แนวทางที่มีแนวโน้มมากที่สุดในการแก้ปัญหาอาหารโลกคือ การปรับปรุงเพิ่มเติมของพืชที่มีอยู่ซึ่งปลูกในพื้นที่ที่พัฒนาแล้ว ลูกผสมเป็นสิ่งที่สามารถมีบทบาทสำคัญในความมั่นคงทางอาหาร ท้ายที่สุดแล้วพื้นที่ส่วนใหญ่ที่เหมาะสำหรับการเกษตรก็ถูกยึดครองไปแล้ว ในเวลาเดียวกัน การเพิ่มปริมาณน้ำ ปุ๋ย และสารเคมีอื่นๆ ที่ใช้กับพวกมันนั้นไม่สามารถทำได้ในเชิงเศรษฐกิจในหลายพื้นที่ นั่นคือเหตุผลที่การปรับปรุงพืชผลที่มีอยู่มีความสำคัญเป็นพิเศษ และลูกผสมก็คือพืชที่ได้จากการปรับปรุงดังกล่าว
เนื้อหาโปรตีน
เป้าหมายไม่ใช่แค่การเพิ่มผลผลิต แต่ยังเพิ่มเนื้อหาของโปรตีนและสารอาหารอื่นๆ สำหรับคนๆ หนึ่ง คุณภาพของโปรตีนในพืชที่กินได้ก็มีความสำคัญเช่นกัน สัตว์ (รวมถึงคน) ต้องได้รับกรดอะมิโนที่จำเป็นทั้งหมด (กล่าวคือ กรดอะมิโนที่ไม่สามารถสังเคราะห์เองได้) จากอาหาร กรดอะมิโน 8 ใน 20 ชนิดที่มนุษย์ต้องการมากับอาหาร ส่วนที่เหลืออีก 12 ตัวสามารถพัฒนาได้โดยเขา อย่างไรก็ตาม พืชที่มีองค์ประกอบโปรตีนที่ดีขึ้นอันเป็นผลมาจากการคัดเลือกย่อมต้องการไนโตรเจนและสารอาหารอื่น ๆ มากกว่ารูปแบบเดิมอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ดังนั้นจึงไม่สามารถปลูกพืชเหล่านี้ได้ในดินแดนที่มีบุตรยาก ซึ่งพืชผลดังกล่าวมีความจำเป็นอย่างยิ่งยวด
คุณสมบัติใหม่
คุณภาพไม่ได้หมายความถึงแค่ผลผลิต องค์ประกอบ และปริมาณโปรตีนเท่านั้น มีการสร้างพันธุ์ที่ทนทานต่อโรคและแมลงศัตรูพืชมากขึ้นเนื่องจากเมตาบอไลต์รองที่พวกมันมีอยู่ รูปร่างหรือสีของผลไม้ที่น่าดึงดูดยิ่งขึ้น (เช่น แอปเปิ้ลสีแดงสด) สามารถทนต่อการขนส่งและการเก็บรักษาได้ดีขึ้น (เช่น มะเขือเทศลูกผสมของ เพิ่มคุณภาพการรักษา) รวมทั้งมีคุณสมบัติอื่นๆ ที่จำเป็นสำหรับวัฒนธรรมที่กำหนด
กิจกรรมพ่อพันธุ์แม่พันธุ์
พ่อพันธุ์แม่พันธุ์วิเคราะห์ความหลากหลายทางพันธุกรรมที่มีอยู่อย่างรอบคอบ ตลอดหลายทศวรรษที่ผ่านมา พวกเขาได้พัฒนาพันธุ์พืชทางการเกษตรที่สำคัญที่สุดจำนวนหลายพันชนิดที่ได้รับการปรับปรุง ตามกฎแล้ว จะต้องได้รับและประเมินลูกผสมจำนวนหลายพันตัว เพื่อเลือกเพียงไม่กี่ตัวที่จะมีประสิทธิภาพเหนือกว่าพันธุ์ที่ผสมพันธุ์กันอย่างแพร่หลายอยู่แล้ว ตัวอย่างเช่น ผลผลิตข้าวโพดของสหรัฐฯ ในช่วงทศวรรษที่ 1930 ถึง 1980 เพิ่มขึ้นเกือบแปดเท่าแม้ว่าจะมีเพียงส่วนเล็ก ๆ ของความหลากหลายทางพันธุกรรมของพืชผลนี้ถูกใช้โดยพ่อพันธุ์แม่พันธุ์ มีลูกผสมใหม่ๆ มากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งช่วยให้ใช้พื้นที่เพาะปลูกได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
ข้าวโพดลูกผสม
การปรับปรุงผลผลิตข้าวโพดได้กลายเป็นทำได้โดยการใช้เมล็ดพันธุ์ลูกผสมเป็นหลัก สายพันธุ์แท้ของวัฒนธรรมนี้ (ต้นกำเนิดลูกผสม) ถูกใช้เป็นรูปแบบผู้ปกครอง จากเมล็ดที่ได้จากการผสมข้ามพันธุ์ระหว่างกันทำให้ข้าวโพดลูกผสมที่ทรงพลังมากพัฒนาขึ้น ข้ามเส้นถูกหว่านในแถวสลับกันและช่อดอก (ช่อดอกชาย) จะถูกตัดด้วยตนเองจากพืชของหนึ่งในนั้น ดังนั้น เมล็ดพันธุ์ทั้งหมดบนตัวอย่างเหล่านี้เป็นลูกผสม และมีคุณสมบัติที่มีประโยชน์มากสำหรับมนุษย์ ด้วยการเลือกสายพันธุ์ที่รอบคอบ สามารถรับลูกผสมที่ทรงพลังได้ เป็นพืชที่เหมาะสำหรับปลูกในพื้นที่ที่ต้องการ เนื่องจากลักษณะของพืชลูกผสมเหมือนกัน จึงง่ายต่อการเก็บเกี่ยว และผลผลิตของพวกมันแต่ละตัวนั้นสูงกว่าของตัวอย่างที่ไม่ได้รับการปรับปรุงอย่างมาก ในปี 1935 ข้าวโพดลูกผสมมีสัดส่วนน้อยกว่า 1% ของการเพาะปลูกทั้งหมดที่ปลูกในสหรัฐอเมริกา และตอนนี้แทบทั้งหมด ขณะนี้มีการใช้แรงงานน้อยลงอย่างมากเพื่อให้ได้ผลผลิตที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญมากกว่าที่เคยเป็นมา
ความสำเร็จของศูนย์เพาะพันธุ์นานาชาติ
ในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมา มีความพยายามอย่างมากในการเพิ่มผลผลิตของข้าวสาลีและธัญพืชอื่นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพอากาศที่อุ่นขึ้น ประสบความสำเร็จอย่างน่าประทับใจในศูนย์เพาะพันธุ์นานาชาติที่ตั้งอยู่ในกึ่งเขตร้อน เมื่อข้าวสาลี ข้าวโพด และข้าวผสมพันธุ์ใหม่เริ่มปลูกในเม็กซิโก อินเดีย และปากีสถาน ส่งผลให้ผลิตภาพทางการเกษตรเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เรียกว่าการปฏิวัติเขียว
การปฏิวัติเขียว
วิธีการผสมพันธุ์ การใส่ปุ๋ย และการชลประทานที่พัฒนาขึ้นในระหว่างนั้น ถูกนำมาใช้ในประเทศกำลังพัฒนาหลายประเทศ พืชผลแต่ละชนิดต้องการสภาพการเจริญเติบโตที่เหมาะสมเพื่อให้ได้ผลผลิตสูง การปฏิสนธิ การใช้เครื่องจักร และการชลประทานเป็นองค์ประกอบสำคัญของการปฏิวัติเขียว เนื่องจากลักษณะเฉพาะของการกระจายสินเชื่อ มีเพียงเจ้าของที่ดินที่ค่อนข้างมั่งคั่งเท่านั้นที่สามารถปลูกพืชลูกผสม (ซีเรียล) ใหม่ได้ ในหลายภูมิภาค การปฏิวัติเขียวเร่งการรวมตัวของที่ดินไว้ในมือของเจ้าของที่ร่ำรวยที่สุดสองสามราย การกระจายความมั่งคั่งนี้ไม่จำเป็นต้องจัดหางานหรืออาหารสำหรับประชากรส่วนใหญ่ในภูมิภาคเหล่านี้
ไตรรงค์
วิธีการผสมพันธุ์แบบดั้งเดิมบางครั้งอาจนำไปสู่ผลลัพธ์ที่น่าประหลาดใจได้ ตัวอย่างเช่น ข้าวสาลีลูกผสม (Triticum) และข้าวไรย์ (Secale) triticale (ชื่อวิทยาศาสตร์ Triticosecale) กำลังได้รับความสำคัญในหลาย ๆ ด้านและดูเหมือนว่าจะมีแนวโน้มที่ดี ได้มาจากการเพิ่มจำนวนโครโมโซมในลูกผสมระหว่างข้าวสาลีและข้าวไรย์ที่ปลอดเชื้อในช่วงกลางทศวรรษ 1950 J. O'Mara ที่มหาวิทยาลัย ไอโอวากับโคลชิซิน สารที่ป้องกันการสร้างแผ่นเซลล์ Triticale ผสมผสานข้าวสาลีที่ให้ผลผลิตสูงเข้ากับความทนทานของข้าวไรย์ ลูกผสมมีความทนทานต่อการเกิดสนิมในแนวเส้น ซึ่งเป็นโรคจากเชื้อราซึ่งเป็นปัจจัยหลักประการหนึ่งที่จำกัดผลผลิตของข้าวสาลี การข้ามและการคัดเลือกเพิ่มเติมทำให้ได้เส้นไตรรงค์ที่ปรับปรุงแล้วสำหรับความจำเพาะอำเภอ ในช่วงกลางทศวรรษ 1980 พืชผลนี้ต้องขอบคุณผลผลิตสูง ทนต่อสภาพอากาศ และฟางที่ดีเยี่ยมหลังการเก็บเกี่ยว ทำให้ได้รับความนิยมอย่างรวดเร็วในฝรั่งเศส ซึ่งเป็นผู้ผลิตธัญพืชรายใหญ่ที่สุดใน EEC บทบาทของทริเคลาในอาหารของมนุษย์กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว
การอนุรักษ์และการใช้ความหลากหลายทางพันธุกรรมพืชผล
โปรแกรมการผสมข้ามพันธุ์และการคัดเลือกแบบเข้มข้นนำไปสู่การลดความหลากหลายทางพันธุกรรมของพืชที่ปลูกสำหรับทุกลักษณะ ด้วยเหตุผลที่ชัดเจน การคัดเลือกเทียมมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อเพิ่มผลผลิต และในบรรดาลูกหลานที่เป็นเนื้อเดียวกันของตัวอย่างที่เลือกอย่างเคร่งครัดบนพื้นฐานนี้ บางครั้งการดื้อต่อโรคจะสูญเสียไป ภายในวัฒนธรรม พืชจะมีความสม่ำเสมอมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากตัวละครบางตัวมีความเด่นชัดมากกว่าพันธุ์อื่นๆ ดังนั้นพืชผลโดยรวมจึงมีความเสี่ยงต่อเชื้อโรคและแมลงศัตรูพืชมากกว่า ตัวอย่างเช่น ในปี 1970 โรคหนอนพยาธิ (helminthosporiasis) ซึ่งเป็นโรคที่เกิดจากเชื้อราในข้าวโพดที่เกิดจากเชื้อ Helminthosporium maydis (ในภาพด้านบน) ได้ทำลายพืชผลประมาณ 15% ในสหรัฐอเมริกา ทำให้สูญเสียเงินประมาณ 1 พันล้านดอลลาร์ การสูญเสียเหล่านี้ดูเหมือนจะเกิดจากการเกิดขึ้นของเชื้อราสายพันธุ์ใหม่ ซึ่งเป็นอันตรายต่อข้าวโพดสายหลักบางสายพันธุ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเมล็ดพันธุ์ลูกผสม สายพันธุ์ที่มีคุณค่าทางการค้าจำนวนมากของพืชชนิดนี้มีไซโตพลาสซึมเหมือนกันเพราะมีการใช้พืชเกสรตัวเมียตัวเดียวกันซ้ำแล้วซ้ำอีกในข้าวโพดลูกผสม
เพื่อป้องกันสิ่งนี้ความเสียหายจำเป็นต้องเติบโตอย่างโดดเดี่ยวและเพื่ออนุรักษ์พันธุ์พืชที่สำคัญที่แตกต่างกัน ซึ่งแม้ว่าลักษณะรวมของพวกมันจะไม่เป็นประโยชน์ทางเศรษฐกิจ แต่ก็อาจมียีนที่เป็นประโยชน์ในการควบคุมศัตรูพืชและโรคอย่างต่อเนื่อง
ลูกผสมมะเขือเทศ
พ่อพันธุ์แม่พันธุ์มะเขือเทศมีความก้าวหน้าที่น่าทึ่งในการเพิ่มความหลากหลายทางพันธุกรรมด้วยการดึงดูดพันธุ์ธรรมชาติ การสร้างกลุ่มวัฒนธรรมนี้ดำเนินการโดย Charles Rick และผู้ร่วมงานของเขาที่ University of California at Davis ทำให้สามารถต่อสู้กับโรคร้ายแรงหลายอย่างได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งโรคที่เกิดจากเชื้อรา Fusarium และ Verticillum ที่ไม่สมบูรณ์ เช่นเดียวกับไวรัสบางชนิด คุณค่าทางโภชนาการของมะเขือเทศเพิ่มขึ้นอย่างมาก นอกจากนี้ พืชลูกผสมยังมีความทนทานต่อความเค็มและสภาวะที่ไม่พึงประสงค์อื่นๆ สาเหตุหลักมาจากการรวบรวม วิเคราะห์ และการใช้มะเขือเทศป่าเพื่อผสมพันธุ์อย่างเป็นระบบ
อย่างที่คุณเห็น ลูกผสมระหว่างกันมีแนวโน้มที่ดีในด้านการเกษตร ต้องขอบคุณพวกมันที่ทำให้คุณสามารถปรับปรุงผลผลิตและคุณภาพของพืชได้ ควรสังเกตว่าการผสมข้ามพันธุ์นั้นใช้ไม่เพียง แต่ในการเกษตร แต่ยังรวมถึงการเลี้ยงสัตว์ด้วย ด้วยเหตุนี้ล่อจึงปรากฏขึ้น (ภาพถ่ายถูกนำเสนอด้านบน) นี่เป็นลูกผสม ซึ่งเป็นลูกผสมระหว่างลากับเมีย