续发展带来解决方案。
费舍尔：这不仅关乎我们开发的技术的益处，还关乎我们必须做出的可能的权衡。如果我们需要生产更多的粮食，我们可以通过扩大生产面积来实现，这将对环境产生影响，或者通过提高现有耕地的效率和生产力来实现。我认为答案是明确的：我们应该更加努力地利用现有的最佳技术来提高现有耕地的生产力。但这将是我们也需要讨论的问题。
《大众科学》：我相信你们都经常听到这样的评论：世界饥饿的真正原因不是缺乏食物，而是贫困问题。如果我们希望确保世界上所有的人都能吃饱，我们需要改革社会政治和经济结构的很大一部分。你们不同意吗？您是否认为生物技术仍然存在机会——也许改变技术比实现社会变革更容易？
博雷尔：嗯，也许如果我们以非洲为例，那里有很多人遭受贫困和营养不良之苦，技术可以提供帮助。有一些关于农民采用玉米杂交技术的故事，这从根本上改变了他们的生活——他们不仅能够养家糊口，还能够出售作物并有足够的钱送孩子上学。有很多关于人们生活受到影响的惊人故事，而对我们美国人来说，这只是相当基本的技术。
但这不仅仅是技术。它还需要获得信贷。它需要土地所有权。它需要保险。它需要市场准入和沟通。因此，我们所有人的一个重点当然是以能够发挥作用的方式将科学带入市场。但我认为——当然在杜邦公司——我们也在与各组织合作，努力改善基础设施建设和当地能力。就我们而言，我们几乎在我们运营的所有国家/地区都直接与农民合作。除了技术之外，还要努力帮助他们在正确的土地上获得正确的产品，无论是在爱荷华州中部还是在埃塞俄比亚的当地地区。
费希霍夫：我们无法解决世界上所有的贫困和粮食分配问题，但我们能做的一件事是确保我们的技术对所有规模和所有国家的农民都是可访问和可用的。
一个例子是我们如何与其他更能够解决这些问题的组织合作。孟山都公司与一些国际农业研究所和盖茨基金会合作，致力于在北美种植者可以使用耐旱玉米品种和杂交种后，尽快在非洲推广这些品种和杂交种。
费舍尔：这是我们在先正达公司采用的相同方法。我们开发我们的技术并努力调整它们，以便世界各地的农民都能负担得起。我们有一项政策，即免费提供我们的技术，以造福发展中国家的自给自足型农民。
费希霍夫：我们也不能忽视，我们现在似乎每年都在粮食供应和粮食需求之间保持大致平衡。随着人口的增加，为了不让更多的人营养不良，我们确实需要保持这种提高产量和生产力的势头，否则我们将处于更糟糕的境地。
博雷尔：我认为有些人会惊讶地意识到，2008 年有超过 1300 万农民种植了生物技术作物。当他们意识到其中超过 1200 万是小规模农民时，通常会感到惊讶。仍然有很多国家/地区尚未出现这些性状和先进技术，但该行业正在做很多工作，我们作为公司也在做很多工作，以将这些技术推广到能够真正发挥作用的地方，而与农业经营规模无关。