农业生物技术的应用范例6篇

农业生物技术的应用

农业生物技术的应用范文1

关键词:农业种植 生物技术 推广 应用

农业种植中的生物技术是一门对生物体进行改造和利用的技术,在农业种植中,生物技术对生物机体以及细胞利用先进的生物工程原理,对生物体进行的改造,从而促进农业的生产。农业种植中利用生物技术可提高农作物的产量,增加农作物的抗虫病性,改善农作物的质量,对促进我国农业发展起到了重要的作用。

一.生物技术在农业种植中的运用与作用

农业种植中的生物技术就是转基因技术,就是在生物体外对DNA分子进行人工剪切与拼接,对基因进行改造和重新组合,再导入生物体内的基因得以表达。其核心技术就是提取目的基因,是将供体生物的细胞内提取出来,从而达到最终目的。

其中一个关键的环节就是对多细胞生物的检测,就是将每个受体细胞单独培养并诱导发育成完整个体,检测个体是否摄入目的基因,摄入的基因是否已表达。进而再淘汰无变化的个体,保留有相应变化的个体来进一步培养。

通过转基因技术在农业上的应用,会使得农作物的品种得到改良,现在随着生物技术的发展,其应用也不断呈现广泛的趋势。我们知道转基因植物的种植规模在不断扩大,目前耕地面积的大部分都在采用转基因技术种植技术。

在当前的农业生产中,转基因技术是最为广泛的一种生物技术。转基因技术的应用,对农业种植有着极为重要的作用,其可将一种作物的优良基因转移到另一种的作物品种当中,使得农作物产量与质量得到提高。

除此外还有杂交育种技术的应用,其所为杂交育种技术就是在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,使其不相融合,在形成配子时,成对的遗传因子会发生分离,分离后的遗传因子进入不同的配子中,随配子遗传给下一代。这也是一种十分常见的生物种植技术,其操作方式比较简单,且这种技术的推广时间比较早,我们对杂交技术的应用已经有了丰富的经验,这些生物技术的应用都使得农业种植的难度降低。

农业种植现代化过程中,怎样把高新技术同传统农业技术结合起来,走出一条符合中国特色的农业现代化道路,是我国农业科技工作者的任务,特别是在我们有限的耕地与人口不断增长的条件下,离开科学技术是不可能生产出足够的农产品来维持中国人口的温饱。

生物技术就是一项我国发展生态农业的领先技术,是被有关专家称为农业史上的第三次革命。生物技术可广泛用于种养业、林业与环境治理,维护人们的身体保健。它具有增产、除病等作用,是生产绿色有机食品不可缺少的新技术。通过生物技术在农业上的的综合使用,可以全面改善农作物生态环境以及农作物对各类营养成分的吸收能力,还有农作物自身对各种病害的抗病性能力,杀灭或抑制各种病害的滋生,降低或清除土壤环境中各类化学药物残留。

二.农业种植中生物技术的组织培养技术

组织培养技术在农业中的利用,不仅可以增加植物生长的速度,而且能够在有限的时间内,培育出更好的优良品种。利用组织培养技术,可以有效地防止病毒对作物农作物的侵害,保证植物种苗无病毒,促进良种经济作物的快速发展。

在现在农业种植中,对于组织培养技术的应用,其主要是建立在细胞的全能性的基础之上,是通过人工的诱导,保证植物组织在无菌状态下进行良好的发育,最终成为完整的一种生物技术。

在应用组织培养技术要注意保证在培养基组成、pH值、渗透压等各种化学环境条件,及植物组织培养中温度、光照以及湿度等各种环境条件,使得能够有效地促进组织培养育苗的生长和发育。当组织培养技术扩散到培养基后,就会抑制其他酶的活性,从而影响所接种外植体的培养。所以一定要加强对这个环节的处理。关于初代培养旨在获得无菌材料和无性繁殖系,即接种某种外植体后,最初的几代培养。要用诱导或分化的培养基,就是培养基中含有较多的细胞分裂素与少量的生长素。

三.农业种植中生物技术制作生物农药

生物农药是农业种植中生物技术的一部分,它的形成,简单来说,就是利用生物的新陈代谢,将它作为制作农药制品的有效成分,通过化学手段制作农药的方法,可以起到达到良好的使用效果,还可以良好的保护环境的作用,更加重要的是提高了植株的耐药性,可见利用生物技术制作农药,在具农业种植中有着深远的影响。

在农业生产中,很多药品的生产就是从生物组织中提取的。但大都受材料来源限制,致使其产量有限,价格也是非常的昂贵。而微生物生长的迅速比较快,容易被控制,适于大规模工业化的生产。所以我们可将生物合成相应药物成分的基因,最后导入微生物细胞内,使其产生相应的药物,这样不仅能够解决产量问题,也能降低生产的成本。避免了对环境造成的污染,同时也利于农业的可持续发展。

结语:

农业种植中的生物技术已经成为农民种植中不可缺少的法宝,大部分农民都开始使用,生物技术越来越受到欢迎。此后我们还会加大生物技术推广,加大资金的投入,加强科技宣传的力度,使广大农民都能应用生物技术种植无污染的农作物,促进农业增产与增收。

参考文献:

[1]张开荣、黄萍,探讨农业种植中生物技术的推广及应用[J].中国农业信息,2011(25)

[2]张丽双,浅议生物技术在农业种植中的推广与应用[J].中国科技博览,2011(11)

农业生物技术的应用范文2

关键词低碳农业;温室气体;生物技术;固碳;固氮

中图分类号F062.2文献标识码A文章编号 1007-5739(2011)02-0315-02

ApplicationsofBiotechnologyintheContextofLow-carbonAgriculture

QIAN Li-na 1ZHOU Zhen 2

(1 School of Life Science,Xuzhou Normal University,Xuzhou Jiangsu 221116; 2 School of Mines,China University of Mining and Technology)

AbstractAgriculture is the important source of greenhouse gas. The urgent affairs are to develop low-carbon agriculture,reduce agricultural greenhouse gas emissions and improve agricultural ecological environment.Biotechnology could be used to cultivate new varieties of crops. The crop resistance to pests and herbicides should be enhanced. And the carbon sequestration and nitrogen fixation ability should be improved.And thus it will improve the human living environment,reduce the greenhouse effect and promote the continuous extension of the agricultural industrial chain.This paper put forward low carbon agriculture on the base of the relationship between agricultural production and climate change and describe the applications of biotechnology in the low-carbon agricultural production.

Key wordslow-carbon agriculture;greenhouse gas;biotechnology;garbon sequestration;nitrogen fixation

目前,随着经济的快速发展,气候变化形势越来越严峻。同时,气候变化将使农业生产的不稳定性增加,产量波动增大,这就对农业结构调整提出新要求。发展适应气候变化、减少温室气体排放的低碳农业经济已迫在眉睫。据联合国粮农组织估计,低碳农业系统可以抵消80%因农业导致的全球温室气体排放量[1]。然而我国的农业是一种高耗能、高污染、高排放的“三高”农业生产方式。实现农业的可持续发展,必须促使高碳经济向低碳经济的转变,通过农业科学技术来发展低碳农业,以应对未来我国农业的发展。

1农业生产与气候变化

WMO2008年温室气体公报公布了各种温室气体增温效应比例,CH4和N2O的影响比例达21%,这两者主要来源于农业和农业相关的生产活动[2-3];同时,农业是大气碳含量增加的第二大来源。最新数据表明,农业直接和间接排放的温室气体对全球变暖的影响超过50%。全球气候变暖连带着一系列的气候变化最终又影响农业生产的稳定性,从而影响产量,这将对国民经济造成一定的打击。由此可以看出,农业生产与气候变化极为密切。若要从根本上解决全球气候变暖的问题,就必须减少温室气体的排放,发展低碳农业。

2低碳农业

2.1低碳农业内涵

低碳农业应该是低耗能、低排放、低污染的“三低”农业生产经营方式;是在农业生产、经营中排放最少的温室气体,同时获得整个社会最大收益的一种经营模式;其本质是节约型、效益型、安全型农业。低碳农业以减少碳排放、增加碳汇和适应变化技术为手段,通过开发生物质能源和可再生能源,进而维护全球生态安全,改善全球气候条件[4]。

2.2低碳农业发展策略

目前,我国低碳农业发展策略主要包括4个方面:一是加大宣传力度,培育低碳理念,以科学发展观指导低碳农业的发展;二是强化科学研究,加快技术创新,全面开发与推广低碳农业技术;三是结合各地实际情况,探索合适模式,大力发展低碳农业产业化;四是破除制度障碍,完善保障体系,促进低碳农业可持续发展[5]。其中,技术创新和制度创新是关键因素。随着高新技术的快速发展,采用生物技术促进低碳农业的发展是一有效途径。

3生物技术在低碳农业生产中的应用

农业是国民经济的基础,也是生物技术应用最广阔、最活跃、最富有挑战性的领域。常规农业生产严重影响环境,而生物技术能用来降低农业对环境的影响,实现低碳农业生产。运用生物技术培育作物新品种,提高作物的抗病虫害、除草能力,固碳和固氮能力,进而改善人类生活环境,降低温室效应,促进农业产业链不断延伸。

3.1生物技术提高作物的抗病虫害、除草能力

降低杀虫剂和除草剂的喷药量,可以长期消减二氧化碳的排放量。因此,利用生物技术培育农作物新品种、增强防病虫害能力势在必行。由于与病虫害防治有关的各类基因的发现以及植物转基因和微生物重组技术的一系列突破,用于植物保护的基因工程产品首先得到开发,并且有11种作物,100多种转基因抗虫、抗病、抗除草剂植物品种已在进行商品化生产。我国转基因棉花的应用显著减少了农药的使用量,降低了劳动强度;国外抗除草剂转基因大豆的应用,实现了密植和免耕。2006年因杀虫剂和除草剂用量的减少而削减的二氧化碳排放量估计为120万t,相当于50万辆汽车的排放量,通过免耕方法提高了土壤固碳量,二氧化碳固存量达1 360万t,相当于减少了600万辆汽车的排放量[6]。据ISAAA报告,1996―2006年累计减少使用杀虫剂有效成分约30万t,使全球农药对环境的破坏性影响降低15.5%。

3.2生物技术提高植物固碳能力

生物固碳就是利用微生物和植物的光合作用,提高生态系统的碳吸收和储存能力,将二氧化碳资源转化为碳水化合物和氧气,变废为宝,从而减少二氧化碳在大气中的浓度,减缓全球变暖的趋势。生物固碳因其成本低廉、无副作用且可实现人类可持续发展等优点越来越受到国际社会的重视[7-8]。

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我国具有先进的选种育种技术,可借助先进的转基因生物育种技术,提高作物的生产力和固碳能力,为生物固碳提供保障。多年生草本植物中,C4植物的固碳速率比一般C3植物要高,C4植物和豆科植物的功能群组可以提高生态系统的固碳效率5~6倍[9]。近年来,基因工程在固碳领域取得了一系列成果,如C4植物玉米和高粱等的C4基因先后被克隆导入C3双子叶植物矮牵牛、烟草、马铃薯。2007年,我国科学家成功完成转C4光合固碳相关基因水稻的育种研究,转基因疏导使水稻的PEPC活性提高了20倍,光合速率和和羧化效率也分别比原种提高55% 和50%,光饱和点比原种提高200 μmol/(m2・s),其产量提高14%~22%[10]。

3.3生物技术提高作物固氮能力

农业生产中氮肥的大量使用,使土壤中有效氮元素大量增加,氮素作为硝化和反硝化作用的底物,其含量增加必然导致N2O排量增加[11]。研究表明,农田土壤N2O排放量在一定施氮量范围内随施氮量的增加而上升[12],生物固氮的发展可替代化肥为农作物提供氮素。

生物固氮是指某些种类的原核生物利用体内的固氮酶,将空气中的氮气还原为氨,为植物生长提供氮素。现已从含C 的作物如玉米、高粱、甘蔗、黍的根际,分离出不同的联合固氮菌。对它们性质的研究已经广泛开展,主要侧重从分子遗传角度改造基因,提高固氮效率[13]。有研究表明,铵对西固氮螺菌Yu62菌固氮酶活性的抑制已基本研究清楚,构建成脱铵阻遏的工程菌株UB37,在玉米田间小区试验中达到减少氮肥用量20%的效果[14-15]。根瘤菌对宿主有专一性,在对宿主专一性基因了解的基础上,用基因重组等方法扩大宿主范围,特别是扩大到非豆科植物上结瘤和固氮是始终的愿望[16]。目前,已有研究表明,中国科学院遗传研究所把带有固氮基因的质粒PRD1从大肠杆菌K12jc5564导入到无固氮能力的水稻根系菌4502Y中,表现出较强的固氮能力[17]。

同时,利用生物技术了解、掌握土壤和作物根际微生物群落的多样性变化和活动机制,是农业生产适应气候变化的一个重要措施。2007年,福建省农业科学院生物技术研究所利用PCR-RFLP检测水稻根际土壤及根组织内外固氮微生物的nifH基因,证明了水稻根际土壤和水稻根组织的固氮微生物具有显著的多样性,也初步显示了土壤中某些固氮微生物能定植于水稻根内或根表[11]。还有研究发现,C4作物比C3作物具有较高的氮肥利用率,同种作物内不同基因型间的氮肥利用率也有差异,品种的改善可使氮肥利用率提高20%~30%[18]。因此,用生物技术改良作物以及菌种的营养遗传性状,筛选出符合人们要求的产物,实现肥料的高效利用,在我国将有良好的发展前景。

4小结

低碳农业是现代农业为了应对能源危机和气候变暖而产生的一种新的经济形态,低碳农业不只是一个时尚的概念,而且还是人类建设低碳优质生活的必然选择。生物技术在低碳农业生产中的应用,不仅能改善人类生活环境,降低温室效应,而且还能促进农业产业链的不断延伸,同时还能带动农业产业科学技术的不断升级。可以预见,生物技术在今后低碳农业生产发展中将起到一个主导的作用。

5参考文献

[1] 赵其国,钱海燕.低碳经济与农业发展思考[J].生态环境学报,2009,18(5):1609-1614.

[2] Intergovernmental Panel on Climate Change.Climate Change 2007:Miti-gation of climate change.Contribution of working group III to the fourth assessment report of the intergovernmental panel on climate change Cambridge[R].London:Cambridge University Press,2007:63-67.

[3] 张厚.农业减排温室气体的技术措施[J].农业环境与发展,1998,15(1):17-22.

[4] 李晓燕,王彬彬.低碳农业:应对气候变化下的农业发展之路[J].农村经济,2010(3):10-12.

[5] 王锋.基于低碳经济视角的我国生态农业发展模式及对策分析[J].农业经济,2010(6):22-23.

[6] 束洪福.农业生物技术最具活力[N].科技日报,2008-04-29(11).

[7] LAL R.Carbon sequestration[J].Philosophical transactions of the Royal Society B,2008,363:815-830.

[8] HOPKIN M.The carbon game[J].Nature,2004,432(7015):268-270.

[9] FORNARA D A,TILMAN D.Plant functional composition influences rates of soil carbon and nitrogen accumulation[J].Journal of Ecology,2008,96(2):314-322.

[10] 张边江,陈全战,焦德茂.转C4光合固碳相关基因水稻的研究进展[J].植物学通报,2008,25(2):161-166.

[11] 陈彬,郑斯平,周莉娟,等.水稻根际土壤及根组织内外固氮微生物的遗传多样性分析[J].农业生物技术学报,2007,15(5):841-846.

[12] 周萍,潘根兴,张旭辉,等.氧化铁辅助农业固碳减排的技术探索[J].农业环境科学学报,2009,28(12):2590-2595.

[13] 张秋磊,林敏,平淑珍.生物固氮及在可持续农业中的应用[J].生物技术通报,2008(2):1-4.

[14] 慈恩,高明.生物固氮的研究进展[J].中国农学通报,2004,20(1):25-28.

[15] 田颖,陈萍.联合固氮菌研究进展[J].安徽农业科学,2005,33(11):2131-2133.

[16] 荆玉祥.生物固氮研究现状和趋势[J].生物工程进展,1989,9(3):29-32.

[17] 蒋明.植物基因工程在农业中的应用[J].生物学通报,2000,35(6):14-16.

农业生物技术的应用范文3

关键词 物联网 现代农业 应用

中图分类号:TN711 文献标识码:A

0 引言

物联网指通过信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实物联网实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络,它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。物联网的概念有狭义和广义之分。狭义物联网即“联物”,基于物与物间通信,实现“万物网络化”。广义物联网即“融物”,是物理世界与信息世界的完整融合,形成现实环境的完全信息化,并因此改变人类对物理环境的理解和交互方式。物联网具有以下基本特征:一是全面感知,即通过射频识别、传感器、二维码、GPS卫星定位等相对成熟技术感知、采集、测量物体信息;二是可靠传输,即通过无线传感器网络、短距无线网络、移动通信网络等信息网络实现物体信息的分发和共享;三是智能处理,即通过分析和处理采集到的物体信息,针对具体应用提出新的服务模式,实现决策和控制智能。

农业是我国国民经济的重要组成部分,可谓国计民生所在,因此以物联网技术为推动的农业信息化建设将具有较为广泛的市场空间。传统农业日光温室自动化程度极低,以温湿度为例,需人工读取温湿度数据,根据现有温湿度与额定温湿度进行比较判断,通过人工升温、降温手段来保证棚内温湿度恒定,这种操作都是通过人工完成,耗费大量人力物力。现在,随着现代农业产业规模的不断提高,农产品在大棚中培育的品种越来越多,土地集约化耕种的推行,传统的人工控制措施就显现出很大的局限性。因此,为提升现代农业的整体水平,运用信息化、智能化手段来操作和控制,就显得更为重要。

农业物联网,即在大棚控制系统中,运用物联网系统的温度传感器、湿度传感器、光照传感器、二氧化碳浓度传感器等设备,检测日光温室环境中的温度、相对湿度、光照强度、土壤养分、二氧化碳浓度等物理参数,通过各种仪器仪表实时显示并自动控制,将生产的农产品通过各种信息传感设备,通过3G网络与互联网结合起来,进行数据采集、融合、处理,并通过手机、平板电脑等操作终端,实现智能化识别和管理,保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境,为温室作物精准调控提供科学依据,达到增产、改善品质、提高经济效益的目的。

1 物联网在农业上应用现状

物联网技术在农业信息化领域已经有了初步应用,如:传感技术在精准农业的应用、智能化专家管理系统、远程监测和遥感系统、生物信息和诊断系统、食品安全追溯系统等。目前,农业物联网应用很多,比较普遍的有:日光温室棚内温湿度、光照、CO2浓度、土壤温湿度监测与控制,二维码农产品溯源等。

2 工作原理

物联网技术通过棚内安装空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、大棚光照度传感器等组建了一个可以远程感知的系统,这些数据通过运营商3G网络传输到中心平台进行数据分析、关联,在线实时24小时连续采集和记录监测点位的空气温度、湿度、光照、土壤温度、土壤湿度、CO2浓度等环境各项参数情况,以数字、图形和图像等多种方式进行实时显示和存储监测信息,通过安装自动化控制设备如自动化卷帘设备、自动化灌溉设备、自动化通风设备,运用手机、平板电脑或者家用电脑等终端设备进行远程控制。

3 技术系统

(1)感知系统。每个温室安装一台环境监测设备,固定在墙壁上,由12V适配电源供电,节点间数据传输采用zigbee无线信道,具有低能耗、便捷、免费、高可靠性等特点。传感器直接通过固定的接头连接环境监测节点,标配空气温湿度、土壤温湿度、光照强度、二氧化碳浓度四个传感器,可监测到4种环境信息。(2)智能控制系统。每个温室安装一台控制设备,其功能分为两大部分:其一为卷帘机的控制,包括控制箱、空开、相位开关、接触器与控制指令解码器等,完成对卷帘机正反卷的自动控制;其二为棚内灌溉设施的控制,包括水路改造、电路改造、电磁阀的安装与控制指令解码器等,完成对温室内部滴灌(或微喷灌)的自动控制。(3)移动检测平台。利用Android系统智能手机的移动监测平台,可让用户能够方便快捷地通过手机实时了解作物生长环境信息,根据这些环境信息随时进行远程自动化作业。平台自动采集环境信息,通过GPRS信道发送,统一进行数据管理与存储,同时接受网络管理系统下发的控制指令,将其解码转发给特定的控制节点,实现自动控制。(4)网络管理系统。实现棚内环境信息在计算机的存储、管理功能,包含数据分类存储、数据查询、数据检索、超限预警、农情图表分析等服务。系统管理员可根据需求编写指令,远程控制日光温室的卷帘机或滴灌等设施,大大减少农民的劳动强度,提高劳动效率。(5)查询功能。农户使用手机或电脑登录系统后,可以实时查询温室的各项环境参数、历史数据等信息,可以查询当地的农业政策、市场行情、供求信息、实用技术等,实现有针对性的综合信息服务。

4 目前物联网应用所存在的瓶颈

虽然物联网对于农业的发展所带来的好处显而易见,但在使用上还未形成刚性需求,目前物联网的应用还处在边实验边示范阶段,对于传统农业来说,物联网使用成本过高,农民投资难度较大,接受起来比较慢。所以,我们要更新观念,加大政府扶持力度,推动物联网新型产业的发展。一是物联网在农业上的应用,是实现农业现代化生产、现代化管理、现代化营销的关键技术,应用过程要与产业发展规划管理相结合、与技术推广服务需求相结合,会有很多增长点。二是物联网技术推广应用涉及农业科研、技术推广、企业管理等多个层面,需要通过更多应用项目的培训宣传,在多个层面上建立技术应用专业人才团队,才能够有效推动这些应用项目的持续发展,并不断提升应用服务成效。三是加大物联网应用的投入,要在促进生产和服务效率提高中获得收益,推动社会各方面持续投入、扩大应用发展,尽快建立适应农业发展需求的商业化经营服务模式,由市场引导,向市场要钱,是推动物联网发展的有效方法。

参考文献

[1] 邢志卿.物联网技术在现代农业中的应用.农业技术与装备,2010(8).

农业生物技术的应用范文4

关键词:农业种植;生物技术;推广应用

中图分类号:S3 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2012)-06-0105-1

随着科学技术的发展,生物技术也得到了不断地进步,生物技术在农业种植中的应用和推广,实现了我国农业的可持续发展。

1 农业种植中生物技术的推广及应用-转基因技术

转基因技术,简单来讲,就是在生物体外对DNA分子进行人工剪切、拼接,对基因进行改造和重新组合,再导入生物体内使导入的基因得以表达。其中,其核心技术就是提取目的基因——将需要的基因从供体生物的细胞内提取出来,从而达到最终目的。其中还有一个关键的环节就是对多细胞生物的检测,将每个受体细胞单独培养并诱导发育成完整个体,检测这些个体是否摄入目的基因,摄入的基因是否表达(是否表现出相应的性状)。淘汰无变化的个体,保留有相应变化的个体进一步培养、研究。

在当前的农业生产中,转基因技术是目前应用最为广泛的一种生物技术。转基因技术的应用,对农业种植的育种有着极为重要的作用和意义,其可以将某一种作物的优良基因转移到另一种完全不具亲缘关系的作物品种当中,使得作物产量和质量得到提高。

目前被较广泛提取使用的植物目的基因主要有:苏云金杆菌抗虫基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。例:用棉铃饲喂棉铃虫,如虫吃后不出现中毒症状,说明未摄入目的基因或摄入目的基因未表达,如虫吃后中毒死亡,则说明摄入了抗虫基因并得到表达。

因此,通过转基因技术的应用,使得农作物的品种得到改良,目前,随着科学技术和生物技术的发展,其应用也不断呈现广泛应用的趋势。首先,目前,转基因植物的种植规模在不断地扩大,根据相关数据分析,目前采用转基因技术种植面积已经达到了全球耕地面积的16%。

此外,还有杂交育种技术的应用。简单来讲,就是在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合,在形成配子时成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。其也是一种极为常见的生物种植技术,杂交育种技术与转基因技术相比,其操作方式更为简单,而且这种技术的推广时间也比较早,目前,对于杂交技术的应用已经有了丰富的经验,这些技术的应用都使得农业种植的难度降低。

2 农业种植中生物技术的推广及应用-组织培养技术

在农业种植中,对于组织培养技术的应用,其主要是建立细胞的全能性的基础之上的,通过人工的诱导,保证植物组织在无菌状态下进行良好的发育,最终发育成为完整植株的一种生物技术。组织培养技术的利用,不仅可以增加植物繁殖的速度,而且更为重要的是能够在有限的时间内,培育出更多优良的植物品种。此外,利用组织培养技术,可以有效地防止病毒对作物幼苗的侵害,保证种苗无病毒,促进良种经济作物的快速推广。在应用组织培养技术要注意以下几点:首先,要保证在植物组织培养中温度、光照、湿度等各种环境条件,培养基组成、pH值、渗透压等各种化学环境条件,使得能够有效地促进组织培养育苗的生长和发育。另外,在进行初代培养外植体的时候,对于褐变做好处理。褐变,主要就是指外植体在接种后,其表面开始褐变,有时甚至会使整个培养基褐变的现象。它的出现是由于植物组织中的多酚氧化酶被激活,而使细胞的代谢发生变化所致。在褐变过程中,会产生醌类物质,它们多呈棕褐色,当扩散到培养基后,就会抑制其他酶的活性,从而影响所接种外植体的培养。所以一定要加强对这个环节的处理。第三,关于植物组织的初代培养。初代培养旨在获得无菌材料和无性繁殖系。即接种某种外植体后,最初的几代培养。在初代培养时,用诱导或分化培养基,即培养基中含有较多的细胞分裂素和少量的生长素。初代培养建立的无性繁殖系包括:茎梢、芽丛、胚状体和原球茎等。

3 农业种植中生物技术的推广及应用-采用生物技术制作生物农药

生物农药,简单来讲,就是利用生物新陈代谢的产物,将其作为制作农药制品的有效成分,改变传统形式通过化学手段制作农药的方法,即可以起到良好的保护环境的作用,另外,还可以达到良好的使用效果,更加重要的是提高了植株的耐药性,所以,利用生物技术制作农药具有深远的影响。

在基因工程药品的生产中,许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限,其价格往往十分昂贵。微生物生长迅速,容易控制,适于大规模工业化生产。因此,我们可以将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内,让它们产生相应的药物,不但能解决产量问题,还能大大降低生产成本。例如:转黄瓜抗青枯病基因的甜椒、转鱼抗寒基因的番茄、转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯、不会引起过敏的转基因大豆等等。

因此,生物农药技术,避免了对环境造成的污染,利于农业的可持续发展。

4 总结

总而言之,生物技术已经在农业中得到了广泛的推广和应用,有效地改善我国目前的农业现状,提高了农作物抵抗能力,提高农业产量,积极推进我国农业的发展,实现了农业的可持续发展。

参考文献

[1] 张丽双.浅议生物技术在农业种植中的推广与应用[J].中国科技博览,2011,(10):157.

[2] 张乃雄,宋文亮.农大超甜l号高产栽培技术[J].种子科技,2011,25(1):6l-62.

农业生物技术的应用范文5

关键词:微生物技术;治理;农业面源水污染;应用探讨

中图分类号:X52 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20161132033

前言

根据《第一次全国污染普查公报》显示,我国的农业生产过程中所产生的污染已经完全超过了工业以及城市所产生的污染,高居我国面源污染的首位。农业污染大大破坏了相关自然环境以及资源环境,尤其是江河湖海方面水资源的污染。其中,水污染最显著的表现就是水体富营养化,造成这一现象的原因如下:农田直接排污;农村生产以及生活过程中的直接排污;农村畜禽养殖的直接排污。现阶段,为了进一步减少这一现象的出现,农业资源保护部门能够系统采用的防治措施主要有3种:污染源头的不断减少;农业生产污染过程中的拦截;污染终端的最终修复。在以上3个过程中,对污染进行预防以及控制贡献更大。在进行农业污染防控的过程中,以生态环境自身的吸附以及净化为基础,同时结合相应的微生物技术的应用,不仅仅能够进一步提高化肥、饲料以及农药等物质的利用效率,还能够进一步提高自然生态系统的自我修复功能,大大降低农业污染。根据相关资料显示,微生物的技术已经被广泛的应用于废水污染处理过程中,并起到十分有效的作用,我们应该重视这一方面的分析以及探索。在此,综述微生物技术在农业污染过程中的应用,分析其中存在的问题,希望能够进一步促进微生物技术应用的水平。

1 利用微生物技术减量农业水污染的源头

作为一种水污染的防治方法,“源头控制”是一种十分有效的方法。在进行微生物减量的方法采取过程中,利用微生物技术进行生物肥料、饲料以及农药的生产,进行传统产品的替代,这具有十分重要的意义,其主要内容如下。

1.1 减量化肥的施用量

根据相关数据显示,我国农业化肥的用量占全世界的1/3,位于第1位。虽然使用化肥能够在某种程度上减少劳动力,提高农作物的产量,但是由于化肥的过度使用,这导致我国的水体受到极大的影响,造成水体富营养化。随着人们对于这一方面意识的提高,开始使用有机肥,但是由于有机肥使用不方便,其推广受到一定的限制。微生物肥料其中包含多种土地所需的微生物,包括解磷菌、固氮菌、硝化菌、放线菌和纤维素降解菌等,能利用空气中的氮源,激活土壤中的速效磷,降解有机质,最终提高肥效,减少肥料施用量。除此之外,微生物肥料还能够在一定程度上改善我国土壤的性质,为农作物的健康生长打下坚实的基础。现阶段,为生物肥料主要应用农业生产的各个方面,可以较为有效的提高作物的生长质量,进一步减少农田营养物质的流失,是传统肥料的有效代替物。

1.2 减少农药的使用量

我国农药的使用量也居世界第一位。魍车呐┮┧淙辉谝欢ǔ潭壬峡刂屏瞬〕婧Φ挠跋欤提高农作物的产量,但是,由于农药的长时间使用,这导致土壤的功能被极大地破坏,整个生态平衡破坏。传统的农药对于人体的伤害也较大。为了能够更好地进行农业污染的治理,我们可以采用微生物农药进行传统农药的代替,微生物农药主要指微生物活菌,这种农药的防治效果较好,其安全性较高,对于环境的污染较小,是一种新型的生态农药。

1.3 减量养殖废弃物

根据《第一次全国污染普查公报》显示,现阶段我国的畜禽养殖的排放物成为农业面源污染源之首。这些排放物通过各种渠道进入到水体,不仅仅会直接造成水体的富营养化,同时,由于这些排放物未经过相应的处理,其中存在病原体,会导致流行病的出现。为了进一步减少污染源,我们应该将微生物技术应用到排放物的处理过程中。通过微生物添加剂的应用,可以有效的保持微生物菌群的整体平衡状态,提高畜禽的免疫力,对排泄物进行处理,进一步提高畜禽的生产质量。例如,使用微生物堆肥剂,可以不断加快养殖粪便的堆肥化,通过这样的方法可以让农肥化工艺不断稳定,在一定程度上提高实际利用率,进而减少排放量。

2 微生物截留农业水污染过程

在进行水污染治理的过程中,微生物截留是其中一项十分关键的措施,通过微生物截留不仅仅可以较为有效的减少农业污染的大范围扩散,还能够进一步缩短烟厂污染物的滞留时间,进行农业污染物的截留。在这样的生态体系中,无论是人工湿地还是生态沟都具有一定的缓冲能力,能够不断提高土壤的污染处理能力。进行微生物技术的应用,可以有效地进行农业污染的截留,其主要应用措施如下。

2.1 扩大缓冲区的功能面积

其截留面积的建造主要包括2个方面:物理空间面积;生物的功能面积。微生物技术的应用可以进一步扩大缓冲区的功能面积,主要表现在以下3个方面:提高植被的覆盖率。通过微生物技术的应用,可以将相应的有害物质逐渐分解,同时,还能够激化营养物质,在一定程度上减轻不良环境的影响,进一步提高植被的覆盖率,促进污染治理效果的提高;扩大根区面积。通过微生物技术的应用,不仅仅可以促进植物根系的生长,还可以通过相应的菌体进一步扩大净化功能面,污染治理得到进一步的控制;强化生态位。植物是自然界的生产者,同时,微生物也是自然界的分解者,通过这两者之间的协调,进行污染物的转化,进一步减少污染源的面积。除此之外,微生物技术的应用,还可以进一步提高、稳定植被的整体覆盖率,与植物进行整体的协调,提高植物的净化效率。

2.2 环节缓冲区功能周期

在我国大部分生态系统中,为了能够促进其污染物的不断分解,往往采用植被缓冲带、湿地以及生态草沟等方法,但是,这些措施的采取往往会涉及到越冬问题。尤其是在春季,农田施肥之后,这将会直接导致流域水体的氮浓度大大提高,直到5月份出现最高峰。由于初春缓冲带的植被大部分还处于冬眠状态,其根系的生长代谢较慢,其净化功能将会直接丧失。针对这一问题,可以针对性使用微生物技术,不但能够提高植被的整体抗冻能力,还能够进一步缩短植被的返青时间,还能够延长缓冲区的功能周期。如接种丛枝菌根真菌能改善黄瓜、玉米的形态结构,增强玉米、黄瓜、小麦的生理生化反应,最终增强宿主的抗寒性,提高植株对低温胁迫的耐受性。除此之外,采用菌剂进行相应植物的处理,还能够增加草坪草主根长度、数量以及整体防御功能,进而不断提高这一植物的整体抗寒能力。根据相关资料显示,植被根系的微生物的种类越多,其吸氧细菌就越多,这样的环境十分有利于有机污染物的有效分解。通过植物御寒能力的提高,不断增强相应的植物系统在冬季的整体净化能力,进而较为有效的进行污染物的分解以及处理,这对于农业污染的整体治理具有十分关键的作用。

2.3 改善缓冲区的土壤质量

由于土壤本身具有吸附能力,在一定程度上能够影响污染物的整体扩散情况。通过微生物技术的应用,可以与植物的联合系统进行结合,进一步改善土壤的整体质量。同时,通过微生物技术的应用,还能够为维护土壤的聚体结构,不断强化土壤的入渗。除此之外,还可以利用微生物进行土壤有机碳含量的提高。通过相应的微生物的应用,可以将土壤的pH值降低,这样的环境十分有利于矿物质的溶解,同时,还能够增加土壤微生物的数量以及根系分泌物的含量。通过微生物的应用,不仅提高土壤的整体能力,不断提高土壤的整体吸附能力,为污染物的有效治理打下坚实的基础。

3 总结

进行微生物技术应用方面的研究对于农业污染治理具有十分关键的作用,通过微生物技术的应用,不仅仅能够进一步提高化肥、饲料以及农药等物质的利用效率,还能够进一步提高自然生态系统的自我修复功能,大大降低农业污染,因此,要重视这一方面的发展。但是,要清楚的意识到,在进行微生物技术的实际应用过程中,往往会导致一些安全事故的发生。部分微生物对于农业自然环境是十分有益的,例如铜绿假单胞菌、荧光假单胞杆菌。这些微生物不仅仅能够降解污染物,处理农业或是生产过程中的废水,同时,还能够促进农业植物的生长。但是,这些微生物对于人体具有一定的危害性,它们属于条件致病菌,若是宿主的免疫能力下降,将会直接导致宿主疾病的发生。因此,在进行微生物应用的过程中,管理人员一定要重视安全问题,高效地进行微生物技术的应用,进一步减少农业污染。

参考文献

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[2]王忠敏,梅凯.氮磷生态拦截技术在治理太湖流域农业面源污染中的应用[J].江苏农业科学,2012(8):336-339.

[3]张维理,冀宏杰,KolbeH,等.中国农业面源污染形势估计及控制对策Ⅱ.欧美国家农业面源污染状况及控制[J].中国农业科学,2004(7):1018-1025.

[4]杨林章,冯彦房,施卫明,等.我国农业面源污染治理技术研究进展[J].中国生态农业学报,2013(1):96-101.

农业生物技术的应用范文6

一、加强农业科技管理,大力发展知识农业

1、适应知识农业发展需要,创新农业科研教育组织

为提升农业科技水平,策划农业科技发展方向与目标,加强科技计划的管理与考核,“农委会”于1986年成立任务编组的“农业研究发展小组”,于1993年改组,确定该小组的主要任务:(1)农业科技发展政策及法规的拟定;(2)计划的规划、评审及预算编列;(3)计划的推动、管理、成果检讨与绩效的考评;(4)人才培养及国际合作的规划、推动与管理;(5)科技会议的筹划及其结论与建议事项的推动;(6)与相关“部、会”、学术及研究机构有关农业科技计划的协调与联系。随后又改组为任务编组的“农委会”农业科技研究发展委员会。这一时期台湾农业科技集中在“农委会”农粮处主管,部分科技项目由“农委会”有关业务处室管理。此外,“国科会”生物处主管台湾地区农业生物科技的基础研究。

为了适应知识农业发展的需要,“农委会”着手研究调整农业试验研究机构,于2000年把拟成立“农业部”作为工作重点来抓,研究设置“农艺研究署”,从事全台湾农业科技研发工作。

为了迎接生物科技新纪元的到来,“中研院”设立生物农业科学所,台湾大学成立生物技术中心,中兴大学成立农业生物技术研究所。民间企业于1998年投资12亿元新台币成立了花卉生物技术公司,投资六亿元新台币成立家畜疫苗公司。近几年还先后把屏东技术学院和嘉义技术学院扩大为屏东科技大学和嘉义科技大学。

各有关农业科技的研究机构的分工是,“中央”研究院主要从事学术及基础方面的研究工作;大专院校则以教学及训练人才为主,研究工作为其业务的一部分;公营事业机构研究所及财团法人或类似组织的研究所从事专业性特定项目的研究工作;而原省属的试验研究机构为从事台湾地区全面性的试验研究工作的主干。有关农业科技研究发展对于基础研究、应用研究、技术发展与商品化及应用,依上、中、下游各层次负责推动。

2、应对国际农业科技发展趋势,加快高新技术创新步伐

1992年“农委会”农业研究发展小组依据《台湾科学技术发展12年长程计划及6年中程计划》、《农业综合调整方案》有关农业科技发展目标,以及历次“行政院”科技顾问会议农业组顾问建议事项,确定生物技术、生物防治、种苗繁殖、栽培渔业、动物用生物制剂等五个领域的研究发展重点,加以推动实施。其湾“农渔牧产业自动化”十年计划,约投入经费25亿元新台币。

从1997年7月至2000年6月,台湾“农委会”按照台湾地区“跨世纪农业建设方案”中的有关“发展政策导向的产业科技”要求,在重点产业科技、加强生物技术的研发与应用、整合农业科技研究群及区域推广体系、加速农业自动化与信息科技应用等方面研究取得一批成果。

2000年夏季,台湾“农委会”研究拟定“迈进二十一世纪农业新方案”,做为2001年至2004年农业政策蓝本。该方案提出了“发展农业知识经济,厚植农业竞争得基”策略,明确了新世纪初台湾地区农业知识经济的发展重点。2001年台湾农政机关用于扶持农业知识经济发展的经费预算为450.01亿元新台币,2002—2004年约需195.18亿元新台币用于支持农业知识经济发展。

2001年“农委会”制定台湾地区农业各领域科技发展中程纲要,包括11个研究领域,分别是作物科技领域、林业科技领域、渔业科技领域、畜牧业科技领域、农业环保科技领域、农产品加工科技领域、农业自动化科技领域、农业共通性科技领域、农业生物技术领域、林业防灾科技领域,“农委会”计划从2000—2004年度,共投入241.56224亿元新台币用于支持农业科技研究。

从上述分析可以看出,二十一世纪前十年台湾地区农业科技发展方向主要是:(1)在生产方面:建立高科技、高效率的农业生产体系,提高国产农产品的市场竞争力,突出加强生物技术的研发与运用,创造台湾地区农业的新绿色革命:加速农业自动化与信息科技应用,提升产业竞争力。(2)在生活方面:生产卫生、安全、高品质且多样化的农产品,提升国民生活品质质,重点发展高品质且多样化的农产品,满足消费大众需求;结合民间力量发展食品科技,带动产业发展。(3)在生态方面:减轻农业生产对环境的冲击,强化农业支持生态环境维护的功能,重点改进动植物生产、检疫防疫技术与体系,保护国内农业生产环境;加强农业资源保护利用,维护自然生态环境。

3、大力推动农业生物技术的研发与应用

鉴于农业生物技术将成为21世纪世界产业发展趋势,为了加快台湾生物技术的研究创新及其应用技术的发展,突破台湾农业发展与产业结构调整的瓶颈,提升传统农业的技术能力,近十几年台湾在生物技术产业发展方面,不断增加研发经费、人力和设备投入。

1995年8月台湾“行政院”第2443次会议通过《加强生物技术产业推动方案》,并于1997年修订方案内容,确定将农业与医药领域的生物技术,作为台湾全力发展的重点科技。“农委会”为落实“行政院”《加强生物技术产业推动方案》,1996年优先执行了花卉种苗、动物用疫苗及生物农药三个推动计划。

1997年3月,台湾“国科会”委员会选定农业生物技术为台湾四个“国家型”科技计划之一。同年10月,成立台湾农业生物技术“国家型”专案计划规划工作小组。1998年1月,聘任该计划个案咨询委员会委员。1998年2月,台湾农业生物技术“国家型”计划的目标、规划重点提交“国科会”委员会审定通过,推动执行,课题申请通过率为45.2%。1998年7月,公布1999年度第一期三年的课题补助金额,共有42项课题列入该“国家型”计划。其主要研究目标是:(1)整合台湾农业生物技术产业研发既有人力、物力与技术资源,落实产业应用,使农业生物技术在台湾得以生根并茁壮发展;(2)加强本土性的具有产业发展潜力的农业生物技术产品,以提升台湾生物技术产品的国际竞争力;(3)建立台湾研发与应用体系,确保台湾农业生物技术产业的永续发展,尽快提升台湾的农业生物技术水平;(4)整合以产业发展为导向的尖端农业生物技术研究,把台湾建成为亚太地区农业生物技术产业研发与营运中心,促进台湾加入WTO后的农业发展。

该科技计划的重点研究领域是:(1)、花卉及观赏植物领域,(2)植物保护领域,(3)水产养殖领域,(4)动物用疫苗领域,(5)农产品保鲜利用领域,(6)农业环境保护领域,(7)保健及药用植物领域。

4、加快农业科技管理创新

“农委会”为加强农业技术发展规划及本会农业科技研究发展计划的执行、管制与运作,设立农业科技审议委员会,该委员会的任务是:农业科技研究发展方向规划的咨询,农业各产业技术发展政策、制度、法规、策略及重大方案审议之咨询,农业科研计划资源分配审议的咨询,农业科研计划成果检讨审议的咨询,其它农业科技发展事项的咨询。委员会下设农业、林业、渔业、畜牧及生物技术五个技术领域审议小组,各技审小组的任务是:对“农委会”个别产业技术发展规划及审议的咨询,“农委会”科研计划审查及管理考核咨询,“农委会”科研计划与业界合作事项协调及审议的咨询,“农委会”有关科研计划事项的咨询。

为加强农业科技研究发展计划执行绩效评估,促使农业科技研究经费有效运用,“农委会”2001年3月6日成立农业科技绩效评估委员会,该评委会的任务是:以农、林、渔、牧及生物技术等领域科技研究计划为对象,评估过去该领域的研究计划执行绩效;评估农、林、渔牧及生物技术等领域科技研究成果所建立的技术,对提升台湾地区农业产业竞争力的效益。评委会设委员23—25人,由“农委会”主任委员遴聘学养优异、经验丰富,对产业科技、经济充分了解的相关产、官、学、研界专家兼任。评委会在对各领域专业技术进行评估时,得视需要聘请该领域的相关专家若干位参与绩效评估。此外,还在台湾地区农业生物科技“国家型”计划中设立了咨询委员会,在台湾地区农业科技中程发展纲要各领域聘请评审委员会。

二、注重农业科技投入,扶持技术创新

从下表可以看出,台湾地区农业科研经费投入常年维持在较高的水平。

台湾地区农业科技经费投入

年度经费年度经费

199621.135200145.04193

199715.3857200249.51840

199816.6880200355.26226

200029.79313200461.94672

注:2000—2004年为中程科技纲要需求估计数

1996年度(1995年7月1日—1996年6月30日)台湾地区农业科研经费为21.135亿元新台币(下同),其中农业基础研究(含农艺学、园艺学、农业化学、畜牧兽医、森林及水土保持、渔业科学及农业工程)的经费投入为3.9450亿元新台币,其经费主要来源是“国科会”和“中研院”,共执行537个研究课题,参加研究人员1206人。同年度的农业应用研究与技术发展(含农作物科技、林业科技、渔业科技、畜牧科技、食品科技等)的经费投入为17.19亿元,执行197项整合性研究发展计划,参与研究人员5142人。

在研究成果方面,共有952篇研究、72本专著、934项技术报告发表,完成55项技术创新和923项技术服务,实现技术转移18项,取得专利权6项、著作权3项。从1996年度的农业应用研究与技术发展的经费投入结构看,应用研究占70%(12.172亿元),应用基础研究占3%(0.439亿元),商品化开发研究和技术发展占18%(3.077亿元),其他研究占9%(1.504亿元)。

1997年度台湾地区农业科技应用研究与技术发展经费投入为15.3857亿元。1998年度台湾地区农业科技应用研究与技术发展经费投入为16.6880亿元。从1998年度台湾地区农业科技各领域经费投入结构看:重点产业及资源保育利用研究发展的经费为10.94648亿元,农业生物技术领域经费2.12078亿元,食品加工科技经费投入为1.79738亿元,遥测技术及精准农业科技经费投入为0.44965亿元,农牧渔产业自动化科技经费投入为2.60亿元,其中重点产业领域内部经费投入结构为:作物育种及生产技术研究2.822亿元,农业生物遗传资源研究利用0.8亿元,动植物防检疫与病虫害防治研究1.25755亿元,渔业生产科技研究发展0.805亿元,畜牧生物科技研究发展1.46606亿元,农业废弃物利用及公害防治技术研究0.44431亿元,水土森林资源保育利用及水利科技研究0.95641亿元,农业经济、农产运销技术与农民辅导研究0.52亿元,农业科技人才培育、国际合作及计划管理0.6亿元,农业资导系统建立研究与利用1.07515亿元。

“农业生物科技国家型计划”经费,包括台湾地区“国科会”、“农委会”、“中研院”、“环保署”和财团法人台湾农业生物技术中心五部分的研发投入,预估1998至2001年度,总额达到8亿元新台币。各年度分别为0.2亿元、2.11亿元、2.6亿元和3.1亿元。

三、加强农业科技推广,促进技术成果转化

1、制定农业技术成果转化政策法规

主要包括《“行政院”加强生物技术产业推动方案》、《“农委会”农业科技计划产学合作实施

要点》、《“农委会”科技计划已有成果拟进行产学合作加速商品化的项目一览表》、《“农委会”科学技术研究发展成果归属及运用办法》、《“农委会”主管计划研究成果技术转移执行要点》等法规。

《“行政院”加强生物技术产业推动方案》提出台湾地区生物技术发展策略是加强研究发展与其成果移转、扩散及应用,整合产、官、学、研的研究发展体系,成立“国家型”计划,畅通研究、发展、生产三者之间的渠道,以加强生物技术产业发展。其中与农业相关的主要内容有:修订生物性农药开发相关法令规范;推动农业生物技术国家型计划以花卉种苗、水产养殖、动物用疫苗、生物性农药、保鲜技术等方向为重点,并落实于产业发展;加强花卉新品种智能财产权保护,并纳入植物种苗法新品种命名及权利登记范围的花卉种类,加强花卉新品种权利保护,以提高育种研发意愿,推动花卉种苗产业发展。

“农委会”为提高农业科技研发绩效,鼓励民间产业界积极参与农业科技研究与开发应用,以加速落实研发成果于产业发展,于2001年4月3日制定了《农业科技计划产学合作实施要点》。“农委会”的经费支持主要用于人事费、研究设备费、包括杂支、材料、仪器设备维护等其它研究有关费用、管理费和必要的技术移转费用。

《“农委会”主管计划研究成果技术转移执行要点》提出,移转研究成果的技术或智能财产权给予厂商时,应以该成果作价取得价款。技术成果移转作价原则以“农委会”资助研究总经费乘下列百分比收取之:(1)参与开发的合作厂商收取5%,未参与开发的厂商收取10—15%。(2)技术成果最终使用者若为供个别农家使用则收取5%,供农企业使用则收取10—15%。

2、推动农业科技推广方面的研究