教师节 | 终生学习:学习自然之法 用于农田之道

来源: 孟山都公司

在过去几个世纪里,人类的好奇心一直在推进科学与农业领域的进步。想象、观察、提问,是最基本的人类特质,对于推动农业和科学领域的进步尤其重要。在农业与科学领域,大自然是最好的老师,而现代农业技术便是以复杂微妙的地球生命系统和网络为导师,从中学习并开拓创新。

近距离研究大自然

今天的农业领域,许多研究人员希望详尽研究大自然、从中学习能够应用于农田管理中的自然规律。例如,科学家逐渐了解到,一匙表层土壤中含有的微生物个数就超过全球人口数量。通过对这些土壤微生物的研究,并结合对植物微生物互动机制更加深人的理解,人类就能够更好地保护和改善土壤健康,帮助作物更加茁壮地成长。

除了学习土壤中的知识,植物育种家还通过观察作物表现,更好地理解作物在进化过程中所发生的变化。这些微妙的线索能够帮助育种家选择出更适宜于当地环境和气候条件的作物。此外,更加完善精确的植物基因组知识,加上田间观察结果,能够加快植物育种的步伐,并拓宽我们对于作物理想生长环境的理解。

学习工具和技术的演化

想从大自然获得灵感,有时取决于人们对工作中变量的观察和探究。近年来,人们在农业中用来观察和研究大自然的工具也在应用范围和精准度上有所改进,并引领了数字工具的快速发展,农民因此获得更多资料,在实时复杂的田间变化中,做出最适宜的决定。

对自然过程的详尽观察和探究促成了现代农业三个重要领域的创新:微生物和土壤健康、因地制宜的作物遗传学,以及先进的育种技术。

我们正在学习:钻研土壤中的科学

显微学和成像技术的进步增进了我们对微生物活动、细胞过程和土壤健康的了解。随着我们研究大自然的能力不断提高,农业技术业也随之不断改进。

在我们的学习过程中,最重要的发现之一即是微生物在健康的土壤环境中所发挥的作用。 这些微观生命形态具有多种重要功能,从分解有机物质,到将大气中的氮固定到土壤中。它们中的一些被研究人员用来帮助作物生长,这些被称作“微生物制剂”的产品在农业领域有着广泛的应用,包括

  • 帮助植物保持健康,包括营养摄取和植物活力
  • 精准作物保护,包括虫害防治和抗病
  • 补充或替代传统肥料和化学品

这些被称作“微生物制剂”的产品在农业领域有着广泛的应用

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这些应用在农业界中产生了巨大的反响,业界正在投入大量资源进一步研究和开发。

我们正在学习:寻找帮助植物适应环境的基因

在不断观察和学习自然的趋势下,公私合作研究大大提高了我们对植物如何在遗传水平上适应不断变化的气候条件的理解。例如,在玉米中,育种家已经找到了1,000多种基因,这些基因有助于增强植物适应特定环境的能力。来自公立机构和农业企业的科学家能够通过玉米适应特定纬度和海拔的进化方式等遗传线索,为今后的植物育种研究提供路线图。

现代基因测序技术

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除了这些遗传学线索,现代基因测序技术的进一步发展也可以提供新的思路,帮助育种家更好地了解植物基因组。在基因水平上更精确地了解植物,有助于育种家为面临气候变化挑战的农民开发适应当地环境的品种。

我们正在学习:现代化植物育种

观察与研究植物细胞内部是另一项科学家师从大自然的经典案例。通过不断地深入学习,植物科学家可以通过现代农业技术模仿植物内部机制。利用这些模拟机制,研究人员可以详细了解细胞调节和修饰自身遗传信息的各种机制,以及细胞用于控制蛋白质产生的内部过程。

这些学习大自然的科研成果有些已经商业化,并确实带来了好处,例如抗褐变的苹果,还有抗病木瓜。这种木瓜品种是在20世纪90年代开发出来的,它的问世将夏威夷木瓜产业从环斑病毒中拯救出来。其他一些技术在抗击柑橘黄龙病的过程中有着光明的前途,以及保护作物免受害虫、杂草和疾病的损害。

在作物保护之外的更宽泛的农业领域中,人们也在不断探索这些技术,以帮助蜜蜂抵御其寄生虫瓦螨。在过去二十年中,这种寄生虫已经在北美对蜜蜂种群造成了毁灭性的灾难。

现代化植物育种

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着眼未来的创新

现代农业技术总是在寻求解决方案,以尽量减少农业生产对环境的长期影响。 农业在上个世纪所取得的进步本身已经很令人惊异,但我们必须继续朝着可持续发展的方向努力,而今天的创新也能帮上忙。拥好奇心、观察力和由大自然激发的创新灵感,现代农业将继续前行。

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