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生物技术推动美国农业与时俱进

     美国人认为,改变农村面貌最重要的政策是推动农业生产与时俱进。21世纪是生物技术大放光彩的时代,而农业将是生物技术获得广泛应用的一个重要领域。
     在推动生物技术四大工程--基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程在农业领域应用的同时,美国也从传统农业步入生物工程农业时代,其中生物育种、生物农药等技术成为这一时代的亮点。
     生物育种让作物改良如人所愿
     生物育种技术,是指以“转基因”的方法,把不同植物,甚至动物的控制优良性状的基因,转移到所需要的植物中去,实现按人的意志改良作物的愿望。这一技术的应用大大提高了农作物的产量、品质以及抗逆抗病能力,以及农业生产效率。
     20世纪70年代以来,美国利用基因育种,特别是“定向设计”的作物育种技术,培育出一批具有高产、抗虫、抗病、抗旱涝等特征的农作物品种。比如,利用基因工程技术,把细菌的杀虫基因转入到棉花中,使棉花能够抗棉铃虫;将冷水鱼的抗低温基因克隆到西红柿中,得到抗冻西红柿,使西红柿的生产期延长;将一些高蛋白基因引入谷物作物,获得高蛋白小麦和高蛋白玉米,有助于解决人类粮食紧缺问题。利用细胞移植技术,将花蕊、子房或其他组织离体培养出再生植株,获得多种稳定的、有某种优势的品系,大大提高了培育优良品种的速度;通过植入固氮微生物的基因,使谷物等非豆科作物产生固氮能力,减少对化肥和非再生能源的依赖,提高单产和蛋白质的含量;通过培育抗病虫害的微生物,改善作物根系的生长环境,抑制某些病原的产生和杂草的生长,从而减少杀虫剂的施用量和保护环境。
     目前,生物技术育成的抗虫棉、抗虫玉米、抗除草剂玉米、抗虫马铃薯、抗除草剂大豆、油菜、棉花等转基因作物已在生产上获得广泛应用。
     与此同时,生物技术也有效地提高了畜禽的生产率,改善了畜禽的生产性能和品质,增强了其对病害和内、外寄生虫的抗性。科学家已经成功地把某些动物基因转移给牛、猪、羊等的受精卵中,获得性能优异的畜禽良种。美国利用基因工程方法把某些动物生长激素基因转移到细菌中,然后由细菌繁殖产生大量有用的激素。这些激素在畜禽新陈代谢过程中,能促进其体内蛋白质的合成和脂肪的消耗,从而加快生长发育,即在不增加饲料消耗的情况下提高畜禽的产量和品质。
     另外,生物技术在美国农业中的应用,还让动植物成为制造“食用疫苗”和药物等的“工厂”。美国已开始利用水果、蔬菜生产抗肝炎、霍乱等传染病的疫苗。在利用动物的奶和蛋生产药物领域,一些研究成果的前景看好,包括绵羊奶已用于治疗囊性纤维变性,山羊奶已用于治疗癌症,鼠奶已用于治疗类风湿,鸡蛋已用于治疗流感。
     生物农药既杀虫又环保
     生物农药主要指自然界存在的,对农作物病虫害具有抑制作用的各种具有生物活性的天然物质,包括对这些活性物质进行开发所获得的,对环境安全友好、不易产生抗药性的生物制品,以及利用病原微生物如各种真菌、细菌、病毒等抑制植物病虫害的发生,等等。
     生物农药最大的特点是以生物群治生物群。最初人们主要依靠“天敌”减少有害生物群密度。近年来,随着“天敌”对害虫致病、寄生的研究进展,美国已能通过提取这些发挥作用的物质,制成生物农药来防治植物病虫害,或是使“天敌”能够在体内合成致毒等物质,用作生物农药来防治植物病虫害。
     随着最新分子生物学手段的应用,转基因生物农药新品种不断涌现,向更安全和更环保的方向发展,而且产品更新换代速度加快。利用生物农药的思路和转基因技术,美国能够生产出杀虫广、毒性强的微生物菌株,扩大了防治对象,增强了防治效果,只要把其喷洒在侵害作物的害虫上便可达到“以菌治虫”的目的。
     生物农药改变了传统植保及农药的概念,成为更有效、无化学品污染的植保新理念。虽然目前生物农药生产成本稍高于化学农药,但它减少了农药用量,又节约了成本,而且还保护环境,可以广泛用于绿色食品、有机食品的生产,提高农作物的品质和经济效益。
     生物技术成农民的“最爱”
     有报道说,美国转基因种植面积占全球总面积的66%。自转基因品种问世后的5年内,美国所种植的65%的大豆、近70%的棉花和25%的玉米,均是生物技术改良的品种。
     这些新品种为何被美国农民迅速接受?答案很直观:农民的经济收入得到改善。不是产量提高就是投入成本降低,或者两者兼之。最明显的是杀虫剂用量减少很多。
     据美国明尼苏达州立大学国际粮食与农业政策中心的调查显示,对于大豆、棉花和玉米等主要农作物生物品种来说,2003年的应用情况与1996年的比较表明:美国农民不断采用农业生物技术。2003年,美国80%的大豆来自生物技术育种,而1996年只有9%;2003年生物技术育种棉花的种植面积占73%,而1996年仅为17%;生物技术育种玉米的种植面积从1996年的4%增加到2003年的40%。
     这项调查还显示,2002年,来自玉米、大豆、棉花和油菜的收成创造的400亿美元价值中,一半是源于运用生物技术对种子进行改良的作物。在商品化的四种生物技术作物中,玉米每英亩的产量与传统品种产量相比增值最大,高达60美元。抗除草剂大豆的亩产收益增加将近15美元。另一方面,生物技术使得杀虫剂用量明显减少。以往美国农作物每英亩平均用农药22美元,现在转基因作物仅用10-12美元,效益的对比使转基因作物更具竞争力。
     调查认为,一方面,改良农作物的增产和环保特性,让农民愿意种植生物农作物品种,增产、抗病、抗灾和提高营养价值的农作物自是农民看中的品种;另一方面,政府的投资、大多数州的生物农业技术计划等,引导农民使用生物技术。据统计,过去20年,美国在开发农业生物技术方面的投入年均增幅达15.5%,其间,美国政府的专项拨款达35亿美元。
     美国国家食品与农业政策中心的最新研究也发现,美国2004年种植的1.18亿亩生物技术作物带来了66亿磅的增产,为美国农民增加了23亿美元的净收入;同时,生物技术作物将抗虫用品减少了34%,减少量达1560万磅。
     最近,美国《世界农业》杂志发表的有关评述指出,近20多年来的基因技术成果已开始进入半商业化、商业化推广时期,由此拉开了世界农业生产大变革的帷幕。 

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