摘要：放眼全球，粮食安全这根弦依然绷得紧紧的，还有将近十亿人依然在为下一顿饭发愁，人口在不断的增长，嘴巴也越变越多，全世界对粮食的需求只增不减，但是我们的地球却越来越“任性”。

[熊猫]民以食为天！粮食安全是每个国家的一个重要课题，尤其是中国14亿的人口大国，粮食问题就是头等大事。

如果粮食生产不用再看气候和土壤等因素，用化学合成“粮食”，不再需要人们种地就能让老百姓吃饱饭，相信在不远的将来就会普及这项技术了。

这门技术是什么？科学家们是怎么做到的？

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放眼全球，粮食安全这根弦依然绷得紧紧的，还有将近十亿人依然在为下一顿饭发愁，人口在不断的增长，嘴巴也越变越多，全世界对粮食的需求只增不减，但是我们的地球却越来越“任性”。

气候变化让极端天气成了家常便饭，旱灾、洪涝说来就来，地里的庄稼常常因此遭殃，导致收成锐减，传统农业那种“靠天吃饭”的模式，已经显得有些力不从心了，中国用有限的耕地，成功养活了世界5分之一的人口，这本身就是一个奇迹。

其实危机一直存在，2023年全国耕地面积回升到了约19.29亿亩，听起来不少，可一平均到每个人头上就显得捉襟见肘了，更棘手的是这些耕地里有相当一部分是“凑数”的中低产田，真正肥沃、能打高产的黑土地和水浇地少之又少。

即便是那些产粮大省也面临着土壤退化、地下水超采的严峻问题，城市在不断扩张，但是生态也要恢复，这些都在持续挤占本就宝贵的耕地，指望大规模开垦荒地来增加粮食产量？这条路基本走到了尽头，地球上能利用的土地真的所剩无几了。

而且传统农业不仅依赖土地，还需要耗费大量的水资源，全球高达7成的淡水都被用来灌溉农田，全球4成的土地都专门为我们种吃的，每年为了保证收成，巨量的化肥和农药被投入田间，这些化学物质的残留形成了农业面源污染，也污染了许多河流湖泊。

面对困难中国人向来不低头！袁隆平院士从1964年开始，他的杂交水稻技术一次又一次地刷新着水稻亩产的纪录，让无数人远离了饥饿，他的水稻不仅高产，还能在盐碱地、沙漠边缘甚至海边扎根生长，之后海水稻、沙漠稻技术也相继问世。

现在中国的科学家们又开辟了一条全新的赛道，这一次他们要摆脱对太阳和土壤的绝对依赖，2021年中国科学院的科学家们成功地用化学方法，从无到有地合成了“粮食”，那就是淀粉，这个历史性的突破由中科院天津工业生物技术研究所的团队完成。

他们是全球第一个实现了从二氧化碳到淀粉的人工全合成，这项成果很快登上了国际顶级期刊《科学》的封面，而且震惊了世界，整个过程完全不需要植物细胞的参与，更不需要光合作用，科学家们纯粹用化学和生物催化技术搭建出了一条淀粉生产线。

这个被誉为“划时代突破”的技术到底有多厉害？咱们从数据上就能看出来，一株玉米从播种到收获，再把玉米粒里的物质转化为淀粉，需要大约半年的时间，而这套人工系统完成同样的过程，只需要几个小时。

它的能量转化效率是玉米的整整3.5倍！整个合成路径比大自然光合作用的路径节省了50多个复杂的步骤，换算成速度，它比玉米快了8.5倍，这相当于一个1立方米大小的反应器，一年生产出的淀粉量，相当于5亩玉米地一整年的产量。

目前合成速率相比最初的版本已经提升了136倍，百吨级的中试装置也已经建成，这意味着它正在从实验室走向现实，这项技术一旦成熟，将有望极大地解放耕地资源，我们可以减少开垦土地、砍伐森林、与自然争夺水源的压力，让生态系统得到喘息和恢复。

生产淀粉的车间可以建在城市楼顶，可以放在郊区厂房，甚至可以部署在戈壁荒漠，根据科学家们的推算，用这种工业化的方式生产淀粉，预计可以节省超过9成的土地和淡水资源。

更关键的是生产过程完全不需要化肥和农药，这将从源头上大大降低农业面源污染，并且这种车间里的生产几乎不受任何气候影响，可以全年一直稳定地产出，对于中国这样一个人口众多、自然灾害频发的国家来说，这无疑是给粮食安全上了一道“双重保险”。

这门技术还可以消耗掉更多的二氧化碳，它能将大气中多余的温室气体二氧化碳直接固定下来，转化为有用的淀粉，这既减少了碳排放又生产出了产品，如果未来驱动这套系统的能源，来自太阳能、风能等可再生能源，那么整个生产过程甚至有望实现“负碳”。

当然人工淀粉不仅可以出现在餐桌上，它可以作为重要的工业原料，也可以作为饲料的补充来源，哪怕未来它只替代了10%的农业淀粉，它所能带来的资源节约和环境效益都将是无比巨大的。

但是从实验室的成功到真正走进千家万户，人工合成淀粉技术还有很长的路要走，目前它还处在中试阶段，距离大规模的商业化量产还有距离，最直接的问题就是成本，现在人工生产的成本还是要高于传统农业种植。

其中催化反应所需的“酶”的成本就是一个技术难关，如何进一步优化反应条件、控制产物纯度，也都是科学家们需要攻克的挑战，同时一个新技术的诞生，会让国民们担心它的安全性，这种用二氧化碳造出来的淀粉，人能放心食用吗？

从科学角度看人工合成的淀粉，在化学结构上与植物通过光合作用合成的淀粉，是没有任何本质区别的，甚至由于工业生产过程是可控的，人工淀粉的纯度可能更高，不过在正式推广应用前，它必须经过最严格的食品安全检测和评估。

不仅如此，这项技术也可能对传统的农业生产模式和农民的就业带来冲击，整个粮食产业链，从种植、加工到销售，都将面临调整和升级，如何帮助农民适应新的产业结构，实现转型发展，是我们需要提前思考的课题。

需要明确的是这项技术并不期望完全取代传统农业，传统农业的价值是无可替代的，这和人工淀粉并不冲突，一个是传统一个是创新，人工淀粉可以在极端情境下成为保障我们食物供应的坚实支撑，它可以作为国家粮食战略储备的新形式。

传统与科技从来不是对立的，这项技术也代表了中国在粮食自主方面的一种新方向和硬底气，也期待这项技术能够在不远的将来普及！

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来源：陌上史无言