第一篇：微生物與農(nóng)業(yè)的關(guān)系

微生物與農(nóng)業(yè)的關(guān)系

農(nóng)業(yè)的本質(zhì)是開發(fā)利用生物資源，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)是利用植物、動(dòng)物資源組成的“二維結(jié)構(gòu)”，將傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)調(diào)整為植物、動(dòng)物和微生物資源組成的“三維結(jié)構(gòu)”新型農(nóng)業(yè)，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略性調(diào)整之一。地球上三大生物資源之一的微生物資源是至今尚未充分開發(fā)利用的生物資源寶庫，應(yīng)用高科技生物工程技術(shù)開發(fā)微生物資源，創(chuàng)立微生物產(chǎn)業(yè)化利用的工業(yè)型農(nóng)業(yè)。這類新型農(nóng)業(yè)是在潔凈工廠車間內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)，人們都穿戴白色工作服帽從事操作勞動(dòng)，故有人形象地稱之為“白色農(nóng)業(yè)”。白色農(nóng)業(yè)與以水土為主的綠色植物生產(chǎn)——“綠色農(nóng)業(yè)和海洋的水生農(nóng)業(yè)——“藍(lán)色農(nóng)業(yè)”，合稱為“三色農(nóng)業(yè)”。微生物新型農(nóng)業(yè)的理論基礎(chǔ)

1.1 營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)原理 在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中植物是生產(chǎn)者，它利用環(huán)境中的無機(jī)物通過光合作用合成有機(jī)物，把太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能轉(zhuǎn)移儲(chǔ)存到生態(tài)系統(tǒng)中，為人類和動(dòng)物提供植物性食品和營(yíng)養(yǎng)及能量；動(dòng)物是消費(fèi)者，以生產(chǎn)者的產(chǎn)品為最初食物來源，通過自身轉(zhuǎn)化，生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)豐富、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的產(chǎn)品如肉、蛋、奶等；微生物是分解者，以動(dòng)植物殘?bào)w及其他有機(jī)物為食，使構(gòu)成有機(jī)成分的元素和儲(chǔ)存的能量，通過它的分解釋放到環(huán)境中，使有限的元素可持續(xù)的利用，伺時(shí)通過它的活動(dòng)和繁殖將人類不能直接利用的物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榭衫玫漠a(chǎn)品。這三大功能類群通過食物營(yíng)養(yǎng)關(guān)系組成的食物鏈、網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)。開發(fā)微生物新型農(nóng)業(yè)，將微生物在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的被動(dòng)、隱性作用主動(dòng)化和顯性化，提高系統(tǒng)的綜合生產(chǎn)力：所以營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)原理是微生物新型農(nóng)業(yè)的理論基礎(chǔ)。

1.2 增加食物鏈原理 在生態(tài)系統(tǒng)中，能量的流動(dòng)和傳遞，每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)只能利用前營(yíng)養(yǎng)級(jí)所持有能量的10％轉(zhuǎn)化其有效能量，此即所謂的“十分之一定律”。即每經(jīng)過1個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量減少90％，大部分能量和物質(zhì)以排泄物的形式浪費(fèi)掉，這是十分不經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)化，所以每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的排泄物必須經(jīng)過多次循環(huán)利用。在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中植物產(chǎn)品約80％是人類不能直接利用的初級(jí)產(chǎn)品，大部分是第2、第3級(jí)生產(chǎn)者的資源，通過增加食物鏈能充分利用廢棄物，使每個(gè)食物鏈環(huán)節(jié)上生產(chǎn)產(chǎn)品，提高整個(gè)系統(tǒng)人類可直接利用產(chǎn)品的產(chǎn)出，提高物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化和利用效率。如利用秸稈等廢料 → 生產(chǎn)食用菌 → 菌糠作飼料 → 喂畜 → 畜糞進(jìn)入沼氣池 → 沼氣渣養(yǎng)蚯蚓 → 喂雞 → 雞糞養(yǎng)魚 → 塘泥肥田。這個(gè)食物鏈循環(huán)中生物能量總利用率達(dá)9O％，氮素總利用率可達(dá)90％以上，增加食物鏈中間環(huán)節(jié)延長(zhǎng)食物鏈的大回路反饋循環(huán)可大大提高能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)利用效率。

1.3 生態(tài)位原理 生態(tài)位是生物在完成其自身正常生活周期時(shí)所表現(xiàn)的對(duì)環(huán)境綜合適應(yīng)特性。生態(tài)位理論在物種間的競(jìng)爭(zhēng)和進(jìn)化，群落結(jié)構(gòu)和資源利用等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。自然界的生態(tài)位有現(xiàn)實(shí)生態(tài)位和潛在生態(tài)位，新型微生物農(nóng)業(yè)利用這一原理可充分利用農(nóng)業(yè)微生物的潛在生態(tài)位，調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，改善農(nóng)業(yè)生物的生長(zhǎng)環(huán)境，充分利用潛在生物資源。如應(yīng)用微生物技術(shù)培養(yǎng)某些優(yōu)勢(shì)菌株等，將品質(zhì)低劣且適口性差的秸稈通過微生物發(fā)酵轉(zhuǎn)化為營(yíng)養(yǎng)豐富、適口性好的優(yōu)質(zhì)飼料；微生物肥料的應(yīng)用可改善植物營(yíng)養(yǎng)，刺激促進(jìn)植物生長(zhǎng)，增強(qiáng)植物的抗逆性；招氣發(fā)酵就是利用沼氣細(xì)菌把有機(jī)廢棄物中的作為能源的碳、氫和作物營(yíng)養(yǎng)元素的N、P、K等分離開，使其各得其所，各盡其用，提高能量和物質(zhì)的利用效率。

1.4 熵定律 熵定律表明“一切自發(fā)過程總是沿著熵增加的方向進(jìn)行”。系統(tǒng)的熵總是由小變大，系統(tǒng)的狀態(tài)永遠(yuǎn)是從高級(jí)有序趨向低級(jí)無序，最后使系統(tǒng)達(dá)到熱力學(xué)平衡，這時(shí)熵最大，且無序低級(jí)。熵是衡量事物內(nèi)部混亂程度的標(biāo)志，而負(fù)熵是事物內(nèi)部有秩序、有序度的表征量。為了獲得秩序，建立更加有序的、更加高級(jí)的低熵態(tài)勢(shì)，需要引進(jìn)負(fù)熵，減少熵增。農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中，增加層次、調(diào)整結(jié)構(gòu)、廢物多次循環(huán)利用可以降熵。如以食用菌、沼氣為紐帶的生態(tài)模式就是很好的典范。因此微生物新型農(nóng)業(yè)將最大限度地從外界引人負(fù)熵、減少熵增，保持系統(tǒng)有序結(jié)構(gòu)，利于農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展。微生物在新型農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

2.1 微生物飼料 微生物飼料主要有單細(xì)胞蛋白和菌體蛋白飼料、發(fā)酵糖化飼料及秸稈微生物發(fā)酵飼料等。單細(xì)胞蛋白和菌體蛋白飼料是利用微生物生長(zhǎng)繁殖快，蛋白含量高，利用有機(jī)廢物來生產(chǎn)蛋白飼料。由我國(guó)于1984年3月20日發(fā)現(xiàn)的可利用薯類薯渣等粗淀粉的混生配伍菌株生產(chǎn)菌體蛋白飼料，簡(jiǎn)稱4320菌體蛋白飼料，我國(guó)又相繼選育出在檸檬渣、甜菜渣、豆渣、酒糟和玉米渣等工業(yè)廢渣上生長(zhǎng)良好的混生配伍菌株，用來生產(chǎn)4320系列菌體蛋白飼料。發(fā)酵飼料是利用各種有益微生物，把秸稈類粗飼料加工成營(yíng)養(yǎng)豐富適口性好的飼料。微生物飼料添加劑也屬微生物飼料類，主要有酶制劑、真菌添加劑、維生素類、抗生素類、氨基酸類、活微生物等。通過生物發(fā)酵工程制取的微生物及代謝物、轉(zhuǎn)化物作伺料，正廣泛應(yīng)用于畜牧業(yè)生產(chǎn)中。

2.2 微生物肥料 利用微生物的生命活動(dòng)及代謝產(chǎn)物的作用，改善作物養(yǎng)分供應(yīng)，為農(nóng)作物提供營(yíng)養(yǎng)元素、生長(zhǎng)物質(zhì)、調(diào)控生長(zhǎng)、增強(qiáng)抗逆性，達(dá)到提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)、減少化肥使用、提高土壤肥力。微生物肥料的主要種類有根瘤菌肥料、固氮菌肥料、解磷、解鉀菌肥料、光合細(xì)菌肥料、復(fù)合微生物肥料、微生物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、菌根制劑、抗生菌肥料及促進(jìn)植物生長(zhǎng)的根細(xì)菌類制劑。根瘤菌肥料是世界各國(guó)應(yīng)用最多的微生物肥料，國(guó)內(nèi)微生物肥料生產(chǎn)廠有一半左右生產(chǎn)或生產(chǎn)過含根瘤菌的微生物肥料；解磷微生物可把有機(jī)磷或不溶態(tài)無機(jī)磷轉(zhuǎn)化為可溶態(tài)無機(jī)磷，供植物利用；解鉀硅酸鹽細(xì)菌經(jīng)發(fā)酵制成菌劑，在缺鉀土壤上施用對(duì)各種作物表現(xiàn)出很好的增產(chǎn)效果。微生物肥料的使用可減少化肥用量、減少能源資源消耗。

2.3 微生物農(nóng)藥 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，減少使用化學(xué)農(nóng)藥，保護(hù)人類生存環(huán)境的呼聲日益高漲，且早已引起人們的高度重視。研究開發(fā)利用有益微生物及其代謝產(chǎn)物防治作物病蟲害已取得了較為理想的效果。目前微生物農(nóng)藥主要開發(fā)有微生物殺蟲劑、微生物殺菌劑、微生物除草劑及利用微生物代謝分泌的有效活性物質(zhì)制成的農(nóng)用抗生素殺蟲、殺菌劑。微生物殺蟲劑中細(xì)菌類殺蟲劑以蘇云金芽孢桿菌推廣應(yīng)用面積最大，而且殺蟲效果非常理想，此外，還有真菌殺蟲劑，病毒殺蟲劑等。微生物殺菌劑，如中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)研究開發(fā)的增產(chǎn)菌系列產(chǎn)品；南京農(nóng)業(yè)大學(xué)分離篩選的枯草芽孢桿菌不同菌株，對(duì)不同作物有不同的防病治病效果，研制開發(fā)成功菜豐靈系列產(chǎn)品。目前，開發(fā)應(yīng)用面積較大的農(nóng)用抗生素殺蟲劑阿維菌素是由日本和美國(guó)共同研制開發(fā)的；抗生素殺菌劑井岡霉素是由上海農(nóng)藥所在江西省井岡地區(qū)發(fā)現(xiàn)的1株鏈霉菌開發(fā)成功的，它已成為我國(guó)農(nóng)用抗生素產(chǎn)品的當(dāng)家品種；農(nóng)抗120是由中國(guó)農(nóng)科院開發(fā)成功的抗生素殺菌劑。

我國(guó)政府已經(jīng)充分認(rèn)識(shí)到發(fā)展無公害微生物農(nóng)藥和微生物肥料的重要意義，并把加強(qiáng)農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)和食物的安全生產(chǎn)作為我國(guó)21世紀(jì)農(nóng)業(yè)科技發(fā)展的重要方向之一。微生物農(nóng)藥和微生物肥料的廣泛應(yīng)用為農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)和動(dòng)植物安全生產(chǎn)將發(fā)揮越來越重要的作用。

2.4 微生物食物 我國(guó)是世界上公認(rèn)的“食用菌王國(guó)”，在我國(guó)微生物食品中食用菌是分布最廣泛、食用最普遍、歷史最悠久的。食用菌是世界上公認(rèn)的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)資源，其營(yíng)養(yǎng)豐富、味道鮮美，含人體必需的十幾種氨基酸，并含人體必需的維生素、微量元素、多種抗生素等物質(zhì)，被人們譽(yù)為“健康食品”，是人類的“第三類食品”。食用菌的栽培利用了農(nóng)林及輕工業(yè)生產(chǎn)的廢棄物，生產(chǎn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的食用菌，培養(yǎng)食用菌后的菌糠可作為優(yōu)質(zhì)飼料，其蛋白質(zhì)含量及其利用率比原料中高出許多。通過食用菌栽培，實(shí)現(xiàn)變廢為寶。我國(guó)的食用菌栽培早已遍及全國(guó)，特別是東北地區(qū)，由于自然條件和培養(yǎng)基資源豐富，香菇、平菇、木耳等的生產(chǎn)早已形成規(guī)模。

2.5 微生物能源 沼氣是由微生物分解有機(jī)物質(zhì)而產(chǎn)生，甲烷是沼氣的主要成分，它是復(fù)雜有機(jī)物經(jīng)多種微

生物共同作用產(chǎn)生。經(jīng)過微生物的發(fā)酵，將作為燃料的碳、氫和作為植物營(yíng)養(yǎng)元素的N、P、K等分離開，使它們各得其所，各盡其用，提高了能量和物質(zhì)利用效率，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，有機(jī)殘?bào)w及廢棄物不斷增加，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，對(duì)生產(chǎn)生活帶來不良后果。以沼氣為紐帶可促進(jìn)物質(zhì)和能量在系統(tǒng)內(nèi)部有多重循環(huán)利用。如我國(guó)北方開發(fā)的“四位一體”高效種養(yǎng)結(jié)合發(fā)展模式，即太陽能溫室 → 沼氣池 → 豬圈 → 廁所和南方的“豬圈 → 沼氣池 → 果園”模式，可使一切有機(jī)殘?bào)w和廢棄物無害化和資源化，是一條適合我國(guó)國(guó)情的農(nóng)村發(fā)展之路。

2.6 微生物生態(tài)環(huán)境保護(hù)劑 大規(guī)模、集約化畜牧場(chǎng)的出現(xiàn)，大量的畜禽糞、尿和污水導(dǎo)致環(huán)境污染，國(guó)外曾有“畜產(chǎn)公害”之稱。目前，我國(guó)的“畜產(chǎn)公害”十分嚴(yán)重。對(duì)畜禽糞尿污染的治理方法很多，如沼氣發(fā)酵，還有快速烘干等，還可利用某些微生物對(duì)廢棄物的分解，將自然界的生物循環(huán)引導(dǎo)到更利于維護(hù)生態(tài)環(huán)境的方向。近年來各國(guó)微生物專家研制出一批用于處理畜禽糞便和治理污水的微生物生態(tài)環(huán)境保護(hù)劑，如用于養(yǎng)豬業(yè)的環(huán)境清潔劑——木糠床微生態(tài)菌劑，在許多國(guó)家和地區(qū)都已廣泛應(yīng)用。微生物新型農(nóng)業(yè)的發(fā)展前景

鄧小平同志曾指出：“將來農(nóng)業(yè)問題的出路，最終要由生物工程來解決，要靠尖端技術(shù)”。用生物工程解決農(nóng)業(yè)出路，這一科學(xué)論斷，與當(dāng)前國(guó)內(nèi)外科技界的論點(diǎn)一致。本世紀(jì)生物科技革命的主戰(zhàn)場(chǎng)在大農(nóng)業(yè)。開展新農(nóng)業(yè)科技革命，應(yīng)以生物工程為中心，改革傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，創(chuàng)建新型農(nóng)業(yè)。微生物新型農(nóng)業(yè)的開發(fā)是生物工程技術(shù)推動(dòng)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要體現(xiàn)。發(fā)展微生物新型農(nóng)業(yè)，由植物、動(dòng)物資源為主組成的“二維結(jié)構(gòu)”傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，調(diào)整為植物種植業(yè)、動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)和微生物發(fā)酵轉(zhuǎn)化業(yè)的“三維結(jié)構(gòu)”的新農(nóng)業(yè)，這是一個(gè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)健全、資源節(jié)約型農(nóng)業(yè)；此外，白色農(nóng)業(yè)是節(jié)土、節(jié)水型農(nóng)業(yè)，能緩解傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)“與人爭(zhēng)地”、“與人爭(zhēng)水”日益尖銳的矛盾。一座占地不多，年產(chǎn)10萬 t單細(xì)胞蛋白的微生物工廠，能相當(dāng)于11.9988×10 4 hm 2 耕地生產(chǎn)的大豆蛋白質(zhì)，或是19.998×10 6 hm 2 原飼養(yǎng)牛羊生產(chǎn)的動(dòng)物蛋白質(zhì)。發(fā)展白色農(nóng)業(yè)，可實(shí)現(xiàn)“人畜分糧”的目標(biāo)，能極大地緩解糧食緊缺問題，白色農(nóng)業(yè)的微生物飼料為畜牧業(yè)的發(fā)展提供保障。我國(guó)現(xiàn)有秸稈6億多t，若其中2億t秸稈通過微生物發(fā)酵工程轉(zhuǎn)化為飼料，則可得到800億kg飼料糧，約為目前我國(guó)年用飼料糧的1/2，真正實(shí)現(xiàn)“人畜分糧”。通過引進(jìn)新物種，開發(fā)挖掘潛在生態(tài)位，增加多功能循環(huán)鏈，提高系統(tǒng)綜合生產(chǎn)力。微生物肥料、食用菌和沼氣菌的引人，填補(bǔ)了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的一些潛在生態(tài)位；微生物肥料和微生物農(nóng)藥的應(yīng)用，可以減少能源、資源消耗，減輕環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)動(dòng)植安全生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)；食用菌及沼氣菌的引入食物鏈后具有多種功能，如可實(shí)現(xiàn)食品、飼料、燃料和肥料的協(xié)調(diào)生產(chǎn)和利用，大大提高了有機(jī)廢棄物的利用效率；微生物生態(tài)環(huán)保護(hù)劑可清除空氣中韻有毒氣體、水和土壤中的有害重金屬及有害化學(xué)物質(zhì)，是世界上正在發(fā)展的一項(xiàng)環(huán)保新產(chǎn)業(yè)。新型微生物農(nóng)業(yè)的崛起，標(biāo)志著我國(guó)新的農(nóng)業(yè)科技革命的到來，它符合生態(tài)大農(nóng)業(yè)的發(fā)展要求，必將使我區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展走上一條高效和可持續(xù)發(fā)展之路

第二篇：農(nóng)業(yè)微生物制劑生產(chǎn)與運(yùn)用論文

農(nóng)業(yè)微生物制劑的活性菌分離與鑒定

學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 所在學(xué)院： 專 業(yè)：

中國(guó)·大慶 2013 年 6 月

農(nóng)業(yè)微生物制劑的活性菌分離與鑒定

摘要：微生物制劑是以自然界中分離的有益菌為主體開發(fā)的產(chǎn)品，在健康、環(huán)保及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用廣泛。某農(nóng)業(yè)微生物制劑在海南的熱帶農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中能顯著增產(chǎn)和增強(qiáng)作物抗性，為了了解該微生物制劑的作用機(jī)制，本研究采用平板劃線法對(duì)活性菌進(jìn)行分離和純化，對(duì)分離菌株進(jìn)行生長(zhǎng)、形態(tài)及顯微觀察，對(duì)16S rDNA 進(jìn)行序列PCR 擴(kuò)增、測(cè)序及生物信息學(xué)分析，鑒定活性菌的種屬。結(jié)果表明，分離得到2個(gè)形態(tài)不同的細(xì)菌菌株，通過形態(tài)觀察及16S rDNA 序列的分子鑒定，發(fā)現(xiàn)這2個(gè)菌株與枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）具有99.9%的同源性；2 個(gè)菌株的16S rDNA 序列的比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)它們有7個(gè)堿基的差別，說明這2個(gè)菌株可能是不同的生理小種。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)微生物制劑；活性菌分離；16S rDNA；分子鑒定

Isolation and identification of active bacteria from agricultural

microbial agents Abstract：Microbial agents are useful products made of beneficial bacteria that isolated from nature environment, and it was extensively applied to healthcare, environment protection and agricultural production.A microbial agent has significant effects on increasing yield and improving disease resistance for Hainan tropical agriculture.In order to discover the activity mechanism of this microbial agent, it was necessary to isolate and identify its active bacteria.In this research, the following methods were applied, including active bacteria isolating and purifying, growth observation, morphological and microscopic observation, PCR amplification of 16S rDNA, sequencing and bioinformatic analysis.The results showed that two bacterial strains with different morphological character were isolated,16S rDNA sequences were amplified and sequenced，bioinformatic analysis indicated that 16S rDNA sequences of the two strains had 99.9% identities with that of Bacillus subtilis.Moreover, the 16S rDNA sequences of the two strains were compared with each other, and 7 base differences were found, it indicated that the two strains were different physiological races of Bacillus subtilis.Key words： agricultural microbial agents;isolation of active bacteria;16S rDNA;molecular identification

前言

隨著科技進(jìn)步，發(fā)展有機(jī)農(nóng)業(yè)和生態(tài)農(nóng)業(yè)是大勢(shì)所趨[1-2]，農(nóng)業(yè)微生物制劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中正發(fā)揮著越來越重要的作用。農(nóng)業(yè)微生物制劑通常含有單一或多種特定的功能菌株，能為植物提供有效養(yǎng)分或防治植物病蟲害，并在保持土壤肥力、提高化肥利用率、促進(jìn)作物生長(zhǎng)、拮抗土傳病害、維持生態(tài)系統(tǒng)平衡等方面起重要作用[3-4]?？莶菅挎邨U菌（Bacillus subtilis）是微生物制劑中的常用菌類之一，為革蘭氏陽性需氧菌，無莢膜，有鞭毛，能活動(dòng)，芽孢位于菌體中央或稍偏，廣泛分布在土壤及腐敗的有機(jī)物中?？莶菅挎邨U菌在農(nóng)業(yè)病害的生物防治上具有很大的潛力，菌體生長(zhǎng)過程中產(chǎn)生的枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短桿菌肽等活性物質(zhì)，對(duì)幾十種真菌、細(xì)菌和病毒性病害有明顯的抑制和殺滅作用，具有凈化土壤環(huán)境、保護(hù)作物根系、減輕土傳病害的發(fā)生的作用[5-6]?？莶菅挎邨U菌對(duì)外界有害因子的抵抗力強(qiáng)、分布廣、耐熱性好，是理想的生防菌對(duì)象，目前全世界收集保存了幾百株野生型枯草芽孢桿菌菌株，能夠產(chǎn)生40 多種具有不同結(jié)構(gòu)的抗菌物質(zhì)。香蕉枯萎病影響全球香蕉種植業(yè)的發(fā)展，采用拮抗細(xì)菌來對(duì)香蕉枯萎病進(jìn)行防治成為人們研究的熱點(diǎn)，徐雪蓮等[7]從紅樹林中分離得到2 株對(duì)香蕉枯萎病有抑制作用的內(nèi)生芽孢桿菌菌株。

本研究對(duì)具有增產(chǎn)和抗病效果的某農(nóng)業(yè)微生物制劑中的活性菌進(jìn)行分離純化、形態(tài)觀察和分子鑒定，以研究微生物制劑中活性菌的組成情況。材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

某農(nóng)業(yè)微生物制劑、高壓滅菌器、超凈工作臺(tái)、恒溫培養(yǎng)箱、高速冷凍離心機(jī)、PCR 儀、各種型號(hào)移液器、電泳系統(tǒng)、凝膠成像系統(tǒng)。Taq DNA 聚合酶、dNTPs 等均購自上海生物工程有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 活性菌的分離與純化

分離活性菌采用涂布分離法，LB 培養(yǎng)基配方參照《植病研究方法》[8]。將培養(yǎng)皿、蒸餾水、培養(yǎng)基等用品在0.103 Mpa、121℃條件下高壓蒸氣滅菌20 min；在超凈工作臺(tái)進(jìn)行無菌操作，每皿約含15 mL培養(yǎng)基，待其冷卻凝固。取約0.1 g 微生物制劑粉末放入1.5 mLEP 管中，加1 mL無菌水配成懸浮液，然后依次稀釋成10-1、10-

2、10-

3、10-4 的樣液。取上述樣液用涂布法分別劃線接種到4 個(gè)培養(yǎng)皿中，用封口膜將培養(yǎng)皿密封，標(biāo)注日期及對(duì)應(yīng)編號(hào)，37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)觀察。挑取單克隆進(jìn)行純化培養(yǎng)，并對(duì)純化的菌落進(jìn)行形態(tài)觀察和顯微觀察。

1.2.2 CTAB 法提取細(xì)菌DNA及電泳檢測(cè)

采用改良CTAB 法（1.7％ CTAB，1.17 mmol/L NaCl，17.5 mmol/LEDTA，80 mmol/L Tris-HCl，pH8.0，1％β-巰基乙醇），小量法提取細(xì)菌基因組DNA[9]。刮取純化培養(yǎng)的菌體約0.2 g，收集在1.5 mL EP 管中，加入1 mL CTAB 抽提液，充分混勻，65℃溫育30 min，中間搖勻2 次；加入等體積的V氯仿：V 異戊醇=24∶1 混勻，12 000 r/min 離心10 min，取上清，重復(fù)1 次；上清中加入等體積異丙醇，混勻靜置5 min，12 000r/min 離心10 min；棄上清，得DNA 沉淀，用75%乙醇清洗2 次，稍晾干后用TE 溶解。用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)DNA 完整性，用紫外分光光度計(jì)測(cè)定DNA 濃度，保存于-20℃?zhèn)溆谩?/p>

1.2.3 PCR 擴(kuò)增與電泳檢測(cè)

以提取的細(xì)菌DNA 為模板，對(duì)16S rDNA 的基因進(jìn)行擴(kuò)增，引物序列為16S rDNAF(5’ATCGGAGAGTTTGATCCTGGCTCAG3’)、16S rDNA-R [10]。PCR 反應(yīng)體系為20 μL，包括：2 μL 10×Buffer、0.3 μL dNTP(10 mmol/L)、Taq DNA 聚合酶1 U、0.8 μL 引物（10 μmol/L）、DNA 模板40 ng。PCR 反應(yīng)程序?yàn)椋?5℃ 5 min，1 個(gè)循環(huán)；95℃ 40 s，55℃ 1 min，72℃ 1 min，35 個(gè)循環(huán)；72℃ 10 min，1 個(gè)循環(huán)；4℃保存終止反應(yīng)。擴(kuò)增產(chǎn)物用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)，在Gel-2000 凝膠成像系統(tǒng)（Bio-Rad 公司）觀察記錄。

1.2.4 16S rDNA 序列的測(cè)序及生物信息分析

將PCR產(chǎn)物條帶切膠回收純化，與pGEM-T 載體連接，42℃熱擊法轉(zhuǎn)化感受態(tài)細(xì)胞DH5α，通過藍(lán)白斑篩選，挑取白斑菌落轉(zhuǎn)化子，通過菌落PCR 驗(yàn)證陽性克隆，將陽性克隆搖菌，送上海生物工程公司測(cè)序。將測(cè)序結(jié)果通過BLASTn軟件與GenBank 中的NR 核酸數(shù)據(jù)庫進(jìn)行序列相似性檢索，通過比較與已知序列信息的同源程度，推測(cè)16S rDNA 序列代表的細(xì)菌種屬。結(jié)果與分析

2.1 活性菌的分離純化與觀察

通過分離純化，從微生物制劑中分離得到2個(gè)菌株，2個(gè)菌株的共同點(diǎn)是菌落表面粗糙不透明、污白色或微黃色。2個(gè)菌株在菌落形態(tài)上也存在一些差異，1 號(hào)菌的菌斑邊緣光滑，2 號(hào)菌的菌斑邊緣呈鋸齒狀（圖1）。對(duì)2個(gè)菌株進(jìn)行革蘭氏染色觀察，發(fā)現(xiàn)革蘭氏染色為陽性，菌體為桿狀，染色時(shí)著色均勻，能活動(dòng)。2 個(gè)菌株在顯微鏡下沒有觀察到形態(tài)上的顯著差異。

2.2 16S rDNA 序列的PCR 擴(kuò)增

分別提取2個(gè)菌株DNA，對(duì)16S rDNA 序列進(jìn)行PCR擴(kuò)增，產(chǎn)物進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)，結(jié)果如圖2 所示，可見1 號(hào)菌株（K01）和2號(hào)菌株（K02）的PCR 產(chǎn)物都在1 500 bp 左右，條帶清晰唯一，可進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

2.3 重組子的菌液PCR 鑒定

將1號(hào)和2號(hào)菌株的16S rDNA 的PCR 產(chǎn)物切膠回收，與T 載體連接，轉(zhuǎn)化大腸桿菌DH5α，經(jīng)過藍(lán)白斑篩選，挑取陽性克隆，搖菌，用16S rDNA 的引物對(duì)菌液重新進(jìn)行PCR擴(kuò)增，電泳檢測(cè)結(jié)果如圖3所示。結(jié)果表明，陽性克隆的PCR 產(chǎn)物大小在1500bp左右，與預(yù)期的結(jié)果相符。

2.4 測(cè)序及生物信息學(xué)分析

將陽性克隆的菌液送到上海生物工程公司測(cè)序。測(cè)序得到1 號(hào)菌的序列全長(zhǎng)1 518 bp，通過NCBI 網(wǎng)站進(jìn)行生物信息學(xué)分析，通過BLASTn 檢索，得知1 號(hào)菌的16SrDNA 序列與枯草芽孢桿菌基因組（AL009126.3，Bacillus subtilis supsp ste.168 complete genome）的相似程度為99.67%。測(cè)序得到的2 號(hào)菌株的序列全長(zhǎng)1 519 bp，通過NCBI 網(wǎng)站進(jìn)行生物信息學(xué)分析，通過BLASTn 檢索，得知1 號(hào)菌的16S rDNA 序列與枯草芽孢桿菌基因組（AL009126.3，Bacillus subtilis supsp ste.168 complete genome）的相似程度為99.87%。

2.5 菌株之間16S rDNA 序列的比較

通過NCBI 網(wǎng)站BLASTn平臺(tái)的bl2seq 程序，對(duì)1 號(hào)菌株和2 號(hào)菌株的16S rDNA 序列進(jìn)行雙序列比較，結(jié)果表明，兩個(gè)菌株的16S rDNA 序列，有1 512 個(gè)堿基是一致的，有7 個(gè)堿基位點(diǎn)存在差異（圖4）。由于這2 個(gè)菌株在菌落形態(tài)方面有差異，16S rDNA 的序列從分子水平進(jìn)一步驗(yàn)證了這種差異，說明這2 個(gè)菌株可能是枯草芽孢桿菌的兩個(gè)不同生理小種。結(jié)論與討論

16S rDNA 是編碼原核生物核糖體小亞基16S rRNA的基因，長(zhǎng)度約為1 500 bp，是細(xì)菌分類學(xué)研究中最常用、最有用的“分子鐘”，其序列包含10 個(gè)可變區(qū)（variable region）和11 個(gè)恒定區(qū)（constant region）?？勺儏^(qū)因細(xì)菌種類而異，且變異程度與細(xì)菌的系統(tǒng)發(fā)育密切相關(guān)，現(xiàn)代細(xì)菌分類學(xué)以此作為重要的分類依據(jù)[10]。16S rDNA 的保守性使應(yīng)用單一方法進(jìn)行細(xì)菌的統(tǒng)一檢測(cè)成為可能，基因診斷的靈敏度高、快速準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)

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第三篇：養(yǎng)蜂與農(nóng)業(yè)的關(guān)系

養(yǎng)蜂與農(nóng)業(yè)的關(guān)系

摘 要近年來，蜂蜜以其美味、高營(yíng)養(yǎng)、易吸收等特點(diǎn)，越來越貼近人們的生活，對(duì)老人、兒童、產(chǎn)婦及病后體弱者特別適宜，同時(shí)，隨著國(guó)家對(duì)蜂業(yè)的支持，中國(guó)養(yǎng)蜂業(yè)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。文章從養(yǎng)蜂的重要性、蜜蜂與農(nóng)業(yè)的關(guān)系等方面詳細(xì)論述了養(yǎng)蜂與農(nóng)業(yè)的關(guān)系，并對(duì)今后養(yǎng)蜂業(yè)的發(fā)展進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

關(guān)鍵詞農(nóng)業(yè)，養(yǎng)蜂業(yè)，蜂蜜，經(jīng)濟(jì)，蜜蜂，授粉

一、發(fā)展養(yǎng)蜂業(yè)的重要性

1.養(yǎng)蜂是農(nóng)村的重要副業(yè)養(yǎng)蜂作為一項(xiàng)投資少、見效快、不占農(nóng)田、不破壞生態(tài)環(huán)境的農(nóng)村副業(yè)歷來受到黨和政府的高度重視，隨著黨中央西部大開發(fā)戰(zhàn)略方針的實(shí)施，養(yǎng)蜂業(yè)在脫貧致富、安置農(nóng)村富余勞力、改善生態(tài)環(huán)境方面的作用日益突顯出來，尤其是在西部養(yǎng)蜂業(yè)發(fā)展相對(duì)滯后的地區(qū)，大力普及推廣養(yǎng)蜂科學(xué)技術(shù)的工作比以往任何時(shí)候都更加重要。只要當(dāng)?shù)赜忻鄯墼粗参铮莆栈静僮骷夹g(shù)，就可以飼養(yǎng)。養(yǎng)一群蜂可盈利１００～３００元，年純收入少則幾千元，多則幾萬元，是農(nóng)村脫貧致富的好途徑。因而養(yǎng)蜂生產(chǎn)不僅成為發(fā)達(dá)地區(qū)農(nóng)村，而且西北部地區(qū)和山區(qū)農(nóng)民增收的重要手段。養(yǎng)蜂業(yè)已成為了農(nóng)村名副其實(shí)的重要副業(yè)。

2.養(yǎng)蜂在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位

目前，隨著世人對(duì)蜂產(chǎn)品的青睞日益增加，需求隨之增多。各國(guó)順應(yīng)時(shí)代潮流，將蜂產(chǎn)品出口到國(guó)際市場(chǎng)。蜂蜜成為了各國(guó)的創(chuàng)匯產(chǎn)品，特別是我國(guó)，蜂蜜不僅是傳統(tǒng)的出口產(chǎn)品，更是出口創(chuàng)匯的重要產(chǎn)品。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，每年有年產(chǎn)量一半左右的蜂蜜出口到國(guó)外。2004年我國(guó)出口蜂蜜8．64萬噸，其出口量在統(tǒng)計(jì)的155類植物和動(dòng)物產(chǎn)品中排44位，在動(dòng)物和水產(chǎn)中排在第l0位。出口價(jià)值為99．04百萬美元，在全部統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品排在第26位，在動(dòng)物和水產(chǎn)中排在第六位，僅次于豬肉、雞肉、可食用內(nèi)臟、全脂鮮奶(包括牛、水牛、綿羊、山羊、駱駝的奶)和牛肉(包括牛和水牛)。

正是由于養(yǎng)蜂業(yè)的發(fā)展，才使得世界各國(guó)國(guó)蜂產(chǎn)品的質(zhì)量、種類、數(shù)量得到極大提高，隨之帶來的收入成為國(guó)際經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域內(nèi)不可忽視的一部分。

3.蜂產(chǎn)品與人類的關(guān)系

蜂蜜是一種保健食品，味道甜蜜，所含的單糖，不需要經(jīng)消化就可以被人體吸收。新鮮成熟的蜂蜜含有70%以上的轉(zhuǎn)化糖（葡萄糖和果糖），少量的蔗糖（5%以下），酶類，蛋白質(zhì)，氨基酸，維生素，礦物質(zhì)，抗菌素類的物質(zhì)。

1、蜂蜜含有70%以上的轉(zhuǎn)化糖，能夠被人體腸壁細(xì)胞直接吸收利用，沒有必要經(jīng)人體消化，這對(duì)于兒童、老年人以及病后恢復(fù)者來說尤為重要；經(jīng)常服用蜂蜜，能幫助消化。

2、蜂蜜中含有人體所需的十幾種氨基酸，多種活性酶和一些豐富的常量、微量元素。蜂蜜又不含脂肪，這對(duì)于老年人、高血壓和心臟病患者來說，是最佳的天然食品。

3、蜂蜜富含鈣和磷，對(duì)于兒童骨質(zhì)的形成和老年人缺鈣癥是最佳的補(bǔ)品。蜂蜜在人體內(nèi)產(chǎn)生的熱量相當(dāng)于牛奶的15倍；VB含量與雞蛋相等，相當(dāng)于葡萄糖、蘋果的16倍。服用蜂蜜能夠迅速恢復(fù)疲勞，增強(qiáng)耐力，延遲衰老，延年益壽。[美食中國(guó)]

4、蜂蜜富含有豐富的礦物質(zhì)，如有益身心的鉀，起鎮(zhèn)靜作用的鎂，強(qiáng)筋健骨的鈣，增補(bǔ)血液的鐵、銅，健腦的磷和有益身體的各種維生素。

5、蜂蜜具有強(qiáng)烈的殺菌抗菌功效。經(jīng)常食用蜂蜜，不僅對(duì)牙齒無妨礙，還能起到口腔殺菌消毒的作用。將蜂蜜當(dāng)做皮膚傷口敷料時(shí)，細(xì)菌無法生長(zhǎng)。蜂蜜還能治療中度的皮膚傷害，能有效潔凈受細(xì)菌感染的傷口，防止傷口化膿；也能治療皮膚潰爛，只需在傷口表面涂抹蜂蜜，加以包扎便行。蜂蜜對(duì)火傷、灼傷的功效也很好，在受傷後馬上涂上蜂蜜敷治，蜂蜜能吸收傷口的水分，防止水腫，混入少許面粉涂抹，更可防留疤痕。

由此可見，蜂產(chǎn)品與人類有著密切聯(lián)系，它能夠促使人們以更加飽滿的狀態(tài)以及健康的身體投入到每日的學(xué)習(xí)工作中去，提高效率。

綜上三方面所述，不難看出發(fā)展養(yǎng)蜂業(yè)對(duì)于一國(guó)來說十分重要，故而應(yīng)盡所能來不斷擴(kuò)展養(yǎng)蜂業(yè)的發(fā)展，并從中受益。

二、蜜蜂與農(nóng)業(yè)的關(guān)系

1.蜜蜂是最理想的授粉昆蟲

世界上與人類食品密切相關(guān)的農(nóng)作物有l(wèi)／3以上屬蟲媒植物，需要進(jìn)行授粉才能繁殖和發(fā)展。由于蜜蜂分布廣泛，自赤道擴(kuò)展至極圈，遍及全世界的每一個(gè)農(nóng)業(yè)區(qū)，故其決定了蜜蜂授粉范圍的廣闊性。在自然界中，有很多植物需要昆蟲授粉，才能正常結(jié)果。蜜蜂是一種營(yíng)社會(huì)性生活的昆蟲，在形態(tài)結(jié)構(gòu)上，具有專門適應(yīng)采集花粉的生理構(gòu)造。在眾多的昆蟲中，蜜蜂是最理想的授粉昆蟲。一只蜜蜂每次采集可“拜訪”幾朵到幾十朵花，每天可進(jìn)行幾次到幾十次采集活動(dòng)，其授粉能力是相當(dāng)巨大的。此外，蜜蜂在采集過程中，把花粉從一朵花帶到另一朵花，造成異花授粉，使后代產(chǎn)生雜交優(yōu)勢(shì)，提高了果實(shí)和種子的品質(zhì)（如果實(shí)個(gè)大，種子飽滿，畸型減少，提高果實(shí)和種子的蛋白質(zhì)、糖分和脂肪的含量等）。蜜蜂還具有采集專

一、貯存飼料、可轉(zhuǎn)地飼養(yǎng)和可進(jìn)行采集訓(xùn)練等特點(diǎn)，因此，蜜蜂具有帶翅膀“媒人”的美稱。是當(dāng)之無愧的植物“紅娘”。

2.國(guó)內(nèi)外蜜蜂的授粉概況

養(yǎng)蜂業(yè)是我國(guó)傳統(tǒng)養(yǎng)蜂業(yè)，我國(guó)養(yǎng)蜂歷史悠久，已有幾千年。養(yǎng)蜂對(duì)提高農(nóng)作物產(chǎn)量、保持生態(tài)多樣性、發(fā)展山區(qū)經(jīng)濟(jì)、提高人類的健康水平都起到巨大的作用。

1）國(guó)外蜜蜂授粉概況

蜜蜂授粉的作用在國(guó)外特別是發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)較為重視、應(yīng)用較多，并取得了顯著社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

以美國(guó)為例，它對(duì)蜜蜂授粉最為重視，應(yīng)用得最好。近十幾年來蜜蜂授粉工作得到迅速的發(fā)展，已形成了專業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化，養(yǎng)蜂者已將授粉收入列為養(yǎng)蜂的一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)來源。美國(guó)現(xiàn)有400多萬群蜜蜂，農(nóng)場(chǎng)和果園每年約租用100萬群，為100多種農(nóng)作物授粉，每箱蜜蜂的租金約為20～35美元。例如加利福尼亞州，該州幾十萬群蜜蜂中有一半以上被莊

園主租去為作物授粉，授粉蜂群的租金收入約有2500多萬美元，占養(yǎng)蜂總收入4200多萬美元的60%。美國(guó)每年利用蜜蜂授粉使農(nóng)作物增產(chǎn)的價(jià)值將近200億美元。

為了保護(hù)養(yǎng)蜂業(yè)，充分發(fā)揮蜜蜂授粉的增產(chǎn)作用，美國(guó)在20世紀(jì)70年代，法律就規(guī)定因施用化學(xué)農(nóng)藥造成蜜蜂中毒死亡的，施藥者每群蜂要賠償20美元。

美國(guó)農(nóng)業(yè)部的農(nóng)業(yè)研究中心1994年決定，在國(guó)家5個(gè)重點(diǎn)研究室中的2個(gè)實(shí)驗(yàn)室專門研究蜜蜂授粉與殺蟲劑對(duì)蜜蜂的影響，解決溫室作物授粉、野生授粉蜂種的人工飼養(yǎng)和周年繁殖技術(shù)以及授粉蜂種的運(yùn)輸技術(shù)等問題。

其余國(guó)家也都積極地研究蜜蜂授粉技術(shù)極其運(yùn)用政府的保護(hù)政策來體現(xiàn)他們對(duì)蜜蜂授粉的重視。

2）國(guó)內(nèi)利用蜜蜂授粉概況

我國(guó)較早開展蜜蜂授粉研究是從20世紀(jì)50年代初開始。1995年，我國(guó)蜜蜂授粉研究工作達(dá)到高潮，在甘肅敦煌召開了以“蜜蜂授粉促農(nóng)”為主題的學(xué)術(shù)研討會(huì)，在會(huì)議交流論文中，授粉論文占一半還多，使我國(guó)蜜蜂授粉研究進(jìn)入一個(gè)新階段。

20世紀(jì)90年代中期，蜜蜂授粉作為一項(xiàng)增產(chǎn)措施，相繼在山東、河北、山西、福建等省市的草莓和果樹授粉上推廣應(yīng)用。許多果農(nóng)愿為養(yǎng)蜂者承擔(dān)運(yùn)費(fèi)，有的還支付每群50－80元的授粉報(bào)酬，并保證在花期不打農(nóng)藥，保證蜂群的安全。

20世紀(jì)90年代末期，在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所的不懈努力下，授粉昆蟲——熊蜂的飼養(yǎng)及應(yīng)用技術(shù)取得突破性進(jìn)展，在獲得飼養(yǎng)成功的基礎(chǔ)上，探討出一系列實(shí)用的熊蜂授粉技術(shù)，并成立了中國(guó)第一個(gè)熊蜂授粉公司，實(shí)現(xiàn)熊蜂授粉專業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化。目前，我國(guó)自己培養(yǎng)的熊蜂已逐漸取代進(jìn)口熊蜂為棚室作物授粉。

我國(guó)約有700余萬群蜜蜂，用于授粉的蜂群尚不足百分之一。影響授粉的主要原因：一是對(duì)蜜蜂授粉的增產(chǎn)作用宣傳力度不夠，農(nóng)民還不了解授粉增產(chǎn)的作用；二是養(yǎng)蜂人和農(nóng)民的配合上不協(xié)調(diào)。這將是下一步擴(kuò)大蜜蜂授粉效益需研究的重點(diǎn)。

經(jīng)過我國(guó)蜜蜂授粉科技工作者堅(jiān)持不懈努力，已將蜜蜂授粉應(yīng)用到棉花、蔬菜生產(chǎn)、制種、油料作物和果樹生產(chǎn)上，同時(shí)還針對(duì)某種植物研究了專用蜂箱，隨著各項(xiàng)配套技術(shù)的不斷完善，蜜蜂授粉這一農(nóng)業(yè)增產(chǎn)措施，勢(shì)必在我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮更大的作用。

3）蜜蜂授粉的增值效益

蜜蜂授粉，相比起人工授粉1個(gè)工1天70~80元要省得多，蜜蜂授粉率能達(dá)到100%，利用蜜蜂為果樹和作物授粉，不僅減輕了人工授粉的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了大量的人力、物力，而且花朵坐果率高、產(chǎn)量高、品質(zhì)好。從而促進(jìn)農(nóng)作物增產(chǎn)的價(jià)值，要比蜜蜂產(chǎn)品本身的價(jià)值高得多。國(guó)內(nèi)外大量科學(xué)研究文獻(xiàn)以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐證明，通過蜜蜂授粉，可使農(nóng)作物的產(chǎn)量得到不同程度的提高。如，通過蜜蜂授粉可使荔枝增產(chǎn)313％～ 417％。溫室桃增產(chǎn)41．5％一64．6％，西瓜授粉增產(chǎn)29．3％～32．8％等等。另外，經(jīng)蜜蜂授粉可以提高牧草及種子蛋白質(zhì)含量，提高作物種子發(fā)芽率；產(chǎn)品的質(zhì)量得到提高，授粉會(huì)提高或改變糧食作物內(nèi)含物如淀粉、糖類、蛋白質(zhì)等的含量，增加油料作物的含油量，改善瓜果類作物果型的大小、勻稱性及提高其內(nèi)容物、維生素、微量元素含量，黃瓜畸形率下降等等。更為重要的是蜜蜂授粉可以改善果實(shí)和種子品質(zhì)、提高后代的生活力，因而成為世界各地農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的有力措施。據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部的統(tǒng)計(jì)，由于蜜蜂授粉而增加的產(chǎn)值是養(yǎng)蜂業(yè)自身產(chǎn)值的143倍，每年有20億美元的農(nóng)作物收入來自蜜蜂授粉。并且其增產(chǎn)的價(jià)值高于

蜜蜂產(chǎn)品的總產(chǎn)值140倍，在該國(guó)享有“農(nóng)業(yè)之翼”的美譽(yù)。據(jù)我國(guó)農(nóng)業(yè)部估計(jì)，蜜蜂為油菜、棉花、向日葵、油茶等僅4種作物授粉產(chǎn)生的社會(huì)效益，是養(yǎng)蜂直接收入的6~7倍。正是由于蜜蜂授粉的技術(shù)能為一國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來巨大的增值效益，所以我國(guó)也應(yīng)當(dāng)把它作為當(dāng)今科研的當(dāng)務(wù)之急，充分發(fā)揮它對(duì)經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)作用，為我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展開辟一片新的天地。

總結(jié)

養(yǎng)蜂業(yè)發(fā)展的重要使命在于為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作貢獻(xiàn)，這是養(yǎng)蜂業(yè)自身價(jià)值決定的。它立足生態(tài)、服務(wù)“三農(nóng)”、造福人類，在關(guān)鍵環(huán)節(jié)開辟了“空中農(nóng)業(yè)”，將農(nóng)業(yè)生態(tài)要素有機(jī)連接，成為環(huán)境友好型生態(tài)農(nóng)業(yè)的重要組成部分；它不與農(nóng)爭(zhēng)地、不與人爭(zhēng)糧，僅靠飼養(yǎng)蜜蜂為植物傳授花粉，就能提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，產(chǎn)生極為顯著的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。因此，我們應(yīng)該積極發(fā)展養(yǎng)蜂業(yè)。

第四篇：微生物資源的開發(fā)利用與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展論文

微生物資源的開發(fā)利用與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展

摘要：本文論述微生物資源的開發(fā)與利用的具體內(nèi)容，方法與作用。還說明了微生物資源與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展間的關(guān)系，并指出發(fā)展微生物農(nóng)業(yè)是21世紀(jì)我國(guó)農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。認(rèn)為微生物作為一種寶貴的資源，它與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系十分密切。因此，加強(qiáng)以微生物肥料、微生物農(nóng)藥、微生物食品、微生物飼料、環(huán)境能源和環(huán)境工程微生物等為核心的農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)的研究與開發(fā)利用將具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：微生物農(nóng)藥、微生物肥料、微生物食品與飼料、微生物能源、微生物環(huán)境保護(hù)劑

正文：

人類進(jìn)入20世紀(jì)以來，隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，大幅度的提高了生產(chǎn)力，怎家了人類創(chuàng)造財(cái)富和改造環(huán)境的能力，擴(kuò)大了人類的活動(dòng)領(lǐng)域，豐富了人類的物質(zhì)生活，但同時(shí)也帶來了諸如人口劇增、環(huán)境污染、生態(tài)破壞等一系列問題 ,人類社會(huì)的發(fā)展應(yīng)注重人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境和資源相互協(xié)調(diào) ,走既能滿足當(dāng)代人的需求、又對(duì)后代人的發(fā)展不構(gòu)成威脅的可持續(xù)發(fā)展的道路。自20世紀(jì)80年代以來，隨著可持續(xù)發(fā)展思想的提出，農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展已成為國(guó)內(nèi)外共同關(guān)注的問題。農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展就是要管理、保護(hù)、合理利用土地、水、植物和動(dòng)物等資源 ,并不斷地調(diào)整技術(shù)和機(jī)構(gòu)體制(包括生產(chǎn)關(guān)系、經(jīng)營(yíng)方式與耕作制度等),以確保滿足當(dāng)代人及后代人的永續(xù)利用 ,應(yīng)是技術(shù)上適當(dāng)、經(jīng)濟(jì)上可行、社會(huì)能夠接受的一種發(fā)展形式。當(dāng)前，在資源環(huán)境方面，農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨幾大障礙因素，主要表現(xiàn)在：（1）農(nóng)業(yè)物種種質(zhì)資源的減少和喪失；（2）農(nóng)用土地資源的耗減和土壤肥力的下降；（3）農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的退化和污染的加劇。而這些問題的解決在很大程度上有賴于土地資源與農(nóng)業(yè)生物多樣性的保護(hù)及可持續(xù)利用，以及農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)（包括化肥、農(nóng)藥的替代資源或產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新）的開發(fā)與廣泛應(yīng)用。因此 ,我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展必須選擇資源永續(xù)利用的途徑和方式 ,既要充分有效地利用資源 ,又要節(jié)約、保護(hù)和合理利用資源 ,只有大力發(fā)展中國(guó)式的可持續(xù)的生態(tài)農(nóng)業(yè) ,才能有效地解決這一矛盾。本文提出開發(fā)利用微生物資源，發(fā)展微生物肥料、微生物農(nóng)藥、微生物食品等為核心的所謂“白色農(nóng)業(yè)”將 1

成為未來農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要方向之一。

微生物資源是在目前的社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下人類可以利用與可能利用的以菌類為主的微生物，所提供的物質(zhì)，在人類生活和工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥諸方面能發(fā)揮特殊的作用。

一、微生物的開發(fā)與持續(xù)利用

微生物資源產(chǎn)業(yè)化的工業(yè)型新農(nóng)業(yè)即白色農(nóng)業(yè)。目前，農(nóng)業(yè)微生物資源的開發(fā)利用已在六大領(lǐng)域呈現(xiàn)出美好前景。而白色農(nóng)業(yè)已形成6大產(chǎn)業(yè)，我國(guó)對(duì)此的開發(fā)利用具有優(yōu)勢(shì)，已擁有一批優(yōu)秀微生物研究人才。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院設(shè)立的國(guó)家級(jí)“農(nóng)業(yè)微生物菌種資源保藏中心”，擁有微生物農(nóng)藥、微生物肥料、微生物能源和飼料酶制劑等一批自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的科研成果，并初具產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。翟虎渠說，中國(guó)農(nóng)科院重點(diǎn)支持的微生物領(lǐng)域，是其發(fā)展的9大學(xué)科群之一。中國(guó)農(nóng)科院將以微生物發(fā)酵工程為基礎(chǔ)，成立應(yīng)用微生物研究所。翟虎渠表示，將從重點(diǎn)學(xué)科、重點(diǎn)對(duì)象和重點(diǎn)項(xiàng)目上積極推動(dòng)白色農(nóng)業(yè)的國(guó)際交流與合作。來自英國(guó)、加拿大、澳大利亞等國(guó)家的數(shù)十位專家也表達(dá)了他們共同參與開發(fā)這一新興領(lǐng)域的意愿。

目前，白色農(nóng)業(yè)主要包括以下6個(gè)產(chǎn)業(yè)：(1)微生物飼料；(2)微生物肥料；

(3)微生物食品；(4)微生物農(nóng)藥；(5)微生物能源；(6)微生物環(huán)境保護(hù)劑。

1.微生物飼料：這是我國(guó)當(dāng)前白色農(nóng)業(yè)的主體產(chǎn)業(yè)，是將某些有益微生物經(jīng)人工大量培養(yǎng)支撐的生物肥料，又稱菌肥。目前，利用各種農(nóng)業(yè)廢料制成的蛋白飼料、秸稈飼料、EP多效生物添加劑已被使用。微生物飼料包括微生物發(fā)酵飼料、微生物活菌制劑和私用酶制劑等幾類。發(fā)酵飼料是利用人工接種微生物或飼料本身存在的微生物，將青飼料、粗飼料以及少量的精飼料或其他廢棄物之，在一定溫度、濕度和通氣條件下，通過微生物的作用，使飼料中不易消化吸收的成分，轉(zhuǎn)化為容易消化、并適合家畜口味的營(yíng)養(yǎng)料。微生物活菌劑是一種通過直接飼喂來改善畜禽腸道微生物菌群平衡，而對(duì)動(dòng)物腸道施加有利影響的微生物飼料添加劑，它具有促生長(zhǎng)、除疾病、除臭氣等功效。飼用酶制劑飼料是通過微生物活細(xì)胞所分泌的具有特殊能力的生物催化劑，將植物細(xì)胞壁破壞，增加動(dòng)植物對(duì)植物細(xì)胞內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收；消除飼料中抗?fàn)I養(yǎng)因子；并補(bǔ)充內(nèi)源酶的不足，促進(jìn)內(nèi)

源酶的分泌；促使生物化學(xué)反應(yīng)，使飼料中難以消化吸收的大分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，分解為小分子，易于吸收，從而提高飼料的利用效率。

2.微生物肥料：我國(guó)微生物肥料的研究和應(yīng)用正在熱潮之中。其主要品種有：根瘤菌肥料類、固氮菌肥料類、硅酸鹽細(xì)菌肥料、光合細(xì)菌肥料、微生物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、復(fù)合微生物肥料類等。其原理是利用微生物的生命活動(dòng)來增加土壤中氮素或有效磷、鉀的含量，獲獎(jiǎng)土壤中一些作物不能直接利用的物質(zhì)，轉(zhuǎn)化成課被吸收利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，或提供作物的生長(zhǎng)刺激物質(zhì)，或一致植物病原菌的活動(dòng)，從而提高土壤肥力，改善作物的營(yíng)養(yǎng)條件，提高作物產(chǎn)量。目前，利用各種農(nóng)業(yè)廢料制成的蛋白飼料、秸稈飼料、EP多效生物添加劑已被使用。根據(jù)其功用大致可分為以下幾類：（1）增加土壤氮素和作物但素營(yíng)養(yǎng)的菌肥，如根瘤菌肥、固氮菌肥、固氮藍(lán)藻等；（2）分解土壤有機(jī)質(zhì)的菌肥，如有機(jī)磷細(xì)菌肥料、綜合性菌肥；

（3）分解土壤難溶性礦物質(zhì)的菌肥，如鉀細(xì)菌肥料、無機(jī)磷細(xì)菌肥料；（4）刺激植物生長(zhǎng)的菌肥，如抗生菌肥料；（5）增加作物吸收營(yíng)養(yǎng)能力的菌肥，如菌根菌肥料。

3.微生物農(nóng)藥：現(xiàn)在應(yīng)用的較多，有細(xì)菌、真菌、昆蟲病毒等構(gòu)成的微生物殺蟲劑、農(nóng)用抗生素、微生物除莠劑三大類。微生物殺蟲劑均為有害昆蟲的致病微生物，通過人工生產(chǎn)和施用這些微生物農(nóng)藥，是害蟲感染疾病而死亡。微生物殺蟲劑主要包括細(xì)菌制劑（如蘇云桿菌）、放線菌制劑、真菌制劑、霉菌制劑和病毒制劑等。農(nóng)用抗生素主要是應(yīng)用微生物的代謝產(chǎn)物，及提取其中的抗菌素來防治農(nóng)作物病害。如鏈霉素、土霉素、灰黃毒素等。微生物除莠菌的原理和微生物殺蟲劑一樣。我國(guó)微生物農(nóng)藥的產(chǎn)量或防治面積已占農(nóng)藥總產(chǎn)量或防治面積的5%以上，如岡霉素一個(gè)品種的常量就殺菌劑總產(chǎn)量的9%左右。微生物農(nóng)藥作為一種高新技術(shù)產(chǎn)品，在保護(hù)環(huán)境、保障人類健康和無公害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，將發(fā)揮越來越重要的作用。

4.微生物食品：在我國(guó)微生物食品中，食用菌分布最廣、食用最普遍、歷史最悠久，香菇、木耳等就屬于此類。微生物食品是利用有益微生物加工和生產(chǎn)出來的一類無害化營(yíng)養(yǎng)保健類食品。利用微生物發(fā)酵釀酒、制醋、制醬等在我國(guó)已有很久的歷史。利用野生真菌的某些特性和種類，來馴化或人工栽培生產(chǎn)可供人類食

用的菌類食品就是一類很好的農(nóng)業(yè)實(shí)踐。在醫(yī)療保健的微生物食品開發(fā)方面，也有較為廣闊的發(fā)展前景。如利用真菌與昆蟲間的寄生關(guān)系，生產(chǎn)冬蟲夏草等名貴藥材。

5.微生物能源：我國(guó)微生物能源的應(yīng)用主要是沼氣。微生物在人畜糞便處理、城市污泥和生活垃圾堆肥、沼氣發(fā)酵等方面應(yīng)用較廣。該方面成熟的例證有很多，如利用有機(jī)廢物生產(chǎn)甲烷；應(yīng)用酵母和光合細(xì)菌進(jìn)化高濃度有機(jī)無毒廢水生產(chǎn)細(xì)胞蛋白等，同時(shí)生產(chǎn)飼料和餌料；利用木材廢棄物所含非纖維素生產(chǎn)燃料乙醇；利用木材廢棄物所含的半纖維素生產(chǎn)木糖及木糖醇等，已成為廢棄物能源化與資源化的有效途徑。

6.微生物生態(tài)環(huán)境保護(hù)劑：我國(guó)微生物除臭劑的開發(fā)和應(yīng)用具有廣闊的發(fā)展空間。也稱生物修復(fù)，是指利用微生物及其他生物，將土壤、地下水或海洋中的危險(xiǎn)性污染物現(xiàn)場(chǎng)降解成二氧化碳和水貨轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)色工程技術(shù)系統(tǒng)?？梢杂脕碜鳛樯镄迯?fù)的微生物分為三大類：土著微生物、外來微生物、基因工程菌。生物修復(fù)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展反映了污染治理工作已從耗氧有機(jī)污染物深入到影響更為深遠(yuǎn)的有害有機(jī)污染物，并且從地表水?dāng)U展到土壤、地下水和海洋。他是一中隊(duì)污染物進(jìn)行原位修復(fù)的新興技術(shù)，具有費(fèi)用省，環(huán)境影響小，并且能最大限度的降低污染物濃度的特點(diǎn)。而且生物修復(fù)技術(shù)能適應(yīng)在其他技術(shù)難以應(yīng)用的場(chǎng)地，并可同時(shí)處理受污染的土壤和地下水。近年來 ,我國(guó)已有一些企業(yè)用微生物發(fā)酵劑處理雞糞獲得成功。雞糞與農(nóng)作物秸稈混合后加入微生物發(fā)酵劑 ,經(jīng) 7-1 0天發(fā)酵后成為基本腐熟和無惡臭的有機(jī)肥料。這是一項(xiàng)沒有二次污染的有機(jī)固體廢物處理技術(shù)。已有許多實(shí)驗(yàn)證實(shí) ,由多種微生物組成的發(fā)酵劑 ,可以用于畜禽糞便、有機(jī)垃圾、農(nóng)作物秸稈、甘蔗渣、污水廠污泥、糖廠濾泥、淀粉廠污水的處理。目前一些科研單位和企業(yè) ,正在進(jìn)一步篩選用于有機(jī)固體廢物和有機(jī)污水處理的微生物高效菌種及高效組合。農(nóng)業(yè)微生物菌種資源將在我國(guó)有機(jī)固體廢物及污水處理中發(fā)揮重要作用。

二、微生物資源與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展

農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展是在強(qiáng)調(diào)農(nóng)業(yè)發(fā)展的同時(shí)要重視自然資源的合理開發(fā)利用和環(huán)境保護(hù)。要達(dá)到戰(zhàn)略目標(biāo)：一是要積極參加食物生產(chǎn)，并注意食物安全；二

是要努力促進(jìn)農(nóng)村綜合協(xié)調(diào)發(fā)展，增加農(nóng)民收入，消除農(nóng)村貧困；三是要合理利用自然資源和保護(hù)、改善生態(tài)環(huán)境。微生物與農(nóng)業(yè)有著本質(zhì)上的聯(lián)系，在農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中占有重要地位。

以食物營(yíng)養(yǎng)關(guān)系所組成的食物鏈、食物網(wǎng)的生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu) ,是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞的主要路徑 ,是微生物農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ) ,發(fā)展微生物農(nóng)業(yè)就是將微生物在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的被動(dòng)、隱性作用主動(dòng)化、顯性化 ,從而形成地球生物圈的良性循環(huán) ,生生不息 ,有利于資源的永續(xù)利用。在高度受人控制和影響的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中 ,由于人們對(duì)生物和環(huán)境的調(diào)控及產(chǎn)品的期望不同 ,往往在向系統(tǒng)外輸出凈生產(chǎn)量的過程中增加一些食物鏈環(huán)節(jié) ,反而能提高產(chǎn)品和系統(tǒng)的綜合效益。而微生物的加入使得整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)出的人類直接需要的產(chǎn)品提高到 2 3 %以上。微生物農(nóng)業(yè)將最大限度地從外界引入負(fù)熵 ,加強(qiáng)物質(zhì)的循環(huán)利用 ,確保農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)和能量的最大耗散時(shí) ,又不斷向外界輸出熵流 ,以減少總熵的增加 ,保持系統(tǒng)的有序結(jié)構(gòu) ,以利農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

因此，微生物農(nóng)業(yè)是遵循生態(tài)學(xué)原理 ,利用微生物—分解者的作用 ,開發(fā)農(nóng)業(yè)生物的潛在生態(tài)位 ,通過對(duì)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)不斷增加生產(chǎn)環(huán)、減耗環(huán)、增益環(huán)等 ,實(shí)現(xiàn)種群互利共生 ,可充分地利用農(nóng)業(yè)生物量資源 ,尤其是殘?jiān)鼜U料的利用 ,有利于能量的轉(zhuǎn)化和物質(zhì)的循環(huán)利用。同時(shí) ,發(fā)展微生物農(nóng)業(yè)有利于實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品工廠化生產(chǎn) ,有利于改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境 ,可將微生物在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的被動(dòng)、隱性作用主動(dòng)化、顯性化 ,從而形成地球生物圈的良性循環(huán) ,有利于資源的永續(xù)利用 ,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

①陳國(guó)相微生物及其在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用石家莊河北人民出版社②曾曉光，程序，王爾大可持續(xù)農(nóng)業(yè)導(dǎo)論北京中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社 ③王敬國(guó)植物營(yíng)養(yǎng)的土壤化學(xué)北京中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社

④蔣樹威畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的理論與實(shí)用技術(shù)北京中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社 ⑤沈德中環(huán)境和資源微生物學(xué)北京中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社2003⑥張甲耀 宋碧玉環(huán)境微生物學(xué)武漢大學(xué)出版社

第五篇：理工論文。。秸稈與微生物關(guān)系

探討農(nóng)作物秸稈與微生物資源之間的相互關(guān)系

摘要：

作物秸稈是農(nóng)作物生產(chǎn)系統(tǒng)中一項(xiàng)重要的生物資源 也是當(dāng)今世界上僅次于煤炭、石油和天然氣的第四大能源。而做為主要的農(nóng)作物小麥的秸稈占秸稈量的農(nóng)作物秸稈的綜合利用是解決如今能源危機(jī)和保護(hù)環(huán)境的重要途徑。而如今通過微生物研究對(duì)秸稈的綜合利用是解決農(nóng)作物秸稈最經(jīng)濟(jì)快捷的途徑。據(jù)不完全估計(jì)全世界每年可產(chǎn)生近20億噸秸稈，而我國(guó)農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量為6~7億噸。列世界居首，并以玉米、小麥和稻谷秸稈為主占總秸稈產(chǎn)量80% [1]。但由于秸稈利用技術(shù)發(fā)展遲緩, 致使每年產(chǎn)生的大量秸稈被直接焚燒或棄置, 造成嚴(yán)重的環(huán)境染，我國(guó)農(nóng)作物秸稈量大、利用率較低，但已在秸稈青貯、秸稈氣化、秸稈還田和用于生物肥、建筑原料等方面取得顯著成效。因此農(nóng)作物秸稈的綜合利用，既可緩解農(nóng)村飼料、肥料、燃料和工業(yè)原料的緊張狀況，又是保護(hù)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的迫切要求

關(guān)鍵詞：

農(nóng)作物秸稈;微生物;能源

21世紀(jì)關(guān)于農(nóng)業(yè)廢棄物的再利用一直是微生物學(xué)研究的熱門話題,農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,農(nóng)業(yè)廢棄物的的能源在利用,特別是植物秸稈量大迫切得到能源開發(fā).1、秸稈的主要成分

作物秸稈的主要成份是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素另外還有一些蠟質(zhì)物質(zhì)。幾類主要秸稈的主要成分見表 1[2]

表 1 纖維素、半纖維素、木質(zhì)素在農(nóng)作物殘留物中的比例

材料 稻小玉玉燕草秸米米麥 稈稈芯殼

半纖維素(%)

2111297958.....5000

1纖維素(%)

39333

3.9563

.0...7 000

木質(zhì)素(%)

1111104553.....0 0 0 0 0 禾稈

35～ 48

31～ 40

15～ 25 1．1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.1.1粗纖維的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

纖維素，半纖維素與木質(zhì)素緊密結(jié)合、相互纏繞構(gòu)成粗纖維，是植物細(xì)胞壁的主要成分。這些天然有機(jī)高分子化合物，結(jié)構(gòu)很牢固，只能吸水潤(rùn)脹，不能為單胃動(dòng)物的消化液和酶所分解，消化率很低。纖維素是由β-1,4鍵的葡萄糖單元所組成的長(zhǎng)鏈狀大分子，其葡萄糖亞基排列緊密有序，形成類似晶體的不透水的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，以及分子間結(jié)合不甚緊密的無定形區(qū)域。半纖維素是由葡萄糖，木糖，甘露糖，阿拉伯糖，半乳糖等多種單糖殘基聚合而成的異型多糖。木質(zhì)素是由苯基丙烷聚合而成的一種非多糖物質(zhì)，由對(duì)羥基肉桂醇(P-hydroxycinna myl alcohols)脫氫聚合而成.1.1.2半纖維素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

半纖維素的許多不同的單糖聚合體的一源性混合體，包括葡萄糖、木糖、甘露糖、阿拉伯糖與半乳糖等，各單糖聚合體間分別以共價(jià)鍵、氫鍵、酯鍵或醚鍵相連結(jié)，因而 2 呈現(xiàn)為穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)；此外，隨著農(nóng)作物秸稈的成熟，植物體內(nèi)的木質(zhì)素逐漸增長(zhǎng)，并參與其中，從而進(jìn)一步增強(qiáng)了植物體的堅(jiān)實(shí)性，也降低了它們的可消化性。1.1.3木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

木質(zhì)素為苯基丙烷的非結(jié)晶體聚合物，其結(jié)構(gòu)隨植物不同而異，在禾本科飼草中，它們與纖維素和半纖維素之間主要以酯鍵相結(jié)合，在豆科牧草中則主要為醚鍵，這兩種鍵結(jié)構(gòu)物均不能為哺乳動(dòng)物消化道內(nèi)厭氧微生物產(chǎn)生的酶分解，因而降低了它們的可消化性。

2、秸稈在農(nóng)業(yè)中綜合利用的現(xiàn)狀

2.1秸稈還田

2.1.1 直接還田 ：前茬秸稈直接還田，是把一定數(shù)量的秸稈直接耕翻人土。該技術(shù)又可分為粉碎還田、整稈還田及覆蓋栽培還田。采用機(jī)械一次作業(yè)將田間直立或鋪放的秸稈直接粉碎還田，使多項(xiàng)工序一次完成，生產(chǎn)效率可提高40—120倍。秸稈粉碎根茬還田機(jī)還能集粉碎與旋耕滅茬為一體，加速秸稈在土壤中的腐解、吸收，改善土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和理化性能，提高土壤肥力，促進(jìn)農(nóng)作物持續(xù)增產(chǎn)增收。機(jī)械還田是一項(xiàng)高效、省時(shí)省工的有效措施，易于被農(nóng)民接受和推廣。但也還存在一些問題，一是耗能大，成本高，難以推廣；二是山區(qū)、丘陵地區(qū)地塊面積小，機(jī)械使用受限制；三是未經(jīng)高溫發(fā)酵直接還田的秸稈，可能導(dǎo)致病害蔓延。

2.1.2間接還田 ：間接還田技術(shù)包括堆漚還田、燒灰還田、過腹還田、菇渣還田和沼渣還田。秸稈堆漚還田也稱高溫堆肥，是解決我國(guó)當(dāng)前有機(jī)肥源短缺的主要途徑。它是利用夏季高溫季節(jié)把秸稈堆積，采用厭氧發(fā)酵漚制，其特點(diǎn)是時(shí)間長(zhǎng)、受環(huán)境影響大，勞動(dòng)強(qiáng)度高，但成本低廉?，F(xiàn)已發(fā)展到推廣應(yīng)用催腐劑、酵素劑等堆漚秸稈，縮短了漚制時(shí)間。燒灰還田是將秸稈焚燒成灰而還田，操作簡(jiǎn)單方便，碳酸鉀含量豐富，但易污染空氣，損失大量能源和碳、氮、磷，故一般很少采用。過腹還田是一種效益很高的秸稈利用方式。秸稈經(jīng)過青貯、氨化、微貯處理，飼喂畜禽，過腹排糞還田，提高秸稈的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，形成糧食—秸稈一飼料一牲畜—肥料一糧食的良性循環(huán)。菇渣還田是指秸稈可作為菇類的培養(yǎng)料，故將秸稈生產(chǎn)菇類后剩下的菇渣還田，其營(yíng)養(yǎng)豐富，可減少化肥用 3 量，但菇渣產(chǎn)量小，所消耗的秸稈量有限。沼渣還田是因?yàn)榻斩捒梢园l(fā)酵制沼，故沼渣還田是優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥；但因沼渣產(chǎn)量小，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，也不常用。2.1.3 生化腐熟快速還田該技術(shù)有3種還田方式，即催腐堆肥技術(shù)、速腐堆肥技術(shù)和酵腐堆肥技術(shù)。其特點(diǎn)是用高新技術(shù)進(jìn)行菌種的培養(yǎng)和生產(chǎn)，用現(xiàn)代化設(shè)備控制溫度、濕度、數(shù)量、質(zhì)量和時(shí)間，經(jīng)機(jī)械翻拋、高溫堆腐、生物發(fā)酵等過程，將秸稈轉(zhuǎn)化成優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥，具有自動(dòng)化程度高、腐熟周期短、產(chǎn)量高、采用好氧發(fā)酵環(huán)境無污染，肥效高等優(yōu)點(diǎn)。但優(yōu)良微生物復(fù)合菌種和化學(xué)制劑篩選困難；操作條件需嚴(yán)格控制；秸稈需嚴(yán)格預(yù)處理且設(shè)備成本和運(yùn)行費(fèi)用較高。2.2秸稈的飼料化處理

秸稈中含有較高的粗纖維，限制了瘤胃中微生物和消化酶對(duì)細(xì)胞壁內(nèi)溶物的消化作用，致使秸稈適口性和營(yíng)養(yǎng)性差，無法被動(dòng)物高效地吸收利用。因此，開發(fā)和利用秸稈飼料資源，提高其利用率和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值勢(shì)在必行。

3、農(nóng)作物秸稈的微生物發(fā)酵研究

3．1農(nóng)作物秸稈的微生物降解的優(yōu)點(diǎn)：（1）微生物生長(zhǎng)速度快，生產(chǎn)周期短。

（2）微生物蛋白含量高，還有豐富的必須氨基酸 B族維生素輔酶等。（3）微生物的來源廣泛，易獲得理想菌株。

（4）生產(chǎn)可以連續(xù)進(jìn)行，不受氣候條件，生產(chǎn)季節(jié)變化 僅須少量的土地和勞力。

據(jù)世界糧農(nóng)組織（FAO）統(tǒng)計(jì)，本世紀(jì)末，全球蛋白質(zhì)資源短缺達(dá)2500萬噸至此，開發(fā)新的飼料資源已引起廣泛的重視我國(guó)的人口眾多，耕地少，年產(chǎn)糧食 4.8-4.9 億噸，其中飼料用糧 1 億噸，占糧食總產(chǎn)量的23% 隨著人均占有糧的減少以及人們對(duì)肉蛋奶等需求量的增加，畜牧業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)面臨著嚴(yán)重的挑戰(zhàn)所以人畜爭(zhēng)糧問題十分嚴(yán)重因此，開辟新的飼料資源（秸稈為主原料）可在很大程度上緩解這個(gè)問題，我們從單菌和混菌對(duì)纖維素的分解能力進(jìn)行比較研究。結(jié)果表明：以玉米秸稈為主要原料，通過雙菌株固態(tài)發(fā)酵工藝生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白含量，纖維素降解率，纖維素素酶活性都較高，產(chǎn)品穩(wěn)定綠色木霉菌株產(chǎn)纖維素酶活性高，性能穩(wěn)定，抗污染力強(qiáng)，假絲酵母菌株的菌體蛋白 含量高，菌體增量快經(jīng)酸化堿化蒸煮再膨化的玉米秸稈為主要原料，經(jīng)雙菌株固態(tài)發(fā)酵工藝生產(chǎn)高酶活單細(xì)胞蛋白的工藝路線是可行的 利用豐富的秸稈資源生產(chǎn)高酶活單細(xì)胞蛋白，為解決我國(guó)飼料資源開創(chuàng)了一條新途徑。3.2微生物發(fā)酵農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)蛋白飼料的研究進(jìn)展

微生物發(fā)酵農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)蛋白飼料的研究是一個(gè)世界性的研究課題，目前已取得了重大進(jìn)展，在選擇發(fā)酵農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)蛋白飼料的微生物菌種方面，人們?cè)絹碓絻A向于混菌發(fā)酵體系，在雙菌或多菌混合發(fā)酵中，酶促作用生成的糖立即被發(fā)酵糖的微生物所利用，這樣就維持了降解物的濃度，清除了酶合成作樣的降解物的阻遏作用，同時(shí)，也解除了反應(yīng)終產(chǎn)物對(duì)酶的反饋抑制 對(duì)玉米秸稈進(jìn)行雙菌發(fā)酵研究表明，添加5%的糖渣室溫發(fā)酵7天，發(fā)酵產(chǎn)物的粗蛋白含量提高一倍左右；添加20%左右的糖渣進(jìn)行發(fā)酵，其粗蛋白含量提高近3倍，發(fā)酵產(chǎn)物具有酒香味和弱酸味，適口性好對(duì)綠色木霉和假絲酵母菌共發(fā)酵農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的條件進(jìn)行了研究，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在接木霉培養(yǎng) 60 小時(shí)后，再接種假絲酵母，湖和培養(yǎng)后，培養(yǎng)物中蛋白含量提高到 20%-25%，纖維素轉(zhuǎn)化率達(dá)51%，培養(yǎng)物富含多種酶類 氨基酸及維生素等，從而提高了農(nóng)作物秸稈的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

3.3微生物發(fā)酵農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)蛋白飼料的應(yīng)用前景及展望

⑴微生物發(fā)酵秸稈的應(yīng)用方向主要有以下幾個(gè)方面：一是微生物發(fā)酵農(nóng)作物秸稈，提高農(nóng)作物秸稈的消化率，以用作草食牲畜的基礎(chǔ)飼料；二是以農(nóng)作物秸稈為能量，經(jīng)微生物發(fā)酵生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白，可作為蛋白飼料；三是利用微生物發(fā)酵貯存農(nóng)作物秸稈，以用草食牲畜的飼料 從秸稈的生物轉(zhuǎn)化的目的性看，半纖維素和木質(zhì)素的降解更有意義 利用工程菌將木質(zhì)素轉(zhuǎn)化為單細(xì)胞蛋白的主要途徑有：一是將木質(zhì)

素酶基因?qū)虢湍钢校蛊浍@得直接利用木質(zhì)素的功能，在好氧的條件下生產(chǎn)酵母細(xì)胞；二是篩選開發(fā)高纖維素酶活性的優(yōu)良菌株，生產(chǎn)高小的酶制劑，用于水解木質(zhì)素 纖維素成為單 低糖分子。

⑵在微生物發(fā)酵農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)蛋白飼料方面面臨幾大困難，首先是秸稈的纖維素 木質(zhì)素與蠟質(zhì)緊密結(jié)合在一起，防止降低了各種酶的活性；其次是難于選育纖維素酶產(chǎn)量高的菌種；第三是必須解決發(fā)酵過程中降解終產(chǎn)物對(duì)酶合成及其活性產(chǎn)生的反饋抑制的問題利用微生物發(fā)酵秸稈的主要障礙是木質(zhì)素木質(zhì)化程度基本上決定了秸稈的營(yíng)養(yǎng) 價(jià)值和飼用效果占8%的木質(zhì)素和纖維素之間形成了堅(jiān)固的酯鍵，阻礙了微生物對(duì)纖維素降解，致使秸稈的消化率很低 因此提高秸稈消化率的關(guān)鍵是降解木質(zhì)素，其次是纖維素和半纖維素。

3.5微生物發(fā)酵秸稈生產(chǎn)甲烷的現(xiàn)狀及展望

3.5.1 沼氣發(fā)酵是指各種農(nóng)業(yè)廢棄物在厭氧條件下被沼氣微生物分解代謝，最終形成以甲烷為主要成分的混合氣體的過程，是一個(gè)復(fù)雜的生物化學(xué)過成[3]。沼氣技術(shù)是生物質(zhì)能的開發(fā)和利用的重要途徑，也是農(nóng)業(yè)廢棄物能源化利用的關(guān)鍵手段。沼氣的綜合利用即“三沼（沼氣、沼液、沼渣）利用”在我國(guó)可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略中具有重要意義[4]。以沼氣為紐帶可促進(jìn)物質(zhì)和能量在系統(tǒng)內(nèi)部有多重循環(huán)利用，如我國(guó)北方開發(fā)的“四位一體”高效種養(yǎng)結(jié)合發(fā)展模式[3]，即“太陽能溫室－沼氣池－豬圈－廁所”、“溫室豬圈－沼氣池－廁所－果園” [5] 和南方的“豬圈－沼氣池－果園”模式，可使一切有機(jī)殘?bào)w和廢棄物無害化和資源化，是一條適合我國(guó)國(guó)情的農(nóng)村發(fā)展之路。在利用沼氣作為能源的同時(shí),充分利用沼氣發(fā)酵殘余物作為優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥料和飼料的功能,形成以沼氣為紐帶的“飼料-肥料-能源-環(huán)境”復(fù)合生態(tài)工程,具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。經(jīng)過試驗(yàn)與示范,在北方地區(qū)形成了將沼氣池和豬禽舍、廁所、蔬菜大棚有機(jī)結(jié)合的“四位一體”技術(shù),既解決了北方寒冷地區(qū)沼氣池安全越冬的問題,又促進(jìn)了生豬的生長(zhǎng)發(fā)育,縮短育肥期和節(jié)約飼料,同時(shí)還為大棚蔬菜提供優(yōu)質(zhì)肥料,提高蔬菜產(chǎn)量和質(zhì)量,增加農(nóng)民收入,具有土地、能源、時(shí)間、勞動(dòng)力等高度利用和生產(chǎn)發(fā)展、環(huán)境改善、能源再生效益提高等綜合效果。

4、總結(jié)

目前我國(guó)秸稈利用率還很低，開發(fā)研究潛力還很大，而微生物秸稈技術(shù)可謂是農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的重要組成部分，是農(nóng)業(yè)微生物理論成果走向?qū)嶋H應(yīng)用，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的紐帶，可以預(yù)見，隨著研究的深入，微生物發(fā)酵農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)蛋白飼料的應(yīng)用前景必定是更加廣闊的。利用微生物發(fā)酵農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)生以甲烷為主的能源，解決農(nóng)村居民的照明問題與燃料問題，而沼液和沼渣也可應(yīng)用于農(nóng)作物栽培和畜禽養(yǎng)殖。微生物降解秸稈產(chǎn)生蛋白質(zhì)飼養(yǎng)牲口健康無公害。

根據(jù)自然資源廢棄化和廢棄物資源化理論,廢棄物的產(chǎn)生是不可避免的,但廢棄物是資源的另一種形式,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人類認(rèn)識(shí)的提高,對(duì)其進(jìn)行資源化利用是可行和必要的。農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用就要以微生物為紐帶，通過肥料化、沼氣化、食用菌化和飼料化途徑，把種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和居民生活的各方面都納入到可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源的循環(huán)利用。參考文獻(xiàn)

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專業(yè):生物技術(shù)及應(yīng)用