時間:2023-03-02 15:11:09
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇農(nóng)業(yè)生物技術論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
根據(jù)有關專家的看法,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術的最新發(fā)展趨勢表現(xiàn)為:
——研究成果商品化產(chǎn)業(yè)化進程加速。目前,農(nóng)業(yè)生物技術作為一項高新技術產(chǎn)業(yè)在發(fā)達國家業(yè)已形成,并處于一個高速發(fā)展時期。有關專家預測,本世紀生物技術產(chǎn)品在國際貿(mào)易中的份額將達到10%以上,而現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術又將占相當?shù)谋戎亍J澜玢y行下屬機構預測世界范圍內(nèi)轉基因作物產(chǎn)業(yè)的交易額為2000年20億美元,2005年60億美元,2010年200億美元;國際農(nóng)業(yè)生物技術應用機構(ISAAA)的預測則分別為30億美元、80億美元和280億美元。
——研究方式集約化、規(guī)?;黠@。在政府以及公共機構對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術進行投資研究的同時,眾多私有企業(yè)也開始注意到這一領域將是繼計算機和網(wǎng)絡技術之后的又一個潛力巨大的經(jīng)濟增長點,私人公司已逐步成為農(nóng)業(yè)生物技術的研究主體。以美國為例,民營機構1992年對這一領域的投資為5.95億美元,而1999年則達到15億美元。與此同時,世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了生物技術企業(yè)領域的兼并和收購狂潮,并購金額從1997年的12.37億美元陡然升至1999年的138億美元。一些資產(chǎn)過百億美元的巨型跨國公司由此形成,過去分散的研究基地也隨之向集中化規(guī)?;l(fā)展。
現(xiàn)代生物技術是一門集多項頂尖技術與工程原理、信息科學等為一體的綜合性學科。一般來說現(xiàn)代生物技術主要包括以下七項技術:基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、蛋白質(zhì)工程、分子標記技術、生物芯片技術。上述七項技術彼此之間是相互聯(lián)系,相互滲透的。其中基因工程是核心技術,它能帶動其他技術的發(fā)展。因此本研究以基因工程在農(nóng)業(yè)中具體應用為例進行系統(tǒng)研究。
(1)基因工程在植物遺傳改良中的應用
我國基因工程在植物遺傳改良中的應用現(xiàn)狀主要包括抗逆作物育種、品質(zhì)改良育種和固氮育種等。例如在轉基因水稻新品種培育、轉基因玉米新品種培育和轉基因棉花的研究與產(chǎn)業(yè)化等方面都取得了較好的成績。在我國每年植物因病毒、細菌及真菌、害蟲、雜草、旱寒鹽、高溫等因素給糧食作物、園藝作物及經(jīng)濟作物造成了巨大的損失。隨著我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術的發(fā)展,以上問題也正在一步步解決之中。目前我國已相續(xù)培育并成功推廣種植了一些轉基因抗病毒作物、轉基因抗細菌及真菌作物、轉基因抗蟲作物、抗除草劑作物、抗鹽堿作物、抗旱作物、抗寒作物、抗高溫作物等。例如在抗鹽堿作物方面,劉巖、玉慧中等將抗逆基因mtlD和gutD基因轉入植物,獲得了煙草、玉米、水稻等植物的耐鹽堿轉基因株系;在抗旱作物方面,我國科學家把美洲擬碟抗凍蛋白基因轉入番茄,得到轉基因抗寒番茄。此外我國還成功培育了煙草、馬鈴薯、黃瓜、番茄等抗病毒作物和將Bt殺蟲劑晶體蛋白基因與豇豆胰蛋白酶抑制劑基因復合在一起的雙價抗蟲棉。在抗逆作物的培育和推廣方面,可以說我國處于世界領先地位。
(2)基因工程在利用農(nóng)作物生產(chǎn)食品中的應用
利用基因工程技術作用于農(nóng)作物生產(chǎn)食品和食品添加劑主要包括三方面:改進食品原料的品質(zhì)、改善果蔬采收后的貯藏保鮮性能和開發(fā)新型功能性食品。利用基因工程技術可對植物的蛋白質(zhì)、油脂、淀粉、糖類、維生素等品質(zhì)性狀進行改良,也可延長果實儲存期和改良食品風味。
2、生物技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應用中存在的問題
(1)生物技術研究方面存在的問題
首先,基礎研究比較薄弱。其主要原因:一是由于基礎研究的直接性和可見性成果不是很顯著,所以很多科研人員不愿意扎深根認真從事基礎理論的研究;二是由于絕大多數(shù)人都沒有認識到基礎研究的重要性、基礎性和長遠性,所以我國在基礎研究方面的投入更是微乎其微。由此可知我國在基礎研究方面無論是其重視程度還是資金投入和相關政策體制都存在很多問題。其次,應用研究還很欠缺。一方面是由于基礎理論研究的薄弱決定了基礎應用研究的緩慢發(fā)展。同時基礎應用研究自身也存在很多問題。比如在植物基因工程育種方面存在如下問題:分離植物目的基因困難,導入外源基因的過程及其控制較為復雜。還有基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、蛋白質(zhì)工程、分子標記技術和生物芯片等現(xiàn)代生物技術各分支領域的結合度不高。第三,某些前沿領域的研究相對滯后。雖然我國在轉基因抗蟲棉、轉基因水稻及家蠶基因方面處于國際領先地位,也參與了一些國際重大的基因組破譯計劃。但是我國所真正擁有自主知識產(chǎn)權保護的專項領域還是比較少的。這主要是由于我國的生物技術前沿領域研究較美歐等發(fā)達國家相對滯后。比如說在生物固氮領域研究得不夠深入,影響轉基因效率的各種因素、植物光合作用機理等重大問題的研究尚未突破,特別是生物技術與信息技術、神經(jīng)科學等學科的交叉綜合研究還沒有引起足夠的重視。
(2)生物技術應用所導致的一些問題
首先,對生態(tài)的負面影響。現(xiàn)代生物技術的發(fā)展和廣泛應用,為我們解決了許多重大的環(huán)保問題,同時也研發(fā)出了不少的新型高效環(huán)保產(chǎn)品。但是不可否認,由于其技術本身的發(fā)展歷程和科學技術在大自然面前的卑微,生物技術的應用也可能引發(fā)一些新的環(huán)境問題。此外隨著全球未來人口數(shù)量的繼續(xù)增加,利用抗逆作物轉基因品種擴大農(nóng)業(yè)耕地面積的同時,氮素等農(nóng)業(yè)資源的使用量也隨之加大,造成氮素等礦質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)生物化學循環(huán)的改變,對水體的富營養(yǎng)化可能具有潛在的促進效應,產(chǎn)生不利于人類和動植物生存和可持續(xù)發(fā)展的不利后果??梢?,生物技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用也可能引起降低生物多樣性程度、改變土壤結構、污染環(huán)境等導致生態(tài)失衡的一系列問題。其次,對食物安全的影響。轉基因食品的安全性問題是潛在性的。主要表現(xiàn)在三方面:一是轉基因食品的毒性問題。在這方面,目前只有一些相關的試驗報道,尚無人體的研究報告。研究者用轉基因食物喂養(yǎng)大鼠,結果有的試驗顯示大鼠的免疫系統(tǒng)受到破壞,有的試驗顯示對大鼠沒有影響。二是轉基因食品的過敏反應問題。假如供體基因的作物具有使某一部分人產(chǎn)生過敏的過敏源,那么將此作物的基因轉移到其他作物,這種轉基因作物便具有引發(fā)過敏的能力。三是轉基因食品中的標記基因對抗生素的抵抗作用問題。在這方面,相關研究顯示可能性是比較小的,但是我們也不容忽視。
(3)人才緊缺
根據(jù)孟弘等人在《對我國生物技術人才問題的幾點思考》一文中介紹據(jù)2012年統(tǒng)計,我國設生物科學、生物技術和生物工程三大專業(yè)的高校已從2011年的978所上升至1058所,招生人數(shù)在2011年就超過8萬人。目前估計我國生物專業(yè)在校生總人數(shù)不低于45萬,每年畢業(yè)的人數(shù)5—7萬。估計到2020年,我國培養(yǎng)的生物專業(yè)大學畢業(yè)生總數(shù)不少于40萬,我國生物技術發(fā)展已經(jīng)具有了很好的技術人才儲備??芍覈锛夹g方面人才的儲備還是很充足。可是仍然存在以下問題:一方面人才培養(yǎng)的速度遠遠跟不上人才的需求量;另一方面從國外引進的農(nóng)業(yè)生物技術高端人才更是稀缺。還有我們國家派出到國外學習借鑒的人才也顯得不足。同時在我國,培養(yǎng)既懂科研技術,也知道生產(chǎn)和市場動向的復合型人才體系尚未建立。此外食品安全評估體系人才的培養(yǎng)方案和模式的構建尚未提上議事日程。再者雖然我國生物技術人才的儲備已經(jīng)很充足了,但是這些從高校培養(yǎng)出來的生物技術人才其畢業(yè)后從事農(nóng)業(yè)生物技術方面工作的人占整個生物技術領域的比重比較小。
二、改進生物技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應用中采取的措施
1、加強農(nóng)業(yè)生物技術的研究
(1)加強生物技術的基礎研究
由于現(xiàn)代生物技術涉及的領域廣、范圍寬。所以,針對我國在農(nóng)業(yè)生物技術基礎理論研究方面的薄弱,我們應該繼續(xù)加強分子生物學、細胞生物學、微生物學、免疫生物學、人體生理學、動物生理學、植物生理學、微生物生理學、生物化學、生物物理學、遺傳學等生物科學基礎理論的研究,同時也要加強與生物技術緊密相關的化學、化學工程學、數(shù)學、微電子技術、計算機科學等基礎理論的研究。
(2)注重生物技術的應用研究
在生物技術領域,基礎理論研究的目的是為了更好的服務于基礎應用的研究。所以我們必須將基礎理論的研究與基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、蛋白質(zhì)工程、分子標記技術和生物芯片等現(xiàn)代生物技術的基礎應用研究相結合,進行緊密而系統(tǒng)的研究。進而將這些基礎理論與基礎應用的研究同計算機科學、信息科學和微電子技術等相結合而后應用于生物技術育種、生物飼料、基因工程疫苗和功能性食品的開發(fā)等農(nóng)業(yè)生物技術重大領域的研發(fā)。從基因組測序的研究轉向基因功能探測和蛋白質(zhì)功能探測的研究。例如,在生物固氮方面,在我國農(nóng)區(qū)的布局上,氮含量高的區(qū)域實行豆、禾、經(jīng)濟作物間套輪作,可緩解和排除氨阻遏的障礙,發(fā)揮根瘤菌的固氮作用,實現(xiàn)兩種作物互惠和高產(chǎn);在有條件的草地發(fā)展一定面積的豆、禾、牧草混播種植制度。
2、采取措施避免應用生物技術所導致的負面影響
(1)現(xiàn)代性與傳統(tǒng)性相結合
除了加強生物技術本身的研究、完善相關體制與法規(guī)、加大人才培養(yǎng)和資金投入以解決生物技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應用中所帶來的一些不良后果、環(huán)境問題等,我們還應該把農(nóng)業(yè)生物技術的應用與生態(tài)學相結合,把生物技術育種與傳統(tǒng)育種相結合,把生物技術作物種植、養(yǎng)殖與傳統(tǒng)作物種植、養(yǎng)殖相結合。做到充分利用現(xiàn)代高科技術的同時,又順應大自然本身的發(fā)展規(guī)律。
(2)建立健全轉基因食品安全評估體系
針對轉基因食品對我們?nèi)梭w健康的影響是潛在的和隱性的,我國應建立健全轉基因食品安全評估體系。為此,我們要確立科學客觀的評價原則,既不能以偏概全,夸大威脅,也不能漠然視之,回避轉基因產(chǎn)品可能存在的潛在危險。應投??睢⒍▽H?,將安全性問題設立為一項重要課題。從食品安全、生態(tài)安全著手,實事求是地個案評估,作出科學的評價,盡快制訂和完善國家生物安全管理的法律、法規(guī)體系。使轉基因食品的安全評估落到實處,使老百姓對轉基因食品買得放心、用得安心。一方面我們要科學合理地應用生物技術,建立健全相應的法律、法規(guī)體系和管理機構,加強轉基因生物的進出口管理。另一方面我們要加強、擴大科普宣傳,提高全民對轉基因食品的安全意識。
生物技術在農(nóng)作物中已有廣泛的應用。最初通過遺傳工程獲得而進入市場的作物是:玉米、大豆和棉花。它們經(jīng)轉基因后具有抗除草劑和棉鈴蟲的能力。這種玉米、大豆和棉花從Bt細菌獲得基因,經(jīng)遺傳改良后具有防蟲害的能力。利用Bt細菌獲得經(jīng)遺傳改良的作物的潛力是相當大的。例如:美國有200萬hm2的Bt棉花,澳大利亞有40萬hm2,兩者各相當于2.5億美元價值。如果將Bt玉米引種在美國1000萬hm2的土地上,只要增產(chǎn)5%,就意味著能增加3.5億美元收入。這項技術進一步促進了Bt制劑控制蟲害在商業(yè)上的應用。除此之外,還有許多經(jīng)轉入特定基因的玉米品種,這些品種能同時抗除草劑和一些蟲害。
生物技術在畜牧業(yè)上應用所獲得的益處與在農(nóng)作物上相似。一方面,生物技術有助于提高畜禽的生命力以及消滅競爭者。促進畜禽生長的物質(zhì)有生長激素以及促進其生長的調(diào)節(jié)劑,這些物質(zhì)可由基因工程而獲得。如利用鼠類基因(該基因能促進角蛋白的形成)能獲得了經(jīng)遺傳改良的綿羊,這種綿羊比普通棉羊產(chǎn)毛量能提高6%左右。另一方面,生物技術在提高農(nóng)作物產(chǎn)量、質(zhì)量的同時,有助于提高畜牧業(yè)的生產(chǎn)力發(fā)展水平。例如,通過控制飼料作物體內(nèi)碳水化合物含量可提高畜牧業(yè)生產(chǎn)力;利用基因調(diào)控技術可以提高包括豆科作物在內(nèi)一些作物的蛋白質(zhì)含量,減少飼料作物中難消化的木質(zhì)素含量等。達比等人已生產(chǎn)出一種轉基因三葉草,可應用于澳大利亞綿羊牧場。該基因來自向日葵,經(jīng)轉基因的三葉草能制造富含氨基酸的蛋白質(zhì),該蛋白質(zhì)經(jīng)食物鏈進入綿羊體內(nèi),進而能提高產(chǎn)毛量。
生物技術給人類帶來的益處也包括在生態(tài)和環(huán)境兩個方面。利用生物技術提高現(xiàn)有農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力可以減低農(nóng)業(yè)向原始的、自然、半自然生態(tài)系統(tǒng)擴張的要求,因此,它有助于有人類保存、保護地球上僅有的自然生態(tài)系統(tǒng)及其資源,有助于人們未來再利用其中的基因資源開發(fā)新的產(chǎn)品。
生物技術已用于生產(chǎn)抗蟲害、抗除草劑作物。正如前面所述,一些轉基因棉花、玉米、大豆等具有抗蟲害、抗除草劑的能力。1995年人們可以在市場上購買到轉基因馬鈴薯,這種馬鈴薯能產(chǎn)生水晶蛋白,而水晶蛋白對科倫那多馬鈴薯甲蟲有毒害作用。這些轉基因作物能減少殺蟲劑的用量,降低殺蟲劑及其殘留物對食物鏈、水體造成污染,從而有利于保護生態(tài)環(huán)境。
在許多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū),土壤氮素可利用量是制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力提高的一個重要因子。而一高科技農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)使用人造氮肥是以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價的。制造氮肥要利用大量能源,據(jù)統(tǒng)計,英聯(lián)邦農(nóng)場平均投入的能源大約有50%來自肥料。由施用肥料而產(chǎn)生的溫度氣體(二氧氣化碳、氮氧化合物等)不可避免地促進地球氣候變暖。除此之外,農(nóng)業(yè)土壤的氮素流失是水體富營養(yǎng)化的主要原因。
生物技術的利用能為這些問題的解決提供潛在的、真正有價值的幫助。
同樣,人們可以利用真菌來提高土壤養(yǎng)分的有效性。溫萊指出:特定的真菌類能促進土壤養(yǎng)分的釋放,從而促進作物生長;真菌也能通過分解有機物質(zhì)(例如纖維素等)釋放出糖類,促進固氮菌的生長。進一步提高土壤養(yǎng)分有效性的可能,包括獲得轉基因細菌和真菌,以進一步增強它們制造養(yǎng)分和釋放土壤養(yǎng)分的能力。轉基因作物的最終目標是使作物本身能夠自行固氮,避免、減少使用人造肥料,從而減少對生態(tài)環(huán)境的破壞。這在目前尚不可能,但在將來卻有望實現(xiàn)這個目標。
二、生物技術帶來的不利
從經(jīng)濟角度上講,生物技術帶來的不利并不明顯,然而,它會引起發(fā)達國家與發(fā)展中國家貧富差距進一步擴大。因為,生物技術公司主要集中在發(fā)達國家,發(fā)達國家可以通過輸出生物技術產(chǎn)品而獲得利潤。與此同時,發(fā)展中國家由于技術、及其產(chǎn)品還遠沒有被廣泛接受。
生物技術可能引起生產(chǎn)方式和人類健康的退變。這種情獎品可能會隨著需要特定處理的轉基因作物的出現(xiàn)而產(chǎn)生,特別是抗除草劑的轉基因作物出現(xiàn)。農(nóng)民必須從同一公司購買種子和除草劑,否則除草劑起不了作用。同樣的問題也可能在需人造肥料的轉基因作物上出現(xiàn),這些轉基因作物會取代傳統(tǒng)的依靠有機肥的作物,后者在發(fā)展中國家是很普遍的,并且也有利于環(huán)境保護。生物技術在食品上的應用對發(fā)展中國家的農(nóng)民也會造成許多困難。生物技術也會對人類的健康制造麻煩。近年來在英國已有這方面的報道。特別是當能引發(fā)人體過敏反應的基因轉入農(nóng)作物時,例如,堅果能引發(fā)人體過敏反應,若它的基因被導入其他作物,則有可能其他作物也會引起人體過敏。為了預防起見,轉基因作物產(chǎn)品必須經(jīng)免疫測定篩選后才能利用。
主席1998.9在安徽考察工作時的講話中指出:“現(xiàn)在一些發(fā)達國家,已經(jīng)把基因育種工程、電子信息互聯(lián)網(wǎng)絡、衛(wèi)星地面定位系統(tǒng)等高新技術應用于農(nóng)業(yè)。我們必需有緊迫感,盡快迎頭趕上”?!熬氜r(nóng)業(yè)”技術體系是農(nóng)學、農(nóng)業(yè)工程、電子與信息科技,管理科學等多種學科知識的組裝集成,其應用研究發(fā)展必將帶動一批直接面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者服務的電子信息高新技術與工程裝備技術的研究與開發(fā),對推動我國基于知識和信息的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化,具有深遠的戰(zhàn)略性意義?!熬氜r(nóng)業(yè)”,即國際上已趨于共識的“PrecisionAgriculture”或“PrecisionFarming”學術名詞的中譯。國內(nèi)科技界及媒體報導中目前尚有各種不同的譯法和對其內(nèi)涵的理解。如譯為“精準農(nóng)業(yè)”、“精確農(nóng)業(yè)”、“精細農(nóng)業(yè)”等。實際上,目前國外關于PrecisionAgriculture的研究,主要是集中于利用3S空間信息技術和作物生產(chǎn)管理決策支持技術(DSS)為基礎的面向大田作物生產(chǎn)的精細農(nóng)作技術,即基于信息和先進技術為基礎的現(xiàn)代農(nóng)田“精耕細作”技術。因此,作者認為采用“精細農(nóng)業(yè)”或“精細農(nóng)作”譯名來表達當前實踐的這一技術思想的內(nèi)涵可能更為確切。誠然,當今實踐的“精細農(nóng)作”技術思想,應該擴展到設施園藝、集約養(yǎng)殖、產(chǎn)品加工及農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的精細經(jīng)營管理方面,而形成為完整的“精細農(nóng)業(yè)”技術體系。
“精細農(nóng)業(yè)”技術是直接面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者服務的技術,這一技術體系的早期研究與實踐,在發(fā)達國家始于八十年代初期從事作物栽培、土壤肥力、作物病蟲草害管理的農(nóng)學家在進行作物生長模擬模型、栽培管理、測土配方施肥與植保專家系統(tǒng)應用研究與實踐中進一步揭示的農(nóng)田內(nèi)小區(qū)作物產(chǎn)量和生長環(huán)境條件的明顯時空差異性,從而提出對作物栽培管理實施定位、按需變量投入,或稱“處方農(nóng)作”而發(fā)展起來的;在農(nóng)業(yè)工程領域,自七十年代中期微電子技術迅速實用化而推動的農(nóng)業(yè)機械裝備的機電一體化、智能化監(jiān)控技術,農(nóng)田信息智能化采集與處理技術研究的發(fā)展,加上八十年代各發(fā)達國家對農(nóng)業(yè)經(jīng)營中必需兼顧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、資源、環(huán)境問題的廣泛關切和有效利用農(nóng)業(yè)投入、節(jié)約成本、提高農(nóng)業(yè)利潤、提高農(nóng)產(chǎn)品市場競爭力和減少環(huán)境后果的迫切需求,為“精細農(nóng)業(yè)”技術體系的形成準備了條件。海灣戰(zhàn)爭后GPS技術的民用化,使得它在許多國民經(jīng)濟領域的應用研究獲得迅速發(fā)展,也推動了“精細農(nóng)業(yè)”技術體系的廣泛實踐。使得近20年來,基于信息技術支持的作物科學、農(nóng)藝學、土壤學、植??茖W、資源環(huán)境科學和智能化農(nóng)業(yè)裝備與田間信息采集技術、系統(tǒng)優(yōu)化決策支持技術等,在GPS、GIS空間信息科技支持下組裝集成起來,形成和完善了一個新的精細農(nóng)作技術體系和開展了試驗實踐。迄今支持“精細農(nóng)業(yè)”示范應用的基本技術手段已逐步研究開發(fā)出來,在示范應用中預示了良好的發(fā)展前景。近五、六年來,已有數(shù)千計的研究成果,實驗報告見諸于國際學術會議或學術刊物;每年都舉辦專題“國際精細農(nóng)業(yè)學術研討會”和有關裝備技術產(chǎn)品展示會;在萬維網(wǎng)上設置有多個專題網(wǎng)址,可以及時查詢到有關研究發(fā)展信息;美、英、澳、加等國一些著名大學設立了“精細農(nóng)業(yè)”研究中心,開設了有關博士、碩士研究方向及培訓課程;日、韓等國近年來已加快開展研究工作,并得到了政府部門和相關企業(yè)的大力支持。國際上對這一技術體系的發(fā)展?jié)摿皯们熬坝辛藦V泛的共識,將成為世紀之交發(fā)展農(nóng)業(yè)高新技術應用研究的重要課題。“精細農(nóng)作”技術思想的核心,是獲取農(nóng)田小區(qū)作物產(chǎn)量和影響作物生長的環(huán)境因素(如土壤結構、地形、植物營養(yǎng)、含水量、病蟲草害等)實際存在的空間和時間差異性信息,分析影響小區(qū)產(chǎn)量差異的原因,采取技術上可行、經(jīng)濟上有效的調(diào)控措施,區(qū)別對待,按需實施定位調(diào)控的“處方農(nóng)作”。正是信息技術革命為這一技術思想的實踐,提供了先進的技術手段。
千百年來的作物生產(chǎn),都是以地區(qū)或田塊為基礎,在區(qū)域或田塊的尺度上,把耕地看作是具有作物均勻生長條件的對象進行管理,如利用統(tǒng)一的耕作、播種、灌溉、施肥、噴藥等農(nóng)藝措施,滿足于獲得區(qū)域、農(nóng)場或田塊的平均產(chǎn)量的認識水平,很少顧及對農(nóng)田的盲目投入及過量施肥施藥造成的生產(chǎn)成本增加和環(huán)境污染后果。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)技術推廣模式,也是在區(qū)域尺度上進行品種選擇、土肥監(jiān)測,通過地區(qū)試驗積累的適于當?shù)氐脑耘喙芾泶胧┫蜣r(nóng)戶推薦使用。實際上,即使在同一農(nóng)田內(nèi),地表上、下影響作物生長條件和產(chǎn)量的明顯時空分布差異性,包括農(nóng)田內(nèi)作物病、蟲、草害總是先以斑塊形式在小區(qū)發(fā)生,再逐步按時空變化蔓延的特性,早已為人們所認識。幾世紀前,農(nóng)民把土地劃分為小田塊來耕作經(jīng)營,正是受到對作物生長環(huán)境和產(chǎn)量空間變異的感性知識的影響。我國農(nóng)民幾千年來在小塊土地上經(jīng)過勞動密集的投入和積累的豐富生產(chǎn)管理經(jīng)驗而形成的“傳統(tǒng)精耕細作”技術,也可以在小塊農(nóng)田內(nèi)達到很好的經(jīng)濟產(chǎn)量,只是沒有現(xiàn)代科學方法的定量研究和現(xiàn)代工程手段的支持來形成大規(guī)模的生產(chǎn)力。本世紀初期,科學家就研究報告過作物產(chǎn)量和田間土壤特性,如N、P、K、pH、SOM含量等在田間分布具有明顯的差異性。1929年,Illinois大學C.M.Linsley和F.C.Bauer發(fā)表文章勸告農(nóng)戶應繪制自己田區(qū)內(nèi)的土壤酸度分布圖和按小區(qū)需求使用石灰的建議。
之后,一直都有關于農(nóng)田土壤和收獲量空間變異性研究的報導。八十年代以來,關于在農(nóng)田中實施土壤肥力、植保和作物生產(chǎn)定位管理(SiteSpecificCropManagement)的技術研究受到廣泛的重視。世界著名廠商先后向市場提供了裝有空間定位和產(chǎn)量傳感器的現(xiàn)代谷物聯(lián)合收獲機,已可以在收獲過程中自動采集以12-15m2為單元的小區(qū)產(chǎn)量與對應地理坐標位置的數(shù)據(jù),并進一步通過模糊聚類分析軟件自動生成農(nóng)田內(nèi)作物產(chǎn)量分布圖。多年的試驗實踐表明,田區(qū)內(nèi)小區(qū)平均產(chǎn)量的最大差異可以超過100%。由于作物生產(chǎn)還受到氣候變異的影響,經(jīng)連續(xù)多年對同一田區(qū)積累的數(shù)據(jù)表明,同一小區(qū)年際間的產(chǎn)量差異性也可能是十分明顯的。田區(qū)內(nèi)產(chǎn)量上述明顯的時空分布差異性,顯示了農(nóng)田資源利用存在的巨大潛力?,F(xiàn)代農(nóng)學技術與電子信息技術的發(fā)展,為定量獲取這些影響作物生長因素及最終收成的空間差異性信息,實施基于知識和現(xiàn)代科技的分布式調(diào)控,達到田區(qū)內(nèi)資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的經(jīng)濟產(chǎn)量成為可能。圖1是精細農(nóng)作技術思想的示意圖。其實施過程可描述為:帶定位系統(tǒng)和產(chǎn)量傳感器的聯(lián)合收獲機每秒自動采集田間定位及對應小區(qū)平均產(chǎn)量數(shù)據(jù)通過計算機處理,生成作物產(chǎn)量分布圖根據(jù)田間地形、地貌、土壤肥力、墑情等參數(shù)的空間數(shù)據(jù)分布圖,作物生長發(fā)育模擬模型,投入、產(chǎn)出模擬模型,作物管理專家知識庫等建立作物管理輔助決策支持系統(tǒng),并在決策者的參與下生成作物管理處方圖根據(jù)處方圖采用不同方法與手段或相應的處方農(nóng)業(yè)機械按小區(qū)實施目標投入和精細農(nóng)作管理。由圖1可以看出,這一技術思想是通過多次循環(huán)的實踐,來不斷改善農(nóng)田資源環(huán)境,積累知識,逐步達到作物生產(chǎn)管理精細化的過程。由于大田作物生產(chǎn)受到眾多時空變化因素的影響,利用生產(chǎn)潛力的處方措施,還需要兼顧生產(chǎn)力、經(jīng)濟性、環(huán)境后果的優(yōu)化目標,因此,其技術思想并不是單純追求技術措施的“準確”。事實上,目前應用于獲取小區(qū)產(chǎn)量數(shù)據(jù)的空間尺度為12-15m2,獲取農(nóng)田土壤信息的尺度大多還只可能精細到60m左右。在實際操作上,對獲取的空間信息還需要通過模糊聚類處理,生成技術上可行、經(jīng)濟上合理的處方圖來指導處方農(nóng)作,因而還談不到“精準”的操作。而且隨著技術的不斷進步,特別是農(nóng)田土壤、作物苗情、病蟲草害信息實時快速采集技術的突破,農(nóng)業(yè)處方操作也將愈益精細化。上述精細農(nóng)作技術體系在許多發(fā)達國家的試驗和應用表明,可以顯著提高耕地的生產(chǎn)潛力,節(jié)約良種、化肥農(nóng)藥和能源投入,獲得良好的經(jīng)濟效益,受到農(nóng)戶的歡迎。
“精細農(nóng)作”是基于田間小區(qū)作物生長條件的空間差異性,為實現(xiàn)優(yōu)化作物生產(chǎn)系統(tǒng)的目標而提出的。但工程支持技術的開發(fā)研究,對實現(xiàn)這一技術思想起著重要的作用。如:農(nóng)田信息采集與處方農(nóng)作的空間定位,需依靠全球衛(wèi)星差分定位系統(tǒng)(DGPS);地理空間信息管理和數(shù)據(jù)處理,需要應用地理信息系統(tǒng)(GIS);未來大量地理空間數(shù)據(jù)的更新,需要遙感技術(RS)的支持;作物產(chǎn)量計量與小區(qū)產(chǎn)量圖的生成需要能按秒記錄收獲機累計產(chǎn)量和對應地理坐標位置的智能型收獲機械,以及計算機數(shù)據(jù)處理和產(chǎn)量圖自動生成軟件技術;田區(qū)空間變量信息的快速實時采集,需要研究基于新原理的傳感技術與信號處理技術;按小區(qū)實施自動處方農(nóng)作、調(diào)控目標投入需要變量處方農(nóng)業(yè)機械;制定科學的農(nóng)作處方需要農(nóng)學知識和計算機作物管理輔助決策支持系統(tǒng)的支持;作為一個能協(xié)調(diào)運作的智能化系統(tǒng)需要有高效的信息集成以及有關信息傳輸、標準化技術的研究等等。
迄今“精細農(nóng)業(yè)”在發(fā)達國家也不過五、六年的應用試驗歷史,部分支持技術手段還不十分成熟,有待不斷研究完善,相關的應用基礎研究還比較薄弱?!熬氜r(nóng)業(yè)”應用實踐可根據(jù)不同國家、不同地區(qū)的社會、經(jīng)濟條件,圍繞提高生產(chǎn)、節(jié)本增效、保護環(huán)境的目標,采用不同的技術組裝方式,逐步提高作物生產(chǎn)管理的科學化與精細化水平。其中,獲取農(nóng)田小區(qū)產(chǎn)量空間分布的差異性信息是實踐“精細農(nóng)作”的基礎。有了小區(qū)產(chǎn)量分布圖,農(nóng)戶既可以根據(jù)自己的經(jīng)驗知識,分析小區(qū)產(chǎn)量差異的原因,選擇經(jīng)濟適用的對策,在現(xiàn)實可行條件下采取適當措施實施調(diào)控;也可以根據(jù)技術經(jīng)濟發(fā)展的條件,利用先進的科技手段或智能化變量處方農(nóng)業(yè)機械實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動調(diào)控。
[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2014)01-0135-03
黑龍江八一農(nóng)墾大學生物技術專業(yè)是在農(nóng)業(yè)微生物實驗室的基礎上建立的,曾三次被評為黑龍江省普通高校重點建設專業(yè)。該專業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展,培養(yǎng)了大量社會所需的生物技術人才,與社會聯(lián)系廣泛,社會聲譽逐步提升,專業(yè)建設能密切聯(lián)系本地經(jīng)濟社會發(fā)展,在與相關產(chǎn)業(yè)和領域的合作方面有良好的機制與途徑,畢業(yè)生廣泛受到用人單位的歡迎,歷年初次就業(yè)率就達到85%以上。
經(jīng)過多年的建設,生物技術專業(yè)的培養(yǎng)體系已較為成熟,但生物技術的迅猛發(fā)展,新知識、新技術的不斷涌現(xiàn),對生物技術人才培養(yǎng)的質(zhì)量提出了更高的要求。因而,生物技術專業(yè)人才培養(yǎng)目標、思路及方案的制訂要充分考慮學校的優(yōu)勢、就業(yè)需求和未來發(fā)展的需要,要站在學科前沿,緊盯生物技術專業(yè)的發(fā)展趨勢,適度超前,培養(yǎng)在幾年乃至若干年之后,仍為社會所需要的人才。[1]本文依托黑龍江省寒區(qū)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化綜合利用工程技術研發(fā)中心這一平臺,對生物技術專業(yè)的實踐教學模式進行初步探索、研究。
一、生物技術專業(yè)實踐教學存在的問題
我校生物技術專業(yè)的學生實踐能力的提高主要通過以下幾個層次進行:首先是基礎課實踐能力培養(yǎng),主要是通過生物基礎、生物化學、分子生物學、細胞生物學、微生物學、免疫學和遺傳學課程的實驗與生物基礎課的野外實習得到初步的鍛煉;其次是在學習基因工程、發(fā)酵工程及設備、細胞工程、生物工程下游技術等專業(yè)課程中的實驗及實習得到進一步的訓練,主要涉及一些專業(yè)基本技術的培養(yǎng);最后就是本科畢業(yè)論文的設計、研究及畢業(yè)實習。但在實踐能力培養(yǎng)過程逐漸發(fā)現(xiàn)存在諸多問題。
(一)實驗課內(nèi)容陳舊重復
實驗教學是培養(yǎng)學生實踐能力的重要環(huán)節(jié)。生物技術是21世紀發(fā)展最快的學科,生物技術的研究內(nèi)容、方法及設備日新月異。為了適應生物技術的發(fā)展,實驗教學要不斷地革新。而我校由于師資力量條件的限制,儀器設備年更新率不足5%,致使有些課程的實驗內(nèi)容無法更新。比如,發(fā)酵工程及設備的實驗有3個:豆醬的生產(chǎn)、酸奶的發(fā)酵和固定化酵母細胞及酒精的生產(chǎn),實驗內(nèi)容仍舊停留在20年前的水平。而發(fā)酵工程及設備、酶工程兩門課程均有固定化細胞的實驗內(nèi)容,基因工程、分子生物學也存在實驗內(nèi)容重復的問題。實驗課內(nèi)容的陳舊及重復,使培養(yǎng)的學生不能適應社會的發(fā)展,競爭力不強。
(二)課程實習實施效果良莠不齊
生物技術專業(yè)的課程實習主要涉及三門課,一是生物學基礎,在帽兒山進行為期1周的標本采集及鑒定實習,該課程的實習由學生直接參與,加之有豐富經(jīng)驗的老教師帶隊,歷年實施效果較好,得到學生歡迎。另兩門是發(fā)酵工程及設備、生物工程下游技術專業(yè)課,也均有1周的課程實習,但該兩門課程的實習均是采用參觀實習的形式,由于該部分的實習均是參觀發(fā)酵車間,噪音大,學生聽不清楚,學生在實習過程中走馬觀花,預計的實習時間很難達到,存在著實習實際學時達不到理論學時及實習效果差的問題。另外,發(fā)酵車間均大同小異,選擇參觀好幾個發(fā)酵工廠,學習效果差異不大,學生通過實習學到的知識量少。
(三)畢業(yè)論文研究不能有效提高學生的動手和創(chuàng)新能力
學生是在指導教師的指導下進行畢業(yè)論文的設計、實施和撰寫,畢業(yè)論文的完成可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力。但目前存在著老師指導學生數(shù)量過多的現(xiàn)象,有的老師會指導10名左右本科生;同時需要老師填寫及督促、檢查學生完成的表格有選題執(zhí)行情況統(tǒng)計表、指導教師情況統(tǒng)計表、教師工作總結、畢業(yè)論文執(zhí)行情況檢查表、中期檢查表、工作進度表、教師指導記錄表、工作日志、學生工作總結和優(yōu)秀論文推薦表等,這些均加重了老師的工作量,使老師平均指導每個學生的精力減少,不可避免地造成學生畢業(yè)論文完成質(zhì)量不高的問題。
(四)畢業(yè)實習實施困難
教學計劃中安排學生在第八學期的1至15周進行畢業(yè)實習,是將四年所學的理論和實踐相結合的重要階段,可促進學生基本理論、基本知識、基本技能的融會貫通,提高學生運用知識解決問題的能力。而目前就業(yè)的嚴峻形勢、學校對就業(yè)率的要求使學生不能安心去實習,因為利用實習階段去找工作的學生較多,而學院為了完成就業(yè)的任務,也放松了對畢業(yè)實習的管理。另外,長期的教學實踐表明,由于學生的動手能力差,學生進入實習單位后不能很快適應角色,用人單位也不愿意接收實踐能力不強的學生。
二、工程中心建設的實踐條件
寒區(qū)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化綜合利用工程技術研發(fā)中心依托單位為黑龍江八一農(nóng)墾大學,共建單位為哈爾濱世宏環(huán)保工程有限公司。中心目前擁有包括35L-500L-1000L發(fā)酵系統(tǒng)、厭氧操作臺、大型高速離心機、凝膠成像系統(tǒng)、高分辨率顯微鏡、蛋白質(zhì)純化系統(tǒng)、高效液相色譜等儀器設備100多臺套,價值500多萬元。中心學術帶頭人王偉東教授目前為國家“十一五”科技支撐計劃項目首席專家、黑龍江省“十一五”重大科技攻關項目首席專家、黑龍江省普通高校新世紀優(yōu)秀人才、黑龍江省杰出青年基金獲得者。研究團隊多年來在木質(zhì)纖維素的微生物分解與轉化、畜禽糞便和秸稈資源化處理生產(chǎn)生物有機肥、沼氣發(fā)酵技術與工程和秸稈微生物發(fā)酵生產(chǎn)飼料技術等方面取得了眾多的研究成果。
共建企業(yè)哈爾濱世宏環(huán)保工程有限公司是一家環(huán)保工程設計及施工、農(nóng)林廢棄物及污水處理的生物技術與生物質(zhì)能源工程公司。公司涉及農(nóng)業(yè)廢棄物處理、環(huán)境污染(水、氣、固體廢棄物)防治厭氧處理工程、大型沼氣發(fā)電工程、發(fā)酵料液制肥工程、環(huán)保設備集成、環(huán)保產(chǎn)品、環(huán)境工程等諸多方面。公司自成立以來,完成了雞西市梨樹區(qū)堿廠村、阿城濱圣養(yǎng)殖基地、通河龍口等多處大型沼氣工程。公司通過多起大型沼氣工程的建設,具備了豐富的建設經(jīng)驗,能夠承擔大型沼氣工程的建設與機械設備的開發(fā)、安裝、調(diào)試等工作。公司不僅致力于沼氣工程的建設工作,還致力于先進技術的開發(fā)與利用,開展畜禽糞便堆肥化、生物質(zhì)能源工藝技術及相關工程設備研發(fā)、技術熟化、成果轉化、技術服務等。
三、依托工程中心的實踐教學改革措施
(一)優(yōu)化實驗課設置,整合實驗內(nèi)容
針對實驗教學過程中存在的問題,參考國內(nèi)高校生物技術專業(yè)課程實驗的設置進行實驗項目的整合,把重復的內(nèi)容進行了歸類,開設新的實驗項目。每門課程的實驗內(nèi)容、方法及目的均由授課教師進行開會論證,參與者為生物技術專業(yè)所有的授課教師及學院主管領導,特別邀請共建企業(yè)技術人員進行指導,對實驗課的開設實行嚴格的論證,并對有些課程的實驗進行了整合,形成一門課程:生物技術綜合大實驗課程,總學時為40學時,在第六學期開課;教學內(nèi)容主要是融會貫通生物與分子生物學、微生物學、發(fā)酵培養(yǎng)的實驗技能,綜合考慮學校的教學條件及今后進入企業(yè)進行實習的要求開展實驗;教學方式采用學生自行查閱資料、設計方案,由指導老師對實驗方案修正后實施。
(二)調(diào)整專業(yè)課程實習為生產(chǎn)實習
鑒于專業(yè)課程實習與畢業(yè)實習存在的諸多問題,對生物技術的教學計劃進行修訂,保留了生物基礎課程實習,取消了專業(yè)課程實習,在第五學期的開學之初增加4周的生產(chǎn)實習,主要是進入發(fā)酵企業(yè)進行頂崗實習。為了讓學生能在實習單位盡快適應生產(chǎn)單位的條件,充分利用工程中心擁有的發(fā)酵設備條件,在工程中心進行1周的操作訓練后分散進入實習單位,如大慶志飛生物化工有限公司、肇東日成酶制劑廠、大慶華理能源生物技術有限公司等10多個企業(yè),采用學校教師與企業(yè)技術人員共同指導負責制對學生的實習進行指導和管理。
(三)建設“多師結構”的實踐教師教學團隊
在培養(yǎng)理論與實踐兼?zhèn)浣處煼矫?,我院進行了有益的探索。[5]為了進一步提高教師和學生的實踐能力,本科畢業(yè)論文的指導教師打破完全由教師承擔的制度,采用企業(yè)技術人員和教師共同指導方式。一方面減輕老師的工作量,另一方面研究的課題在一定程度上也解決了企業(yè)的一些問題,同時學生的綜合能力也得到了提高。
(四)鼓勵學生依據(jù)工程中心的條件申請創(chuàng)新訓練項目
為推進創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)模式改革,強化學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力訓練,進一步提升大學生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)能力,培養(yǎng)適應創(chuàng)新型國家發(fā)展戰(zhàn)略需要的高水平創(chuàng)新人才,我省及學校從2012年起設立創(chuàng)新訓練項目、創(chuàng)業(yè)訓練項目和創(chuàng)業(yè)實踐項目。獲批省級項目,學校支持8000元/項;獲批校級項目,學校支持5000元/項。鼓勵學生利用工程中心的條件進行創(chuàng)新訓練項目申請,申請成功后,工程中心將依據(jù)項目的內(nèi)容提供實驗條件。
四、人才培養(yǎng)效果
實驗課程整合后,改變了以往以小的實驗為主,實驗內(nèi)容簡單,僅僅為理論中某一知識點驗證的弊端,將有相關的知識內(nèi)容有機地結合在一起,對學生系統(tǒng)掌握理論知識起到了很好的詮釋作用。生產(chǎn)實習的安排在解決了專業(yè)課程實習僅是參觀而得不到實際鍛煉的問題的同時,還為更好地開展畢業(yè)實習奠定了基礎,在此過程中工程中心起到了良好的銜接作用?!岸鄮熃Y構”的實踐教師教學團隊使學生的畢業(yè)論文質(zhì)量得到了進一步提高,解決實際問題的選題內(nèi)容比例增加。2009級畢業(yè)生選題中,針對實際問題的選題占32.4%,雖然比例還不是很高,但比2008級畢業(yè)生增加了近10%。2009級畢生中有15人參加到創(chuàng)新研究項目中,有5人次獲得優(yōu)秀畢業(yè)論文,投稿論文3篇。
五、結語
生物技術專業(yè)結合校企共建工程中心進行了一些可提高學生實踐能力的教學改革,充分調(diào)用工程中心的各種資源,讓生物技術專業(yè)學生在工程中心中可以體驗不同的角色,獲得不同的經(jīng)歷,接受多種熏陶,打造學術型和應用型人才培養(yǎng)并舉的育人平臺,將學生、指導教師團隊、工程中心、企業(yè)現(xiàn)場融入生物技術人才培養(yǎng)體系當中,構建“四位一體”的實踐教學模式。研究雖然取得了一定的效果,但阻礙實踐教學能力提高的因素還有很多,諸如限制實驗項目更新的儀器設備、畢業(yè)論文中流于形式的一些表格填寫、畢業(yè)實習與就業(yè)矛盾的解決等問題,還需要主管部門的認真思考,提出合理的解決方案。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 王彥杰,韓毅強,晏磊,等.生物技術專業(yè)“落地人才”培養(yǎng)模式的探索與實踐[J].安徽農(nóng)學通報,2012(5):150-151.
[2] 王洪振,于長春,郝錫聯(lián),等.生物技術專業(yè)本科實踐教學的改革成實踐[J].吉林師范大學學報(自然科學版),2010(1):113-115.
基因工程論文參考文獻:
[1]賀明艷.基因工程疫苗在動物疾病防治中的應用[J].中國畜牧獸醫(yī)文摘,2015(11):222,175.
[2]王玉堂.疫苗在水生動物疾病預防中的作用及應用前景(二)[J].中國水產(chǎn),2016(5):65-68.
[3]鄒偉斌,陳丹,謝少霞,等.基因工程活載體疫苗的研究進展[J].廣東畜牧獸醫(yī)科技,2016,41(4):1-5,8.
[4]田尊明,李禎祺,于建榮.疫苗相關專利的全球研發(fā)態(tài)勢分析[J].生物產(chǎn)業(yè)技術,2014(3):66-72.
[5]徐云.轉型背景下新建本科院校應用型人才培養(yǎng)模式的思考[J].新余學院學報,2015(2):11-14.
基因工程論文參考文獻:
[1]李玲,孫文松.基因工程在農(nóng)業(yè)中的應用[J].河北農(nóng)業(yè)科學,2008.12(12):149-15.
[2]朱旭芬,趙小立,丁鳴,金文濤.“基因工程實驗”精品課程建設的探索與思考[J].中國大學教學,2011.8:54-55.
[3]任如意,魏繼承.基因工程實驗教學改革初探[J].高等理科教育,2008.6:112-114.
[4]阮小蕾,李華平.研究生《基因工程實驗技術》課程教學改革探索[J].中國科教創(chuàng)新導刊,2009(8):62-63.
[5]姜大剛,李靜,姚涓.研究生基因工程實驗教學改革探討[J].生物學雜志,2011.28(2):103-104.
[6]馬婧,眭順照,李名揚.園藝專業(yè)研究生《基因工程實驗技術》課程教學探索與實踐[J].西南師范大學學報(自然科學版),2014.39(6):152-155.
基因工程論文參考文獻:
[1]陳觀水.農(nóng)業(yè)院?;蚬こ陶n程教學改革的探索[J].中國科技信息,2011(18):140.
[2]馬靜云.基因工程課程教學改革的探索與實踐[J].教育教學論壇,2011(07):121-122.
[3]蘇澤紅,練高建,何淑雅,等.生物科學專業(yè)基因工程教學改革初探[J].廣東化工,2013,40(18):157.
[4]劉曉丹.應用型本科院?;蚬こ陶n程教學改革探析[J].現(xiàn)代交際,2016(02):236.
[5]李曉薇.基因工程教學改革的思考[J].創(chuàng)新教育,2016:120.
[6]肖國學.生物技術專業(yè)基因工程課程反思性教學探討[J].生物技術世界,2015(02):135-136.
[7]李曉薇,董園園,李海燕.《植物基因工程》教學實踐的幾點體會[J].高教學刊,2016(03):116,119.
[8]李相前.應用型生物工程專業(yè)基因工程教學思考與實踐[J].廣州化工,2008,36(04):64-65.
[9]安新民,李云.網(wǎng)絡資源在“基因工程”課程教學中的應用[J].中國林業(yè)教育,2014,32(02):60-62.
[10]王敏,黃璐琦,李萌萌.藥用植物基因工程研究和應用展望[J].中國中藥雜志,2008,33(12):1365-1370.
[11]董妍玲,潘學武.應用型人才培養(yǎng)目標下基因工程實驗教學改革的實踐[J].黑龍江畜牧獸醫(yī),2013(06):175-176.
[12]裔傳燈,周勇,張昌泉,等.基因工程實驗教學的改革與實踐[J].科教導刊,2015(03):103-104.
(一)實驗課內(nèi)容陳舊重復
實驗教學是培養(yǎng)學生實踐能力的重要環(huán)節(jié)。生物技術是21世紀發(fā)展最快的學科,生物技術的研究內(nèi)容、方法及設備日新月異。為了適應生物技術的發(fā)展,實驗教學要不斷地革新。而我校由于師資力量條件的限制,儀器設備年更新率不足5%,致使有些課程的實驗內(nèi)容無法更新。比如,發(fā)酵工程及設備的實驗有3個:豆醬的生產(chǎn)、酸奶的發(fā)酵和固定化酵母細胞及酒精的生產(chǎn),實驗內(nèi)容仍舊停留在20年前的水平。而發(fā)酵工程及設備、酶工程兩門課程均有固定化細胞的實驗內(nèi)容,基因工程、分子生物學也存在實驗內(nèi)容重復的問題。實驗課內(nèi)容的陳舊及重復,使培養(yǎng)的學生不能適應社會的發(fā)展,競爭力不強。
(二)課程實習實施效果良莠不齊
生物技術專業(yè)的課程實習主要涉及三門課,一是生物學基礎,在帽兒山進行為期1周的標本采集及鑒定實習,該課程的實習由學生直接參與,加之有豐富經(jīng)驗的老教師帶隊,歷年實施效果較好,得到學生歡迎。另兩門是發(fā)酵工程及設備、生物工程下游技術專業(yè)課,也均有1周的課程實習,但該兩門課程的實習均是采用參觀實習的形式,由于該部分的實習均是參觀發(fā)酵車間,噪音大,學生聽不清楚,學生在實習過程中走馬觀花,預計的實習時間很難達到,存在著實習實際學時達不到理論學時及實習效果差的問題。另外,發(fā)酵車間均大同小異,選擇參觀好幾個發(fā)酵工廠,學習效果差異不大,學生通過實習學到的知識量少。
(三)畢業(yè)論文研究不能有效提高學生的動手和創(chuàng)新能力
學生是在指導教師的指導下進行畢業(yè)論文的設計、實施和撰寫,畢業(yè)論文的完成可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力。但目前存在著老師指導學生數(shù)量過多的現(xiàn)象,有的老師會指導10名左右本科生;同時需要老師填寫及督促、檢查學生完成的表格有選題執(zhí)行情況統(tǒng)計表、指導教師情況統(tǒng)計表、教師工作總結、畢業(yè)論文執(zhí)行情況檢查表、中期檢查表、工作進度表、教師指導記錄表、工作日志、學生工作總結和優(yōu)秀論文推薦表等,這些均加重了老師的工作量,使老師平均指導每個學生的精力減少,不可避免地造成學生畢業(yè)論文完成質(zhì)量不高的問題。
(四)畢業(yè)實習實施困難
教學計劃中安排學生在第八學期的1至15周進行畢業(yè)實習,是將四年所學的理論和實踐相結合的重要階段,可促進學生基本理論、基本知識、基本技能的融會貫通,提高學生運用知識解決問題的能力。而目前就業(yè)的嚴峻形勢、學校對就業(yè)率的要求使學生不能安心去實習,因為利用實習階段去找工作的學生較多,而學院為了完成就業(yè)的任務,也放松了對畢業(yè)實習的管理。另外,長期的教學實踐表明,由于學生的動手能力差,學生進入實習單位后不能很快適應角色,用人單位也不愿意接收實踐能力不強的學生。
二、工程中心建設的實踐條件
寒區(qū)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化綜合利用工程技術研發(fā)中心依托單位為黑龍江八一農(nóng)墾大學,共建單位為哈爾濱世宏環(huán)保工程有限公司。中心目前擁有包括35L-500L-1000L發(fā)酵系統(tǒng)、厭氧操作臺、大型高速離心機、凝膠成像系統(tǒng)、高分辨率顯微鏡、蛋白質(zhì)純化系統(tǒng)、高效液相色譜等儀器設備100多臺套,價值500多萬元。中心學術帶頭人王偉東教授目前為國家“十一五”科技支撐計劃項目首席專家、黑龍江省“十一五”重大科技攻關項目首席專家、黑龍江省普通高校新世紀優(yōu)秀人才、黑龍江省杰出青年基金獲得者。研究團隊多年來在木質(zhì)纖維素的微生物分解與轉化、畜禽糞便和秸稈資源化處理生產(chǎn)生物有機肥、沼氣發(fā)酵技術與工程和秸稈微生物發(fā)酵生產(chǎn)飼料技術等方面取得了眾多的研究成果。共建企業(yè)哈爾濱世宏環(huán)保工程有限公司是一家環(huán)保工程設計及施工、農(nóng)林廢棄物及污水處理的生物技術與生物質(zhì)能源工程公司。公司涉及農(nóng)業(yè)廢棄物處理、環(huán)境污染(水、氣、固體廢棄物)防治厭氧處理工程、大型沼氣發(fā)電工程、發(fā)酵料液制肥工程、環(huán)保設備集成、環(huán)保產(chǎn)品、環(huán)境工程等諸多方面。公司自成立以來,完成了雞西市梨樹區(qū)堿廠村、阿城濱圣養(yǎng)殖基地、通河龍口等多處大型沼氣工程。公司通過多起大型沼氣工程的建設,具備了豐富的建設經(jīng)驗,能夠承擔大型沼氣工程的建設與機械設備的開發(fā)、安裝、調(diào)試等工作。公司不僅致力于沼氣工程的建設工作,還致力于先進技術的開發(fā)與利用,開展畜禽糞便堆肥化、生物質(zhì)能源工藝技術及相關工程設備研發(fā)、技術熟化、成果轉化、技術服務等。
三、依托工程中心的實踐教學改革措施
(一)優(yōu)化實驗課設置,整合實驗內(nèi)容
針對實驗教學過程中存在的問題,參考國內(nèi)高校生物技術專業(yè)課程實驗的設置進行實驗項目的整合,把重復的內(nèi)容進行了歸類,開設新的實驗項目。每門課程的實驗內(nèi)容、方法及目的均由授課教師進行開會論證,參與者為生物技術專業(yè)所有的授課教師及學院主管領導,特別邀請共建企業(yè)技術人員進行指導,對實驗課的開設實行嚴格的論證,并對有些課程的實驗進行了整合,形成一門課程:生物技術綜合大實驗課程,總學時為40學時,在第六學期開課;教學內(nèi)容主要是融會貫通生物與分子生物學、微生物學、發(fā)酵培養(yǎng)的實驗技能,綜合考慮學校的教學條件及今后進入企業(yè)進行實習的要求開展實驗;教學方式采用學生自行查閱資料、設計方案,由指導老師對實驗方案修正后實施。
(二)調(diào)整專業(yè)課程實習為生產(chǎn)實習
鑒于專業(yè)課程實習與畢業(yè)實習存在的諸多問題,對生物技術的教學計劃進行修訂,保留了生物基礎課程實習,取消了專業(yè)課程實習,在第五學期的開學之初增加4周的生產(chǎn)實習,主要是進入發(fā)酵企業(yè)進行頂崗實習。為了讓學生能在實習單位盡快適應生產(chǎn)單位的條件,充分利用工程中心擁有的發(fā)酵設備條件,在工程中心進行1周的操作訓練后分散進入實習單位,如大慶志飛生物化工有限公司、肇東日成酶制劑廠、大慶華理能源生物技術有限公司等10多個企業(yè),采用學校教師與企業(yè)技術人員共同指導負責制對學生的實習進行指導和管理。
(三)建設“多師結構”的實踐教師教學團隊
在培養(yǎng)理論與實踐兼?zhèn)浣處煼矫妫以哼M行了有益的探索。[5]為了進一步提高教師和學生的實踐能力,本科畢業(yè)論文的指導教師打破完全由教師承擔的制度,采用企業(yè)技術人員和教師共同指導方式。一方面減輕老師的工作量,另一方面研究的課題在一定程度上也解決了企業(yè)的一些問題,同時學生的綜合能力也得到了提高。
(四)鼓勵學生依據(jù)工程中心的條件申請創(chuàng)新訓練項目
為推進創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)模式改革,強化學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力訓練,進一步提升大學生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)能力,培養(yǎng)適應創(chuàng)新型國家發(fā)展戰(zhàn)略需要的高水平創(chuàng)新人才,我省及學校從2012年起設立創(chuàng)新訓練項目、創(chuàng)業(yè)訓練項目和創(chuàng)業(yè)實踐項目。獲批省級項目,學校支持8000元/項;獲批校級項目,學校支持5000元/項。鼓勵學生利用工程中心的條件進行創(chuàng)新訓練項目申請,申請成功后,工程中心將依據(jù)項目的內(nèi)容提供實驗條件。
四、人才培養(yǎng)效果實驗
課程整合后,改變了以往以小的實驗為主,實驗內(nèi)容簡單,僅僅為理論中某一知識點驗證的弊端,將有相關的知識內(nèi)容有機地結合在一起,對學生系統(tǒng)掌握理論知識起到了很好的詮釋作用。生產(chǎn)實習的安排在解決了專業(yè)課程實習僅是參觀而得不到實際鍛煉的問題的同時,還為更好地開展畢業(yè)實習奠定了基礎,在此過程中工程中心起到了良好的銜接作用?!岸鄮熃Y構”的實踐教師教學團隊使學生的畢業(yè)論文質(zhì)量得到了進一步提高,解決實際問題的選題內(nèi)容比例增加。2009級畢業(yè)生選題中,針對實際問題的選題占32.4%,雖然比例還不是很高,但比2008級畢業(yè)生增加了近10%。2009級畢生中有15人參加到創(chuàng)新研究項目中,有5人次獲得優(yōu)秀畢業(yè)論文,投稿論文3篇。
1.1立題程序及課題管理
組織生物技術研究所學術委員對申報者撰寫項目申請書進行論證評議,經(jīng)審核同意方可申報,并將申請書、可研報告提交給業(yè)務秘書備案。由主持人負責課題的全面實施,學術委員會隨時對課題執(zhí)行情況進行檢查,并于年終召開總結報告會,總結經(jīng)驗教訓,并從中發(fā)現(xiàn)新的研究亮點,同時確定下一年的工作方案。因客觀原因,不能完成科研課題者,課題負責人要寫出理由。在項目申報中,該所積極支持和鼓勵年輕人申報課題,設立所級課題,鼓勵年輕人積極探索和創(chuàng)新,并允許失敗。
1.2科技成果的申報
項目完成后要及時寫出課題科研總結報告、課題工作報告,報上級主管部門,申請組織鑒定,并申報相應渠道的科研成果。成果申報按規(guī)定填寫各種申報表、鑒定證書,并提前查閱檢索,材料完備方可申報,同時將申報材料報所科研秘書備案。
1.3科技檔案歸檔
科技檔案由課題負責人按時立卷歸檔。獲獎的科研課題,公布獲獎等級后,整理立卷后移交所科研秘書保存,同時上交電子版材料。
1.4科研項目經(jīng)費管理
科研經(jīng)費到位后,課題負責人應將計劃任務書及批準經(jīng)費的詳細預算交所財務,項目單獨立賬,并嚴格按照計劃任務使用經(jīng)費,嚴格執(zhí)行財務制度,并由課題主持人、室主任、使用人、所長簽字后方可報銷。
1.5科研工作獎勵制度
發(fā)表的論文被SCI等四大檢索收錄,按院獎勵辦法執(zhí)行;在國家一級、二級和三級學術刊物上發(fā)表的研究論文,所里將分別給予300元、200元、100元的獎勵。由學術委員會及科研管理秘書對當年的論文進行核實確認,于年終總結及下一年科研計劃安排的工作會議上進行獎勵。
2科研管理工作實踐與成效
完善科研管理制度,獎罰分明,調(diào)動了廣大科研人員的積極性和創(chuàng)造性,生物技術研究所科研工作取得了一定的成績。
2.1承擔項目
“十一五”以來共承擔了30余項研究項目,科研經(jīng)費計500多萬元。既有國家轉基因專項、國家農(nóng)業(yè)部948重大項目,又有國際合作項目、黑龍江省攻關項目、黑龍江省自然基金項目、地方項目和黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院創(chuàng)新工程項目。既有理論基礎性研究,也有應用研究。
2.2獲得獎勵情況
堅持以課題研究為中心,力求多出精品。在研究人員的共同努力下,一些研究成果受到了有關方面的獎勵和好評。獲得國家級、省級成果19項,省科技進步二等獎6項,省科技進步三等獎5項,其它獎8項。
2.3獲得專利情況
現(xiàn)有自主知識產(chǎn)權的專利3項。
2.4及著作情況
近5a百余篇,其中發(fā)表SCI論文2篇,國家一級刊物10篇。
2.5技術成果轉化和應用情況
2.5.1馬鈴薯脫毒種薯氣霧栽培生產(chǎn)技術該技術來源于農(nóng)業(yè)部“948”項目“一種新型脫毒種薯生產(chǎn)技術的引進”。從1999年起開始在省內(nèi)外轉讓和推廣該項技術,省內(nèi)外共轉讓5家,轉讓收益為59.5萬元。截止到目前,推廣該技術的生產(chǎn)面積已經(jīng)達到12.3萬m2,年生產(chǎn)脫毒核心種薯787萬粒,推廣脫毒種薯2萬hm2以上,產(chǎn)值增加6800多萬元。
2.5.2黑生101產(chǎn)業(yè)化情況黑生101是黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院生物技術研究所利用具有自主產(chǎn)權的花粉管導入技術培養(yǎng)的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高蛋白大豆新品種,自1997年推廣以來因其豐產(chǎn)性好、品質(zhì)優(yōu)良,深受廣大農(nóng)民的歡迎。參加了省長創(chuàng)新工程的招標,中標后在建三江地區(qū)開發(fā)示范,與建三江墾區(qū)的4個農(nóng)場對接,簽署了協(xié)議。經(jīng)過3a的實施圓滿完成預定指標。其中,高蛋白大豆黑生101的示范推廣,實現(xiàn)了科研單位、生產(chǎn)單位(包括建三江農(nóng)場、吉林敦化大豆加工企業(yè))的結合。僅此一項使建三江七星農(nóng)場及種植單位年收入增加了近10萬余元。
2.6開放聯(lián)合
2.6.1對外開放黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院創(chuàng)新工程
投資700萬元建設生物技術重點開放實驗室,購進國內(nèi)外先進儀器設備199臺套,從根本上改善科研條件。2006年11月被科技廳批準為分子育種省級重點實驗室,依托于黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院生物技術研究所,功能是為全院30個研究所提供生物技術實驗平臺;為在讀的碩士、博士、博士后提供研究和實驗平臺;對全省乃至全國全面開放,吸引和培養(yǎng)一流的農(nóng)業(yè)生物技術人才;目標是在省級分子育種重點實驗室的基礎上,建成國內(nèi)一流的農(nóng)業(yè)生物技術實驗室,加速爭創(chuàng)全國創(chuàng)新型一流農(nóng)科院的步伐,推動黑龍江省作物分子育種快速發(fā)展。僅近2a中,來實驗室工作的有30人次、16個項目,他們分別來自經(jīng)濟作物研究所、耕作栽培研究所、育種研究所、玉米研究所、苗木脫毒中心、谷物檢測中心等10余個研究所和東北農(nóng)業(yè)大學、黑龍江大學、齊齊哈爾大學、蠶業(yè)研究所、黑龍江省出入境檢驗檢疫局等單位。另外,長期以來一直保持與國家級及省內(nèi)大學等實驗室的對外合作關系。其中有北京大學生命學院、中國科學院遺傳所、中國農(nóng)業(yè)科學院、北京市農(nóng)林科學院、植物所、國家質(zhì)檢總局動植物檢驗所、中科院上海植生所及省內(nèi)哈爾濱師范大學生物系、黑龍江大學生命學院等單位。
2.6.2人才培養(yǎng)情況鼓勵本學科青年科研人員
在職攻讀碩士、博士學位。為青年科研人員積極創(chuàng)造科研條件,采取“老中青結對”的形式,按不同研究方向和學術特長,以老帶新。目前有2名青年科研人員攻讀博士學位,其中1名已獲得博士學位;5名青年科研人員攻讀碩士學位,其中2名已獲得碩士學位。在培養(yǎng)青年科研人員的過程中,提倡學術創(chuàng)新,形成競爭和激勵機制,對表現(xiàn)突出、成果優(yōu)秀的青年人才在職稱評審和學術骨干選拔方面予以優(yōu)先考慮。2006年新晉升助理研究員1人;2007年新晉升研究員1人,助理研究員1人,獲得國務院特殊津貼1人;2008年晉升研究員1人,助理研究員3人。2a來,聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生4名,碩士研究生8名,為生物技術領域培養(yǎng)了一批優(yōu)秀人才。
2.6.3共建情況該所積極遵循“開放辦院、開放辦園”方針,通過“走下去、返回來,派出去、引進來”
面向“三農(nóng)”開放,面向國際開放。積極響應省政府和院黨組的科技要為“三農(nóng)”服務的宗旨,幫扶10弱縣,派出3名優(yōu)秀科技人員到經(jīng)濟發(fā)展較弱的貧困縣擔當科技副縣長。
3國際合作
先后邀請俄方專家20人次,接待俄羅斯、獨聯(lián)體、東歐國家的專家80余人次。派出科技人員8人次。雙方進行科技合作,引進馬鈴薯種質(zhì)資源80份,經(jīng)過評價篩選,育成新品種龍引薯1號;引進小麥、小黑麥、大麥種質(zhì)資源200余份。先后與俄羅斯(亞麻、小麥方面)、美國(生物質(zhì)能)、波蘭(小麥生物技術)簽訂農(nóng)業(yè)科技合作協(xié)議。
4存在的主要問題
雖然科技工作取得了較大成績,但面對市場經(jīng)濟不斷發(fā)展,知識經(jīng)濟初見端倪,農(nóng)業(yè)科研單位科技管理工作也面臨新的機遇和挑戰(zhàn)。審視生物技術研究所的科技工作,肯定成績的同時,也存在一些急需解決的問題。一是同國內(nèi)生物技術同行相比,差距還很大,因此要有長遠目標,發(fā)揮自己的優(yōu)勢,得到同行的認可;二是缺少國家級項目支持,要積極做好儲備,爭取國家級課題的立項;三是缺乏能在全國占領一席之地的優(yōu)勢研究領域,能得到國家高層次獎勵的成果少,發(fā)表的高質(zhì)量論文不多;四是省級重點實驗室運轉資金不足,制約了實驗室的對外開放和運轉;五是能直接參與市場競爭的物化成果匱乏;六是尚未建立起完全適應社會主義市場經(jīng)濟發(fā)展的科技管理創(chuàng)新機制和科技創(chuàng)新體系。
5對科技管理機制創(chuàng)新的幾點建議
5.1從觀念上創(chuàng)新
實施科技管理機制創(chuàng)新,就要在觀念上創(chuàng)新。應該注重管理者的思維創(chuàng)新,包括對科研的策略、地位、管理模式等方面的認識創(chuàng)新。科研單位應立足科技服務經(jīng)濟、科技服務基層,開展科技誠信服務、科技創(chuàng)新服務,改掉過去等靠要的因循守舊思想,出謀劃策,為科研單位爭取大量的科技項目和資金。
5.2從服務方式上創(chuàng)新
實施科技管理機制創(chuàng)新,就要在服務方式上創(chuàng)新。要注重調(diào)動科研人員和科研管理人員兩方面的積極性,就科研人員而言要鼓勵為企業(yè)服務,為地方經(jīng)濟服務,就科研管理人員而言應加強服務意識,提高服務水平,提升服務質(zhì)量[2]。開展豐富多彩的科普活動,為經(jīng)濟發(fā)展注入生機和活力。
5.3從管理上創(chuàng)新
實施科技管理機制創(chuàng)新,就要在管理上創(chuàng)新。要創(chuàng)新管理理念,創(chuàng)新管理方法、創(chuàng)新管理模式,要注重過程管理,項目管理和成果管理。組織科技人員開展科技攻關,在保證數(shù)量的基礎上,突出好項目、大項目,大力培植出新技術產(chǎn)業(yè)。
5.4健全科研機構,加強科研制度建設
0 引言
二十世紀末,世界農(nóng)業(yè)部門引進了一個全新的技術—轉基因技術,并且迅速對世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國際貿(mào)易產(chǎn)生了深刻的影響。轉基因產(chǎn)品(Genetically Modified Organisms,以下簡稱“GMO”或“GMOs”),是指應用現(xiàn)代生物技術,導入特定的外源基因(包括其它動物、植物、微生物、人工設計合成的基因等),以改變物種的細胞信息,使動植物獲得超過自然選擇和人工繁育所得的機能,創(chuàng)造出具有新性狀的產(chǎn)品或物種(hb12369.bokee.com/viewdiary.18954524.html)。轉基因技術是當今世界最為熱門的研究領域之一,由于它與人類生活密切相關,因而深受世人關注。由于目前轉基因技術主要在農(nóng)業(yè)領域運用,對農(nóng)作物和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進行作用,所以在本文中將轉基因產(chǎn)品和轉基因農(nóng)產(chǎn)品視為等同的概念。
上世紀90年代中期以來,轉基因技術和產(chǎn)品迅猛發(fā)展,全球轉基因作物的種植面積由1996年的170萬公頃猛增到2007年的1.143億公頃。目前,世界各國種植的最主要的轉基因作物包括玉米、大豆、棉花和油菜籽,它們在所有轉基因產(chǎn)品中的比重占到了99%左右。美國、阿根廷、加拿大是轉基因產(chǎn)品的主要生產(chǎn)國及出口國。由于轉基因技術還不成熟而可能對生物安全產(chǎn)生影響,在各國采用程度又存在著很大的差別,因而各國對轉基因貿(mào)易采取不同態(tài)度。這就產(chǎn)生了因轉基因農(nóng)產(chǎn)品而帶來的貿(mào)易糾紛,當然,這些貿(mào)易糾紛產(chǎn)生的根本原因還是背后經(jīng)濟利益的驅動。中國是較早涉及轉基因作物種植與生產(chǎn)的國家之一,經(jīng)過10余年的努力,在轉基因產(chǎn)業(yè)方面取得了明顯的進步,在國內(nèi)中國主要種植轉基因棉,同時在國際上是轉基因大豆的進口大國。
1 轉基因作物種植狀況及其農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易狀況
(資料來源:fr.mofcom.gov.cn/aarticle/jmxw/200802/20080205380433.html,人民共和國駐法蘭西共和國大使館經(jīng)濟商務參贊處新聞)
隨著生物技術的突飛猛進,轉基因植物種植面積也日益增加。1996年,全球轉基因作物的種植面積是170萬公頃;1998年是2780萬公頃;2000年種植面積達到4420萬公頃;2002年達到5870萬公頃;2004年則是8180萬公頃;2006年轉基因作物種植面積達到1.02億公頃,首次突破1.00億公頃大關。僅1996年至2006年這十年間,轉基因植物的種植面積就擴大了60倍,居所有作物技術推廣速度之首,而2007年的增長率再次高達12%,達到了1.143億公頃。
據(jù)國際農(nóng)業(yè)生物技術應用服務組織(ISAAA)2007年提供的數(shù)據(jù),全球77%的轉基因作物種植集中在4個國家:美國(50%)、阿根廷、巴西和加拿大。美國2007年種植規(guī)模為5770萬公頃(2006年為5460萬公頃,下同),阿根廷1910萬公頃(1800萬公頃),巴西1500萬公頃(1150萬公頃),加拿大700萬公頃(610萬公頃)。印度和中國也種植了大面積的轉基因作物,主要是棉花,種植面積分別為620萬公頃(380萬公頃)、380萬公頃(350萬公頃)。95%的轉基因農(nóng)作物集中在4種植物上:大豆、玉米、棉花和油菜。2007年種植最廣泛的轉基因農(nóng)作物是大豆,種植規(guī)模達到了5860萬公頃,這與2006年持平。其次是玉米,種植面積為3520萬公頃,高于2006年的2520萬公頃。棉花種植面積為1500萬公頃,高于2006年的1340萬公頃。油菜為550萬公頃,高于2006年的480萬公頃。兩種轉基因類型占主導地位:抗各種雜草的,抗一些蟲害的。
又據(jù)國際農(nóng)業(yè)生物技術應用推廣協(xié)會(ISAAA)稱,2007年全球23個國家1200萬農(nóng)戶種植了1.143億公頃轉基因農(nóng)作物,2006年有22個國家1030萬農(nóng)戶種植了1.02萬公頃轉基因農(nóng)作物。 2007年新加入的國家是智利和波蘭,伊朗2007年沒有種植轉基因農(nóng)作物,而最初的1996年僅有6個。
章東權(2008)指出,隨種植面積的增長,貿(mào)易額也以較快的速度增長,據(jù)估算,1996年大豆、玉米、油菜籽、棉花四種主要轉基因作物的出口額7.18億美元,1999年分別增至102.52億美元,增長了13.28倍。同時他提到有人預測2010年全世界90%以上的農(nóng)作物將是經(jīng)轉基因技術改良過的轉基因品種,其中尤其是發(fā)展中國家的增長勢頭尤為強勁;到2025年美國轉基因產(chǎn)品的市場貿(mào)易總額將達到25200億美元。
溫海波(2007)認為世界轉基因作物品種分布比較集中,主要是大豆、玉米、棉花、油菜;轉基因產(chǎn)品出口國和地區(qū)主要集中在美洲,種植國家有美國、阿根廷、巴西和加拿大;轉基因作物的進口地區(qū)主要是亞洲和歐洲。同時他還認為轉基因作物面積還將擴大,越來越多的國家將轉入轉基因作物的種植之中;轉基因技術產(chǎn)品應用范圍還將繼續(xù)擴大。
章東權(2008)認為盡管轉基因產(chǎn)品因本身的原因存在很多的爭議,轉基因產(chǎn)品的國際貿(mào)易目前仍在著某些貿(mào)易爭端和貿(mào)易保護現(xiàn)象,但現(xiàn)代生物技術將是21世紀的主導技術,世界各地都在抓緊時間研發(fā)轉基因產(chǎn)品,所以轉基因產(chǎn)品國際貿(mào)易的全球化、一體化將成為大勢所趨。李暉(2005)也認為,爭議的轉基因產(chǎn)品的發(fā)展會受到一定的挫折,但它在21世紀是解決糧食短缺問題的重要途徑之一,所以其前景是很光明的。
2 轉基因產(chǎn)品是把雙刃劍轉基因產(chǎn)品是好是壞在世界各地的爭議很大。
林毅夫(2001)指出,生物技術的發(fā)展符合世界人民的長遠利益,但在短期內(nèi)對不同地區(qū)、不同利益群體的影響各異,就亞太地區(qū)的農(nóng)民和消費者而言,則是挑戰(zhàn)與機遇并存,如果抓住機遇,善加利用,就能帶來好處,否則,就有可能產(chǎn)生一些不利的影響。
楊昌舉、黃燦(2001)論述了轉基因作物對近緣野生種群、農(nóng)業(yè)害蟲和益蟲,以及對生態(tài)平衡和土壤中的生物、土壤肥力可能產(chǎn)生的影響,探討了轉基因作物商品化生產(chǎn)對生態(tài)環(huán)境可能產(chǎn)生的風險。
馬述忠、李曉嘉(2001)指出轉基因食品不僅能夠生產(chǎn)出口味更佳的食物,而且能夠抗病蟲害、抵御旱澇災害,便于儲運,大大降低成本,提高人類的食物質(zhì)量,產(chǎn)量的提高則特別適合人口眾多的發(fā)展中國家。但同時他們又通過世界各地的具體態(tài)度及法律適用情況表明,轉基因作為外源基因,它的結構可能不夠穩(wěn)定,人類食用后可能在體內(nèi)產(chǎn)生基因突變損害人體健康;還有轉基因生物對農(nóng)業(yè)及生態(tài)環(huán)境的影響將不可預見,它可能造成“基因污染”,并危害生物多樣性從而造成生態(tài)失衡。
王志振(2008)也認為轉基因產(chǎn)品在很多方面說不清楚,值得商榷。他援例指出我國每年進口的大量轉基因大豆,其制成的色拉油沒有任何問題;但同樣例證指出英國一位研究人員在電視節(jié)目中公布了他的實驗成果: 用轉基因馬鈴薯飼養(yǎng)大鼠,引起了大鼠的器官生長異常、體重減輕、免疫系統(tǒng)遭到破壞。
3 轉基因產(chǎn)品引起了的貿(mào)易爭端
程濤(2005)指出,轉基因產(chǎn)品引起的貿(mào)易爭端最大的就是歐美轉基因農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易爭端。美國為轉基因農(nóng)產(chǎn)品出口大國,歐盟為進口地區(qū),因為種種原因,歐盟對進口轉基因農(nóng)產(chǎn)品加以限制,貿(mào)易大戰(zhàn)由此而生。中美在轉基因大豆上也產(chǎn)生了貿(mào)易爭端,美國的轉基因大豆無論在價格還是在質(zhì)量上都占有優(yōu)勢,于是中國仿照外國在進口大豆時進行限制,大豆之戰(zhàn)從而展開。
而關于引起貿(mào)易爭端的原因,相關學者有較多的論述。
李暉(2005)將原因歸結為三個方面,一是轉基因技術的發(fā)展不平衡,歐盟為了保護其幼稚產(chǎn)業(yè),獲取具有光明前景的基因產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟利益,候鮮明(2007)也有相似的觀點,他說表面上看,雙方爭論的焦點是食品安全和環(huán)境保護,但這只是從科學研究的角度看問題,若置于國際貿(mào)易的大背景中,則是由雙方經(jīng)濟利益的沖突引起的。二是技術因素,即具有巨大經(jīng)濟潛力的轉基因產(chǎn)品檢驗和鑒定的科學標準很難統(tǒng)一導致容易產(chǎn)生貿(mào)易爭端。三是安全因素,即轉基因是否具有很大的危害性還不得而知,各個地區(qū)的認識有分歧從而產(chǎn)生貿(mào)易爭端。
陳俊紅(2003)則將原因歸結為五點:一是經(jīng)濟利益分配不均;二是生物安全看法不同;三是政策制定出發(fā)點不同;四是公眾接受的信息差別;五是文化傳統(tǒng)和價值觀念的差別。
劉正良(2003)指出,現(xiàn)代轉基因產(chǎn)品存在一種獨特的壟斷優(yōu)勢。轉基因技術的壟斷廠商多為美國公司,他們勢必利用知識產(chǎn)權法尋求市場的絕對控制權。歐盟日本等國家認為,美國主張轉基因產(chǎn)品貿(mào)易自由化的目的就是在于維持既有的壟斷優(yōu)勢。
澳大利亞阿得瑞德大學的桑乃泉(2001)指出,農(nóng)業(yè)生物技術創(chuàng)新,風險與利益并存,潛在社會影響顯著,在復雜的國際經(jīng)濟法律環(huán)境中,世界各國加強立法,趨利避害,既反映了消費者主權和生態(tài)環(huán)境保護的要求,又體現(xiàn)著各國在生物高科技和農(nóng)業(yè)競爭力方面的較量。
張彩萍、黃季餛(2002)在分析和解釋不同類型的國家選擇不同的農(nóng)業(yè)生物技術,尤其是轉基因技術發(fā)展政策的基礎上,進一步地提出了造成它們對轉基因農(nóng)產(chǎn)品采取不同的管理措施的原因。
袁宜(2001)指出保護主義是轉基因農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易的主要障礙?!笆澜绺鲊鴮D基因農(nóng)產(chǎn)品的接受程度雖然與各國的文化傳統(tǒng)(美國人對新事物較為開放和寬容)以及突發(fā)事件構成的背景(瘋牛病使歐洲人心惶惶,對食品安全性極度敏感)有關,但更多的則是受到各國不同的經(jīng)濟利益的制約”。歐盟對美國的農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易一直存在著逆差,歐洲小莊園式的農(nóng)業(yè)與美國大農(nóng)場式的農(nóng)業(yè)相比,存在規(guī)模經(jīng)濟的劣勢,當擁有更強競爭優(yōu)勢的美國轉基因農(nóng)產(chǎn)品出現(xiàn)在歐盟面前時,歐盟為了維護本集團的經(jīng)濟貿(mào)易利益,以種種借口封殺轉基因農(nóng)產(chǎn)品的流入便是順理成章的事情了。
4 給我國政府的一些政策建議
廖閩(2006)在其論文中全面總結了七個方面的措施,分別為要進一步鼓勵對轉基因農(nóng)產(chǎn)品的研究和開發(fā),要高度重視轉基因農(nóng)產(chǎn)品的安全問題,要盡快完善有關轉基因農(nóng)產(chǎn)品國際貿(mào)易方面的立法工作,要學會有效地利用技術貿(mào)易壁壘措施,要大力加強對出入境轉基因農(nóng)產(chǎn)品的管理,要積極參與有關國際組織的活動和擴大公眾宣傳。
李暉(2005)單獨指出了轉基因產(chǎn)品進口問題的建議,一是充分利用技術貿(mào)易壁壘,加大對轉基因產(chǎn)品進口監(jiān)管的力度;二是進一步完善轉基因產(chǎn)品的相關立法,細化管理體系,強化管理職能;三是進一步完善轉基因產(chǎn)品標識制度。同時也指出了我國應加快對轉基因產(chǎn)品的研發(fā),保證我國生物技術處于世界前列;以及在推廣種植上應謹慎,完善立法,加強監(jiān)管。
肖奎喜、馬述忠、黃祖輝(2005)通過分析指出要加快轉基因生物技術研發(fā)與推廣應用,提升我國農(nóng)產(chǎn)品的國際競爭力;要加強對轉基因產(chǎn)品貿(mào)易規(guī)則和條例的研究,積極參與國際規(guī)則的制定;要實施安全監(jiān)管戰(zhàn)略,防范轉基因產(chǎn)品跨國轉移帶來的安全隱患;要充分運用WTO 規(guī)則,保護國內(nèi)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)和農(nóng)民利益。
李成貴、檀學文(2008)則提出了一些較為新穎的觀點,如要加強對研發(fā)階段風險評估的管理,強化有關人員的科學精神和法律意識,突出研究者的知識運用、自主管理和信譽機制在轉基因安全中的作用;還有加強轉基因食品安全的風險交流,通過多種途徑宣傳轉基因食品安全和營養(yǎng)方面的科學知識,加強轉基因食品的科普工作,增進與民眾關于轉基因食品的風險交流,是政府管理工作的重要內(nèi)容。
應瑞瑤、沈亞芳(2004)也做過簡要的分析,指出我國在轉基因產(chǎn)品貿(mào)易中處于比較劣勢,鼓勵采取適當?shù)谋Wo措施;同時要加快轉基因技術的應用步伐,提高我國農(nóng)產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢。
5 結論
由21世紀最前沿的技術——基因技術為基礎發(fā)展而來的轉基因產(chǎn)品,其發(fā)展前景還是極其廣闊的,因為它至少在很大程度上提高了農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量,對解決糧食問題無疑有著很大的促進作用。而世界上迭起的轉基因產(chǎn)品糾紛,表面上看是各自對轉基因產(chǎn)品的安全性存在認識上的分歧,但實際上是各自經(jīng)濟利益的驅動,為了維護自身利益的使然。而我國要在轉基因產(chǎn)品競爭中樹立優(yōu)勢,還得從自身做起,進一步加大對轉基因產(chǎn)品等各方面的研發(fā),同時又要重視起轉基因產(chǎn)品的安全性問題,而關于轉基因的各種立法工作也應趨于完善,注意與各地區(qū)保持交流,充分利用WTO規(guī)則,從而維護我國的利益。
參考文獻
[1]溫海波.《論轉基因產(chǎn)品的法律規(guī)制》.中國期刊網(wǎng)優(yōu)秀碩士生論文.2007年.
[2]章東權.《國際貿(mào)易中的轉基因產(chǎn)品法律問題研究》.中國期刊網(wǎng)優(yōu)秀碩士生論文.2008年.
[3]李暉.《轉基因產(chǎn)品的國際貿(mào)易問題研究》.中國期刊網(wǎng)優(yōu)秀碩士生論文.2005年.
[4]林毅夫.《制度、技術與中國農(nóng)業(yè)發(fā)展》.上海三聯(lián)書店和上海人民出版社.1994年.
[5]楊昌舉,黃燦.《轉基因作物商品化生產(chǎn)的潛在生態(tài)風險》.《環(huán)境保護》2001年第5期.
[6]馬述忠、李曉嘉.《轉基因食品是把“雙刃劍”嗎》.《糧食與油脂》2001年第2期.
[7]王志振.《轉基因食品安全嗎》.《農(nóng)村百事通》2008年第19期.
[8]程濤.《轉基因農(nóng)產(chǎn)品國際貿(mào)易爭端研究》.中國期刊網(wǎng)優(yōu)秀碩士生論文.2005年.
[9]候鮮明.《美歐之間轉基因產(chǎn)品貿(mào)易爭端和啟示》.《國際市場》.2007年第6期.
[10]陳俊紅.《轉基因食品的安全性及貿(mào)易爭端》.《中國食物與營養(yǎng)》.2003年第1期.
[11]劉正良.《轉基因產(chǎn)品的貿(mào)易爭端及我國對策》.《對外經(jīng)貿(mào)實務》2003年第8期.
[12]桑乃泉.《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術創(chuàng)新管理與中國農(nóng)業(yè)競爭力》.《農(nóng)業(yè)經(jīng)濟問題》2001年第9期.
[13]張彩萍,黃季焜.《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術研發(fā)的政策取向》.《農(nóng)業(yè)技術經(jīng)濟》2002年第3期.
[14]袁宜.《WTO責無旁貸——論轉基因農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易規(guī)則及其制定》.《國際商務研究》2001年第5期.
[15]廖閩.《轉基因農(nóng)產(chǎn)品國際貿(mào)易發(fā)展與管理研究》.中國期刊網(wǎng)優(yōu)秀碩士生論文.2005年.
生物經(jīng)濟與網(wǎng)絡經(jīng)濟比較,具有資源依賴性強、技術通用性強、市場壟斷程度低等特點,為廣大資源豐富的發(fā)展中國家提供了一次難得的、實現(xiàn)跨越發(fā)展的機遇。我國是一個生物資源總量豐富,生物產(chǎn)品市場潛力大的發(fā)展中國家,加速發(fā)展生物經(jīng)濟,是我國解決實現(xiàn)全面建設小康社會目標面臨的糧食安全、能源安全、環(huán)境安全、生物安全等重大問題,提高人民健康水平的必然選擇。
我國明確提出轉變經(jīng)濟增長方式已經(jīng)有10多年了,但是直到2004年我國GDP占世界的4%,鋼鐵、水泥、煤炭等資源的消耗量卻占世界總消費量的30%-40%,傳統(tǒng)的增長方式?jīng)]有得到根本性轉變。其主要原因之一是缺乏新技術,難以培育新的產(chǎn)業(yè),調(diào)整經(jīng)濟結構只能停留在口頭上、文件上。要實現(xiàn)經(jīng)濟翻兩番的宏偉目標,調(diào)整經(jīng)濟結構,轉變經(jīng)濟增長方式,必須依靠新技術,開發(fā)新產(chǎn)品,發(fā)展新經(jīng)濟。比較而言,信息技術能夠大幅度提高信息傳播的速度,提高勞動生產(chǎn)率,但從根本上解決提高人民健康水平、保障糧食安全、改善生態(tài)環(huán)境、緩解能源壓力、保障生物安全等重大問題,生物技術則更具有根本性的作用。我國資源浪費嚴重,需要大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,提高資源利用率,但生物經(jīng)濟是一個嶄新的概念,缺乏社會的廣泛認同與支持,生物產(chǎn)業(yè)正處在起步階段,生物技術則是我國需求最迫切、影響范圍最廣、技術差距最小的領域,《國家中長期科學與技術發(fā)展規(guī)劃綱要》已經(jīng)明確把生物技術作為我國未來高科技迎頭趕上的重點。我國生物技術、生物經(jīng)濟的發(fā)展已經(jīng)迎來了難得的發(fā)展機遇。
經(jīng)濟發(fā)展、人民健康、社會和諧不但對發(fā)展生物經(jīng)濟有迫切的需求,而且我國具有社會主義制度有利于集中力量辦大事、生物資源豐富、優(yōu)秀人才輩出、企業(yè)初具規(guī)模、市場潛力巨大等發(fā)展生物經(jīng)濟的優(yōu)勢,只要我國采取像抓兩彈一星、神舟載人飛船那樣的重大措施,我國完全可能成為生物技術強國,生物產(chǎn)業(yè)大國。為此,建議實施“生物經(jīng)濟強國戰(zhàn)略”,抓好六項措施。
1、實施“生物經(jīng)濟強國戰(zhàn)略”。建議像當年抓“兩彈一星”那樣抓“生物經(jīng)濟”,把“生物經(jīng)濟強國戰(zhàn)略”作為當前和今后20年經(jīng)濟發(fā)展、社會進步的戰(zhàn)略重點來抓?!吧锝?jīng)濟強國”的具體目標是:實現(xiàn)生物技術強國,生物產(chǎn)業(yè)大國的目標,使我國在生物經(jīng)濟時代再創(chuàng)輝煌,加速實現(xiàn)中華民族偉大復興的宏偉目標。基本設想分“三步走”:第一步為技術積累階段,2010年前完成;第二步為產(chǎn)業(yè)崛起階段,2015年前后完成;第三步為持續(xù)發(fā)展階段,從2020年開始持續(xù)快速發(fā)展,力爭到2020年生物產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達到25000-30000億元,占當時GDP的7%-8%,成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一。
2、落實“人才強國”戰(zhàn)略,把“招攬尖子人才回國行動”作為重點,加速造就一支世界一流的生物技術研發(fā)隊伍。據(jù)專家統(tǒng)計,全球生物技術領域高水平學術論文中有40%%以上是華人主持或參與完成的。華人已經(jīng)成為世界生物科學領域最活躍力量之一。我國約有8萬留學人員在海外從事生物技術相關研究,其中約2000人已經(jīng)學有所成,進入國際生物技術最前沿的領域,這些人才已經(jīng)形成了“生物技術海外兵團”。初步估算,拿出修20公里高速公路的經(jīng)費,就能吸引高水平的2000名優(yōu)秀人才回國工作,造就一支世界一流的生物技術隊伍,不僅能夠大幅度提高我國生物技術研究開發(fā)能力,更重要的是能大大縮小我國與發(fā)達國家的差距。因此,建議有關部門盡快研究制定一些特殊的政策,把招攬尖子人才回國,作為生物技術、生物經(jīng)濟發(fā)展的突破口??萍疾?、北京市等有關部門共同創(chuàng)辦的北京生命科學研究所在招聘尖子人才方面已經(jīng)積累了一些經(jīng)驗,實踐證明是可行的。
3、把“加速生物技術自主創(chuàng)新,推動新科技革命”作為未來科技工作的重點,加速我國成為生物技術強國、生物產(chǎn)業(yè)大國。我國生物技術總體上還處在技術積累階段,要按照小平同志“發(fā)展高科技,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化”的要求,切實改變重論文輕開發(fā)產(chǎn)品、重學術水平輕市場前景、重科研院所力量輕企業(yè)研發(fā)力量、重項目支持輕基地建設、重單項技術突破輕系統(tǒng)技術組裝等問題,瞄準經(jīng)濟發(fā)展、社會進步對技術的重大需求,集中力量,切實解決一批制約經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的瓶頸問題。立足于培育新的經(jīng)濟增長點、立足于大幅度提高國家核心競爭力。提高自主創(chuàng)新能力,加速我國生物技術由跟蹤模仿向自主創(chuàng)新轉變,由重論文向論文、專利、產(chǎn)品協(xié)同發(fā)展轉變,由技術積累階段向產(chǎn)業(yè)崛起階段轉變。建議在國家科學與技術中長期規(guī)劃和“十一五”科技計劃中把生物技術作為重中之重,在經(jīng)費、人才、基地、項目等方面給予重點支持。