我国需要担心粮食安全问题吗?转基因技术支撑很重要|餐桌上的物种

核心要点
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    我们人口巨大、人均耕地面积很少,虽然我们现在的主粮自给基本没问题,但是我们的饲料粮缺口还是比较大的。

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    随着生活水平的提高,我们的粮食消费正在从吃淀粉(米面)逐步转向需求更多的蛋白质。这样的需求转变背后,一定是需要科技作为支撑的。任何一个民族,如果不去追求新的技术,那这个国家的发展肯定会受到限制和阻碍。

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    2023年中国进口1.6亿吨粮食,平均到每个人头上就是每年200多斤。如果不进口粮食,单靠转基因技术可能也没办法解决潜在的粮食安全风险。

近年来,频发的极端天气和自然灾害给“看天吃饭”的农业带来了很大的不确定性,国际形势的急剧变化也给全球粮食贸易市场蒙上了日益浓重的阴影。在此背景下,作为人口大国,我们有必要担心粮食安全问题吗?我国提升粮食产量的可能性渠道还有哪些?为什么说生物育种技术是我国农业创新发展的一道必做题?
本期“一起来唠科”联合北京科技报,邀请了复旦大学希德书院院长,上海科普作家协会理事卢宝荣、农学博士,浙江大学求是特聘教授沈志成和科普作家袁越,围绕粮食安全与转基因农业,一起来探寻背后的困境与解法。
一、我国存在着很大的粮食缺口,也面临着很多严峻的挑战
黄诗玥(圆桌主持人,腾讯新闻科学编辑)近年来,因为气候变暖带来的极端天气和自然灾害增多,以及国际形势变化的影响,让很多人开始担心粮食安全问题。据国家统计局2023年12月11日发布数据显示,2023年全国粮食总产量13908.2亿斤,比上年增加了177.6亿斤,增长1.3%,这也是连续9年稳定在1.3万亿斤以上了。在此背景下,我国还需要担心粮食安全问题吗?
沈志成(农学博士,浙江大学求是特聘教授)我们国家的粮食工作做得很好,但从本质上说,我们的粮食供给还是比较紧张的。我们人口巨大、人均耕地面积很少,虽然我们现在的主粮自给基本没问题,但是我们的饲料粮缺口还是比较大的。现在生活水平提高了,除了主粮,人们还需要吃大量的鸡鸭鱼肉这些非主粮食物。如果饲料粮不足,那我们可食用的鸡鸭鱼肉就会变少,同时也会增加对主粮的需求,所以从本质上说我们的粮食供给还是不够的。为了增加饲料粮的供给,我们在2023年进口了接近1亿吨的大豆、2000多万吨的玉米。如果换算成种植面积,有几亿亩之多。截止到2022年底,我国的耕地面积是19.14亿亩,却要进口几亿亩的饲料粮,这个缺口还是比较大的。因此,我们国家的粮食安全问题始终是需要重视的。
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我国2023年粮食产量13908.2亿斤(图|视觉中国)
黄诗玥:为了应对气候变化、地缘政治动荡等不确定性因素,我们能看到不少国家都在逐步放宽对转基因作物的限制。从弥补供需的角度,我国提升粮食产量的可能性渠道还有哪些?在此背景下,生物育种技术产业化是不是势在必行?
卢宝荣(复旦大学希德书院院长,上海科普作家协会理事)刚才沈老师也介绍了,随着生活水平的提高,我们的粮食消费正在从吃淀粉(米面)逐步转向需求更多的蛋白质。这样的需求转变背后,一定是需要科技作为支撑的。
我国2022年的粮食进口总量约1.44亿吨,2023年是1.6亿吨。可见,我们存在着很大的粮食缺口,也面临着很多严峻的挑战。第一个挑战是世界上的人口在不断增加,而耕地面积又在不断缩减,我国为此也提出了坚守18亿亩耕地红线的指标,这就需要我们通过使用新的技术在有限的土地中生产出更好、更多的粮食;第二个挑战是我国大量的农村人口进入城市,尤其是大量农村青壮年外流之后,以前那种劳动密集型的农业生产方式就没法经营了,这就更需要技术来支撑;第三个挑战是全球气候变化的影响,寒潮、高温、洪涝等极端天气变得愈加频繁和难以预料,我们都说“农业是靠天吃饭”,因此也需要技术来应对气候变化,比如培育耐高温、耐旱的新品种等等。
转基因技术就是全世界目前都比较看好的一项技术。传统的作物改良,主要是依靠老天爷来实现基因突变,或者依靠人工杂交进行遗传基因的重组使其产生更多的变异,但前一种方式突变的概率很低,后一种方式受限条件又较多,比如亲缘关系较远的物种之间就没法依靠人工杂交的方式来实现基因的转移。实际上,转基因技术不过是给我们提供了更多可以利用的资源,让我们的工作更高效、更精准、更符合人类需求,为农业的可持续发展提供支撑。
从上世纪90年代起,美国、加拿大等发达国家就已经开始在应用这项技术了。早在1996年,美国就已经在市场上推出了转基因的西红柿。随着转基因技术发展得越来越好、越来越快,目前全世界的转基因作物种植面积已经非常大了(2022年全球转基因作物种植面积达2.022亿公顷(30.33亿亩)。来自:转基因权威关注http://www.moa.gov.cn/ztzl/zjyqwgz/kpxc/202312/t20231219_6443018.htm)。
二、种植品种单一化,其症结恰恰在于转基因作物品种太少
黄诗玥:在围绕转基因作物的相关讨论中,也有观点认为转基因作物的优势会让种植品种日益单一化,进而变得很脆弱,反而会加剧粮食安全的风险,对此该如何理解?
袁越(科普作家,《人造恐慌:转基因全球实地考察》作者)听到2023年中国进口1.6亿吨粮食,可能很多人都没有什么概念。如果除以中国人口数,那平均到每个人头上就是每年200多斤。你一个月才能吃多少斤?所以,如果不进口粮食,单靠转基因技术可能也没办法解决潜在的粮食安全风险。采用和推广转基因技术,主要的目的还是环保、降低农民的生产成本。
那转基因技术会让种植作物品种单一化吗?其实,目前转基因一般转的是一两个基因,一两个性状,而一个物种是由成千上万个基因组成的。转基因种植品种单一化的问题,它的症结恰恰在于我们的转基因作物品种还太少了。目前相关技术的研发还不够多,转基因技术只能用在少数的作物品种上面,从而让人们觉得转基因作物的品种比较单一。将来转基因技术日益发展,参与其中的人越来越多,我相信转基因作物品种会变得越来越多样化。
卢宝荣:由于上世纪的绿色革命,一些优良作物品种被培育出来之后,当地农民就倾向于使用这些优良品种,由此导致了很多传统品种的消失。这就造成了我们所说的品种单一化的问题。而品种单一化和转基因技术的使用是没有关系的。不过,目前转基因作物也存在布局的问题,具有不同性状的转基因作物品种还是太少了。将来我们通过转基因技术培育出各式各样的高产优质品种,再有合理的布局,就可以保证作物品种的多样化。
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华中农业大学转基因作物试验基地水稻种植区(图|视觉中国)
三、我国转基因技术发展存在的问题与挑战
黄诗玥:那我国当前整体的转基因作物种植的现状是怎样的?都有哪些作物采用了转基因品种种植,种植面积和占比如何?
沈志成:我国最早推广的转基因作物是棉花。我国目前的棉花种植大概有4500万亩,基本上都是转基因品种。它的抗虫性状,对农民来说确实很有帮助,于是在种植的时候基本都选择了转基因品种。我国另一个推广种植的转基因作物是番木瓜,种植面积整体比较小,但仍在种植的抗病毒的番木瓜也基本都是转基因的。总的来说,我国真正实现商业化推广应用的转基因作物主要就是这两种。这次有多个转基因玉米和大豆品种获批,也意味着我们的转基因玉米和大豆正在接近商业化推广了。
黄诗玥:在世界各国中,我国目前的转基因技术研究和应用处于怎样的水平?有哪些优势和缺点,差距在哪?
卢宝荣:相比国外,我国目前的转基因技术和产业发展主要存在两个问题。
其一,从种类来看,我国转基因作物的品类还相对比较单一。经过20多年的发展,我国真正实现商业化推广的转基因作物主要就是棉花和木瓜,而国外的品类要丰富得多,包括转基因的油菜、牧草等等。虽然现在我国的转基因大豆和玉米也在赶上来,但整体种类还是偏少。
其二,从技术源头来说,目前我国的不少转基因品种都是在国外技术的基础上改良出来的,整体确实还存在技术差距。希望将来我国能够不断有原创性的、具有自主知识产权的技术突破出来,这样才能对我国总体的生物育种产业起到一个非常好的支撑作用。
袁越:我从2007年开始做转基因作物的相关报道,去了全世界大部分种植转基因作物的国家。我观察的情况是,在加拿大、美国、阿根廷、巴西、西班牙、菲律宾等这些国家,转基因大豆和玉米的种植都是非常普及的。而且这些国家的转基因作物培育已经进入第二代、第三代了,发展比较快,但应用最广的还是抗虫、抗除草剂的基因,只不过是把这两种性状做了叠加、组合,这是一个思路。
另一个思路是基因编辑。其实在欧美也有很多人是反对转基因技术的,所以很多公司把注意力转向“基因编辑”(通过基因编辑技术对生物体基因组特定目标进行修饰的过程。高效而精准的实现基因插入、缺失或替换,从而改变其遗传信息和表现型特征)来进行作物种子的研发。他们认为转基因是把一个外源基因转进来,而基因编辑只是把原来的基因做一些删减或者剪切,影响没那么大,所以在很多西方国家阻力要小很多。我希望将来的转基因技术或者基因编辑技术不只在抗虫、抗除草剂、节约化肥这些方面发挥作用,还能实现增加作物营养成分等其它性能的改进。
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转基因玉米想象图(图|视觉中国)
沈志成:基因编辑跟转基因,其实解决的是不同的问题。有些问题可以同时用转基因或者基因编辑去解决,我觉得这种情况下可能基因编辑的方法更好,因为它确实改得更少。但有些问题可能基因编辑是解决不了的,比如在抗虫领域,至少到目前为止我们的抗草地贪夜蛾(草地贪夜蛾被联合国粮农组织列为全球十大预警害虫之一,对玉米的危害尤其大)还没有找到基因编辑的解决方案,现阶段还只能用转基因的方法。所以我觉得基因编辑和转基因,应该是相互帮助,共同使用,才能真正地帮助我们解决问题。
卢宝荣:无论是转基因,还是基因编辑,我们统称为生物技术,只不过手段稍稍有点不一样。基因编辑技术被称之为“上帝的手术刀”,相比转基因可能会更精准。我们国内的研究机构和公司也注意到了这个技术发展的潜力,国家也特别重视。总而言之,在生物技术这个大的领域里面,确实有很多我们需要去发展的新技术,它会给人类的发展带来很大的助力。我想任何一个民族,如果不去追求新的技术,那这个国家的发展肯定会受到限制和阻碍。
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