传统上，农业和粮食生产在解决自然和社会带来的挑战的同时，得益于创新方法的使用。现在，我们比以往任何时候都更需要接受新的科学技术和农业研究的新资助模式，以使我们能够在将来衣食无忧。目前，农业领域面临如何以可持续的方式公平地养活不断增长的人口以及气候变化等严峻挑战。第一次“绿色革命”的基础是发展高产、抗病、矮化的谷物品种，接下来，全球农业应如何发展，还需要第二次“绿色革命”吗？
中国工程院院刊《Engineering》刊发《全球农业需要另一次绿色革命吗？》，在回顾全球第一次农业“绿色革命”取得的显著成就基础上，指出全球农业需要第二次“绿色革命”，但这场革命必须是一场更聪明的革命，必须是在不增加所需耕地的情况下，大幅提高作物产量。文章从传统作物育种、农业生产、数字农业与农业自动化三方面介绍了今后“绿色革命”的主要研究方向。文章指出，第一次绿色革命是一个转折点，绿色革命2.0需要更好的发展；但是，我们必须从早期的错误中吸取教训，确保绿色革命2.0不会在今后农业大规模集约生产下对土壤健康、水健康、生物多样性、人类健康产生有害影响。
引言
科学和技术是社会变革的历史驱动力，这些变革大多是有益的，但有时会产生意想不到的（通常是环境方面的）后果，其中一些后果我们目前仍在努力应对。18世纪和19世纪的工业革命，带来的以化石燃料为动力的采矿和制造业机械化发展，以及航运和陆路运输的快速发展，导致城市化和人口不断增长。即使在18世纪，人口增长率也显然不能保持稳定。随着城市人口的增多和耕地的减少，除非农业生产率能够跟上发展的步伐，否则如何才能为不断增长的人口提供衣食住行的保障呢？
在第二次世界大战前后，以国际农业研究协商小组（ConsultativeGroupforInternationalAgriculturalResearch,CGIAR）国际农业研究中心联合会为首的组织将国际项目的重点放在了提高全球农业生产上。其中包括国际玉米小麦改良中心（CentroInternacionaldeMejora-mientodeMaízyTrigo,CIMMYT）及由政府、援助机构和私人基金会资助成立的国际水稻研究所（InternationalRiceResearchInstitute,IRRI）。
第一次“绿色革命”（greenrevolution,GR）是由诺贝尔奖得主诺曼·博劳格（NormanBorlaug）领导的，开始于墨西哥，然后发展到亚洲和非洲。随后在小麦、水稻和玉米种植方面的技术和农艺进步极大地提高了全球作物产量。虽然有争论说这些产量没有被公平或有效地分配使用（因为贫穷和粮食不安全问题继续存在，特别是在撒哈拉以南的非洲），但在过去50多年里，全球人口增加了一倍，在耕地面积只增加了一小部分的情况下，绿色革命使得谷物产量增加了两倍。
过去20年，为了减少玉米、大豆、油菜和棉花作物对化学农药和除草剂的依赖，绿色革命广泛采用了转基因（geneticallymodified,GM）作物。这些创新通过减少病虫害和杂草的损失来提高产量、减少环境的农药负荷以及减少投入，带来了可观的经济与环境效益，提高了大、小土地所有者的经济效益。转基因作物不是“灵丹妙药”，也不乏质疑的声音；然而，总的来说，它们是有益的。如果这些技术能够得到更广泛的公众认可，它们便会带来未来农业生产的好兆头，特别是在主食粮食作物方面。然而，基因改造仍然是生物技术行业面临的重大市场挑战。
尽管有这些技术进步，世界人口增长仍以比粮食生产更快的速度增长。据预测，到年，将有98亿人居住在我们的星球上（比今天多30%的人口），而且几乎所有的增长都将出现在中低收入国家。平均收入将继续增加，我们需要养活更多、更城市化、更富裕的人口；因此，谷物和肉类生产量必须各自增加70%以养活每一个人。不幸的是，我们的许多主要作物的遗传增益速度要么低于所需，要么已开始趋于平稳。此外，所有这些都发生在日益恶化的全球气候中，这种气候已经给现有的粮食和纤维生产系统带来了巨大压力。当然，要确保更公平地分配当前的粮食生产，并遏制全球粮食的惊人浪费（几乎三分之一的粮食是被浪费而非消费），还有许多工作要做。然而，将目前的粮食浪费减少一半，只会产生到年填补预期粮食生产缺口所需的四分之一的粮食，这是远远不够的。我们还需要另一个绿色革命吗？答案当然是肯定的，但这场革命必须是一场更聪明的革命，而且必须在不增加所需耕地的情况下，大幅提高作物产量。
下一次绿色革命从何而来
（一）“传统”作物育种的贡献
第一个绿色革命的基础是发展高产、抗病、矮化的谷物品种，这些品种十分适宜集约型农业。下一个绿色革命将继续采用传统的杂交和选种方法，并辅之以一系列新的基因技术，包括转基因技术。如今农业上的作物育种和生物技术创新已经从公共部门转移到私营部门（特别是掌握专有基因改造特性和其他综合管理技术的大型跨国生命科学公司）。这并不是说，好的、国际的、公开的研究在供给世界方面不再发挥重要作用。但是，公共研究机构必须重新整顿，建立更多的伙伴关系，更多地
本文编辑：佚名
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