经典文献 | PNAS 育种、种植选择与美国小麦的地理迁移
图片来源：Olmstead & Rhode (2011) PNAS
本期导读：
技术进步对于农业发展的作用是巨大的。然而当人们在讨论19世纪末至20世纪中后期的农业发展时，或多或少地把更多的目光投注到了以机械发明为代表的技术进步，而一定程度上弱化了生物育种的巨大贡献。本期介绍的文章以美国小麦种植的发展与变化为例，阐述了生物育种对小麦种植地理迁移的巨大影响。中国的水稻种植曾也因为种子改良而取得过巨大的产量和产率提高。
专题分类：
农业与食品 | 技术进步与农业发展
”Adapting North American Wheat Production to Climatic Challenges, 1839–2009. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2011, 108(2): 480-485.
Alan Olmstead and Paul Rhode
从1839年到2009年，美国的小麦产量翻了26倍，加拿大的小麦产量更是翻了270倍。与产量激增相伴的，则是主要生产区域的不断扩大与迁移。1839年时，北美小麦的生产中心在俄亥俄州东部，而170年后，地理上的中心已经变成了南达科特州的中西部，这其间的跨度大致相当于从上海到兰州的距离。值得注意的是，这些地理上的变化大多在绿色革命（Green Revolution）开始之前便发生了。
在1839至1929年间，北美小麦生产的地理分布中心向西移动了大约1800公里，北方的生产边界则向北推进了大约900公里。生产区域的移动意味着种植者需要面对与之前不同的自然环境。如果按照1839年的标准，这些新的自然环境对种植小麦来说是极为恶劣的。许多新环境下的年均气温比从前要低上4-6度，年均降水不足从前的一半。而在1929年后的80多年中，虽然“机械革命”、“化学革命”等技术革新不断涌现，生产区域向西和向北的扩展却非常有限。
生产区域的巨大变化意味着种植者需要不断培育新品种以适应各种种植环境。人们在谈论生物育种时通常首先想到绿色革命以及伟大的育种者Norman Borlaug，然而北美小麦区域变化的历史证据则表明大量的生物育种创新在绿色革命到来前就已经发生了。作者援引大量史料来证实这一观点，并指出政府投资对于生物育种创新的重要意义。
除了育种本身，种植选择（crop selection）、种植方式的相应调整对于适应环境也极为重要。一方面，北美小麦生产区域的扩张是伴随着大量种植者从春小麦改种冬小麦进行的。随着时间推移与技术进步，早期北方的春小麦种植者开始逐渐改种冬小麦，这也使得春－冬小麦分界线不断向北移动（见页眉图片）。另一方面，种植者通过改变种植日期、改进耕作技术、改善灌溉设施来进一步适应其所在地的自然环境。
文末，作者浅谈了这些历史证据对于讨论未来气候变化的意义。历史上，通过小麦种植者主动调整所能适应的气象差异实际上比科学家预测未来的气候变化幅度要大得多。面对未来可能发生的气候改变，农业生产者不应悲观。根据历史经验，生物创新对于作物在长期中适应新环境至关重要，作者也藉此强调加大研发投入对于提高农业适应性的重要性。
关键词：技术进步，育种，种植选择，美国小麦，地理迁移，环境适应
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