现代生物技术对农业可持续发展的推动作用

引言

在当今世界，人口增长与资源环境压力并存，农业可持续发展迫在眉睫。现代生物技术作为农业领域的关键创新力量，正重塑着传统农业模式。它为解决粮食安全、生态环境等问题提供了有效途径，为农业发展带来新机遇。但与此同时，现代生物技术在农业应用中也遭遇了技术成本高昂、社会伦理争议等挑战。深入探究现代生物技术对农业可持续发展的作用，以及应对其面临的挑战，对保障农业长远发展意义深远。

一、现代生物技术对农业可持续发展的推动作用

（一）提高农作物产量与质量

农作物产量与质量关乎粮食安全和市场需求。现代生物技术运用基因工程、杂交育种等，打破物种界限，组合优良基因。精准调控农作物基因，能培育出光合效率高、养分吸收强的品种，提升产量；改良品质相关基因，使农作物口感、营养更符合消费者需求。

袁隆平团队通过杂交育种技术，培育出高产杂交水稻，大幅提高单位面积产量，解决众多人口吃饭问题，且米粒外观与口感皆有提升。利用基因工程向小麦导入抗逆基因，让小麦在恶劣环境中保持高产量与高品质。

（二）增强农作物抗病虫害能力

病虫害严重影响农作物产量与质量。现代生物技术借助基因编辑、转基因等手段，增强农作物抗病虫害能力。基因编辑精准修改基因序列，使作物产生抗性；转基因技术导入抗虫、抗病基因，赋予作物防御能力。

转 Bt 基因抗虫棉将苏云金芽孢杆菌的 Bt 基因导入棉花，使其产生杀虫蛋白，抵御棉铃虫，减少农药使用。科学家运用基因编辑培育出抗柑橘黄龙病的柑橘品种，降低病菌危害，保障产业发展。

（三）改善农业生态环境

农业生态环境对可持续发展至关重要。生物修复技术和微生物技术可改善农业生态。生物修复利用植物或微生物吸收、降解污染物，净化土壤与水体；微生物技术调节土壤微生物群落，改善肥力与生态功能。

受重金属污染的农田中，超富集植物吸收重金属，通过收割降低土壤重金属含量。微生物降解土壤有机污染物，如石油烃类，减少土壤与地下水污染，为作物创造良好环境。

（四）促进农业资源高效利用

农业资源高效利用是可持续发展的保障。现代生物技术与信息技术融合产生精准农业技术。通过卫星遥感、无人机监测获取农田信息，精准施肥、灌溉，实现资源优化配置。

以色列广泛应用精准农业技术，借助滴灌系统与传感器，精确控制水资源，在干旱地区保障作物生长，提高水资源利用率，减少肥料浪费，提升农业资源整体利用效率。

二、现代生物技术在农业应用中的挑战与应对策略

（一）技术层面挑战

现代生物技术在农业中的应用，在技术精准度上仍有进步空间。以基因编辑技术用于作物品种改良为例，虽然能够对目标基因进行编辑，但 “脱靶” 效应依然存在。就像在对水稻进行基因编辑以提高其抗病性时，可能会意外地改变其他基因的功能，导致水稻出现生长缓慢、产量降低等问题。此外，合成生物学在农业领域的应用，创造出的新生物系统稳定性欠佳。比如科学家通过合成生物学构建出能够高效固氮的微生物，试图减少农业生产对氮肥的依赖 [1]。然而，这些新微生物在复杂的土壤环境中，其固氮功能可能会受到其他微生物的竞争、土壤理化性质等因素影响，难以持续稳定地发挥作用。

（二）社会伦理问题

在社会伦理层面，生物技术的应用引发诸多争议。比如动物克隆技术应用于农业育种，虽然可以快速复制具有优良性状的家畜个体，但这一过程涉及到对动物生命的人为干预和操纵。如果大量克隆家畜用于农业生产，可能会降低家畜种群的遗传多样性，一旦遭遇某种疾病，整个种群可能面临毁灭性打击。而且，生物技术产品的安全性评估也备受关注。以转基因食品为例，尽管经过严格的审批流程，但仍有部分消费者担心其对人体健康存在潜在风险，这种担忧阻碍了转基因农产品在市场上的推广[2]。

（三）应对策略

针对技术层面挑战，需加大基础研究力度。例如，深入研究基因编辑的作用机制，开发更精准的基因编辑工具，降低 “脱靶” 风险。同时，建立合成生物系统的稳定性评估体系，优化其在农业环境中的应用。在社会伦理方面，完善伦理审查机制，确保生物技术的应用符合道德规范。加强对生物技术产品的长期安全性监测，及时公开相关信息，增强公众对生物技术产品的信任[3]。

结语

现代生物技术为农业可持续发展注入了强大动力，在提高农作物产量与质量、增强抗病虫害能力、改善农业生态环境以及促进农业资源高效利用等方面成效显著。然而，其在应用中也面临着技术成本和社会伦理等问题的阻碍。为推动农业可持续发展，需政府、科研机构和社会各方共同努力，加强政策支持与引导，加大科研投入，降低技术成本，同时完善风险评估与监管体系，促进技术公平应用。

参考文献

[1] 李恒锋 ， 王志坚 . 农业生物技术中基因编辑技术应用进展 [J].生物工程学报 ，2007，23（4），423-432.

[2] 房志刚 ， 张水平 . 动物克隆技术伦理问题探讨 [J]. 科技导报 ，2007，25（23），19-21.

[3] 冯国双 ， 刘正东 . 农业生物安全的评估方法及其应用案例研究 [J]. 生物安全学报 ，2019，25（3），304-308.