生物技术在农业中的应用论文

生物技术在农业中的应用论文

急需微生物在畜牧业中的应用论文

关于微生物肥料推广应用探讨
　论文关键词微生物肥料 种类 应用现状
　　论文摘要：简述了微生物肥料的种类和功效，介绍了我国微生物肥料应用现状，提出了推广应用应注意的问题。 　　微生物肥料是指一类含有活性微生物的特定制品剂，应用于农业生产中能获得特定的肥料效应。在这种效应的产生过程中，制剂中的活微生物发挥着关键作用。微生物肥料施入土壤后，利用微生物的生命活动将空气中的惰性氮素转化为作物可直接吸收的离子态氮素，将土壤中难溶的无机物变成可溶性的无机物增加土壤中的有效氮、磷、钾含量；将作物不能从土壤中直接利用的物质转化成可被吸收利用的物质，制造和协助农作物吸收营养，改善作物营养条件，抑制病原菌的活动，增强作物抗病和抗旱能力；土壤中大量微生物的活动使土壤有机质转化形成腐殖质，促进土壤团粒结构的形成，提高土壤肥力，改善土壤理化性状，增强土壤保肥、保水能力，从而提高作物的产量和品质。微生物肥料在我国农业生产中发挥着重要作用，本文探讨了目前微生物肥料在我国的应用现状及应用的注意问题。
　　
　　1微生物肥料的种类及功效
　　
　　1.1种类
　　微生物肥料的种类很多，按其制品中特定的微生物种类的不同可分为：细菌肥料（根瘤菌肥，固氮、解磷、解钾菌肥）、放线菌肥料（抗生菌肥料）、真菌类肥料（菌根真菌、霉菌肥料，酵母菌肥料）、光合细菌肥料、复合菌剂肥料（酵素菌肥）等。从形态上分：有液体的，主要用于拌种、叶面喷施；有固体颗粒的，用于基施或追施。从成分上分：有纯微生物制剂、微生物与有机肥复合产品、微生物与有机无机肥复合产品。
　　1.2功效
　　微生物肥料种类的不同，其功效也不同。如根瘤菌剂、固氮菌剂是固定空气中的氮素，用于豆科作物有效，而对禾本科作物无效。解磷解钾菌肥的作用是促进土壤中难溶性磷、钾养分的溶解释放，供作物吸收。菌根菌剂可以刺激作物生长、促进养分吸收。有的菌剂能加速作物秸秆的腐熟和促进有机废物发酵分解。微生物肥料增产增收效果显著，其提供的能固氮、解磷、解钾等有益微生物，能在植物根际生长、繁殖，可以带来以下几方面功效。
　　（1）通过这些有益微生物的生命活动，固定转化空气中不能利用的分子态氮为化合态氮，解析土壤中不能利用的化合态磷、钾为可利用态的磷、钾，并可解析土壤中的10多种中、微量元素。
　　（2）通过这些有益微生物的生命活动，分泌生长素、细胞分裂素、赤霉素、吲哚酸等植物激素，促进作物生长，调控作物代谢，按遗传密码建造优质产品。
　　（3）通过有益微生物在根际大量繁殖，产生大量粘多糖，与植物分泌的黏液及矿物胶体、有机胶体相结合，形成土壤团粒结构，增进土壤蓄肥、保水能力。质量好的微生物肥料能促进农作物生长，改良土壤结构，改善作物产品品质和提高作物的防病、抗病能力，从而实现增产增收。 因此，微生物肥料的施用要根据其功效合理施用。
　　
　　2应用现状
　　
　　国内外微生物的研究应用都是从在豆科植物上应用根瘤菌、接种剂开始的，起初只有大豆和花生根瘤菌剂。我国从国外引进自生固氮菌、磷细菌和硅酸盐细菌制剂以来，先后推广使用“5406”抗生菌肥料、固氮绿藻肥料、VA菌根以及作为拌种剂的联合固氮菌和生物钾肥。20世纪80年代以来推广应用的有固氮菌、磷细菌、钾细菌和有机物复合制成的生物肥料作基肥使用。目前我国微生物肥料的研究应用已跻身世界先进行业，所用菌种范围不断扩大，除了单一菌种肥料外，多菌种和多功能之间的复合以及菌剂与有机和无机物料混合的生物肥料应用越来越广泛。施用微生物肥料作为一项新的农业措施用于拌种、作物沾根、叶面喷施、秸秆腐熟和堆肥发酵等方面，在改善作物品质、提供绿色食品、保护农业生态环境以及发展优质高效农业中的作用已引起国内外学者的普遍重视。在现代农业生产中，长期、大量、广泛使用化肥，造成单位作物的产量和品质下降，同时消耗了大量能源，加剧了环境污染。我国每年使用化肥造成的浪费达100万吨，约合5亿多元。此外，化肥施用量大的地区，地下水污染严重，而使用微生物肥料可提高化肥利用率，减少化肥和农药的使用量，降低环境污染生产成本。因此，利用微生物技术开发、生产高效优质的微生物肥料是发展生态农业、有机农业的需要，符合农业持续发展战略。 3推广应用应注意的问题
　　
　　截止目前，已获得国家批准登记的微生物肥料只有100多种，实际生产的厂家已超过2 000家，所以市场上销售的微生物肥料良莠不齐，广大消费者很难判断优劣，在推广应用中的确有很多微生物肥料增产增收效果不佳，为了维护微生物肥料的声誉，确保其使用效果，建议微生物肥料消费者在推广应用时注意以下问题。
　　（1）没有获得国家登记证的微生物肥料不能推广。国家规定微生物肥料必须经农业部指定单位检验和正规田间试验，充分证明其效益、无毒、无害后由农业部批准登记，而且先发给临时登记证，经3年实际应用检验可靠后再发给正式登记证。正式登记证有效期只有5年。因此，没有获得国家登记证的微生物肥料，质量可能有问题，不要大面积推广使用。
　　（2）有效活菌数达不到标准的微生物肥料不要使用。国家规定微生物肥料菌剂有效活菌数≥2亿个/g，大肥有效活菌数≥2 000万个/g，而且应该有40％的富余。如果达不到这一标准，说明质量达不到要求。
　　（3）存放时间超过有效期的微生物肥料不宜使用。由于技术水平的限制，目前我国绝大多数微生物肥料的有效菌成活时间超过1年的不多，所以必须在有效期内尽快使用，越早越好，过期的微生物肥料效果肯定有影响。
　　（4）存放条件和使用方法须严格按规定办。微生物肥料中很多有效活菌不耐高低温和强光照射，不耐强酸碱，不能与某些化肥和杀菌剂混合，所以推广应用微生物肥料必须按产品说明书进行科学保存和使用。
　　
　　4参考文献
　　
　　[1] 刘明芳，黄树君.微生物肥料在农业上的应用及其展望[J].攀枝花科技与信息，2001，26（1）：19-21.
　　[2] 葛诚，吴薇.我国微生物肥料的生产、应用及问题[J].中国农学通报，1994，10（3）：24-28.
　　[3] 吴薇，葛诚.微生物肥料的质量与生产应用[J].农业科技通讯，1995（11）：21.

生物技术在农业种植中的应用

生物技术在农业种植中的应用具有提高农作物产量、质量,提高农作物抗虫、抗病性的优势。生物技术在农业种植中的实际应用主要有转基因技术、杂交育种技术、组织培养技术、生物农药技术。

简析生物技术与农牧业个体创新

简析生物技术与农牧业个体创新

【摘要】:现今由于科学技术的迅速发展,生物技术也随之突飞猛进的前进｡克隆技术､发酵工程､酶工程､蛋白质工程等崛地而起,给人们的生活带来巨大改变｡而农业作为关系与民生的重要产业,也在生物技术的变革中得到了推进,作物新品种的培育,改良,一次次提高着粮食产量｡而另一方面畜牧业作为另一重要基础产业,也需要大量的牧草及饲料的供应,所以农牧业品种的创新不得不被重视｡

【关键字】:生物技术,农业,牧业,创新,培育

生物技术用我个人观点解释就是利用现代各种先进技术对对生命､生物结构深入的研究,其目的就是为人类服务｡

生物技术(biotechnology)的科学阐述是:应用生命科学研究成果,以人们意志设计,对生物或生物的成分进行改造和利用的技术｡现代生物技术综合分子生物学､生物化学､遗传学､细胞生物学､胚胎学､免疫学､化学､物理学､信息学､计算机等多学科技术,可用于研究生命活动的规律和提供产品为社会服务等｡

1.生物技术发展史

1.1 传统生物技术

传统生物技术主要是通过微生物的初级发酵来生产品,例如早期的酱､醋､酒､面包､奶酪､及其他视频的传统工艺｡

最早的生物技术据记载为公元前8000 人类驯化种植谷物和饲养家畜, 土豆首次培养成食物｡而生物技术最早的应用为4000-2000 B.C. 【1】

• 生物技术首次被人类利用:埃及人用酵母发酵制作面包和啤酒｡

• 中国､埃及和闪族人生产奶酪发酵葡萄酒｡

• 巴比伦人选择性地将某些雄性树的花粉授予雌性树来培育棕榈树

• 中国在石器时代的早期已能种植谷物, 并实行轮作制度;石器时代的后期能进行酒精发酵

1.2近代生物技术

直到1590年Janssen 发明显微镜｡人类可以进一步观察细胞等微小组织｡到1663年Hooke发现细胞的存在,人类才可以真正发现了细胞组织,生物技术得以促进,进入细胞水平｡近代生物技术开始｡从此,人类便不断的发现各种生命组织｡1830年发现蛋白质､1833年首次发现酶,并分离成功､1870-1890年采用 Darwin的理论,植物育种者培育出杂交棉花,开发出数百种优良形状､William James Beal在实验室首次生产出杂交玉米

1919在出版物中首次应用生物技术(biotechnology)这一术语｡

2.生物技术与农牧业

2.1 我国现今农业发展

我国农业生物技术起步晚, 与发达国家有一定差距,但发展顺利,进步较快,在国家政策的扶植下,尤其是在国家"863"计划,"973"计划和 "国家转基因植物研究与产业化专项"的直接支持下,已取得了很大的成绩,目前,我国农业生物技术的整体水平在发展中国家处于领先地位,一些领域已经进入国际先进行列｡ 我国是世界上继美国之后,第二个拥有自主研制抗虫棉技术的国家;我国转基因水稻的研制处于世界先进水平｡ 我国在组织培养的应用与开发方面一直处于国际领先地位,【2】

2.1.1 基因工程的应用

抗病基因工程｡ 植物病毒常常造成农作物大幅度减产,1986 年,首次将烟草花叶病毒(TMV)外壳蛋白(CP)基因导入烟草,培育出抗 TMV 的工程植株,开辟了植物抗病毒素基因工程的新纪元｡

品质改良基因工程｡ 目前利用转基因植物可以有效地改良植物的品质特性｡ 北京大学已将编码必需氨基酸的基因转入马铃薯,获得含高必需氨基酸的马铃薯品系｡ 中国农业大学成功地将高赖氨酸基因导入玉米,获得的转基因玉米中赖氨酸含量比对照提高 10%｡华中农业大学和中国科学院植物研究所分别获得了延迟成熟的转基因番茄,这是控制植物发育的基因工程中较为成熟的技术

2.2.2 细胞工程的应用

花药培养｡ 花药培养通过单倍体育种容易获得纯合体及纯合隐性基因的`表达, 大大缩短了育种周期, 提高了选择效率｡ 我国 20 世纪 70 年代以来获得的花药再生植株达 40 多种(全世界约 20余种),其中小麦､水稻､烟草等主要农作物花培新品种种植面积达 10 万公顷居世界领先水平｡细胞融合技术｡ 植物体细胞融合的基础是原生质体的培养及从原生质体再生完整植株｡ 据统计,世界上已有 120 多种原生质体再生植株;我国已在水稻､小麦､玉米等作物上获得原生质体再生植株,并成功地进行了小麦与黑麦草､柑桔等｡

3. 农牧业新品种的创造

农业作为重要的产业,当今世界人口数量庞大,为满足人类的需求,提高粮食产量迫在眉睫,所以转基因高产品种便应运而生｡

3.1水稻新品种

转 PEPC 和 PPDK 双基因水稻随高温高光逆境的加剧,SOD､POD､CAT 诱导活性逐步增强且维持较高水平,O2-的产生速率较低,MDA 积累较少,维持较稳定的光系统Ⅱ活性和较高光合能力,比原种水稻更具耐光优势 ｡

20 世纪 90 年代以来,随着转基因技术和分子生物技术的发展,人们尝试用基因工程技术将玉米 C4光合酶基因导入 C3植物水稻中,从而获得不同高表达的转C4光合基因水稻[3]｡近年来,关于玉米 C4光合途径关键酶PEPC､PPDK､NADP - ME等基因被成功转入水稻的研究备受关注[4]

水稻抽穗期的长短主要由品种的感光性､感温性和基本营养生长性决定,不同品种的抽穗期有明显差异｡近年来,随着DNA分子标记技术的建立与发展,研究者利用各种作图群体对水稻 抽穗期基因进行分子定位｡目前,在Gramene网站公布了732个抽穗期QTL,分布于12条染色体上,其中第3染色体上定位的QTL较多,而第10染色体上最少｡日本科学家利用日本晴/Kasalath衍生的

F2群体､回交群体和在初步定位的近等基因系,定 位 了14个水稻抽穗期QTL(Hd1 ~Hd14)[5-9]｡随着越来越多的抽穗期基因在分子水平的解析,结合互作和表达分析等手段,水稻抽穗开花的分子调控网络已经初见端倪｡

3.2玉米及大豆新品种

玉米是重要的粮食作物和饲料原料,我国约有 4 亿多农民种植着约3000万hm2的玉米[10]｡玉米螟为害是制约玉米生产的重要因素之一,每年造成的玉米减产严重时高达30%[11]｡常规育种途径因抗性种质资源匮乏难以解决此问题,通过基因工程手段将抗虫基因导入玉米,培育转基因抗虫玉米新品种,不仅可以显著降低虫害对玉米生产的影响,增加农民收入,还避免了大量使用化学农药带来的残留､环境污染､毒害有益昆虫等种种弊端｡

一年前,通过TAIL-PCR方法,李飞武等[12]获得了转基因大豆MON89788的3′端旁侧序列,郭娜娜等[13]获得了转基因大豆LEC1旁侧序列;通过接头连接介导染色体步行技术,霍楠等[14]获得了转基因小麦B73-6-1上pAHC25质粒外源基因插入位点的3′端旁侧序列,并据此建立了相应转基因植物品系特异性检测方法｡

3.3新品种牧草

牧草品质在很大程度上决定和影响着动物的生产性能,表现在影响乳品､肉品和毛的质量与产量方面｡饲料中含硫氨基酸(SAA)增加,可使羊毛产量增加20%左右,含硫氨基酸与其他氨基酸配合使用,羊的生长量显著提高,并且含硫氨基酸的作用是其他氨基酸不可替代的｡Molving等将向日葵种子中富含SAA的白蛋白基因转入羽扇豆,转基因植株蛋氨酸含量增加1倍,而且蛋白质消化率提高,羊毛产量和羊体增重有所改善｡苜蓿叶片中不含浓缩单宁,1997年,Morris等将参与缩合单宁生物合成的关键酶基因转入苜蓿,增加了转基因植株的单宁｡以及抗除草剂转基因牧草､抗病转基因牧草､抗虫转基因牧草一一被提出和研究推广｡【15】

生物技术的发展,为农牧业发展奠定了理论和科学基础,使得农牧业新品种得到使用,为人类带来了利益,生物技术是伴随人类发展而产生的,也将一直发展下去｡

参考文献:

【1】侯云德--------《从美国看全球生物经济的形成和发展》

【2】 阮爱玲-------《现代生物技术在农业上的应用》

【3】Ku M S B,Kano - Murakami Y,Matsuoka M . Evolution and expres-

sion of C4photosynthesis genes[J]. Plant Physiol,1996,111: 949-957

【4】Ku M S B,Agarie S,Nomura M,et al. High - level expression of

maize phosphoenopyruvate carboxylase in transgenic rice plants[J].

Natural Biotechnology,1999,17: 76 - 80.

【5】Yano M,Harushima Y,Nagamura Y,et fication ofquantitative trait locicontrolling heading date in rice using ahigh-density linkage Appl Genet,1997,95:1025-1032.

【6】Yano M,Katayose Y,Ashikari M,et al. Hd1,a majorphotoperiod sensitivity quantitative trait locus in rice,is close-ly related to the Arabidopsisflowering time gene Cell,2000,12:2473-2484.

【7】Yano M,Kojima S,Takahashi Y,Lin H X,et ccontrol of flowering time inrice,a short-day hysiol

,2001,127:1425-1429

【8】Yamamoto T,Kuboki Y,Lin S Y,et mapping ofquantitative trait loci Hd1,Hd2,and Hd3,controllingheading date of rice,as single Mendelian ApplGenet,1998,97:37-44.

【9】Lin H X,Ashikari M,Yamanouchi U,et cation andcharacterization of a quantitative trait locus,Hd9,controllingheading date in Sci,2002,52:35-41

【10】James C. Global status of commercialized biotech/GM crops: 2009[R]. ISAAA Brief No. 41,ISAAA: Ithaca. 2009

【11】王振营,鲁 新,何康来,等. 中国亚洲玉米螟的研究历史､现状和展望[J]. 沈阳农业大学学报,2000,31( 5) : 402- 412.

【12】李飞武,李葱葱,董立明,等.转基因大豆MON89788转化体特异性定性PCR检测[J].安徽农业科学,2010,38(13):6679-6682

【13】郭娜娜,吴辉,于晓惠,等.转基因大豆插入位点分析及特异性PCR检测方法的建立[J].热带作物学报,2011,32(8):1527-153

【14】霍楠,张明辉,刘营,等.转基因小麦B73-6-1品系特异性定性PCR检测方法的建立[J].中国生物工程杂志,2011,31(10):100-105

【15】王啸1, 2,邱树毅1,王嘉福,《转基因牧草作为生物源农药的研究进展》