在1960年到1980年间，美国农业使用的钾、磷和氮肥用量（先后）增为原先的两倍、三倍和四倍。大豆栽培中的化肥用量更是增加到原来的几乎10倍！1964年，美国还只有不到一半的小麦田施用合成氮肥；而到2012年，全部小麦田的近90%都用合成肥料来施肥了。在此期间，美国小麦的单产也几乎翻了一番，达到每英亩大约50蒲式耳（是20世纪初单产的五倍）。继美国和其他西方农业国获得巨大农产量之后，发展中国家中的墨西哥、印度、中国、越南和其他许多采用了这些新技术的国家的农产量也都有了很大提升。

20世纪中期及以后新培育的作物比以前的品种可以产出更多蛋白质和糖类，这要归功于几个新的遗传特征，有的可以影响花期，有的可以控制果实和种子的大小。小麦和水稻的高产品系最重要的性状之一，是它们个子较低——用农业上的行话来说就是“矮化型”——而茎秆却较粗，于是可以支撑住又大又重的谷穗。小麦和水稻的这些矮化品系还可以把更多的能量用于谷粒的发育，而不是茎叶的生长，于是进一步提高了单产。然而，这些高得惊人的单产需要人们加强作物的营养，这就要在作物外部施用在20世纪前半叶开始生产的那些肥料。换句话说，要出产更多的果实和种子供我们所用，这些新优作物品系需要比以前的品系吃得更快、更多。九*九*藏*书*网

农业上有三大进展改变了人类历史。第一次农业革命发生于大约1万年前，我们的祖先开始在世界多个地方栽培农作物。在植物的驯化过程中引入了新的遗传特征。比如说小麦，其野生类型今天仍然像杂草一样生长在以色列、叙利亚、土耳其和新月沃地的其他国家，它们的籽粒在成熟时会散落在地上，收获起来非常困难。然而，驯化小麦的籽粒在成熟时却仍然留在茎秆上，收获起来就比较容易了。导致这一特征变化的是单独一个叫Q的基因中的一个突变，栽培小麦品系由此得以开发，在农业上一直种植至今。小麦在中东的驯化、玉米在美洲的驯化、水稻在远东的驯化以及其他谷物、豆类、果树和蔬菜的驯化最终让城市生活和现代文明发展成今天我们所知的样子。九-九-藏-书-网

1970年，诺曼·博洛格荣获了诺贝尔奖，获奖理由是培育了高产矮化品系，并在发展中国家推广了它们的农业应用。重要的是，博洛格所获的奖项并不是诺贝尔奖中的哪个科学奖，而是诺贝尔和平奖。人们相信他的努力把10多亿人口从饥饿中拯救出来。正因为有博洛格和不计其数的其他科学家致力于培育粮食作物的高产品种，推广灌溉基础设施，使管理技术现代化，以及把杂交种子、化肥和农药分发到农民手中，1965年至1970年间，巴基斯坦和印度的小麦单产翻了一番。印度在20世纪60年代中期还在经历饥荒，那时全国有大约7亿人口，农民无法满足人们的需求。但到2016年，虽然印度人口已经翻了一番，却成了粮食净出口国！这并不是说印度就不再有饥饿。不幸的是，很多地方仍然普遍存在营养不良。但这是经济原因所致，而非农业原因造成。通过采用现代农业技术，印度已经成了农业强国。

现代农民并不是最早知道植物要有好营养才能产出好收成的人；他们只是最早让植物味觉的科学与化学和农业紧密配合的人。几千年前，从亚洲的中国到欧洲的各种古代文明都已使粪肥来增强土壤肥力，提高农田产量。事实上，九九藏书粪便所含的钾、氮以及其他植物根系能感知和从土壤中吸收的必需矿物质都非常丰富。

从19世纪中期到20世纪早期，随着农业逐渐产业化，人们为了发明人造肥料做了无数尝试，企图促进植物的生长，而无须再收集和浇灌以前用的那种东西。诺贝尔奖获得者卡尔·博施、弗里茨·哈伯和威廉·奥斯特瓦尔德完善了把大气中的氮转化为可以利用的氨或硝酸的工艺，自此以后，在20世纪前半叶，人类便首次生产出了真正的合成肥料。含氮和磷的合成肥料的生产和应用不仅提高了农田产量，也让人们能够利用高产的农作物了。

我们对于植物营养和植物味觉的理解，与现代农业密切相关，与养活世界的努力密切相关。在19世纪初，全球人口只有10亿，那时候差不多三个人里面就有一个人受着饥饿的折磨。而在我出生之后，我眼看着全球人口从30亿猛增到了70多亿。然而，尽管还有大约7亿人每晚只能饿着肚子上床睡觉，但就比例来说，今日世界遭受饥饿之苦的人口要比人类历史上任何时候都少。换句话说，尽管今天在地球上生活的人口比历史上任何时刻都多，我们却能设法填饱世界上大部分人的肚子。如果考虑到地球上的人口越多，可利用的农业用地就越少，这就更显得不同寻常。甚至在今天，虽然地球表面有28%的土地适于耕种，我们每年仍然会因城市化和其他活动损失10万平方千米的耕地。然而，现代农业却得以通过产量的极大提升来减少饥饿藏书网。

第三次农业革命现在正在全世界的实验室中发生，目标是在保持高产以满足全世界几十亿人需求的同时弥补绿色革命的不足。第三次农业革命旨在精确控制植物所尝味道的多少。与旨在为个人提供精准治疗的个体化医学非常相似，“精细农业”的目标在于为具体某种作物、单块农田甚至单棵植株提供精准的种植方案。举例来说，通过遥感和计算机技术，农民现在可以在田里施用精确数量的肥料，什么时候施用、在什么地点施用的信息也都十分详尽。除了发展新型可持续农业技术之外，植物科学家还培育了新的作物品系。既然科学家已经知道了很多“绿色革命”特征的遗传基础，那么这些特征就可以添加到其他很多较为传统的品种中，由此便可在保持产量的同时提高作物多样性。全世界的植物科学家还在努力培育不需要那么多肥料和水也能保持高产的新品系。要做到这一点，我们首先就要理解植物如何“尝”到矿物质，如何感知和吸收它们，然后便可以让作物进行这些生理活动的效率得到很大提升。有了这样的品系，化肥的施用量就可以减下来。

那么，如果植物能在没有嗅神经的情况下以自己的独特方式去“嗅”，又能在没有舌头的情况下“尝”到土壤中的化学物质，它们又是否可能在没有感觉神经的情况下“触”到什么呢？

上面这些成就被人们称之为“绿色革命”（在这个用语提出的年代流行用颜色来给革命命名，什么红色革命、白色革命之类）。绿色革命并非没99lib•net有带来问题。施用在田中的化肥用量大于作物的需求，结果很多矿物质都被浪费了，最终汇集到天然水体中，导致藻华和低含氧量的“死区”，使其中的鱼类和其他海洋生物难于存活。更何况，磷和钾是不可再生的矿产资源，尽管按照当前的消耗速度，目前的资源储备还够好几十年之用，但我们也要把这些资源留给未来。此外，只栽培少数几个高产品系会深深危害农业上所用作物的遗传多样性。在绿色革命之前，印度栽培有数以千计的水稻品种；但今天在印度种植的大部分稻田都只栽有区区十种商业化的高产品种之一。

如果考虑到植物味觉对植物生理的重要性，那么我们便无须惊异于植物营养对蒲公英、你在家里种的花或意大利栽培的用来制作通心粉的硬质小麦具有同等的重要性。生长在养分贫瘠的土壤中的植物会发黄，难于茁壮成长。我们在家会用肥料为植物补充营养，现代农业也是如此，这些肥料含有大量的多种矿物质。就像我们很多人每天都会服用复合维生素，因为膳食中的食物并不总是最有利于身体健康一样，栽培植物也需要额外的肥料，因为土壤和自来水所含的营养不是最有利于植物的健康。

第二次农业革命始于20世纪初，正是在这次农业革命中，对植物味觉的理解开始发挥作用。20世纪农作物单产的巨大提升要归功于三大技术成就——农学家培育了各种作物的高产品系；高科技灌溉方法的应用使农业对降雨的依赖程度大为减轻；化学肥料投产并得到广泛使用。