在農業出現之前，地球上大部分地區都覆蓋著多年生植物。這些多年生植物逐漸被每年都需要重新種植的糧食作物所取代。現在，科學家們正在考慮透過創造玉米和小麥等常見作物的多年生品種來扭轉這種轉變。如果他們成功了，世界上一些極度貧困地區的農田產量可能會飆升。這些植物也可能吸收地球大氣中多餘的碳。
幾十年來，農業科學家一直夢想用同等的多年生植物取代一年生植物，但實現這一目標所需的基因技術直到過去 10 或 15 年才出現，農業生態學家傑瑞·格洛弗說。多年生植物比每年必須重新種植的作物有許多優勢：它們深厚的根系可以防止侵蝕，這有助於土壤保持磷等關鍵礦物質，而且它們比一年生植物需要更少的肥料和水。傳統種植的單一栽培作物是大氣碳的來源，而種植多年生植物的土地不需要耕作，使其成為碳匯。
馬拉維的農民已經在他們的常用主食玉米行之間種植多年生木豆行，從而獲得了極高的產量。木豆是自給自足的農民非常需要的蛋白質來源，但豆類也增加了土壤水分保持力，並在不降低給定地塊主要作物產量的情況下，使土壤碳和氮含量增加一倍。
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然而，要將多年生植物提升到新的水平——在傳統作物的規模上採用它們——將需要大量的科學努力。康奈爾大學的植物遺傳學家埃德·巴克勒計劃開發多年生玉米品種，他認為需要五年時間來確定負責該性狀的基因，還需要十年時間來培育出可行的品種。“即使使用現有的最高技術方法，你幾乎可以肯定地說，多年生玉米的出現還需要 20 年的時間，”格洛弗說。
科學家們一直在透過使用先進的基因分型技術來加速多年生植物的開發。他們現在可以快速分析具有理想性狀的植物基因組，以尋找基因與這些性狀之間的關聯。當第一代植物產生種子時，研究人員直接對幼苗進行測序，以找出數千株幼苗中保留這些性狀的少數幼苗（而不是等待它們長大成熟，這可能需要數年時間）。
一旦一年生作物的多年生替代品可用，推廣它們可能會對碳排放產生重大影響。關鍵在於它們的根系，每立方米表土中的根系將固存相當於該土壤質量 1% 的碳量。英國生物技術和生物科學研究委員會執行長道格拉斯·凱爾計算出，每年用多年生植物替代世界上 2% 的一年生作物，就可以去除足夠的碳，以阻止大氣中二氧化碳的增加。將地球上所有農田都轉變為多年生植物，將固存相當於百萬分之 118 的二氧化碳——換句話說，足以將大氣溫室氣體濃度拉回到工業化前水平。