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第21章 农业抗旱技术及措施(10)

(1)可能成为第二次绿色革命的技术基础20世纪60年代墨西哥和印度由于引种了矮秆抗倒伏、抗锈、耐水肥高产小麦良种,产量提高了5倍,变粮食进口国为出口国。菲律宾推广半矮秆、抗倒伏、耐肥高产水稻良种,10年左右实现了大米自给。这些由传统育种技术带来的丰硕成果被赞誉为绿色革命至今令人记忆犹新。然而这次绿色革命所解决的主要问题似乎只是实现在良好水肥条件下的高产这个唯一的目标,以现代农业发展的要求来衡量,这是很有限的目标。现代持续农业需要的不仅是高产,还需品质优良、营养价值高、抗病虫、抗逆的优良品种,还应尽可能少地依赖化学农药,减少环境污染等。显然这样的绿色革命目标远远超出了第一次绿色革命的深度和广度,其所依赖的技术也必然是以多学科为基础的综合性高技术。从生物工程已经取得的成就和目前发展的趋势可以预见其所具备的潜力是完全可以为下一次绿色革命做出重要贡献的。1985年发表的抗草甘磷的转基因烟草作为生物工程在农业方面开始应用的标志,十余年来所取得的成果已充分显示了它的巨大潜力。

(2)改良作物品质(1)利用修饰植物储藏蛋白基因序列使富含Lys(赖氨酸)和Try(色氨酸),以补足禾毂类蛋白的这方面缺欠,或使Met(蛋氨酸)和Cys(半胱氨酸)含量增加以弥补豆类和蔬菜在这方面的不足。利用人工合成基因或富含这类氨基酸的异源蛋白基因都能达到上述目的,已有成功的实例。(2)改变淀粉生物合成途径中关键酶在转基因植物的相对含量而使淀粉含量、糖分积累发生变化,或改变直链淀粉与支链淀粉的比例,均有成功报道,因此改变水果、蔬菜风味,开发新型工业用淀粉是可行的。(3)增加或抑制脂及生物合成途径中关键酶在转基因植物中的表达以改变脂及酸链长度或饱和度,从而改变脂肪酸的结构和组成,以满足保健食品和工业用油脂的需要,已初步证实是可行的。(4)利用反义RNA技术抑制番茄果实软化过程中的关键酶、聚半乳糖醛酸酶或乙烯前体合成酶,可使番茄果实在储存期的软化拖延而增加其商品价值。美国的转基因番茄品种FlarrSavr就具有此种性质并已被食品及药物管理局(FDA)批准上市。

(第十二节)国外抗旱技术措施

长期以来,世界各国根据各自的国情,即气候特点和经济状况,研究和开发出许多适应各自国情的农业干旱防御措施及技术体系。在与干旱的斗争过程中,各国涌现出许多战胜干旱的成功范例,从而增强了人们征服干旱的信心,给人类提供了依靠现代科技征服干旱的途径。

目前,人类普遍采取多种措施与干旱地区不规律的气候进行斗争,一是残茬覆盖,二是夏季休闲,三是在有水资源地区进行补充灌溉,四是采用少耕和免耕技术,五是改进积雪管理,六是培育出抗旱高产的杂交高粱新品种,七是农业集水措施。将这些措施综合应用,成功地建成了旱地农业管理系统,使干旱地区农牧业生产发生了巨大变化。

澳大利亚南部和北部两个地区是旱地农业区。通过100多年的努力探索和实践,开发出了一套成功的农牧结合的旱作农业系统。南部旱作系统包括小麦和引进一年生隔年再生的豆科牧草轮作制,畜牧业主要是养羊。通过这个系统,恢复了土壤肥力,小麦明显增产,改善了羊的饲料,增加了羊的头数和羊毛产量,农业环境也得到了明显改善,达到农牧业两旺。在北部地区主要是天然草场,放牧肉牛,仅有小部分地区适合种植。由于该区旱季长,天然草场缺肥,通过施磷肥和种植豆科牧草解决了肉牛生产问题。但这样做经济效益较低。该区种植作物的主要限制因子是土壤肥力低和不规律的季风气候,使农作物生产风险大。于是在该区也引进像南部地区那样的热带豆科牧草农业系统,畜牧业主要是养肉牛,农业主要是种玉米或高粱,形成玉米或高粱与豆科牧草轮作制。这样以来,在湿季有天然草场和豆科牧草,在干季有作物秸秆供牛食用。这个系统的效益是由豆科牧草提供生物氮被作物利用,在旱季有较高质量的饲料和秸秆保证牛的重量提高。另外,由于免耕栽培技术保留土壤表面的残茬,减少蒸发失水,降低土表温度,对土壤保护和提高作物产量起到了重要作用。

以色列是一个众所周知的干旱缺水国家,全国总面积为1.49万平方公里,沙漠面积高达60%,全国多年平均降水量仅约350毫米,50%的国土年降水量低于150毫米。干旱地区占国土总面积80%,半湿润地区仅占20%。全国水资源量总共只有17亿立方米;仅为北京市的2/5,其中地表水占30%,主要在约旦河流域,地下水与泉水占60%,地下微咸水占10%。全国人均水资源占有量为380立方米,地均水资源拥有量为3885立方米/公顷。从1958年到1974年,全国总取水量从12.74亿立方米增加到16亿立方米,15年增长到1.25倍。工业用水增长到2倍以上,生活用水增长到1.35倍,农业用水只增长到1.19倍。1974年微咸水利用量达1.74亿立方米,约占水资源利用量的9%,占地下微咸水资源量的82%。针对水资源的紧缺,以色列在建国40多年始终把节约用水、充分提高水的利用效率作为头等大事来解决,不惜投入重金研究开发农业节水技术。全国水资源实行统一管理,把河流、水利工程和分布在全国各地的地表水、地下水的蓄水设施及分水装置连接起来,形成一个完整的供水网络。应用电子计算机网络,根据需要和可能,按管理模式引用地表水、地下水和再生水资源,从而在全国范围内,根据当时的气候条件和需水量,使水资源在总体上得到最佳利用。以色列全国耕地面积约40万公顷,其中灌溉面积占50%,为了节约灌溉用水,大力发展节水灌溉技术。全国范围内实现了输水管道化,已形成了7000多公里输水管理系统,其输水效率居世界之首位,高达90%以上;在灌溉水技术上,从上世纪60年代中期开始发展微灌技术,目前微灌面积已达十多万公顷,单位面积灌水量减少了30%,而单位水量却增加了100%,水的利用效率已达到2.32千克/立方米,而我国还不足1千克/立方米。以色列的灌溉区已有90%的地区实现了滴灌和灌溉,其中40%是果园和花卉,其余60%是棉花、花生、甘蔗、土豆、蔬菜等作物。由于对水资源的科学管理,水资源利用率很高,经济效益也很高,农业万元耗水量为3060立方米/万元,而北京市农业万元耗水量却高达8373立方米/万元,是以色列2.76倍。以色列工业万元耗水量仅45立方米/万元,而我国北京市却高达333立方米/万元,是以色列的7.4倍。从国民生产总值万元耗水量来看,以色列为197.3立方米/万元,我国北京市为861.3立方米/万元,我国北京市为以色列的4,37倍。以色列全国水资源的开采量已达极限,为了进一步发展国民经济,必须提高有限水资源的利用效率,他们正在抓紧研究提高水分利用效率的新技术,力争20世纪末农业用水效率达到4.31千克/立方米。

以上都是在自然环境下采用有关抗旱措施减轻或避免干旱对农业不利影响的例子,当干旱极其严重,其作用是有限的。因此,在一些国家利用雄厚的经济实力和高科技手段扩大了旱地农业生产系统,向智能型的植物工厂方向发展。这种智能型的植物工厂从其生产性、重复性、省力化和效率化方面来看,属于农业生产的革新系统。它完全不受外界自然环境条件影响,系统内的作物生长环境完全由计算机来自动控制。在欧洲,许多国家都建有面积很大的连栋温室,在20年前就采用了计算机控制,形成了网络。作业几乎完全自动化,在大的温室之间和每个温室内部铺设了钢轨,通过简易的自动搬运车进行物资搬运。仅苗的移栽是半自动化的,即当操作人员操纵机械移栽苗时,当发现有的地方没有移栽时,就用手工进行补栽,机器人只用于简单的作用。比如荷兰哈勒姆郊区就建有一个4000平方米的栽培花卉的温室,应用计算机管理,采用自动辐射装置制造白天和黑夜。温室内昼夜、季节长度和位相可以与外界不同,甚至相反,使之适合花卉生长需要,调节花卉生长速度,以便在节日期间收获。空气成分(CO2和水汽等)、气象要素和施肥、灭虫等都用微机控制有关装置进行。花卉企业的气象站将预先编制的程序同变化数据比较,参照外界天气和光照因素及一天和一年的周期变化,编制适宜花卉生长的程序,使花蕾和花朵按照要求的时间长出、开放,取得了很大经济效益。

此外,为了改善地球生态环境,俄罗斯科学家提出建议:摧毁月球,改善地球。“摧毁月球”计划为首的科学家名叫佛拉迪米尔·克鲁因斯基,是俄罗斯一位极受尊敬的物理学家,该计划绝非心血来潮,而是有着充分的科学依据。早在1991年,美国一州立大学数学教授亚力山大·阿比安就曾提出类似想法并坚定地说:“我现在无法预测人类何时会摧毁月球,但这件事似乎是不可避免的。”。在1957年,前苏联成功发射了第一颗人造地球卫星,在航天方面,美国人落在了苏联人的后面,此后,美国曾计划在月球上引爆原子弹,以提升美国人的信心及霸主地位。因其他原因,在月球上引爆原子弹的计划才被迫放弃。

摧毁月球对地球乃至人类究竟有那些益处呢?首先,天体物理学研究表明,月亮其实是地球的枷锁,它就像是一个链球,紧紧的拉着地球,使地球的自转速率变慢,使得海潮起起落落。科学研究表明,月球强大的引力将地球拉歪了,使得地球在自转的同时,以一种笨拙地倾斜的姿势绕着太阳转,因此使得地球上的气候变化无常。月球对地球的作用,就像地球身边的一只体积庞大的寄生虫。地球上很多自然灾害都是月球惹的祸。

只要将月球摧毁,地球自转也就不再倾斜。如果地球的自转倾斜角度为0°,这就意味着季节变化从地球消失,整个地球就会拥有适宜的气候,俄罗斯寒冷的冬季因此一去不复返,有些地方将会拥有永恒的春天。农作物的生长将不受限制,干旱气候不再存在。风调雨顺,农牧业丰收,干旱贫困地区的孩子们也不用再忍饥挨饿,他们的脸上会重现灿烂的笑容。消灭月球,人类就消灭了饥饿,消灭了地球上许多灾害与痛苦,使整个地球成为人类生存的天堂。

那么,在人类现有的条件下,是否有能力使月球从宇宙中消失呢?研究摧毁月球计划的科学家们认为:摧毁月球对于今天的人类来说,不是一件很难的事情,只需要在俄罗斯的“联盟”型火箭上装上6000万吨级的核弹头,然后将它射向月球就好了。现在几个核国家拥有成百上千枚核武器,这些可怕的核武器不仅没有多少实际用处,关于裁减核武器的谈判耗时费力。用它们来摧毁月球,也算是为人类造了福。现在的问题不是人类有没有能力摧毁月球,而是俄罗斯和其他世界各国是否同意这么做。

科学技术是第一生产力,是人类文明进步的首要推动力量,是加快经济发展的成功之路。国内外的成功实践一再证明,科学技术是持续高速发展的加速器。广阔的干旱地区农业是我国农业最具优势和潜力的基础产业,加快科技兴农步伐,强化农业抗旱技术推广和应用技术研究,将实用的抗旱科学技术迅速推广到旱地农业生产中,并在提高现有实用抗旱技术普及率的同时,积极引进创新推广新的抗旱技术,通过抓好先进抗旱技术的大面积推广应用,将现有科技成果迅速转化为现实生产力,提高旱地农业生产率,全面促进农业产业结构调整和产业化发展,为实现我国农业现代化、小康化提供强有力的支持,走出一条广大干旱落后地区依靠高新抗旱技术推动经济快速增长的新路子。

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