В последнее время нехватка ресурсов, загрязнение окружающей среды и изменение климата становятся все более серьезными проблемами, создавая опасную угрозу глобальной безопасности сельскохозяйственных культур. Поэтому, чтобы обеспечить безопасность урожая, нам необходимо найти эффективный способ выращивать больше урожая на ограниченных площадях. Мы должны действовать быстро, чтобы разработать методы, которые позволят нам производить более питательную и обильную сельскохозяйственную продукцию.
95% продуктов питания в мире производится из почвы. Однако в традиционном сельском хозяйстве, несмотря на высокие урожаи, наблюдается резкое снижение соотношения затрат и выпуска удобрений и пестицидов. Текущее состояние почвы можно охарактеризовать как «соленое, кислое и перенасыщенное навозом», что оказывает возрастающее давление на почвенную среду. Одна треть почвы в мире уже деградировала. По оценкам экспертов, к 2050 году эрозия почвы может привести к снижению урожайности сельскохозяйственных культур на 10%. Кроме того, ненаучное и чрезмерное использование пестицидов создает серьезные проблемы для безопасности пищевых продуктов, экологической безопасности и здоровья человека!
Согласно последнему докладу Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН за 2023 год «Состояние продовольственной безопасности и питания в мире»: в 2022 году 2,4 миллиарда человек испытывали умеренную или острую нехватку продовольствия, что составляет около 30% мирового населения. По оценкам экспертов, к 2050 году население Земли увеличится на 2 миллиарда человек, а мировое производство продуктов питания должно вырасти на 70%, чтобы удовлетворить растущий спрос на продовольствие. Это соответствует требуемому ежегодному увеличению на 2,2%, темпу, которого в настоящее время трудно достичь при существующих методах ведения сельского хозяйства, и который является неустойчивым с экологической точки зрения.
Продовольственный кризис в сочетании с ограниченным освоением и ростом пахотных земель создает еще больше проблем для сельскохозяйственного производства. Поэтому срочно необходимы инновационные решения для повышения эффективности производства продуктов питания и качества их питания. Синтетическая биология, как одна из наиболее передовых и революционных стратегических технологий в сельскохозяйственной науке, обещает преодолеть традиционные препятствия в сельском хозяйстве и ограниченность ресурсов.
Что такое синтетическая биология?
Синтетическая биология — это новая комплексная область исследований, которая контрастирует с подходом системной биологии к анализу «сверху вниз». Это поднимает наши традиционные исследовательские стратегии на новую высоту. Ее часто называют ключом к пониманию жизни и революционной технологией, способной изменить будущее. Ее считают «третьей революцией в биологических науках» и представляют собой важнейший технологический путь для перехода человечества от понимания жизни к ее проектированию. Ее инженерные возможности обещают внести значительный вклад в решение важнейших проблем в области здравоохранения, энергетики, продовольствия и окружающей среды.
В применении технология синтетической биологии уже показала первые результаты в области сельскохозяйственных пищевых инноваций, что представляет собой важный аспект продовольственной безопасности. По данным BCC Research, самый быстрый рост наблюдается в продовольственном и сельскохозяйственном секторах: совокупный годовой темп роста составит около 64% в период с 2019 по 2024 год. Статистические данные Института генетики и биологии развития Китайской академии наук показывают, что синтетическая биология производственные продукты в настоящее время экономят от 30% до 50% энергии и сокращают выбросы, а будущий потенциал достигнет 50–70%.
Технология синтетической биологии станет ключевым направлением будущих стратегий сельскохозяйственной науки и технологий. Ожидается, что будущая сельскохозяйственная синтетическая биология сосредоточится на прорывах в эффективном фотосинтезе, биологической фиксации азота, биологической устойчивости к стрессу, биологических агентах и будущих продуктах питания. Ожидается, что к 2035 году эти достижения приведут к сокращению использования химических пестицидов и удобрений более чем на 30%, увеличению эффективности фотосинтеза на 50% и увеличению урожайности на 10–20%.
Развитие новых видов производительности требует отказа от традиционных моделей экономического роста и вместо этого сосредоточить внимание на повышении производительности для стимулирования и поддержки высококачественного развития. В новых ключевых секторах, определенных страной, технология синтетической биологии является важнейшим двигателем продвижения новых видов производительности.
Будучи сельскохозяйственной державой, Китай сталкивается с двойным давлением: жестким спросом на производство зерна и ограничениями в ресурсах и окружающей среде. Площадь пахотных земель на душу населения в Китае составляет около 40% от среднемирового показателя, а уровень использования сельскохозяйственных химикатов и удобрений составляет всего 30–35%. Неправильное использование удобрений и пестицидов привело к серьезным проблемам, таким как деградация почвы, загрязнение окружающей среды и проблемы безопасности пищевых продуктов.
Поэтому существует острая необходимость использования технологий синтетической биологии для значительного повышения эффективности использования таких ресурсов, как свет, удобрения, вода и земля. Это повысит международную конкурентоспособность отрасли, будет способствовать опережающему развитию современного сельского хозяйства Китая, обеспечит продовольственную безопасность, экологическую безопасность и здоровье населения.
Развитие синтетической биологии соответствует целям Китая по «двойному углероду» и, по сравнению с традиционными технологиями, предлагает большие экологические выгоды и экономические преимущества. С 2020 года различные правительственные органы, в том числе Национальная комиссия по развитию и реформам, Министерство науки и технологий и Министерство промышленности и информационных технологий, а также крупные экономические регионы издали политику содействия развитию синтетической биологии.
На конференции Китайской академии наук и Китайской инженерной академии 2021 года было подчеркнуто, что «точность технологических инноваций значительно возросла, а исследования биологических макромолекул и генов вступили в стадию точного регулирования, переходя от понимания и изменения жизни к синтезу и проектированию жизни». ."
10 мая 2022 года Национальная комиссия по развитию и реформам опубликовала «14-й пятилетний план развития биоэкономики», в котором прямо говорится, что биоэкономика, включая синтетическую биологию, является новым драйвером экономической трансформации Китая.
Между тем, зрелость базовых технологий и, как следствие, снижение затрат заложили основу для быстрого развития синтетической биологии и предоставили возможности большему количеству предприятий войти в эту область.
Производство зерна в Китае уже несколько лет остается на высоком уровне в 1,3 трлн кг, и сложность достижения дальнейшего прогресса возрастает. Центральный документ №1 в этом году предлагал реализовать новый раунд мероприятий по увеличению мощностей по производству зерна на сто миллиардов кг. Недавняя Центральная экономическая рабочая конференция прямо заявила о необходимости обеспечить стабильные и безопасные поставки важной сельскохозяйственной продукции, сформировать широкий взгляд на сельское хозяйство и продовольствие и превратить сельское хозяйство в современную крупную промышленность.
Время публикации: 02 августа 2024 г.
