在农业出现之前，地球上大部分地区都覆盖着多年生植物。这些多年生植物逐渐被每年都需要重新种植的粮食作物所取代。现在，科学家们正在考虑通过创造玉米和小麦等常见作物的多年生品种来扭转这种转变。如果他们成功了，世界上一些极度贫困地区的农田产量可能会飙升。这些植物也可能吸收地球大气中多余的碳。
几十年来，农业科学家一直梦想用同等的多年生植物取代一年生植物，但实现这一目标所需的基因技术直到过去 10 或 15 年才出现，农业生态学家杰瑞·格洛弗说。多年生植物比每年必须重新种植的作物有许多优势：它们深厚的根系可以防止侵蚀，这有助于土壤保持磷等关键矿物质，而且它们比一年生植物需要更少的肥料和水。传统种植的单一栽培作物是大气碳的来源，而种植多年生植物的土地不需要耕作，使其成为碳汇。
马拉维的农民已经在他们的常用主食玉米行之间种植多年生木豆行，从而获得了极高的产量。木豆是自给自足的农民非常需要的蛋白质来源，但豆类也增加了土壤水分保持力，并在不降低给定地块主要作物产量的情况下，使土壤碳和氮含量增加一倍。
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然而，要将多年生植物提升到新的水平——在传统作物的规模上采用它们——将需要大量的科学努力。康奈尔大学的植物遗传学家埃德·巴克勒计划开发多年生玉米品种，他认为需要五年时间来确定负责该性状的基因，还需要十年时间来培育出可行的品种。“即使使用现有的最高技术方法，你几乎可以肯定地说，多年生玉米的出现还需要 20 年的时间，”格洛弗说。
科学家们一直在通过使用先进的基因分型技术来加速多年生植物的开发。他们现在可以快速分析具有理想性状的植物基因组，以寻找基因与这些性状之间的关联。当第一代植物产生种子时，研究人员直接对幼苗进行测序，以找出数千株幼苗中保留这些性状的少数幼苗（而不是等待它们长大成熟，这可能需要数年时间）。
一旦一年生作物的多年生替代品可用，推广它们可能会对碳排放产生重大影响。关键在于它们的根系，每立方米表土中的根系将固存相当于该土壤质量 1% 的碳量。英国生物技术和生物科学研究委员会首席执行官道格拉斯·凯尔计算出，每年用多年生植物替代世界上 2% 的一年生作物，就可以去除足够的碳，以阻止大气中二氧化碳的增加。将地球上所有农田都转变为多年生植物，将固存相当于百万分之 118 的二氧化碳——换句话说，足以将大气温室气体浓度拉回到工业化前水平。