經過9000多年的種植，一年生水稻現在可以作為長壽的多年生水稻使用。這一進步意味著農民只需種植一次，就可以在不影響產量的情況下獲得多達八次的收穫。今天（11月7日）發表在《自然-可持續發展》雜誌上的一份新報告記錄了中國雲南省多年生水稻種植的農藝、經濟和環境成果。這種重新調整的作物已經改變了中國南部和烏干達超過55752名小農戶的生活。

開發高產的多年生水稻意味著一次種植可以收穫八次，大大降低了小農戶的勞動力和成本，同時也改善了土壤質量。來自伊利諾伊大學、雲南省農業科學院、國際水稻研究所、雲南大學、昆士蘭大學和土地研究所的研究人員為多年生水稻的開發和部署做出了貢獻。資料來源：照片由雲南大學提供

“農民們正在採用新的多年生水稻，因為這樣做在經濟上是有利的。中國的農民，像其他地方一樣正在變老。農村的大量人口都去了城市尋找機遇，年輕人都搬走了。種植水稻是非常勞動密集型的，同時要花費很多成本。報告的共同作者、伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校（UIUC）作物科學系教授埃里克-薩克斯說：”通過不必每年種植兩次，他們節省了大量的勞動力和時間。

薩克斯與資深作者胡鳳儀和陶大雲一起，於1999年在雲南省農業科學院和國際水稻研究所的合作下開始致力於開發多年生水稻。在隨後的幾年裡，該項目發展到包括伊利諾伊大學、雲南大學和昆士蘭大學。另一個合作夥伴，土地研究所，提供了多年生穀物育種和農業生態學的專業知識，以及種子資金，以確保項目的延續性。

研究人員通過雜交開發了多年生水稻，將亞洲馴化的一年生水稻與非洲的多年生野生水稻雜交。利用現代遺傳工具的優勢來快速完成這一過程，該團隊在2007年確定了一個有希望的雜交品種，在2016年進行了大規模的田間實驗，並在2018年發布了第一個商業化的多年生水稻品種–PR23。

該國際研究小組花了五年時間，在雲南省各地的農場中研究多年生水稻與一年生水稻的性能。除了少數例外，在頭四年，多年生水稻的產量與一年生水稻相當。由於各種因素，產量在第五年開始下降，導致研究人員建議四年後重新播種多年生稻。

但是，由於他們不必每季播種，種植多年生水稻的農民投入的勞動力幾乎減少了60%，在種子、化肥和其他投入上的花費也減少了近一半。這一切可以在沒有化石燃料設備替代的情況下完成，改善農民生計的同時又減少了與農業生產相關的溫室氣體排放。

多年生水稻的經濟效益在不同的研究地點有所不同，但利益比一年生水稻高出17%到161%不等。即使在多年生水稻因蟲害而暫時減產的地方和年份，農民仍然取得了比種植一年生作物更大的經濟回報。

“在第一個季節，當他們並排種植一年生和多年生水稻時，基本上一切都一樣。產量是一樣的，成本也是一樣的，沒有任何優勢，”薩克斯說。”但是第二茬和以後的每一茬都有很大的折扣，因為你不用買種子，不用買那麼多的肥料，不需要那麼多的水，也不需要移栽那些水稻。這是一個很大的優勢。”

由於避免了每年兩次的耕作，多年生水稻的種植也帶來了巨大的環境效益。研究小組記錄了在多年生水稻下土壤中儲存的更高的土壤有機碳和氮。其他的土壤質量參數也得到了改善。

“現代高產的一年生作物通常需要完全清除現有的植被來建立，並經常需要大量的能源、農藥和肥料投入。”雲南大學農學院院長、教授胡鳳益說：”這種反复的土壤擾動和高投入的組合會以不可持續的方式破壞基本的生態系統服務，特別是對於邊緣土地。多年生水稻不僅通過提高勞動效率和土壤質量使農民受益，而且還有助於補充長期保持生產力所需的生態系統。”

該研究的另一項內容是評估多年生水稻的低溫耐受性，目的是預測其在全世界的最佳生長區域。雖然大量暴露在寒冷中限制了再生，但研究小組預測這種作物可以在廣泛的無霜凍地區工作。

儘管他們已經進行了農場測試，並在中國發布了三個多年生水稻品種作為商業產品，在烏干達發布了一個，但研究人員還沒有完成對該作物的改良。他們計劃使用同樣的現代遺傳工具來快速引入理想的性狀，如香氣、抗病性和耐旱性，從而有可能在全球範圍內擴大其影響。

研究報告的共同作者、土地研究所的首席科學家Tim Crews說：”雖然關於多年生水稻的環境效益的早期研究結果令人印象深刻且前景廣闊，但需要更多的研究和資金來了解多年生水稻潛力的全部範圍。關於多年生水稻系統的碳封存和持久性以及溫室氣體平衡的問題仍然存在。研究人員還必須在高地水稻的常年化方面取得進展，這可以遏制整個東南亞農田的高度不可持續的土壤侵蝕。隨著雲南大學胡博士小組工作的進展，土地研究所和一個不斷擴大的合作者網絡將繼續支持全球多年生水稻的這些研究和推廣工作。”

薩克斯補充說：”我認為現在，隨著多年生水稻進入農民的田地，我們已經轉過了一個彎。自農業誕生以來，我們一直通過將這些穀物作為一年生植物種植來養活人類，但這並不一定是更好的方式。現在我們可以有意識地選擇更好的作物，以及更好、更可持續的農業。我們可以修正歷史的錯誤”。