¿Qué impacto significativo tendrán las nuevas tecnologías en la agricultura del futuro?
En los primeros 30 años del siglo XXI, la agricultura de mi país, especialmente la industria de plantación, enfrentará el doble desafío de aumentar la producción y mejorar la eficiencia. En 2030, la producción total anual de cereales de China será de 640 a 690 millones de toneladas para alcanzar básicamente la autosuficiencia. En los últimos años, la producción de cereales de mi país se ha estabilizado en alrededor de 490 millones de toneladas. En otras palabras, dentro de 30 años, cuando la superficie cultivada siga disminuyendo, la producción de cereales deberá aumentar entre un 30% y un 40%. Al mismo tiempo, con el desarrollo de la integración económica global y la adhesión de mi país a la Organización Mundial del Comercio, los productos agrícolas enfrentarán un entorno de mercado internacionalmente competitivo. Los costos de producción internos actuales de los principales productos agrícolas, como el trigo y el maíz, son del 20 al 30. % superior al precio del mercado internacional. Ser competitivo internacionalmente. Por lo tanto, desde la perspectiva general de proteger los intereses de los agricultores y la estabilidad nacional, reducir los costos de producción de alimentos y aumentar los ingresos de los agricultores es tan importante como aumentar la producción de alimentos. Depender de ampliar el área de siembra y aumentar significativamente el insumo de materiales para lograr el doble objetivo de aumentar la producción y mejorar la eficiencia es obviamente poco realista desde la perspectiva de las condiciones nacionales y el estado actual de la producción agrícola. La única opción factible es confiar en la ciencia y la tecnología. aumentar la inversión en ciencia y tecnología agrícolas y mejorar la participación del progreso científico y tecnológico en el crecimiento agrícola. En 1997, el progreso científico y tecnológico de mi país contribuyó al 42% de la agricultura, mientras que los países desarrollados habían alcanzado el 80%. Se puede ver que mi país todavía tiene un gran potencial para la producción agrícola en esta área.
Durante el "Octavo Plan Quinquenal" y el "Noveno Plan Quinquenal", la investigación científica agrícola nacional ha logrado grandes avances y se han logrado logros en arroz híbrido, maíz híbrido, cultivo de cultivos y películas. recubrimiento, ingeniería celular, ingeniería genética, etc. Grandes logros, muchos estudios han estado a la vanguardia del mundo. En la actualidad, nuestro país ha logrado o está a punto de lograr importantes avances en algunos campos de investigación científica agrícola centrados en la biotecnología. Con base en la investigación y el análisis de la situación actual y el futuro de la agricultura nacional, el autor cree que las siguientes 10 nuevas tecnologías agrícolas tendrán un impacto significativo en la consecución de altos rendimientos y eficiencia en la agricultura de mi país, especialmente en la industria de plantación, en los próximos 10 años.
1. Tecnología genéticamente modificada para generar nuevas variedades de cultivos
Desde finales de la década de 1980, debido a los limitados recursos de germoplasma disponibles, la hibridación a distancia a menudo ha encontrado problemas de incompatibilidad interespecífica. Los obstáculos se han ralentizado enormemente. reducir la mejora de las variedades de cultivos. El uso de tecnología transgénica para introducir genes extraños en variedades de cultivos puede mejorar de manera más directa y efectiva el alto rendimiento, la resistencia a las enfermedades, la resistencia a los insectos, la resistencia a la sequía y la tolerancia a la sal y los álcalis de los cultivos, lo que se ha convertido en una nueva forma de generar nuevas variedades de cultivos. A principios del decenio de 1990, los países desarrollados habían logrado grandes logros en este campo. En los últimos años, los científicos agrícolas de nuestro país han logrado grandes avances en muchos aspectos, como el algodón resistente a los insectos, el maíz resistente a los insectos, el maíz resistente a la sequía y a los álcalis salinos, el arroz resistente a los herbicidas, el arroz resistente a los saltamontes, los pulgones. Se han llevado a cabo investigaciones y se han logrado buenos avances. El algodón resistente a los insectos, el maíz resistente a los insectos, el arroz resistente a los herbicidas, los tomates antienvejecimiento, etc. han entrado o están entrando en la etapa de promoción y aplicación. La promoción y aplicación continua de estas variedades puede reducir eficazmente el uso de pesticidas químicos, reducir los costos de producción, reducir las pérdidas causadas por plagas y enfermedades, ampliar el alcance de la siembra de cultivos y promover la combinación de alto rendimiento agrícola, eficiencia y desarrollo sostenible.
2. Bacterias de ingeniería endofíticas de cultivos
Esta tecnología utiliza tecnología transgénica para recombinar los microorganismos endofíticos de los cultivos para producir insecticidas como la proteína de la toxina Bt, la proteína de la nucleocápside RYSV, etc., bactericidas. Sustancias salinas, alcalinas y resistentes a la sequía, y se transmiten dentro del cuerpo de la planta para lograr el propósito de prevenir y controlar plagas y enfermedades y mejorar la resistencia al estrés de los cultivos. Esta tecnología utiliza microorganismos endógenos en los cultivos como portadores y no cambia la estructura genética de los cultivos. Tiene mayores ventajas que el uso de variedades de cultivos genéticamente modificadas en términos de seguridad alimentaria y adaptabilidad a variedades y regiones. Dado que los microorganismos crecen y se reproducen rápidamente y la tecnología transgénica microbiana es más simple que la de las plantas superiores, el uso de genes exógenos, especialmente genes microbianos, es más simple, rápido y económico que cultivar cultivos transgénicos. Además, en términos de protección de plantas, al igual que los cultivos genéticamente modificados, supera eficazmente las deficiencias de los pesticidas biológicos, como el corto período de validez, los estrictos requisitos de aplicación y el gran impacto ambiental, y tiene mejores efectos de control que los pesticidas biológicos.
En la actualidad, la Universidad Agrícola de China ha logrado grandes avances en este campo: las bacterias "microbeneficas" destinadas a mejorar la microecología de los cultivos han entrado en la etapa de promoción, y también han entrado en la etapa de "vacunas antiinsectos del algodón" destinadas a prevenir y controlar las plagas del algodón. etapa de promoción. Con el desarrollo y la aplicación de cada vez más microorganismos endógenos modificados en cultivos con diferentes funciones, se formará rápidamente en China una industria emergente de materiales de producción agrícola que tendrá un impacto significativo en la producción agrícola.
3. Inducción de la resistencia de los cultivos
La “Teoría de la Evolución” de Darwin y un gran número de experimentos científicos han demostrado que las plantas tienen un sistema de autoprotección y resistencia frente a ambientes hostiles e invasiones externas. Un sistema puede expresarse altamente mediante la inducción de ciertos agentes bioquímicos. Los estudios han demostrado que después de que las plantas son infectadas por patógenos necróticos, las partes no infectadas desarrollarán resistencia a infecciones patógenas posteriores. Esta resistencia también puede ser inducida por algunos agentes bioquímicos, como el ácido salicílico (SA), el ácido 2,6-dicloroisonicotínico (INA), los preparados de benciltiazol (BTH), etc. La resistencia inducida es sistémica (puede manifestarse en partes de la planta no tratadas con factor inducido), persistente (la resistencia puede durar semanas o incluso meses) y de amplio espectro (puede ser simultáneamente eficaz contra enfermedades causadas por hongos, bacterias y virus). La investigación de la Universidad Agrícola de China también muestra que cortar el hipocótilo del algodón también puede inducir resistencia en el algodón. Los métodos convencionales utilizados en la ciencia agrícola en Xingtai, provincia de Hebei, se utilizan para producir cultivos que sean resistentes a tres plagas (barrenador del maíz, pulgón y gusano del algodón) y seis enfermedades (mancha foliar grande, mancha foliar pequeña, marchitez áspera, marchitez bacteriana). , carbón y mosaico enano), enfermedades virales), resistencia a la sequía y resistencia a la sal y los álcalis. El híbrido de maíz Xingkang No. 2 también demuestra la existencia de sistemas de resistencia de las plantas desde otra perspectiva. El producto "Transplanting Spirit" desarrollado por la Universidad Agrícola de China se utiliza en el proceso de cultivo de plántulas de arroz y ha mejorado significativamente la resistencia a la sal y los álcalis del arroz y su resistencia al tizón y otras enfermedades sin necesidad de ajuste de ácido. Las pruebas han demostrado que el "Transplantation Spirit" actúa directamente sobre el patógeno de la plaga sin ningún efecto inhibidor. De esto se puede inferir que el "espíritu de trasplante" es una sustancia que puede inducir resistencia sistémica en las plantas. Muchas unidades nacionales están trabajando en investigaciones sobre el uso de sustancias que inducen resistencia como alternativas a los pesticidas para la protección de cultivos. En un futuro próximo, las sustancias que inducen resistencia (vacunas vegetales reales) desempeñarán un papel importante en la producción agrícola de China.
4. Tecnología de control de productos químicos para cultivos
Utilice productos químicos especiales para ajustar y mejorar las actividades metabólicas de las plantas, regular artificialmente el proceso de crecimiento y reproducción de los cultivos y lograr mayores rendimientos y una excelente calidad. . Objetivo. Varios reguladores del crecimiento de las plantas son productos físicos y químicos de la tecnología de control químico. A principios de la década de 1980, se utilizaron ampliamente productos como "Ethephon" y "Metramine" en el algodón, que controlaron eficazmente el crecimiento excesivo del algodón y redujeron los melocotones verdes en las últimas etapas del algodón. rendimiento del algodón. En los últimos años, la tecnología de control químico se ha desarrollado rápidamente. Varios reguladores del crecimiento de las plantas con diferentes propósitos se utilizan ampliamente en árboles frutales, hortalizas y cultivos extensivos como el trigo y el arroz, como Zhuangfeng'an, Penshibao, Brassin, etc., resolviendo muchos. Problemas técnicos agrícolas como el acame del trigo y la pérdida de cosechas de manzanas. En particular, Zhuangfeng'an ha desempeñado un papel importante en el control del acame del trigo. Esto por sí solo puede ahorrar entre el 5% y el 20% de las pérdidas de trigo cada año. De 1994 a 1998 se utilizaron reguladores del crecimiento vegetal en un total de 13 millones de hectáreas. Los expertos predicen que en el futuro la demanda anual aumentará a un ritmo del 10%. Al mismo tiempo, las funciones y el ámbito de aplicación de los reguladores del crecimiento de las plantas también están en constante expansión, como los maleicidas químicos que se utilizan ampliamente en el mejoramiento de híbridos de trigo.
5. Reactor vegetal modificado genéticamente
La industria de plantación tradicional tiene como objetivo producir cereales, algodón y productos derivados del petróleo. La tecnología modificada genéticamente permite la producción de medicamentos, vacunas y productos de bajo coste. Varios aditivos alimentarios se hacen realidad, mientras que tradicionalmente estos productos sólo se derivaban de materias primas muy caras, como la sangre. La aplicación de esta tecnología puede mejorar en gran medida la eficiencia de la industria plantadora y es de gran importancia para ajustar la estructura de la industria plantadora de China. La tecnología de la Academia China de Ciencias Agrícolas para utilizar patatas genéticamente modificadas para producir vacunas contra la hepatitis B ha madurado. Los ensayos clínicos y en animales han demostrado que se puede obtener el mismo efecto que la inyección de las vacunas tradicionales contra la hepatitis B tomando las patatas genéticamente modificadas en cápsulas y tomándolas. ellos oralmente.
La tecnología de la Academia de Ciencias Agrícolas de Shanghai que utiliza reactores vegetales genéticamente modificados para producir fitasa, hirudina, vacunas anticaries y vacunas para ganado y aves de corral ha llegado a su madurez. Tomemos como ejemplo la fitasa; se informa que el costo de los productos producidos con esta tecnología es solo el 1% del costo de los métodos de producción tradicionales. La aplicación generalizada de la tecnología de reactores de plantas transgénicas formará una nueva cadena industrial agrícola que se desarrollará rápidamente en las zonas suburbanas y rurales de China.
6. Fertilizante compuesto especial de liberación controlada y alta concentración
El alto costo de inversión de los fertilizantes químicos es una de las principales razones del alto costo de producción de granos en mi país. Según las encuestas, el gasto de los agricultores en fertilizantes químicos representa aproximadamente el 50% del gasto agrícola total. Mi país es el mayor usuario de fertilizantes químicos del mundo y el segundo productor de fertilizantes químicos. Debido a la baja calidad de los agricultores y su incapacidad para dominar técnicas de fertilización equilibradas, junto con la única variedad de fertilizantes, la eficiencia del uso de fertilizantes en China es baja (relación fertilizante-grano 2,4), la tasa de utilización de fertilizantes es baja (15 puntos porcentuales menos que el promedio mundial), y la contaminación ambiental es grave. Una serie de problemas mantienen altos los costos de producción de alimentos y carecen de competitividad internacional. Si la tasa de utilización de fertilizantes nitrogenados por sí sola pudiera alcanzar el nivel promedio mundial, se podrían ahorrar casi 10 mil millones de yuanes en urea. Por lo tanto, confiar en tecnologías nuevas y avanzadas para resolver el problema de los fertilizantes químicos de mi país es una forma eficaz de reducir los costos de los alimentos y lograr un desarrollo agrícola sostenible. Muchas instituciones de investigación científica agrícola y relacionada con la agricultura en mi país están comprometidas a desarrollar un nuevo tipo de fertilizante que adopte la teoría de la fertilización equilibrada y cuya tasa de liberación de nutrientes satisfaga las necesidades de crecimiento de los cultivos. Universidad Agrícola de Hunan. La Academia de Ciencias Agrícolas de Zhejiang, la Universidad Tecnológica de Zhengzhou, el Instituto de Investigación Ecológica de Shenyang y otras unidades han logrado ciertos avances en este campo, pero no han logrado el objetivo de controlar la liberación de nutrientes para satisfacer las necesidades de los períodos de crecimiento de los cultivos. Se entiende que varias unidades de investigación científica han logrado grandes avances y se espera que pongan en el mercado fertilizantes reales de liberación controlada de alta concentración dentro de 2 a 3 años. Este fertilizante resolverá eficazmente problemas como la utilización de fertilizantes, el equilibrio de nutrientes y el equilibrio del período de crecimiento, y solo necesita usarse una vez durante todo el período de crecimiento del cultivo. Es de gran importancia mejorar la eficiencia del uso de fertilizantes químicos y reducir el costo de los productos agrícolas.
7. Tecnología de control biológico
El uso de tecnología de control biológico para controlar el daño causado por enfermedades, insectos, pastos, etc. a los cultivos es una forma importante de mejorar la calidad de los cultivos y reducir el impacto ambiental. la contaminación y lograr un desarrollo agrícola sostenible de manera eficaz. La Conferencia Mundial sobre Medio Ambiente y Desarrollo de 1992 propuso que los biopesticidas deberían representar el 60% del uso total de pesticidas en el año 2000, pero China actualmente representa menos del 1%. En los últimos años, mucho personal de ciencia y tecnología agrícola ha logrado grandes avances en la investigación y el desarrollo de pesticidas biológicos. Una gran cantidad de preparaciones de bacterias vivas, preparaciones de antibióticos y preparaciones de cristales de proteínas tóxicas se lanzarán al mercado una tras otra. Al mismo tiempo, algunas unidades se dedican a la investigación sobre pesticidas para plantas y han seleccionado muchos ingredientes eficaces para prevenir enfermedades y plagas de insectos, que se convertirán en nuevos miembros de la familia de los biopesticidas. Además, la investigación sobre pesticidas con feromonas no tóxicas que destruyen el metabolismo y el sistema nervioso de las plagas para matarlas también ha logrado grandes avances.
8. Tecnología de ahorro y retención de agua
Nuestro país es un país que carece de recursos hídricos, y la tecnología de ahorro y retención de agua es un problema que debe resolverse en el proceso de desarrollo agrícola sostenible. Dos tercios de la tierra cultivable de mi país se encuentran en las regiones del norte con escasez de agua, especialmente en el noroeste. Si se puede resolver el problema del agua, se convertirá en otro gran granero de nuestro país. Para resolver fundamentalmente el problema del uso agrícola del agua, por un lado, debemos confiar en el "desvío de agua de sur a norte" para desarrollar aún más el área de riego, por otro lado, debemos investigar en gran medida tecnologías agrícolas que ahorren agua; y lograr la conservación del agua a través de métodos científicos de riego e instalaciones avanzadas. Al mismo tiempo, debemos prestar mucha atención a una nueva medida de ahorro de agua agrícola, más sencilla y que requiere menos insumos, es decir, el uso de agentes que retienen el agua del suelo. Ayuda al suelo a almacenar eficazmente la precipitación para que la utilicen los cultivos durante las sequías. En la actualidad, se han comercializado muchos productos de este tipo, pero en general adolecen de los problemas de un precio elevado y un efecto de retención de agua deficiente. Generalmente, la capacidad de absorción de agua es de 300 a 500 veces su propio peso. El costo de utilizar este producto para resolver los problemas de agua de los cultivos en zonas áridas y semiáridas es demasiado alto, con una inversión de alrededor de 600 yuanes por mu. Recientemente se informó que se descubrió que un metabolito de un microorganismo tiene la capacidad de absorber el 3.000% de su propio peso en agua, lo que ha despertado un gran interés entre los científicos. Una vez que este producto se desarrolle con éxito y se utilice ampliamente en tierras agrícolas, ayudará a muchos de los campos de rendimiento bajo y medio de mi país en áreas con precipitaciones anuales de 200 a 500 mm a deshacerse de los problemas de sequía y convertirse en campos de rendimiento medio y alto. .
El uso de agentes de retención de agua de alta eficiencia en las áreas de riego originales también puede reducir significativamente los costos de riego en la producción, permitiendo que el área de siembra de arroz se expanda significativamente hacia el norte. Incluso será posible utilizarla para transformar áreas desertificadas con precipitaciones anuales. de unos 100 mm.
9. Arroz híbrido de dos líneas
Esta tecnología es un nuevo método para producir híbridos de arroz mediante la hibridación de dos líneas de líneas estériles sensibles a la luz y la temperatura y variedades de arroz comunes. El uso del método de dos líneas para cultivar híbridos de arroz no requiere líneas mantenedoras ni líneas restauradoras específicas en el método de tres líneas, lo que hace que los padres de los híbridos estén más disponibles, lo que favorece el enriquecimiento de los recursos de germoplasma de los híbridos y hace que Es más fácil obtener híbridos de arroz de alto rendimiento, alta calidad y alta calidad. Una combinación híbrida con fuerte resistencia al estrés. Al mismo tiempo, el método de dos líneas también puede reducir significativamente el costo de producción de semillas y favorece la promoción y aplicación de nuevas variedades. En la actualidad, el arroz híbrido de dos líneas, liderado por la serie Pei'ai 64S, se ha promocionado y aplicado en un área de más de 10 millones de acres. En general, el rendimiento aumenta entre un 15% y un 20% en comparación con el arroz híbrido de dos líneas, liderado por la serie Pei'ai 64S. el arroz híbrido de tres líneas, y la calidad también ha mejorado mucho. La promoción del arroz híbrido de dos líneas ampliará aún más la proporción de arroz híbrido plantado sobre la base de que el arroz híbrido representa el 50% de la superficie arrocera, de modo que el rendimiento y la calidad del arroz en la zona arrocera del sur mejorarán enormemente, lo que tendrá un gran impacto en China y un profundo impacto en la producción de alimentos.
10. Utilización del vigor de los híbridos de trigo
Desde la década de 1970, muchos científicos agrícolas chinos han utilizado el método de tres líneas para producir híbridos de trigo debido a las limitaciones de los recursos de germoplasma y Due. Debido a las limitaciones de otros factores, no ha habido avances importantes en más de 20 años. En la década de 1990, con el desarrollo y la madurez de la tecnología química para matar machos, se hizo realidad el cultivo de híbridos de trigo utilizando el método de dos líneas. Se seleccionaron continuamente algunas combinaciones fuertes y ventajosas y se llevaron a cabo demostraciones de producción. Los expertos predicen que en 2005 la superficie plantada de trigo híbrido alcanzará entre 3 y 5 millones de hectáreas. Con un aumento del 15% en la producción, la producción anual de trigo aumentará entre 2.025 y 3.375 millones de kilogramos. En la actualidad, cada vez más científicos otorgan gran importancia al mejoramiento de la calidad del trigo. Una gran cantidad de combinaciones híbridas de trigo de alta calidad y alto rendimiento están a punto de ingresar a la etapa de demostración experimental y entrar al campo de producción en los próximos 3 a 5 años. lo que tendrá un enorme impacto en la producción agrícola de las vastas áreas de trigo de China.