农业是人类生存与社会发展的基石,始终面临着提高产量、改善品质和应对环境变化的挑战。生物技术作为现代科技的重要组成部分,其在农业种植领域的巨大潜力和价值正快速凸显。随着全球人口的不断增长和资源的有限性,传统的农业种植方式已难以满足现代社会的需求。而生物技术的崛起,为农业种植提供了新的思路和方法,有助于解决传统农业面临的诸多挑战。因此,深入分析和探讨生物技术在农业种植中的推广应用,对于推动农业科技进步、促进农业可持续发展具有重要的现实意义。
1 生物技术在农业种植中的重要性
1.1 提高作物产量和质量
我国是世界上人口最多的国家之一,人均土地面积较少,粮食作为人类生存的基本需求,其产量和质量直接关系到国家的粮食安全和社会的稳定。近些年,我国粮食问题得到了有效缓解,这与生物技术在农业种植与生产中的应用密切相关。通过生物技术手段也可以培育出紧凑株型作物品种,使单位面积内的作物数量增加,从而提高单位面积内作物的产量。利用基因修饰等技术能够增强作物对干旱、盐碱等逆境的适应性,使作物在恶劣环境下也能保持较高的生产力。还可以利用转基因技术培育出高产、优质、抗病虫害的作物品种,显著提高粮食的产量。利用生物技术还可以优化作物的营养成分和口感风味,使其更符合消费者的需求。因此,生物技术能够显著提高作物的产量和质量[1]。
1.2促进生态平衡
传统的农业生产中,过度使用化肥和农药导致了土壤退化、环境污染以及生态失衡等一系列问题。随着生物技术在农业领域的应用,为农业生态平衡和农业生态系统健康发展带来了新的解决方案。通过生物技术手段可以培育出具有固氮、解磷等功能的微生物,这些微生物可以增加土壤中的有机质含量,提高土壤肥力。利用生物技术还可以改善土壤的物理结构,增加土壤中的团粒结构,提高土壤的通气性和保水性,为作物生长提供更好的土壤环境。运用生物技术可以培育出具有抗病虫害能力的作物品种,减少病虫害的发生和危害,降低对农药的需求,提高粮食的安全性。
2 我国农业种植生物技术研究现状
近年来,我国科研人员针对不同区域农作物的生长需求,对生物技术进行了创新与改进,农作物的产量和质量得到了显著提升。这方面的成功案例有很多,比如科研人员通过基因工程、细胞工程等生物技术成功培育出一批批具有优良性状的农作物新品种,实现了高产、优质的目的。一些研究人员将生物技术用于土壤改良、农业废弃物资源化利用等方面,并取得了重大突破,研制的生物肥料、生物农药等新产品成功地改善了土壤结构,提高了土壤肥力,同时也降低了农业生产成本,提高了经济效益[2]。
尽管我国农业种植领域中生物技术的研究与应用取得了显著成效,但与发达国家相比仍存在一定差距。一方面,目前我们所掌握的大都是一些基本的生物技术,在关键领域和核心技术上仍需要依赖进口或借鉴国外的经验,亟待提高我国生物技术的自主创新能力,提升我国农业生物技术的核心竞争力。另一方面,由于生物技术具有复杂性和专业性的特点,因此在农业种植领域的推广应用难度较大,一些从事农业种植的人员对生物技术缺乏了解,也生物技术的应用效果持怀疑态度,加强生物技术知识的普及和宣传是破局的关键。再者,虽然我国已经出台了一系列支持农业生物技术发展的政策,但在资金、人才等方面仍存在较大缺口,需要进一步完善相关政策措施,为科研机构和企业提供更多的支持和保障。
3生物技术在农业种植中的应用
3.1 转基因技术
在农业种植领域,转基因技术的应用非常广泛,其主要目标是提高作物产量、改善品质、增强抗逆性以及满足其他特定的农业需求。转基因技术在提升作物耐逆性方面发挥着重要作用,通过引入特定的基因片段增强作物对极端温度、干旱、盐碱等不良环境的适应能力。有研究人员针对作物的特定需求进行基因改造,比如在水稻中转入与盐和干旱胁迫相关的基因(如OsIAA18),可以显著增强水稻的耐旱性、耐盐碱性,可有效提高盐碱地或干旱地水稻的产量。通过转基因技术将抗虫或抗病基因导入作物中,使其具备抵抗特定病虫害的能力,可以减少化学农药的使用,降低环境污染,并保护作物免受病虫害的侵扰。通过转基因技术也可以调控作物的生长周期、开花时间等生理特性,使其更好地适应不同的栽培条件和市场需求[3](见图1)。
然而,尽管转基因技术在农业种植中具有诸多潜在优势,但其应用也引发了一些争议和关注。例如,关于转基因食品的安全性、对生态环境的影响以及基因漂移等问题,都是目前研究的热点和难点。因此,在应用转基因技术时,需要谨慎评估其潜在风险,并制定相应的管理策略和法规,以确保其安全、有效和可持续的应用。
图(1)转基因技术路线
3.2组织培养技术
在农业种植领域,组织培养技术的应用比较普遍,其主要目的是提高作物的繁殖速度和品质,还起到遗传改良和种质资源保护的作用。在研究中,科研人员选取作物的优良部位,如根尖、茎尖等作为外植体,在无菌环境下进行离体培养,能够在短时间内快速繁殖出大量具有相同遗传特性的植株,可大幅提高作物的繁殖速度和繁殖量,不会改变品种的纯度和一致性,对于保持作物的优良性状具有重要意义。作物在自然繁殖的过程中容易受到病毒感染,导致产量和品质下降。使用组织培养技术可以在无菌条件下进行繁殖,不会受到病毒的侵扰,获得健康无病毒的植株,长势和抗逆能力更强,为农业生产提供了优质的种质资源。组织培养技术还是保存和恢复濒危植物种质资源的有效手段,通过采集濒危植物的少量组织进行离体培养,可以扩繁其种群数量,为濒危植物的保护和恢复提供技术支持。
3.3杂交育种技术
杂交育种技术是利用了不同品种或种间个体的遗传差异性,通过精准地结合双亲中控制不同性状的优良基因,或将控制同一性状的不同微效基因进行积累,经过杂交和选择,培育出具有新颖遗传组合的个体。该技术不仅能够改变生物的遗传组成,增加遗传的多样性,即通过提升不同基因组合的数量,还能够催生出一系列新的优良性状,从而为农业生产带来更为丰富和优质的种质资源。我国杂交育种技术的应用历史相当悠久,尤其对玉米和水稻等农作物的杂交培育,更是走在了世界的前列。杂交育种的核心在于精准调控生物体细胞中的相同类型遗传因子,确保它们在杂交过程中保持独立状态。在后续配种环节中,遗传因子会发生分离,并随着配子遗传给下一代。杂交育种技术的优势在于通过控制遗传因子组合,培育出具有优良性状的新品种,可能带来更高的产量、更好的品质、更强的抗逆性等。此外,杂交育种是基于遗传学的原理,因此其结果相对可预测和可控,有助于稳定和提高农作物的产量和品质。然而,杂交育种技术在应用中也存在一些挑战和限制,例如杂交过程可能受到环境、遗传因子复杂等多种因素的影响,杂交育种需要较长的时间周期和大量的资源投入,包括人力、物力和财力等,农民对杂交育种技术的接受程度也是影响其推广和应用的重要因素[4](见图2)。
图(2)植物细胞杂交过程图
3.4生物农药和生物肥料技术
在农业种植中应用生物农药和生物肥料技术,有助于减少化学农药和化学肥料的使用,降低对环境的污染,还可以提高农作物的品质和产量,促进农业的可持续发展。因此,生物农药和生物肥料技术在农业种植中具有广阔的应用前景[5]。
生物农药技术是一种以生物活体及其代谢产物为基础的创新型农药制备方式。其核心在于利用真菌、细菌、昆虫病毒、转基因生物以及天敌等生物活体,或是它们所产生的信息素、生长素、萘乙酸钠、2,4-D等代谢产物,制作成农药制剂。这种生物农药只对害虫起到杀灭作用,不会对作物和土壤造成伤害,相比传统的化学农药优势显著。生物农药的使用剂量通常较低,并且靶标种类专一,这意味着生物农药对环境的影响较小。长期使用传统的化学农药会导致害虫产生抗药性,而生物农药则不存在这个问题,它可以利用生物之间的对抗性因素使害虫自身患病,从而达到防治的效果。生物农药对于提高农作物产量、减少害虫繁衍、效果显著,对下一代害虫的危害性也有明显的后效作用。
生物肥料技术则是利用微生物的固氮、解磷、解钾等特定功能,将土壤中某些难以被作物直接吸收利用的营养元素转化为作物可吸收利用的形态。在这一过程中微生物扮演了非常重要的角色,微生物的分解和转化起到了决定性作用。生物肥料不仅含有植物所需的多种营养元素,而且肥效更加持久,还能够改善土壤结构,提高土壤肥力,促进作物生长,提高作物的品质和产量。与传统的化学肥料相比,生物肥料更加环保,不会对土壤和水源造成污染。
4农业生物技术的推广策略
4.1做好政策引导与扶持
当地农技部门应积极响应国家提出的农业产业化发展政策,鼓励和支持农业生物技术的研发和应用。应设立专项资金,对积极使用生物技术的合作社或农户提供相应的补贴,减轻其经济负担。对研发农业生物技术的企业或科研机构给予税收减免或优惠,鼓励其加大投入和研发力度。引导并支持农业生产企业与高校、科研机构开展合作,共同研发农业生物技术项目,加速成果转化[6]。
4.2加大农业生物技术的宣传
生物技术的应用对农业生产带来了巨大收益,农技部门及相关工作人员应积极做好生物技术的宣传工作,让更多的种植人员了解到生物技术的优势。利用电视、广播、报刊、农业网站、微信公众号等媒体进行广泛宣传,制作生动的视频和图片资料,介绍生物技术的原理、优势和应用案例,发布生物技术相关的科普文章、技术指南等,使更多农户和农业从业人员了解生物技术的价值。并提供在线咨询和技术支持服务,与农户进行互动交流,解答他们的疑问和困惑。
4.3积极开展农业生物技术服务
完善农业生物技术推广服务体系建设,逐步健全当地农业生物技术推广服务网络,包括设立技术推广站、咨询服务中心等,为农户提供技术咨询、解决方案和实际操作指导。组织科技下乡、技术展览等活动,邀请专家和技术人员现场讲解生物技术的知识和应用技巧,展示生物技术在农业生产中的实际效果。建立生物技术示范园区或试验田,让农户亲身体验生物技术的优势,从而增强他们对生物技术的信任感和使用意愿[7]。
5结束语
综上所述,在我国农业种植与生产过程中,生物技术在农业种植中的应用具有非常重要的意义,既可以提高作物产量和质量,还能促进自然生态环境的和谐发展,为我国农业经济的可持续发展做出重要贡献。我们务必持续推进农业生物技术的推广工作,借助政策的引导与扶持,强化农业生物技术的宣传与服务。唯有如此,才能充分挖掘生物技术在农业种植中的潜力,提升其应用效果,进而有力地推动农业生产朝着可持续发展的方向稳步迈进,为我国农业的繁荣发展注入源源不断的动力,因此,通过政策引导与扶持、加强农业生物技术宣传与服务,充分发挥生物技术在农业种植中的潜力,提高生物技术的应用效果,从而推动农业生产的可持续发展。
参考文献:
[1]翟立国.农业种植中生物技术的推广及应用[J].农家参谋,2022(11):43-45.
[2]贺春红.生物技术在农业种植中的应用实践[J].乡村科技,2022,13(04):64-66.
[3]李书俊.农业种植中生物技术推广与应用分析[J].农村经济与科技,2020,31(10):264-265.
[4]周传凯,黄健.生物技术在农业种植中的推广应用[J].南方农机,2020,51(2):57.
[5]翟立国.农业种植中生物技术的推广及应用[J].农家参谋,2022(11):43-45.
[6]任德芹.农业种植中生物技术的推广与应用[J].种子科技,2020,38(20):26-27.
[7]邢爱华.农业种植中生物技术的推广及应用[J].种子科技,2021,39(18):139-140.
作者简介
姓名:王艳丽,性别:女,出生日期:1973.09.03,民族:汉,籍贯:山东菏泽巨野,职务/职称:农艺师,学历:大专,研究方向:农业技术。