聚谷氨酸农业级介绍
聚谷氨酸(PGA)在全球专利申请概况
Patent in Hydrogel Technology Nations Title Application No. Date Publication No. Date Patent No. Date 中華民國Taiwan 藉三維交聯作用所得之安定及生物可分解的高吸水性γ-聚麩胺酸 水膠及其製備方法。 TW 092136155 2003-12-19 TW2005 –21157 2005-07-01 TW 255824B 2006-06-01 日本Japan 三次元架橋した, 安定した生分解性の高吸水性γ-ポリグルタミソ 酸ヒドロゲル及びその調製方法。 JP 2003-423533 2003-12-19 JP 2005179534 2005-07-07 JP4015988 2007-09-21 歐盟EP Stable biodegradable, water absorbing gamma-polyglutamic acid hydrogel. EP 03258255.3-1219 2003-12-19 EP1550469A 2005-07-05 EP1550469B 2006-11-02 英國UK Stable biodegradable, water absorbing gamma-polyglutamic acid hydrogel------------------ GB Patent No/ EP1550469B 2006-11-02 法國France Hydrogel a base d’acide gamma polyglutamique, stable,biodegradable, absorbent l’eau-------------------- France patent No./ EP1550469B 2006-11-02 德國Germany Stabiler,biologisch abbaubares,wasserabsorbierendes Gamma-Polyglutaminsaure–Hydrogel--------------------- DE 60309494T 2006-12-14 義大利Italia Stable biodegradable, water absorbing gamma-polyglutamic acid hydrogel---------------------- Italia patent No./ EP 1550469B 2006-11-02 瑞士Switzerland Hydrogel biodegradable stable,absorbant I’eau, a base d’acid γ-polyglutamique.---------------------- Switzerland patent No./ EP 1550469B 2006-11-02 西班牙Spain Uu Hidrogel De Acidoγ-Poliglutamico,Estable, Biodegradable, Y Absorbente De Agua.---------------------- ES2274179T 2006-11-02 瑞典Sweden Stabil Biologiskt Nedbrytbar,Vattenabsorberande Gamma- Polyglutaminsyrahydrogel.---------------------- Sweden patent No./ EP 1550469B (2006-11-02) 美國USA Stable biodegradable, high water absorbable gamma- polyglutamic acid hydrogel by 3-dimentional cross-linking and its preparation method. US 10/ 740,977 2003-12-19 US 2005/0136516A1 2005-06-23 US7364879B2 2008-4-29 中國大陸China 藉三维交联作用所得之安定及生物可分解的高吸水性γ-聚麸胺酸 水凝胶。 CN 200410004665.6 2004-03-09 CN 1629220 2005-06-22 Pending 越南Vietnam Stable biodegradable, high water absorbable gamma- polyglutamic acid hydrogel by 3-dimentional cross-linking and its preparation method. VN1-2004-00210 2004-03-10----------- Granted on 2009-1-7
炭吸附聚谷氨酸
炭吸附聚谷氨酸是在聚谷氨酸基础上经生物炭处理得到的新型材料，它是一种通过微生物发酵产生的高分子生物聚合物，具有良好的水溶性，高负电性，成膜性，吸水性、缓释性，可生物降解性，对环境安全友好性等特性。炭吸附聚谷氨酸通过微生物在适合的培养基中经深层液体发酵生成聚谷氨酸；再将生物炭置于聚谷氨酸微生物发酵液中，使其进一步发酵生成炭吸附聚谷氨酸。 炭吸附聚谷氨酸的由来：国内外关于聚γ-谷氨酸生产的研究十分活跃，主要集中在生产合成以及聚γ-谷氨酸在工业和医疗上的应用方面，并且以日本和韩国的研究报道居多，但是由于聚谷氨酸特殊的产物性质、微生物发酵产率低以及其代谢机制的不明等原因，导致聚氨酸发酵生产成本过高，国际上成功地实现聚谷氨酸商业化生产的企业并不多。 随着科学技术的不断进步，国内公司通过对聚谷氨酸的不断改进，制备了一种炭吸附聚谷氨酸新型材料，解决了聚谷氨酸在农业应用上持效期短、成本高等问题，有力推动了聚谷氨酸的商业化进程。最近几年，国内某家企业成功实现了炭吸附聚谷氨酸的大规模生产及推广应用，使其聚谷氨酸产品成为防治土壤污染和化肥减量现阶段最受人关注的生物制品之一。农业应用 （1）提高肥料利用率、缓解耐肥性、进行化肥减量 炭吸附聚谷氨酸具有超级亲水性，是养分与根系接触的最佳平台，可以加速作物对肥料等营养的吸收。不管阳离子基团或阴离子基团，只要碰到炭吸附聚谷氨酸有机水溶肥，即全部呈溶解态，可先贮存吸附，再缓缓释放至土壤中，促进作物对氮、磷、钾及中微量元素的吸收，减少土壤肥料流失和固化，最终提高肥料利用率，缓解耐肥性，减少化肥施用量。 （2）改良土壤、防止土壤板结酸碱化 导致土壤板结的主要原因是黏粒含量过高且有机质含量较低，表土黏粒含量高易板结( 黏韧性强) ，犁底层或心土层黏粒含量高则不利于水分下渗，易发生土壤上层滞水；另外，长期施用化肥、土壤酸化也是导致土壤板结的重要原因。炭吸附聚谷氨酸有机水溶肥可促进土壤有机质合成，有效补充土壤有机质含量，平衡土壤酸碱值，达到改良土壤、防止土壤板结酸碱化的作用。 （3）促进作物生长、提质增产 炭吸附聚谷氨酸有机水溶肥可有效提高根系活性，生根、壮根，促进对作物水分和养分的吸收、输送和转化，增强作物的光合作用，促进有机物的合成，从而达到促进植物生长发育、增产等目的；可明显提高作物生长过程中的POD酶、SOD酶和PAL酶等的活性，从而提高作物的抗逆性和抗病性。 （4）抗旱保湿 炭吸附聚谷氨酸具有3000-5000倍超高吸水保水能力，在土壤中有强力的保水力和缓释效果，具有抗旱保墒作用，可明显提高干旱条件下作物的发芽率。 炭吸附聚谷氨酸有机水溶肥在实验室和田间的示范应用。 （1）室内试验 ①炭吸附聚谷氨酸有机水溶肥在小麦上的应用 实验方法：将水洗沙与草炭以1:2的比例混匀，填入中号花盆 并压实，在播种前用放置12小时的自来水将土壤浇透。试验设3个处理，3次重复：
智慧农业物联网系统设计
毕业设计（报告）课题:智慧农业物联网系统设计 学生: 夏培元系部: 物联网学院 班级: 物联网1404班学号: 2014270307 指导教师: 杨昌义 装订交卷日期: 2017年01 月日 I / 20
摘要 随着经济社会的发展，农业已经越发智能化智慧农业是农业生产的高级阶段是集新兴的互联网、移动互联、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等）和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。 基于ZigBee技术的智慧农业解决方案，成本低廉，是一般人都能负担的价格；控制更简单，让每一位刚接触的人都能轻松使用；功耗更低、组网更方便、网络更健壮，给您带来高科技的全新感受。您的温室大棚规模越大，基于ZigBee 技术的智慧农业解决方案在使用中，要准确及时地操控所有设备，最值得关注的应该就是网络信号的稳定性。鉴于温室大棚的网络覆盖区域比较广泛，我们贴心为您呈现物联无线组网！智慧农业能有效连接物联Internet通信网关和超出物联Internet通信网关有效控制区域的其它ZigBee网络设备，实现中继组网，扩大覆盖区域，并传输网关的控制命令到相关网络设备，达到预期传输和控制的效果。基于先进的ZigBee技术，物联无线中继器无需接入网线，就可自行中继组网，扩散网络信号，让网络灵活顺畅运行，保障您的所有设备正常运行。主要采集温湿度，从而控制农植物的水分和光照。 关键词:物联网；智慧农业；云计算；物联网架构；ZigBee II / 20
聚谷氨酸的生物合成及应用
题目聚谷氨酸的生物合成及应用姓名学号曹明乐 3120104732 专业年级化工1201
聚谷氨酸的生物合成及应用 摘要：本文主要介绍了绿色高分子材料γ-聚谷氨酸的在工业上的生物合成及其在生活与工农业方面的应用。 关键词：γ-聚谷氨酸；微生物合成；应用 引言 随着材料科学和聚合物化学等相关高分子材料的快速发展，在其重要性日益凸现的同时，人们发现了它的不足之处，即大部分人工合成的高分子材料在自然界难以降解，也就是人们愈发关注的“白色污染”。为了解决这个问题，人们开展了各种研究工作，制成了各种可降解材料，聚合氨基酸系列产品的开发也由此崭露头角。 近年来日本从一种常用食品----纳豆的黏液中提取出的γ-聚谷氨酸，开始引起人们的重视。其最早发现于1913年，是一些芽孢杆菌的荚膜结构的主要成分，是一种生物自然合成的聚酰胺原料。由于γ-聚谷氨酸具有增稠、成膜、保湿、黏合、无毒、水溶及生物可降解等性能，适用于食品、化妆品、生物医学和环境保护等领域，特别是近年来随着对γ-聚谷氨酸的深入研究，γ-聚谷氨酸作为一种高分子生物制品，愈来愈显现出广阔的研究及应用前景。 1 γ-聚谷氨酸的生物合成 1.1分子结构 1.2制备方法 γ-聚谷氨酸的制备方法主要有三种，即化学合成法、提取法和微生物发酵法。较之前两种，微生物发酵法简单方便，容易控制和操作，并且γ-聚谷氨酸的产率高，适于工业大
规模生产。因此本文主要介绍微生物发酵法。 1.2.1γ-聚谷氨酸的制备 微生物发酵法在近几年得到了快速的发展和广泛的应用，主要体现在菌种的多样化、发酵方式与底物的多样化和添加剂的多样化。 目前应用于γ-聚谷氨酸生产的菌种主要是枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和纳豆芽孢杆菌。随着分子生物学及基因工程的发展，菌种筛选不仅停留在从自然界中获得高产菌，基因工程和诱变育种也得到了广泛的使用。比如采用紫外、亚硝基胍以及γ射线对其进行复合诱变获得一株γ-聚谷氨酸高产突变株，在基础培养基中产量约是出发菌株的 3.11 倍。 常规的微生物发酵方法有液体发酵法和固体发酵法，在生产γ-聚谷氨酸时常用的是液体发酵培养。目前γ-聚谷氨酸常用的发酵生产培养基是E-培养基，国内很多研究单位对培养基的优化进行了研究，比如利用纳豆芽孢杆菌接种到处理过的大豆中，然后保湿 1~2 昼夜后用生理盐水提取纳豆芽孢杆菌分泌在大豆表面的γ-聚谷氨酸，依次经过超滤、乙醇沉淀得到产品，同时也可以得到纳豆激酶和维生素 K2副产品。为了降低生产成本，也可以以大豆加工的副产物豆粕为主要培养基，并加入 4 倍水及2%葡萄糖。 在利用枯草芽孢杆菌 NX-2 发酵生产γ-聚谷氨酸时，向培养基中添加甘油、吐温-80和二甲亚砜，不仅能提高产量，同时还能降低γ-聚谷氨酸的相对分子质量。其既可以降低发酵液的粘度也能改变细胞膜的通透性促进菌体吸收营养成分，从而不但促进了菌体的生长还能刺激的γ-聚谷氨酸的合成。在工业化生产中，宜用柠檬酸作碳源，可降低生产成本。其中Mn2+和Mg2+对于提高γ-聚谷氨酸的产率也有很大的影响。 1.2.2γ-聚谷氨酸的分离提取 通过微生物发酵得到高黏度的发酵液，可用有机溶剂沉淀法、化学沉淀法和膜分离沉淀法获得γ-聚谷氨酸。 有机溶剂沉淀法是在生物制品的制备中应用最为广泛的一种沉淀方法，通常是向含有目标产物的水溶液中加入一定量亲水性的有机溶剂，能显著降低蛋白质等生物大分子的溶解度，使其沉淀析出。提取γ-聚谷氨酸常用的有机溶剂有甲醇、乙醇和丙酮。实验室操作的一般流程为：发酵液通过离心弃去菌体沉淀，包含γ-聚谷氨酸的上清液加入一定体积预冷的有机溶剂，放置一段时间后，沉淀物通过离心收集，通过冻干得到粗产品。粗产品溶解在蒸馏水中，用蒸馏水反复透析数小时，透析液经过冷冻干燥得到纯品。 化学沉淀法利用的是盐析原理，向待提取液中加入一定量的无机盐或无机盐溶液使目标产物沉淀下来。下图为化学沉淀法流程。
农业物联网简介
农业物联网简介 ——物联极码系列之二一、农业物联网定义： 农业物联网的实质是将物联网技术应用于农业生产经营，使其更具有信息化、智能化。农业物联网的实例化应用就是在感知端使用大量的传感设备（如农业环境信息的传感器、图像采集等），广泛地采集农业生产、管理、经营等环境的各类信息（如大田种植、设施园艺、畜牧水产养殖、农产品溯源等领域），建立相对统一的数据传输协议与多源的数据格式转换办法，因地制宜交互使用无线传感器网、有线传感器网、移动通信网和互联网等传输通道，实现农业信息多尺度、多源有效的传递，最后通过云计算、大数据等多重信息技术的深度融合与处理，通过智能化调控终端实现农业的闭环控制，实现农业的自动化、最优化控制。
二、农业物联网发展背景： 随着物联网技术的不断发展，越来越多的技术应用到农业生中。目前，远程监控系统、无线传感器监测等技术日趋成熟，并逐步应用到了智慧农业建设中，主要包括环境、动植物信息检测、温室农业大棚信息检测和标准化生产监控，精农业中的节水灌溉等应用式。提高了农业生产的管理效率、提升了农产品的附加值、加快了智慧农业的建设步伐。 三、农业物联网发展现状： 农业物联网作为物联网技术的一个分支，现在也逐渐被应用于农业当中。高智能化、自动化一定是农业发展的必然方向。农业物联网关键技术包括农业感知、农业信息传输和农业信息处理应用三方面。 感知层的研究现状 随着新技术的快速发展，采用新制造工艺、新感知机理、新制作材料的传感器不断出现。美国、德国、日本等发达国家目前在传感器的制造工艺和相关技术方面处于领先地位。 从国外发展状况来看，传感器技术的发展趋势主要由以下几方面：一是传感器本身形态向智能化、微型化和可移动化方向变革；二是综合运用新感知机理、新结构设计、新制作材料，以实现传感器的高可靠性、低功耗和低成本；三是注重创新，坚持产品开发与实际需求相结合，推动传感器的产业化。 传输层的研究现状 我农业环境复杂多变，农业物联网中的信息传输也要根据不同的应用场景选择不同的通讯方式。比如，大田种植需要考虑农作物的高度、地形等因素对无线信号传输以及有线布线的影响；设施农业则需要考虑墙体的材料及厚度对通讯的影响；目前，国内外对传输层的研究多集中在无线传感网络节点领域。无线传感网络节点是一种微型嵌入式系统，一般由微控制器、无线传输模块、传感器模块和供电模块等组成。具备终端节点和路由等功能，既可以实现对传感器模块数据的采集，也可以将数据经合适的路由传输至汇聚节点，最后由汇聚节点通过互联网传输至应用层。 应用层的研究现状 农业物联网的应用层是指深入分析感知层的各类数据，基于不同应用场景建
聚谷氨酸
据说聚谷氨酸对肥料有缓释作用,领导要求我做一个实验方案.我大概整了一个如下,请大家指点.尤其是聚谷氨酸的缓释原理一块,有研究的版友务必给点指导哦. 聚谷氨酸用作肥料缓释剂试验方案 背景资料：聚谷氨酸是一种水溶的高分子化合物，具有高吸水性、生物降解性。在农业应用中，聚谷氨酸的作用有三方面：1，保水剂;2，病害抑制剂，3，肥料增效剂/缓释剂。其中做病害抑制及、肥料增效剂的报道较多，做肥料缓释剂的报道很少。 聚谷氨酸作为肥料增效剂使用，据报道在肥料用量减少20%的情况下，产量与对照持平，还有报道聚谷氨酸可以抑制黄瓜病害，增加黄瓜生物量。 还有资料称聚谷氨酸对肥料具有缓释作用，但是对缓释原理缺乏详细清晰的阐述。对于聚谷氨酸对药物的缓释原理，有文献是这样解释的：聚谷氨酸分子链上具有大量活性较高的侧链羧酸(-COOH)，易于和一些药物结合生成稳定的复合物[施庆珊]。这个原理或许可以借用来解释聚谷氨酸对肥料的缓释作用，这样的缓释机理与腐殖酸类物质有相似之处。 据专利200710052667聚γ谷氨酸增效肥料，“实验证明，将聚γ谷氨酸或其盐与熔融尿素混匀造粒，成粒率提高2-3%，粉状产品减少，借助尿素和聚γ谷氨酸分子间化学键的结合作用，使尿素在土壤中缓慢释放，释放时间由原来的50天提高到200天左右，肥料利用率提高20%以上，在达到同样效果的前提下，可节约肥料20%以上，显著提高作物硝酸还原酶和过氧化酶的活性以及植物根系活力，效果明显优于添加其它脲酶抑制剂的尿素产品”。 聚谷氨酸也有制作包膜肥料的先例。据VEDAN公司的资料，用聚谷氨酸浓度为0.05%、0.075%、0.1%浓度的溶液对尿素进行包膜，用紫外分光光度计测定尿素完全释放时间延长到300分钟(未包膜尿素的释放时间为75分钟)。达不到GB/T23348-2009缓释肥料标准的要求。 根据上述背景资料，认为聚谷氨酸做包膜肥料产品效果并不理想。如果聚谷氨酸有缓释作用，添加聚谷氨酸的肥料产品缓释机理与包膜肥料、脲醛肥料、稳定性肥料都不同。测定聚谷氨酸添加肥料的缓释性能的试验方法也应与之不同。拟采用间隙淋洗法测定含有聚谷氨酸的尿素在土壤中的存留时间。 试验方案： 试验原理：将待测肥料加入土壤，并加适量水，培养至一定时间后，用100.00ml 0.02mol/L的CaCl2溶液，分两次淋洗，收集淋洗液，加碱，蒸馏。馏出组分用硼酸吸收，最后用硫酸滴定，并计算出铵的含量。根据各阶段淋洗液中铵态氮的含量，判断聚谷氨酸对铵态氮肥的保蓄作用。 土壤与肥料样品的选择：为了先找到合适的试验方法，简化操作，计划使用硫酸铵为肥料样品，取用广东酸性土为供试土壤，这样氮肥在土壤中的转化可以降至最低，最后可以通过检测淋出液中的铵态氮含量，来判断聚谷氨酸对肥料的保蓄作用。确定试验方法可用后，再扩展到其他形态氮肥、磷、钾肥。 所需仪器、试剂： 直径6cm，长10cm的锥底硝化管(拟用100毫升注射器代替，试验前在底部垫一小块棉花，以防止土壤颗粒堵塞小孔)，半透膜，蒸馏装置，滴定装置，紫外可见分光光度计，火焰光度计、其他实验室常用装置。 蒸馏水、0.02mol/LCaCl2溶液、硼酸吸收液、浓氢氧化钠溶液、硫酸滴定液。 一、准备肥料样品 根据博尔日公司产品宣传资料，聚谷氨酸在造粒肥料中的添加量可达到千分之一或千分之三左右。取硫酸铵100g，聚谷氨酸1g，将两者研磨均匀，得到聚谷氨酸添加量为千分之十的肥料样品A;取样品A 50g，加硫酸铵50g，研磨均匀，得到聚谷氨酸添加量为千分
农业物联网综述
农业物联网综述 一、物联网概念 物联网(The Internet of things)的定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 物联网具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道、农业设施等各种物体中，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制。 在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。 二、精准农业是农业发展的必由之路 我国人口占世界总人口的 22%，耕地面积只占世界耕地面积的 7%。随着经济的飞速发展，人民生活水平不断提高，资源短缺、环境恶化与人口剧增的矛盾却越来越突出。特别是我国加入世贸组织后，国外价格低廉的优质农副产品源源不断地流入我国，这对我国的农产品市场构成极大威胁。因此，如何提高我国农产品的质量和生产效率，如何对大面积土地的规模化耕种实施信息技术指导下科学的精确管理，是一个既前沿又当务之急的科研课题。 精确农业(Precision Agriculture )是当今世界农业发展的新潮流，是由信息技术支持的根据空间变异，定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，其基本涵义是根据作物生长的土壤性状，调节对作物的投入，即一方
聚谷氨酸
聚谷氨酸 聚谷氨酸最早被发现存在于日本纳豆食品（经发酵过之小黄豆）所含具有高粘稠性的拉丝中，在国内简称为γ-PGA，是利用天然纳豆菌与谷氨酸经过液态发酵进行生物聚合，所产生可分解的高分子氨基酸聚合物。 聚谷氨酸在农业推广中的功能特性： 一、超强亲水性与保水能力 聚谷氨酸分子含有1000 个以上的超强亲水性基团（-COOH），能充分保持土壤中的水分，改进黏重土壤的膨松度及空隙度、改善砂质土壤的保肥与保水能力。用于漫淹土壤时，会在植株根毛表面形成一层薄膜保护根毛，是土壤中养分、水分与根毛亲密接触的最佳输送平台，有效提高肥料的溶解、储存、输送与吸收。尤其是在缺水、少水的干旱、半干旱地区或者应用滴灌和水肥一体化的地区使用聚谷氨酸，能极大的提高水肥的利用率，保持水分和养分有效的分布于根系周围，被植物更多的吸收利用，减少蒸发、渗漏等造成的水肥流失。 二、促进磷肥与中微量元素的吸收 聚谷氨酸具有多阴电性，能有效阻止硫酸根、磷酸根、草酸根、碳酸根等离子与钙离子、镁离子及微量元素的结合，避免产生低溶解性盐类与沉淀作用，因此更能促进中微量元素与磷肥等养分的吸收与利用。此外还能提高土壤中阳离子的交换能力，暂时储存吸附阳离子，例如钙离子、镁离子等中量元素及其他微量元素铁、锰、铜、锌等阳离子，再缓缓释放至土壤中来补充。 三、平衡土壤的酸碱值 对酸、碱具有极佳的缓冲能力，可有效平衡土壤酸碱值，避免因长期使用化学肥料所造成的酸性土质及土壤板块化。以胶东半岛为例，众多苹果果园存在土壤酸化的情况。在每亩施用聚谷氨酸发酵液约1升后，过段时间观察，聚谷氨酸可明显提高酸性土壤的pH值1-2个，改善因酸化造成的果树苦痘等病害，同时改善果实的品质。另外，对于海水倒灌造成的盐渍化和使用过量化学肥料造成的次生酸化也有很好的调节作用。 四、螯合土壤中有毒重金属 对于铅、铬、镉、铝、砷等重金属有极佳的螯合效果，可避免作物吸收过多土壤中有毒重金属，缓解土壤毒害。近些年来，某些地区土壤中重金属的污染逐步加剧，尤其是一些有色金属矿区，城市污水和工业污水集中排放区对于农田的污染主要表现为：重金属离子严重超标，被植物吸收之后，生产出的农产品也会含有过量的重金属离子，被人体吸收后造成严重的危害。而使用聚谷氨酸可以快速、高效的螯合，絮凝重金属离子，使其不被植物吸收，减少重金属毒害，进而提高作物品质，产生优质无害的农产品。 五、增强植物抗病及抗逆境能力 整合植物营养与土壤中的水活性成分，并增加抗盐、抗旱、抗逆、抗肥力流失的能力。聚谷氨酸本身对于植物根部有天然的促进作用，刺激根毛的新生和根系的生长，从而提升植物地下部分吸收养分的能力，在干旱、水涝和低温等逆境来临时，有效保证水分和养分的正常吸收，缓冲旱、涝、寒等逆境对植物根系造成的损伤。 六、减少肥料用量增加产量
γ-聚谷氨酸的特性、生产及应用
γ-聚谷氨酸的特性、生产及应用 来源:中国化工信息网 2009年1月21日γ-聚谷氨酸[y-poly(g1utamic acid)，γ-PGA]，是由L-谷氨酸[L-Glu]、D-谷氨酸[D-Glu]通过γ-酰胺键结合形成的一种高分子氨基酸聚合物，其结构式如图1(略)。γ-聚谷氨酸的合成方法较多，有传统的肽合成法、二聚体缩合法、纳豆提取法和微生物发酵法等。由于化学合成法难度很大，没有工业应用价值，因此对于γ-聚谷氨酸合成方法的研究主要集中在微生物发酵领域。而对于微生物生产γ-聚谷氨酸的研究，日本一直走在各国的前列，最初是利用纳豆菌对谷氨酸进行聚合而成的。近年，我国、美国等国家也开展了微生物发酵法合成广聚谷氨酸的研究。能发酵生产γ-聚谷氨酸的菌种较多，有地衣杆菌、枯草芽孢杆菌等菌种，而以枯草芽孢杆菌发酵生产γ-PGA的研究居多。在我国，浙江大学、南京工业大学等高校已经开始对微生物发酵法生产广聚谷氨酸进行研究。γ-聚谷氨酸作为一种高分子聚合物，具有一些独特的物理、化学和生物学特性，如生物可降解性、良好生物相容性、强保水性、对人体无毒害等特性。这些特性决定了γ-聚谷氨酸在农业、食品、医药、环保、化妆品工业、烟草、皮革制造工业和植物种子保护等领域的广泛用途。1 γ-聚谷氨酸的性质 1.1吸水特性由于γ-PGA极易溶于水，因此其具有很好的吸水特性，王传海等对γ-PGA的吸水性能进行了研究，结果表明，γ-PGA的最大自然吸水倍数可达到1108.4倍，比目前市售的聚丙烯酸盐类吸水树脂高1倍以上，对土壤水分的吸收倍数为30-80倍。γ-PGA的水浸液在土壤中具有一定的保水力和较理想的释放效果，有明显的抗旱促苗效应。在0.206mol/L浓度的PEG(6000)模拟渗透胁迫条件下，γ-PGA仍有较强的吸水和保水能力，可明显提高小麦和黑麦草的发芽率，用其直接拌种也能显著提高种子的发芽率。γ-PGA的吸水性和保水性可使γ-PGA被广泛应用于干旱地区保水以及沙漠绿化。 1.2 生物可降解性生物可降解性是γ-PGA的特性之一。所有γ-PGA产生菌株都可以以γ-PGA作为营养源进行生长。在B.1ichenrmis9945a的培养液中存在一种与γ-PGA降解有关的解聚酶。其它自然菌株也具有降解γ-PGA的能力。以γ-PGA作为唯一碳源和氮源对可降解γ-PGA的菌株进行筛选，结果筛选出至少12株可降解γ-PGA的菌株。由此可知，发酵生产γ-PGA的培养时间对产量有较大的影响，时间过长会导致γ-PGA分子被酶解而损失。1.3 γ-PGA的水解特性γ-PGA的水溶液在10mL、浓度为6mol/L的HCl中，抽真空封口，105℃的烘箱的条件下可以水解为谷氨酸，吕莹等的研究表明，水解17h、25h、48h的结果一致。此特性可用于γ-PGA纯度的测定。2 微生物发酵法生产广PGA γ-PGA生物合成的研究主要集中在芽孢杆菌属的细菌B.anthracis和B.anthracisA T℃9945a、且lichen扣rmisAT℃9945(以前叫B.subtilisAT℃9945)等菌株上。根据细胞生长的营养要求是否需要L-谷氨酸，可以把γ-PGA产生菌分为两大类：一类是L-Glu依赖型，这类菌种主要有 B.anthracis、且subtilisMR-141、且lichen!formisAT℃9945、且lichenrmisAT℃9945a、且subtilis IF03335、且subtilisF-2-01和Madla 和Prasertsan等从温泉中筛选出的B.thrmotolerantWD90.KTl2.KF.41等；一类是非L-Glu依赖型，如B.subtilis5E、且subtilisvapolyglutamicum、且licheni-/OrmisA35、B.subtilTAM4等。 B.1ichenIiform/s9945a发酵生产产聚谷氨酸1942年发现且lichenIiform/s9945a能够生产γ-PGA，接着相关培养基设计和发酵条件优化的研究相继展开。研究表明，盐浓度、L-Glu、甘油和柠檬酸是生产γ-PGA的主要影响因素，Mn2+和Ca2+对γ-PGA的产生也有显著影响。最优培养基组成如下：柠檬酸12g/L，甘油80g/L，NH4Cl7g/L，MgSO40.5批，FeCl30.04ga.，K2HPO40.5gA，pH=7.4。2-3天培养后，γ-PGA的产量为15 g/L。B.1icheniformis9945a在此培养条件下，产量较低，可能是由于没有找到最适的碳氮源、生长因子等。在随后的研究中，产量高于15g/L。 2.2 B..subtilis[F03335发酵生产广聚谷氨酸B.subtilis IF03335是从一种传
聚谷氨酸发酵生产
课程设计说明书不同分子量聚谷氨酸制备条件研究 学院（系） 年级专业： 学号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称：
2013-2014 春季学期 生物工程专业课程设计 结题论文 不同分子量聚谷氨酸制备条件研究 学院（系）： 年级专业： 学号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称：
摘要 . γ-PGA 是一种有极大开发价值和前景的多功能性生物制品，近年来被作为增稠剂，保湿剂，药物载体等而一直被广泛应用于工业领域。它是一种水溶性和可生物降解的新型生物高分子材料，可通过微生物合成。在生产低聚谷氨酸工艺当中，利用微生物发酵法生产聚谷氨酸具有很好的前景，但在利用微生物发酵法制备产物时，生产的聚谷氨酸具有较大的分子量，需要对其进行进一步的降解处理。本设计拟对微生物发酵生产的高分子量的聚谷氨酸进行降解，并优化其降解条件，从而得到不同分子量的低聚谷氨酸分子，并利用琼脂糖凝胶电泳和高效液相凝胶色谱检测其降解后的分子量，从而确定最佳降解条件。本设计主要分为三个部分对不同分子量的γ-PGA 的制备情况进行了研究。第一部分是通过微生物发酵，提取得到 80-100 万分子量的大分子聚谷氨酸产物的设计；第二部分根据聚谷氨酸分子特性，设计筛选可降解大分子聚谷氨酸的方法，并优化降解条件，得到不同分子量的低聚谷氨酸分子，并找到合适的方法进行分离纯化；第三部分是在前两部分的基础上，通过建立琼脂糖凝胶电泳和液相凝胶色谱检测不同分子量低聚谷氨酸的方法，从而设计出最佳的制备条件。 关键词：生物发酵法、聚谷氨酸、降解条件、检测方法
目录 第一部分文献综述 (3) 1.1 γ-聚谷氨酸简介 (3) 1.2 聚谷氨酸结构 (4) 1.3 聚谷氨酸性质： (4) 1.3.1 吸水特性 (4) 1.3.2 生物可降解性 (4) 1.3.3 γ-PGA 的水解特性 (5) 2. γ-PGA 的应用前景 (5) 2.1 γ-PGA 的应用 (5) 2.1.1 聚γ-PGA 是一种微生物絮凝剂 (5) 2.1.2 γ-PGA作为一种新型的高分子吸水性材料 (5) 2.1.3 γ-PGA作为新型的药物载体 (6) 3. γ-PGA 合成方法 (7) 3.1 化学法合成 (7) 3.1.1 传统的肽合成法 (7) 3.1.2 二聚体缩聚法 (7) 3.2 提取法合成 (7) 3.3 微生物生物合成法 (7) 3.3.1 代谢途径 (7) 4. 研究进展 (8) 5. 总结——本设计的前景分析以及研究意义 (8) 5.1 前景分析 (8) 5.2 研究意义 (9) 第二部分课程设计部分 (10) 1.材料 (10)
智慧农业大棚物联网智能系统
智慧农业建设果蔬大棚物联网 项 目 方 案
前言 (4) 一、农业物联网在现代设施农业应用的意义 (5) 二、果蔬大棚物联网方案概述 (7) 2.1 系统设计原则 (7) 2.2 系统功能特点 (8) 2.3 系统组成 (9) 3.4 系统示意图 (10) 三、各子系统介绍 (11) 3.1 环境参数采集子系统 (11) 3.2 自动控制系统 (12) 3.3 视频监控子系统 (16) 3.4 信息发布系统 (16) 四、中央控制室及管理软件平台 (18) 4.1系统平台功能 (18) 4.2 数据采集功能 (20)
4.3 设备控制 (22) 4.4 视频植物生长态势监控功能 (23) 五、项目的需求 (26)
前言 物联网信息技术在2006 年被评为未来改变世界的十大技术之一，是继互联网之后的又一次产业升级，是十年一次的产业机会。总体来说，物联网是指各类传感器和现有的互联网相互衔接的新技术，物物相连，相互感知，若干年后，地球上的每一粒沙子都有可能分配到一个确定地址，它的各种状态、参数可被感知。2009 年8 月温家宝总理在无锡提出"感知中国"，物联网开始在中国受到政府的重视和政策牵引。2010 年国家发布了"十二五"发展规划纲要，其中第十三章“全面提高信息化水平‘第一节’构建下一代信息基础设施”中明确提到：推动物联网关键技术研发和在重点领域的应用示范。在第五章“加快发展现代农业‘第二节’推进农业结构战略性调整”中提出：加快发展设施农业，推进蔬菜、果蔬、茶叶、果蔬等园艺作物标准化生产。提升畜牧业发展水平。促进水产健康养殖。推进农业产业化经营，促进农业生产经营专业化、标准化、规模化、集约化。推进现代农业示范区建设。第三节“加快农业科技创新”中提出：推进农业技术集成化、劳动过程机械化、生产经营信息化。加快农业生物育种创新和推广应用，做大做强现代种业。加强高效栽培、疫病防控、农业节水等领域的科技集成创新和推广应用，实施水稻、小麦、玉米等主要农作物病虫害专业化统防统治。加快推进农业机械化，促进农机农艺融合。发展农业信息技术，提高农业生产经营信息化水平。 2013 年国家一号文件更是着重讲述物联网技术在农业中的应用。物联网信息技术与现代农业的结合更加是国家重点推动的关键示范应用。
聚谷氨酸产品介绍和市场状况
聚谷氨酸产品介绍和市场状况 ----中国化工产品进出口公司 聚谷氨酸（γ-PGA）是一种水溶性、可生物降解、可食用、无毒的生物高分子。它是一种由微生物合成的聚氨基酸，具有优良的生物相容性和生物可降解性，在生物体内降解为谷氨酸而直接被吸收，可作为生物医用材料，污水处理工程、也可应用于食品增稠剂、食品防冻保鲜和化妆品保湿剂等领域。产品因具有很强的吸湿性能，可吸收4000倍以上重量的水。在净水处理中，可去除水中重金属和放射性金属离子；污水处理工程可代替聚丙烯酰胺取得了突破性的进展；医药工业可作药剂之生物兼容性的载体；农业和卫生器材制品中，可作为高吸水剂等等。 自从20世纪90年代以来，在世界范围内，开发绿色化学产品成为生物化工行业发展的大趋势，而聚合氨酸系列产品的开发也由此崭露头角。近年来，日本、美国等一些发达国家开展了聚谷氨酸的研究。日本是世界上最大的氨基酸生产国和出口国，日本的研究走在了世界的前列。其中的日本味之素、日本明治制果公司，皆已实现了γ-聚谷氨酸的商业化生产，台湾味丹公司也实现了工业化生产。世界消费市场上的聚谷氨酸主要以以上三家公司产品为主。该产品尚处于推广应用的初期阶段，我国国内目前只有少量生产厂家，相关γ-聚谷氨酸在污水处理工程的报道也不多。 三家γ-聚谷氨酸生产企业的状况简单介绍如下：㈠日本Ajinomoto公司（日本味之素）是世界上最大的氨基酸生产企业，包括日本在内分别在16个国家和地区建有102个工厂，在23个国家和地区投资经营。其主要产品除味素和核苷酸外，还有赖氨酸、苏氨酸、色氨酸等饲料氨基酸，化妆
品添加剂等。味之素公司是世界最大的味精生产商，年产味精50多万吨，占世界总产量的30%。据报道2005年度，该公司饲料级赖氨酸总产量27万吨，占全球市场的35%，饲料苏氨酸占全球的70%，饲料色氨酸占75%。在医用和食用氨基酸市场拥有60%的市场份额。日本味之素公司十分重视产品的研发和创新，在氨基酸方面，尤为重视开发氨基酸新品新领域的应用。γ-聚谷氨酸就是该公司多聚氨基酸系列产品中一个新品，同时还有聚赖氨酸（ε-PL），是一种出色的食品保鲜剂。㈡日本明治制果株式会社是日本最大的巧克力生产商之一，是一家巧克力、糖果、健康食品药品的综合制造商。20015年销售额13700亿日元（约人民币1270亿元）。㈢台湾味丹公司是亚洲区域内生产氨基酸产品、食品添加剂及淀粉产品的领先制造商。味丹国际味精年产量12万吨，为世界三大味精企业之一。从该公司2005年度统计表显示，当年味精营业额占71．8%，赖氨酸产品（纯度99%以上）占8．9%，谷氨酸5．4%。味丹公司2005年开发了新品γ-聚谷氨酸，并在越南建设了γ-聚谷氨酸生产线，2006年5月开始生产γ-聚谷氨酸产品，并投放市场。以上是三家世界主要γ-聚谷氨酸生产企业的大致情况。 我国对γ-聚谷氨酸产品销售的公司不多，在阿里巴巴贸易网上，仅有一家公司---顶舜颖生物科技（上海）公司，目前公司销售台湾的γ-聚谷氨酸产品，有三种规格，报价分别为：化妆品3900元/公斤，食品级3700元/公斤，农用（含量20%）800元/公斤。顶舜颖生物科技有限公司，是国内做γ-聚谷氨酸产品较为出名的贸易公司，销售有“顶舜颖”、“SKINMED”两个品牌的产品（属于贴牌销售台湾的γ-PGA）。其次是针对一些日化生产企业销售，由于广告力度不够，所以在日化这条销售线上，买得不太好。
聚合谷氨酸与透明质酸的比较
聚合谷氨酸－比透明质酸表现更好的护肤锁水 聚谷氨酸(γ-PGA)为何比透明质酸(Hyaluronic acid，即HA；俗称玻尿酸)或胶原蛋白(Collagen)，更适合用来做化妆品、皮肤保养品的基础原料呢？ (一)涂抹于皮肤形成薄膜 聚谷氨酸(γ-PGA)涂抹于皮肤上会形成一层薄薄的膜，触感非常的好，且具有保护皮肤的功能。虽然胶原蛋白(Collagen)及透明质酸(HA)也都有相当优异的成膜特性，但聚谷氨酸独特的滑顺感，是胶原蛋白及透明质酸所没有的。 (二)产生自然保湿因子(N.M.F.) 聚谷氨酸(γ-PGA)每个单元体都有一个游离态的α-COOH、一个-CO基团、一个-NH-基团，三者都有很好的水合能力，其中以α-COOH的水合能力特别突出，可以提高皮肤里层水份的保湿力，而且不会破坏皮肤内外的水份平衡。如应用于护肤产品，可强化干燥皮肤的滋润保湿效果，应用于正常皮肤则可预防身体皮肤免于干燥。而胶原蛋白及透明质酸没有提高皮肤里层产生自然保湿因子(NMF)的作用。也就是说聚谷氨酸是唯一可实现从皮肤内部增强保湿能力的化妆品、皮肤保养品原料。
(三)皮肤弹性与柔软度之比较 擦拭、比较三者如下：聚谷氨酸和透明质酸，二者同样都有增加皮肤弹性20%以上的效果，而胶原蛋白增加皮肤弹性的效果则较为有限。 使用、比较三者如下：聚谷氨酸和透明质酸二者同样都有增加皮肤柔软度10%以上的效果，而胶原蛋白增加皮肤柔软度的效果则较为有限。简言之，聚谷氨酸或其水胶比胶原蛋白更能有效地提高皮肤的弹性与柔软度。 (四)有效成份的包埋、缓释系统 聚谷氨酸，其每个单元体都有一个游离态的α-COOH，一个-CO基团、一个-NH-基团，这三者除了有很高的水合能力 (H3O+)外，也可以与带正电的有效成份发生吸引作用，创造一个优良的包埋、缓释系统，让化妆品内的有效成份可以慢慢发挥其功能。 (五)简化护肤的动作 胶原蛋白及透名质酸虽然也会在皮肤上形成一层薄薄薄的膜，有助于皮肤的保湿，促使角质层的含水量增加，但皮肤内的自然保湿因子(NMF)并未增加。当这层薄膜在流汗、洗手或洗澡时，皮肤表面少量的胶原蛋白或透名质酸很容易被水份冲洗掉，此薄膜的成份与功能也就完全丧失了，如果没有另作后续的护肤辅助，就没有改
基于物联网的智能农业系统设计
课程设计报告 （物联网技术与应用） 学院：电气工程与自动化学院 题目：基于物联网的智能农业系统设计专业班级：自动化131班 学号：2420132905 学生姓名：吴亚敏 指导老师：韩树人 时间：2016年4月30日
摘要 由于现代农业管理中农田的种植范围大、监控点设置多、布线复杂等，为此我们基于物联网技术对于当前的农业管理系统进行优化，研究开发了基于物联网技术的职能农业系统，并能够实现对管理区域内的农作物的土壤、环境、灾情预报、灌溉控制、温度控制在内的多项职能化的农业管理系统。 关键词：农业系统；物联网；系统设计
目录 摘要 (2) 第1章物联网技术的研究现状和发展情景 (1) 1.1研究现状 (1) 1.2发展趋势 (2) 第2章智能农业概述 (3) 第3章系统的需求分析 (4) 第4章系统的组成 (5) 第5章系统的开发平台设计 (6) 5.1无线传输协议选择 (6) 5.2硬件节点平台 (6) 5.3系统的软件设计 (7) 第6章系统调试 (8) 第7章心得体会 (9) 参考文献 (11)
第1章物联网技术的研究现状和发展情景 1.1研究现状 M2M技术、传感网技术及射频识别（RFID）技术、网络通信技术是物联网的关键技术。 （一）M2M技术。M2M技术通过实现机器与机器、人与人、人与机器之间的通信，与操作者共享了使机器设备、应用处理过程与后天信息系统提供的信息。M2M技术提供了传输数据的优良手段，使设备能够实时地在系统之间、远程设备之间、或个人之间建立无线连接成为可能。 （二）传感网技术。大规模无线传感网络技术、传感器及其智能处理技术的结合便是传感网技术。由于是一种检测装置，传感器能够感受到被测量的信息，并能将检测到的信息，按一定变换规律变换成电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的存储、传输、显示、记录、处理等要求。实现自动控制与自动检测的首要环节是传感器，在实际应用中，传感器相当于人的“感觉器官。”新型技术的低能耗、小型化、可移动、低成本有点可以满足物联网的“物-物”相联需要，无线传感网能够在满足上述需要的前提下，提供具有自动修复功能和自动组网的网状网络，使无线网络具有初步的智慧功能。伴随着新技术革命的到来，全球已进入全新的信息化时代。在实际应用时，首先应解决的是如何获取准确可信的信息的问题，而在利用信息的过程中，传感器具有非常突出的地位，这是由于传感器是获取生产和自然领域中信息的手段和主要途径。 （三）射频识别（RFID）技术。通常，当特定的信息读写器通过带有电子标签的物品时，读写器激活标签，并向读写器及信息处理系统传送标签中的信息，从而完成信息的自动采集工作。一个典型的RFID系统是由读写器、RFID电子标签及信息处理系统组成的。信息处理系统根据需求承担相应的信息处理及控制工作。由于每个RFID标签都有一个唯一的识别码，如果它的数据格式有很多是互不兼容的，在闭环情况下，对企业的影响不是很大。
国内聚谷氨酸生产企业
昆山博尔日生物科技有限公司https://www.wendangku.net/doc/1018712582.html,/ 江苏省昆山市周市镇新镇东方路西侧132号 台湾：遠東新世紀股份有限公司https://www.wendangku.net/doc/1018712582.html, 聚和国际股份有限公司https://www.wendangku.net/doc/1018712582.html, 领先生物农业股份有限公司https://www.wendangku.net/doc/1018712582.html, 河北省秦皇岛经济技术开发区秦皇西大街78号,领先生物农业股份有限公司（前身“秦皇岛领先科技发展有限公司”）是一家主要从事农业领域节能环保型生物制品研发、生产和经营的高新技术企业。公司成立于1999年，下设河北省生物新能源工程技术研究中心、北京蓝天大地生物技术开发有限公司（全资销售子公司）、现代化生物制品生产基地、产品应用试验基地。 山东福瑞达生物科技有限公司https://www.wendangku.net/doc/1018712582.html, 山东省临沂市临沭县滨海西街789号公司研发部以山东省药学科学院生物技术研发中心为依托 海宁和田龍生物科技有限公司https://www.wendangku.net/doc/1018712582.html, 浙江省海宁市嘉海公路777号和田龙生态园区，占地55亩。公司是中韩合资的高新生物科技企业，多年来公司与浙大合作，在浙江大学设立“浙大－海宁紫金港生物技术研发中心”，集中了浙大一大批科学家，进行生物新产品技术攻关、产品创新，并一直走自主研发的发展道路，着重开发活性生物超低温冻干产品深加工，提高产品科技含量、增加产品附加值。 昆山华科生物高分子材料研究所有限公司https://www.wendangku.net/doc/1018712582.html, 昆山开发区章基路东侧华科大楼 215300 南京轩凯生物科技有限公司https://www.wendangku.net/doc/1018712582.html, 南京市新模范马路5号国家科技园13楼 南京赛特斯实业有限公司https://www.wendangku.net/doc/1018712582.html, 味丹国际https://www.wendangku.net/doc/1018712582.html, 味丹国际集团公司于1991年成立越南味丹作为主要的生产基地,1995年收购厦门茂泰厂,2003年在香港联交所主板上市.2004年,成立上海味丹企业有限公司作为集团公司的中国区营运中心,务求全力开发中国市场 郸城财鑫糖业有限责任公司https://www.wendangku.net/doc/1018712582.html, 杭州普济医药技术开发有限公司https://www.wendangku.net/doc/1018712582.html, 天津北洋百川生物技术有限公司https://www.wendangku.net/doc/1018712582.html,/ 天津键凯科技有限公司山东阜丰生物科技有限公司 聚合物论坛：https://www.wendangku.net/doc/1018712582.html, 发酵人论坛：https://www.wendangku.net/doc/1018712582.html,