Эссе на тему: "«Зелёная» и биотехнологическая революция в сельском хозяйстве современного мира"

Тема данного эссе: «Зелёная» и биотехнологическая революция в сельском хозяйстве современного мира». Актуальность выбранной темы неоспорима, поскольку постоянное увеличение численности населения и обеднение пахотных земель приводит к необходимости воздействия на увеличение качества использования уже имеющихся ресурсов. Однако, ограниченность ресурсов требует использования химических удобрений, совершенствование селекции и развития генно-модифицированной инженерии. Экологическая тема с перебором использования химических удобрений и пестицидов все чаще и активнее рассматривается общественностью и научным миром. Новые технологии, разработки в химической и биологической сферах, а также развитие генной инженерии позволяют за счет экстенсивных факторов повышать уровень продовольственной безопасности мира и каждой отдельной страны. «Зеленая революция» — комплекс изменений в сельском хозяйстве, приведший к значительному увеличению мировой сельскохозяйственной продукции. Он включал в себя поглощение небольших фермерских хозяйств огромными агроконцернами, активное выведение более продуктивных сортов растений, расширение орошения, применения удобрений, пестицидов и т.д.
Одновременно, как нарастающий снежный ком из-за широкого распространения минеральных удобрений и пестицидов, возникали экологические проблемы. Интенсификация земледелия нарушила водный режим почв, что вызвало масштабное засоление и опустынивание. Многие из ядохимикатов оказались устойчивыми и плохо разлагались биотой, более того, разносились по планете, как, например, ДДТ. Это вещество было найдено даже у животных Антарктиды.
По прогнозу ООН, к 2050 году население планеты возрастет на 2 миллиарда человек. Половину прироста обеспечат африканцы, живущие к югу от Сахары, а еще треть добавится в Южной и Юго-Восточной Азии. Эти же регионы сильнее всего почувствуют на себе последствия климатических изменений — будут сильнее страдать от засухи, резких перепадов температуры и других природных невзгод. На протяжении 20 лет мы наблюдаем замедление темпов роста урожайности таких культур, как рис, пшеница и кукуруза.
Для того, чтобы нормально питаться после 2050 года, человечеству придется свершить еще одну зеленую революцию. Есть два варианта развития событий. Первый — это создание новых сортов с помощью генной инженерии. Следующая зеленая революция по техническому оснащению, несомненно, превзойдет свою предшественницу. В наше время ученые научились манипулировать огромным разнообразием генов растений, отвечающих за такие свойства, как устойчивость к болезням или к засухе. Благодаря этому сельское хозяйство станет более продуктивным и устойчивым.
Главным достижением генных инженеров стало появление генетически модифицированных организмов (ГМО). Впервые они появились еще в 1990-х годах, а сегодня ГМ-растения захватили десятую часть посевных площадей планеты, их выращивают в 28 странах. Так, в США они занимают половину всех сельскохозяйственных угодий. Геном 90 процентов выращиваемых в Штатах кукурузы, хлопчатника и сои подвергся вмешательству человека. Уже два десятилетия американцы употребляют в пищу ГМ-продукты. В Европе и Африке же, напротив, распространение таких культур было приостановлено — в обществе не прекращаются споры: вредны или безопасны ГМО для человека и окружающей среды.
Сторонники генных технологий вроде Фрейли говорят о сотнях миллиардов долларов, сэкономленных только в США, и приводят примеры благоприятного воздействия ГМ-растений на природу. Скажем, в опубликованном недавно докладе Министерства сельского хозяйства США приводятся данные о 90-процентном снижении использования пестицидов со времени повсеместного перехода на Bt-кукурузу, в ДНК которой были встроены гены бактерии Bacillus thuringiensis, защищающие растение от кукурузной огневки и других вредителей. Другой красноречивый пример: в тех провинциях Китая, где начали выращивать ГМ-хлопок, говорят о сокращении популяции тли, а также о росте численности божьих коровок. Обилие последних, правда, свидетельствует, что и тли — корма божьих коровок — меньше не становится.
Возделываемые культуры растений подвержены негативному влиянию ряда факторов — сорняков, грызунов, насекомых-вредителей, нематод, фитопатогенных грибов, бактерий, вирусов, неблагоприятных погодных и климатических условий. Влияние перечисленных факторов способно значительно снизить урожайность возделываемых культур, а значить уменьшить потенциальную прибыль. Так, например, только один колорадский жук и Фитофтора(Phytophtora) – возбудитель фитофторозной гнили, способны на 40-50 % снизить урожайность картофеля. Отмечен рост количества заболеваемости растений вирусными инфекциями, которые не только губят урожай, но и способствуют вырождению генофонда.
Современная биотехнология предлагает ряд решений, способных значительно облегчить решение ряда проблем:
- выведение сортов растений, устойчивых к вредителям и неблагоприятным факторам среды;
- разработка биологических средств борьбы с вредителями, использование их естественных врагов и паразитов, а также токсических продуктов, образуемых живыми организмами;
- повышение продуктивности сельскохозяйственных культур и их пищевой (кормовой) ценности.
Традиционные методы по выведению новых сортов — это селекция на основе гибридизации, спонтанных и индуцированных мутаций. Современная наука шагнула намного дальше и позволяет конструировать генетический код растения для получения необходимых свойств – урожайность, устойчивость к факторам среды и вредителям, накопление тех или иных компонентов. Уже сегодня выведены сорта, способные к фиксации атмосферного азота, устойчивые к действию гербицидов и ряда вредителей.
Разработанные технологии клонирования позволяют надеяться на получение здоровых (без вирусов) растений, тем самым способствуют поддержанию ценного генофонда.
При этом существует ряд спорных методов, связанных с вмешательством в генетический код – получение так называемых ГМО. До сегодняшнего дня нет достоверных данных о безопасности генетически модифицированных организмах. По мнению специалистов ЭкоВсё, использование ГМО в перспективе будет возможно, при этом процесс исследования вновь получаемых организмов должен быть сильно усложнен, мало того – исследовать необходимо каждую генетическую модификацию, даже в рамках одного сорта. Обязательным условием являются исследования о влиянии ГМО на организм в динамике (на протяжении ряда поколений). Еще одним условием получения ГМО является безопасность используемых методов для окружающей среды, т.к. используемые методики и сами ГМО, являясь чужеродным для природы материалом, могут спровоцировать непредсказуемые последствия. Проблема здесь заключается в том, что попадая в природные условия, ГМО сталкиваются с вирусами, которые в норме являются векторами переноса генетического материала, что может спровоцировать появление новых, непредсказуемых и чрезвычайно опасных генетических мутаций. Таким образом, использование ГМО – это дело далекого будущего.
Трансгенные растения (ТР) способствуют росту продуктивности за счет своей устойчивости к гербицидам, вредителям, болезням. Это позволяет сохранить ту часть урожая, которая ранее терялась из-за воздействия факторов биотического стресса и неэффективной защиты.
ТР можно придать полезные свойства. Например, британскими учеными разработан новый сорт риса – «золотой рис» – генетически улучшенный с помощью бетакаротина, который в организме человека превращается в витамин А. Из улучшенной кукурузы, соевых бобов и рапса получается растительное масло, в котором снижено количество насыщенных жиров. В трансгенных сортах картофеля и кукурузы больше крахмала и меньше воды. Такой картофель при жарке требует немного масла, легче усваивается желудком. Усовершенствованные помидоры, тыква и картофель лучше сохраняют витамины С, Е и бетакаротин.
ТР можно использовать в фармакологических целях как биофабрики по производству белков интерлейнинов, стимулируя защитные свойства человека (в частности моркови, бананов и др.).
Обобщая вышесказанное, можно сделать вывод, что применение ТР:
-повышает продуктивность сельскохозяйственных культур;
-позволяет увеличить производство сельскохозяйственной продукции, не расширяя пахотных земель;
-уменьшает ущерб окружающей среды от использования ядохимикатов;
-позволяет получить экономическую выгоду за счет снижения трудозатрат и экономии энергоресурсов.
А ведь в дальнейшем будут создаваться совершенно новые продукты, с улучшенной или измененной пищевой ценностью, устойчивые к воздействию климатических факторов, засолению почв, а также имеющих больший срок хранения и улучшенные вкусовые свойства, характеризующиеся отсутствием аллергенов. Более отдаленное будущее – это растения, которые продуцируют определенные химические соединения, вакцины и т.д. И это не фантастика. Лабораторные наработки показывают эффективность этого направления.
А в перспективе культуры третьего поколения. Для них помимо вышеперечисленных качеств будет характерно изменение архитектуры растений, например, низкорослость как фактор устойчивости в ветреных областях. Или изменение времени цветения и плодоношения – тогда станет возможным выращивать тропические фрукты в средней полосе. Или изменение размера, формы и количества плодов. Или рост эффективности фотосинтеза – это приведет к увеличению содержания кислорода в воздухе. Или продуцирование пищевых веществ с повышенным уровнем ассимиляции, лучше усваивающийся организмом.
Недостатки использования ГМО пищи
- Потенциальную опасность трансгенных организмов ученые и специалисты связывают со следующими возможными отрицательными последствиями;
- Вытеснение природных организмов из их экологических ниш с последующим нарушением экологического равновесия. Эти риски связаны, прежде всего, с появлением суперсорняков, с формированием новых, устойчивых к ядам, популяций насекомых, генетическим загрязнением и безвозвратной потерей традиционных сортов важнейших сельхозкультур, а также с возрастанием химического загрязнения окружающей среды пестицидами.- Уменьшение биоразнообразия. ГМО представляют риск для биоразнообразия (генетического в том числе), так как они взаимодействуют в природе со всем живым, что их окружает. Ученые определили несколько проблемных сфер – появление новых вредителей, суперсорняков, генетическое загрязнение, перекрестное опыление ГМ культур и обычных, появление новых вирусов, а также другие частные «слабые места» в зависимости от типа ГМО.
- Бесконтрольный перенос чужеродных генов из трансгенных организмов в природные, что предположительно может привести к активации ранее известных или образованию новых патогенов. Трансгенные конструкции имеют возможность перемещаться в другие растения, родственные, либо того же типа. Генетически модифицированный материал переносится в пыльце с помощью, скажем, ветра на соседние поля. Фермеры, ведущие органическое или традиционное сельское хозяйство в Европе и США озабочены этим фактом, поскольку полученные благодаря методам генной инженерии растения не считаются органической продукцией, которая становится все более и более популярной, особенно в Европе. В 1999 году американская компания органических продуктов Terra Prima уничтожила 87 тыс. мешков органических кукурузных чипсов, отправленных в Европу, когда испытания показали содержание в них ГМ-материала. Ученые Великобритании, например, обнаружили пыльцу ГМ рапса в пчелиных ульях на расстоянии 4 километра от поля. А канадские производители экологически чистой сельскохозяйственной продукции постепенно разоряются из-за генетического загрязнения их посевов от расположенных рядом генно-модифицированных полей.
Условно риски, связанные с использованием ГМО пищи, можно разделить по объекту воздействия на:
- экологические;
- медицинские;
- социально-экономические.
Подробного рассмотрения заслуживают риски медицинские, так как для потребителей на первом месте стоит влияние подобных продуктов на здоровье.
На сегодняшний день нет прямых научных доказательств отрицательного воздействия трансгенных растений на человека. Проводятся различные исследования, но полученные результаты слишком противоречивы, чтобы делать однозначные выводы. Однако ученые и медики признают появление и подтверждают наличие отдельных рисков для здоровья человека.
Трансгены могут вызывать:
- Повышенную аллергеноопасность. Выявлены факты появления аллергии у определенной группы людей на продукты переработки генетически модифицированной сои фирмы «Pioneer». Дальнейшие исследования показали, что аллергическая реакция возникает у людей, имеющих аллергию на американский орех;
- Возможную токсичность. Генетически модифицированные манипуляции наделяют растения или животных неприсущими им свойствами. При этом возникает проблема: остановить или предугадать процесс функционирования комбинированного гена практически невозможно, поэтому уверенности в том, что съедаемые нами генетически модифицированные растения не станут производить новые токсины нет;
- Устойчивость к действию антибиотиков. Появление большого количества антибиотикоустойчивых бактерий наблюдалось несколько лет назад в Дании: тысячи людей оказались жертвами эпидемии сальмонеллеза, вызванной новым, устойчивым к антибиотикам, штаммом сальмонеллы. Следует, однако, заметить, что устойчивые к антибиотикам штаммы бактерий возникают отнюдь не благодаря генной инженерии.
Использование ГМО в России сегодня нецелесообразно ввиду больших резервов земельных ресурсов, возможности применения биологических методов и препаратов, способных значительно повысить урожайность и устранить ряд существующих проблем.
Биотехнологии широко используются в животноводстве. Разработанные биопрепараты с успехом используются для лечения инфекционных заболеваний, в качестве кормовых добавок и заменителей цельного молока(ЗЦМ), силосных заквасок и прочее. Так, 1 т кормовых дрожжей позволяет получить 0,4- 0,6 т свинины, до 1,5 т мяса птиц, 25—30 тыс. яиц и сэкономить 5—7 т зерна. Это имеет большое народнохозяйственное значение, поскольку 80% площадей сельскохозяйственных угодий в мире отводятся для производства корма скоту и птице.
Хотя никаких прямых данных об опасности ГМ продуктов нет, противники ориентированного на ГМО пути развития сельского хозяйства видят в ГМ-семенах лишь разорительный для фермеров проект. Современное сельское хозяйство и без того чересчур полагается на химические удобрения, гербициды и пестициды.
По мнению специалистов Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), производственная база сельского хозяйства в последние годы крайне нестабильна на фоне изменения климата, истощения подземных вод, загрязнения окружающей среды и утраты биоразнообразия, что свидетельствует о конце модели «зеленой революции». Между тем, чтобы прокормить растущее население мира, к 2050 году надо увеличить глобальное производство продовольствия на 60 %. Выход ФАО видит в переходе на экологически чистое сельское хозяйство.
Но здесь нарисовалась вторая «зелёная революция», о чем эксперты ООН как-то мало вещают – производство генно-модифицированных семян.
Мировой гигант по его производству — компания Monsanto — в 2014 году продала семян на $16 млрд. Цифра, сравнимая с годовыми показателями Nokia или Starbucks. Monsanto, по данным GEO, контролирует 45% продажи всех семян в мире вместе с еще одним «монополистом» DuPont Pioneer.
Сегодня мир переживает эту революцию, делая ставку на генно-модифицированные сорта растений с еще большей урожайностью.
Миру жизненно необходима аграрная система, образующая единое целое с окружающей средой. Для этого потребуется в корне переосмыслить подход к новой зеленой революции.
Современная наука внесла свой вклад в усовершенствование методов селекции. Долгое время исследователи придерживались золотого правила селекции: отобрать растение с заданным признаком, скрестить его, выделить рекордсменов среди потомства и повторить все заново. Но в 2004 году международный консорциум исследователей расшифровал геном риса и картировал около 40 тысяч его генов. С тех пор ученым удалось выявить те из них, которые отвечают за хозяйственно ценные признаки растения. Это открытие и легло в основу селекции будущего.
Сейчас в мире все больше стран отходят от биотехнологической и «зеленой» революции в сторону биоорганического сельского хозяйства. Это касается в первую очередь развитых стран. Научно-технический прогресс обеспечил возможность контролировать многие происходящие в почве процессы, управлять ими, но в результате массированного техногенного воздействия природа (почва) утрачивает способность к самовосстановлению, Появилась необходимость пересмотреть подходы к применению научных знаний в природной системе. В сельском хозяйстве это привело к созданию биоорганического земледелия, которое предполагает исключение синтетических удобрений и средств защиты растений.
В основе органического земледелия лежат: возделывание многолетних бобовых и зернобобовых культур, запашка бобовых сидератов для обеспечения растений в азоте за счет азотфиксации клубеньковыми бактериями, внесение качественных органических удобрений, соблюдение севооборотов. Сельскохозяйственная продукция при этом должна производиться, по возможности, в замкнутой системе. Основными задачами, которые должна решать биоорганическая система ведения сельского хозяйства являются: сохранение природных свойств почвы, воды и воздуха, производство пищевых продуктов с высокой степенью безопасности для здоровья человека, охрана окружающей среды, экономное расходование сырья.
В настоящее время органическое сельское хозяйство охватило большинство стран мира. Все больше и больше государств создают национальные законы и сертифицирующие системы для производства экологической продукции и реализации ее. В тех странах, где отсутствуют собственные органические нормы, господствуют зарубежные сертифицирующие компании.
Тем не менее, в практике сельского хозяйства зарубежных стран экологическое земледелие занимает относительно небольшие площади. По данным мировой статистики, доля почв, занятых под органическое земледелие, составляет всего 0,7% от площади всех сельскохозяйственных угодий мира. Так, например, в Греции, Великобритании, Бельгии, Испании под биологическое землепользование занято 0,2- 0,5% сельскохозяйственных земель, в США – 0,5%, во Франции, Чехии, Голландии, Норвегии, Дании, Германии – от 0,6 до 2,6%. Несколько больше площади, занимаемые под биологическое земледелие в Италии, Финляндии, Швеции и Швейцарии (от 4,1 до 6,7%). Органическое земледелие в Австралии занимает 2,3% от общей площади сельскохозяйственных угодий страны, а основная часть этих площадей относится к пастбищному животноводству.
Страны Африки являются важными мировыми поставщиками биоорганических тропических плодов, сахара, чая, какао, кофе, орехов. В целом доля биоорганических продуктов питания составляет около 3% от мирового рынка пищевых продуктов.
Сегодня многие фермеры практикуют современные методы ведения сельского хозяйства в рамках "зеленой революции", которая представляет собой альтернативное решение под давлением правительства, чтобы заменить традиционные способы выращивания культур. Его основные цели включают повышение эффективности выращивания и сбора урожая, а также ликвидацию голода во всем мире. Но благодаря своим методам эта технология стала предметом жарких дебатов о том, действительно ли она может принести пользу обществу. Чтобы придумать грамотный ответ на этот вопрос, лучше всего рассмотреть его основные преимущества и недостатки.
Список недостатков "зеленой революции":
1. Считается, что этот современный метод ведения сельского хозяйства вызывает появление ядовитых сорняков и вредителей, которые трудно контролировать. Помимо этого, существует также проблема перекрестного опыления между генетически измененными организмами и традиционными растениями, которое может привести к инвазивным видам.
2. Один из самых больших аргументов против этой современной технологии заключается в том, что она использует монокультуру. Эта практика, как известно, требует больших участков земли, которые не часто доступны, интенсивное количество удобрений и большие объемы воды, вызывают трудности у фермеров.
Зеленая революция действительно имеет свои преимущества, но ее недостатки также стоит иметь в виду. В масштабах мира ежегодно используется 2,3 млн тонн пестицидов, при этом 75% - в экономически развитых странах. Использование минеральных удобрений и пестицидов вместе с другими научно-техническими достижениями позволило довести урожайность зерновых в некоторых европейских государствах до 80-90 ц/га - в 10 раз больше, чем во времена Средневековья.
Возделывание сельскохозяйственных культур без применения минеральных и использование ограниченных доз органических удобрений приведет к снижению плодородия почв. Опираясь на опыт других стран, нужно помнить, что органическое земледелие на территории России будет иметь свои особенности, определяемые экономическими и почвенно-климатическими условиями. Поэтому, прежде чем им заниматься, необходимо разработать агробиологические и агротехнические приемы возделывания сельскохозяйственных культур для получения органической продукции растениеводства и дать экономическую оценку ее реализации в нашей стране.
Таким образом, можно сделать вывод, что ГМО технологии целесообразно применять в условиях России для выращивания хлопка, льна для исключения возможного медицинского риска для населения.
Список использованных источников
1. «Зеленая революция» в сельском хозяйстве. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.agroxxi.ru/gazeta-zaschita-rastenii/novosti/-zelenye-revolyucii-blago-ili-net.html2. Современные тенденции развития сельского хозяйства в мире. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.nat-geo.ru/planet/50881-novaya-zelenaya-revolyutsiya/3. Преимущества и недостатки ГМО. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://supersadovod.ru/super-novosti/pochemu-traditsionnoe-selskoe-hozyaystvo-dolzhno-byit-zapreshheno/
4. Шуленбаева, Фая Инновационная модернизация сельскохозяйственного производства / Фая Шуленбаева. - М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2012. - 148 c.
5. 6 Advantages and Disadvantages of the Green Revolution. [Электронный ресурс]. Режим доступа: futureofworking.com›6…disadvantages-of…revolution/