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半岛体育生物技术在种植业中的应用与实践-2
发布:2023-03-15 21:41:02 浏览:

  第二次世界大战后,世界农业经历了50年代的快速增长和70年代的持续增长后,20世纪80年代至90年代初,农业生产增长速度下降,农业生产指数(含种植、畜牧业和农产品初步加工业)降到60年代的水平。导致世界范围农业发展速度下降的原因,一是自然灾害频繁,包括大范围的旱、涝及虫灾。例如1978-1993年中国平均每年的受灾面积为4519万公顷,其中成灾面积2196万公顷(约占全国耕地面积的22.7%),成灾面积中,水灾约占44.8%,早灾占55.2%。又如非洲中北部广大地区70年代中期和80年代末以来的持续干旱,是导致这一地区农业生产长期低而不稳、粮食自给率较低的主要原因。二是农业投资不足。广大发展中国家由于初级产品出口价格暴跌等原因,经济困难,财政状况恶化,债台高筑,无力对农业基础设施进行大规模的投资,致使水利设施老化,年久失修,水土流失和沙漠化加重。近年,联合国开发署和世界银行等国际组织虽对发展中国家一些农业项目给予贷款扶持。但杯水车薪,不能从根本上解决问题。三是农业价格政策不合理。农业生产资料价格上涨过快,工农业产品价格剪刀差不断扩大,严重挫伤了农民的生产积极性。

  尽管从原始农业形成以来,世界农业发展就是不平衡的,-部分地区已进入农业发展的新阶段,半岛体育另一部分地区却停留在前一发展阶段上。但自第二次世界大战以来,这种不平衡性在逐步加剧,主要表现在:占世界总人口22.2%、总耕地面积47.8%的发达国家已经实现了农业现代化,它们的农产品出现了过剩,而占世界总人口76.8%、总耕地面积52.2%的发展中国家则不但没有实现现代化,而且在一定的区域内 (如非洲)还存在着农产品的严重短缺,难以满足这些国家人口日益增长的消费需求。即使是多数已达到粮食自给或基本自给的国家,也仅仅是温饱型,其食物的营养结构水平较低,特别是蛋白质和脂肪的平均日摄入量远低于发达国家水平。

  今后,由于现行的不合理的国际农产品贸易体制和世界农产品贸易的保护主义仍将继续有利于发达国家,加之发展中国家人口增长太快,以及高新技术率先在发达国家农业中推广应用等因素,发达国家与发展中国家农业发展不平衡状况将继续延续,甚至有可能进一步加剧。

  1992年,世界总人口达54.8亿,比1950年增长了29.6亿其中发达国家在此期间人口增长4.37亿,占世界人口增长量的14.8%,发展中国家的人口增长25.27亿,占世界人口增长量的85.2%。其中人口增长最多的是亚洲,增加19.84亿,其次是非洲,增加3.31亿。发展中国家人口的高速增长,给粮食等农产品的需求带来巨大的压力。1992年,亚洲及非洲人均谷物产量分别为273.5千克和122.8千克,远低于世界平均水平356.3千克。中国自1949~1993年,全国粮食总产量增长了3.03倍,平均增长3.38%;但同时,全国总人口却增长了1.19倍,年平均自然增长率为18.82%,因而人均生产粮食仅从1949年的208.9千克提高到1993年的387.3千克,略高于世界平均水平。而非洲的粮食生产则大大落后于其人口的增长,人均生产粮食由1962年的1861克,降至1970年的170千克和1980年的151千克,1992年更降至122.8千克。

  据联合国及世界银行预测,到2000年世界总人口将达到62.5亿人,2025年将达到84.7亿人,2055年达93.2亿人。考虑到人民生活水平的提高,预计到21世纪前半期,世界农产品需求量将比1992年增长1.6倍,其中发达国家增长约60%,发展中国家增长12.4倍左右。

  土地和淡水不仅是农业生产的基本资源,也是人类生存的基本条件。世界土地总面积为130.4万公顷,其中耕地及多年生作物用地占11.05%(耕地占10.33%),长期牧场占25.74%,森林和林地占29.61%,其他用地 (包括居民点、道路等非农业用地,以及荒山和沙漠)占33.60%。20世纪60年代以来,世界耕地长期停滞在13亿~13.5亿公顷水平上,其原因有二:一是现有耕地被非农业用地占用而减少,二是新开垦的耕地面积增加不多。两者相抵,使世界耕地面积大体保持稳定。由于人口增长过快,世界人均耕地已由1950年的2.76公顷减至1971年的0.4公顷和1990年的0.27公顷,人均牧地则由2.95公顷减至0.81公顷和0.64公顷,人均林地亦相应地从1.82公顷减至1.1公顷和0.76公顷。今后耕地面积的扩大既受到后备资源的限制,又受到资金、劳动力、居住环境条件等因素的制约,而且大部分宜农荒地现在已经是牧地和林地,大规模开垦往往伴随着水土流失、沙漠化等生态环境问题出现。

  全球年可利用的水资源总量约为40673千米3,由于其时空分布极不平衡,估计世界约有半数以上的人口面临缺水的威胁,特别是占世界人口30%~40%、耕地1/5的干旱半干旱地区,水资源尤为短缺。此外,山地丘陵区的水土流失,干旱区的沙漠化,森林减少,草原退化以及日益严重的农业环境污染(尤其是水污染)等等,都是困扰当前世界农业持续发展的重大问题。

  针对上述制约世界农业发展的人口、资源和生态环境问题70年代以来,与国际社会提出的“既能满足当代人的需求,又不对后代人满足其需求的能力构成危害”的可持续发展理论相接轨,可持续农业成为21世纪世界农业的发展方向。持续农业的核心是要协调好农业发展同人口、资源和生态环境的关系,使其保持和谐、高效、优化、有序的发展,亦即是在确保农业生产和农产品产量获得稳定增长的同时,谋求人口增长得到有效控制,自然资源得到合理开发利用,生态环境向良性循环发展。关于持续农业的概念,据联合国粮农组织1991年4月在荷兰召开的农业与环境会议所发布的登博斯宣言 (Den Bosch Declaration),持续农业的三个战略目标为:D积极增加粮食生产半岛体育。@促进农村综合发展,开展多种经营,增加农民收入。3合理利用、保护与改善自然资源,创造良好的生态环境。美国学者R.R.哈沃德认为,持续农业有五个要素:D增加产品与就业,不断增加食品,满足人口增长需要。@提高农业生产率,提高资金、土地、生产、投入和资源利用率。3维持一个良好的环境与养分循环。@持久地保持资源开发能力。农业以及相应的工业的合理分布与规模70年代开始出现的有机农业、生态农业和超石油农业等均为持续农业的有益尝试。

  当前,对21世纪甚至未来世界农业的发展问题,有两种截然相反的观点,一种是悲观论者,另一种是盲目乐观派。前者认为,地球上的土地、淡水等自然资源是有限的,现在已超负荷使用,因而地球生态系统平衡已经受到破坏,今后由于人口增加和人民改善生活的愿望,将使人均消费需求增长更快,以致地球上的资源将被耗尽。一些观点认为,随着科学的进步,人类在利用现有资源和开发新资源能力上都将极大地提高,因此,地球上可以养活的人口比现在的50多亿多几倍甚至10倍。显然,这两种极端的观点,不仅不符合当前世界农业现状,而且背离了1992年6月联合国环境与发展大会通过的《21世纪议程》中所提出的农业与农村可持续发展战略。作为实施《21世纪议程》的基础与优先领域,未来世界农业的持续发展在可持续发展中占有举足轻重的地位。

  我们认为,21世纪和未来世界农业的持续发展应同其潜力的充分发挥紧密相联。这种潜力包括两方面:一是现有的增产潜力,只要通过增加投入和强化农业的基础设施建设等措施就可释放出来的潜力。二是潜在资源的开发利用,如海洋资源、新的生物物种的开发等,随着科学技术的进步才能逐步实现。因此,我们对未来世界农业的发展前景持谨慎的乐观态度。

  世界农业发展中,无论是种植业,还是畜牧业、林业和水产业,在现有的基础上均有较大的增产潜力。以粮食生产为例,1992年世界谷物平均单产为2791千克/公顷,其中发达国家平均为3235千克/公顷,发展中国家平均为2503千克/公顷,两者相差达732千克/公顷。按各大洲看,非洲最低,仅1056千克/公顷,北美洲最高,为4369千克/公顷;按国家看,谷物单产最高的荷兰达7454千克/公顷,其他较高的还有法国(6516千克/公顷)、英国(6365千克/公顷)、日本(5847千克/公顷)和美国(5360千克/公顷)等,最低的非洲博茨瓦纳仅1252千克/公顷。同为世界人口大国的中国和印度,粮食单产相差十分悬殊,前者为4397千克/公顷,后者仅1969千克/公顷。上述世界粮食生产的不平衡现象表明,世界粮食生产潜力十分巨大。例如,只要发展中国家粮食单产达到目前发达国家水平(这难度并不太大),世界谷物就可增产2.58亿吨,可供6.44亿人消费(按人均年消费400千克计)。又如谷物单产最低的非洲,只要达到当年发展中国家的平均单产水平,谷物总产便可增加1.37倍。需要指出的是,世界谷物现状单产水平的巨大差异,在很大程度上是同农业现代化水平有关,只要通过改善生产条件,增加相应的物质和科技投入,便有可能实现上述增产目标。

  随着科学技术的进步和生产的发展,一方面,人类对现有农业自然资源利用的能力不断加强,亦即是农业从粗放经营向集经化经营方向发展,另一方面,人类对开发农业自然资源新领域的能力也将大大提高。例如,现在人类食物的90%是在耕地和牧B上生产的,只有10%来自海洋。而海洋占地球表面面积的71%,达361亿公顷。海洋动物有18万种、海洋植物有2万种。现已查明,其中经济价值较高的鱼类有400多种,可食用的海藻70种而且都是富含蛋白质的食品。由此可见,海洋动植物资源的开发潜力很大,仅世界公海海域中的中上层鱼类、头足类和南极磷虾的资源可捕获量就达2亿~3亿吨/年,相当于目前世界渔获量的2~3倍。此外,海水养殖业的潜力更大,目前利用率很低。因此,可以预料,海洋将成为未来人类获取蛋白质的重要来源。半岛体育另外,将牧草通过反刍动物转化成肉食的畜牧业,是人类又一重要的食物来源。牧草的主要成分是草纤维素,据估计,全世界牧草年产量约1000亿吨 (干重)。未来增加肉食产量的途径:一是实行牧场草地集约化经营,改进草原管理半岛体育,此举估计可将现有草原载畜量提高数倍,二是研究木质部分通过生物转化成食物,将世界上草、木两类最丰富的有机物都利用起来,转化成动物蛋白质。此外,通过提高农作物光能利用率和土壤肥力而实现农作物增产的潜力也十分可观。目前全球平均农作物光能利用率仅为0.4%,国外高产地块可达9%~10%。随着科技进步,完全有可能实现农作物光能利用率比现在大约增加10倍半岛体育,加之土壤肥力的不断提高,

  总之,人类在过去一万年来的农耕史,就是人类开拓自然资源和控制、改造、保护自然资源的历史。在漫长的农业实践中,人类陆续开拓了农、林、牧、渔各业,培育了近百种动植物,并积累了大量改造利用不利的自然条件以及一整套用地与养地相结合的经验。随着科学技术的发展,未来农业不仅会保护和强化利用现有农业资源,而且会开拓并合理利用新的资源,逐渐建立起既能满足人类自身持续生存需要,又能合理、永续地利用自然资源,并同保护和改善农业生态环境相结合的持续农业。

  世界上许多国家,如美国、澳大利亚、新西兰、日本、意大利、奥地利、加拿大、法国、荷兰、芬兰、泰国、韩国、印度及非洲的一些国家,至少有70多个国家研究、生产和应用豆科根瘤菌,不仅接触处面积不断扩大,而且应用的豆科植物种类繁多。不少国家在经历一段时间的混乱后,逐步认识到加强根瘤菌肥料质量管理的重要性,并制定了相应的标准

  (1)澳大利亚:一批产品通过要求5袋被检样品,平板计数1000x10⁶cfu/克湿炭,200x10⁶cfu/克湿炭(百脉根);细胞革兰氏阴性和与已知菌株抗血清的血清学反应吻合;10⁻⁶稀释度的平皿上无污染;试验寄主上10⁻⁷和10⁻⁸稀释度结菌。

  (2) 奥地利:由于消费者无法检测商业菌剂,所以质量监督极为重要。豆科根菌剂的质量以下列几个要素为基础:产品中的根瘤菌在豆科植物上或在标签所列的植物上具有结瘤和固氮能力;在有效期内,产品中保持足够数量的活菌数;除根瘤菌外,菌剂不含或基本上不含杂菌

  (3)英国:在全国没有一定的标准来限制接种剂的生产。两家主要生产公司的菌剂标准遵循着它们的出口国(加拿大、法国等)的标准。为了保险和挖掘所有可能的市场,两公司制定的商业目标是:每克接种剂至少含有2x 10⁹个根瘤菌,并且至少在18个月内保持高于这个水平。

  (4)法国:要求菌剂接种比率范围为每粒种子10⁴~10⁶个。贮存的菌剂接种时,要保证大豆每粒种子为10⁶个慢生大豆根瘤菌,首倍种子上为10³个首倍根瘤菌。另外,它要求登记的根瘤菌接种剂必须是纯的培养物,贮存期保持无污染状态

  (5)加拿大:要求每一种接种剂都必须含有对于特定作物的根瘤菌,且有一定量的菌数,以使接种后每粒种子带有1000个(首、三叶草、车轴草)、10000个 (驴喜豆) 或100000个 (豌豆、菜豆、兵豆、大豆) 根瘤菌。同时,要求菌剂包装必须标明肥料注册号、生产批号、有效期等内容。

  (6)泰国:依据本国环境及农业生产条件制订的。在大条件下,应保证每粒种子带有10⁵~10⁶个根瘤菌,所以合格菌剂必须每克有5x10⁷个根瘤菌,每10千克大豆或12千克花生种子施用菌剂200克。用于菌剂生产的菌株必须严格筛选,而且对于相应寄主为最有效菌株。原始菌株、种子液和发酵液必须是纯的。到发酵最后阶段,根瘤菌须经血清学验证,活菌数达每毫升10⁹个。

  (7)卢旺达:只有当根瘤菌数达到10⁹个/克接种剂,且杂菌率小于0.001%时方可出售,并建议在保质期6个月内使用最佳。

  (12)印度:出厂时每克1x 10⁸个活菌,失效期时不少于1x10⁷个活菌。

  (14)美国:美国豆科接种剂的质量不由联邦政府控制管理,有些州设有自己的规定。如印第安纳州,允许接种的仅限于首蓓、三叶草等小粒种子上,令人满意的标准为90%或以上的植株其1/4英寸的主根范围内必须有1个或更多的根瘤,而且必须表现固氮能力,威斯康星州,满意的标准为80%或以上的植株在主根1/4英寸范围内有根瘤,而且固氮。返回搜狐,查看更多

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