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农业生物技术在农业发展中的作用

来源:《西藏农业科技》2008年第四期    作者:格桑次仁 刘正玉 次巴     发布日期:2009-01-14

          
   
摘要:科学技术是第一生产力大批农作物种植离不开生物技术的推动作用。生物技术对促进农村经济发展发挥了重要的作用。

关键词:生物技术农业作用
    

生物技术(Biotechnology)我们根据生物多样性公约CBD)的规定,生物技术是指利用生物系统、活生物体或者其衍生物为特定用途而生 产或改变产品或过程的任何技术应用。从广义上讲,它涵盖了当前在农业和粮食生产中普遍采用的多种技术手段;而从狭义上讲,生物技术主要包括涉及繁殖生物学,或以特殊用途为目的处理或利用活生物体遗传物质的技术应用。该定义涵盖了很大范围的不同技术,如分子DNA标记技术、基因操作和基因转移、无性繁殖(作物和森林树木)、胚胎移植和冻藏(家畜)和三倍体化(鱼)等。生物技术在农业生产力面的应用难,比医学方面为慢,但农业生物技术现在已经从农业试验室 步入现场试验了,更进而达到商业化的阶段;其中包括动物疫苗、微生物农药、以及抗杀草剂植物等。許多专家預測此类产品將引导全中国,甚至全世界,迈向另一次农业革命。农业生物技术包括防治动物疾病的疫苗,以及增进农畜产品的品质。另外,包含具有新特性的各类农业生物技术的发展。农业生物技术对传统农业有巨 大的影响,农业生物技术的产品已逐渐由农业生物技术试验室进入了农业基地试验。例如:对于农药、干旱及具抗拒性,可以自体产生抗虫成分具有固氮效应及可以生产具有改良营养成分或加工性质的种子和果实等等。农业生物技术应用非常广泛。

一、生物技术在农业中的应用

科学技术是第一生产力大批农作物种植离不开生物技术的推动作用。对促进农村经济发展发挥了重要的作用。为加速实现我国农业生物技术及其产业发展的目标,我国将实施专利、标准、人才三大战略,集中优势力量发展农业生物技术。十五期间科技部实施的12个重大科技项目中,有6个涉及农业生物技术。 在现代生物技术育种方面,重点支持转基因动植物育种技术,培育优质、抗逆新品种。我国农作物育种技术迅速发展。相继培养了上千种高产优质多抗新品种。为建立高效农作物制度提供了广泛的品种资源。使高效经济作物或饲料实现区域化种植,规模化生产成为和可能。在生物肥料技术方面,重点支持生物固氮、生物磷肥、 生物复合肥等生物肥料的研究。大力发展生物农药,重点支持杀虫剂、杀菌剂的研究。育苗移栽,设施栽培,地膜覆盖,化学促控,叶龄指示促控,节水节肥等技术的推广应用,使作物生育期,生长环境及农田作业等发生了变化。

由于新型肥料品种,生物免耕技术,秸秆肥料化技术,旱地集水养地技术,现代节水技术,新型农药品种等的不断涌现改变了传统的以豆科、轮作、少免耕、有机 肥、灌溉等为主的土地养护集水体系。促进了现代生态农业的可持续发展的生物技术体系的发展。特别是近年来,许多地方采取了不少方法开展了很多生物技术的研究和推广应用,效果不错。这也对改善农业生态环境,促进用地养地结合,提高耕地产出率,使生物技术在农作物保护等方面发挥了重要的作用。

二、农业生物技术的重要性

农业生物技术是解决人类食品问题、而同时不使自然环境受破坏和保持生态平衡,实现可持续发展的最主要的途径。传统的生物技术在发酵、堆肥和污水处理等方面的应用已经发挥了一定的作用。现代环境生物技术的应用将为更有效,并能降解更复杂的化合物和更多的废弃物提供了机会,对于农业的持续发展是一种有巨大潜力 的新兴技术。生物技术将环境治理上发挥其不可替代的作用。如用工程植物和微生物清除环境污染物和土壤毒物已被公认取得显著成效;研究和开发了多种类型的能代替化学杀虫剂的生物农药,以此大大减少了化学污染。正在研究利用微生物和植物生产新型可降解塑料,以解决白色污染问题以及利用废物处理,开发对环境无害 的生物能源和食物等等。因此,环境生物技术可以用较低的成本解决废物处理、将农业废弃物转化为能源以及土地污染物的清除等问题,因此它在全球的应用具有广阔的发展前景,并将为国民经济的可持续发展作出更大的贡献。

全球生物技术发展呈现了4大趋势:以企业技术创新为主体的产学研一体化程度越来越强;技术与经济结合更加紧密,生物技术产品商品化速度越来越快;产 业发展的关联度越来越大,生物技术产业对其它产业的影响日益增强;生物技术对世界各国的政治、经济、文化等方面的影响越来越受到重视。在农业领域,水稻基因组计划的顺利实施、多种作物多种外源基因的转化成功等技术突破使农业生物技术研究领域出现了3个明显的趋势:即研究方式的集约化和规模化趋势、农业生物技术产业化趋势和生物基因资源争夺白热化趋势。其中农业生物技术产业的兴起和高速发展成为当今世界农业最大的亮点,据世界银行一个研究机构估计, 2000年世界范围内农业生物技术产业(主要为转基因作物)的交易额为20亿美元,2005年和2010年将分别达到60亿和200亿美元。

三、生物技术发展的展望

纵观生物技术及产业的发展,其前景是美好的。首先,在国际上,发展生物技术的步伐一直没有停止过,这是由生物技术多方面的应用价值所决定的。这种应用价值不是一般性的,不是很快就会被别种技术所替代,它是一项带有革命性的、战略作用的高技术。其次,发展生物技术及产业得到各国政府、科技界和产业界的普遍重视。生物技术及产业是发达国家科技发展计划重点支持的领域之一。生物技术与产业对经济和社会发展所作的贡献将会不断增加。我国农业生物技术成就显著,为提高农产品产量和质量,增加农民收入做出了重要贡献。特别是我国首创的杂交水稻技术已经推广到20多个国家,累计增产粮食3500多亿公斤。我国是世界上第二个有转基因抗虫棉花自主知识产权的国家,2002年种植面积占棉花总种植面积的40%,五年来累计为农民增收50多亿元。我国农业生物技术酝酿突破 我国农业生物技术成就显著为提高农产品产量和质量,增加农民收入做出了重要贡献。特别是我国首创的杂交水稻技术已经推广到20多个国家,累计增产粮食3500多亿公斤。我国是世界上第二个有转基因抗虫棉花自主知识产权的国家,2002年种植面积占棉花总种植面积的40%,五年来累计为农民增收50多亿 元。我国农业生物技术酝酿突破我国农业生物技术成就显著为提高农产品产量和质量,增加农民收入做出了重要贡献。特别是我国首创的杂交水稻技术已经推广到20多个国家,累计增产粮食 3500多亿公斤。我国是世界上第二个有转基因抗虫棉花自主知识产权的国家,2002年种植面积占棉花总种植面积的40%,五年来累计为农民增收50多亿元。我国农业生物技术酝酿突破 我国农业生物技术成就显著为提高农产品产量和质量,增加农民收入做出了重要贡献。特别是我国首创的杂交水稻技术已经推广到20多个国家,累计增产粮食3500多亿公斤。我国是世界上第二个有转基因抗虫棉花自主知识产权的国家,2002年种植面积占棉花总种植面积的40%,五年来累计为农民增收50多亿 元。我国农业生物技术酝酿突破可以这么说,20世纪的生物技术主要还是科研阶段的工作,产业建设尚在初创阶段;21世纪的生物技术将进入广泛的大规模产业阶段,将对人类社会做出更大的贡献。

四、生物技术在农业方面的进展

最近几年来,国际农业生物技术发展之快,对农业产业结构的改善和产量增加的作用之大,已引起世界各国政府和科学家的高度重视。农业生物技术领域中研究最活跃的是应用转基因技术,将目的基因导入动植物体内,对家畜、家禽及农作物进行品种改良,从而获得高产、优质、抗病虫害的转基因动植物新品种,达到充分提高 资源利用效率,降低生产成本的目的。经过长期不断的努力,农业生物技术已取得重大突破,表现在:1. 提高了农产品的产量和品质根据人类的需要,把特定基因导入植物体,达到改良品质和增加产量的目的。如美国每年消费月桂酸油达35亿美元。为了满足市场需 求,美国生物技术研究人员把月桂树基因导人油菜,生产出含月桂酸油达40%的油菜籽,大大降低了成本并增加了产量。康乃馨花期较短,为了延长花期,澳大利 亚的生物技术专家在康乃馨植株中引入一种基因,使花期延长了一倍,提高了观赏性。转基因番茄只有5%发病,基本上不减产,而对照发病率为99%,减产 30%左右。应用植物细胞工程技术培养的无融合杂交稻,具有丰产性好、米质优、抗性强、适应性广等优点,克服了杂交稻需要年年制种和杂种只能利用一次的缺点,为水稻育种开辟了新途径。2、 抗病虫农作物育种农作物病虫害是造成农业产量下降的主要因素之一。而常规的喷施农药,不但增加成本,而且对环境和产品产生污染。利用转基因育种技术可以把抗病抗虫基因导入植物,避免或减少病虫害。目前应用最广的抗虫基因是将苏芸金杆菌的结晶蛋白基因(Bt基因)导入植物。Bt基因已被转入棉花、玉米、烟 草、番茄、马铃薯、水稻等到多种作物,并取得了良好的效果。荷兰一家植物生物技术公司应用转基因技术培育出一种抗真菌草莓新品种,减少了草莓病害,并延长了草莓保鲜期,经济效益明显增加。3、 转基因动物育种动物基因工程研究不如植物基因工程开展得那样普及,主要集中在改善家畜、家禽的经济性状方面,现已取得了一些显著的成就。已先后培育出转基因兔、羊、猪、牛、鸡等。美国伊利诺斯大学研究出一种带牛基因的猪,这种转基因猪生长快、个体大、饲料利用率高、瘦肉多,可为养猪业带来丰厚的经济效益。 转人体基因猪的获得,可望能解决人体移植动物器官的异体排斥问题。转基因动物育种技术的进步,不仅可提高畜牧业的生产效率,还可拓展家畜的新用途,为发展高效益畜牧业提供技术力量。

五、西藏农业生物技术的现状;

20世纪末以来,生物技术出现了举世瞩目的重大进展,成为了对全社会最为重要并可能改变未来工业和农业。早在1951年,国家有关部门就派出农业科学组随军进藏,进行科学考察,创办农场,推广新技术,开展示范工作。目前,西藏农牧科学研究机构和推广机构已初具规模,农牧科学技术人员达1200多人,乡村农牧民技术人员达190011人,一支由干部、技术人员和农牧民三结合组成的农牧业科技推广服务队伍已初步形成。现在,西藏全区科技种植承包占总耕地面积的一半以上,由于农业科技的推广,粮食单位面积产量提高很快。近年来,自治区政府为争取经济的可持续发展,又重点依靠科技进步,推进农业生产结构调整,落实种子工程沃土工程,防治荒漠化,促进水土保持,使农业生产逐步由粗放经营向集约经营转变,由数量型向质量型、效益型转变,改善经济发展与生态环 境的关系。

目前,农田有效灌溉面积占总耕地面积的35%,约13面积的耕地已经改造成为高产稳产田;商品粮基地、粮食自给工程、农业综合开发等大型建设项目成效显著,靠天种田的原始落后面貌得到有效改变。种植业机耕、机播、机收面积分别比1978年增长1.86倍、4.46倍和4.5倍,作物良种覆盖率达70%, 农业综合科技贡献率达30%以上。农业科技服务体系不断健全,科技队伍日益壮大,初步形成了区、地、县、乡四级服务网络,一支以藏族为主体的科技干部队伍正在茁壮成长。另外,在耕作技术,化肥深施,病虫害防治,中低产田的改造,旱作农业技术,沙漠化综合防治技术,蔬菜保护地栽培等方面取得了一批重要成果, 在畜牧科技方面,如牦牛品种选育、黄牛改良、绵羊改良、拉萨白鸡的培育与推广、秸秆养畜技术推广、优良牧草引进、防抗灾饲料研制、畜病防治等方面取得了一批可喜的成果。西藏传统的当家产业正走向现代发展。   

为了使西藏的农业科技更好地形成推广体系,1994年,中央和国务院将西藏农技推广体系的建设列入“62项工程。并由农业部授建。农业部共投资 600万元(西藏地方投资202万元),派出强有力的技术班子深入西藏各地建设农技推广体系。实施了全区的农业县、半农半牧县的农技推广站及一江两河流域综合开发的18个县(市)的农技推广站的建设和配套工程,总建筑面积为7280平方米。建成后的农技推广站已形成区、地、县农技推广网络,基本可承担 起西藏自治区农业先进技术的试验、示范和推广工作,培训农技推广人员。现在,西藏农技推广体系已基本建立并产生了明显的社会效益和经济效益,一是从组织结构和人员上加强了农业技术推广力量,多种技术成果得到广泛应用,良种面积猛增,农民科学种田、改进耕作技术,取得了较好的增产效益;二是为西藏农业生物技 术的发展增加了后劲。总之现在我区农业生物技术的推广和应用还是比较匮乏的。

六、加强农业生物技术的投入

多增加农业生物技术的投入,是农业持续发展的重要保证,同样对发展农业生物技术的落实。也必须靠增加投入来保障。在推广应用农业生物技术的过程中,要因地制宜地建立健全投入机制,使资金、物资及劳务投入真正落实到实处,对农业生物技术的投入应坚持国家、集体和个人一起上。使农业生物技术能够综合应用,使广 大的农民真正受益。同样农业生物技术所需的投入主体也是农民,推广并应用生物技术,不仅可以增加农民的收入,而且可以推广农业生物技术的应用。

七、农业生物技术产业将成为农业发展最快的产业之一 现代农业生物技术产业化虽然还处在起步阶段,但随着愈来愈多的生物技术产品从实验室走向实际应用,进入商品化阶段,生物技术为未来世界农业发展展现了美好的前景。 随着农业生物技术研究的不断深入,一系列基因农作物新品种正逐步走向市场。专家们预测,种子工程有很大一部分是通过组织培养或是通过重组DNA技术将一些 有益的新性状引入植物中得到的。预测21世纪,将有更多的优良新品种在农业生产中得到广泛推广,并为消费者接受。

为了争夺未来农业生物技术产品市场,许多国家制订和采取了一系列有利的政策法规及重大支持措施。世界各国正在竞相聚集和培养人才,投入大量资金,以鼓励和推动生物技术的研究和开发。为了争夺21世纪的生物技术的制高点,美国的面向21世纪的生物技术计划,日本的官、产、学一体化推进21世纪的生物技术 计划等,中国的“863高技术计划,欧洲的尤里卡计划,都把农业生物技术列为优先领域,力图占据农业生物技术的前沿。由此看来,农业生物技术将迎来一个快速发展的21世纪。

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