2004年,一种真菌随着“伊万”飓风吹入美国南部。那年秋天,在大豆锈病这种真菌的最初病例在路易斯安那州的大豆作物上被发现。这种锈病是一种贪婪的食腐者,如果农民运气不好,它可以使大豆产量减少80%。
随着全球化农业越来越容易受到植物病原体的侵害,一群植物病理学家认为,世界需要做得更多,以遏制这种新兴的植物大流行。
“随着气候变化,疾病变得越来越严重,”北卡罗来纳州立大学新兴植物病害研究小组主任、该评论的主要作者Jean Ristaino说。“但是,我们的粮食供应需要增加以养活日益增长的人口,而增加粮食产量的一种方法是减少疾病的发生。”
据一项估计,全球近三分之一的稻米和10%到25%的小麦因真菌、病毒和昆虫而损失。
在过去一个世纪里,农业和地球的变化为农业疾病的迅速传播创造了条件。合适的病原体可以迅速适应一种所谓的抗性植物,并吞噬大片由基因相同的单一栽培作物种植的田地。贫瘠的土壤会让植物更容易感染。而全球农产品贸易意味着疾病可以从世界的一端迅速传播到另一端。
“有一些比过去更广泛的变化导致了病原体的出现,”加州大学戴维斯分校的植物病理学家Neil McRoberts说,他没有参与这项研究。“在它们以前看似不那么重要、不那么引人注目的情况下,它们似乎在相对短的时间内变得更加重要。”
最著名的例子是卡文迪什香蕉,也就是你在美国杂货店里买到的那种。这个品种是无性的,新植株是通过克隆产生的,这使得它异常脆弱。它们自20世纪50年代以来才商业上占主导地位,当时一种叫做巴拿马病(Panama disease)的真菌消灭了它们的“前代”。现在,一种新的真菌正在亚洲、非洲部分地区和哥伦比亚蔓延,可能在那里摧毁单一栽培的香蕉种植园。
研究人员认为,为了减轻类似疾病造成的破坏,我们需要投资于能够让我们在作物病虫害出现时及时发现和应对的系统——特别是那些肉眼看不见的疾病。这需要地缘政治和技术解决方案。
在技术方面,将会有规模化的疾病检测系统和基因组监测——这与用于检测 COVID 变种的技术非常相似——来追踪令人担忧的疾病的传播并确定其起源。
“我们有可以在叶片出现斑点之前检测到疾病的传感器,”Ristaino说。“就像糖尿病患者可能会贴一个监测葡萄糖水平的贴片一样,我们正在开发这些小小的植物贴片。”
更具挑战性的是国际基础设施,以确保各国之间共享数据和资源。
“植物健康问题在国际政策议程上很难保持,”McRoberts说。
部分原因是,在缺乏强有力的国际合作的情况下,各国在经济上有动力隐瞒农业疫情:这可能会损害它们的出口。同时,作物病虫害的直接健康后果可能并不明显。
“在国家层面往往存在防火墙,”Ristaino说。“但是,拆除防火墙和共享数据的优势在于,你可以从一开始就阻止传播。”
说起来容易做起来难,因为尽管技术可能可用,但它并不便宜。
“这很快就会变成一个政治问题。从‘经济北方’——基本上是西欧、加拿大和美国——来看,监测如何成为一件有效的事情是很容易的,”McRoberts说。“经济北方能够获得贸易和旅行的所有好处,同时保护自己免受这些带来的问题。我认为更棘手的问题是涉及全球公平的问题:如何将这种能力也给予世界其他地区?”
该论文呼吁联合国的一个分支机构和世界银行等国际组织提供这种能力。Ristaino承认,美国有能力扩大技术规模,但要将其在全球范围内使用,需要外部资金。
尽管如此,更好的监测并不意味着农作物将免受病虫害的侵害——这意味着我们将在一场持续的军备竞赛中比它们领先一步。这意味着农民也许能够更有效地使用杀菌剂,或者种植能够抵抗入侵病虫害的改良品种。但病虫害本身就是种植食物的一部分。
McRoberts指出,这并不意味着监测不值得。“我们应该更好地预测我们总是要做的事情所产生的后果。”