薯年丰收的障碍
联合国以2008 年为“国际马铃薯年”,来大力推广这种“第四主食”(其他三种重要主食为小麦、水稻和玉米),它营养丰富,便于种植,但推广它却困难重重。
他高呼:“我是‘闪电博尔特’!”在2008 北京奥运会上,这位奇人接连打破100 米和200 米短跑的世界纪录。而在场下,博尔特的父亲骄傲地向媒体宣称:“这肯定是他在家多吃土豆的原因。”
地下食粮
在牙买加这个盛产飞人的岛国,马铃薯,也就是土豆,是非常重要的粮食作物。从营养学的角度来看,马铃薯富含身体能量来源的碳水化合物,而且其氨基酸模式与人类需求非常匹配,以至于某些科学家作出判断:只需要吃马铃薯和全脂牛奶,就可以满足人体的全部健康所需。此外,马铃薯还含有其他谷类粮食所没有的胡萝卜素和抗坏血酸。16 世纪时,海上霸主西班牙船队就是靠着吃马铃薯抵御了远航所引发的坏血病。
从2008 年开始,马铃薯越来越受到关注。根据联合国粮食与农业组织报告,全球谷物库存只能维持8至12 个星期,而谷物产量也达到上世纪80 年代以来的最低。由于全球粮食供应减少,粮价飞涨,2008 年三四月间在海地、菲律宾、埃及等37 个国家都引发了抗议和骚乱。对于此世界所称的“粮食危机”,在4月20 日的联合国贸易与发展大会上,联合国秘书长潘基文警告说:“全球粮价上涨正抵消各国在脱贫方面取得的进步,任其发展,还可能损害世界安全与经济增长。”在这种情况下,马铃薯——这种可能缓解粮价危机的古老植物被推到公众面前。
实际上,为了让人们对这个“被埋没的财宝”引起高度重视,联合国早将2008 年命名为“国际马铃薯年”。马铃薯生产的国际化则更早,跨越温带、亚热带和热带的100 多个国家都在种植马铃薯,它们大部分都是发展中国家。中国是马铃薯等其他薯类作物生产的第一大国,其他亚非拉国家也在增加马铃薯的种植面积。印度计划今后5 到10 年内要让马铃薯产量翻番;在撒哈拉沙漠以南的非洲地区,马铃薯成为了种植量增长最快的作物之一。这都得益于马铃薯的强适应性,它可在多种土壤中种植,而且90 天便可成熟,这样它可在两轮作物之间进行间作。同时,马铃薯的产量是谷类作物的2 到4 倍!
根据世界粮农组织的观点,推广马铃薯主要以解决饥饿、贫困和环境威胁等全球性问题。由于马铃薯体积较大,容易腐烂,运输成本高,世界上每年收获的马铃薯只有5% 进入国际贸易。所以,马铃薯的价格多由本地生产成本决定,受诡谲难测的国际资本市场影响较小。从另一角度来看,对于那些不能适应当今世界复杂混乱的粮食供求关系的低收入农民和弱势消费者,马铃薯显得比较安全。
饥荒救星的致命弱点
在历史上,马铃薯曾多次在战乱和饥荒中成为救星。16 世纪时,马铃薯被西班牙人带到欧洲,因为这种作物没有被《圣经》所提及,在很长时间内它被称作“魔鬼的苹果”,欧洲人迷信它会引起麻风病、梅毒和猝死。在1769 年至1770 年的法国大饥荒中,巴尔孟契耶巧妙地将这种“低劣”食物推广出去,帮助法国人度过了难挨的岁月。而在19 世纪爱尔兰大饥荒中,一个英国人在一间茅屋里看见了一大群面色红润的孩子,便问他们的父亲:“你用什么方法养育了这样健壮的孩子?”这个农民回答说:“得益于耶稣,也就是马铃薯,先生。”
如今,掺杂了1/3 马铃薯粉的面包成为了秘鲁学校与军队的必备主食。在孟加拉国,政府呼吁当地人改变饮食结构,将马铃薯当作主食。孟加拉国陆军参谋长宣布,所有军人每天的食物中都必须包括125克马铃薯,该国农业官员拉赫曼说:“如果我们多吃马铃薯,大米价格就可以下降,农民也会更多地获利。”
如若溯源1845 年爱尔兰大饥荒,我们会发现这饥荒正是马铃薯的歉收所致。爱尔兰的马铃薯被一种叫做“马铃薯晚疫”的病菌感染,叶子变黑且卷曲,导致大面积减产。这种病菌与马铃薯同样源自南美洲,关于此毁灭性病害最早的记载是在1843 年的美国,费城和纽约附近的马铃薯遭到它们突然而神秘的袭击。接下的几个月内,它们产生的大量病菌孢子随风在美洲大陆上游荡。到了1845 年,从伊利诺伊到新斯科舍,从弗吉尼亚到安大略湖的马铃薯田无一幸免。这之后病菌随马铃薯种子登上开往欧洲的商船,首先在比利时登录。湿润的春天使它们很快传播开来,经荷兰、西班牙、挪威、瑞典、意大利,10 月中旬抵达大不列颠群岛,再之后,便是爱尔兰饿殍遍野,数十万人背井离乡。
这次危机使人们认识到马铃薯一个致命的弱点——病菌。
杀菌剂拯救马铃薯
20 世纪80 年代以来,新的马铃薯致病疫霉菌(A2 交配型)再次从墨西哥向全球各地迅速蔓延,并频繁地造成严重危害。值此同时,杀菌剂的发明及大规模应用保证了新一代马铃薯的安全生长。
据统计,现在每年晚疫病在全球造成的经济损失高达170 亿美元。尽管大剂量的药剂可以杀死抵抗力弱的病菌,却把更多生存机会留给了抵抗力强的病菌。对此人类选择更加频繁地使用杀菌剂。在厄瓜多尔北部的196 块马铃薯田中,平均每公顷上杀菌剂的花费是120 美元,约等于该地农民全部收入的十分之一。这不但造成了农民收入下降,而且杀菌剂对环境所造成的副作用无需多言。
于是,马铃薯种植国的农民和消费者常常面对两难选择:要么选择因为病害失去50% 的收成,要么使用对人体严重有害的高毒性药剂。而且在发展中国家,由于喷洒时不注意自身的防护,每年都发生很多中毒事件。
欧洲马铃薯晚疫病大流行之后的最初50多年间,马铃薯育种人员和植物病理学家主要从马铃薯原产地——南美洲的原始栽培种和野生种中搜寻晚疫病抗性资源,并对当时的普通栽培品种开展了大量的晚疫病田间抗性(field resistance) 筛选工作,期望从中发现和选育出高抗晚疫病的马铃薯新品种,但这种努力收效甚微。
马铃薯有着比其他谷类复杂得多的基因,这给育种人员出了一道难题——父辈的马铃薯经过杂交将产生将近10 万种基因不同的后代。育种人员必须反复在田野穿行,选择他们认为有前途的马铃薯,并将它们减少到一个可操作的数目,比如说1000,然后他们检查这些样本中是否具有他们期望的抗病特性。在秘鲁的国际马铃薯中心(International Potato Center,简称CIP),拥有世界上最大的马铃薯基因银行,这里保存着超过4500 种样本,并在逐年增加。除了培育传统的马铃薯品种,满足发达国家的食品要求之外,CIP 也希望能够通过基因改良提高马铃薯等根茎类农作物的产量、抗虫、抗病、抗除草剂和抗旱能力,以彻底解决粮食问题。
马铃薯的转基因
20 世纪初至60 年代, 人们在墨西哥一种野生马铃薯种(S.demissum)中发现了晚疫病垂直抗性基因(Vertical Resistance Genes),并很快将其广泛地引入到当时新育成的品种中,马铃薯进入了以晚疫病垂直抗性选育和利用为主的抗晚疫病育种阶段。据估计,在此期间选育出的新品种中,80%以上的品种携带了S.demissum 的抗性遗传背景。然而,这不足以保护马铃薯免遭晚疫病的危害。
荷兰正与秘鲁、美国、爱尔兰、中国和新西兰等16 个国家合作,在开展一项马铃薯基因测序的10 年计划,每个国家挑选不同的染色体进行研究。这项研究旨在从野生马铃薯中寻找更有效的抗晚疫病基因,然后将这些基因——不附加其他任何东西——加入目前最受欢迎的3种马铃薯中。这种技术在获得期望的抗体基因时不会引入一般转基因改造所需要的用作标记的基因。目前他们已分离出8 种基因,有一个新品种正在他们的试验田里生长。
还有德国巴斯夫集团(BASF),他们在英国剑桥郡和德贝郡的试验田已经运转超过了3 年时间。与上述的基因测序不同的是,BASF 的试验品对马铃薯实施的是传统的基因改造,他们从野生二倍体马铃薯中提取出两种抗晚疫病基因,将它们和一种具有抗生素耐药性的标记基因放入到马铃薯内。这种具有抵抗卡那微素和新霉素的基因引起了人们的忧虑,2007 年曾有激进的环保主义者冲进试验田种下“真正的马铃薯”,在欧洲引发关于转基因马铃薯极大的争论。
“我们将这称为接种基因,而不是基因改造,”BASF 的发言人说,“它们没有通过非自然育种获得的基因。”他们希望欧洲的法律能更多地照顾到社会的发展,减少对这种产品的限制,使它们被反对基因改造的公众接受。因为“它们含有的只是马铃薯的基因”。
人们对于转基因马铃薯的担心主要在于食品安全方面。基因从原有机体转入宿主有机体中,两者的安全性对最终产物有影响。如果不能保证引入的DNA 片断在马铃薯中与原来的基因构成稳定结构,可能会产生不需要的特性或有毒物质。而具有抗生素耐药性的标记基因可能影响环境中的细菌,产生超级昆虫。与发达国家相比,中国、印度、墨西哥等发展中国家正在积极推进的转基因技术研究和利用,并未在公众之中引起大规模的抵制。
若真像科学界所预估的那样,到2100 年,全世界人口将增加到105 亿,那时,帮助许多人填饱肚子的很可能正是马铃薯。在杀菌剂的副作用被广泛认识之后,正在进行基因深入研究的马铃薯能否承担起作为“第四主食”的任务呢?
Tips
为马铃薯治病
一位爱尔兰农人正在为自己的马铃薯田洒杀菌剂,以防晚疫病。对于马铃薯晚疫病的无公害防治,中国的研究人员尝试使用生物源农药,他们的研究表明,大蒜、板蓝根、紫苏、苦参、五倍子等植物的有机溶剂提取物或水提取物中都含有能抑制晚疫病菌的活性成分。这有点像是给患病的马铃薯喂中药。
世界的土豆观
与被推崇的苹果相比,马铃薯起源于贫瘠、低夜温、干燥、日照短的环境,加之外表不讨人喜欢,因此盛行这样一种说法:“苹果地位有多高,马铃薯就有多低”。人类8000 年前开始在3000 米的安第斯高山上开始种植马铃薯。1536 年,西班牙入侵秘鲁,他们将马铃薯带入欧洲,并称其为“可以吃的石头”。
历经18 世纪40 年代爱尔兰大饥荒的惨痛历史,以天主教为主的爱尔兰人认为:“世界上有两样东西不能开玩笑:婚姻和马铃薯。”德国人为了感谢普鲁士国王弗里德里希普及了马铃薯,于是在他的墓前摆放马铃薯祭奠。恩格斯则把马铃薯的出现和使用铁器并重。英国马铃薯理事会甚至因为英文辞典中“懒人”借用马铃薯一词(couchpotato)而强烈要求将其从牛津字典中删除,他们认为这损害了马铃薯的美好形象。和欧洲人相比,中国人对马铃薯的感情不那么激烈,只是称它为:洋芋、土豆,或山药蛋。