如果環境和經濟可持續性最終是在人類的消費和生產力之間取得平衡，那麼農業產業在這兩個方面都佔據了重要地位。它對地球資源的消耗是巨大的：它佔用了我們人類物種所取用的全部淡水的 70%，以及地球固體表面的 40% 以上（幾乎所有耕地），並伴隨著生物多樣性的喪失。然而，現代農業也是我們能夠生產足夠的食物來養活我們 68 億人口的唯一原因，而這一數字預計到本世紀中葉將超過 90 億。因此，跟上這種急劇上升的需求，不僅定義了農業的可持續性挑戰，也定義了人類的可持續性挑戰。
農業依賴於許多技術，但生物技術可能是其中最具影響力的技術。為了瞭解該行業如何看待其提高全球作物生產力和可持續性的前景，《大眾科學》特約編輯約翰·倫尼與四家領先的農業生物技術公司的代表進行了對話。以下是他們編輯後的對話的節選版本。——編輯部
參與者
詹姆斯·C·博雷爾
杜邦集團副總裁
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瓦爾德馬·費舍爾
先正達作物保護北美區總裁
大衛·A·費希霍夫
孟山都技術戰略與發展副總裁
安東尼奧·加林德斯
陶氏益農作物全球業務部門副總裁
《大眾科學》：為了使農業和農業生物技術實現可持續發展，行業界所做的努力在多大程度上是對當今市場上對可持續發展的需求的響應？又在多大程度上是認為未來將存在可持續發展的市場機遇或必然性？
博雷爾：可持續發展是杜邦公司的核心理念，並且已經有數百年的歷史。生物技術是我們用來幫助我們前進的工具之一。當我想到農業時，生物技術正在幫助我們幫助農民在相同或更少的土地上以更可持續的方式生產更多產品。我認為生物技術是一套工具，它們正在幫助我們實現公司的使命。
費希霍夫：長期以來，農業生物技術的目的之一就是用更少的投入生產更多的產品，減少農藥投入，解決諸如缺水或耐旱性等問題。人口增長、糧食需求增加以及氣候變化等問題只會加倍我們對這些事情的關注。
加林德斯：您還必須考慮到，作為一個行業，我們需要預測未來 10 年或 15 年的市場環境、監管環境和環境標準，因為我們今天發現的每一種產品都需要那麼長時間才能推向市場。您始終知道這些標準在不斷提高，並且在過去 50 年中一直在這樣做。所以我認為作為一個行業，它一直存在於我們的工作方式之中。
費舍爾：面對我們未來的挑戰——世界人口增長和飲食習慣的改變——我們知道，在 25 或 30 年後，我們將不得不比今天多生產 50% 的食物。因此，我們將不得不以更少的投入獲得更多的產出。先正達認為，生物技術是實現這一目標的工具之一。為了應對這一挑戰，種植者將需要獲得最好的可用技術。
《大眾科學》：主要的保護和可持續發展擔憂涉及淡水和表土。解決這些問題的一些最佳技術方案是什麼？也許我們也可以談談非技術方案。
費希霍夫：對於農業而言，世界分為兩類作物：一類是目前從降雨等來源獲得足夠淡水的作物，另一類是農民需要求助於收集水，例如透過灌溉或其他來源獲取水的作物。但我認為，即使在主要靠雨水灌溉的作物中，您也可以說幾乎每種作物在其生長季節的某個時候都會缺水。在孟山都和整個行業，解決這一巨大挑戰的方法實際上是我們目前在農業領域所做的主要工作。
一種是透過育種——儘可能地改良作物，並利用作物種質的自然多樣性來提高耐旱性水平，即更好地利用現有水資源的能力。除此之外，還可以使用基因工程技術來增強這種能力——將新的基因引入作物中，使其對類似乾旱的條件具有更高的耐受性。我認為這兩種技術都顯示出極好的前景。長期以來，這一直是農業和農業生物技術中存在的問題，我認為我們終於看到了可以期待作物具有更高的水分利用效率的一天。
博雷爾：耐旱性和氮利用效率非常令人興奮。它們不會在明年準備就緒，但也不遠了。如果您考慮到您提到的更廣泛的問題，通常解決方案是一套技術，甚至可能是一些超出技術範圍的管理實踐。例如，農民已經轉向大幅減少耕作，這有助於減少土壤侵蝕並減少農業對環境的影響——這部分得益於作物遺傳學的進步，部分得益於更好的作物保護化學品，部分得益於更好的裝置等等。因此，整個系統都在向前發展，而且大多數時候，您會發現農民對環境可持續性的興趣不亞於甚至高於那些不住在農場的人。
費舍爾：在先正達，我們有識別植物遺傳變異和生理變化的計劃，這些計劃可以幫助植物在乾旱和其他脅迫條件下生存，我們嘗試透過育種技術將這些識別出的基因納入其中。我們預計在 2011 年後推出我們的首批水最佳化產品。我們也在開發其他替代方案。以我們明年將在美國推出的名為 Invinsa 的產品為例。它可以保護作物在長時間高溫和輕度至中度乾旱以及其他作物脅迫期間的產量。
費希霍夫：公眾可能沒有意識到，在某些情況下，現代農業技術的好處來自於免耕和少耕方法的傳播和採用。而這些方法在很大程度上——並非完全如此，但在很大程度上——得益於耐除草劑作物的使用，例如那些具有我們 Roundup Ready 特性和其他特性的作物，這些作物幫助農民更有效地使用少耕方法。這並不是耐除草劑技術是一件好事並幫助農民和幫助可持續發展的唯一原因，但這是我認為經常被忽視的附帶好處之一。
加林德斯：我認為今天在座的所有公司都將在解決乾旱和洪水或過量水或減少氮肥使用方面進行重大投資。但還有其他角度。例如，我們今天正在健康油領域從生物技術中獲益。如果您只關注陶氏益農公司的 omega-9 脂肪酸計劃，那麼您就會知道，在過去的三年中，我們已經從北美飲食中去除了 5 億磅的反式脂肪和飽和脂肪。想想這些健康指標對整個環境的次要影響；那是現代農業帶給我們的另一個方面，人們通常沒有意識到。
《大眾科學》：在生物技術行業中，您是否指望出現非生物學手段來幫助實現可持續發展？例如，我聽說過關於灌溉技術的改進以及利用資訊科技更審慎地向作物輸送水的有希望的討論。在生物技術領域，您在多大程度上依賴其他行業的互補技術及其發展時間表？
費希霍夫：所有這些技術實際上都是齊頭並進的。孟山都公司已承諾到 2030 年將其主要作物的產量翻一番，特別是玉米、大豆和棉花。我們認為這一成果必須來自三種不同的努力。一是廣義上的生物技術，即新的基因插入和新的性狀。二是生物技術對育種的支援——基本上是 DNA 標記輔助育種，以提高和改進植物育種者可獲得的產量增長率。三是整個農藝實踐領域，其中包括基於遙感和全球定位的精準農業。也就是說，根據田間條件在正確的位置播種正確的種子，或者精確施用農藥、氮肥或其他投入品。它利用了新的灌溉裝置和新的播種技術，例如，這些技術允許每英畝種植更多植物，同時仍然獲得高產。我不認為僅靠其中任何一個部分就能讓我們實現這些目標。我認為我們真的需要所有這三部分協同工作。
《大眾科學》：轉基因技術是公眾最熟悉的，與您提到的許多性狀的開發同義。
費舍爾：在先正達，我們認為不同技術的結合實際上將使我們能夠在未來 25 年內將糧食產量提高 50%，這是我們為養活不斷增長的世界人口所需要做的。因此，它不僅是生物技術；它不僅是種子遺傳學；它也是作物保護化學品以及與其使用相關的技術。當然，我們知道轉基因食品和農藥產品是整個食品行業中經過最廣泛測試和監管的產品，因此這應該讓我們有信心，當這些產品上市時，它們是經過測試的，並且如果按照標籤使用，它們是安全的。
費希霍夫：至少在某些領域，仍然存在很多爭論。我認為我的所有同事都會同意，總的來說，資料表明存在明確界定、特徵明確的益處：從某些作物農藥用量的減少到產量的增加以及種植者價值的增加。我們已經看到，在那些技術可用的國家，種植者非常迅速地採用了這些技術。當然，我們在美國看到了玉米、大豆和棉花以及加拿大油菜籽的情況。
我認為印度種植的抗蟲棉面積大約是美國的兩倍，儘管與美國相比，轉基因 [轉基因] 棉花在那裡起步相對較晚。我認為，在每個基本上能夠透過“投票”來決定他們想要什麼的國家，他們都看到了好處，並且已經廣泛採用了這種技術。這說明了很多問題。
《大眾科學》：但正如您所知，標準的反駁是，轉基因作物的好處不成比例地歸於種子生產商和大型農場，而不一定歸於規模較小的農業利益集團，而後者在較貧窮地區可能更為常見。令很多人不安的是這些作物可持續性問題的經濟方面。
費希霍夫：據我們瞭解，印度有近 400 萬棉花種植者現在正在種植抗蟲棉，而且他們種植棉花的規模非常小。我們在菲律賓的小規模種植者中也看到了類似的採用情況。在南非，我們看到了抗蟲棉的情況。這些地方的價值顯然站在種植者一邊，我認為我們的種植者客戶知道，我們的產品定價是根據它們提供的價值來確定的，無論產品涉及種子、轉基因性狀、還是新的化學品或處理方法。種植者獲得了總價值的很大一部分。當然，我們都是以盈利為目的的公司，我們需要從我們生產的產品中賺錢，但我認為這根本不是不成比例地分配的。
加林德斯：未來 40 年我們面臨的最大挑戰將是滿足更多人口的需求。如果不以可持續的方式去做，你就無法應對這種供應挑戰。但與此同時，如果不滿足未來 40 年世界的需求，你就無法實現可持續發展。
我認為這個框架使討論更加集中。看看過去 10 年生物技術為發展中和發達的農業社群帶來的價值。生物技術不是唯一的要素；它不是工具箱中唯一的工具。但我認為，如果我們想尋找，就會有足夠的事實告訴我們，它已成為重要的工具之一。生物技術與機械、灌溉技術、IT 和資訊全球化一起，正在為供應和可持續發展帶來解決方案。
費舍爾：這不僅關乎我們開發的技術的益處，還關乎我們必須做出的可能的權衡。如果我們需要生產更多的糧食，我們可以透過擴大生產面積來實現，這將對環境產生影響，或者透過提高現有耕地的效率和生產力來實現。我認為答案是明確的：我們應該更加努力地利用現有的最佳技術來提高現有耕地的生產力。但這將是我們也需要討論的問題。
《大眾科學》：我相信你們都經常聽到這樣的評論：世界飢餓的真正原因不是缺乏食物，而是貧困問題。如果我們希望確保世界上所有的人都能吃飽，我們需要改革社會政治和經濟結構的很大一部分。你們不同意嗎？您是否認為生物技術仍然存在機會——也許改變技術比實現社會變革更容易？
博雷爾：嗯，也許如果我們以非洲為例，那裡有很多人遭受貧困和營養不良之苦，技術可以提供幫助。有一些關於農民採用玉米雜交技術的故事，這從根本上改變了他們的生活——他們不僅能夠養家餬口，還能夠出售作物並有足夠的錢送孩子上學。有很多關於人們生活受到影響的驚人故事，而對我們美國人來說，這只是相當基本的技術。
但這不僅僅是技術。它還需要獲得信貸。它需要土地所有權。它需要保險。它需要市場準入和溝通。因此，我們所有人的一個重點當然是以能夠發揮作用的方式將科學帶入市場。但我認為——當然在杜邦公司——我們也在與各組織合作，努力改善基礎設施建設和當地能力。就我們而言，我們幾乎在我們運營的所有國家/地區都直接與農民合作。除了技術之外，還要努力幫助他們在正確的土地上獲得正確的產品，無論是在愛荷華州中部還是在衣索比亞的當地地區。
費希霍夫：我們無法解決世界上所有的貧困和糧食分配問題，但我們能做的一件事是確保我們的技術對所有規模和所有國家的農民都是可訪問和可用的。
一個例子是我們如何與其他更能夠解決這些問題的組織合作。孟山都公司與一些國際農業研究所和蓋茨基金會合作，致力於在北美種植者可以使用耐旱玉米品種和雜交種後，儘快在非洲推廣這些品種和雜交種。
費舍爾：這是我們在先正達公司採用的相同方法。我們開發我們的技術並努力調整它們，以便世界各地的農民都能負擔得起。我們有一項政策，即免費提供我們的技術，以造福發展中國家的自給自足型農民。
費希霍夫：我們也不能忽視，我們現在似乎每年都在糧食供應和糧食需求之間保持大致平衡。隨著人口的增加，為了不讓更多的人營養不良，我們確實需要保持這種提高產量和生產力的勢頭，否則我們將處於更糟糕的境地。
博雷爾：我認為有些人會驚訝地意識到，2008 年有超過 1300 萬農民種植了生物技術作物。當他們意識到其中超過 1200 萬是小規模農民時，通常會感到驚訝。仍然有很多國家/地區尚未出現這些性狀和先進技術，但該行業正在做很多工作，我們作為公司也在做很多工作，以將這些技術推廣到能夠真正發揮作用的地方，而與農業經營規模無關。