日前，《大众科学》汇集了科学家提出的七大解 决全球粮食危机的先锋方案，目前都在小范围的实验中，一旦被证实可行，它们将会成为我们未来农业的救星。

      地球人口会在2050年以前增加至90亿人，为了养活这么多人，在这以前，全球粮食的产量必须提高到至少当前水平的两倍，这还是在可耕种土地面积越来越少的趋势下。这是全世界每一个人都要面临的严峻问题，即使你不至于沦落至饥饿的境地，也要应付上涨的粮价。日前，《大众科学》汇集了科学家提出的七大解 决全球粮食危机的先锋方案，目前都在小范围的实验中，一旦被证实可行，它们将会成为我们未来农业的救星。
    1 沙漠农场

        美国许多地方的农场已经进入自动化时代，节省下不少人力成本，但肥料、灌溉等投入还是少不了的。美国人在一英亩耕地里需要使用最多500磅的肥料（即一公顷约560公斤肥料）。为了避免过度 施肥，让肥料的使用物有所值，有人开始考虑让土地自己“说话”要肥料。
        美国艾奥瓦州州立大学农业与生物系统工程系副教授斯图尔特·比勒尔与同事、电子与计算机工程系教授拉纳什·库玛携手开发了一种埋在土里的无线探测器，用于向终端电脑报告该领域土壤的湿度与温度———这些数据能说明肥料中的碳元素与氮元素在土壤内的循环情况如何。
        一个无线探测器有一个iPod大小，由于它使用的是低频无线电信号与主机联系，所以即使埋在30厘米以下的地底也信号良好。只要将它们以格子点阵布置在田地里，每个相距约25米至50米，就能构造出一个全面了解这片田地的“信息网络”。农民可以轻易得知点阵里的哪一片区域需要追加肥料与灌溉、哪一片不需要。
       一个探测器要价为5美元（约合34元人民币），但库玛认为，它们能够节省的成本远远不止这个数。5年之后这种探测器就能商业化，届时价格或许还会下降。
      3 超级大米

        在菲律宾首都马尼拉，坐落着亚洲最大的非营利性农业研究机构“国际稻米研究所”。这家研究所目前正在展开一项特别的农业项目———制造超级大米。
        将这个由研究所所长约翰·希伊领 导的研究项目简单地称为转基因工程并不确切，因为该项目要提升的是大米的基本品质：通过调整稻米在成长期光合作用时对阳光的利用率，就能让稻米长得更快更大，这就好像让一个人的消化系统在处理食物这一过程中的效率提高至两倍一样。
        绝大多数植物，当然包括稻米在内，其光合作用（还记得高中生物课的内容吧，光合作用就是植物在阳光照射下，将水和二氧化碳转化为碳水化合物）的样式被列为C3类型，而希伊的小组试图将稻米的光合作用类型改变为C4型。所谓的C4型作物，包括玉米与高粱在内，都能够在更加温暖与干燥的气候下以更少的二氧化碳来合成更多的碳水化合物。这类作物由于需要更少的二氧化碳，所以它们的叶子展开吸收二氧化碳的时间会相对较短，需要的水也就较少。
       希伊的小组正在努力寻找能够将C3型作物转化为C4型作物的植物基因，预计这项研究可在10年内取得成功。到那时，撒哈拉地带的非洲人民就有望吃到大米了，而且它们还可能跟玉米粒一样大！ 
      4 微生物肥料

        自从人们学会了使用肥料，在过去30年里，粮食的单位产量几乎是呈几何式递进增长。肥料能够提供额外的氮、磷、钾，这些都是植物合成氨基酸所必须的重要元素。然而，肥料并非百利而无一 害，过度使用肥料会使耕地退化，而全球温室气体排放有1.2%来自化学肥料的生产过程。这让人们开始考虑使用替代型肥料的可能性。美国密歇根州立大学微生物与分子基因学教授C·A·雷迪想得更远，他认为，微生物也能成为替代型肥料的一种。
        雷迪正在对300种存在于土壤中的天然微生物进行测试，他希望通过“组合”其中部分微生物，制造出鸡尾酒式的微生物肥料，这种新型肥料不仅能满足作物的营养需要，还能保护作物远离病原体，还能大幅度提高粮食的产量。
        雷迪已经配置出一定量的微生物肥料，它们看起来就像普通的液体土壤添加剂，但雷迪的实验证明，这种新型肥料让番茄的产量提高了足有90%！而且它的施放是一次性的，不像化学肥料需要间隔一段时间补充。现在雷迪正在其他作物上开展实验，不过目前这种肥料成本还非常昂贵。
        5 机器农夫

        在发达国家，一直存在着人力成本高昂的问题。日前，美国农业部才向卡内基·梅隆大学的机器人研究专家桑吉夫·辛格以及该国其他同题研究小组拨款2800万美元，希望他们能开发出理想的自动 化农业机械系统，在改善农产品质量的同时，缓解农业人手严重不足的问题，另一方面还要保证美国的农夫能承受得起购买这样一套自动化系统。
        辛格与他的小组目前正在宾夕法尼亚州西南部的匹兹堡郊外一块试点果园里进行实地试验。在这片颇具未来色彩的苹果园里，四轮机器人自动在果林内“漫游”，它身上的感应器能感应到真菌的存在，还能检测果树的生长速度。果园各处还安放了独立的探测器，用于监测土壤湿度与日光照射程度。
     “拥有数千英亩果园的农夫是没有办法做到这么细致地去监测果树的状况的。”辛格认为，在未来，农夫们将可以从一个控制中心就轻易得知每一株果树的情况，一旦发现问题，例如虫害或疾病，还能派出机器人前去解决麻烦。  
       到了收获季节，机器人还能派上用场吗？加州城市圣地亚哥一家名为“机器人前景”的企业则致力于开发能帮忙收果子的机器人。这种机器人看起来就像一只硕大的八爪鱼，它身上的多功能照相机能够定位果树上大小合适的成熟果子，然后伸出长长的机械臂将其采下，存放在中央的果篮中。只是，目前研发中的这种机器人在采摘速度与精确度上还远远不及人类，所以研究还有很长的路要走。
       辛格则认为，短期内，机器农夫还做不到无人自动化，再说，价格要是比人力成本高上十倍，或是动作慢上十倍，雇主是不会考虑机器人的。他表示，他们的研究方向是让更少的人力利用机器人做更多的事情。
       6 万能口粮

         对非洲大陆上的许多贫瘠地区，木薯就是救世主一般的口粮，因为它是仅有几种淀粉含量高、又能在恶劣环境下生长的作物。据统计，全世界有2.5亿人口依靠木薯作为主食。木薯也成为未来农业 研究中“被选中”的作物，科学家打算将它改造成口粮世界中的“超级英雄”：咬上几口，就能满足一个人全部的营养需要。
        然而，木薯的铁、锌元素以及维生素A与维生素E非常低，新鲜木薯还含有氰化物，不经处理就食用容易中毒；再说，它长成两天后就开始腐烂，所以甚至不能用作出售，只能种来自家食用。美国密苏里州圣路易斯的唐纳德·丹福斯植物科学中心偏偏不信邪，投入了1200万美元开发一种营养含量更高、保存期限更长、防虫害能力更强并不含氰化物的超级木薯———这并非天方夜谭，到目前为止，科学家已经培养成功蛋白质含量为原先4倍、维生素E含量为原先10倍、锌含量为原先8倍的不同超级木薯半成品植株，下一步就是将这些品质合而为一，培育完成版的超级木薯。该中心近期还获得了许可，获批在非洲大陆上开辟第一块转基因农田。
       7 复“活”土壤

        全世界有四分之一的耕地因为人类的过度使用而逐渐退化，最终将成为不毛之地。其实，从古代开始，垦荒的人们就深知这一规律，所以，古代亚马逊雨林部落居民在放火烧掉雨林，将其开垦 成耕地后，会在土里埋下树木烧制成的木炭，这种混合土壤颜色更黑，肥沃度也更高。然而，这只能延缓土地退化的速率，并不能完全解决这一问题。
        如今，科学家在木炭上下了工夫，制造出一种“生物木炭”。这种“木炭”并非将树木烧制而成，它的原料是垃圾，例如枯枝败叶等。“生物木炭”的作用与亚马逊部落居民埋下的真木炭作用类似，目的都是要在土壤里留存更多的碳元素，但前者还能吸引微生物聚集，帮助作物更容易接触到土壤里的营养成分，还能提高土壤的含水量，将不毛之地变成沃土。
     “生物木炭”的制作方法也比较简单，可通过在低氧环境下加热原料制成。目前科学家正致力于解决的是，如何根据要施加“木炭”的土地的不同成分构成，来选择制造“木炭”的原材料。因为有些原材料会产生生物油或合成气，不仅不起作用，还会降低效果。
        现在美国已经出现了许多开发制造“生物木炭”机器的企业，机器的制造规模从适用于一家小农场到整个村庄不等。这其中的佼佼者当属科罗拉多州的“生物木炭工程公司”，它已经开发出适用于当地土壤的“生物木炭”制造器，大小犹如一个集装箱，生产过程中几乎不会排放温室气体。