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全球小型农业创新热潮有助提高作物产量

2015-08-17来源:科学网新闻

气候变化正在威胁粮食体系,全球粮食收获已经落后于日益增长的需求。英国土壤协会创新主管Tom MacMillan及合作者日前在《自然》杂志撰文指出,粮食的可持续供给依赖于农业创新,但短期投资忽略了能提高作物产量的一个关键领域。
 
以英国为例,自上世纪70年代以来,农业研发(R&D)主要投资于几个拥有先进设备的研究机构。例如,英国生物技术和生物科学研究委员会将2010~2011年年度预算的27%投入到3个研究机构。该委员会主要负责食品安全的公共研究开支。种子和农用化学品跨国公司也倾向于投入数亿美元开发能被数百万农民使用的产品。
 
这种一刀切的方法已经获得了有限成功。2011年的一项分析显示,1965 年到1985年间,粮食产量增加了56%,而从1985年至2005年,这个数字降到20%,并且主要基于不可再生资源投入的增加。
 
但前进的步伐十分缓慢。在2013年的一份研究中,研究人员表示,世界主要产粮地区的粮食产量已经趋于平稳,例如东亚(稻米)和西北欧(小麦)。但也有国家的粮食产量在下降。
 
本土创造
 
MacMillan表示,下一代创新浪潮必须是小规模的。一个农民可以做什么以提高产量和效率不必与数千公里外的其他农民的做法一样,他们彼此的土壤、小气候和地质学等均存在不同。而且,作物和牲畜的生长依赖基因、管理和环境的相互作用。英国全球食品安全项目负责人、利兹大学种群生态学教授Tim G. Benton表示,随着气候模型的改变,粮食产量的增加将更多依赖适合当地现状的创新。“从研究机构流向农田的大型知识流必须有当地知识进行补充。”

加强农民自己的R&D将能以最小的额外付出获得重大的收获。各地的农民都是实用性的实验主义者,他们最了解自己土地的“个性”。现代农学实际是从实践中发展而来的,例如轮作谷物以重建土壤肥力、用肥料进行施肥,以及在土壤中添加石灰以改变其pH值。即使新机器、种子或化学品等那些并非由农民发明的技术也会被他们进行改造以适应当地的环境。
 
而农业R&D评估办公室等机构很少注意到这些重要贡献,Benton等人称,这些机构将农民视为知识的使用者而非创造者。当美国农业部合计全球私营部门每年投入在农业R&D的资金为200亿美元时,它并没有将农民的贡献纳入其中。农用机械、农药和种子等制造公司将其收益的约3%~11%投入R&D领域。从全球范围而言,如果农民的创新仅按农业生产(4万亿美元)的0.5%来估价,结果将能与私营部门正规的R&D投入相匹配。
 
MacMillan指出,帮助农民评估自己的创新点子将能得到一些最好的回报。但迄今为止,正规科学对这些方案敬而远之,而且大部分想法出现在发展中国家。“我们参加了英国一个聚焦农民的创新项目,这让我们确信此类参与性R&D将推动富裕国家的农业创新。”Benton和MacMillan说。
 
草根研究
 
农民发明早已不是新鲜事。研究人员提到,在肯尼亚农村、印度尼西亚的稻田间,以及其他农业产业化鞭长莫及的地方,小组研究项目承认和支持农民是创造者。
 
其中最著名的是农民教学与科研实验基地方法——农民定期开会,从邻居那里学习新方法。1989年,联合国粮食及农业组织在印尼启动了第一个此类项目,旨在通过帮助他们观察、识别和积极管理害虫的天敌,以减少稻农对农药的依赖。
 
从那时以来,亚洲、非洲和拉丁美洲的至少1000万小自耕农参加了教学与科研实验基地。今年,对71个项目的荟萃分析发现,农民从教学与科研实验基地中受益匪浅,针对性方案比大规模国家项目更加成功。

MacMillan等人表示,在定向措施中,参与者能获得知识和改变实践方法,从而获得更高的产出和收入。受到该方法的启发,一个英国项目修改了这种共享性学习,以适应工业化农业中的农民需求,这些农民通常不缺资金、培训和获取知识的途径。在2012年的试点中,英国启动了相关项目,旨在帮助农民作为创新者提高自己的技术,以利用更少的非再生资源获得更多的产出,实现环境和账本的双赢。
 
5~15个农民组成一个小组针对一个问题提出参与和实验方案,并在1年中参加4个研讨班。工作人员将帮助学习会议走上正轨。农学家、生态学家或动物学家等相关研究人员将为实验设计提供建议,并介绍已有的研究,以避免重复工作。
 
迄今为止,450位英国农民参加了大约20个不同主题的“田间试验室”。他们的农田面积从1公顷到1000多公顷。田间试验室讨论了如何控制黑色草(一种抗除草剂的杂草)、评估养鸡的经济效益,以及减少使用控释羊群肝吸虫药物的方法等。
 
由于样本量小和时间较短,这些田间试验室并不总能提供明确的答案。但是它们提高了科学标准:早期评估结果显示,参加户外试验室的大部分农民热衷于与正式研究进行接洽。而且一些试验室也得出了有用结论。例如,菜农测试了不包括泥炭块的堆肥(在开采过程中会释放温室气体)。与传统肥料相比,农民认为这些无泥炭的堆肥具有商业价值。另一方面,农学家也了解到如何节约劳动成本。

草根R&D项目也开始在发达国家遍地开花。欧盟资助的共享性育种项目号召农民培育更具可持续性的作物。意大利和法国的有组织小规模农民正在实验和挑选各种大麦、豆类、西兰花和玉米等作物。丹麦的动物学家也改良了农民教学与科研实验基地并在该国推广。
 
实地测试
 
现在,研究资助者也意识到询问农民需要知道什么的重要性。在英国,主要农业团体召开了一个名为“哺育未来”的磋商会,讨论精细农业、动物疾病管理等的优先顺序。“但是我们相信,田间实验室能通过支持大型研究机构视线外的低成本创新,提高农民的生产力。”Benton说,“当农民开始创造知识时,他们更可能采用新的实践方法。他们的视野更可能立足于当地条件。”
 
田间实验室吸引了颇具创造性的农民——推广最佳实践方案的早期尝试者。而目前该方法面临的挑战是评估和普及问题。至少在欧洲,问题已经摆上台面。为与共同农业政策和“地平线2020”项目等新一轮改革联系起来,欧盟启动了欧洲农业生产力和可持续性创新伙伴关系项目。该项目旨在通过联合农民、研究人员、企业家和其他利益相关者推动自下而上的解决问题的方法。在未来6年里,伴随着数亿欧元的食品和农业研究专款,这种创新精神的影响将是巨大的。
 
欧盟委员会还陈列了该方法的信条,并提到它是否起作用依赖于欧盟成员国如何应对相关挑战。MacMillan等人表示,要取得成功,除了建立农民供应商、消费者和政治代表间的联系外,政府必须将部分农村发展经费用于支持草根培训。政府还应该支持经纪人业务,帮助农民和相关研究人员按照自己的方式联合起来。
 
“是时候分散、多样化和充实农业R&D了。”MacMillan说,在任何农业创新系统中,农民都是重要的执行者,“帮助他们将喂饱全世界”。