【www.gbppp.com--世界之最】
发展我国生态循环农业取代化学农业需要取得的突破
（连载一）
中科院亚热带农业生态研究所 莫继荣
摘要:农业是人类赖以生存的第一产业。工业革命发生以前，整个世界只存在少量作坊手工业伴随农业，这样的农业坚持了自然进化形成的物质生态循环利用的生态平衡自然规律。伴随工业革命产生的环境污染，农药、化肥、饲料添加剂、激素、化学微肥、食品加工化学防腐保鲜剂等化学物质的生产使用，农业已经到了食品数量和质量安全没有保证、农业面源污染难以遏制的不可持续发展时期。世界先进国家已经或正在取消农药、化肥生产。我国现代生态循环农业唯一试点省落户浙江，农业部为此召开了新闻发布会，标志着我国农业将以现代生态循环方式取代现有的化学农业生产模式。
发展我国生态循环农业取代化学农业，对人类赖以生存的生态环境保护、食品数量和质量安全、人体生命健康、生产要素地力资源安全、生物多样性保护都将取到合乎自然规律的科学保证，使农业走向高产、优质、高效、可持续发展，是现代农业的一场深刻转变与革命，需要我们从政策调整、技术理论、农业生产组织与管理、产品销售模式取得相适应转变与突破，方能少走弯路，加快发展进度。
始终不渝坚持农业走坚持自然规律的生态循环发展路线，工业走物质再生循环利用、点源污染控制发展道路，社会意识形态上升到追求人类正能量值提升，整个世界的发展思路变得非常清晰，是合符自然规律后续进化方向的人类社会发展的最高理想。
前言
德国、瑞典已经向全世界宣布取消农药、化肥生产，美国、日本也已宣布在近1-2年内取消农药、化肥的生产，标志着世界农业已经朝着取消化学产品作为农业投入物方向发展，是农业坚持自然规律的可持续发展。
我国现代生态循环农业唯一试点省落户浙江，农业部为此召开了新闻发布会，标志着我国农业将以现代生态循环方式取代现有的化学农业生产模式，是应对世界农业朝着取消化学产品作农业生产投入物，世界先进国家正在取消农药、化肥生产的一种表态，更是涉及到了农业不使用化学产品后，怎样坚持自然规律的技术手段和方法。
笔者上世纪1980年进入湖南农大植物保护专业学习，当时接触到的知识多为有机。参加工作后，化肥、农药、激素、抗生素没有当代流行普及，在科研、生产中奉行的是：有机肥为主，化肥为辅；生物防治为主，化学农
药防治为辅生产方针。进入21世纪，本人全身心投入我国有机农业建设，先后为长沙天野、湖南博野、无锡130项目(全国生物农业领军人才引进)、广东利海集团、永州万喜登旅游集团、广州绿色家园等单位进行有机农业生产管理和技术服务，所到之处，均改变原有生产面貌。围绕有机农业三大要点：一切化学合成品不能作农业生产投入物、不准使用转基因品种及其产物、坚持自然规律可持续发展，提出有机农业必须依靠自然进化形成物质循环利用的生态平衡规律解决问题。
自2005年开始，本人领悟到，有机农业应该作为世界农业发展方向，但有机农业要求空气、水源、土壤环境指标非常严格，合乎有机农业生产标准环境要求的地域面积有限，不足以代表整体农业，必须实行有机农业的技术核心思想——物质生态循环利用，对现有化学农业进行改造，在全世界推行生态循环农业。这样，在环境达到有机农业标准的地区实施的是有机农业；在环境达不到有机农业标准的地区实施生态循环农业对环境改造，达到有机农业环境要求标准后，实现有机农业。为此，本人在自己的博客和百度文库总结了实行生态循环农业的四大技术体系及其操作规程：《不用化肥的农作物养分均衡供应技术体系》、《不用化学农药的植物病虫害防治技术体系》、《动物生物方法促自然健康生长技术体系》、《生物链构成物质生态循环利用链低成本生产全盘有机食品技术体系》。
本文是根据我个人从事生态循环农业研究与开发过程中取得的成功经验，就发展我国生态循环农业取代化学农业的深刻转变与革命，谈谈需要怎样从政策调整、技术理论、农业生产组织与管理、产品销售模式上，取得相适应转变与突破，方能少走弯路，加快发展进度。对实现我国生态循环农业和人类社会发展取值导向都有指导意义。
一、必须取得现代生态循环农业是农业发展终极目标的思想认识突破
只有从思想上对现代生态循环农业有个完整的认识，明白现代生态循环农业是自然进化历史长河中坚持自然规律可持续发展的唯一可行技术手段与方法，才能很好地践行现代生态循环农业。
1、现代生态循环农业的基本概念 对现代生态循环农业比较公认的定义：现代生态循环农业就是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段以及物质循环
再生原理和物质多层次利用技术，在传统农业的有效经验上，实现较少废弃物的生产和提高资源利用效率的农业生产模式。循环农业作为一种环境友好型农作方式，具有较好的社会效益、经济效益和生态效益。只有不断输入技术、信息、资金，使之成为充满活力的系统工程，才能更好地推进农村资源循环利用和现代农业持续发展。
2、现代生态循环农业必须贯穿自然进化历史长河始终
自然进化历史长河包括：无机简单原子→复杂原子→简单无机分子→复杂无机分子(无机原子固化成矿石、岩石)→简单有机分子→复杂有机分子→简单微生物→复杂微生物→低等植物→高等植物→低等动物→高等动物→人(智慧)。这条进化链昭示了人们熟知的从无机到有机、由简单到复杂、由水生到陆生、由低级到高级递进进化关系。从这条自然进化链还可以总结以下鲜为人知的自然规律，指导我们的工农业生产和意识形态领域。
2.1大自然提供给原始人类是一系列物质循环利用模式
在人类智慧没有达到对自然加以改造利用之前，所形成的的客观世界是单纯的自然进化力量操控的客观实在，总结这些客观实在是指导我们对自然改造利用的最高准则。
2.1.1大自然进化形成的主要有机元素C、H、O、N循环利用 大自然进化奥妙是神奇的，它形成的物质循环利用是保持自然生态平衡可持续发展的坚不可摧规律。它不会形成某些元素超过环境自净能力的污染，也不会存在资源枯竭毁灭。
C、H、O、N是能量储存及生命功能物质碳水化合物，氨基酸、蛋白质，脂肪，维生素，核苷酸，膳食纤维的主要成分，在人体七大养分方面提供了除矿物质外的碳水化合物、蛋白质、脂肪、维生素、膳食纤维、水等6大养分。
首先，它构建了一个具有温室效应的大气层(主要成分NO2、CO2、O2、水蒸气)，且大气层成分循环利用，能保证一切生命活动在一个允许的恒定温度范围，使生命得以生活繁衍。
其次，它设计了能量固定、传递、消耗的光合与呼吸作用的C、H、O元素循环利用，即CO2+H2O→(CH2O)+O2绿色植物光合作用，固定光能；(CH2O)+O2→CO2+H2O呼吸作用，提供绿色植物自身生长和以食物形式提供动物能量；这
里包含了人体生命的三个基本要素食物(能量)、空气(氧气)、水的循环利用关系。
至于来源于植物光合作用最初产物--碳水化合物，在植物和动物体内同化作用形成人体必须营养成分和功能物质氨基酸、蛋白质，脂肪，维生素，核苷酸，膳食纤维等有机质的消化，最后也是形成CO2+H2O，涉及动物生理生
化过程，不在此多说。
最后，N是植物核酸和蛋白质的主要成分，是作物生长需求量最大的元素。自然界中N素数量最大的是大气中的氮气,占大气体积的78％，总量约
3.9×107亿吨,除少数原核生物外,所有动植物和大多数微生物都不能直接利用N2；其次，海洋中有机氮约5000亿吨, 海水中还溶有氮约2.2×105亿吨，被海洋生物循环利用；在土壤中的有机氮估计为3000亿吨，逐年分解为无机氮供植物利用；陆地上生物活体中贮存的有机氮总量为110～140亿吨，这部分氮的数量虽不算大，但它存在于迅速再循环中，可反复供植物利用。 作为自然界最重要的初级生产者的植物所需要的氮―铵盐、硝酸盐等无机氮化物，在自然界为数不多，只有将大气中的N2进行转化和循环，才
能满足植物体对氮素的需要。 氮素循环包括微生物的固氮作用、氨化作用、硝化作用、反硝化作用以及同化作用，这其中的每一种作用都离不开微生物的参与。
氮素循环过程中的几个主要环节是：1)、固氮作用，指分子态氮被还原成氨或其它氮化物的过程。一是非生物固氮，即通过雷电、火山爆发和电离辐射等固氮以及人工合成氨，非生物固氮形成的氮化物在数量上远不能满足自然界生物生长的需要；二是生物固氮，即通过微生物的作用固氮，自然界生物生长所需要的氮大部分通过这种作用提供。生物固氮不仅经济，而且不破坏环境，在N2的转化中占有重要地位。湖水沉积物中含有大量的固氮菌，
能够固氮的微生物均为原核生物，主要有细菌、放线菌和蓝细菌。2)、氨化作用，指微生物分解含氮有机物产生氨的过程。氨化作用在农业生产中十分重要，施入土壤中的各种动植物残体和有机肥，包括绿肥、堆肥和厩肥都含有丰富的含氮有机物。这些有机物须通过各类微生物的作用，将其氨化后才能被植物吸收和利用。水中的氨化细菌有助于水体中氮的循环和水的清洁，湖的底泥中氨化细菌相当活跃。3)、硝化作用，指微生物将氨氧化成硝酸盐
的过程。硝化作用分两个阶段进行，第一阶段是氨在亚硝化细菌的作用下被氧化为亚硝酸盐；第二阶段是亚硝酸盐在硝化细菌的作用下被氧化为硝酸盐。土壤中固氮细菌的数量多于硝化细菌。4)、反硝化作用(脱氮作用)，指反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮（N2）或一氧化二氮（N2O）的过程。氮的两个原子以3键结合，每克分子氮需160千卡能量才能将两个原子分开。反硝化作用是造成土壤氮素损失的重要原因之一。反硝化作用一般只在厌氧条件下进行，在农业生产上常采用中耕松土的办法抑制反硝化作用。从整个氮素循环来说，反硝化作用是有利的。水体中的反硝化细菌有助于碳的循环。湖水沉积物中含有大量的反硝化细菌，如果没有反硝化作用，自然界的氮素循环就会被中断，硝酸盐和亚硝酸盐将会在水体中大量蓄积，对人类的健康(致癌)和水生生物的生存就会造成极大的威胁。5)、同化作用，指植物吸收环境中的NO3-或NH4+合成氨基酸、蛋白质、核酸和其它含氮有机物的过程。现代科学必须探明同化作用和消化作用之间的平衡问题，以防止作物体内致癌物质硝酸盐和亚硝酸盐的累计，对于土壤内多余的硝酸盐和亚硝酸盐要及时地通过反硝化作用，将N素还原到空气中，防止作物体内和饮水中硝酸盐和亚硝酸盐的累计。湖泊中具有同化作用的细菌有助于淡水鱼对蛋白质的利用。
对于自然N素循环可以用图表示如下：
2.1.2大自然进化形成的主要无机P、K和中、微量元素循环利用
P、K和中、微量元素是植物、动物(人)主要结构和功能物质的成分，关【农业生物,突破】
生物技术在农业方面的应用
学号：
班级：生物工程 姓名：
王 晓 生 1301014010
引言
近几年，农业生物技术领域中研究最活跃的是应用转基因技术，将目的基因导入动植物体内，对家畜、家禽及农作物进行品种改良，从而获得高产、优质、抗病虫害的转基因新品种，达到充分提高资源利用率，降低生产成本的目的。经过长期的不断努力，农业生物技术已取得重大突破。作为 世界科技前沿领域之一的生物 技术,近年来发展十分 迅 猛。在 医 药农业轻工食 品等方面都取得 了令人瞩 目的成就并 显示 出极其广 阔的发展前景本文只 就生物技术在农业上的应用 作以简要介绍.
一 在国际上的发展情况
二十多年来国际上利用原生质体融合技术， 已开发成功100多种再生完整植株。近几年先后解决了儿乎全部重要粮棉油作物的原生质体再生的难题。这不仅为禾本科作物选育优良品种开辟了前景，也 为转基因植物研究打下了基础；利用组织培养及快繁脱毒方法开发 出的新品种有棕搁 椰树 海枣 甘蔗叻 啡树香蕉木瓜等儿百种再生植株；通过花药培养方法已开发出烟草水稻小麦等新品种，外源因导入植物的转化方法不断突破，相继开发成一批抗除草剂抗病毒抗虫等 转基因植株。
二 国内的应用情况
(1)植物植物工程 育种
用花药培养 和染色体工程育种技术培育了水稻 小麦 油菜 甘蔗等，15个作物新品种37个新品系和48个 新 种 质，如“京花 号”小 麦“小堰号”小麦;“中花号”水稻新品种都具有抗性强等优良性状三个品种的推广所增产的粮食就达8500万公斤.目前我国正 研发的转 基 因 植 物 达 47 种 , 转基因鱼、畜、禽动 物及正在研究的已 达 30 余 种 ,研究成功的 两系法杂交水稻已经为 粮食增产做出了巨大贡献，各种抗病性、抗逆性等动植物品种也通过转基因方法获得。我国在转基因育种、动植物优良品种培育、生物农药等发面都取得了突破性进展
(2）植物基因工程育种【农业生物,突破】
根据人们的需要提高农产品的产量和质量，把特定基因导入植物体，达到改良品质和增加产量的目的。例如；康乃馨花期较短，为了延长花期，澳大利亚的生物技术专家在康乃馨植株中引入一种基因，使花期延长了一倍，提高了其观赏性。应用植物细胞工程技术培养的无融合杂交水稻，具有丰产性好、米质优、抗性强、适应性广等优点，克服了杂交稻需要年年制种和杂交种只能利用一次的缺点，为水稻育种开辟了新途径。
利用转基因育种技术可以把抗病抗虫基因导入植物，避免或减少病虫害。目前应用最广的抗虫基因是将苏芸金杆菌的结晶蛋白基因（Bt基因）导入植物，如棉花、烟草等多种作物，并取得了良好的效果。
中科院遗传所等家单位完成 了多个重 要 粮 食作物经济作物蔬菜和 中草药植株的原生质体再生植株其中玉米大豆高梁和小堰麦等 多个植物居 世界领先地位今年四月中旬北京大学陈章良领导的植物 基因工程国家重点实验室在类黄酮基 因工程研究 中获得重大突破 ,成功地克隆了查尔酮 合酶基 因改变了花的颜色可以大大缩短其时间这项研究在我 国 尚属首例为植物基 因工程如控制花的颜色形成 以及花 的发育等的基 因研究奠定了 良好的基础转 基 因植 物研 究。
三、转基因动物育种动物基因工程研究不如植物基因工程开展的那样普及，主要集中在改善家畜、家禽的经济性状方面，现已取得了一些显著的成就。例如美国伊利诺斯大学研究出一种带牛基因的猪，
这种转基因猪生长快、个体大、饮料利用率高、瘦肉多，可为养猪业带来丰厚的经济效益
四、生物固氮；农业生产中常需要施用大量化肥氮肥来调节土壤和作物间的氮素供需矛盾,化学肥 的大量生产需要消耗大量能量,同时也会造成严重的土壤污染而生物固氮不仅节约能源 ,而且不会对环境造成威胁.
五、生物农药20 世纪 90 年代以来, 生物农药开发利用极为迅速。由于人们对绿色食品的日益青睐 , 以及生物农药本身具 有 的对 人畜毒性小,只杀害虫, 与环境相容性好, 以及病冲害相对不易产生抗性等优点 , 因此生物农药正日益成为农药产业发展的新趋势 近年来 , 生 物 农 药 在 它的主要研究领域———微生物农药、生物化学农药、转基因农药及天敌生物农药等方面都有不同程度的进展 , 其 中 微 生 物 杀 虫 剂 的 商 业性生产研究最为活跃。
六 植物生物技术
植物生物技术是一门研究植物遗传规律、探索植物生长发育机理，应用现代生物技术改良遗传性状、培育新品种、创造新种质的学科。
植物基因工程是指用人工的方法，从不同生物中提取外源基因片段及载体ＤＮＡ，经过体外切割、拼接和重组，然后采取某种方法，把重组后的带有外源基因的载体ＤＮＡ引入植物细胞，并使其在植物细胞内进行复制和表达，以达到预期的改变受体植物细胞遗传特性的
类别：综述
现代农业高技术的发展现状、方向和趋势
龚德平
现代农业是市场化、工业化、科学化、集约化、社会化、补贴与福利化以及可持续发展的农业。发展现代农业，就是用现代物资条件装备农业，用现代科学技术武装农业，用现代产业体系组织农业，用现代经营形式管理农业，用现代市场发展理念引领农业，用培养知识文化型农民发展农业。现代农业高技术是发展现代农业的核心。
（一）、现代农业高技术的发展现状
随着生物技术、信息技术、新材料技术等高技术的不断发展，现代农业高技术发展迅速。以生物技术、信息技术为代表的高技术不断向农业科技领域渗透和融合，逐渐形成了分子育种技术、转基因技术、数字农业技术、节水农业技术、食品加工技术、航天育种技术等农业高技术体系。
1、农业生物技术发展迅速，成为经济发展新的制高点，对科学、技术、方法、理念、产业、社会与伦理产生一系列的革命性影响。现代分子育种学与传统动植物育种技术的结合，促进了新兴分子育种技术的发展。近年来由于转基因生物对生态环境和人类健康影响尚存在一些科学意义上的不确定性，科技界纷纷把研究重点转向动、植物分子标记辅助选择技术，该技术具有高效、安全的突出优点，已经展示出部分常规育种技术无法比拟的优越性。以转基因为核心的现代生物技术产业成为当今世界发展最快、最活跃的农业高技术产业领域之一。农业生物药物技术研究取得了一
批重大突破，成为农业高技术研究领域角逐的重点领域，目前以基因重组技术为代表的生物技术是农业生物药物研究的核心技术。生物技术在理论和技术上不断取得突破，为现代农业高技术的孕育、成熟、发展创造了条件。同时，生物技术的迅猛发展，越来越直接地影响着人类的精神生活，冲击着传统的伦理观念，衍生出许多新的伦理道德问题。
2、农业信息技术与数字化技术日新月异，对传统农业的改造显示出强劲的动力。农业信息化技术与数字化技术的应用主要有数据库技术、农业专家系统、3S技术、农业网络技术以及精确农业技术等。农业专家系统最早于1986年出现在美国，现在专家系统通过网络传送到田间和饲养场正成为一种趋势；以3S技术（遥感技术、地理信息系统、全球定位系统）与精确农业技术为基础的精确农业已经成为当今世界农业发展的新潮流；农业现代高技术装备迅速地吸收应用电子与信息技术、新材料技术发展成就开发出智能、高效、多功能和大型化农业现代装备。与此同时，农业信息技术与数字化技术的不断发展，对社会物资生活、精神生活方式、以及人类物资、精神文明空间的拓展与延伸产生深刻的变革。
3、高技术引领驱动和支撑农业生产方式转变，成为世界现代化农业发展的根本标志。现代生物技术、信息技术和新材料技术的迅猛发展，为解决农业资源高效利用、生态环境保护等现代农业综合发展问题提供了新的技术途径，农业资源利用与生态环境技术研究主要集中在节水农业技术、新型肥料技术、农业废弃物综合利用技术等方面。目前节水农业研究的目标是不断提高作物水分利用率和利用效率，依据作物生理需水确定作物用水；在新型肥料技术方面，目前主要研究主要集中在纵横向动态平衡施肥
技术，有机肥的生物分解和商品化技术，高效和固氮新型作物培养技术，精确农业施肥技术，新剂型和控释肥料技术，生物肥料技术和声、光、电、风和磁等物理肥料方面，生物肥料技术是当前肥料技术研究的热点，主要包括农作物秸秆、动物养殖场粪便、农林副产品加工厂剩余物等有机废弃物的有机肥转换生产技术，高产特效菌株和微生物复合系筛选技术，海藻有机肥、蚯蚓有机肥等新型肥料开发技术，“专用”生物有机肥开发技术和“液态”生物有机肥等；农业废弃物综合利用方面，当前主要是运用生态学和生态工程学基本原理，利用多种农业生物菌落降解各种废弃物，变废为宝，促进物质能量循环和地力培肥。
4、工厂化农业是农业现代化发展的重要标志之一。现代计算机控制技术、传感器技术等是工厂化农业研究的核心技术，并成功运用到生产中，使工厂化农业初步实现了数字化、智能化。在植物种苗生产方面，研究开发了包括人工光源技术、无糖组培环境控制技术、促根灌水技术等工艺技术；在植物栽培技术方面，研究建立了相关植物的基于植物生理模型的工厂化生产环境调控技术体系，针对产业化条件好的工厂化良种扩繁技术，各国研究推出了多种工厂化育苗工艺模型。此外，温室新型覆盖、保温材料、适用于设施条件下
本文来源：http://www.gbppp.com/sh/350743/
推荐访问:生物教学重难点的突破 2016十大生物科学突破