在推动生物技术四大工程——基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程在农业领域应用的同时，美国也从传统农业步入生物工程农业时代，其中生物育种、生物农药等技术成为这一时代的亮点。

　　生物育种让作物改良如人所愿

　　生物育种技术，是指以“转基因”的方法，把不同植物，甚至动物的控制优良性状的基因，转移到所需要的植物中去，实现按人的意志改良作物的愿望。这一技术的应用大大提高了农作物的产量、品质以及抗逆抗病能力，以及农业生产效率。

　　20世纪70年代以来，美国利用基因育种，特别是“定向设计”的作物育种技术，培育出一批具有高产、抗虫、抗病、抗旱涝等特征的农作物品种。比如，利用基因工程技术，把细菌的杀虫基因转入到棉花中，使棉花能够抗棉铃虫；将冷水鱼的抗低温基因克隆到西红柿中，得到抗冻西红柿，使西红柿的生产期延长；将一些高蛋白基因引入谷物作物，获得高蛋白小麦和高蛋白玉米，有助于解决人类粮食紧缺问题。利用细胞移植技术，将花蕊、子房或其他组织离体培养出再生植株，获得多种稳定的、有某种优势的品系，大大提高了培育优良品种的速度；通过植入固氮微生物的基因，使谷物等非豆科作物产生固氮能力，减少对化肥和非再生能源的依赖，提高单产和蛋白质的含量；通过培育抗病虫害的微生物，改善作物根系的生长环境，抑制某些病原的产生和杂草的生长，从而减少杀虫剂的施用量和保护环境。

　　目前，生物技术育成的抗虫棉、抗虫玉米、抗除草剂玉米、抗虫马铃薯、抗除草剂大豆、油菜、棉花等转基因作物已在生产上获得广泛应用。

　　与此同时，生物技术也有效地提高了畜禽的生产率，改善了畜禽的生产性能和品质，增强了其对病害和内、外寄生虫的抗性。科学家已经成功地把某些动物基因转移给牛、猪、羊等的受精卵中，获得性能优异的畜禽良种。美国利用基因工程方法把某些动物生长激素基因转移到细菌中，然后由细菌繁殖产生大量有用的激素。这些激素在畜禽新陈代谢过程中，能促进其体内蛋白质的合成和脂肪的消耗，从而加快生长发育，即在不增加饲料消耗的情况下提高畜禽的产量和品质。

　　另外，生物技术在美国农业中的应用，还让动植物成为制造“食用疫苗”和药物等的“工厂”。美国已开始利用水果、蔬菜生产抗肝炎、霍乱等传染病的疫苗。在利用动物的奶和蛋生产药物领域，一些研究成果的前景看好，包括绵羊奶已用于治疗囊性纤维变性，山羊奶已用于治疗癌症，鼠奶已用于治疗类风湿，鸡蛋已用于治疗流感。

　　生物农药既杀虫又环保

　　生物农药主要指自然界存在的，对农作物病虫害具有抑制作用的各种具有生物活性的天然物质，包括对这些活性物质进行开发所获得的，对环境安全友好、不易产生抗药性的生物制品，以及利用病原微生物如各种真菌、细菌、病毒等抑制植物病虫害的发生，等等。

　　生物农药最大的特点是以生物群治生物群。最初人们主要依靠“天敌”减少有害生物群密度。近年来，随着“天敌”对害虫致病、寄生的研究进展，美国已能通过提取这些发挥作用的物质，制成生物农药来防治植物病虫害，或是使“天敌”能够在体内合成致毒等物质，用作生物农药来防治植物病虫害。

　　随着最新分子生物学手段的应用，转基因生物农药新品种不断涌现，向更安全和更环保的方向发展，而且产品更新换代速度加快。利用生物农药的思路和转基因技术，美国能够生产出杀虫广、毒性强的微生物菌株，扩大了防治对象，增强了防治效果，只要把其喷洒在侵害作物的害虫上便可达到“以菌治虫”的目的。

　　生物农药改变了传统植保及农药的概念，成为更有效、无化学品污染的植保新理念。虽然目前生物农药生产成本稍高于化学农药，但它减少了农药用量，又节约了成本，而且还保护环境，可以广泛用于绿色食品、有机食品的生产，提高农作物的品质和经济效益。

　　生物技术成农民的“最爱”

　　有报道说，美国转基因种植面积占全球总面积的66%。自转基因品种问世后的5年内，美国所种植的65%的大豆、近70%的棉花和25%的玉米，均是生物技术改良的品种。

　　这些新品种为何被美国农民迅速接受？答案很直观：农民的经济收入得到改善。不是产量提高就是投入成本降低，或者两者兼之。最明显的是杀虫剂用量减少很多。

　　据美国明尼苏达州立大学国际粮食与农业政策中心的调查显示，对于大豆、棉花和玉米等主要农作物生物品种来说，2003年的应用情况与1996年的比较表明：美国农民不断采用农业生物技术。2003年，美国80%的大豆来自生物技术育种，而1996年只有9%；2003年生物技术育种棉花的种植面积占73%，而1996年仅为17%；生物技术育种玉米的种植面积从1996年的4%增加到2003年的40%。

　　这项调查还显示，2002年，来自玉米、大豆、棉花和油菜的收成创造的400亿美元价值中，一半是源于运用生物技术对种子进行改良的作物。在商品化的四种生物技术作物中，玉米每英亩的产量与传统品种产量相比增值最大，高达60美元。抗除草剂大豆的亩产收益增加将近15美元。另一方面，生物技术使得杀虫剂用量明显减少。以往美国农作物每英亩平均用农药22美元，现在转基因作物仅用10—12美元，效益的对比使转基因作物更具竞争力。

　　调查认为，一方面，改良农作物的增产和环保特性，让农民愿意种植生物农作物品种，增产、抗病、抗灾和提高营养价值的农作物自是农民看中的品种；另一方面，政府的投资、大多数州的生物农业技术计划等，引导农民使用生物技术。据统计，过去20年，美国在开发农业生物技术方面的投入年均增幅达15.5%，其间，美国政府的专项拨款达35亿美元。

　　美国国家食品与农业政策中心的最新研究也发现，美国2004年种植的1.18亿亩生物技术作物带来了66亿磅的增产，为美国农民增加了23亿美元的净收入；同时，生物技术作物将抗虫用品减少了34%，减少量达1560万磅。

　　最近，美国《世界农业》杂志发表的有关评述指出，近20多年来的基因技术成果已开始进入半商业化、商业化推广时期，由此拉开了世界农业生产大变革的帷幕。