生物技術在未來農業(yè)中的角色

生物技術在未來農業(yè)中的角色

一、生物技術給農業(yè)帶來的益處

廣義上講，生物技術是利用有機體、死細胞、活細胞以及細胞內含物，采用特殊的過程生產出特殊的產品應作到農業(yè)、醫(yī)藥以及環(huán)境修復治理中，尤其是70年代基因工程的出現(xiàn)，它能改變、取代物種的基因。

生物技術在農作物中已有廣泛的應用。最初通過遺傳工程獲得而進入市場的作物是：玉米、大豆和棉花。它們經轉基因后具有抗除草劑和棉鈴蟲的能力。這種玉米、大豆和棉花從Bt細菌獲得基因，經遺傳改良后具有防蟲害的能力。利用Bt細菌獲得經遺傳改良的作物的潛力是相當大的。例如：美國有200萬hm2的Bt棉花，澳大利亞有40萬hm2，兩者各相當于2.5億美元價值。如果將Bt玉米引種在美國1000萬hm2的土地上，只要增產5%，就意味著能增加3.5億美元收入。這項技術進一步促進了Bt制劑控制蟲害在商業(yè)上的應用。除此之外，還有許多經轉入特定基因的玉米品種，這些品種能同時抗除草劑和一些蟲害。

生物技術在畜牧業(yè)上應用所獲得的益處與在農作物上相似。一方面，生物技術有助于提高畜禽的生命力以及消滅競爭者。促進畜禽生長的物質有生長激素以及促進其生長的調節(jié)劑，這些物質可由基因工程而獲得。如利用鼠類基因（該基因能促進角蛋白的形成）能獲得了經遺傳改良的綿羊，這種綿羊比普通棉羊產毛量能提高6%左右。另一方面，生物技術在提高農作物產量、質量的同時，有助于提高畜牧業(yè)的生產力發(fā)展水平。例如，通過控制飼料作物體內碳水化合物含量可提高畜牧業(yè)生產力；利用基因調控技術可以提高包括豆科作物在內一些作物的蛋白質含量，減少飼料作物中難消化的木質素含量等。達比等人已生產出一種轉基因三葉草，可應用于澳大利亞綿羊牧場。該基因來自向日葵，經轉基因的三葉草能制造富含氨基酸的蛋白質，該蛋白質經食物鏈進入綿羊體內，進而能提高產毛量。

生物技術給人類帶來的益處也包括在生態(tài)和環(huán)境兩個方面。利用生物技術提高現(xiàn)有農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生產力可以減低農業(yè)向原始的、自然、半自然生態(tài)系統(tǒng)擴張的要求，因此，它有助于有人類保存、保護地球上僅有的自然生態(tài)系統(tǒng)及其資源，有助于人們未來再利用其中的基因資源開發(fā)新的產品。

生物技術已用于生產抗蟲害、抗除草劑作物。正如前面所述，一些轉基因棉花、玉米、大豆等具有抗蟲害、抗除草劑的能力。1995年人們可以在市場上購買到轉基因馬鈴薯，這種馬鈴薯能產生水晶蛋白，而水晶蛋白對科倫那多馬鈴薯甲蟲有毒害作用。這些轉基因作物能減少殺蟲劑的用量，降低殺蟲劑及其殘留物對食物鏈、水體造成污染，從而有利于保護生態(tài)環(huán)境。

在許多農業(yè)生產區(qū)，土壤氮素可利用量是制約農業(yè)生產力提高的一個重要因子。而一高科技農業(yè)生產區(qū)使用人造氮肥是以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價的。制造氮肥要利用大量能源，據統(tǒng)計，英聯(lián)邦農場平均投入的能源大約有50%來自肥料。由施用肥料而產生的溫度氣體（二氧氣化碳、氮氧化合物等）不可避免地促進地球氣候變暖。除此之外，農業(yè)土壤的氮素流失是水體富營養(yǎng)化的主要原因。

生物技術的利用能為這些問題的解決提供潛在的、真正有價值的幫助。

同樣，人們可以利用真菌來提高土壤養(yǎng)分的有效性。溫萊指出：特定的真菌類能促進土壤養(yǎng)分的釋放，從而促進作物生長；真菌也能通過分解有機物質（例如纖維素等）釋放出糖類，促進固氮菌的生長。進一步提高土壤養(yǎng)分有效性的可能，包括獲得轉基因細菌和真菌，以進一步增強它們制造養(yǎng)分和釋放土壤養(yǎng)分的能力。轉基因作物的最終目標是使作物本身能夠自行固氮，避免、減少使用人造肥料，從而減少對生態(tài)環(huán)境的破壞。這在目前尚不可能，但在將來卻有望實現(xiàn)這個目標。

二、生物技術帶來的不利

從經濟角度上講，生物技術帶來的不利并不明顯，然而，它會引起發(fā)達國家與發(fā)展中國家貧富差距進一步擴大。因為，生物技術公司主要集中在發(fā)達國家，發(fā)達國家可以通過輸出生物技術產品而獲得利潤。與此同時，發(fā)展中國家由于技術、及其產品還遠沒有被廣泛接受。

生物技術可能引起生產方式和人類健康的退變。這種情獎品可能會隨著需要特定處理的轉基因作物的出現(xiàn)而產生，特別是抗除草劑的轉基因作物出現(xiàn)。農民必須從同一公司購買種子和除草劑，否則除草劑起不了作用。同樣的問題也可能在需人造肥料的轉基因作物上出現(xiàn)，這些轉基因作物會取代傳統(tǒng)的依靠有機肥的作物，后者在發(fā)展中國家是很普遍的，并且也有利于環(huán)境保護。生物技術在食品上的應用對發(fā)展中國家的農民也會造成許多困難。生物技術也會對人類的健康制造麻煩。近年來在英國已有這方面的報道。特別是當能引發(fā)人體過敏反應的基因轉入農作物時，例如，堅果能引發(fā)人體過敏反應，若它的基因被導入其他作物，則有可能其他作物也會引起人體過敏。為了預防起見，轉基因作物產品必須經免疫測定篩選后才能利用。

生物技術也可能引發(fā)環(huán)境問題。人們利用生物技術生產出抗旱、耐鹽、抗病蟲害作物同時，也導致生物多樣性遭受嚴重破壞，甚至導致一些物種滅絕。這一結果是由于生物技術促進農作物向它原本不適應的地域擴張而造成的。生物技術同樣加速土壤侵蝕和沙漠化。農業(yè)，尤其是耕作農業(yè)的擴張會增加除草劑、殺蟲劑、人造肥料的使用，農業(yè)中不斷投入的能源促進全球變暖。與此同時，氮素生物化學循環(huán)的改變也加劇了水體的富營養(yǎng)化，直接影響人類和動植物的生存。

另一個令人擔心的是：轉基因植物、動物、微生物脫離當?shù)剞r業(yè)生態(tài)系統(tǒng)所造成的危害。許多有意或無意的動植物引起當?shù)貒乐氐纳鷳B(tài)問題。最明顯的例子是澳洲引進的兔子。1500年以來，世界各國動植物的交流，有些已成為當?shù)氐挠泻�動植物。至于轉基因作物脫離當?shù)剞r業(yè)生態(tài)系統(tǒng)后有可能引發(fā)：第一，轉基因作物使自生作物成為嚴重的雜草問題；第二，轉基因作物通過雜交后產生雜種；第三，轉基因作物影響食物安全。任何一種轉基因作物都存在對生態(tài)環(huán)境產生沖擊的可能性。

未來20年，隨著世界人口的增長，農業(yè)將經歷具有重大意義的革新。毫無疑問，生物技術作為科學和技術在這場變革中將起到關鍵性的作用。原則上講，生物技術本身有能力幫助人們提高農業(yè)生產力和保護環(huán)境，但在實踐中，生物技術作為環(huán)境保護的代理人其作用相對來說是微乎其微的。人們對它在環(huán)境保護以及促進人類進步中的作用仍將拭目以待。

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