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如果全球人口增长继续爆炸,我们将如何养活90亿

威斯特敏斯特大学Stuart Thompson看着全球人口的指数上升将如何对全球粮食需求提高压力......

斯图尔特汤普森高级讲师,威斯敏斯特大学与谈话相关,看着指数的全球人口增长如何对全球粮食需求提高压力,这一主题一直在广泛看待......

我们真的可以喂9亿人吗?这是2050年的估计全球人口。应该是可能的,但事情看起来很棘手 - 特别是当我们也要考虑到全球变暖引起的气候不稳定。

以下是对粮食安全的一些威胁以及我们可以做些什么。

干旱

对人类使用和种植作物的水需求正在增加,但由于全球变暖,天气模式变化意味着我们不能依赖于我们需要的雨水落下。

那么农作物仍然可以在温暖的世界中茁壮成长吗?回到20世纪90年代,设计了一个简单的实验,以测试葡萄如何受到干燥土壤中的信号的影响。葡萄藤种植,根源分裂。他们通过他们根部的一半被赋予了丰富的水,但其他人没有浇水。效果令人惊讶:果实产率相同但仅使用70%的水。

如果植物减少了他们的水分,它们不能占用的二氧化碳用于光合作用,从而增加生长。然而,它似乎是植物指导他们所做的资源,他们的水果和种子,以保护下一代。这适用于美国人类:随着水果和种子经常是植物的可食用部分,“部分根干燥”往往持续作物产量。

新兴疾病

病原体 - 任何引起疾病的东西,如病毒,细菌或真菌 - 一直是农业的特征,并且有许多当前的担忧导致。例如,当前品种没有抵抗的小麦锈菌真菌是从非洲到中东的抗抵抗力。香蕉也是非洲数亿人的重要主食作物,而是一种造成巴拿马疾病的新种种真菌,这些酒精造成了以前抗性品种的破坏性种植园,并从东南亚传播。

庄稼通常已经具有阻力机制,可以阻止其轨道中的新病原体。他们缺乏的是他们受到攻击的信息,应该转向他们的防御。

植物使用“r蛋白”来检测入侵病原体,并以类似于我们的抗体的方式触发他们的防御反应。来自另一种相同物种的R蛋白或有时甚至可以从对病原体的另一种耐植物物种通过基因工程复制到易受攻击的作物中,在那里它将识别病原体并激活防御措施。从长远来看,可以通过用不同的R蛋白的杂乱配备杂碎的作物来击败不断的病原体,因此逃避一种检测它们的方式是不够的。

咸土

用于灌溉的水不是纯H2O,并且通常它含有矿物质,包括钠和钙盐。当作物占用水时,这些物质留在土壤中,就像自来水中的矿物质杂质导致你的水壶到毛皮。土壤中累积的盐现在影响了世界许多地方的作物产量。

大多数植物都存在于与真菌的共生关系中。在某些情况下,用极端环境的植物物种从植物物种处理的作物物种已经耐受这些环境。例如,用来自咸沿海地区的植物接种真菌的水稻成为耐盐性,而黄石国家公园在温暖的地热土壤中接受真菌的番茄植物可以承受50℃的根温度。

作物依赖于肥料来获得饲养当前七亿人及其牲畜所需的保险杠收益率。氮,三种主要的“Macronuriver”植物需要中的一种,通常从大气中取出并通过在高温下与氢气反应而转化为可用的氨肥。这被称为Haber-Bosch过程。

工业过程是20世纪中期绿色革命的重要组成部分,这在世界范围内推动了农业生产。据说化学家们负责,Fritz Haber和Carl Bosch,虽然他们的过程在第一次世界大战期间为德国的爆炸性制造而开发了它们的过程,但仍然挽救了比任何其他唯一的唯一生活。科学家有时意外地造成伤害,同时尝试做得好,但这是一个壮观的案例。

然而,该过程需要高达500℃的温度,并且对海洋表面以下3km的压力等值。这意味着大型工厂,碳排放和更全球变暖。此外,过量的肥料会导致生态破坏性藻类盛开,化肥对土壤微生物产生不利影响。绿色革命实际上并不绿。

那么如何断奶肥料?我们最重要的主食作物是谷物,如小麦,水稻和玉米,起源于驯化草。他们一起贡献了超过60%的全球卡路里摄入量。这些作物是年度的物种,从种子中生长,在死亡前在一个季节中产生下一代。因此,必须每年耕种和重新耕种,并且谷物根系从未深入渗透到土壤中。这就是他们需要肥料的原因。

然而,并非所有草都是年度。许多大草原草是“多年生植物”,在生产种子后不会死亡,即使没有额外的肥料也是生产性的。他们的根源每年生长更深,并且可以在土壤表面下方敲击营养和水。

如果我们能使这些关键作物的多年生植物版本怎么办?生长食物将是一种更环保的方式。有人认为它可以在二十年内实现,但是带来了我们希望在一起的所有特征可能需要遗传修改。

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