现代农业生物技术范文第1篇
【关键词】生物技术；基因测序；生物芯片；双向电泳；管理
The Application and Management of Modern Biotechnology
ZHANG Dong-wei
（Shanghai Jiemin Biotechnology Co.，Ltd China Shanghai 200000）
【
【Key words】Biotechnology；Gene sequencing；Biochip；Two-dimensional electrophoresis；Management
0.引言
生物技术（Biotechnology）是应用生命科学研究成果，以人们的意志设计，对生物或生物的成分进行改造和利用的综合性新兴技术，涵盖了基因工程、分子生物学、遗传学、胚胎学、物理学、化学、信息学和计算机科学等多门学科，具有广泛的应用前景。近半个世纪来，生命科学在分子水平上取得了突破性成就，生物技术也得到了长足的发展，生物学家的研究重心从揭示生命的所有遗传信息转移到在整体水平上对生物功能的研究。生命科学是实验科学，快速准确地获得生物体的遗传信息对于生命科学研究具有十分重要的意义，因此生命科学的发展极大地依赖于生物技术的发展。以DNA序列分析技术为核心的基因组研究技术推动了基因组研究的日新月异；而以生物芯片技术为代表的基因表达研究技术为科学家了解基因表达规律立下汗马功劳；在蛋白质组研究中，二维电泳和质谱技术的黄金组合又为科学家掌握蛋白质的表达规律再铸辉煌。在后工业化时代背景下，生物技术发展面临的主要课题仍然是人口、环境和资源。
1.基因测序技术
基因是携带有遗传信息的DNA或RNA序列，是控制性状的基本遗传单位。基因通过指导蛋白质的合成来表达自己所携带的遗传信息，从而控制着生物个体的性状表现，支持着生命的基本构造和性能。由30亿个碱基对组成的人类基因组大约含有2.5～4万个基因，储存着生命的种族、血型、孕育、生长、凋亡过程的全部信息。基因测序是国际上公认的一种基因检测标准，是基因工程和分子生物学领域最重要的技术之一。它能够从血液、唾液等组织样本中分析测定基因全序列，预测罹患多种疾病的风险，从而通过改善自己的生活环境和生活习惯，避免或延缓疾病的发生。目前仍然主要应用于科研领域，在相关准入标准、管理规范出台以前，还不能够应用于临床实践。
基因测序技术是遗传学研究发展起来的，能够真实反映DNA的遗传信息，是了解基因结构和功能的基础，可以应用于肿瘤学、免疫学、微生物学等多门学科。1977年Maxam和Gilbert报道了化学降解法，同年Sanger推出了双脱氧链终止法，Sanger法简便快捷并且适合于自动化测序，因而得到了广泛的应用。上世纪80～90年代，学术界开始涉足人类基因组计划，有力地推动了全自动测序技术的发展。基因测序仪得到了重大改进，毛细管电泳取代了传统的薄层板凝胶电泳，采用专利的荧光标记和CCD成像技术，实现了自动灌胶、进样、数据收集与分析等功能，是一台可以测定DNA的碱基顺序或定量DNA片段大小的精密仪器。在计算机控制下有96或384通道两种可选模式，能够在24小时无人干预状态下工作，测序的平均成功率可达85%，读长接近1000bp。配合不同的试剂盒还可以进行微卫星序列分析、单核苷酸多态性分析、基因突变检测、HLA配型、法医学上的亲子和个体鉴定、微生物与病毒的分型与鉴定等。
图1 基因测序
进入21世纪后，采用微磁珠和高密度芯片的第二代测序技术应运而生，其核心思想是使DNA模板与固体表面相结合，然后边合成边测序，通过捕捉新合成的末端标记来确定DNA序列，克服了传统测序方法成本高、效率低等缺点。二代测序技术是测序技术发展过程中一次革命性的改变，是一次可以对几十万到几百万条DNA分子进行序列测定的大规模平行测序技术，同时使得对一个物种的转录组和基因组进行细致全貌的分析成为可能，因此具有更好的寻找和发现新信息的能力，又被称为深度测序[1]。例如利用合成法测序的454技术和利用连接法测序的SOLiD技术，这些测序平台的共同特点是不需要大肠杆菌系统进行DNA模板扩增，由于测序读长较短带来了后续大量的数据拼接和注释工作，其中454测序技术的读长已经提高到400bp，SOLiD系统原始碱基数据的准确度大于99.94%。二代高通量测序可以帮助研究者跨过文库构建这一实验步骤，避免了亚克隆过程中引入的偏差，比较适合于对已知序列的基因组进行重新测序，而在对全新的基因组进行测序时还需要结合第一代测序技术。
运用第一代Sanger测序技术完成人类基因组计划耗资近30亿美元，历时大约13年；而第二代SOLiD技术完成基因组测序只需几周的时间，成本降到100万美元以下，单次运行能产生50GB的数据，相当于基因组的17倍覆盖度。新一代测序技术提高了速度，但测序产生的海量数据却为后续的分析与储存带来巨大的挑战，现有的生物信息分析软件还没有能力处理如此大量的数据资料，只有发展出能迅速准确分析和储存大量测序数据的软件和方法，才能充分体现出新技术高通量和高准确度的应用价值。另外新一代测序仪的价格大约在50～100万美元，一般实验室是难以负担的，因此对于Kb到Mb范围的小型项目，传统的DNA测序方法无疑还是最佳选择。但在全基因组测序、鉴定体细胞突变及病毒细菌感染与变异等大型基因组计划的实施中，新一代测序技术将发挥巨大作用。
第三代测序技术最大的特点是单分子实时测序，测序时无需PCR扩增，实现了对每一条DNA分子的单独测序，其分辨率具有不可比拟的优势，因此在稀有突变及其频率的测定中可以大显身手。单分子荧光测序是通过显微镜对DNA链合成时的荧光强度变化进行实时记录来完成的，在蚀刻有纳米结构的微阵列芯片上放置数以千计的波导管，每个波导管的空间仅能容纳一个DNA分子外加一个DNA多聚酶分子，在一块小小的芯片上能同时进行数千个测序反应；纳米孔测序是借助电泳技术驱动单个分子逐一通过纳米孔来实现的，在外切酶的辅助下，纳米孔的直径仅允许单个核酸聚合物通过，而不同碱基的带电性质不一样，通过电信号的差异就能检测出通过的碱基类别。三代测序技术保留了DNA聚合酶自身内在的反应速度和延续性，同时系统误差和干扰会显著减小，精确度能达到99.9999%[2]。利用这种技术组合，科研人员能够在24小时内获取基因组信息，检测费用也降到了最低1千美元。据预测，DNA测序技术可能跟随计算机技术和通讯技术成为第三个“摩尔定律化”的学科产业，并将推动个性化医疗的全面发展。
昂贵的费用曾经是阻碍个体基因组测序普及的最大障碍，而随着新的高通量测序技术的发展，测序成本的不断降低，以及在计算机技术的辅助下拼接大量的基因组序列信息，可以更加方便快捷地获取个体遗传信息，DNA测序技术已由一项前沿技术迅速普及为生命科学领域的常规技术。每一种测序方法都具有一定的优势和局限，针对特定目的的基因分析，进行合理的评估，根据具体需求选择或搭配合适的测序平台才是最佳的解决方案，虽然第二、第三代测序技术有很大的通量，基于Sanger原理的毛细管电泳测序仍然是高精度测序的黄金标准，是一种既能从头测序又能从头组装的成熟技术，可以协助验证新一代测序技术的准确性和精确度。人类基因组计划破译了人类全部遗传信息，使人类第一次在分子水平上全面地认识自我，尽管发表于2001年的基因组仍然处于有待完善的阶段中，但其已作为基因组的参照序列而被采用，成为生命科学转化为实际应用的基础，并继续对研究基因型和表现型的关系，揭示生物进化和生命起源的奥秘发挥着重要的作用。
2.生物芯片技术
在20世纪末，生物技术和电子技术相结合诞生了半导体芯片的兄弟—生物芯片（biochip），这将给人类的生活和健康带来深远的影响，对社会的可持续性发展也会起到不可估量的作用。目前主要分为两大类：用于生物计算机等生物电子产品制造的生物电子芯片和用于各种生物大分子、细胞、组织操作以及生物化学反应检测的生物分析芯片，前一类目前在技术和应用上还不成熟，一般情况下生物芯片所指的是生物分析芯片。生物芯片在生命科学研究及实践、医学科研及临床、药物设计、环境保护等各个领域有着广泛的用武之地，既具有重大的基础研究价值，又具有明显的产业化前景。
生物芯片技术的起源最初得益于埃德温·迈勒·萨瑟恩（Edwin Mellor Southern）提出的核酸杂交理论，即标记的核酸分子能够与被固化的与之互补配对的核酸分子杂交，从这一角度而言，Southern杂交可以被看作是生物芯片的雏形。生物芯片的基础研究始于20世纪80年代末，本质上是一种生物技术，主要是在生物遗传学领域发展起来的，是融微电子学、生物学、物理学、化学和计算机科学为一体的高度交叉的新技术。它是通过缩微技术，根据分子间特异性地相互作用的原理，将生命科学领域中不连续的分析过程集成于硅芯片或玻璃芯片表面的微型生物化学分析系统，以实现对细胞、蛋白质、基因及其它生物组分的准确、快速、大信息量的检测。按照芯片上固化的生物材料的不同，可以将生物芯片划分为基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片和组织芯片；根据原理的不同，还可以分为元件型、通道型微阵列芯片以及生物传感芯片。由于常用硅片作为固相基质，且在制备过程中模拟计算机芯片的制备技术，所以称之为生物芯片技术。
微阵列芯片（microarray）是指高密度固定在支持介质上包含生物信息的分子点阵，每个分子的序列及位置都是已知的，并且是预先设定好的。该技术采用光导原位合成或微量点样等方法，将大量生物大分子比如核酸片段、多肽分子甚至组织切片、细胞等等生物样品有序地固化于支持物的表面，组成密集二维分子排列，然后与已标记的待测生物样品中靶分子杂交，通过特定的仪器对杂交信号的强度进行快速、并行、高效地检测分析，从而获取样品中靶分子的数量或序列信息。例如基因芯片，它是DNA杂交探针技术与半导体工业技术相结合的结晶，具有高通量、微量化和自动化等特点。基因芯片技术由于同时将大量探针固定于支持物上，所以可以一次性对样品大量序列进行检测和分析，从而解决了传统核酸印迹杂交技术操作繁杂、序列数量少、检测效率低等不足。而且，通过设计不同的探针阵列、使用特定的分析方法可使该技术具有多种不同的应用价值，如基因表达谱测定、突变检测、多态性分析、基因组文库作图及杂交测序等。表达谱基因芯片是用于基因功能研究的一种基因芯片，是目前技术比较成熟，应用最广泛的一种基因芯片，其主要的优点是：检测系统的微型化，对样品需要量非常小，检测基因表达变化的灵敏度高，可检测丰度相差几个数量级的表达情况，而且节约费用和时间。采用表达谱基因芯片研究基因表达可以同时研究上万个基因的表达变化，研究效率明显提高，能更多地揭示基因之间表达变化的相互关系，从而研究基因与基因之间内在的作用关系，使研究更具目的性和系统性，同时也拓宽研究领域。微阵列芯片技术是系统生物技术的基本内容，能为现代医学发展提供强有力的手段，促进医学从“系统、血管、组织和细胞层次”向“DNA、RNA、蛋白质及其相互作用层次”过渡。
图2 基因芯片
微型芯片实验室（lab-on-a-chip）是生物芯片技术发展的高级阶段，或称微全分析系统（Micro Total Analysis System），是指把生物或化学领域所涉及的样品制备、生物与化学反应、分离检测等基本操作单位集成于一块几平方厘米的芯片上，用以完成不同的生物或化学反应过程，并对其产物进行分析的一种技术。它是通过分析化学、微机电加工、计算机、电子学、材料科学与生物学、医学和工程学等技术，实现从试样处理到检测的微型化、自动化与集成化这一目标。功能化芯片实验室大体包括三个部分：一是芯片，将微泵、微阀、管道、流量控制与反应器等高度集成化，完成液体在芯片内部的定向流动与分配等功能；二是分析仪，包括驱动源和信号检测装置；三是实现芯片功能化的方法与试剂盒[3]。最近的发展表明，90年代初由Manz等人提出的以微电子加工技术为依托的芯片实验室的发展将会像四十年前微电子技术在信息科学的发展中引发一场革命一样，预计芯片实验室将在未来的发展中对分析科学乃至整个科学技术以及相关的产业界产生相似的作用。计算机芯片使计算微型化，而芯片实验室使实验室微型化，在生物医学领域它可以使珍贵的生物样品和试剂消耗降低到微升甚至纳升级，而且分析速度成倍提高，成本成倍下降；在化学领域，以前需要在一个大实验室花费大量样品、试剂和很多时间才能完成的分析和合成，将在一块小的芯片上花很少量样品和试剂以很短的时间同时完成；在分析化学领域，它可以使以前大的分析仪器变成平方厘米尺寸规模的分析仪，将大大节约资源和能源。芯片实验室排污很少，所以是一种“绿色”技术。
目前，生物芯片已从主要应用的生命科学领域扩展到其它领域，产业化发展越来越明显、越快速。例如用于DNA、RNA、蛋白质等方向分析检测，还用于化学和生物试剂、环境污染的监测；监控微秒级的化学和生物化学反应动力学；用于许多化学合成反应的研究，药物和化学合成与筛选等。因此，芯片实验室不仅为生物医学家，也为合成化学家打开了通往无限美好明天的大门。由于它的基础研究和技术研究越来越专和精，使整体技术发展速度加快，再加之它朝着检测功能化方面发展，可能成为新的经济增长点。因此生物芯片在经济、社会及科研等方面的应用前景越来越广，其产值有可能超过微电子芯片，成为下一个具有巨大商业潜力的高技术产业。
3.蛋白质双向电泳技术
蛋白质（protein）是生命的物质基础和生命活动的主要承担者，是构成生物体的主要大分子。蛋白质占人体重量的16%～20%，人体内蛋白质的种类很多，性质、功能各异，但都是由20多种氨基酸按不同比例组合而成的，并在体内不断进行代谢与更新。1994年由Marc Wilkins提出了蛋白质组学，指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征，包括蛋白质的表达水平，翻译后的修饰，蛋白与蛋白相互作用等，由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生，细胞代谢等过程的整体而全面的认识。蛋白质组的研究不仅能为生命活动规律提供物质基础，也能为众多种疾病机理的阐明及攻克提供理论根据和解决途径，蛋白质组研究的发展是以双向电泳技术作为核心的。
双向电泳技术（two-dimensional electrophoresis）是分析从细胞、组织或其他生物样本中提取的蛋白质混合物的有力手段，通过第一向等电聚焦和第二向聚丙烯酰胺凝胶电泳，将不同种类的蛋白质按照等电点和分子量的差异在二维平面上进行分离，并得到每种蛋白质的等电点、表观分子量和含量等信息。等电聚焦电泳是60年代中期问世的一种利用等电点不同在pH梯度介质上分离蛋白质的电泳技术，其特点是分辨率高，不受扩散作用的影响。等电聚焦是一个与pH相关的平衡过程，蛋白质分子在含有载体两性电解质形成的一个连续而稳定的线性pH梯度中电泳，在偏离其等电点的pH条件下带有电荷，当其迁移至等电点的位置时静电荷数为零，这样蛋白质在电场中以不同的速率靠近并最终停留在各自的pI值；聚丙烯酰胺凝胶电泳是以聚丙烯酰胺作为支持介质的一种常用电泳技术，网状结构的凝胶具有分子筛效应，加入阴离子去污剂和强还原剂十二烷基硫酸钠后，能消除不同蛋白分子间的电荷差异和结构差异，因而电泳迁移率就取决于分子量的大小，可以直接测定蛋白质的分子量，一般采用不连续缓冲系统来获得较高的分辨率[4]。O’Farrell于1975年首次建立二维电泳并成功地分离出约1000个E.coli蛋白，并表明蛋白质谱不是稳定的，而是随环境而变化的。随着技术的飞速发展，现在最多已能分离出10000个斑点，当双向电泳斑点的全面分析成为现实的时候，蛋白质组的分析变得可行。
蛋白质组研究实质上是在细胞水平上对蛋白质进行大规模的平行分离和分析，因而要求有高分辨率的蛋白质分离技术及准确、灵敏的质谱鉴定技术，如何提高双向电泳的分离容量、灵敏度和分辨率以及对蛋白质差异表达的准确检测是目前双向电泳技术发展的关键问题。双向电泳技术虽然难以辨别低丰度蛋白，对操作要求也较高，但其通量高、分辨率和重复性好以及可与质谱联用的特点，使其成为目前最流行、可靠的蛋白质组研究手段。以双向电泳和质谱分析为基础的蛋白质组学研究的程序为：样品制备→等电聚焦→聚丙烯酰胺凝胶电泳→凝胶染色成像→软件分析定量→采集感兴趣的蛋白质点→胶内酶切→质谱分析确定肽指纹图谱或部分氨基酸序列→利用数据库确定蛋白。蛋白质组研究的主要困难是对用双向凝胶电泳分离出来的蛋白质进行定性和定量的分析。
双向电泳技术发展的趋势是在第一维等电聚焦电泳中采用范围窄的PH梯度凝胶，以及开发高灵敏度的的蛋白质荧光染色技术，凝胶电泳中蛋白质的着色不仅影响蛋白质分离的分辨率，同时也影响后续的质谱鉴定。样品的制备和溶解同样事关双向电泳的成效，用化学法和机械裂解法破碎以尽可能溶解和解聚蛋白以提高分辨率。样品预处理涉及溶解、变性和还原，可以完全破坏蛋白间的相互作用，并除去如核酸等非蛋白物质。此外，固相化PH梯度技术建立了稳定的并可以精确设定的PH梯度，避免了载体两性电解质向阴极漂移等许多缺点，增大了蛋白质的上样量，提高了双向电泳的分辨率和可重复性[5]。蛋白质研究技术远比基因技术复杂和困难，蛋白质组学研究的成功与否，很大程度上取决于其技术方法水平的高低，可以说蛋白质组学的发展既是技术所推动的也是受技术限制的。
图3 蛋白质双向电泳
Unlu等提出了一种荧光差异显示双向电泳（F-2D-DIGE）的定量蛋白质组学分析方法，比经典的双向电泳具有更高的动力学范围和灵敏性。差异凝胶电泳是双向电泳在技术上的改良，结合多重荧光分析的方法，在同一块胶上共同分离多个分别由不同荧光标记的样品，并第一次引入了内标的概念。两种样品中的蛋白质采用不同的荧光标记，混合后再进行双向电泳，用来检测蛋白质在两种样品中的表达情况，极大地提高了结果的准确性、可靠性和可重复性。由于每个蛋白点都有自己的内标，软件可全自动根据每个蛋白点的内标对其表达量进行校准，保证所检测到的蛋白丰度变化是真实的，解决了系统误差的问题。在DIGE技术中，不同样品在同一凝胶上电泳后产生多个凝胶图像，避免了几种双向电泳的比较，并且能够在纳克级进行检测，通过Internet可以获得参考图谱。较早期的双向电泳相比，有两个主要的进步：首先，极高的重复性可以用来比较不同组织类型、不同状态的基因表达；其次，高加样量使得双向电泳成为一项真正的制备型技术。
成功的二维电泳可以将2000到3000种蛋白质进行分离，近年来经过多方面改进已成为研究蛋白质组的最有使用价值的核心方法，蛋白质组学技术的发展已经成为现代生物技术快速发展的重要支撑，并将引领生物技术取得关键性的突破。由于双向电泳技术在蛋白质组与医学研究中所处的重要位置，它可用于蛋白质转录及转录后修饰研究，蛋白质组的比较和蛋白质间的相互作用，细胞分化凋亡研究，致病机制及耐药机制的研究，疗效监测，新药开发，癌症研究，蛋白纯度检查，小量蛋白纯化，新替代疫苗的研制等许多方面。通过对正常个体及病理个体间的蛋白质组比较分析，可以找到某些疾病特异性的蛋白质分子，它们可成为新药物设计的分子靶点，或者也会为疾病的早期诊断提供分子标志。确实，那些世界范围内销路最好的药物本身是蛋白质或其作用靶点为某种蛋白质分子。因此，蛋白质组学研究不仅是探索生命奥秘的必须工作，也能为人类健康事业带来巨大的利益。蛋白质组学的研究是生命科学进入后基因组时代的特征，蛋白质组学与其它大规模科学如基因组学，生物信息学等领域交叉融合，呈现出系统生物学（Systems Biology）研究模式，将成为未来生命科学的新前沿。
4.总结
我国具有丰富的生物资源，合理地开发和利用生物技术对国民经济的健康协调和可持续性发展有着非常重要的意义。另一方面，有效的创新能力不足，资金投入有限，管理和技术人才缺乏是目前制约生物技术进一步发展的主要因素。在资源有限的情况下，避免从事低水平，重复性的研究工作，相对集中一部分人力，物力和财力，建立集生物技术，自动化技术和信息技术为一体的研发中心，可能是适合我国国情的发展道路。加强各大专院校、科研院所重点实验室仪器设备的配置和管理，优化资源共享与人才交流的机制，创造良好的环境促进具有明显效益和前景的科研成果转化应用。条件成熟时，可以有针对性地根据具体需求，国内自主研发新一代的科研仪器。
生物技术研究中不断涌现出新信息、新技术、新疗法、新药物和新观念等等新事物，在一定时期内还难以判定其利弊优劣，在采用它们或研究它们时，必然涉及道德、法律和社会问题。例如：生物信息的隐私权问题，基因诊断、治疗和预防中的安全性问题，个人遗传信息的知情同意权问题，并由此引发出来的保险权、工作权、继承权、生育权等等问题。面对当前生命科学工业的趋势形成，生物技术的产业化应当有规化有节制地进行，生物科技在一定程度上造福了人类社会，同时也带来了环境安全和社会伦理等一系列问题，基于生物技术发展有可能带来的不利影响，如何采取有效预防和控制措施，对其进行科学管理，逐步提上了日程。
【参考文献】
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现代农业生物技术范文第2篇
摘要：滴灌带是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式，其水利用率可达95%。而滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果。同时可以结合施肥，提高肥效一倍以上。本文针对膜下凝结水珠对滴灌带灼伤的问题进行分析，并提出了预防措施。
关键词：滴灌带;灼伤;原因;预防
目前滴灌技术已经被广泛应用。但在滴灌使用过程中近年来又出现滴灌带被灼伤现象日趋严重的情况，滴灌带被烫伤的小洞使滴灌带在滴灌过程中出现漏水现象。从而造成滴灌系统无法正常运行。给农民的生产造成损失。夏季气温较高，日照强烈，蒸发量大。膜下滴灌系统中地膜内有较多、较大的水珠。作物生长缓慢，株高所产生的太阳阴影无法遮挡太阳光的强烈照射，从而为水滴凸透镜提供了光源。由于杂草生长、地面不平等原因将地膜顶起，形成一定的间距，为焦点落在滴灌带上形成滴灌带熔穿破洞创造了条件。
1、膜下凝结水珠对滴灌带灼伤原因
盛夏时节，由于太阳直射，光照非常强，容易对滴灌带造成损伤。随着温度不断升高，水汽会在地膜内侧凝结成大量水珠。田问膜下水珠有表面张力和分子吸附力作用，在表面张力的作用下水分子不能向四周扩散。而是被聚集在一起形成弯月面。由于覆盖的是透光膜，在阳光的照射下，一定角度及高度（杂草顶起、开沟未埋、土地不平整等导致），有些小水滴凸透镜的焦点就恰巧落在了滴灌带上。水珠直径越大，聚光面也越大，其焦距越长，照射到膜下滴灌带上，形成非常熠眼的光点，当地膜与滴灌带的距离在13mm左右时，水珠聚焦点在短时问内能聚焦较高温度（75℃- 160℃）.在焦点处易将滴灌带灼伤产生小洞，造成滴灌带漏水：如下原理图：
当水珠形成了凸透镜，两水珠球面的中心连线相当于主光轴，焦平面相当于滴灌带，当凸镜到滴灌带距离焦距大约13mm时，光照射到膜表面通过水珠（相当于凸透镜），焦点都聚焦于滴灌带，产生高温，造成灼伤。
1.1凝结水的形成
（1）田问地面覆膜后，南于土壤蒸发作用使土壤中的水分以气态方式脱离地面，在地膜下表面凝结成水珠。
（2）作物播种滴水后，膜内附着较多的小水滴，在膜上积聚。
（3）阵雨过后天气突热，膜上、膜下易形成凝结水珠，在地膜上表面的小水滴由于受风、阳光、蒸发等环境影响较大，存在的时问较短，相对于膜下水滴来说产生的危害机率较小。
1.2灼伤破洞原因分析
（1）生产中对滴灌带有破坏作用的凝结水珠主要是直径超过6mm的水珠。理论上水珠直径越大灼伤得越快，但不可能无限大，因为较大直径的水珠很难附着在地膜表面。理论分析得出直径为8m的水珠出现的概率最大，这取决于水珠的重量和附着力之间的平衡关系。在膜下滴灌系统中，地膜内侧有较多、较大的水珠，一般田问水珠以直径8 - lOmm居多。
（2）随着水珠直径的增大，烧伤滴灌帶所用的时问缩短：聚光焦距增加。
（3）地膜与滴灌带有一定问距，如果土地不平整、开沟未埋、膜内杂草丛生，则易导致滴灌带破洞。
（4）土壤环境湿度较大，一般雨后晴天、晴天灌水后或地下水位较高的地方，易在膜上聚集大水珠。
（5）滴灌带生产过程中，添加过多回收料，导致在光、热、氧条件下老化过快。
2、如何预防滴灌带灼伤
节水灌溉技术在实际的应用中仍有许多问题需要解决，而作为滴灌带的生产企业要对生产质量严格把控。企业相关技术人员应指导广大农民正确使用滴灌带，帮助农民解决滴灌带在田问地头中的具体问题，其中就包括如何避免膜下凝结水珠对滴灌带灼伤问题。本文针对该技术应用中出现的这一问题提出了几点行之有效的预防措施。
2.2改善提高滴灌带生产配方，提高产品熔点。尽量使用熔点温度较高的质量好的聚乙烯生产原料，或能在满足性能的情况下添加熔点较高的无机填充料来整体提高滴灌带熔点。
2_3滴灌带铺设使用中将滴灌带表层覆一层土。因为膜下土壤具有一定湿度，土壤温度上升慢，不至于使滴灌带烧伤。另外，土层表面不光滑，水珠透镜体的焦点照到土层表面后发生散射现象，使光分散，不至于产生高温，从而保护滴灌带。
2.4铺设地膜和滴灌带时，保持地面平整，防止土块、杂草等将地膜托起，造成水汽在地膜内积水，形成透镜效应灼伤滴灌带。开沟浅埋时，应避免滴灌带裸露。
2.5作物植株高度的阴影无法遮住滴灌带，天气晴朗、日照强烈、气温较高时，发现膜内出现水珠时要及时拍打，或用风机轻吹地膜抖落膜内水珠。
2.6严格按照《膜下滴灌栽培技术规程》进行地膜和滴灌带施工和维护，防止由于以上多种原因导致膜内产生高温聚焦点。
2.7研制防雾地膜，避免阳光聚焦。
3、膜下凝结水珠对滴灌带灼伤的补救方法
3.1对滴灌带已经形成灼伤部位，可截断后使用直通连接，较为严重的部分，可用新滴灌带替换。
3.2对于较轻的灼伤部位可用塑料薄膜缠绕打结后方可继续使用。
结语：
节水灌溉这一技术现已普遍应用，目前膜下凝结水珠对滴灌带灼伤问题也较为突出，对这一情况要及时总结出问题所在，提出解决办法避免类似情况的反复发生，有效预防滴灌带灼伤，以避免给农民的生产带来不必要的损失。
参考文献：
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（作者单位：阿克苏地区产品质量检验所）
现代农业生物技术范文第3篇
作者简介：张娣，沈阳师范大学化学与生命科学学院2010级生物技术专业。
摘要：生物技术的发展为人们的日常生活带了非常多的改变，在日常生活的各个领域当中，生物技术的应用都是非常广泛的，对于生物技术的研究应该随着时代发展的变化不断的推进和深入，无论是在技术的研发上还是人才的引进和培养上，生物技术的发展都需要我们给予更多的关注。本文通过对生物技术的应用现状进行分析，发掘生物技术的潜在应用前景，实现对生物技术的更长远的发展，拓宽生物技术的发展渠道。
关键词：生物技术；应用前景一、生物技术应用现状
生物技术实际应用非常的广泛，在农业生产、生态保护、食品加工等方面都有非常深入的研究，对于生物技术的公众认知程度正在不断的加深，研究生物技术的市场应用前景需要对其概念、应用的领域和发展的困境进行具体的把握。
(一)生物技术的概念界定
生物技术是一项高新技术，生物技术越来越得到社会的重视，在行业的竞争和参与的过程中生物技术能够作为重要的发展因素为行业发展带来更多的可能。生物技术的主要应用原理是将生命有机体通过一定的改造和加工，实现对生命体的充分的利用。生物技术不仅仅是一门研究学科更是一门实践性非常强的技术应用。
(二)生物技术的应用领域
在食品、医疗卫生、农业生产等领域随处可见生物技术的身影，因此我们不难看出生物技术的发展前景是非常的广泛。在农业生产领域，通过生物技术的改良能够大大的提升作物的产值，通过新的品种的研发，实现农业技术的发展，实现资源最有效合理的利用。在食品行业中，生物技术通过对生物特性的把握，利用发酵保鲜等技术实现对食品的味道的处理保存等日常难题。在医疗卫生领域，生物技术在制药的过程中通过对传统制药工艺、原料的改变研制出新的药品，攻克各项医学的难题。在环境保护和能源开发的应用上，生物技术能够在实现对资源的合理开发和利用，改变工业化为我们生活带来的污染，降低对环境的透支程度。
(三)生物技术应用困境
尽管生物技术为我们的生活带来了很大的改变，但是在生物技术的发展过程中仍然存在着一定的困境。例如生物技术的伦理问题，生物技术的发展涉及到人们的切身的利益，生物技术的发展需要得到政府和公众的广泛支持，生物技术带来了便利的同时也会带来利益和风险。公众对于生物技术的信任程度和认知程度决定了生物技术未来的发展可能。因此建立相应的风险评估机制的非常有必要的，将生物技术的利益最大化，风险最小化。
二、生物技术的发展前景
生物技术的发展前景非常的广泛，生物技术想要拓宽发展渠道，实现技术的产业增值需要在技术创新、发展机制、产业合作上寻求新的经济增长点。
(一)生物技术的技术研发和创新
生物技术存在很大的发展潜能，尤其是在技术的研发和创新上不能是一层不变的。生物技术的发展应该建立在现实的基础上，满足产业发展的需求性，切实的解决人们生活实际中所涉及的问题。每个国家生物技术的发展都有自身的特色，因此，在技术的研发和创新上一方面应该注重对本国的发展需求，另一方面就是注重对国外先进技术的借鉴和学习，注重在人才的培养和引进上下功夫，积极的开展经验交流和学习，实现生物技术发展的国家化的合作。在生物技术创新发展的问题上，我们应该把握一定的原则性和规律性，有步骤有计划的进行发展，不能一触而就，追求平稳的发展，实现生物技术有效的利用。
(二)生物技术的评估机制的完善
生物技术的評估机制包括对市场的把握、对技术应用的前景分析、和对社会认知程度的调查。在评估机制的建立和完善上需要政府和企业的双向的参与，一方面政府部门应该提供大力的政策和资金的支持，同时完善监督机制和法律体系，在生物技术的发展过程中实现对生物技术行业发展的规划，保障生物技术的健康发展，维护企业和公众的利益。另一方面应该不断的提升对于市场的感知能力，对于生物技术带来的经济效益和技术风险，社会的道德接受程度有深刻的认知。生物技术的发展存在着一定的风险性，投入和产出应该是成正比的，大量的资金和技术的投入如果没有达到市场需求的程度就会带来技术的危机，而公众对于生物技术的伦理道德标准没有给予认同也会造成生物技术发展的不顺畅。给予这两个方面的内容，生物技术的评估机制需要不断的完善，为生物技术的发展保驾护航。
(三)生物技术的产业合作的实现
生物技术的发展最终是可以实现产业化的，生物技术涉及到很多的领域，因此存在着广阔的市场前景。生物技术应该形成产业的规模性，实现在产业之间的有效合作，形成坚实的产业合力，最终为生物技术的发展提供资金、市场等重要保障。生物技术的产业合作应该突破行业、地域的界限，而不是局限在一个发展的小圈子内，长远的市场战略发展的眼光是决策者应该具备的。生物技术的产业合作和发展为未来市场发展带来更多的可能性。
三、结论
综上所述，生物技术作为高新技术产业具有非常长远的发展前景，并且能够为我们的生活带来更多的改变。生物技术的发展正在不断的促进经济的发展、科技的进步。把握好发展的方向，实现对生物技术的广泛应用，不断的推动人类文明的进步和发展。
参考文献：
［1］卫莉，李光，论信任与公众对风险技术的认知与接纳［J］M科学技术与辩证法，2006(12).
［2］韩根，生物技术在玉米育种中的应用［J］，安徽农业科学，2012.
［3］高云，王勇，徐英黔，胡君一，何璐.食品生物技术课程考核体系改革与探索［J］,安徽农业科技，2012.
［4］唐琼，李正山等.生物技术在环境保护中的应用与前景［J］环境污染治理技术与设备,2002(10).
现代农业生物技术范文第4篇
第二节 信息技术及其应用：
教学内容：信息技术及其应用： 教学目的：
1、了解信息技术的基本涵义及其在生产生活中的广泛应用。
2、体会信息技术在学习、生活中的作用
3、认识提高信息素养的重要性
4、了解计算机病毒的特征以及计算机病毒的防治。
5、引导学生遵守网络上的道德规范以及了解学习信息技术的意义与方法。
6、教育学生养成计算机使用的良好习惯。
教学重点：
1.计算机病毒的几个特征。 2. 计算机病毒的防治。 教学难点：计算机使用的良好习惯 教学过程：
一、学生看书：
1、通信技术的应用
2、微电子技术及其应用
3、电子计算机及其应用 科学处理 数据处理 实时控制
计算机辅助设计和辅助教学 办公自动化
人工智能 多媒体应用 网络应用
二、精讲： 一.导入：
同学们一定都生过病，人为什么么会生病，很多情况下是因为感染了病毒。不但人体会感染病毒，电脑也会感染病毒。计算机病毒已经被越来越多的人所知晓，各类媒体对计算机病毒的报道越来越多。同学们一定听说过计算机病毒，计算机病毒会给计算机带来很多危害，下面我们请同学来交流一下你们听说过的病毒以及病毒会给计算机带来一些什么危害。
(请同学交流) 二.新授：
(一)信息安全
1、计算机病毒的特征
其实啊，电脑病毒也是一种程序，就像“写字板”“画图”一样，不过“写字板”“画图”可以帮助我们做事情，而电脑病毒只会给我们的电脑搞破坏。
刚刚同学们讲了很多病毒以及它们的危害，下面我们一起来总结一下电脑病毒的特征：
(1) 隐蔽性
计算机病毒一般依附在别的程序上,这样就不易被察觉和发现.当病毒事先设定的条件得到满足时,计算机病毒便发作,对计算机系统发起攻击。
(2)传染性
计算机病毒都有很强的自我复制能力，这也是其最本质的特征。它可以随着带有病毒的软盘、光盘、电子邮件等，通过交替使用和网络，迅速传染到别的计算机系统。 (3)破坏性
刚才也有同学讲了很多计算机病毒带来的危害。计算机病毒的破坏方式也是多种多样的。它可能删除数据、修改文件、抢占存储空间。计算机病毒甚至可以使一个大型计算机中心的正常工作中断，或使一个计算机网络处于瘫痪状态，从而造成灾难性的后果，甚至危害到国家经济和安全。 2.计算机病毒的防治
同学们现在知道了计算机病毒的危害有多么大,但是我们也没有必要过于担心和害怕.只要加强预防,就可以减少被病毒感染的可能性. 同学们想一下，我们应该做些什么工作呢?
(学生交流发言) 好，现在我们来总结一下：
(1) 软盘和光盘是计算机病毒传播的主要途径
因此不要随便与别人通过软盘光盘交换数据.如果必须使用他人的软盘和光盘,可以先用杀毒软件检查处理以后再用. (2) 网络是计算机病毒传播的一个主要桥梁
只要计算机连在网络上,就有被病毒传染的可能,因此在网络上浏览的时候,应该注意不要轻意去打开来历不明的文件或电子邮件. (3) 定期用杀毒软件查毒
养成隔一定时间用杀毒软件检查系统的习惯.但是必须认识到,没有万能的杀毒软件.同时,要注意经常对杀毒软件进行升级. (4) 安装病毒监视软件
现在有不少杀毒软件都提供了这种功能,它能够在系统中安装一个监视器,时刻监视系统的使用情况,一旦发现可疑情况即会自动报警并运行查毒软件. (二)网络上的道德规范
刚才我所讲的四点预防病毒感染的方法,只是客观上要求我们要注意的,而且也是同学们比较容易做到的.做到了这四点,同学们以后在使用因特网时就会减少由计算机病毒带来的许多麻烦和苦恼,但是,就像一切事物都有着两面性一样,我们都知道因特网在为人们打开一个绚丽多彩的世界的同时,也形成了不可避免的负面影响.所以在使用因特网时要注意做到: 1.上网要有节制,不应终日沉湎于网络,影响正常的学习和生活. 2.选择能够开阔眼界,启迪思维的有益内容,自觉抵制不健康的信息. 3.培养高尚的情趣,不发表低级趣味的或不负责任的言论. 4.提高自己的道德修养,增强法律意识. 这四点要求就需要同学们依靠自身的力量去做了,只有自己加强自身修养,遵守道德规范,相信同学们会在网络的世界里找到一片新天地,享受到网上冲浪的感觉.
三、小结
现代农业生物技术范文第5篇
摘 要：精品哈密瓜以其物美价廉、口感香甜、营养丰富深受人们所喜爱，从合理化选地、种植整地、安装铺设滴灌设备、优质哈密瓜的选种育种、田间管理、整枝修剪、病虫防治、合理化采摘8个方向入手，论述了现代农业中精品哈密瓜的膜下滴灌栽培技术的具体实践技术与实施细节。
关键词：现代农业;精品哈密瓜;膜下滴灌栽培技术
近年来，哈密瓜已成为人们喜爱的水果，由于其丰富的营养结构、独特细腻的口感等品质被大众所喜爱。哈密瓜的原产地在新疆，是夏季常见水果之一，当地有“瓜莫盛于哈密” “瓜则充贡品者真出哈密”等对哈密瓜的美称，但近年来随着人们物质资源的丰富，对哈密瓜的需求也逐年增加，培育高产量、高质量的精品哈密瓜，成为现代农业生产中的一大课题。
1 合理化选地
“工欲善其事，必先利其器”，良好的开端是成功的前提，因此选择合适的地区种植就已成功大半。哈密瓜是我国新疆的特有水果，新疆哈密地区昼夜温差大、光照充足、土壤以沙质为主，哈密瓜对于温度要求极为苛刻，对生长环境的要求也是水果中较高的，比其他水果对光照强度、土壤含水量、土壤中营养结构、透气性都有着较高的要求，喜沙质土壤是其一大特性。此外，哈密瓜的栽种地点应尽可能选择昼夜温差大的地区，因为昼夜温差大会影响到哈密瓜内部水分含量与土壤营养结构的变换，使其糖分能够快速积累。种植地的昼夜温差应为（10±2）℃，以保证哈密瓜的糖分充足、口感细腻、香气宜人。
精品哈密瓜的生长不仅需要昼夜温差大，还需要有充足的光照，充足的光合作用会改变哈密瓜内部的营养结构，丰富其内部糖分。我国南方因为气候温和、光照强度大，已率先引入了哈密瓜的种植。哈密瓜适合种植在土壤深厚、通透性好的地方，土壤pH值最适为6～7，选用地区的土地应不易积水。哈密瓜属于草本藤蔓植物，其茎拥有大量吸收管，对土壤环境的改变异常敏感，因此农业工作者应科学严谨地挑选种植地，以确保哈密瓜能够在优质环境下生长。
2 种植前的高效整地
种植前的整地对哈密瓜的生长十分重要，采用先进的膜下滴灌栽培技术，在整地时不需要进行传统种植前整地的垄沟等程序。在哈密瓜种植前，秋冬季节应充分深翻播种地，翻地深度应>40 cm，充分与肥料进行合理配比的混合后将土地填平，根据哈密瓜的膜下滴灌要求，哈密瓜在栽培時应划分种植区域，种植行排列方向，两地灌溉带应不小于3.0 m。种植前对土壤的施肥也是十分关键，哈密瓜生长离不开优质肥料，农业种植人员应着重关注肥料的选择与配比，将合适的肥料浓度混合于土壤中[1]。
例如：在南方广西北海地区就以基肥为主要哈密瓜施肥类型，根据哈密瓜每株三要素需要量为氧化钾12 g、五氧化二磷13 g、氮11 g的规律，再结合当地种植的土壤含量进行合理化施肥。如果灌溉区域内的哈密瓜株数增加，应及时对应增加数量进行相应的肥料调整，以确保哈密瓜产量与整体质量，对土壤较差的土地，种植人员应额外增加生物有机肥、尿素、油渣、磷酸二铵、氮肥，以提高土壤内的营养含量，以此保证哈密瓜的正常生长。
3 铺设安装膜下滴灌栽培设备
在铺设滴灌带覆膜时应该选取宽度为1.2 m、厚度为0.008 mm或者0.12 mm的地膜，这样能为哈密瓜提供适宜的生长环境，保障其健康生长。此外，应该采用1.8～2.1 L/h流量的滴灌带，地膜和滴灌带都应该应用机铺的模式，这样能为哈密瓜提供充足的养分，提升现代化作业的水平和质量。哈密的哈密瓜，特别是花园乡和南湖乡种植的哈密瓜，都需要使用天山雪水进行农业浇灌，以便更高效地保障哈密瓜对养分的吸收，提升哈密瓜质量与产量。
4 选种育种
哈密瓜品种的选育十分重要，种植户在哈密瓜品种的选择上，不但应考虑销售或迎合市场，更应考虑种植区域的环境问题，如土壤的营养结构、区域内的气候特点、当地流行性植被疾病等，结合上述环境问题，选择抗病性强、耐当地气候环境、产量适中、易储存、耐运输、适合当地口味的哈密瓜品种。
4.1 西州蜜17号、西州蜜25号
西州蜜17号、西州蜜25号是哈密瓜的新型品种，全生长周期为100 d，中晚期成熟品种抗病能力强，其中西州蜜17号单瓜重在3 kg以上，西州蜜25号单瓜重在2 kg左右，产量较高，易于运输，肉质松脆、香甜可口，肉色均为橘红色。
4.2 金海蜜
金海蜜也是一种新型哈密瓜品种，早中期品种之一，生长周期为100 d左右，果肉呈现浅橘红色，肉质相对西州蜜17号和西州蜜25号较为软，单瓜重在3 kg以上，产量较高，但果肉可口、肉质松脆，含糖量较高，最高中心糖度可达到20°，耐运输、耐疾病，对霉病与枯萎病有较强的抵抗能力。
4.3 新密杂
新密杂七号又称为8601，是一种新型哈密瓜杂交品种，中晚期成熟，生长周期为115 d，果实生育期为49 d左右，此哈密瓜品种色泽饱满，果肉丰富呈现浅红色，肉质鲜美、松脆，易于生长且植被相比于其他品种更大，折光糖平均为14%，最高可达17%，产量丰富且便于运输也是此品种的一大优点，耐储存，同样适合膜下滴灌种植[2]。
5 田间施肥管理
施肥是精品哈密瓜膜下滴灌栽培技术的重要环节，由于膜下滴灌技术的成本较高，膜下滴灌栽培的哈密瓜植株数量比传统灌溉模式的种植密度要高出很多。为保证哈密瓜的正常生长和发育，农业种植人员需增加施肥力度与频率。在土壤肥料适中的情况下，哈密瓜种植人员应根据其长势追加相应浓度剂量的肥料，哈密瓜在苗期如果长势不理想，应追加氮、磷、钾等复合肥料，在生长期时每667 m2应追加磷酸二铵4 kg、尿素4 kg进行合理搭配混合施肥，在出果后哈密瓜需要大量水肥以便更加快速生长，这一阶段应及时追加水肥供应，可分次分批地追加氮、磷、钾复合肥7 kg，果实成熟后停止氮肥的摄入，可继续追加硫酸钾4 kg，以提升哈密瓜的抗病性与糖分浓度，增加口感与果肉营养含量。
具体施肥水质符合GB 5084规定。①苗期要采取蹲苗措施，蹲苗25～30 g。②播后25～30 d，雄花开50%时滴苗后第一水，每667 m2施40～45 m3，每隔7 d滴1次水。③坐果期适当控水。④果实膨大期每隔3～5 d滴1次水。⑤果实成熟期，按照少滴勤滴的原则，每隔3～5 d滴1次水，每667 m2每次滴水10～15 g。采收前7～10 d停水。
6 合理化整枝
农业种植人员应严格按照哈密瓜整枝流程，整枝应采用单蔓整枝与双蔓整枝两种方式。例如：单蔓整枝，哈密瓜的植株距离40～45 cm，保留住第6节以下的枝蔓，第7节以上的枝蔓留两片叶子，并将心叶去除，留瓜节的7～9节。
7 哈密瓜病虫害综合防治
病虫害是农业蔬果栽培领域必须考虑的问题之一，哈密瓜因为果味香、果肉中含糖量高易受到病虫的侵害，经调查，现存的哈密瓜疾病多达33种，相对严重的疾病有8种之多，例如：蔓枯病、白粉病、细菌性果斑病、疫霉病、病毒病、列当病、斑潜蝇及蚜虫病等多种疾病，不仅考验农业种植人员的整体种植经验，更考验种植户的临场应变能力，广大农业养殖户应及时关注哈密瓜的整体生长情况，对出现的反常问题进行深入调查，及时并针对性地采取应对措施，将病虫害扼杀在摇篮中[3]。
例如：疫霉病，大多发生在果实成型期至完全成熟期，高温高湿是诱使哈密瓜发病的主要原因之一，详细的发病症状有植物茎部的收缩与根部的腐烂，瓜果枯死，农业种植人员应及时观察作物的生长情况，如果遇到此类问题，快速作出反应，运用相对应的药剂混合施肥罐随水流滴施迪克松、甲霜灵锰锌等针对性药物进行及时有效的治疗，每次滴0.2 kg/667 m2，每隔8～11 d滴加1次，共滴加2次。
8 合理采收
當哈密瓜果肉中心的可溶性固形物含量达到14%以上时，就可以进行采收工作。值得注意的是，在采收阶段应该留出一条5～7 cm的“丁”字形长果柄。在哈密瓜采摘的过程中一定要注意轻采轻放，避免机械设备对枝干和果实造成一定影响。应该配置专业的容器存储西瓜，需要对瓜堆进行遮阴处理，禁止哈密瓜在阳光下进行暴晒。根据采收的不同哈密瓜标准进行发配保存。
9 结束语
膜下滴灌栽培技术如今已完美运用于精品哈密瓜的栽培中，农业栽培人员在不断摸索中已经获取了大量宝贵的经验，相信在未来我国的哈密瓜种植技术会不断发展壮大，培育出的精品哈密瓜将深受世界各国人民的喜爱。
参考文献：
[ 1 ] 戚天宝.有机哈密瓜膜下滴灌栽培技术[J].农村科技，2019（4）：61-62.
[ 2 ] 刘春月，杨卫涛，潘俊鹏.淖毛湖晚熟哈密瓜膜下沟滴灌栽培技术初探[J].农业灾害研究，2018，8（6）：66-67，94.
[ 3 ] 刘春月.淖毛湖晚熟哈密瓜膜下沟滴灌有机栽培技术[J].新疆农业科技，2018（1）：36-37.
现代农业生物技术范文第6篇
摘要 分析了跨国农业公司影响我国粮食安全的途径和国际投资规则对跨国农业公司规制产生的影响，最后提出了完善跨国农业公司规制保护我国粮食安全的对策建议。
关键词 跨国农业公司； 粮食安全； 投资规制
Key words Transnational agricultural corporations；Food security；Regulation on investment
近年来，农业跨国投资对于解决发展中国家的贫困、粮食安全和环境保护问题起到积极的作用。同时跨国农业公司的投资行为对发展中国家的粮食安全产生不利影响，有必要深入研究如何规制这种不利影响以确保粮食安全。基于可持续发展的国际投资不断增长已经引起投资主体的广泛关注。围绕农业领域跨国投资的潜在收益与风险的研究日益增加。从具体实践看，诸如世行集团、国际货币基金组织等国际组织倡导下的农业领域投资对于解决发展中国家的贫困、粮食安全、环境污染以及就业等发挥了较大的作用，但是以跨国公司为主的私人投资主体在农业领域的投资则存在较大的争议。如何看待跨国农业公司的投资效应并评价其对粮食安全的影响，对中国等发展中国家而言具有重要意义。
韩国学者尹炳先等[1]在美刊《每月评论》上发表的《谁正在威胁我们的餐桌？——跨国农业公司的力量》认为，发达国家的跨国公司农业投资导致中小型的农场和农户破产，依靠资本的力量和农业技术的垄断控制了全球农业和食品加工业，导致发展中国家粮食安全等社会问题加剧。印度学者范达娜·席瓦[2]的研究成果《失窃的收成：跨国公司的全球农业掠夺》引用大量数据验证了发达国家的农业跨国公司以发展中国家的日趋贫困和环境恶化为代价操控了世界农业生产和农产品贸易，促使国内外学者关注发展跨国投资与发展中国家农业或粮食安全问题。联合国贸易和发展会议（UNCTAD）发布的《2009年世界投资报告》指出了农业领域外商直接投资（FDI）流入的快速增长趋势，合同农业成为跨国公司农业投资的主要方式，提出了促使东道国发展利益最大化的几点建议（例如关注国内法律框架及东道国与跨国公司的投资合同）[3]。国内学者围绕该问题展开的研究较为丰富。尹成杰[4]在对农业跨国公司的全球战略布局策略与方法进行分类研究的基础上，重点讨论了这种战略布局在农业贸易、东道国农业产业自主发展、风险转嫁等方面带来的不利影响，从农业产业发展战略完善、建立农业产业合作监督机制以及提升我国农业产业竞争力等方面提出了对策建议。周伟等[5]发现，跨国公司通过控制大豆的主要产区、种植以及控制粮食价值链的育种和加工2个高端环节对我国粮食安全造成了威胁。白梦娇等[6]对跨国公司对我国农业垄断的路径、对我国市场和粮食安全带来的威胁等问题进行了探讨，从利用农业贸易规则、产业链整合以及发展我国大型跨国农业企业3个方面提出了对策建议。任静等[7]从农业生物技术垄断，林文维等[8]从控制粮食产业链等具体路径角度探讨了这些路径对我国粮食安全的不利影响。总体看来，既有的研究有助于人们清晰地认识跨国农业投资影响东道国粮食安全的途径及应对，但对从应用农业贸易及投资规则应对跨国垄断对粮食安全不利影响方面的研究和探索不够深入。探究当前农业贸易及农业投资的规则发生的变化，以及這些变化对消除农业跨国垄断以及保护我国粮食安全的借鉴意义等，对于我国未来农业投资政策改革以及提升我国粮食产业竞争力具有积极意义。
1 跨国农业投资影响粮食安全的路径及我国粮食安全现状
1.1 跨国农业公司影响粮食安全的路径
农业安全关系国家安全，因此对一国农业的控制力往往意味着对该国经济的控制力。而跨国农业公司通过多种途径对粮食安全产生影响。
1.1.1 通过控制和延伸产业链加强对粮食供给的控制。
跨国农业公司对农业产业链的渗透日益强化。跨国农业公司依靠其强大的技术和研发优势，控制了粮食产业链上游环节中的农作物育种、农业投入品研发环节。在农业领域，农作物育种环节基本被以孟山都、先正达、利马格兰和杜邦先锋为代表的跨国种业公司控制，美国的孟山都公司在玉米、大豆、棉花等多种作物转基因种子市场上占据70%～100%的市场份额[9]。作为农业投入品的农药、化肥研发环节则被孟山都、先正达、陶氏益农、加拿大钾肥等农化公司所控制，跨国公司在非洲、东南亚等国家和地区大量购买土地等生产要素，增强了其控制力。发展中国家的农业企业则被锁定在种植、简单加工生产等低端环节。农业产业链下游的农产品和粮油加工基本被ADM、邦吉、路易达孚、丰益国际和嘉吉等跨国公司所控制。以大豆行业为例，国际四大粮商控制了大豆加工行业全球市场的80%以上份额。跨国农业公司还通过独资、合资方式加强对东道国企业的实际控制[10]。
1.1.2 通过操控粮食定价权影响粮食安全。
农产品等大宗商品的定价权不单纯取决于实货的供求关系，还具有金融化的特征。我国是农产品的主要消费国和进口国，粮食需求具有刚性特征，全球四大粮商是包括大豆在内的主要农产品的定价者，大宗农产品商品期货交易所成为农产品价格的国际定价中心，这些定价中心主要位于发达国家，上述因素导致了我国对农产品定价权的缺失。
1.1.3 通过粮食安全政策制定对一国施加影响。
跨国农业公司与政府建立了密切的联系。在美国孟山都、陶氏益农等公司的高管人员在政府部门任职，一些政府要员退休后进入孟山都等公司董事会对政府粮食安全政策审批产生影响[11]。不仅如此，跨国农业公司对国际农业政策制定也起着重要作用，包括世界贸易组织（WTO）的农业协议草案起草中跨国公司也发挥了主要作用。跨国农业公司还通过与东道国政府要员保持直接或间接联系对东道国粮食政策产生影响，孟山都公司的农药获批进入阿根廷市场就是此战略的成功应用。
总体而言，跨国农业投资在扩大粮食生产、提高粮食生产效率以及保证食物安全方面起到了积极的作用，但农业跨国公司投资对粮食安全的不利影响也不容忽视。在农业领域良好的国际和国内法律规制对于保障东道国粮食安全不可忽视。
2 跨国农业投资影响我国粮食安全的规制现状
当前关于跨国农业公司威胁粮食安全的规制可以分为国际和国内2个层面进行分析。
2.1 农业国际投资规则及其影响
国际范围内，对跨国公司投资行为具有规制作用的规则主要包括经合组织（OECD）制定的《跨国企业指导原则》、国际劳工组织（ILD）制定的《关于跨国企业和社会政策的三方宣言原则》、联合国倡导的《全球契约》、联合国贸易和发展会议的“可持续发展投资框架”等文件。上述文件构成了目前跨国公司企业社会责任的核心部分，适用于所有行业的跨国公司经营行为。对于跨国农业投资行为而言，最具有代表性的当属联合国粮农组织（FAO）、国际农业发展基金会（IFAD）、联合国贸易和发展会议（UNCTAD）和世界银行（WBG）于2010年提出并共同推进的《负责任农业投资原则》[12]。该原则具体包括尊重土地和相关自然资源权利、投资应确保粮食安全、负责任的农业企业投资、社会和环境可持续性等7项原则。该原则提出后，2010年的G20首尔峰会把该原则作为共识的一部分，并倡议各国积极支持该原则。然而，上述国际组织关于跨国农业投资规制国际规则并不具有法律强制性，从而影响了其进程和效果。
2.2 我国国内法律的规制
《外商投资产业指导目录》及其修订在体现投资自由化、便利化的同时，对外资在农业育种、种子生产等领域的进入进行了规制。2017年6月，我国的《外商投资产业指导目录（2017年修订版）》发布，该《目录》分为两大部分：第一部分是鼓励外商投资产业目录，涉及农业和粮食安全的鼓励类措施条款共有10条；第二部分是外商投资准入特别管理措施，细分为限制外商投资产业目录和禁止外商投资产业目录两大类，外资进入农作物新品种选育和种子生产领域必须是中方控股，而外资进入稻谷、小麦、玉米收购、批发领域虽然是限制，但缺乏具体限制措施。新《目录》发布后禁止外商进入的目录只有3条，具体条目参见表1。
我国《反垄断法》的实施在一定程度上可以防止和弱化跨国农业公司在我国的市场垄断，保护我国粮食安全。反垄断法律旨在预防和制止市场垄断，保护公平竞争，提高市场运行效率。然而，反垄断法只适用于对跨国并购整体行为以及市场垄断行为的处罚，对于打破跨国农业公司的技术垄断优势作用甚微。我国投资领域对外开放程度的提高促使了更多跨国农业公司进入我国市场，不过扩大农业投资领域开放对我国农作用生物技术的创新和发展所起作用有待更深入地探讨。
国家安全审查制度的确立对于保护粮食安全具有重要意义。
美国的国家安全审查制度始于1988年美国国会通过的《埃克森-佛罗里奥修正案》，2007年《外商投资与国家安全法案》（英文简称为FINSA）对其进行了完善，后来美国财政部发布了《关于外国人合并、收购和接管规定》作为FINSA的实施细则。我国的国家安全审查制度始于2011年颁布的《外资并购境内企业安全审查制度》。表2对中美两国外资并购国家安全审查制度从审查范围、审查内容、审查机制、审查程序以及审查中的信息披露和保密性要求几个方面进行了比较。通过比较可以发现，在审查范围和审查内容方面，我國国家安全审查侧重于外资产业控制力是否增强，基于战略性部门以及本国生产者竞争力方面原因的审查比较弱。而对于粮食安全而言，农业部门的战略意义以及我国农户和农业企业的竞争力应给予重点关注。
现有的与农业有关的法律和部门规章制度有助于约束跨国农业投资带来的不利影响。2016年新修订的《中华人民共和国种子法》在新品种保护、种子引进等方面做出了规定，有助于保护我国国内种业市场有序发展、鼓励我国育种和种子生产经营企业。跨国农业公司在扩张过程中，开办了大量农场和与种植育种基地，使用了大量新型的化肥和农药，对土壤和环境造成破坏。国家林业局、环保部在气候、土壤环境保护和生物物种资源保护相关的立法和规章制定方面发挥了积极作用。但是当前国内关于跨国农业公司环境规制中，以政府为中心的单向规制占主导地位，法律行政手段为主，税收等经济手段使用较少。在相关法律制定过程中，国际组织、产业协会、企业、消费者组织等影响力薄弱，一定程度上降低了相关法律规制的效果。
可持续发展或者负责任的农业投资政策及其原则在我国签订的国际投资协定中鲜有体现。实现农业的可持续发展，鼓励跨国公司进行负责任的农业投资虽然成为多数国家和国际组织的共识，但在我国签订的国际投资协定中很少涉及相关条款。一方面是因为我国的多数双边投资协定签订时间较早，集中在20世纪末和21世纪初，当时农业可持续发展尚未成为投资政策关注的焦点；另一方面是因为投资协定中上述有关条款对我国有利有弊，因为它不仅意味着要求外国投资者在我国的投资要符合可持续发展等相关要求，而且也意味着我国农业企业对外投资中应遵循相关规则，从当前我国农业和粮食企业“走出去”实践看，要做出上述承诺的条件还不很成熟。
3 完善农业跨国公司规制保护我国粮食安全的对策建议
3.1 继续完善跨国农业公司的市场准入相关制度
各国针对跨国公司投资政策的改进提高了投资政策的稳定性、可靠性和透明度，降低了跨国投资的成本，同时东道国对跨国农业投资的监管权利应适当保留。具体的实施方法包括：继续完善针对外资并购或接管的国家安全审查制度执行细则，适当保留部分涉及农业跨国投资的前置审批环节，特别是加强跨国农业投资项目对环境、人体健康和生物多样性影响的研究及评价。
3.2 防止和减弱跨国农业公司在我国市场的垄断力量
我国的《反垄断法》已经将境外的垄断行为纳入了规制范围，从法律上确保了我国对可能造成垄断、对市场竞争带来不利影响的跨国农业公司在我国的投资及其项目的管辖权。但是实践中反垄断执法力度和执法能力弱，缺乏统一的、权威的反垄断执法机构。为保证对垄断行为特别是跨国农业投资的垄断行为的执法效果，应尽快设立统一的、权威的反垄断执法机构，保证该机构执法过程中的独立性。
3.3 完善我国国内农业相关环境规制和劳动用工法规
通过加强与FAO、ILO等国际组织及机构的合作，加强与产业协会及消费者团体的合作，把握国际环境规制发展趋势，并依据可行性原则修改和完善相关的国内环境和用工法规，同时应保证相关法规在执行中内外资标准必须一致的原则。
此外，基于可持续发展目标在双边或区域投资协定中加入跨国公司社会责任相关的劳工、环境等条款也成为部分发达国家追求的目标，我国正在和美国商谈双边投资协定，与欧盟、加拿大等发达国家和“一带一路”沿线发展中国家协商包含投资条款的自贸协定，因此未来基于可持续发展目标的投资条款可能纳入部分投资协定或自贸协定的协商范围，对此要加强研究，科学论证，以确保投资者保护和东道国监管权利的合理平衡。
3.4 增强我国农业生物技术实力，积极推进我国农业企业“走出去”
我国的农业企业在同跨国农业公司合作中应重视技术的引进、吸收和创新，努力提升自身的研发能力。另一方面，竞争力强的大型农业企业可以加快“走出去”的步伐，以及自身的全球战略需要收购国外的土地或并购一些有潜力的国外农业企业，实现我国粮食安全的战略布局。
参考文献
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