——中国科学院副院长李家洋院士在南京的演讲
李家洋，植物分子
遗传学家，中国科学院副院长，院士。主要从事植物分子遗传学研究，是我国植物遗传与发育生物学研究的带路人，开拓了水稻分蘖控制分子机理研究的新领域，取得了许多突破性的成果。先后获得国家自然科学奖二等奖、全球华人生物科学家大会生命科学成就奖、何梁何利生命科学奖等。
核心提示
随着生物技术的发展，科技对农业的贡献将更加突出，而面对世界范围内日益严峻的粮食和农业增产形势，以及化肥农药污染造成的生态环境问题,我们是否能够利用转基因生物新品种培育、生物肥料技术、生物农药和新生物
制剂研发等现代农业生物技术，为人类生活带来一场新绿色革命呢？
从世界背景来看，中国的粮食安全是个重大问题，要确保粮食供给，需要强有力的科技支撑。因此，今天，我们就一起来探讨现代生物技术，以及我对发展高效可持续农业维护粮食安全的一些思考。
谁来养活中国人？
我们都知道农业是一个国家的经济基础，特别是在我国它有很多重大功能，比如保障食物安全、保护生态环境、促进人口健康、提供工业原料、发展再生能源以及提供人力资源等等。
农业最主要的功能是提供食物，几千年来，古今中外都是这样。民以食为天，食物的安全实际上有两个方面，一个是食物量的安全，一个是食物质的安全，量的安全是说我们应该有足够的食物量。国际上有一个大致的概念，是说粮食储备如果能够达到满足次年消费的20％左右，这个国家基本上达到食物的安全，如果是低于14％就可能有危机。
食物安全实际上是一个由来已久的问题，尤其是20世纪上半叶在世界范围内发生的粮食危机，使其成了人们更加关注的焦点。联合国粮农组织于20世纪70年代提出，粮食安全，一个是粮食安全或者是食物安全，另一个就是通常说的
食品安全。
在上个世纪70年代的时候，有关世界食物安全的主要问题是粮食生产不足导致的世界范围内的粮食危机。但是经过各个国家的充分重视以后，世界粮食问题得到充分解决，这种危机已经大大缓和。当然很多发展中国家，比如非洲，粮食问题还是非常严重的。进入到上世纪90年代以后，世界上的粮食库存减少，不过到了本世纪初的时候，粮食库存又慢慢增加。但是令我们大家感到非常惊讶的是粮食的价格，从去年开始世界粮食价格出现剧烈的波动，有一段时间泰国
出口的大米每吨达到1000美元，当然现在又出现快速下降。这就说明世界粮食的供给是一个脆弱的平衡，那一段时间因为出现能源危机，尤其是美国大概25％—30％的玉米转变成做乙醇等汽车燃料去了，所以人们产生一种恐慌的心理。从去年6月份以后，大米、小麦、玉米等主要农作物都是如此。
我们国家在改革开放以后，基本解决了食物短缺的问题，尤其是在北方可能感受得更深。我做研究生的时候，我们吃大米都要票，一个月6斤大米，其他的还有窝窝头、粗粮，然后还有面条。但是现在，全国不论是什么地方，食物供给都非常丰富。我要提醒大家注意的是，在1998年的时候，我们国家的粮食产量达到高峰，到1999年就开始下滑，一直到2003年，这个期间的粮食产量几乎跟1984年的粮食产量持平。这引起了我们政府的关注，尤其是我们国家从2004年开始，每年一号文件都是解决农业问题，在中央政府、各个省、各个地方政府以及像我们中国科学院这样的科研机构努力下，中国的粮食从2004年开始又逐步回升，今年估计比1984年的最高峰还略微高一点儿。
总的来说，我国粮食在大增产的同时，也付出很多的代价。比如说我们农业生产资料的投入，一直是非常高的，我国是世界上最大的化肥消费国，2004年化肥使用的总量占到全球的40％左右。农药也同样，现在全国每年使用的农药有23万吨，每公顷使用的农药为24公斤。这么多农药化肥的使用，就造成了非常严重的污染，尤其是富营养化，造成生态环境的恶化，同时由于我们土地过度开垦，造成了土地质量下降等等问题。
耕地也是这样，我们城镇化发展得非常快，最近大概城镇化的人口已经达到45％左右。这就意味着我们很多的耕地被占用，所以去年全国人大会议提出要确保18亿亩耕地的重大问题。如何从别的地方把新的耕地数补充上去，以确保我们粮食的生产，这也是各级政府要解决的问题。
我国的基本国情是人口多、土地和淡水资源不足，生态环境脆弱，这些基本国情决定了粮食安全问题将长期存在，长远实现粮食总量的平衡和保障食物安全仍是一项艰巨的任务。
在上个世纪90年代的时候，美国有一个学者出了一本书，叫作《谁来养活中国人》，他一直关注中国的粮食问题怎么去解决。尽管我们后来的发展证明，他的担心是多余的。但是他算了另外一笔账，如果中国人像美国人一样生活，我们每个家庭都有一辆汽车的话，中国汽车占有的土地，就是我们现有的耕地量。然后从水的问题来看，认为中国依然没有解决粮食的长期安全问题。不论什么原因，我觉得这都是非常重要的。正因为这样，我们国家才提出如何增产粮食，除了在政策上给予了大力支持，可能还是需要科技的支撑，农业科技涉及的面非常广，包括品种、农药、肥料等设施、技术、方法上的进步都对农业有非常重要的影响。
“金米”可解决
营养缺乏问题
我所谈的现代农业生物技术，偏重于生物技术。生物技术是一门新兴的、综合性的学科。它以现代生命科学的发展为基础，结合基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程等先进的工程技术手段，按照预先的设计改造生物体(包括植物、动物和
微生物)或加工生物原料，为人类生产出所需的粮食、医药、食品、能源、化工原料等各类产品，从而保证工业、农业、人口健康、生态、环境等领域的发展。
农业生物技术最主要的就是绿色革命，在1996年罗马举行的世界粮食首脑会议上，明确地提出解决世界粮食问题以及食物安全的有效途径，就是推行一次建立在可持续发展基础之上的新的绿色革命。
绿色革命其主要内容是大规模推广矮秆、半矮秆、抗倒伏、产量高、适应性广的小麦和水稻等作物优良品种，并配合灌溉、施肥等技术的改进。这一农业技术革新取得了惊人的进展，被誉为绿色革命。
墨西哥从1960年推广矮秆小麦，短短3年间占到了种植面积的35％，总产接近200万吨，比1944年提高5倍，并部分出口。印度从1966年实施绿色革命发展战略，至1980年促使粮食总产量从7235万吨增至15237万吨，由粮食
进口国变为出口国。菲律宾从1966年起结合水稻高产品种的推广，采取了增加投资、兴修水利等一系列措施，于1966年实现了大米自给。
绿色革命的成就史无前例。在推广绿色革命的11个国家中，水稻单产上世纪80年代末比70年代初提高了63％。通过提高单产避免了过度开垦新的土地，倘若在1999年使用与1950年相同的传统农耕手段，我们需要额外的18亿公顷土地。
绿色革命发展当中也有一些局限的地方，最主要的就是当时倡导绿色革命的时候，通常是以高肥高农药的方式，这也带来很多的问题，粮食的品质、营养各个方面在这里面还没有得到解决，所以国际上一批科学家、政府提出来要进行新的绿色革命，1990年的世界粮食理事会第16次会议首次提出在发展中国家开展新的绿色革命，即第二次绿色革命。其发展趋向有三个方面，在巩固水稻、小麦、玉米育种等第一次绿色革命成果的基础上，向农业其他领域扩展。
各国对新绿色革命的方案也不完全相同，比如说国际农业研究磋商组织，就是CGIAR，它的思路是提出帮助第三世界贫困人口脱贫，现在为止国际上正在形成这一个理念，并没有完全说现代的粮食技术是做什么，我想总有一天随着大家的深入研讨，政府投入得更多，新的绿色革命一定会实现的。它的内涵主要是提高产量，比如说通过抗逆性、抗除草剂、养分高效利用等改善品质，还有很重要的是增强功能，这些都是现代农业的范畴。从长远看新绿色革命最后的成功，将会使农业发生一次真正的变革，使我们做农业就像做工业一样去做。
国际上非常有名的“金米”就是新绿色革命典型的例子，这种高科技生产出的金色大米里面有维生素A。因为维A缺乏导致很多发展中国家人口出现营养问题，吃大米的时候如果里面本身含有维生素A比较多的话就不要去医治了，这样一批科学家就把这个基因给克隆出来，放到水稻里面去，你在吃饭的时候，这些维生素A的摄入就够了。
除此之外，还有激素。某种激素过去我们只能从人类血液、猪的心脏提取，多少吨才能提取一点儿，价格贵。现在就可以进行表达，比如说现在有的人做血红的激素，你可以到植物或者是动物里面表达，表达完了以后你就可以提取。有人提出把牛或者羊在它产生的牛奶或者羊奶的乳里面表达，然后把它提取出来就行了，所以说一头奶牛一头奶羊，它就是一个大的激素工厂。
总之，新绿色革命是农业生产的革命，能够增加粮食产量，改善食物品质，增强抗逆能力，提高养分利用。新绿色革命也是环境保护的革命，降低化肥使用，避免水土污染，减少农药喷洒，保护生态环境。新绿色革命是保护人健康的革命，包括改善营养结构，提高生活质量，研制绿色医药，保障人类健康。同时，新绿色革命也是工业原料的革命，可发展生物能源，摆脱能源危机。
国外超过3000种转基因食品没有出现问题
转基因作物的发展是非常迅速的，我们可以看到，2007年种植转基因作物的农民新增到了5500万，首次突破5000万；种植国家新增了2个，达到了23个，包括12个发展中国家和11个发达国家，其中，美国以5770万公顷（全球转基因作物种植面积的50%）位居世界第一，中国以380万公顷列第六位。2007年，全球转基因作物种植面积达到1.143亿公顷。1996—2007年期间，发展中国家的转基因作物种植面积持续增长，其种植面积占全球转基因作物总种植面积的份额也在持续上升，从1997年的14％增加到了2007年的43%（4940万公顷），而且2007年种植面积的增长率达21%（即850万公顷），明显高出发达国家。
2007年，我国种植380万公顷BT棉花，相当于全部550万公顷棉花中的69%。产量平均增加了9.6%，每公顷收入增加约为220美元，惠及710万资源匮乏的小农户。杀虫剂使用量降低了60%，全年减少使用杀虫剂达14万吨。据估算，从1996年批准商业化生产以来，我国已经从种植转基因棉花中获益58亿美元。
关于转基因作物的安全性，有很多人提出了要“零风险”，就是要保证对子孙后代绝对没有危险，有人说你做动物实验已做了五年，但你做了十年了吗？你做了五十年了吗？你做了一百年了吗？如果这样去问的话，我想没有一种产品可以用，只是看我们怎么去理解这件事。当然这里面有各种各样的因素，包括伦理的、道德的。但是在国外做了多年的转基因食品，一直到现在没有发现一例有安全问题，数千万公顷种植转基因作物也未证实生态环境遭到破坏，在美国棉花有83％，玉米61％，大豆90％都是转基因的，食品超过3000种。国内外数亿人口食用多年未发现转基因产品对身体健康产生损害。
2000年12月15日《科学》杂志刊登了一篇综述文章，指出，关于使用转基因生物利弊的讨论正在激烈进行，但这些讨论通常忽略了现有的知识状态。对有关转基因作物科学文献的回顾表明，有关它们对环境危害和益处的关键性的实验十分欠缺。
关于转基因食物安全性问题的争论尽管还在进行，但各国正在出现积极的动向。布什说，“美国要成为世界领袖必须发展生物技术”。欧盟国家对生物技术研究开发的投资非但没有削减，反而大幅度增加。跨国公司争夺转基因产品市场的竞争愈演愈烈。
而我国较早就建立了转基因生物安全性法规和
管理体系,并全面开展了生物安全性评价研究，其中转基因棉花和水稻的环境安全性评价研究走在国际前列，建立并逐步完善了转基因食品毒性和
过敏性研究方法和实验体系，已获得大量科学的、具有说服力的实验数据。另外，转基因成分快速检测技术已经实用化。
转基因食品与传统食品相比，在气味、观感、口感和味道上几乎没有差别，因此很难直接识别。尽管转基因食品至今没有发生任何
不良反应的报道，但其长期效应也应得到充分重视，所以“知情权”显得尤为重要。因此，2001年5月23日，我国颁布农业转基因生物安全管理条例。要求从2002年3月20日起，凡是在中国境内销售的大豆、玉米及其制品若属转基因生物，必须进行标识。
我国农业生物
技术研究进步明显
生物技术产业化，应该是一个朝阳产业，现在在国际上，发达国家基本上都在采用生物技术以发展可持续农业。应该说，生物技术产业化发展趋势不可逆转，我们国家必须抓住发展机遇，自主创新，蓄势待发。
农业方面最重要的问题还是良种，这可以从袁隆平院士和李振声院士分别获得国家最高科技奖上充分体现出来，袁隆平院士的主要贡献是杂交水稻育种，而李振声院士的成就是培育了小偃系列的小麦品种和基于这一品种所培育出来的很多地方主干优良品种。在育种方面，中国科学院已做了很多工作。今后的发展方向主要是根据不同地域的条件与要求，进行把高产优质、节水节肥、抗旱抗病虫害等特点集成起来的作物品种设计。此外，农业生产率的提高还需要提高机械化作业水平，而大规模的机械化作业就需要特殊株型结构的农作物，这些都需要通过品种改造去实现。在这方面，中国科学院无疑具有强大的力量，有深厚的技术积累和高水平的专家队伍。
在农业耕地方面，不论是在耕地数量或耕地质量变动的监测与评价，还是在耕地保育与污染修复方面，中国专家都可以给予技术上的指导与支持。比如，在数量方面，因为我们有卫星遥感和航空遥感测量系统与技术，可以准确测量土地量的变化，既可以了解土地的瞬间动态变化，也可以掌握土地耕种的历年变化，比如种了什么作物、长势如何等问题都可以借助遥感技术得到答案。就耕地质量而言，像南京土壤研究所，在土壤科研方面有非常深厚的积淀，可以研究并了解不同地域的土壤状况，如结构、养分、水分、污染等情况，从而能够根据不同耕地的类型与所种植的农作物情况，提出相应的种植品种与耕作模式等宏观指导和技术标准。
所以说，中国科学院非常希望和农业强省大省进行强强优势的联合，能够使更多农业科技成果“落地生根”，转化到我们生产第一线，实现它的价值。如果价值链打通了以后，对我们国家可持续农业、高效农业发展会做出更大的贡献，也能够很好地解决我们国家的粮食安全问题。（根据李家洋院士在江苏省科协主办的系列高端报告会上的演讲整理，未经本人审阅）
作者：
2009-1-22