粮食日｜如何用更少的水，种出更多粮食？

10月16日，世界粮食日。联合国将水列为今年的主题，称其等同于生命和食物。在极端天气影响下，用更少的水生产更多的粮食，日益紧迫。但要如何实现？

在一家未来的杂货铺里，一袋只含5粒大米的粮食袋会卖到89美元，一块8克的面包片标价239美元，一小瓶15毫升的“纯净水”标价达到198美元，一颗只有药丸状大小的披萨标价达到163美元。这些产品都不是真的。

但它给人类敲响警钟，描绘了一个人类如果不作为将会面临的黯淡未来——如果不加干预，水资源短缺问题将持续严峻，进而威胁到农作物等粮食生产。在上述天价面包的产品包装上，设计者解释了为什么未来的面包会这么贵。“每片面包都需要大约80公升的水来种植相应的谷物。”产品包装上警示道，土壤退化和流失，将难以继续支持以大水漫灌式的小麦种植。

千金难买一粒米，或许是我们的后代面临的难题。

■ 由荷兰外交部主导的“水滴商店”项目警示世人缺水的未来

创新农业的必要性

联合国预计，到 2050 年，全球人口将达到近 100 亿。受全球气候变暖影响，极端干旱、洪涝等灾害性天气频发，已经在持续加剧全球水资源短缺问题，进而影响粮食安全。水是粮食安全问题的关键。作物和牲畜的生长离不开水。农业灌溉需要大量的水，各生产工序对水质也有要求。但自20世纪中叶以来，全世界200余条主要河流中约有三分之一径流量明显减小，小麦和玉米平均每十年分别减产1.9%和1.2%。

联合国粮食及农业组织（粮农组织）等五家联合国专门机构7月发布的《2023年世界粮食安全和营养状况》报告中显示，世界距离实现到 2030 年消除饥饿和粮食不安全的目标“还很遥远”。

这份报告称，2022 年，全球共有7.83 亿人面临饥饿，自 2019 年以来增加了 1.22 亿人。疫情的持续影响、极端天气以及地区冲突所带来的粮食价格上涨，导致约占全球人口29.6% 的24亿人全年无法获得营养、安全和充足的食物。这24亿人中，甚至有9亿人处于重度粮食不安全，也就是曾经一日或多日未进食。在全球粮食危机中，非洲仍然是受影响最严重的大陆，五分之一的人面临饥饿，是全球平均水平的两倍多。

如何在不增加所需耕地的情况下，更好地应对极端天气，大幅提高作物产量，以养活持续增长且对营养要求更高的全球人口？

各地政府、研究者和农户一同尝试着多种新型的农业解决方案。

育种、水培以及滴灌技术

玉米种植是生活在肯尼亚的 61 岁农民乔萨姆·阿帕莫的最大经济来源。尽管常年勤勤恳恳地耕种，但他的小农场每次收成只有 10 公斤玉米，还要在他运气好，没有病虫害或干旱的前提下。

“我被迫负债累累，无法养家糊口，也无法为孩子们支付学费。”他曾回忆道，随后他尝试改种其他类型的高产玉米品种，但收效甚微，在经历七年尝试无果后，他快要坚持不下去了，开始尝试一种名为“抗旱TEGO”的新型杂交种子。

这是一种耐旱白玉米品种，由非洲农业技术基金会 (AATF) 协调的非洲节水玉米 (WEMA) 项目开发和部署。据称，即使在恶劣的条件下， 抗旱TEGO也能产生高产量，平均每公顷产量为 4.5 吨，而当地品种每公顷产量约为 1.8 吨。在小规模尝试后，抗旱TEGO玉米逐渐被肯尼亚西部小农户所接受推广。

除了尝试更适合极端天气的育种之外，如何能更大限度利用现有可耕地和可用水，成为可持续农业发展的又一难题。水培等新技术被应用于耕地跟资源匮乏的地区。

19世纪，德国植物学家朱利叶斯·萨克斯 (Julius Sachs ) 致力于了解植物生存所需的基本元素。萨克斯发现植物不需要在土壤中生长，而只需要来自土壤中微生物的养分。1860 年，他发表了在水中种植植物的“营养液”配方，为现代水培技术奠定了基础。

1937年，美国科学家格律克描述了如何将这种植物种植方法用于农业目的，以生产大量农作物。此后，科学家们优化了营养液，总共添加了13 种常量营养素和微量营养素，将其添加到水中用于水培农业。

如今的水培系统非常复杂。有一些系统可以监测营养物质的pH值、水温，甚至植物接收到的光量。居住在约旦农民Lina Madlboh 介绍道，自己通过世界银行的“我的土地”创新项目，接受过水培法培训，通过用水基介质替代土壤，能够常年在室内生产出高质量和高密度的作物，“这项新技术减少了 80% 的用水量，可以全年种植多个品种，还能够消除土传疾病。” 受地理和自然环境影响，约旦可耕地少，沙漠占国土面积的90%以上，可耕地面积仅有7万公顷。

■ 世界银行在约旦、摩洛克、埃及等地推广水培、鱼菜共生、滴灌等农业技术

世界银行的创新项目还在约旦等地区进行鱼菜共生等新型农业的培训。

鱼菜共生的想法相当古老。据称大约 1500 年前，就有农民在稻田里养鱼，利用鱼粪作为水稻生长的肥料。

而现代的鱼菜共生系统中，鱼的喂养并不在菜地里，但共生在一个水循环系统中。鱼的排泄物通过腐生菌转化为氨氮，但氨氮增加，导致毒性增大，随后需经过专门的生物过滤器进行转化，将氨氮分解成可被植物作为营养吸收的硝酸盐，就可以充当水培菜的营养液进入菜田。鱼菜共生的新农业生产方式不仅比传统农业用水量减少 90%，而且可以减少田间化学品产生的污染物。

除此之外，在低廉的传感器技术推动下，更精准地土壤监控和灌溉技术也被用来更大限度地利用现有可耕地和可用水。

■ 世界银行在摩洛哥等地推广滴灌技术

比如，创新企业CropX通过传感器分别收集地形、土壤结构和含水量等多方数据，可以帮助农户优化灌溉和施肥。另一家初创企业N-Drip开发了一种低压滴灌系统，可以在低成本和低能源消耗的情况下实现高效的灌溉，据称使用其系统的农民可以节水 50%、产量提高 33%、肥料减少 50%。

“到2030年实现可持续发展目标2‘零饥饿’，这无疑是一项艰巨挑战。事实上，到2030年，全世界预计仍将有近6亿人面临饥饿。粮食不安全和营养不良背后的主要驱动因素已成为全世界的‘新常态’。”联合国的《世界粮食安全和营养状况》报告中指出，“我们别无选择，唯有加倍努力，推动农业粮食系统转型，以实现可持续发展目标2的各项具体目标。”

安妮

在路上

参考资料：

https://thedropstore.org/about

https://zh.wfp.org/news/122-million-more-people-pushed-hunger-2019-due-multiple-crises-reveals-un-report

https://www.fao.org/documents/card/en/c/cc7340en

https://www.worldbank.org/en/news/immersive-story/2023/09/18/food-system-resilience-in-the-middle-east-and-north-africa

https://www.timesofisrael.com/agritech-firm-n-drip-raises-44-million-in-liechtenstein-led-funding-round/

https://www.wipo.int/wipo_magazine/en/2017/03/article_0005.html