המהפכה הירוקה

המהפכה הירוקה היא תהליך שהבשיל בין שנות ה-40 וה-60 של המאה ה-20, שבו הצליחו מספר מדינות מתפתחות להגדיל את יבול הדגנים בשטחיהם בצורה ניכרת, הודות לשימוש בזנים חדשים, הדברת מזיקים ולהכנסת טכנולוגיות חקלאיות מתקדמות כדוגמת המונוקולטורה.
המהפכה הירוקה הצליחה לסתור לזמן מה את התאוריה של מלתוס שטענה שבאותו קבוע זמן אוכלוסיית העולם מכפילה עצמה בטור הנדסי בעוד ייצור המזון גדל בטור חשבוני והתוצאה תהיה רעב המוני אשר בסופו של דבר יוביל לצמצום האוכלוסייה. בזכות המהפכה הירוקה הצליחו להפיק כמויות יבול גדולות יותר ולהדביק את הפערים.
הגדלת היבולים מנעה תופעות של רעב המוני ושל משברים בינלאומיים אשר נחזו על ידי מומחים בתחומי האוכלוסייה והחקלאות באותן שנים. השינוי הדרמטי ביותר באספקת המזון התרחש במקסיקו, בהודו, בפקיסטן, בפיליפינים ובסרי לנקה. תהליכים אלו הובלו ומומנו על ידי קרן רוקפלר וארגונים אחרים. על תרומתו למהפכה הירוקה, זכה נורמן בורלוג ב-1970 בפרס נובל לשלום.

עבודת המחקר במקסיקו

ב-1940 קיבלה ארצות הברית פנייה מהממשלה המקסיקנית לסייע לה בחניכת עתודה של חוקרים בנושאים חקלאיים. הרפורמה האגררית אשר יושמה בעקבות המהפכה המקסיקנית  ב-1910 הביאה לפחיתה ביבולים בחקלאות המקומית והממשל המקסיקני רצה לקדם את החקלאות ואת התעשייה החקלאית. הממשל האמריקאי העביר את הנושא לטיפולה של קרן רוקפלר. התוצאה הייתה יצירת גוף ממשלתי מקסיקני, "המשרד למחקרים מיוחדים", שעליו פיקחה קרן רוקפלר. בורלוג הצטרף לפרויקט ב-1944, עבר למקסיקו סיטי ומונה לראש "התוכנית המשותפת למחקר ויצור חיטה" במסגרת הפרויקט.
מטרת התוכנית הייתה להאיץ את קצב ייצור החיטה במקסיקו, אשר באותו זמן ייבאה חלק מתצרוכת החיטה שלה, והכלים להשגת מטרה זו היו: גנטיקה, הכלאת צמחים, פיטופתולוגיה, אנטומולוגיה, אגרונומיה, מדעי הקרקע וטכנולוגיות של גידול דגנים. מלבד בורלוג השתתפו בתוכנית שני חוקרים אמריקאים נוספים, אדוארד ולהאוזן - מטפח תירס, וג'ורג' נידרהאוזר - מטפח תפוחי אדמה. שנותיו הראשונות של הצוות היו קשות מאוד. הם סבלו ממחסור בחוקרים מקומיים מנוסים ובציוד מתאים. כמו כן, הם לא זכו לשיתוף פעולה מצד החקלאים המקומיים אשר שדותיהם סבלו בעיקר ממחלת החילדון. בורלוג אף כתב בספרו "On World Hunger" כי במשך השנים הראשונות הוא התחרט פעמים רבות על כך שהסכים ליטול חלק בפרויקט. את עשר השנים הראשונות בתוכנית הקדיש הצוות ליצירת זני חיטה חדשים העמידים בפני מחלות, תוך כדי ביצוע 6,000 הכלאות שונות בזני חיטה שונים.

חיטה בעונת גידול כפולה

בתחילה, התרכזה עבודתו של בורלוג במזרח הרמה המרכזית של מקסיקו, בעיירה צ'פינגו הסמוכה לטקסקוקו. אזור זה נפגע במיוחד מהחילדון ומתנאי קרקע בעייתיים. בורלוג הציע להאיץ את השבחת זני החיטה על ידי גידול החיטה בשני אתרים לחלופין, וכך להשיג שתי עונות גידול בשנה אחת, ולקצר פי שניים את הזמן הדרוש. שני האתרים שהציע היו שניהם במקסיקו, אך היה ביניהם הפרש גבהים רב ומזג האוויר בהם היה שונה מאוד. בורלוג רצה לגדל מחזור אחד בקיץ, ברמה הגבוהה והקרירה, ולקחת מיד את הזרעים ולזרוע אותם בתחנת ניסיונות בצפון מערב מקסיקו, באזור סונורה. מנהלו, ג'ורג' הרר, התנגד לתוכנית שאפתנית זו. מלבד העלויות הגבוהות הכרוכות בעונת גידול כפולה, הייתה מקובלת באותן שנים הטענה (שהופרכה בינתיים) שמבחינה חקלאית יש לתת תקופת מנוחה לזרעים לאחר הקציר, בטרם זורעים אותם שנית, על מנת שיאגרו אנרגיה לנביטה. בתוכניתו של בורלוג לא היה פער זמן מספיק בין הקציר והזריעה מחדש. הרר הטיל וטו על התוכנית ובתגובה הודיע בורלוג על התפטרותו. מנהל הפרויקט כולו, אלווין סטקמן (Elvin C. Stakman), הגיע למקום ושכנע את בורלוג לחזור בו מהתפטרותו ואת הרר להסיר את התנגדותו לתוכנית. מ-1945 גודלה החיטה בשני אזורים שונים, שהמרחק ביניהם היה 1,000 ק"מ והפרשי הגובה ביניהם היו 2,600 מטר.
יתרון בלתי מתוכנן, שהושג כתוצאה מעונת הגידול הכפולה, היה אי רגישותם של הזנים הנבחרים לפוטופריודיזם - עיתוי הפריחה בהתאם לאורך היום. בדרך כלל, זני חיטה מתקשים להסתגל לתנאי סביבה חדשים בשל השינוי בשעות אור השמש במשך היממה. בורלוג סיפר על כך כעבור שנים: "יצא כי בצפון זרענו כאשר הימים התקצרו, בגובה נמוך ובטמפרטורות גבוהות. אז, אספנו את הזרעים מהצמחים היפים ביותר וזרענו אותם בדרום בעת התארכות היממה ובזמן שירדו משקעים רבים. כך הצלחנו ליצור, תוך זמן קצר יחסית, זנים שהתאימו לכל מרווח התנאים האקלימיים. דבר זה לא היה אמור להתרחש על פי הספרים". המשמעות הייתה שהפרויקט חסך לעצמו את הזמן הנדרש לפתח זנים מתאימים לכל אחד מהאזורים.

העלאת העמידות למחלות

שושלת צמחים, הנוצרים בדרך של האבקה עצמית ומקורם בצמח בודד, נקראת קו טהור (pureline). לכל הצמחים בשושלת זו, הזהים מבחינה גנוטיפית, יש בדרך כלל מספר קטן של גנים (או גן עיקרי אחד) האחראים על עמידות בפני מחלה מסוימת. אולם, פתוגנים (מחוללי מחלות) מסוגלים לייצר כל העת צורות חדשות שלהם, ולכן שדה המורכב מקו טהור עלול להיפגע בקלות. לשדה שיש בו תערובת של צמחים ממספר קווים טהורים, שנקרא multiline, יש סיכוי טוב יותר להתמודד עם הפתוגן ולמנוע את התפשטותו לכל הצמחים בשדה. שדה כזה צריך להיות מורכב מצמחים בעלי גנוטיפ שונה, אך פנוטיפ זהה. בצורה זו, לצמחים יש אותן תכונות, כגון גובה, זמני פריחה והבשלה, צבע זרעים ותכונות אגרונומיות אחרות, ולכן הם תואמים אחד לשני, ואינם גורמים לפחיתה ביבול כאשר הם מגודלים יחד באותו שדה.
ב-1953 שכלל בורלוג את טכניקת ה-multiline. הוא רצה להבטיח שגנים של עמידות למחלה לא ייעלמו מאוכלוסיית הצמחים, ומצד שני לנסות לשפר את העמידות בעזרת גנים נוספים. כל קו פותח בשיטת הכלאה מחזירה (Backcrossing) שבה נעשית הכלאה של צמח מכלוא (hybrid) עם צמח הורה. בורלוג דאג שהגנוטיפ של כל קו יהיה שונה מזה של חברו. בשדה הוא ערבב חמישה עד עשרה קווים לקבלת multiline. לשדה כזה תהיה כמעט תמיד עמידות חלקית או מלאה לפתוגן. כאשר מתגלה שקו מסוים רגיש למחולל המחלה, הקו הספציפי מוחלף בקו עמיד לצורה המסוימת של הפתוגן. בתהליך שפיתח בורלוג יש מאגר קבוע של קווים שונים בעלי עמידות לצורות שונות של המחלה. שיטת ה-multiline עוזרת למנוע התפשטות מהירה של המחלה, ומבטיחה שהפגיעה בשדה תהיה חלקית בלבד, עקב קיומם של קווים בעלי גנוטיפ שונה.

החיטה הננסית

המהפכה הירוקה החלה במקסיקו, ב-1953 רכש בורלוג זן חיטה יפנית ננסי, בשם "נורין 10", אשר פותח על ידי אורוויל פוגל והוכלא, מאוחר יותר, עם זן אמריקאי עתיר יבול. תכונת הננסיות בחיטה היא בעלת חשיבות אגרונומית. בזני החיטה הננסיים הגבעול הוא עבה ותופעת ה"רביצה" שכיחה פחות. אורך הגבעול בזן שפותח היה כ-2/3 מאורך הגבעול בזנים המסורתיים במקסיקו. כמו כן, מספר הגבעולים והשיבולים בכל צמח היה גבוה יותר בזן שפותח. על מנת להתאים את זן החיטה הננסי לתנאי האקלים, הקרקע והמחלות המקומיים, הכליא אותו בורלוג עם זני החיטה העמידים למחלות שפותחו קודם לכן.
ב-1963 מקורו של 95% מיבול החיטה במקסיקו היה משני זנים ננסיים למחצה ועמידים למחלות שפותחו על ידי צוותו של בורלוג. באותה שנה, היה יבול החיטה במקסיקו גדול פי שישה מיבול החיטה ב-1944, השנה שבה החל צוותו של בורלוג לעבוד. מקסיקו הפכה מיבואנית חיטה למדינה המספקת את צרכיה ואף מייצאת חיטה. ב-1964 הוציא הצוות ארבעה זני חיטה חדשים ומשופרים.

יצוא המהפכה להודו ופקיסטן

ב-1965 נשלח משלוח ראשון של 450 טון זרעי חיטה (200 טון יועדו להודו ו-250 טון לפקיסטן) משני זני חיטה שהצליחו במקסיקו ובניסיונות בהודו. ההצלחה הייתה מיידית. היבולים ליחידת שטח אשר נקצרו משטחי הניסיון היו הגבוהים שהושגו אי פעם בדרום אסיה. הממשלות ההודית והפקיסטנית התחייבו לרכישת כמויות ענק של זרעי חיטה. ב-1966 רכשה ממשלת הודו 18,000 טון זרעים של הזנים "לרמה רוחו 64" ו"סונורה 64", הכמות הגדולה של זרעים כלשהם שנרכשה עד אותה עת. ב-1967 רכשה פקיסטן 42,000 טון זרעים וטורקיה רכשה 21,000 טון זרעים מזני החיטה החדשים. ב-1968, בעת שיצא לאור ספרו של ארליך, כבר כינה ויליאם גוד מהסוכנות האמריקאית לפיתוח בינלאומי את עבודתו של בורלוג בשם "המהפכה הירוקה".
יבול החיטה בפקיסטן עלה בקרוב ל-60% בתוך חמש שנים. מ-4.6 מיליון טון ב-1965 ל-7.3 מיליון טון ב-1970. בשנת 1968 הגיעה פקיסטן למצב של אספקה עצמית מלאה של חיטה ובשנת 2000 הגיע יבול החיטה בפקיסטן ל-21 מיליון טון. בהודו עלו יבולי החיטה באותה תקופה ב-63%. מ-12.3 מיליון טון ב-1965 ל-20.1 מיליון טון ב-1970. ב-1974 הגיעה הודו למצב של אספקה עצמית מלאה של דגנים ובשנת 2000 הגיעו יבולי החיטה בהודו ל-76.4 מיליון טון. החל משנות השישים, הדביקו שיעורי הגידול ביבולי הדגנים, בשתי מדינות אלו, את שיעור הגידול באוכלוסייה ובכך אפשרו לתת מענה טוב יותר לבעיית הרעב.
גם במדינות נוספות בדרום אמריקה, במזרח התיכון ובאפריקה חל באותן שנים גידול חד ביבולי החיטה בעקבות השימוש בזני החיטה העמידים ובטכנולוגיות חקלאיות מתקדמות. החוקר האמריקאי, פול ואגונר, מתחנת הניסיונות החקלאית בקונטיקט חישב ומצא, כי השימוש בזני החיטה עתירי היבול והעמידים בהודו, סייע בקרוב היצע החיטה לביקוש, ובכך סייע למניעת הפיכת 400,000 קמ"ר של אדמת בור לאדמה חקלאית, שטח השווה ל-13.6% משטחה הכולל של המדינה.
עבודתו של בורלוג בזני החיטה הובילה באמצע שנות השישים גם לפיתוח זנים ננסיים ועתירי יבול באורז. הפיתוח נעשה במכון הבינלאומי למחקר אורז בחסות קרן פורד וקרן רוקפלר והניסיונות נערכו במכון למחקר אורז בהונאן שבסין. השטח שבו גודלו זני האורז החדשים גדל משטח של 0.8 קמ"ר ב-1965 לשטח של 160,000 קמ"ר ב-1970.