生物技术的进展范文

导语：如何才能写好一篇生物技术的进展，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

随着农业革命、手工业革命、工业革命、商品国际化革命、信息产业化革命的推进，许多科学家们预言21世纪必将产生一次生物技术革命，而这一革命的主战场就是农业。现代生物技术可有效提高农作物产量、改善农作物的营养品质。因此，现代生物技术必然会成为未来农业发展的重要趋势。

1现代生物技术在农业领域的应用

1.1基因工程在农业领域的应用

基因工程即利用分子生物学和微生物学技术，设计好不同来源的基因顺序，在体外成功构建杂交DNA分子后导入受体细胞，使受体细胞表现出人们需要的表现型，产生出人们需要的物质。在农业领域应用基因工程技术，获得的农作物优质、高产、抗性强，还可获得畜、禽新品种及具有特殊作用的动、植物。例如，经过7年的努力攻关，2011年胜利突破了大面积示范（即6.67hm2示范）平均产量为13500kg/hm2的超级杂交稻第3期目标，达到了13899kg/hm2[1]；运用转基因技术将相应的基因导入油菜中有望培育出转基因抗病油菜新品种[2]；运用基因工程技术可将抗除草剂基因导入农作物中，使农作物能够不受除草剂的影响，目前已生产出多种抗除草剂作物品种，应用广泛[3]。

1.2细胞工程在农业领域的应用

细胞工程是指在体外培养细胞，以改变细胞某些生物学特性为目的将不同作物或动物进行细胞杂交，使植物或动物个体繁殖速度加快，以获得优良品种或新品种及某些具有特殊作用的物质的一门技术[4]。细胞工程技术在植物快速繁殖、植物新品种选育等方面发挥着重要作用。目前植物体细胞杂交应用较多，如可以将马铃薯细胞和番茄细胞进行杂交，可获得上结番茄下结马铃薯的“番茄马铃薯”；将豆科植物与向日葵进行细胞杂交，可培育出具有高营养价值的“向日豆”[5]。

1.3发酵工程在农业领域的应用

发酵工程即利用微生物具有的特殊作用生产出对人类生产有用的产品，或直接将微生物应用到工业生产过程的一门新的技术。发酵工程主要可应用在农业领域的2个方面，一是生产传统的发酵产品，如果酒、茯砖茶、食醋等；二是生产一些食品添加剂。如茯砖茶的制作过程中就运用到了发酵工程技术，通过调控渥堆时间、使用接种剂、发酵剂等方法可以改进茯砖茶的加工工艺，进而可生产出“金花”饱满、品质优良的茯砖茶。

1.4酶工程在农业领域的应用

酶工程，简单来说就是利用酶的生物催化功能，借助工程手段将相应的原料转化成有用物质。酶工程可应用在农业领域中的制酒、制酱等方面。例如，随着我国粮食的不断增产，一些地区出现了粗粮过剩的问题，需要解决粗粮的淀粉利用。解决办法之一是生产葡萄糖，但由于葡萄糖甜度不大，难以在市场上应用。最有效的办法还是运用酶工程技术的手段，将葡萄糖转变为甜度大的果糖，果糖不仅比葡萄糖甜度大，其比蔗糖的甜度还高50%以上。

2微生物肥料在农业领域的应用

2.1微生物肥料的特点

微生物肥料是含有活的微生物的特殊的肥料，在农业生产中应用该种肥料可获得特定的肥料效应[6]。生物肥料的定义分为2个方面，从狭义上讲，生物肥料就是指微生物肥料，是由具有特殊作用的大量有益微生物发酵产生的，活性高。施入该种肥料能够产生活性物质，能够增加作物的固氮作用，改善土壤的理化性质，使作物的生长环境变得更好，使作物生长更优、产量更高。从广义上讲，生物肥料泛指各种具有特定肥效的生物制剂，包括特定的活的生物体、生物体的代谢物或基质的转化物等，此种生物体不限定，既可以是微生物，也可以是动、植物组织和细胞[7-8]。

2.2生物肥料的应用优势

微生物肥料具有其他化肥和农药没有的优势，可有效改善土壤的理化性质，提高土壤肥力。目前微生物肥料已应用在绿色有机食品生产、农业生态环境保护以及高产、优质、高效农业的持续发展中，并发挥着极其重要的作用[9-10]。微生物肥料本身无毒害作用，对环境几乎无污染；同时，施用量一般不大，在其生产过程中所消耗的能量也很少，因而可节约农民的施肥成本。此外，微生物肥料还可改善土壤的理化性质，减少土壤营养流失和富营养化的产生，实现土壤的可持续化利用。

篇2

[关键词] 生物质燃料 综合应用技术 新进展

[中图分类号] TK6 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650（2016）10-0206-01

引言

党的十报告中提出了关于提高能源使用效率的问题，即要支持新能源的开发，提高可再生能源的利用率。至此，河南驻马店市农业大区对生物质燃料的综合应用技术得到了高度重视。生物质能作为碳源具有可再生性，可以转化为固态燃料、液态燃料、气态燃料。

1 固体生物质燃料的综合应用技术

制备固体生物质燃料所采用的技术是固化成型技术，即将品位相对较低的生物质转化为品位相对较高的生物质燃料，而且由于燃料已经固化成型的，所以方便与存储和运输，在燃料的利用上也非常便利。固体生物质燃料的资料来源于农业和林业生产中所产生的玉米芯、秸秆等等各种废弃物。

1.1 固体生物质燃料的成型技术

首先，要收集生物原材料，将这些材料经过筛选之后，确保材料干燥，灰分符合要求，污染性低而且热值高、容易燃烧。对于这些材料进行干燥处理后，进行成型处理以方便运输[1]。其次，将所有筛选出来的材料粉碎处理，并将黏结剂和助燃剂加入其中进行压缩，使固体生物质燃料不仅方便存储，而且容易燃烧。

1.2 固体生物质燃料的生产技术

根据不同的生产条件，固体生物质燃料所采用的生产技术也会有所不同。其一，常温湿压成型技术，具体而言，是将纤维素原料进行水解处理而使得原料的纤维经过湿润时候软化，使其皱裂，之后进行压缩处理。这种技术的操作简单，但是会提高部件的磨损度，而且所生产的燃料的燃烧值比较低。所以，成本相对较高。其二、炭化成型技术，即对生物质原料进行炭化处理后成为粉末状，将粘结剂加入其中，压缩成木炭。比如，河南驻马店市农业大区，秸秆多综合利用，利用炭化技术工艺生产出来的秸秆炭粉可制成炭球、活性炭等炭产品。在秸秆炭化的过程中所排放的烟雾收集起来提取可燃气体、木焦油、木醋酸。但目前综合利用率还比较低，所以，还国家对秸秆综合利用予以补贴和政策上的倾斜。

2 液态生物质燃料的综合应用技术

2.1 燃料乙醇

燃料乙醇成本低而且具有可再生性。生产技术上，是对非粮食原料乙醇回收后，经过净化并发酵处理。其中，对脱水处理技术具有很高的要求，主要采用了萃取精馏法、吸附分离法以及共沸精馏法等等[2]。所生产的燃料乙醇中所含有的乙醇可以达到99.7%，比无水乙醇中的乙醇含量要高。

2.2 生物柴油

动植物油脂经过加工处理后，可以生产出与柴油的化学性质比较接近的长链脂肪酸单烷基酯，即为“生物柴油”。这种材料具有良好的性，没有毒，而且生物降解，是用于替代柴油的最好的材料。生产技术上，物理方式进行技术处理即为直接混合法、酯交换法和酶催化法；化学方式进行技术处理即为采用了微乳化法高温热裂解法。由于所使用的材料不同，生产出来的生物柴油存在着有点和不足。目前广泛使用的生物柴油制备方法为酯交换法。这种方法的原料来源广泛，加工工艺简单，所生产出来的生物柴油性能稳定，但是在生产的过程中会有碱性废水产生，而且生产设备会遭到严重的腐蚀。

3 气态生物质燃料的综合应用技术

生物质发酵技术，就是将生物质采用厌氧微生物分解技术，经过代谢处理之后生成了气体，这种气体的主要成分是甲烷，其中还包括二氧化碳、氢气以及硫化氢等等，即为“沼气” [3]。沼气的发酵划分为水解液化、酸化、产甲烷三个阶段。生物技术的快速发展，挖掘高效厌氧微生物并使用的效率也会有所提高，对沼气的利用起到了促进作用。

按照生物质气化原理，生物质气化制氢技术需要将生物质进行气化处理后，可燃性的气体与水蒸汽不断地重整，从中可以提取氢气。研究的介质是催化剂、气化炉，使用白云石制作二氧化碳，吸收蒸汽，经过气化后产生二氧化碳气体。经过试验表明，气体中的氢气产量是非常高的，可以达到66.9%；二氧化碳气体为3.3%；一氧化碳气体为0.3%。

总结

综上所述，中国在近年来环境污染日趋严重。要保护好生态环境，就要加大清洁能源的使用力度，同时还要提高能源的重复使用效率。特别是发展新能源，能够对不可再生能源的利用以缓解，一方面可以对能源使用的安全予以维护，而且还可以推进新农村建设。

参考文献

[1]王永征，姜磊，岳茂振，等.生物质混煤燃烧过程中受热面金属氯腐蚀特性试验研究[J].中国电机工程学报，2013，33（20）：88―95.

篇3

关键词：城市土壤；重金属污染；植物修复技术；大生物量非超富集植物；综合评估筛选法

中图分类号：X53 文献标识码：A DOI编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.03.011

城市土壤因受人类活动强烈影响而区别于自然土壤，主要指厚度大于50 cm的非农用土壤，通常出现在城市和城郊区域[1-3]。城市化过程中的工业发展、城建工程的实施和居民日常生活等人类活动排放的污染物，以各种形式直接或间接地进入城市土壤，改变了城市土壤的理化属性，造成了城市土壤的重金属污染[4]。城市土壤重金属既可通过直接接触密集的城市人群而危害人体健康，又可通过对大气、水体的影响而影响城市生态环境，进而影响生命安全[5-6]。城市土壤既可以为城市绿色植物的生长提供养分，是其必不可少的生长介质，又可以为土壤微生物提供栖息地，是其能量的重要来源之一，所以城市土壤是城市生态系统尤为重要的组成部分，与城市生态环境息息相关[5]。因此，城市土壤重金属污染修复技术成为国内外学者研究的热点领域。

1 城市土壤重金属污染现状

原成土母质和人为活动是城市土壤重金属的来源，其中工业生产、机动车辆尾气排放、生活垃圾堆弃等人为活动是造成城市土壤重金属污染的主要因素。一方面，人为活动产生的重金属以气溶胶的形式进入大气，经过干湿沉降间接进入土壤；另一方面，附着于废弃物中，直接排入城市土壤，造成重金属污染，甚至污染地下水。并且城市土壤重金属污染具有一定的空间分布特征，总体表现为城区内部土壤重金属含量明显高于郊区，并且交通干线两侧、人类活动密集区、老工业区重金属污染较为严重，而受人为活动影响较小的风景区、公园等功能区土壤重金属污染则属于中低度污染和轻微生态风险。

城市土壤Pb、Zn、Cu、Cd等重金属多介质复合污染给人体健康带来了极大的风险。食物链传递研究表明，重金属已经不同程度地污染了我国的城市郊区菜地土壤[7-9]，重金属含量已超标的蔬菜大量向城市供应。除此之外，以扬尘为载体进入大气的城市土壤重金属，最终可通过人体的新陈代谢作用而进入体内并逐渐积累，从而直接威胁到人体健康。研究表明，北方沙尘暴天气发生时，大气环境中土壤重金属元素浓度迅速增加，Pb、Zn、Cu、Cd的浓度比平常高出3～12倍[10-11]。据相关研究部门统计，上海市大约有1/3的大气颗粒物来自于土壤扬尘[7]。此外，城市土壤重金属元素的积累对植物、动物、微生物的生理生态等方面也产生一定的毒害，导致城市土壤的退化。

2 土壤重金属污染修复研究现状

近年来，科研工作者不断探索重金属污染土壤的修复技术，使物理、化学和生物等修复技术得到了较快的发展。由表1可知，尽管这些物理、化学修复手段对治理重金属污染土壤具有非常重要的实践意义，但仍具有投资大、修复效率低、对周围环境干扰性大、易导致次生污染等诸多缺点。相比较而言，尽管植物修复技术有着种质资源较少、修复效果待改善和植物生长条件等局限性，但其仍具有技术和经济上的双重优势，不仅能够利用绿色植物的新陈代谢活动来修复土壤环境中的重金属污染，而且具有一定的观赏价值，有助于园林城市的建设。

广义的植物修复技术是在多学科交叉点上发展起来的新技术，建立在植物对某种或某些化学元素的耐性和积累性基础之上，利用植物及其根际共存微生物体系的吸收、挥发、降解和转化作用来清除环境中的污染物的一门环境污染治理技术[12]。通常所说的植物修复技术是指选择具有吸收富集土壤中污染元素能力的植物，并将该植物种植于特定重金属污染的土壤上，随着该植物收获和植物组织器官的妥善处理，便可移除土体中的该种污染重金属，最终达到污染治理与生态修复污染土壤的目的[13]。这种技术因为其在土壤污染治理方面的巨大应用潜力，吸引了各国相关领域的科学家进行相关研究，并取得了一定的进展。

2.1 超富集植物修复技术

现今已经发现的超富集植物约500多种，主要分布在气候温和的欧洲、美国、新西兰及澳大利亚的污染区，但利用植物修复污染土壤则是近几十年的工作。目前，关于超富集植物对重金属耐性和积累性机理、修复性能改进及应用技术等方面的研究已经在全世界范围内展开，并且也取得了一定的进展。此外，植物修复技术商业化因其工程性的试验研究以及实地应用效果，在未来具有巨大的商业前景。

2.2 超富集植物修复的局限性

超富集植物在修复土壤重金属污染方面表现出显著的生态效益、社会效益和经济效益。尽管利用植物修复技术修复重金属污染土壤具有廉价、有效、使土壤免受扰动等优点，但是在实际应用中，超富集植物由于其固有的特点，大大限制了在植物修复技术中的应用。第一，大部分超富集植物生物量低下，严重制约了修复效率，且植株矮小，不便于机械化作业；第二，超富集植物引种易受到地域性限制，因其多为野生植物种质资源，区域性分布较强，难以适应新的生物气候条件；第三，超富集植物往往只适用于某种特定的重金属元素，具有较强的专一性，对土壤中其他含量较高的重金属则表现出中毒症状，从而在重金属复合污染土壤修复中的应用受到了限制；最后，超富集植物根、叶、果实等器官机械折断、凋谢或腐烂等途径使重金属重返土壤，易造成二次污染，间接降低了修复效率。

2.3 大生物量非超富集植物与超富集植物修复技术

Ebbs等[16]认为超富集植物以外的其他大生物量非超富集植物也具有修复重金属污染土壤的可能性，并提出农作物地上部可观的生物量能够补偿地上部较低的重金属含量的观点。周振民等[17]指出了大生物量非超富集植物修复技术是一项非常有发展潜力的植物修复技术。因此植物修复技术走向工程实践的主要任务是筛选与开发大生物量、富集重金属能力强且具有观赏性的复合型修复植物。

3 土壤重金属污染大生物量植物修复技术研究进展

现有超富集植物种质资源贫乏，并且其具有自身的局限性，修复效果也有待于进一步加强，故植物修复技术还不成熟。另外，评价植物修复重金属污染的标准是重金属迁移总量，然而已经发现的超富集植物因其生物量小、生长缓慢而使重金属迁移总量相对较低，自然种群中存在着对重金属具有一定耐性的大生物量植物，虽然其单位质量的重金属含量尚不满足超富集植物的定义，但此时其所积累的重金属绝对量反而比超积累植物的绝对量大。因此大生物量非超富集植物对城市土壤重金属的修复作用更大。

3.1 大生物量修复植物的优势

以大生物量植物种质资源作为筛选修复植物对象是有依据的，一方面，大生物量修复植物具备普通植物的功能特点；另一方面，大生物量修复植物还有普通植物不具备的诸多优点。主要表现为：

（1）高生物量植物种质资源丰富，有着巨大的潜力，可为筛选提供坚实的基础；

（2）在进行城市土壤修复、调控大气环境的同时，能够美化环境，一举两得；

（3）具备观赏性的大生物量修复植物，不会进行食物链的传递积累，减少了对人体的危害；

（4）大生物量植物对人类健康也有着一定的作用，如油松、核桃、桑树等对杆菌和球菌的杀菌力均极强，花卉芳香油可抗菌，提高人体免疫力，可作为保健食品或调控大气环境；

（5）在长期的生产实践中，品种选育、植物栽培以及病虫害防治等经验日益丰富。因此，筛选大生物量植物修复城市土壤重金属污染是可行的。

3.2 大生物量植物的耐性与积累性研究

4 大生物量修复植物的判断标准与筛选

由周振民等[17]对重金属污染土壤大生物量修复植物进行的综合研究可知，其筛选对象主要为部分农作物、杂草、树木和花卉。修复城市土壤的大生物量植物应具有一定的生态功能和观赏价值，按观赏部位可分为观花的、观叶的、观芽的、观茎的、观果的五类；从低等到高等植物，从水生到陆生；有草本也有木本，有灌木、乔木和藤木，种类繁多。因此筛选既具有观赏性又具有生态修复功能的大生物量修复植物就尤为重要了。

为了便于采取定性与定量相结合的综合评估分析法筛选出具备此能力的大生物量修复植物，这就要求植物符合一定的判定标准。耐性特征、积累特征、观赏性和生态调控功能是主要的评定指标，其中耐性特征和积累特征是最基本的判断标准。耐性植物应该能够在较高重金属污染浓度的土壤上完成生命周期，并且污染处理的植物地上部生物量与对照植物的地上部生物量相比没有明显的下降，这才说明该植物对重金属污染的土壤具有一定的耐性。积累特征以转移系数和富集系数综合表示，李庚飞等[25]研究表明，在利用大生物量非超富集植物进行重金属污染修复时，若植物对某重金属元素的转移系数和地上部分富集系数均大于0.1，说明植物对该金属元素具有富集的潜力。此外，植物观赏性和固碳释氧、吸收有毒有害气体等生态调控功能等指标的纳入，对采用综合评估筛选法进行复合型修复植物的筛选更有意义。

大生物量植物种类繁多，盲目地筛选是不科学的。因此首先应该搜集资料，调查各种植物的特点及其本身生长习性，从中初选出最有可能成为修复植物的种质资源进行研究，之后再进一步确认。例如，可从受污染严重的区域采集仍然能够正常生长的物种进行试验，或从生长不易受环境影响的物种着手。初选大生物量修复植物在一定程度上可由植物的根、茎、叶初步判断[26]。生物量与株高成正比，而生物量越大，修复效率也相应增大，因此株高是修复植物的重要选择依据。为使筛选出的修复植物具有更好的实践性，也应尽量地人为模拟与特定重金属污染城市土壤条件相一致的环境条件，利用盆栽试验筛选出大生物量复合型修复植物。

5 结 语

我国对植物修复重金属污染土壤的研究起步较晚，筛选工作做得不多，大量有潜力的修复植物还有待发现，尤其是以大生物量修复植物为筛选对象将成为一个突破口。总的来说，用大生物量修复植物修复污染土壤的潜力巨大。在城市污染土壤修复中，大面积地应用与其他手段相结合的大生物量修复植物，既可以美化环境，又能带来巨大的经济效益。因此进一步提高大生物量修复植物的修复效率，应从生态位的理论出发，开展植物品种的筛选与培育、复合修复技术应用、修复效果验证试验等方面的研究，以适应城市需要，并将植物修复、观赏植物苗木生产、园林景观建设与生物质能利用有机结合，形成环境污染修复产业，走循环利用绿色发展之路。

参考文献：

[1] 张磊，宋凤斌，王晓波.中国城市土壤重金属污染研究现状及对策[J].生态环境，2004，13（2）：258-260.

[2] 张甘霖，朱永官，傅伯杰.城市土壤质量演变及其生态环境效应[J].生态学报，2003，23（3）：539-546.

[3] 黄勇，郭庆荣，任海，等.城市土壤重金属污染研究综述[J].热带地理，2005，25（1）：14-18.

[4] Chen J.Rapid urbanization in China： A real challenge to soft protection and food security[J].Catena，2007，69（1）：1-15.

[5] De Kimpe C R， Morel J L.Urban soil management： A growing concern [J].Soil Science，2000，165：31-40.

[6] 李敏，林玉锁.城市环境铅污染及其对人体健康的影响[J].环境监测管理与技术，2006，18（5）：6-10.

[7] 黄益宗，郝晓伟，雷鸣，等.重金属污染土壤修复技术及其修复实践[J].农业环境科学学报，2013，32（3）：409-417.

[8] 张勇.沈阳郊区土壤及农产品重金属污染的现状评价[J].土壤通报，2001，32（4）：182-186.

[9] 王庆海，却晓娥.治理环境污染的绿色植物修复技术[J].中国农业生态学报，2013，21（2）：261-266.

[10] 王玮，岳欣，刘红杰，等.北京市春季沙尘暴天气大气气溶胶污染特征研究[J].环境科学学报，2002，22（4）：494-498.

[11] 庄国顺，郭敬华，袁蕙，等.2000年我国沙尘暴的组成、来源、粒径分布及其对全球环境的影响[J].科学通报，2001，46（3）：191-197.

[12] 盛连喜，冯江，王娓，等.环境生态学导论[M].北京：高等教育出版社，2002：76-79.

[13] 吴志强，顾尚义，李海英，等.重金属污染土壤的植物修复及超积累植物的研究进展[J].环境科学与管理，2007，32（3）：67-72.

[14] Brooks R R， Lee J， Reeves R D， et al. Detection of nickeliferous rocks by analysis of herbarium specimens of indicator plants [J].Journal of Geochemical Exploration，1977（7）：49-57.

[15] Chaney R L. Plant uptake of inorganic waste constituents [C]//PARR J F. Land Treatment of Hazardous Wastes. Noyes Data Corporation， New Jersey：Park Ridge，1983：50-76.

[16] 韦朝阳，陈同斌.重金属超富集植物及植物修复技术研究进展[J].生态学报，2001，21（7）：1 196-1 203.

[17] 周振民，朱彦云.土壤重金属污染大生物量植物修复技术研究进展[C]//第三届全国农业环境科学学术研讨会论文集.天津：[出版社不详]，2009.

[18] 刘维涛，张银龙，陈喆敏，等.矿区绿化树木对镉和锌的吸收与分布[J].应用生态学报，2011，19（4）：725-756.

[19] 黄会一，蒋德明，张春兴，等.木本植物对土壤中镉的吸收、积累和耐性[J].中国环境科学，1989，9（5）：323-330.

[20] 余国营，吴燕玉，王新.杨树落叶前后重金属内外迁移循环规律研究[J].应用生态学报，2009，7（2）：201-208.

[21] 王广林，张金池，庄家尧，等.31种园林植物对重金属的富集研究[J].皖西学院学报，2011，27（5）：83-87.

[22] 许妍，周启星.天津城市交通道路扬尘排放特征及空间分布研究[J].中国环境科学，2012，6（12）：34-39.

[23] 刘家女，周启星，孙挺.Cd-Pb复合污染条件下3种花卉植物的生长反应及超积累特性研究[J].环境科学学报，2006，26（12）：2 039-2 044.

[24] 陈辉蓉，吴振斌，贺锋，等.植物抗逆性研究进展[J].环境污染治理技术与设备，2001，2（3）：7-13.

篇4

关键词：近红外光谱技术；无创生化检验；研究；进展

中图分类号：R446.1 文献标识码：A 文章编号：1005-0515（2013）8-006-02

目前心脑血管病、糖尿病等常见的慢性疾病，对人类的健康构成极为严重的威胁。据世界卫生组织调查报告显示：预计到2030年，全世界患者糖尿病患者人数将达到3.66亿。随着我国当前社会老龄化加剧，人们的生活水平已经逐渐提高，血脂、血糖异常患者的发病率也呈现不断上升的趋势。因此，如何控制这类疾病的发生就成当下研究的主要课题。大量临床研究证实，对于这一类疾病最好的预防和控制就是要做到早发现、早预防、早治疗，为此，就需要加强患者血糖、血脂的检测。在当前的医学技术发展的情况下，无创生化检验得以应用和发展，不仅实现了连续实时监测，而且减少了对患者不必要的负担和痛苦。为此，在这里以我院随机抽取的2012年1月到2013年2月期间的收治的42例血糖、血脂异常患者的临床资料进行回顾性分析，具体报告结果如下：

1资料与方法

1.1一般资料 本组研究资料均源于2012年1月到2013年2月期间的收治的血糖、血脂异常患者，年龄46-72岁，男44例，女40例，两组患者在性别、年龄、生命体征、临床症状等方面P>0.05，不具有统计学意义，具有临床可比性。

1.2研究方法 以我院在2012年1月到2013年2月期间的收治的42例血糖、血脂异常患者的临床资料为研究对象，将其作为实验组，本组所有患者均例行近红外光谱技术无创生化检验，并且同期例行血糖、血脂常规检测的42例患者进行对照，设为对照组，针对两组患者的临床效果进行系统评价。

1.3实验仪器 傅里叶变换红外光谱仪，探测器为TE制冷探测器，分辨率为8cm-1， 光谱采集范围要求在1000-2500nm，扫描次数为32，要求每隔30min测量一次基线。

1.4近红外光谱技术无创生化检验

1.4.1离体分析 采集人体血浆作为检测标本，利用近红外光谱对溶液中的血糖含量进行分析，并以PLS作为定标方法，测定SEP值。

1.4.2无创分析 建立交模型，采用交叉检验法，跟踪患者血糖水平变化，预测患者SEP值。

1.4.3动态监测 采用动态血糖监测系统，对患者血糖动态变化进行实时监测，在监测 时，血糖每一次的变化信号均以血糖值存储于系统中，平均每5分钟记录一次，然后将相关数据下载于电脑中，为医生诊断提供依据。

1.5统计学分析 采取SPSS13.0软件实施统计分析，差异有统计意义，即P

2结果

2.1一般情况

对照组疾病控制率达100%，检测满意度达98%，而且实验组疾病控制率为75%，检测满意度达67%，其检测效果明显优于对照组，差异显著，具有统计学意义，P

与对照组相比，P

2.2血糖含量测定结果

采用完全交互验证的方式建立偏最小二乘模型，平滑和基线校正配合微分处理可以有效的消除各个方面的噪声，如电噪声、杂散光等，优化光谱信号，提高模型的预测能力。具体如表2所示：

3讨论

近红外线光谱技术是近年来应用和发展较快，且关注度较高的一种分析技术，目前已经广泛应用于各个领域，其在无创生化检验中的应用，引起了众多医学专家的注意。

3.1分析原理

近红外线光谱有其自己特有的光谱特性，在进行分析时，可以利用物质分子产生能级跃迁，将部分光能吸收，以形成谱带，进而就可以得到相应的光谱图。另外，有机物近红外光谱的特异性较强，受外环境影响相对较小。

3.2技术特点

在生化检验中，主要通过虚拟仪器软件技术和校正分析模型，所用样本品用量少、成本低、无需预处理、无破坏、无试剂、无污染、谱图稳定、高效、且可以实现多组同时检测。

3.3临床应用

近红外光子能量相对较低，物质穿透力强，可以实现对生物体的无损检验测，临床上主要集中于血氧、血糖等的测定，目前近红外研究作为主流方法，其基础原理的深入研究，更加适合于血糖的检测，并且具有良好的临床检测效果，如本组研究结果显示：对照组疾病控制率达100%，检测满意度达98%，而且实验组疾病控制率为75%，检测满意度达67%，其检测效果明显优于对照组，由此可见，其检测的有效性。

3.4改进措施

本组研究中发现测量葡萄糖时，其光谱是唯一的，但是容易被其他光谱所覆盖，这是因为其受到干扰，从而阻碍了其在检测恶性疾病中的应用，为此，需要结合现代多种技术和手段，可以有效的消除各个方面的噪声，如电噪声、杂散光等，优化光谱信号，提高检测准确率和分辨率。

总而言之，采用近红外光谱技术用于无创生化检验，无试剂、无损伤、分析快速，具有较高的利用价值和意义，但是需要临床医师作出进一步的研究与探讨，确保近红外在生化检测中的实用化，增加客观指标，避免干扰因素，结合技术和设备的实际情况，取得更好的检测结果。

参考文献：

[1]丁海泉，卢启鹏，彭忠琦，陈星旦. 近红外光谱技术用于无创生化检验研究的进展[J]. 光谱学与光谱分析，2010，08：2107-2110.

[2]李晓明，杨滨. 近红外光谱技术的研究进展及其在中药领域的应用[J]. 中国实验方剂学杂志，2006，12：69-72.

[3]Baratieri Sabrina C，Barbosa Juliana M.Multivariate analysis of nystatin and metronidazole in a semi-solid matrix by means of diffuse reflectance NIR spectroscopy and PLS regression. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis .2008，05：759-763.

篇5

[关键词] 无公害蔬菜 发展现状 发展措施及对策

[中图分类号] S63 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 （2015）02-0027-02

盐津是典型的山区农业县，山高坡陡，植被覆盖率大，天然植被隔离条件优越，耕地资源丰富，工业极不发达，无“三废”污染，是发展无公害农产品的理想之地。如何充分发挥地区资源优势，加大产业结构调整力度，大力发展无公害蔬菜产业，走基地化、产业化、市场化的发展道路，真正把无公害蔬菜产业作为增加农民收入的重要产业之一，是当前我们必须考虑的问题。

1 盐津县无公害蔬菜生产现状及存在问题

1.1 生产现状

我县蔬菜种植面积大，但是分散，绝大部分属于老百姓一家一户种植，只有极少数的县城周边村适度集中种植。2014年，全县蔬菜种植面积16万亩，总产量24.1万吨，总产值20083万元。

1.2 存在问题

1.2.1基础设施薄弱，物质技术装备水平低

由于我县属典型山区农业县，财贫民困。近年来，虽然国家实施以工代赈、生态工程、中低产田地改造等农田水利设施建设资金投入逐年有所增加，但离发展现代农业所必须的农业基础设施还相距甚远，难以实现农田能排能灌和高产稳产，抵御自然灾害能力十分脆弱。

1.2.2农民发展蔬菜产业的主动性和积极性还不高，无公害意识不强。

蔬菜产业是个技术密集、劳动密集、资金投入密集的产业。而部分菜农对发展无公害蔬菜生产的重要性认识不足，重视不够，使无公害蔬菜生产技术措施不能全面落实到户，乱用农药、超量施肥的现象仍然存在，还不能很好的适应市场对高品质、无公害的要求。

1.2.3缺乏大型蔬菜深加工企业带动，无公害蔬菜产业整体效益较低

由于受种植分散、科技水平低等因素的影响，无法吸引加工企业进入我县落户，产供销一体化生产格局难以形成，严重制约无公害蔬菜产业的纵深发展。

1.2.4信息服务体系建设滞后

由于人力、物力、财力等诸多原因，没有一套完整的农业产业化服务体系，不能及时、准确地为市场、流通组织和农户提供信息，导致生产盲目和市场销售脱节，严重制约无公害蔬菜产业的发展。

1.2.5农民科技文化素质低，小农思想严重

我县农民科技文化素质普遍较低，投入资金有限，愿意“摸着石头过河”，缺乏创新意识和大胆尝试的思想，加之政府扶持资金有限，绝大部分农户以自产自销为主，标准化和规模化的生产格局难以打开。

1.2.6病虫害防治方面问题

一是广大菜农对植保部门病虫害的预测预报和先进的防治技术难以及时、准确地掌握。二是菜农的素质参差不齐，部分菜农对药剂的选择与使用难以准确把握，盲目乱用现象严重。三是农药市场混乱，大部分农药经销人员不懂技术，以赢利为目的，常误导菜农错误用药。这些问题直接影响了菜农的用药水平，致使蔬菜残留问题长期得不到解决。

1.2.7水肥管理存在的问题

A多施用氮肥.钾肥施用严重不足

据统计，棚室生产中，平均亩施底肥如鸡粪、猪粪等高浓度农家肥施用量超过理论施肥量的2-4倍，在生育期还要追施磷酸二铵，特别是速效氮肥尿素的施用量，几乎超过理论施肥量的10倍，根本不施或仪靠有机肥来补充其他的钾肥，造成土壤中氮肥过量，钾肥不足的现象。

B对于钙、镁、铜、硫、及微肥在蔬菜生产中的作用认识不够

在蔬菜生产中不仅仅要合理地施用氮、磷、钾肥，而且钙、镁、硫及其它微量元素对于提高蔬菜品质产量也回起到不可忽视的作用。由于大多菜农对此认识不足，基本不施中、微量元素肥料，仅靠多施用有机肥来补充。

C水在蔬菜生产中的作用认识不够

长期以来，大多数菜农一直不给蔬菜浇水或大面积浇水，不能够根据土壤中的含水量来确定蔬菜的需水需求。

2 发展蔬菜产业的对策

2.1 科学规划、合理布局

一是根据我县良好的土壤、气候、水质和空气质量等条件，把无公害蔬菜基地规划在牛寨、盐井、兴隆、普洱等条件比较优越的地方。二是要合理安排品种布局，重点根据市场供求状况和价格信息，种植各类时鲜无公害蔬菜为主。三是坚持“六大”原则，即坚持注重效益原则、坚持市场导向原则、坚持示范带动原则、坚持依靠科技原则、坚持规模化发展原则、坚持可持续发展原则。

2.2 加大科技培训

结合蔬菜农事活动的不同阶段，采取现场会、培训班等形式，有针对性地对乡村农技人员和菜农进行培训，重点对无公害蔬菜栽培技术规范和无公害蔬菜生产高产栽培技术方面进行培训，确保蔬菜种植户户均有一人受训。

2.3 完善无公害蔬菜产品的质量管理机制

一是对全县蔬菜进行无公害农产品产地认定;二是对无公害蔬菜生产严格实行生产档案管理制度，完善质量可追溯制。

2.4 制定技术规范，保障无公害蔬菜生产质量

要根据我县地里、气候条件，科学制定适合我县蔬菜作物生产的《盐津县无公害蔬菜生产高产栽培技术》;同时，要按照国家相关要求，制定《盐津县无公害蔬菜生产技术规范》，一方面从菜田生态系统总体出发，探索、优化、协调运用农业、生物、化学和物理的配套措施，创造有利于蔬菜丰产，而不利病虫害发生的条件。另一方面要建立核心示范区，在核心区大力引试、推广蔬菜杂交良种和先进实用技术;再一方面推广高效低毒低残留农药的使用及配方施肥。具体内容包括以下几方面：

2.4.1科学选择生产基地

建立无公害蔬菜生产基地是进行无公害生产的首要条件，是防止环境中有害物质污染蔬菜的关键性措施。基地附近应没有污染源，要远离医院、垃圾场和主要交通要道，保持空气和灌溉水清洁;基地要选择排灌方便、土层深厚、疏松、肥沃的壤土或沙壤土的地块，并符合土壤环境质量的规定。

2.4.2合理轮作

前茬蔬菜采收后要及时清除枯叶、残株及四周杂草，集中深埋或烧毁，减少残株上病虫源传染下茬蔬菜。无公害蔬菜生产必须做到合理安排茬口，实行轮作倒茬，并适当调整播期，尽量避开病虫害高发期。

3.4.3合理品种选择

根据不同季节选择适宜本地种植、丰产、优质、抗病虫、抗逆性强的品种，所选品种要适销对路。

2.4.4培育壮苗

播种前对种子进行严格筛选和处理，种子消毒最好用物理方法消毒，以控制种传病害，促使苗齐、苗全、苗壮。冬春季育苗可选用电热温床育苗，苗期要严格控制环境条件，加强苗期病虫害的防冶，培育壮苗。

2.4.5采用先进的配套栽培技术

在栽培过程中要充分利用光、热、水、气等条件，要通过对环境的控制，创造一个有利于蔬菜生长而不利于病虫害发生的环境条件。棚室生产注意加强通风透光，冬春季要预防低温高湿，增加光照，补充二氧化碳气肥，应用棚室增温、保温技术，在高温多雨季节利用遮阳网技术进行降温。

2.4.6科学施肥

施肥施肥以有机肥为主，其他肥料为辅;以多元复合肥为主，单元素肥为辅;以施基肥为主，追肥为辅。限制化肥的施用，有选择地施用化肥，化肥必须与有机肥配合使用，有机氮与无机氮的比例为1：1;少用叶面喷肥;最后一次追肥应在收获前20-30天进行。人粪尿及厩肥要充分发酵腐熟，追肥后要浇清水冲洗。控制化肥用量，一般每亩使用量不超过25kg;提倡配方施肥，增施磷、钾肥。禁止使用硝态氮肥。

2.4.7病虫害综合防治

A.农业防治

通过选用抗病品种，采取健身栽培、合理轮作等一套农业措施，提高蔬菜抗逆性，减轻病虫害包括：①因地制宜选用抗病品种。②种子处理和苗床高温消毒。③适时播种，根据当地气象预报和蔬菜品种特性，选择适宜的播期。④采用中棚或温室育苗、营养钵育苗，采用高温促根及早炼苗。⑤深翻整地，施足腐熟基肥，合理轮作、间作。⑥改进栽培方式，加强田间管理。⑦嫁接防治土传病害。

B.物理防治

①使用黑光灯可以诱杀多种害虫;利用阳光晒种杀虫灭菌;使用遮阳网抑病。②使用黄板、蓝板或白板诱杀害虫;使用银灰膜或银灰拉网、挂条驱避害虫。③晒种、温汤浸种等高温处理种子;高温灭杀土壤中的病虫;高温闷棚抑制病情。

C.生物防治

首先是瓢虫、草蛉、食蚜蝇、猎蝽等捕食性天敌的利用，和赤眼蜂等寄生性天敌的利用，以及捕食性蜘蛛的螨类的利用;其次，利用苏云金杆菌（Bt）、微孢子虫等原生动物杀虫;第三，利用醇溶液、苦参、苦楝、双素碱等植物源农药防治多种害虫。第四，在病害防治方面，可以利用黄瓜花叶病毒疫苗S52和烟草花叶病毒疫苗N14防治病毒病。

D.合理使用化学农药

要做到合理使用化学农药，需注意以下几点：一是熟悉病虫害种类，了解农药性质，做到对症下药;二是严格执行国家有关规定，禁止使用高毒高残留农药;三是选用高效低毒、低残留农药。

参考文献

[1]闫晓波. 无公害蔬菜青翠碧绿.中国环境报，2007.06

篇6

关键词：微生物菌剂；基质；发酵指标；育苗；栽培；前景

中图分类号：S476.1 文献标识码：A 文章编号：1001-3547（2016）14-0036-05

我国农业、食品、制药、乙醇提取等行业每年产生数量巨大的秸秆、菇渣、醋渣、酒渣、药渣、木薯渣等固体有机废弃物，其利用率不高，大多数都作为垃圾处理，不仅污染环境且造成资源浪费。近年来，将这些固体有机废弃物通过堆肥发酵腐熟后进行无土栽培基质的生产，用于基质育苗、栽培等。而常规发酵主要采用自然堆积发酵的方法，不仅堆制时间长、效率低、腐熟不均匀，且养分大量流失。

微生物菌剂是一类经过生产扩繁后，制成溶液、粉状、固体的活性制剂，它含有大量的有益活菌物质及多种天然发酵活性物质[1]。按其含有的微生物种类分为固氮菌菌剂、光合细菌菌剂、促生菌剂、细菌菌剂、真菌菌剂、放线菌菌剂等；按其含有的微生物种类可分为单一微生物菌剂、复混微生物菌剂。研究表明，在有机废弃物发酵过程中加入微生物菌剂，可促进堆体快速升温和腐殖化过程，加快物料C/N下降的速率，大大缩短腐熟时间，提高基质发酵效率和质量[2，3]。在含有微生物菌剂的基质中进行蔬菜育苗或栽培，能够在根际繁殖形成有利于作物生长的微生物优势菌群，提高蔬菜作物对基质养分的有效吸收，增强土传病害抗性。

1 微生物菌剂对基质发酵关键指标的影响

1.1 温度

温度高低反映基质发酵腐熟的快慢。基质发酵温度不仅与有机物料的特性有关，还与物料中微生物的活动有关。研究表明，添加满园春和金宝贝2种菌剂均能快速促进稻壳堆料的升温，其中，满园春菌剂可使堆体中45℃以上高温持续时间达6 d左右，且营养释放量最高[4]。在鸡粪堆肥中接种微生物菌剂，可以使堆肥发酵初期温度明显提高5～14℃，达到55℃以上的高温提早5～10 d，且堆肥腐熟提早5 d以上[5]。在橄榄油废渣、污泥和家禽粪便堆肥中接种变色栓菌后，3周后堆体温度即达到53℃，并在第5周达到最高温度71℃，且在5～13周一直维持在65～71℃，显著优于未接种微生物的堆体[6]。将纤维素分解复合菌剂和枯草芽孢杆菌复合菌剂接种到玉米秸秆堆体中，堆体前期发酵升温速度显著加快，升至55℃比对照缩短10～12 d，且在整个发酵过程中，微生物菌剂使堆体温度保持在60℃以上的时间最长[7]。在枸杞枝条中接种粗纤维复合益菌、锯末专用复合菌和纤维素类复合酶后，堆体升温速度明显加快，且高温持续时间较长，与未接种的对照相比，高于55℃的天数分别达9、5、5 d[8]。烟草废弃物高温堆肥腐熟体系中，在添加合适比例猪粪的基础上加入微生物菌剂，使高温分解阶段的时间缩短了5 d，而高温持续时间延长，加快了烟草废弃物堆肥腐熟进程[9]。在初始堆肥条件相同的情况下，接种微生物菌剂可使有机废弃物堆肥发酵起温加快，达到理想温度50～65℃只需1～2 d[10]。

1.2 pH值

酸碱度（pH值）指标变化可反映基质堆体的发酵程度，适宜的pH值是微生物发挥有效作用的关键[11]。在发酵过程中，使微生物保持较高活性的pH值范围是6.7～9.0。不同的基质原料发酵结束后pH值的变化趋势不尽相同，这主要与物料的性质和不同成分间的配比有一定的关系。在含有猪粪的堆体中，通过添加复合微生物菌剂对基质发酵初期pH值影响不大，而在中期pH值呈下降趋势，且接种微生物菌剂处理组的下降幅度快于对照组，发酵完全后最终呈酸性 [12]。而以枸杞枝条为材料进行发酵试验，发现堆体pH值呈先升后降的趋势，发酵 40 d后堆体pH 值升高，而添加微生物菌剂对堆体pH 值提高的幅度更为明显，这与微生物菌剂调节堆体发酵中有机酸大量分解和有机氮矿化有关[8]。复合菌剂的添加直接为堆体带进了大量外源微生物，在微生物的作用下，大量的有机酸被分解、中和，从而使堆体pH值不断升高[13]。在园林绿化废弃物堆肥化处理过程中，加入有机废物发酵菌曲，发现堆体中pH 值随时间变化呈先升后降再升的趋势，完全腐熟后pH 值超过8.0，可能与废弃物中的氮被分解有关[14]。而在以菇渣为发酵主料的堆体中添加发酵菌曲，其pH 值呈先降后升再降的趋势，微生物菌剂可使堆体pH 值较早地达到7.5，并将较长时间保持在7.5～8.5[15]。在玉米秸秆中接种纤维素菌和降解淀粉芽孢杆菌，使堆体pH值在整个发酵过程中升高和降低所需的时间缩短，且腐熟后基质pH 值稳定在 8.1左右[7]。通过添加粗纤维降解菌和EM发酵菌到玉米芯和菇渣混合物中，经发酵后的基质比对照组的pH 值要低，且基质固持作用能力明显改善，从而提高了基质质量[16]。

1.3 养分含量

研究表明，接种微生物菌剂可使稻壳发酵过程中的全氮含量先下降后上升，而速效氮含量先上升后下降，全磷、速效磷、全钾、速效钾含量均呈上升趋势，且发酵结束后营养元素含量高于未接种的对照组，说明接种外源微生物可以加速稻壳发酵过程中的速效营养释放[4]。在玉米秸秆发酵过程中，发酵中期的速效氮含量高于发酵末期，发酵末期各处理的速效磷、速效钾含量均高于发酵中期，添加EM发酵菌可有效提高有机废弃物发酵速度和速效氮、磷、钾的含量[17]。双孢蘑菇土堆肥发酵效果研究表明，添加发酵菌曲使得 E4/E6 值低于无菌剂处理，表明添加菌剂能促进腐殖质的缩合和芳构化，并可提高堆体中NH4+-N和P、K含量[15]。在以落叶为主的园林绿化废弃物堆肥中加入发酵菌曲，可促进废弃物中大量元素和有机质转化为堆肥中的养分，从而减少养分损失[14]。田S等[18]研究发现，发酵菌曲可加速园林废弃物堆体中氮素的损失，但增加了P、K、Fe 和 S 含量。添加微生物菌剂可以显著增加烟草废弃物堆肥产品的N、P和K 含量，降低堆肥容重，提高堆肥总孔隙度和持水孔隙度，改善了堆肥产品质量[9]。在以牛粪和玉米秸秆为堆肥原料中，添加微生物菌剂促进了NH4+-N向NO3--N的转化，减少了总氮的损失，同时提高了全磷和全钾的含量，提高了基质堆肥质量[19]。在以鸡粪和稻草为主要原料的堆体中，添加酵素菌可使氨挥发时间缩短 6 d，并减少NH4+-N的产生与挥发，起到保氮除臭的效果 [20]。益生菌处理可有效加速玉米秸秆的发酵腐熟效果，并且增加堆体中蛋白质、有机酸、粗纤维的含量以及有益菌的数量[21]。由此可以表明，接种微生物菌剂对加快基质发酵进程和提高产品质量具有重要作用。

1.4 C/N

碳氮比（C/N）是影响基质发酵进程和质量的重要因素，碳是微生物利用的能量来源，氮是控制生物合成的主要因素，也是堆体腐熟度的重要指标，堆肥过程的理想碳氮比为15～25[22]。烟草废弃物堆肥前初始C/N为37左右，添加物生物菌剂较自然发酵提前使堆体C/N达到20以下，并且达到腐熟标准[9]。接种粗纤维降解菌和纤维素类酶制剂可以显著加快苦参堆体总有机碳和碳氮比的降低，且降解速度均快于不接种的对照组，这主要是由于堆体中微生物活性的增强，导致堆料中的有机碳不断分解为CO2，挥发损失相应增加[8]。而在以蔬菜废弃物的堆体中添加微生物菌剂，前3 d内堆体中C/N 呈快速下降的趋势，之后直至堆肥结束表现出非常缓慢的下降趋势，但总体上与不接种堆体中的C/N差异不显著[23]。在园林废弃物堆肥中添加有机废物发酵菌曲，可使堆体C/N从最初的35～40降到18～20的时间大大缩短，且使堆体达到的腐熟、稳定状态优于对照组[14]。复合微生物菌剂促进玉米秸秆堆体中碳水化合物大量的消耗和全氮含量的增加，导致堆体C/N逐渐下降，在33 d时复合菌剂处理的堆体C/N在22左右，相比于对照组的43，基质堆体较早地达到了稳定和腐熟状态[24]。以新鲜猪粪和稻壳粉为研究堆体，发酵初期原始堆料中C/N 不足15，明显低于理想范围，在堆体中添加微生物菌剂，随着时间的变化，C/N 呈增大的趋势，一次发酵后期C/N为22左右，与理论碳氮比下降相反，这可能是氮在堆肥过程中挥发损失导致的[10]。

2 微生物菌剂在蔬菜基质上的应用

2.1 在蔬菜育苗基质上的应用

在育苗基质中，微生物不仅参与植物的生长与代谢，还参与基质中各种物质的转化过程，并能降低有害物质含量，维持基质适宜的理化性状。同时，微生物又是基质中物质间生理生化过程的主要调节者[25]。基质微生物种群中，细菌数量最多，可分解动植物残体，进行固氮，为植物提供氮素营养，稳定根系微生态环境[26]。

①活性基质配方研发、培育壮苗 在筛选出适合黄瓜育苗基质配比（草炭∶腐熟羊粪∶蛭石=6∶3∶1）的基础上，通过添加一定量的微生物菌剂进行黄瓜育苗，不仅可以有效地提高黄瓜秧苗质量，培育壮苗，还可以减少商品育苗基质草炭的用量，从而降低育苗成本，提高黄瓜穴盘育苗的经济效益[27]。以黄瓜和生菜为供试作物进行适用育苗基质的筛选研究中，陶粒和草炭基质配比为4：1时，非常适合丛枝菌根真菌的侵染，并且添加菌根的育苗基质可有效促进黄瓜和生菜幼苗的生长[28]。在草炭和蛭石为1∶1的配比基质中，添加25 kg/m3菌肥，育出的辣椒和番茄幼苗壮苗指数较高，且株高、茎粗、茎叶干、鲜质量和根干质量均较大，且秧苗质量最好[29]。

②抗病促生长 研究表明，在商品育苗基质中（配方为等体积草炭和醋糟）添加微生物菌剂，能够提高黄瓜叶绿素含量，促进幼苗生长，并可显著提高根围和根际放线菌数量，降低真菌数量，有效抑制病原菌，从而降低枯萎病的发病率[30，31]。将从辣椒根际筛选出的优势菌株（NJAU-G10）添加至普通育苗基质中，发现含有5% NJAU-G10 的生物活性基质，较不添加的普通基质表现出更突出的根际定殖能力，且促进辣椒幼苗的生长[26]。通过在复配基质中（醋糟∶草炭∶蛭石=6∶3∶1）添加微生物菌剂，可以促进黄瓜幼苗植株生长，并且通过提高次生代谢物质关键酶的活性，诱导抗病病程相关蛋白及其编码基因的表达，进而增强黄瓜植株对枯萎病的抗性[32]。在以醋糟∶草炭为1∶1的混配基质中，添加2%微生物菌剂（BOF）进行西瓜和黄瓜育苗，可显著促进幼苗的生长[33]。将植物根际功能促生菌菌株（SQR9）添加到蔬菜育苗基质中，制成的生物育苗基质对黄瓜和茄子均具有一定的促进生长效果，且功能菌能有效地在植株根际定殖。

2.2 在蔬菜栽培基质上的应用

微生物菌剂，由一种或多种有益微生物、培养基和添加剂配制而成，其中所含微生物的生命活动，能增加基质栽培蔬菜作物养分的供应量，促进生长，提高作物抗病性，改善农产品品质及农业生态环境[30]。研究表明，在发酵废渣基质中接种微生物菌剂（By）显著增加土壤酸性磷酸酶和脲酶活性，改善黄瓜植株根际周围肥力状况，提高了黄瓜产量、品质和经济效益[34]。在泥炭、椰糠和珍珠岩的复配基质中，添加解淀粉芽孢杆菌，增加了空心菜干质量、鲜质量、株高、茎粗及VC、可溶性蛋白和可溶性糖含量，并可显著降低空心菜叶片中硝酸盐含量的积累，说明微生物菌剂明显地促进生长和改善空心菜的品质[35]。微生物菌剂BOF可有效预防西瓜和黄瓜枯萎病的发生，降低了植株根际基质中的尖孢镰刀菌和真菌数量，提高了根际基质中的细菌和放线菌数量，但对根围基质中的微生物数量无显著影响[33]。然而，高浓度的BOF则抑制了植株的生长，这可能是醋糟基质与土壤在理化性状上的差异所造成的。在4 L的商品栽培基质中，添加创博微生物菌剂10 mL（稀释600倍液）或爸爱我（Bio）生物有机肥30 g，对黄瓜促长防病效果较好，定植后植株的抗病能力明显高于不添加微生物菌剂的处理组，相对防治病害效果分别达到14.5%和27.4%[31]。将10%功能菌株SQR9添加到基质中，形成具有生物活性的栽培基质，该活性基质对黄瓜植株后期生长仍具有明显的促生效果，功能菌在黄瓜根际的定殖效果显著优于茄子，与对照相比，对黄瓜枯萎病防控效果达到40.39%。通过在育苗基质中添加微生物菌剂（芽孢杆菌、菌根菌、丛枝菌根菌和安克菌剂），可以调节辣椒叶片的气孔开放程度，提高光合电子传递效率和植株净光合效率，优化了根围微生物区系，促进辣椒生长[1]。

3 微生物菌剂的作用机制

3.1 改善根际矿质元素有效性，促进养分吸收

微生物菌剂形成的菌根能够提高植物对根际矿质元素的吸收，改善植物的营养状况，促进作物生长。基质中添加微生物菌剂后，一些有益微生物可改善基质物理性状，提高基质酶活性，增加微生物数量和腐殖质含量，从而提高基质肥力水平[27]。植物体内各种自生、联合或共生的固氮微生物，能够固定空气中的氮素，增加植物氮素营养。有许多不溶性或者有机类的养分存在于栽培基质中，如有机磷、磷酸铁、磷酸铝等，而这些养分难以直接被植物所吸收利用，微生物菌剂可通过分泌一些有机酸（富里酸和胡敏酸）和酶类，或通过对钙吸附和铵的同化来分解不溶性无机磷、钾以及有机磷，从而提高育苗或栽培基质中有效磷、钾的含量。

3.2 调节根际次生代谢物质产生，促进植株生长

微生物菌剂作用于植物可以产生一些生长调节物质，如细胞分裂素、生长素、赤霉素、乙烯、脱落酸等植物激素。如生长素对植物生长有显著地促进作用，刺激形成层细胞活动和新根的形成；芽孢杆菌类细菌可以产生1-羧基-1-氨基环丙烷，减少植物体内乙烯的形成，保证植物正常的生长发育。此外，一些有益根际微生物的大量繁殖，还能产生有益于作物生长的次生代谢产物，如烟酸、生物素、泛酸、VB12等以及水杨酸、核酸、酚类化合物及其衍生物类，均能使植物根际周围有机物质含量增加，从而不同程度地调节植物生长，增加作物产量，并提高产品品质。

3.3 提高根际微生物定殖能力，增强对病虫害抗性

微生物菌剂能够诱导或激活有益微生物在植物根际或植物体内定殖的能力，抑制植物病原菌和根际有害微生物及促进植物生长，从而增加作物产量[36]。究其具体机制，可能存在以下几种原因：一是营养与位点竞争，微生物菌剂通过诱导根际有益微生物的快速定殖和大量繁殖，占据较多营养和侵染位点，降低有害病原菌的定殖入侵；二是拮抗作用，即微生物能够产生一种或者多种拮抗物质来抑制病原菌的生长或者直接杀死病原菌的作用；三是诱导系统抗性，微生物菌剂可通过诱导植物对细菌、真菌和病毒引起的病害乃至对昆虫和线虫为害的系统抗性，从而提高植物整体的抗病能力。

4 前景展望

我国工农业生产中每年产生数量巨大的有机固体废弃物，通过发酵将其转化为轻型基质，既能实现废弃物资源化再利用，又能减轻环境污染。添加微生物菌剂可有效促进基质堆肥发酵进程和提升基质质量，并且在蔬菜基质育苗和栽培上表现出较好的效果。但目前我国微生物菌剂在基质开发和应用上的价值，还未得到充分发展，今后应从以下几个方面加以研究。一是微生物菌剂生产条件和工艺较为落后，致使真正高活力和高效的菌株较少，应在发酵条件、工艺流程以及菌株寄主保质等方面开展深入研究；二是微生物菌剂接种于固体有机废弃物中发酵条件仍需要进一步探索，接种量与基质生产成本、接种时间与菌种数量和活性的保持、基质生产的标准化和质量检测等方面都需要深入研究；三是注重含有微生物的功能型基质的研发，开发出促进蔬菜作物生长、提高产量和品质且兼具抗土传病害能力的功能型育苗或栽培基质。总之，对工农业固体有机废弃物进行基质化堆肥利用，是实现资源的高效循环再利用和可持续发展的重要途径，而微生物菌剂必将在我国未来基质开发和应用上，发挥重要的经济效益和社会效益。

参考文献

[1] 王其传，孙锦，束胜，等.微生物菌剂对日光温室辣椒生长和光合特性的影响[J].南京农业大学学报，2012，35（6）：7-12.

[2] Tiquia S M， Wan J H C， Tam N F Y. Microbial population dynamics and enzyme activities during composting[J]. Compost Science and Utilization， 2002， 10： 150-161.

[3] Richard T L， Hamelers H V M， Veeken A H M， et al. Moisture relationships in composting processes[J]. Compost Science and Utilization， 2012， 10： 286-302.

[4] 于艳辉，程智慧，张庆春，等.5种微生物发酵剂对稻壳的发酵效果[J].西北农业学报，2010，19（6）：192-196.

[5] 王卫平，薛智勇，朱凤香，等.不同微生物菌剂处理对鸡粪堆肥发酵的影响[J].浙江农业学报，2005，17（5）：292-295.

[6] Ridha H R， Rekik O， Hachicha S， et al. Co-composting of spent coffee ground with olive mill wastewater sludge and poultry manure and effect of Trametes versicolor inoculation on the compost maturity[J]. Chemosphere， 2012， 88： 677-682.

[7] 冯致，李杰，张国斌，等.不同微生物菌剂对玉米秸秆好氧堆肥效果的影响[J].中国蔬菜，2013（12）：82-87.

[8] 冯海萍，曲继松，杨冬艳，等.接种微生物菌剂对枸杞枝条基质化发酵品质的影响[J].环境科学学报，2015，35（5）：1 457-1 463.

[9] 竹江良，刘晓琳，李少明，等.两种微生物菌剂对烟草废弃物高温堆肥腐熟进程的影响[J].农业环境科学学报，2010，29（1）：194-199.

[10] 牛明芬，赵明梅，何随成，等.微生物菌剂对有机废弃物堆肥发酵的影响[J].沈阳建筑大学学报，2008，24（3）：468-471.

[11] 何秀红，罗学刚，金勇，等.不同浓度微生物对堆肥起始工艺参数的影响[J].中国农学通报，2015，31（33）：221-225.

[12] 徐滔明，罗志威，易子霆，等.复合微生物菌剂在猪粪有机肥堆肥中的应用[J].湖南农业科学，2016（2）：41-43.

[13] 于光辉，张志卿，梁娟，等.两种微生物菌种对园林废弃物高温堆肥影响的研究[J].四川化工，2014（5）：51-53.

[14] 李芳，勇伟，白雪薇，等.微生物菌剂对园林绿化废弃物堆肥养分的影响[J].中国农学通报，2012，28（7）：307-311.

[15] 刘志平，王煌平，张青，等.不同微生物菌剂对农业废弃物堆肥发酵效果的影响[J].福建农业科技，2011（5）：87-91.

[16] 李九龙，张丽沙，唐慧东，等.发酵菌剂对玉米芯与菇渣混合物堆肥发酵的影响[J].新疆农业科学，2014，51（7）：1 263-1 268.

[17] 曹云娥，雍海燕，张振兴.不同微生物发酵菌剂对农业有机废料发酵效果研究[J].北方园艺，2012（1）：144-147.

[18] 田S，王海燕，孙向阳，等.添加竹酢液和菌剂对园林废弃物堆肥理化性质的影响[J].农业工程学报，2010，26（8）：272-278.

[19] 陈文浩，王彦杰，荆瑞勇，等.微生物菌剂对条垛式堆肥中氮素变化的影响[J].农机化研究，2011（12）：179-186.

[20] 于洪久，郭炜，王大蔚，等.微生物菌剂对堆肥过程中氨挥发的影响[J].黑龙江八一农垦大学学报，2016，28（1）：73-75.

[21] 茹婷，纪亿，赵丽梅，等.益生菌发酵处理玉米秸秆效果研究[J].畜牧与饲料科学，2015，36（11）：25-26.

[22] 赵明梅，牛明芬，何随成，等.不同微生物菌剂对牛粪堆肥发酵影响的研究[J].农业环境科学学报，2007，26：587-590.

[23] 龚建英，田锁霞，王智中，等.微生物菌剂和鸡粪对蔬菜废弃物堆肥化处理的影响[J].环境工程学报，2012，6（8）：2 813-2 817.

[24] 王瑶，王宏燕，赵伟.微生物菌剂对玉米秸秆堆肥的作用效果研究[J].黑龙江农业科学，2013（8）：28-31.

[25] 张宪武.土壤微生物研究[M].沈阳：沈阳出版社，1993.

[26] 张杨，文春燕，赵买琼，等.辣椒根际促生菌的分离筛选及生物育苗基质研制[J].南京农业大学学报，2015，38（6）：950-957.

[27] 任杰.不同配比基质及微生物菌剂对黄瓜穴盘育苗及生长发育的影响[D].呼和浩特：内蒙古农业大学，2013.

[28] 王红菊，王幼珊，张淑彬，等.丛枝菌根真菌在蔬菜基质育苗上的应用研究[J].华北农学报，2011，26（2）：152-156.

[29] 梁玉芹，刘云，宋秀兰，等.茄果类蔬菜穴盘基质育苗的菌肥添加量研究[J].河北农业科学，2012，16（1）：44-47.

[30] 张钰，孙锦，郭世荣.基质中添加微生物制剂对黄瓜幼苗生长和枯萎病抗性的影响[J].西北植物学报，2013，33（4）：780-786.

[31] 安亚虹，周珩，李婧，等.黄瓜防病促长型微生物制剂的筛选与利用[J].中国蔬菜，2014（2）：36-41.

[32] Du N S， Shi L， Du N T， et al. Effect of vinegar residue compost amendments on cucumber growth and Fusarium wilt[J]. Environmental Science and Pollution Research， 2015， 22： 19 133-19 141.

[33] 刘超杰.醋糟发酵菌剂的选用及醋糟基质在主要蔬菜作物上的应用研究[D].南京：南京农业大学，2010.

[34] 薛盼盼，管琳菲，樊琳.发酵残渣接种功能微生物菌剂对黄瓜产量和品质的影响[J].安徽农业科学，2015，43（9）：79-82.

篇7

关键词：环境生物技术 污染治理 环境保护 发展前景

中图分类号：X505 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）004-093-02

1 前言

环境污染问题是当前世界所面临的四大难题之一，我国也将环保作为基本国策之一，主要应用于环境污染治理的环境生物技术也得到了与时俱进的发展。生物技术作为高新技术之一已经具有悠久的历史，而由环境工程技术与现代生物技术相互结合所形成的新兴学科即环境生物技术只是在上世纪末期才在欧美发达区域萌芽，但其能在短时期内得到飞速的发展，成为了兼具环境效益、经济效益并能有效解决当前复杂环境污染问题的方式之一。环境生物技术的核心是微生物学的过程，其主要研究内容有：污染物微生物的降解技术、环境污染的监控技术、环境友好材料生物的合成技术、污染场地生物的监测技术以及固体废物的强化处理技术等，因此环境生物技术是现代生物技术在环境污染治理、监控以及监测等环节之中的重要应用手段。笔者主要从污染水、废气与固体废弃物的处理与净化、生物监测技术以及化学农药污染清除等方面论述环境生物技术研究进展，并探讨其在相关方面的发展前景。

2 环境生物技术的研究进展

2.1 污水的净化处理

现代污水净化处理技术便是运用微生物的新陈代谢功能将污水净化，目前主要有生物膜法、活性污泥法、厌氧生物处理法以及自然生物处理法等。污水之中的有毒成分十分复杂，其包括各种氰化物、酚类、有机磷、有机酸、重金属、醇及醛等，微生物通过自身的活动可以促使污水之中的有毒物转化为有益的无毒物，从而有效清除污水的毒害作用。固定化细胞与固定化酶技术是生物净化污水的酶工程技术，微生物细胞是固定化酶反应器，运用制备固定化酶的方式把微生物细胞加以固定则可催化一系列生化反应；固定化酶则可通过化学键合法或者物理吸附法将水溶性酶与固态的不溶性载体相互融合，使酶成为保持催化活性但不溶于水的衍生物，因此固定化细胞与固定化酶可有效地对废水之中的无机金属毒物及有机污染物进行净化处理。我国运用固定化细胞技术来降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠的净化技术取得进展，对于 （LAS）100mg/L的污水降解率及酶活性保存率均处于90%以上。除此之外，美国从土壤中分离的厌氧菌能够有效地将毒性较强的化合物转化为乙醇及醋酸盐等化工原料，还利用氰化物细菌来进收集水中的铜、锌等重金属，使水净化之后得到循环利用。

2.2 废气的净化处理

气态污染物的生物净化主要先有气相到液相的转换过程，再在液相中利用微生物对其进行吸附降解，而其缠上的代谢物则溶入液相、析出至空气中或者成为细胞代谢能源或者细胞物质。近期来，生物技术对废气的净化处理方法有将煤的物理选煤技术之一的浮选法与微生物处理技术相互结合，进而将黄铁矿与煤进行分离而实现脱硫的目的。荷兰与德国运用生物膜过滤器净化含硫化氢的废气，控制率高达90%以上；捷克斯洛伐克于上世纪末在其北部的煤矿中用氧化亚铁硫杆菌脱褐煤中硫，平均能够脱去23.4%的有机硫以及78.5%的无机硫；美国运用CB1菌株能够成功地脱离18%-47%的有机硫，都是生物技术研究进展中废气净化处理的成功实例。

2.3 固体废弃物生物处理技术

固体废弃物主要来源于城市生活、农业生产以及污水处理后的剩余污泥。目前为止，固体废弃物生物处理方式主要有掩埋、囤积、焚烧以及利用生物技术等，其中生物技术能够将固体废弃物进行资源化、无害化以及减量化的处理，培养微生物使废渣转化为含氨基酸及蛋白质的有益物质，从而使其变为有利于农田的改良土壤肥料。除此之外，微生物堆肥是一种可分为厌氧发酵法与需氧性堆制法的堆肥方法，厌氧发酵法包括高温生物发酵法以及沼气发酵法，主要是利用厌氧微生物造肥使得固体废弃物无害化；需氧性堆制法是在通气的条件下依靠需氧性微生物活动的高温堆肥方式，例如设置堆肥工厂对城市垃圾废料进行集中处理并使其在高温环境之中进行发酵。

2.4 生物监测技术

传统的环境生物技术的监测方法主要有：利用发光细菌快速地监测环境有毒有害物质、Ames实验监测物质的致癌性及突变性、通过水中藻类生物种类数量的测定来进行物质的酶性监测以及水质监测以及利用粪便污染指数及细菌总数来对水质进行监测等。上述生物监测技术在检验的标准以及操作模式上已逐渐成熟，而随着环境生物技术的不断发展与进步，多种分子工具也被运用到生物的监测技术之中，主要有核酸探针、生物芯片与生物传感器、生物免疫检验、病毒监测、PCR以及单细胞电泳等，这些监测方法具有灵敏、快速、试验周期短以及特异性较强的优点，因此被广泛应用于环境生物的监测技术之中。

3 环境生物技术的发展前景

3.1 完善环境污染治理

环境生物技术处理污染物的产物多数稳定持效、无毒无害，并且有效地避免了污染物的多次转移，使得污染的资源得以重新利用并强化环境的自净能力，因此环境生物技术以其效率高、速度快、成本低、消耗少以及无二次污染的优点成为了当今世界环保应用中最为广泛及重要的技术。环境生物技术在污染治理方面的完善在初步阶段已取得发展，但在深入工程阶段还存在较大的进步空间，活性污泥法与生物膜法相互结合、厌氧与好痒工艺技术相结合的污水处理技术，无害无毒化的生产工艺以及完善高效的自动化系统是今后环境生物技术在污染治理方面的主要发展方向。除此之外，高活性脱硫菌种的研制与培养、微生物脱硫技术对废气处理的运用还需配合清洁生产技术的研究，并考虑到充分利用微生物降解产物的有效途径，从而为人类生活提供更多能源。

3.2 加强生物检测手段

随着科技的发展进步，环境生物污染的检测应向更全面、更快捷及更灵敏的方向发展，分子生物技术可以分析污染的来源、探索环境污染物质的转化及降解规律以及检测污染致突变的原因，其将在研制开发生物传感器方面发挥强大的作用。生物传感器可以有效地满足对环境实际情况实施连续自动的需求，并可判断环境污染发展的趋势，从而尽早地采取预防措施。

3.3 与其它技术相结合

环境生物技术与其他科学技术之间的相互结合可有效地提升处理效率及增强处理效果，与此同时，电子计算机的使用也能为生物技术处理工艺实现自动化，还可有助于数学模拟研究的发展。例如将声、光、电与生物处理技术相结合对有毒有害高浓度难降解的有机废水进行处理可以取得良好效果，电化学的高级氧化、光催化氧化以及辐射分解等都是生物技术与其他技术之间相互整合开发的新型处理技术，而这些工艺与设备组合的模块化转变是环境生物技术发展的新方向。

4 结语

综上所述，环境生物技术在自然界环境中发挥强大的净化功能的同时，还对改善现时环境污染难题以及提升世界整体环境质量水平起到了不可或缺的作用。随着当前世界经济不断的发展以及环境污染治理的需求，环境生物技术的成果已逐渐地渗透进产业化与商品化的发展之中，各国对生物技术在环境领域内的运用开展了规模巨大的科研活动，并成功地研究开发了诸多环境生物技术及其产品，并被广泛地应用于各项环境污染治理问题之中。环境生物技术具有非常广阔的市场前景，在未来的社会发展中将发挥出愈来愈重要的作用。

参考文献：

[1]朱洁.生物技术是人类生活变革的催化剂[J].黑龙江科技信息，2012（2）：34.

[2]布鲁斯・E・瑞特曼.环境生物工程技术的发展前景展望[J].上海师范大学学报，2009（3）：2.

[3]武周虎，王秀英，盛铭军.环境生物技术在污染治理方面的应用[J].青岛建筑工程学院学报，2009（1）：3.

[4]孟和，宝力高.生物技术专业发展趋势及设想[J].医药杂志，2013（1）：28.

篇8

教学内容的与时俱进和不断更新是“概论”课程生命力的体现。每学期都要开设的“概论”课，一方面建立起相对稳定的教学大纲，是保证稳定教学质量的要求；另一方面，课程的教学内容却是需要“流动”的，不断有所增减。这是因为无论从学科的发展还是从课程的属性来看，都要求课程在教学过程中与时俱进地更新教学内容。（一）生命科学与生物技术飞速发展日新月异的必然要求日本学者伊东光在20世纪曾经预言：生命科学在20世纪90年代会取得创造性的突破，21世纪将是生命科学的世纪。如今这个预言应验了。从20世纪50年代到最近的诺贝尔奖获得者中可以看出，这个公认的最高科学奖项越来越青睐于生命科学领域。即便是化学奖的获得者，许多也是因为选择了与生命活动相关的研究对象或研究领域，才取得了突破性的成就。［4］进入21世纪以来，生命科学和生物技术的发展进入了黄金时代，给人类的生活和生产带来了天翻地覆的变化，依靠生命科学的新兴研究领域特别是分子生物学、系统生物学，以及合成生物学而发展起来的认识生命、改变自然生物为人工生物的高技术方法，正越来越显著地提高着人们的生活质量和工作效率。随着生命科学与生物技术的飞速发展，现有的教材及教学大纲的知识点已难以跟上科技发展的脚步，这也对该课程的教学方式提出了新的要求。［5，6］（二）体现选修课传播先进科学技术和最新科学成果的必然要求高校开设选修课的目的之一，是介绍先进科学技术和最新科学成果，以培养大学生的综合素质，并提高他们的创新能力。这就要求“概论”在教学中必须紧跟学科发展前沿，密切关注学科领域发展的前沿技术和研究成果，及时地将其更新到教学内容中，这样才能体现选修课的课程属性，有助于拓宽学生的知识面，优化其知识结构，培养复合型的人才。

二、“概论”课程教学内容与时俱进的探索与实践

（一）密切关注学科发展前沿目前，生命科学已经成为世界科学前沿最活跃的学科，也是代表科学发展方向的学科之一。随着新理论、新技术和新方法不断涌现，“概论”课程的设置及内容显著落后于科学发展的速度，许多前沿知识难以及时走进课堂，学生缺乏对“高、新、尖”科技知识及发展历程的基本了解，缺乏对该领域发展对社会进步影响的认识，从而影响了他们的科学素养和科学价值观的形成。这种局面对“概论”课程的讲授内容和方式提出了新的要求。基于此，在遵循教学大纲的基础上，有选择性地穿插讲授部分与大纲内容相关的前沿技术，一方面能够加深学生对讲授知识点的理解，同时也使最新的科技进展进入课堂，激发学生的学习兴趣并促进他们修读该课程的学习热情。例如，在讲授“克隆技术”这一知识点时，我们一方面按照教学大纲内容，讲授“多利羊”的克隆过程及其中涉及的相关生物学原理；与此同时，结合最近刚刚兴起的合成生物学技术，选择其标志性事件作为讲授素材：即2010年，美国科学家克雷格·文特尔（Craig　Venter）在其实验室用化学合成的基因组成功构建了一个细菌细胞，命名为“辛西娅”，从此宣告“人造生命”成为可能。［7］针对这一最新的生命科学前沿事件，讲授其诞生背景，相关技术水平，应用前景及舆论评价等方面的最新进展。在此基础上，采用启发式的教学方法，提出疑问。即：以“多利羊”诞生为代表的克隆技术和以“辛西娅”诞生为代表的合成生物技术有何区别与联系？通过让学生课后查阅资料及后续课程的及时跟进，我们将这一问题的答案贯穿在整个课程涉及克隆技术的内容中，使学生们深刻体会这二者之间的区别和联系。这二者的效果是类似的，均是通过无性繁殖的手段获得目标性状的生物个体；但克隆技术获得的“多利羊”只是一个母体的复制，也就是说它的遗传物质是来至于自然复制，而采用合成生物学人工合成的生命“辛西娅”的遗传物质来源于人工化学合成，这是二者的不同之处。（二）积极反映科技最新动态及时展示相关领域的最新科研成果是选修课程的基本属性之一，这就要求“概论”在讲授过程中，要突破传统按照教学大纲的思路，及时地补充生命科学和生物技术领域的科技最新动态，全面提高学生修读该课程的学习兴趣并拓宽其知识面。如每年10月份诺贝尔奖评选结果公布，每年年底世界主流媒体评出当年科技十大进展之际，我们通常会把其中反映生命科学和生物技术最新进展的内容及时移植到教学中去。非典和禽流感的到来，威胁人们健康，引起了全社会关注。于是，有关病毒、细菌等病原物及流行疾病的新内容被拿到“概论”课堂上来了，这些“时尚”的新内容很受学生欢迎。学生从中感受到热点前沿贴近自己，学习到对科研成果的评价，也更理解科技进展的人文涵义。例如，在讲授生命起源这一知识点时，针对“生命起源于地球之外的宇宙”这一假设，课堂内容中引入了最新的科技报道：火星上曾有生命？“蓝莓”状物质成为有力证据（2012年9月17日中国日报网）！学生在感受有关生命起源探索是在不断进行的同时，获悉了最新的科技进展。再比如，讲授“微生物基础”章节中关于“病毒”的知识点时，我们结合当时在我国长三角地区爆发的H7N9禽流感疫情，详细讲解禽流感病毒的不同亚型，以及H7N9亚型病毒的演变历程与其生物学特点、致病力、传播力；据此，再进一步详细介绍禽流感流感病毒的表面结构特征，以及其不同亚型的分类依据；并结合其不耐高温的属性，介绍在平时日常生活中应该如何防治，以及我国科学家如何及时进行针对性的研究，加快防治该病毒的疫苗研制的进展。（三）聚焦产业最新研究进展随着生命科学逐渐成为世界科学前沿最活跃的部分，作为与人类健康和自身发展密切相关的领域，在世界范围内，人们逐渐形成了这样一个认识：生物技术所主导的BT产业，与计算机技术所主导的IT产业一起，将成为21世纪主导社会发展的支柱产业。这意味着生物产业已成为全球各国关注的焦点。讲授“生物技术实践”这一章节时，我们向学生们解读我国基于对生物产业研发重视而颁布的《促进生物产业加快发展的若干政策》和《“十二五”生物技术发展专项规划》等最新规划文件，使学生们及时地了解到我国在该领域的战略部署。及时地跟进产业的最新研究进展，有望使学生们在领悟中学习，在实践中求知。每年6月份公布的美国总统绿色化学挑战奖中都会有涉及生物技术应用于绿色化学过程的实例。这些应用实例的穿插讲授，不仅可以使学生们领悟到生物技术的强大功能，而且可以使他们切身感受到生命科学和生物技术其实就在我们的日常生活中。再比如，讲授“生物能源”这一知识点时，在介绍最新的第二代燃料乙醇研发进展和产业化动态的同时，我们结合南京工业大学在另一种重要的生物能源———生物甲烷方面形成的研究方向和标志性成果进行讲解，包括主持的两项与生物甲烷相关的国家973项目“新一代生物催化与生物转化的科学基础”和“生物甲烷系统中若干过程高效转化的基础研究”，以及面向电动汽车的甲烷燃料电池的研发新进展。［8］通过这些内容的介绍，学生们在领悟到生物甲烷的优越性及其生产流程，以及其中亟须解决的关键科学问题的同时，可以获得这样一种体验：其实生物能源研究就在我们周围。在此基础上，我们进一步以南京工业大学的生物甲烷示范工程项目作为讲授素材，详细讲解生物甲烷的生产流程及其广泛应用和对节能减排的贡献。

三、教学改革的效果

篇9

关键词：生物技术 环境污染 治理 应用

在我国过去几十年的经济发展中，由于忽视了发展中的环境保护，目前环境状况十分严峻。近年来虽采取了大量控制措施，但环境质量下降的趋势仍在继续，我国成为世界上环境污染最为严重的国家之一。近年来，随着细胞融合技术、基因工程技术、分子生物技术等的发展，环境生物技术得到了进一步的发展。由现代生物技术和环境工程技术相结合的环境生物技术已在环境治理上发挥着重要的作用。生物技术产生、发展及演变与一系列的环境污染问题有着密切的联系。因此生物技术在环境领域的应用有着深远的发展前景，特别是对于寻求用低成本解决环境问题的发展中国家具有极大潜力。

1.现代生物技术的概况

现代生物技术是应用现代生物科学及工程原理，利用生命有机体来发展新产品或新工艺的一种技术体系。目前生物技术应用到农业医药卫生、食品工业和化学工业的发展，并在解决人类面临的粮食危机、环境污染和能源危机中起到了重要作用。因此，在世界各国均重视高技术发展的当代，生物技术最被人们看好，被列为优先发展的领域，已成为21世纪最重要的技术支柱之一。

目前利用生物技术治理环境污染，与化学、物理等其他技术比较，环境生物技术具有效率高、成本低、反应条件以及无二次污染等显著优点，能有效的遏制生态恶化趋势，促进自然资源的可持续利用。生物技术是最安全和最彻底消除污染的方法，同时还可以增强自然环境的自我净化能力；是有机废物资源化的首选技术，将有机污染物转化为沼气、酒精、有机材料、蛋白等；能改造传统生产工艺，实现清洁生产过程的生态化或无废化。

2.生物技术在环境保护中的应用

2.1生物技术在废水处理中的应用

利用生物技术，将利用在自然条件下生长、繁殖的微生物处理废水的技术，称为自然生物处理法，该法是利用微生物的生命活动过程对废水中的污染物进行转移和转化作用从而使废水得到净化的处理方法，该技术被认为是一种经济有效的污水处理手段，它不但融合了生物自身的特点，如吸附性好、沉降性好和降解能力强等，而且符合生态学及可持续发展的观点。随着科学技术的进步、污染状况的加剧，环境标准的不断提高，使废水生物处理技术取得了很大进展，如吸附-降解生物处理技术、厌氧折流板反应器生物处理技术、间歇式活性污泥法生物处理技术、LINDE生物处理技术、升流式厌氧污泥床生物处理技术、废水生物脱氮除磷技术等都得到了充分开发[1]。

2.2生物技术在废气净化处理中的应用

目前采用的方法有生物过滤、生物洗涤和生物吸附法等。生物技术法与传统有机废气处理方法比较，具有成本低、效率高、安全性好和无二次污染等技术优点，国内外运用现代生物技术对废气净化处理得到了较为理想的效果。美国学者利用微生物代谢净化工业性恶臭气体效果显著，而且不产生二次异臭；德国研究者利用生物膜过滤处理含硫化氢的气体，硫化氢除去率达90%以上。魏在山等利用生物膜填料塔对橡胶再生脱硫过程所产生的低浓度有机废气处理试验结果表明：生物膜填料塔处理工业有机废气是可行的，当运行条件控制适当时，净化效率可保持在90%以上，能够实现达标排放，且投资省，运行费用低。

2.3生物技术在固体废弃物处理中的应用

目前，国内外固体废弃物常规处理方法主要有固积、掩埋、焚烧，其缺点是建设投资和运行费用高，在处理的过程中有同时对空气、土壤都有不同程度的污染。固体废弃物进行“无害化、资源化、减量化”处理，使其成为可用于农田的土壤改良肥料，以达到变废为宝的目的。经过生物技术处理的城市生活垃圾可作为作物生长的优质有机肥料，实现城市生活垃圾的部分资源化有利于生态环境的良性循环。近年来，国外采用机械快速堆肥工艺，发展用蚯蚓床处理有机垃圾和粪便、处理城市垃圾，不仅可以将城市有机废弃物转变为肥效高且无臭味的蚯蚓粪土而且还能获得大量蚯蚓作医药原料，加上蚯蚓体内蛋白质含量与鱼类相当，是畜禽和水产养殖业的优良饲料，可以收到一举数得之效果。

2.4生物技术在环境污染修复中的应用

生物修复是指在不破坏自然生态系统，维持其原貌的前提下，有效地利用自然净化能力并强化其分解污染物的能力，使其得以修复。该法是利用生物的生命代谢活动减少存在于环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害化，从而使污染了的环境能够部分或完全恢复到原初状态的过程，它包含有植物修复和微生物修复两种。

生物修复技术是80年代以来产生和发展的清除和治理环境污染的生物工程技术，生物特有的分解有毒有害物质的能力，去除污染环境如土壤中的污染物，达到治埋环境污染的目的。生物修复技术最成功的例子是应用投加营养和高效降解菌对油轮泄漏造成的污染进行处理，取得非常明显的效果，使得近百公里海岸的环境质量得到明显改善。此后该技术被不断扩大应用于环境中其他污染类型的治理。国外对生物修复技术非常重视，研究证明采用微生物分解有毒有害物质的生物修复技术是治理大面积污染区域的一种有价值的、可行的、有效的和优越的方法。随着生物技术的发展，生物修复的内涵也不断丰富，近年来还研发了真菌修复、植物修复以及无机污染物的生物修复等技术。生物修复的种类也日益增多，可分为土壤生物修复、地下水生物修复、沉积物生物修复和海洋生物修复等[2]。

3.结束语

生物技术作为一项有效的环境污染治理措施受到越来越多的关注，其在环境污染治理、生物修复技术方面都得到了广泛的应用并取得了一定效果。随着技术的进步，对难以生物降解的有机物可利用微生物的共代谢作用进行污染物降解；还可利用微生物诱变育种、原生质体融合和基因工程创建高效工程菌应用于环境污染治理等，这些都是环境污染生物治理的有效手段。环境污染的治理和控制将随着新理论、新方法的运用而日臻完善。

参考文献：

篇10

1现代生物技术产业化的影响

在近十几年间，现代生物技术的发展，已经被世界科技界认定为重点发展领域，美国生物技术已经成为投资热点。在2000年美国的生物技术工业，就获得330亿美元投资，2001年提高到410亿美元，从投资额的增长中，可以看到美国投资者对生物技术企业前景的看好，也认定现代生物技术比其他高技术企业，在今后的几十年，一定具有更长期的利润空间。从金融市场的投资倾向分析，人类基因的发展由于得到各国的重视，成为股市中的概念股，得到股民的追捧。中国，应用基因工程对优良农林牧渔新品种的创新，也得到高速的发展，对中国经济结构调整必将取得重要作用，培育新产业生物技术的发展，如新型兽用疫苗、活性蛋白与多肤、医药用酶、微生物次生代谢产物（抗生素等），已经成为我国开拓新领域的必由之路，这是中国经济结构调整的必然对策。在我国市场经济的发展中，现代生物产业发展，必将通过不同方式促进中国国民经济发展：现代生物产业的发展，丰富了国民经济的产业构成，并在整体上增强了国民经济体系的稳定性。将在我国小康社会的建设中，改善其在世界经济交往中的形象，提升我国在世界经济市场的竞争力。

2生物技术产业市场竞争的影响

近年来，为提高我国医药企业自身竞争能力，为了保证人民的身体健康，我国在医疗保障方面投入了大量资金，在制药企业的发展中实施了联合或重组，可以使我国的生物技术产业化，转变为以市场为动力、以资本资源优势配置为中心的市场模式。可以预见，我国在医药领域的生物技术的发展，通过企业的联合或重组，必将很快形成现代生物技术与药学发展合作的优势，在世界领域的生物药品市场与国外大公司同台竞争。

3中国有不断增大的医药消费市场

我国居民目前的药物消费水平还很低，据统计人均不到10美元，这与发达国家相比差距很大，当前中等发达国家人均药物消费达到40~50美元，美国的人均药物消费更高，可以达到300美元。随着我国小康社会的实现，为健康买单的理念，将会激发现代生物技术与药学的发展，未来的医药领域的生物技术的市场必将十分广阔。1998年全国药品消费总额约为1000亿元，人均用药80元人民币左右。从我国消费对象的结构来看，我国社会正逐渐步入老龄化，从1979年我国的独生子政策实施30多年，到2013年，我国60岁以上老年人口突破2亿，到2050年左右，老年人口将达到全国人口的三分之一，“银发潮”将对我国的经济、社会、政治、文化发展产生深远的影响。我国新农合制度已覆盖约8.12亿人，覆盖率达98%以上。今年，新农合全国人均筹资达到340元，其中各级政府补助增加到人均280元，新农合总筹资额可达到2700亿元。随着我国小康社会的建设，农村合作医疗的进展已经得到高速发展，农民为健康药品的消费，必将推动现代生物技术与药学产业市场的发展。

4结语