پیشرفت در بیوتکنولوژی ورودی های کشاورزی را تغییر می دهد، گزینه هایی را ارائه می دهد که آسیب های زیست محیطی را در هنگام حفظ یا بهبود بهره وری کاهش می دهد.این نوآوری ها به مسائل فشار آوردن مانند تخریب خاک، آلودگی آب و از دست دادن تنوع زیستی، انتقال سیستم های کشاورزی به سمت پایداری می پردازند.

مقدمه ای بر ورود کشاورزی سازگار با محیط زیست

ورودی های کشاورزی سازگار با محیط زیست شامل محصولاتی است که برای به حداقل رساندن اثرات منفی بر اکوسیستم ها، سلامت انسان و گونه های غیر هدف طراحی شده اند.انژیک و آفت کش ها اغلب باعث ایجاد اختلال در آبراه ها، مختل کردن میکروبیوم خاک و آسیب رساندن به گرده افشانی های زیست شناسی می شوند. بیوتکنولوژی ابزار برای توسعه ورودی هایی را فراهم می کند که هدف قرار گرفته اند، تجزیه و استخراج شده از منابع تجدید پذیر (ت های زیست شناسی اصلاح شده)، و زیست شناسی، و زیست شناسی، و تحلیل گر زیستی، و مواد شیمیایی، و مواد شیمیایی، و مواد شیمیایی.

انتقال به ورودی های سازگار با محیط زیست صرفا یک روند نیست بلکه یک ضرورت با توجه به جمعیت رو به رشد جهانی و نیاز به تولید مواد غذایی بدون کاهش منابع طبیعی است. رویکردهای Biotechnological مداخلات دقیق را قادر می سازد که جذب مواد مغذی، مقاومت آفات و تحمل استرس را افزایش می دهد، همه در حالی که وابستگی به مواد شیمیایی مصنوعی را کاهش می دهد.این مقاله به بررسی نوآوری های کلیدی، کاربردهای کلیدی، مزایای، چالش ها و پتانسیل بالقوه است.

نوآوری های بیولوژیکی

ارگانیسم های اصلاح ژنتیکی ( GMOs) و ویرایش ژن

اصلاح ژنتیکی برای دهه ها پایه کشاورزی بیوتکنولوژی بوده است. Crops مهندسی شده برای مقاومت آفات (به عنوان مثال، پنبه Bt، Bt maize) پروتئین های حشره کش را از Bacillus touringiensis بیان می کند، و کاهش نیاز به حشره کش های شیمیایی گسترده -spectrum اخیر را کاهش می دهد.

این نوآوری ها به ورودی های سازگار با محیط زیست با کاهش برنامه های آفت کش مصنوعی، کاهش تااژ از طریق گونه های تحمل کننده علف کش و فعال کردن محصولات برای رشد در محیط های حاشیه ای کمک می کنند، با این حال، پذیرش در سطح جهانی به دلیل تفاوت های نظارتی و درک عمومی متفاوت است.

Biofertilizers

بیوفریدرها حاوی میکروارگانیسم های زنده هستند که ریشه های گیاهی یا rhizosphere را استعمار می کنند، افزایش دسترسی به مواد مغذی مطلق (به عنوان مثال، اسید آمینه اسید آمینه ای به مواد غذایی متعادل کمک می کند، ،] FLT:2Azospirillum ، نیتروژن را به ترکیبات نیتروژن تولید می کند، و نیتروژن اکسید نیتروژن می تواند باعث کاهش پتاسیم و نیتروژن شود.

زیستfertilizer های تجاری در حال حاضر به عنوان پوشش دانه، خشک خاک یا اسپری های لایه برداری فرموله شده اند.پیشرفت های اخیر شامل کانتراسیون های میکروبی است که ترکیب چندین ویژگی مفید، فرمول های کپسوله شده است که زندگی قفسه را افزایش می دهد و سویه های انتخاب شده برای انعطاف پذیری تحت استرس بی رحم، این محصولات نه تنها ورودی های شیمیایی را کاهش می دهد بلکه ساختار خاک و تنوع میکروبی را بهبود می بخشد.

Biopesticides

بیوپیوئیدها از منابع طبیعی مانند باکتری ها، قارچ ها، ویروس ها ([۳]، عصاره های گیاهی و فمون ها مشتق شده اند، آنها آفات خاصی را هدف قرار می دهند در حالی که آسیب به حشرات مفید، گرده ها و انسان ها را به حداقل می رسانند.[۱۰] اغلب شامل LT: ۰.۲][۲][۲][۳] F:1 (Bt) برای تهیه کننده های ضد تغذیه، و جلوگیری از آسیب رساندن به گونه های گیاهی (Fcho) و جلوگیری از طریق جلوگیری از مصرف کننده، و جلوگیری از مصرف کننده، و جلوگیری از مصرف کننده ی چند گونه های گیاهی، و جلوگیری از مصرف کننده ی چند گونه های گیاهی، و جلوگیری از مصرف کننده ی روغن، و جلوگیری از مصرف کننده ی چند گونه های گیاهی (F) می شود.

پیشرفت در بیوتکنولوژی باعث کشف و تولید سویه های قوی تر، فرمول های پایدار و ترکیبات هم افزایی با دیگر عوامل کنترل زیستی می شود.ت.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک

برنامه های خاص و مطالعات موردی

Bt Crops: کاهش استفاده از Insecticide

پنبه Bt و Bt maize در میان گسترده ترین محصولات بیوتکنولوژی در سراسر جهان است.مطالعات نشان می دهد که تصویب پنبه Bt برنامه های حشره کش را 30 تا 50٪ در کشورهای تولید کننده عمده کاهش داده است، با کاهش متناظر در اثرات زیست محیطی.در هند، پنبه Bt به افزایش بازده و درآمد کشاورز کمک کرد، هر چند اختلافات در مورد هزینه های بذر و استراتژی های مدیریت عقب مانده و جلوگیری از تاخیر کمک می کند.

برچسب ها: Rhizobium Inoculants in Legumes

بیوفریدهای مبتنی بر Rhizium یک نمونه کلاسیک از اصلاح نیتروژن بیولوژیکی هستند. Soybean با خاص (FLT:0 [FLT: 1) بر روی چسب های گیاهی زیستی تمرکز می کند تا 200 کیلوگرم N /ha در سال، به طور قابل توجهی کاهش الزامات کود مصنوعی.

Neem-based Biopesticides

عصاره های Neem (ازادیrachtin) در برابر بیش از 200 گونه حشره موثر هستند و به طور گسترده در کشاورزی ارگانیک استفاده می شوند.آنها به عنوان ضد تغذیه، تنظیم کننده های رشد و دفع کننده ها عمل می کنند. فرمول های تجاری از دانه ها تولید می شوند، اغلب با مواد افزودنی تثبیت می شوند تا اثربخشی آنها را افزایش دهند.

مزایای زیست محیطی و اقتصادی

کاهش فرار شیمیایی و آلودگی خاک

جایگزینی ورودی های مصنوعی با جایگزین های مبتنی بر زیستی خطر نیتروژن و فسفر را کاهش می دهد که باعث می شود آلگال شکوفه ها و مناطق مرده را به طور کلی به سرعت در محیط تجزیه کنند و هیچ گونه میکروبیوم پایدار به عنوان کاهش فشار شیمیایی، افزایش دوچرخه سواری مواد مغذی و سرکوب بیماری بهبود نمی یابد.

افزایش انعطاف پذیری Crop و کارایی منابع

ورودی های بیوتکنولوژی می توانند انعطاف پذیری محصول را به استرس های بی نظیر مانند خشکسالی، سالیت و دمای شدید افزایش دهند.به عنوان مثال، قارچ های منکوrrhizal آب و جذب مواد مغذی را بهبود می بخشد، در حالی که میکروب های تولید کننده محافظت کننده به گیاهان کمک می کنند تا کمبود آب را تحمل کنند.این نیاز به آبیاری و بارور شدن را کاهش می دهد، کاهش می دهد، کاهش می دهد، کاهش می دهد.

مفاهیم اقتصادی برای کشاورزان

اگرچه هزینه های اولیه برای برخی از ورودی های بیوتکنولوژی ممکن است بالاتر باشد، اما صرفه جویی طولانی مدت از کاهش خریدهای شیمیایی، بهبود سلامت خاک و قیمت های برتر برای محصولات پایدار تولید شده می تواند آنها را جبران کند.در بسیاری از موارد، کشاورزان کوچک از هزینه های ورودی پایین تر بهره مند می شوند و خطرات بهداشتی مرتبط با رسیدگی به آفت کش های مصنوعی را کاهش می دهند، اما دسترسی به کیفیت زیست محیطی و بیوپییدهای زیست شناسی همچنان محدود است و پذیرش کشاورزی برای کشاورزی مهم است.

چالش ها و ملاحظات نظارتی

ادراک عمومی و پذیرش

شک و تردید مصرف کنندگان در مورد GMOs در بسیاری از بازارها ادامه دارد، تاثیر بر سیاست های نظارتی و تصویب محصولات اصلاح شده با بررسی های مشابه مواجه است، اگرچه حرکت های اخیر در اتحادیه اروپا به سمت مقررات شل تر برای ویرایش های خاص ممکن است نشان دهنده ارتباط شفاف در مورد ایمنی، مزایا و خطرات ضروری برای ایجاد اعتماد باشد.

چارچوب های تنظیم کننده

ورودی های بیوتکنولوژی در سراسر جهان به رژیم های مختلف نظارتی در سراسر جهان مربوط می شوند.در ایالات متحده، EPA، USDA و FDA نظارت بر GMO و آفت کش ها، در حالی که اتحادیه اروپا فرآیندهای تایید دقیق است. Biofertilizers و biopesticides اغلب تحت قوانین کمتر سخت تر از مواد شیمیایی مصنوعی قرار می گیرند، اما اثربخشی و داده های اثرات زیست محیطی هنوز هم مورد نیاز است.

ارزیابی ریسک زیست محیطی

در حالی که نوآوری های بیوتکنولوژی هدف کاهش آسیب های زیست محیطی هستند، آنها همچنین می توانند خطراتی را ایجاد کنند، برای مثال، محصولات Bt ممکن است بر حشرات غیرهدفی تأثیر بگذارند، اگرچه مطالعات متعدد نشان دهنده تاثیر حداقلی ژن از مهندسی شده به بستگان وحشی است نگرانی در مراکز از محصول، ارزیابی خطر دقیق، نظارت و پس از انتشار نظارت برای اطمینان از ایمنی زیست محیطی ضروری است.

محدودیت های فنی و عملی

بیوفراسترها اغلب عمر کوتاه تری دارند و نیاز به شرایط ذخیره سازی خاصی دارند. اثربخشی آنها بستگی به شرایط خاک، آب و هوا و سازگاری با ورودی های دیگر دارد. Biopesticides ممکن است به آرامی بیشتر از گزینه های مصنوعی عمل کنند، نیاز به زمان دقیق و استراتژی های مدیریت یکپارچه دارند. تحقیقات همچنان به بهبود ثبات، روش های کاربردی و قوی بودن فشار می پردازد.

چشم انداز آینده

زیست شناسی مصنوعی و Microbes های سفارشی

زیست شناسی مصنوعی امکان طراحی میکروارگانیسم ها با عملکردهای پیشرفته یا جدید را فراهم می کند، به عنوان مثال، میکروب های تثبیت کننده نیتروژن برای استعمار محصولات غلات می توانند استفاده از کود مصنوعی را به طور چشمگیری کاهش دهند. شرکت ها در حال توسعه “زیست شناسی” هستند که ویژگی های متعدد مانند فسفات، اصلاح نیتروژن و تحمل در یک سویه واحد هستند.

تکنولوژی دقیق و ادغام دیجیتال

فن آوری های کشاورزی دقیق، از جمله شبکه های سنسور، هواپیماهای بدون سرنشین و تجزیه و تحلیل داده، می توانند کاربرد ورودی های بیوتکنولوژی را بهینه سازی کنند.تکنولوژی نرخ متغیر به کشاورزان اجازه می دهد تا از بیوفریدرها یا بیوپیتیکیدها استفاده کنند که تنها در آن نیاز است، کاهش زباله و افزایش بهره وری.

ادغام با سیستم های کشاورزی پایدار

نوآوری های بیوتکنولوژی زمانی موثر هستند که با شیوه های کشاورزی مانند چرخش محصول، پوشش محصول و حفاظت از تااژ، ادغام شده اند.این synergies ماده آلی خاک، احتباس آب و تنوع زیستی را افزایش می دهد، ایجاد سیستم های تولید انعطاف پذیر، آموزش کشاورزی و مشارکت های عمومی-خصوصی کلیدی برای مقیاس پذیری در سطح جهانی است.

نتیجه گیری

نوآوری های بیوتکنولوژی ارائه می دهد یک مسیر به کشاورزی پایدار با ارائه ورودی سازگار با محیط زیست است که کاهش وابستگی به مواد شیمیایی مصنوعی، بهبود بهره وری منابع و حمایت از سلامت اکوسیستم است. ژنتیکی اصلاح شده و محصولات اصلاح شده ژن، بیوفریدها، بیوپیتیکیدها و میکروبیومها نشان دهنده یک ابزار رو به رشد برای کشاورزان است.

برای مطالعه بیشتر، کار بر روی بیوتکنولوژی کشاورزی را ببینید ، [FLT3]، و [FLT3]، و تحقیق در مورد مزایای زیست محیطی محصولات Bt در PNAS [FLT5:5].