Достижения биотехнологии: революция в способах выращивания и сбора урожая
2023-07-25 09:46
Сельскохозяйственная биотехнология – одна их самых интересных и перспективных инноваций в сельском хозяйстве. В последние годы отрасль достигла огромных успехов: появились новые достижения, которые меняют способы выращивания и сбора урожая. Новейшие биотехнологические инструменты революционизируют АПК и помогают аграриям производить больше продуктов питания.
Генная инженерия
Генная инженерия изменяет ДНК организмов для получения желаемых признаков. В сельском хозяйстве генная инженерия используется для создания растений, устойчивых к вредителям, болезням и факторам окружающей среды. С помощью этого метода возможно добиться выращивания культур с высокой урожайностью или большим содержанием питательных веществ.
Известный пример генной инженерии в сельском хозяйстве – создание генетически модифицированных культур, устойчивых к действию вредных организмов и имеющих высокую продуктивность.
Хотя генная инженерия может улучшить урожайность культур, она также является предметом споров из-за опасений по поводу воздействия ГМО на окружающую среду, здоровье человека и животных. Критики утверждают, что генетически модифицированные культуры могут непреднамеренно создавать суперсорняки, устойчивые к действию гербицидов, или наносить вред нецелевым организмам.
Сторонники генной инженерии считают, что она решит проблемы, стоящие перед сельским хозяйством: изменение климата, рост населения и продовольственная безопасность. Утверждают, что биотехнологические культуры снизят потребность в химических пестицидах и удобрениях, что приведет к снижению затрат и повышению экологической устойчивости.
Точное земледелие
Точное земледелие – быстро развивающаяся область сельскохозяйственной биотехнологии, которая предполагает использование данных и технологий для оптимизации растениеводства.
Методы точного земледелия включают картографию почвы и питательных веществ, дистанционное зондирование и технику с GPS-управлением. Эти технологии оптимизируют методы посадки, внесения удобрений, орошения и максимизируют урожайность.
Для мониторинга посевов, распыления удобрений и химпрепаратов китайские фермеры успешно используют БЛА. Например, компания «XAG» произвела 42 тыс. дронов, которые совершают 1,2 млн вылетов каждый день. Аппараты этой компании применяют в 38 странах, ими обрабатывают 0,3% площади мировых сельхозугодий.
Нанотехнологии
Нанотехнологии – направление, которое включает в себя манипулирование материалами на атомном и молекулярном уровне.
В сельском хозяйстве нанотехнологии используются для создания интеллектуальных датчиков, способных обнаруживать изменения окружающей среды и следить за здоровьем сельскохозяйственных культур. Также применяют в разработках эффективных удобрений и пестицидов.
Пример положительного влияния нанотехнологий – разработка наноудобренийв аграрном университете г. Санкт-Петербург. Удобрения, заключенные в микрокапсулы, выделяют питательные вещества постепенно и равномерно. А почва и растения получают максимальную пользу и минимальную химическую нагрузку при таком способе внесения.
Вертикальное земледелие
Вертикальное земледелие – относительно новая форма сельского хозяйства, которая включает выращивание сельскохозяйственных культур в вертикальном положении. Для оптимизации условий выращивания используют искусственное освещение и систему климат-контроля. Эта технология повышает урожайность и снижает вредное воздействие сельского хозяйства на окружающую среду за счет использования меньшего количества земли и воды.
По прогнозу Research and Markets, объем глобального рынка вертикального фермерства до конца 2023 году вырастет до 7,5 млрд долларов.
Редактирование генов
Редактирование генов CRISPR-Cas9 – тип генной инженерии, который позволяет ученым вносить изменения в ДНК живых организмов. Система основана на природном механизме, используемом бактериями для защиты от вирусных инфекций.
В сельском хозяйстве редактирование генов может совершить революцию в селекции, позволив ученым вывести новые сорта культур, устойчивых к действию патогенных организмов или стрессовым факторам окружающей среды.
Например, некоторые ученые используют кукурузу в качестве модельного растения для фундаментальных генетических исследований. Гибриды восковой кукурузы, созданные способом генного редактирования, демонстрируют значительное увеличение урожайности зерна по сравнению со своими аналогами.
Критики утверждают, что эту технологию можно использовать для создания генетически модифицированных организмов, которые небезопасны или представляют угрозу для окружающей среды. Они считают, что необходимы дополнительные наблюдения и исследования, чтобы полностью понять долгосрочные последствия редактирования генов.
В заключение следует отметить, что последние достижения в области биотехнологии, действительно, развивают сельскохозяйственную отрасль. Разработанные технологии помогают повысить урожайность, продовольственную безопасность и сократить количество отходов.
По информации международной организации ISAAA (International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications) площадь, занятая посевами генетически модифицированных культур в мире, составляет 191 млн га. При чем 50% территории занимает соя, 30,7% – кукуруза. На остальные культуры приходится около 7%. Выращиванием ГМ-культур занимаются 17 млн фермерских хозяйств по всему миру. В России, на данный момент, запрещено производство и продажа продукции с измененным геномом.
Однако, как и в случае с любой новой технологией, существуют проблемы и противоречия, которые необходимо решать. Одной из основных проблем является потенциальное воздействие генетически модифицированных культур и других продуктов биотехнологии на окружающую среду, а также влияние на здоровье населения и безопасность пищевых продуктов.
Для ученых, регулирующих органов и общественности важно работать вместе. Это обеспечит ответственное и устойчивое использование биотехнологий в интересах как сельхозтоваропроизводителей, так и потребителей.