In jüngster Zeit sind Ressourcenmangel, Umweltverschmutzung und Klimawandel zu immer ernsteren Problemen geworden und stellen eine gefährliche Bedrohung für die globale Pflanzensicherheit dar. Um die Erntesicherheit zu gewährleisten, müssen wir daher einen effektiven Weg finden, mehr Pflanzen auf begrenztem Raum zu produzieren. Wir müssen schnell handeln, um Methoden zu entwickeln, die es uns ermöglichen, nährstoffreichere und reichhaltigere landwirtschaftliche Produkte zu produzieren.
95 % der weltweiten Nahrungsmittel werden aus der Erde produziert. Allerdings ist in der traditionellen Landwirtschaft trotz hoher Erträge ein dramatischer Rückgang des Input-Output-Verhältnisses von Düngemitteln und Pestiziden zu verzeichnen. Der aktuelle Zustand des Bodens kann als „salzig, sauer und mit Mist beladen“ beschrieben werden, was eine zunehmende Belastung für die Bodenumgebung darstellt. Ein Drittel des weltweiten Bodens ist bereits degradiert. Experten schätzen, dass die Bodenerosion bis 2050 zu einem Rückgang der Ernteerträge um 10 % führen könnte. Darüber hinaus stellt der unwissenschaftliche und übermäßige Einsatz von Pestiziden erhebliche Herausforderungen für die Lebensmittelsicherheit, die ökologische Sicherheit und die menschliche Gesundheit dar!
Laut dem neuesten Bericht der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation „The State of Food Security and Nutrition in the World“ aus dem Jahr 2023: Im Jahr 2022 befanden sich 2,4 Milliarden Menschen in mittelschwerer oder schwerer Ernährungsunsicherheit, was etwa 30 % der Weltbevölkerung entspricht. Experten schätzen, dass die Weltbevölkerung bis 2050 um 2 Milliarden Menschen anwachsen wird und die globale Nahrungsmittelproduktion um 70 % steigen muss, um den wachsenden Nahrungsmittelbedarf zu decken. Dies entspricht einem erforderlichen jährlichen Anstieg von 2,2 %, ein Tempo, das derzeit mit bestehenden landwirtschaftlichen Praktiken nur schwer zu erreichen ist und aus ökologischer Sicht nicht nachhaltig ist.
Die Nahrungsmittelkrise stellt in Verbindung mit der begrenzten Entwicklung und dem Wachstum von Ackerland weitere Herausforderungen für die landwirtschaftliche Produktion dar. Daher sind innovative Lösungen dringend erforderlich, um die Effizienz der Lebensmittelproduktion und die Ernährungsqualität zu verbessern. Die synthetische Biologie als eine der führenden und disruptivsten strategischen Technologien in der Agrarwissenschaft verspricht, traditionelle landwirtschaftliche Engpässe und Ressourcenbeschränkungen zu überwinden.
Was ist Synthetische Biologie?
Die synthetische Biologie ist ein neues und integratives Forschungsgebiet, das im Gegensatz zum „Top-down“-Analyseansatz der Systembiologie steht. Es bringt unsere konventionellen Forschungsstrategien auf ein neues Niveau. Sie wird oft als Schlüssel zum Verständnis des Lebens und als bahnbrechende Technologie gepriesen, die die Zukunft verändern kann. Sie gilt als „dritte Revolution in den Biowissenschaften“ und stellt einen entscheidenden technologischen Weg für den Sprung der Menschheit vom Verständnis des Lebens zur Gestaltung des Lebens dar. Seine technischen Fähigkeiten versprechen, einen wesentlichen Beitrag zur Lösung wichtiger Probleme in den Bereichen Gesundheit, Energie, Ernährung und Umwelt zu leisten.
In der Anwendung hat die Technologie der synthetischen Biologie bereits erste Ergebnisse bei landwirtschaftlichen Lebensmittelinnovationen gezeigt, die einen wesentlichen Aspekt der Ernährungssicherheit darstellen. Laut BCC Research ist das schnellste Wachstum im Lebensmittel- und Landwirtschaftssektor zu verzeichnen, mit einer jährlichen durchschnittlichen Wachstumsrate von etwa 64 % von 2019 bis 2024. Statistiken des Instituts für Genetik und Entwicklungsbiologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften deuten darauf hin, dass die synthetische Biologie Bei der Herstellung von Produkten werden derzeit 30 bis 50 % Energie eingespart und Emissionen reduziert. Das zukünftige Potenzial liegt bei 50 bis 70 %.
Die Technologie der synthetischen Biologie wird ein Schlüsselbereich zukünftiger Agrarwissenschafts- und Technologiestrategien sein. Es wird erwartet, dass sich die künftige synthetische Agrarbiologie auf Durchbrüche bei effizienter Photosynthese, biologischer Stickstofffixierung, biologischer Stressresistenz, biologischen Wirkstoffen und zukünftigen Lebensmitteln konzentrieren wird. Es wird erwartet, dass diese Fortschritte bis 2035 zu einer Reduzierung des Einsatzes chemischer Pestizide und Düngemittel um über 30 %, einer Steigerung der Photosyntheseeffizienz um 50 % und einer Ertragssteigerung von 10 bis 20 % führen werden.
Die Entwicklung neuer Arten der Produktivität erfordert die Abkehr von traditionellen Wirtschaftswachstumsmodellen und die Konzentration auf die Steigerung der Produktivität, um eine qualitativ hochwertige Entwicklung voranzutreiben und zu unterstützen. In den vom Land identifizierten neuen Schlüsselsektoren ist die Technologie der synthetischen Biologie ein entscheidender Motor für die Förderung neuer Produktivitätsarten.
Als Agrarmacht ist China einem doppelten Druck ausgesetzt: einer starren Nachfrage nach Getreideproduktion und Einschränkungen bei Ressourcen und Umwelt. Chinas Ackerland pro Kopf beträgt etwa 40 % des Weltdurchschnitts, und die Nutzung von Agrarchemikalien und Düngemitteln beträgt nur 30 bis 35 %. Der Missbrauch von Düngemitteln und Pestiziden hat zu schwerwiegenden Problemen wie Bodendegradation, Umweltverschmutzung und Bedenken hinsichtlich der Lebensmittelsicherheit geführt.
Daher besteht ein dringender Bedarf, die Technologie der synthetischen Biologie zu nutzen, um die Effizienz von Ressourcen wie Licht, Dünger, Wasser und Land deutlich zu verbessern. Dies wird die internationale Wettbewerbsfähigkeit der Branche stärken, die sprunghafte Entwicklung der modernen Landwirtschaft in China fördern und Ernährungssicherheit, ökologische Sicherheit und öffentliche Gesundheit gewährleisten.
Die Entwicklung der synthetischen Biologie steht im Einklang mit Chinas „Dual-Carbon“-Zielen und bietet im Vergleich zu herkömmlichen Technologien größere Umweltvorteile und Kostenvorteile. Seit 2020 haben verschiedene Regierungsbehörden, darunter die Nationale Entwicklungs- und Reformkommission, das Ministerium für Wissenschaft und Technologie und das Ministerium für Industrie und Informationstechnologie, sowie große Wirtschaftsregionen Richtlinien zur Förderung der Entwicklung der synthetischen Biologie herausgegeben.
Auf der Konferenz der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und der Chinesischen Akademie der Ingenieurwissenschaften 2021 wurde hervorgehoben, dass „die Präzision technologischer Innovationen erheblich zugenommen hat und die Forschung an biologischen Makromolekülen und Genen in eine Phase präziser Regulierung eingetreten ist, die vom Verständnis und der Veränderung des Lebens zur Synthese und Gestaltung des Lebens übergeht.“ ."
Am 10. Mai 2022 veröffentlichte die Nationale Entwicklungs- und Reformkommission den „14. Fünfjahresplan für die Entwicklung der Bioökonomie“, in dem ausdrücklich festgestellt wird, dass die Bioökonomie, einschließlich der synthetischen Biologie, ein neuer Treiber für Chinas wirtschaftliche Transformation ist.
Mittlerweile haben die Reife der zugrunde liegenden Technologien und die daraus resultierenden Kostensenkungen den Grundstein für die rasche Entwicklung der synthetischen Biologie gelegt und Möglichkeiten für mehr Unternehmen geschaffen, in dieses Gebiet einzusteigen.
Chinas Getreideproduktion liegt seit mehreren Jahren auf einem hohen Niveau von 1,3 Billionen kg und es wird immer schwieriger, weitere Fortschritte zu erzielen. Das diesjährige Zentraldokument Nr. 1 schlug die Umsetzung einer neuen Maßnahmenrunde zur Steigerung der Getreideproduktionskapazität um einhundert Milliarden Kilogramm vor. Auf der jüngsten Zentralen Wirtschaftsarbeitskonferenz wurde ausdrücklich auf die Notwendigkeit hingewiesen, eine stabile und sichere Versorgung mit wichtigen Agrarprodukten zu gewährleisten, eine umfassende Sicht auf Landwirtschaft und Ernährung zu etablieren und die Landwirtschaft zu einer modernen Großindustrie auszubauen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 02.08.2024
