到 2050 年，地球上将生活超过 90 亿人。他们需要食物，但我们已经没有可耕地了。许多类型的农业——包括需要每年重新种植的一年生作物传统耕作——会让土壤变得贫瘠，降低未来的产量。
但土壤科学家 Jerry Glover 对在保护农田土壤的同时养活更多人持乐观态度。他认为，解决方案是减少对一年生作物的关注，这些作物主导着世界农业，转而拥抱多年生作物的潜力，即可以收获一次以上而无需重新种植的作物。
Glover 是美国国际开发署 (USAID) 的一名高级可持续农业系统研究顾问，曾在美国堪萨斯州陆地研究所担任多年研究员。在那里，他意识到该州的多年生草类可能蕴藏着保护土壤、减少肥料使用和从一株植物中获得多次收获的秘密。
Glover 发现，农业可以对农业生态系统产生中性甚至积极的影响。2008 年，《自然》杂志将 48 岁的 Glover 评为“可能改变世界的五位作物研究人员”之一。*Discover* 采访了 Glover，了解了他实现这一目标的计划。
Discover：您在科罗拉多州东部那个易受干旱和尘埃影响的农场长大，这是否影响了您的职业观？
Jerry Glover：那里的条件肯定影响了我。我看到了农业对土壤造成的巨大损害。但我也看到了农业的潜力和需求。我认为我们现在必须冷静地审视我们的文明是如何以牺牲土壤资源为代价发展起来的。
您认为传统农业最具破坏性的影响是什么？
JG：农民在收获作物时会从土壤中提取养分。其中一些养分在农场通过径流流失——施用于小麦作物的氮肥超过 50% 在收获前就已流失。我们需要封堵这个漏洞。其中一个最大的机会是确保我们施用于农场的养分能够留在农田并被植物利用。
Glover 在研究多年生树木之余，与马拉维非洲德德扎区的 Rhoda Mang'anya 和她的孩子们在她家农场聊天。Jim Richardson
大多数农民种植一年生作物，这些作物需要每年播种。
但在您的研究中，您注意到多年生草类可以反复收割制成干草，几乎不需要施肥，而且不会从土壤中夺走氮和磷等必需养分。
在未来几十年里，多年生粮食作物是否是解决养活世界人口问题的答案？
JG：我认为可以。多年生作物可以单独种植两年以上，或与一年生作物混合种植，它们可以从根本上改善土壤健康，并支持地下更健康的细菌和真菌群落。
一年生作物每年都必须长出根系，这意味着它们的生长期要短得多。多年生作物的根系很深——有些深达 10 英尺（约 3 米），它们可以支撑植物多年。在很深的地方，根系可以吸收更多的地下水。这些深而更稳固的根系还有助于土壤养分的循环，使其对植物更易获取。
当然，多年生作物的最大（优势）是防止土壤侵蚀。土壤条件改善后，水会渗透而不是流失。多年生作物还会长期用植物材料覆盖土壤。因此，当雨水落下时，叶子和茎会拦截雨水，减轻雨水的冲击。这会降低土壤随径流流失的可能性。
一年生小麦草的根系生长（显示在每列的左侧）无法与多年生品种更稳固、更强壮的根系相比，后者可能代表着农业的未来。The Land Institute
世界各地的农民开始尝试多年生粮食作物——包括谷物，如小麦和高粱，以及豆类，如豌豆和豆子。
但为什么花了这么长时间？如果多年生作物如此好，为什么农民到目前为止还没有培育它们？
JG：早期的育种家都是农民，他们主要关注作物的第一年效益。当然，他们不像我们现在这样了解农业的某些破坏性影响，因为他们不受土地或资源的限制。当时没有我们现在面临的巨大人口压力。
现在我们拥有更好的育种工具。我们拥有更强大、更快的计算机，可以让我们筛选遗传物质，确定哪些特征会更具生产力。并且我们迫切需要提高粮食产量。这确实是一个机遇与挑战并存的完美风暴。
短期内，多年生作物的研发应该关注哪些方面？
JG：鉴于许多发展中国家对蛋白质的需求，我建议首先关注多年生豆类。其巨大的好处在于豆类有助于作物系统；它们可以帮助从大气中吸收氮并将其转化为土壤中的可用养分。在不久的将来，多年生高粱和水稻也很有前景。我的机构 USAID 已拨款给佐治亚大学开发多年生高粱。
2006 年，Glover 在堪萨斯州陆地研究所的土壤坑中，比较了裸露的一年生和多年生植物的根系生长。Jim Richardson/National Geographic Creative
您现在主要致力于鼓励非洲农民种植多年生作物，这些作物既能养活人民又能保持土壤健康。那里的土壤比北美土壤差吗？
JG：总的来说，非洲土壤的肥力不如美国土壤，也不如美国土壤适合农业生产。非洲农民常常面临着处理固有古老、高度风化土壤的严峻挑战。到目前为止，他们的土壤也已严重侵蚀。因此，这是我们最需要、最迫切需要改进的地方。
您在哪里看到过多年生作物取得成功？
JG：我最近访问了马拉维（非洲东南部）的一个系统，其中木豆（可以作为一年生或多年生作物种植）与大豆（一年生作物）一起种植。一旦大豆和木豆收获后，木豆就被允许重新生长。在它们重新生长时，玉米会被种植到木豆中。过去，农民只种植玉米，或者可能将玉米与大豆轮作，但通过这个系统，他们在一个季节中可以收获两次豆类——木豆和大豆——然后在第二个季节收获玉米和木豆。因此，他们大大增加了农场上种植的蛋白质总量，这对于家庭的营养以及在市场上的价值都很有意义。从我一个土壤科学家的角度来看，它也为土壤带来了很多好处。
让更多非洲农民种植多年生作物存在哪些障碍？
JG：木豆已经相当普及，但主要作为一年生作物。它们的多年生优势可以得到更广泛的利用。其他作物被采纳的障碍是，还没有进行足够的植物育种来充分改良多年生小麦和高粱，并在农民的田地里进行测试。
您认为多年生作物在发达国家是否有价值和用处？
JG：我认为最终它们可能比我们的一年生谷物产量更高，因为它们能够捕获更多的阳光、水和养分。但在发达国家，紧迫性没有那么高。政治意愿，农场社区本身的支持，可能也没有那么强烈。
［本文最初以“养活世界”的标题印刷。］
