微藻生物反应器的研究进展
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２００７年第２７卷第５期水利渔业（总第１５３期）－７?
水池培养微藻也是一种生物反应器技术，但其效率比较低。研究较多的是利用封闭的光生物反应器来培养微藻，但这项技术目前还未达到大规模实用化的阶段。有些海洋异养微藻可以通过发酵进行培养，这也是一种生物反应器技术。美国有公司利用发酵法培养异养微藻，生产ＥＰＡ和ＤＨＡ，已经达到工业化生产的阶段”ｏ。随着研究的继续深入，ＥＰＡ和ＤＨＡ新的生理功效及作用机理将不断被发现和揭示；然而，短缺的ＰＵＦＡ生物资源却始终制约着ＥＰＡ和ＤＨＡ的广泛应用，积极寻找廉价的ＤＨＡ和ＥＰＡ生物资源已成为一种迫切要求。国外较早开展了ＰｕＦＡ生物资源开发和利用的研究工作，发现海洋徽藻具有大规模生产ＰｕＦＡ的潜力，并取得了不少成就”Ｊ。
利用海洋微藻生产多不饱和脂肪酸的研究始于２０世纪舳年代初期，并且多以自养微藻生产ＤＨＡ和ＥＰＡ为主，其中的三角褐紫藻、紫球藻、盐生微小绿藻、球等鞭金藻、硅藻等当时被认为最有可能实现微藻产业化，但其结果并不尽人意”１。开放大池培养微藻存在极低的产量和难以对一些高纯度、高价值的产品进行纯种培养的缺陷，使其在推广微藻大规模培养上受到诸多因素的限制。培养过程受光照、温度等自然环境影响较大，并且易被真菌、原生动物和其它杂藻污染，同时水分蒸发严重，二氧化碳供给不足ｏ“。这峰因素最终都将导致细胞培养密度偏低，ＰｕＦＡ含量不高，使得采收成本过高。因此，人们又设计出密闭光生物反应器，基本上可以解决上述问题，并通过控制培养液浓度实现了连续培养。现在的光生物反应器已经发展为柱式光照发酵罐、管式及板式恒化反应器以及可实现培养条件计算机在线控制的光纤式光生物反应器等多种类型。
利用密闭式光生物反应器培养微藻，能减少污染发生，可提高产量６０％一３００％，同时还可以降低收获成本。然而，密闭式利用光生物反应器依然存在着许多不足”ｏ，例如培养后期由于细胞浓度的升高，限制光的穿透，降低了光照效率；在培养过程中由于水压增加，使细胞受到损伤；利用海洋微藻生产多不饱和脂肪酸反应器内容易累积氧气，降低脂肪酸的去饱和程度；反应器和生物传感器上易发生附着，这种培养技术成本也较高。因此制约微藻工业化生产的发展。
为了解决高效廉价这个困扰微藻产业多年的封闭式光生物反应器的设备难题，一种新型结构的封闭式光生物反应器——“膜式气袋内光源太阳能光生物反应器”应运而生，它具有结构简单、造价低廉、运行可靠、适应性强、单位体积培养液受光面积大、微藻产量高且质量好等优点；并且可以调整光质，从而达到微藻产品成份的定向培养。所以非常适合于微藻生物资源的大规模开发应用，有极大的开发潜力”’。
利用膜式气袋内光源太阳能光生物反应器设备及配套技术，处理有机废水及工厂排人的二氧化碳废气，可以在治理环境污染的同时，生产出具有很高经济价值的微藻及深加工附加值高的新型生物医学产品、功能性食品、动物免疫抗病饲料添加剂、高生物效价的人类及动物食品蛋白源等。同时，还可以利用工厂排放的二氧化碳废气为原料，廉价地通过光合作用对二氧化碳进行再生，开发燃料油、燃料气等微藻绿色再生能源产品．获取新能源。同时，膜式气袋内光源太阳能光生物反应器相配套的微藻养殖技术及微藻干燥技术也正在研究中。这项新型的干燥技术可解决因微藻产品干燥成本过高而制约微藻产品普及应用的瓶颈。可以大幅度降低微藻的生产成本，并且由于采用了低能耗的低温干燥技术，还可以最大限度地保护微藻所含的生命活性物质，提高产品质量和产品价值。
气升式光生物反应器是另一种封闭式高效光生物反应器。与高等植物一样，藻类靠太阳光能进行光合作用，利用水和二氧化碳合成有机物，同时放出氧气。它的代谢类型与微生物发酵有重要区别。作为一类光生物反应器（ｐｈ０１０ｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ）的藻类生物反应器，光能利用和无机碳源供应是设计中应重点考虑的问题。在发酵罐设计中，要充分保证氧气的供应和有效传递，以满足微生物代谢和生长的需要。相反，藻类生物反应器要防止溶解氧过饱和，因为氧气过多会抑制Ｒｕｂｉｓ∞的活性，使光合作用的效率降低。气升式生物反应器是根据藻类的生物学特性，以实用化和无人值守下长期运转为目标进行选型和设计的“…。这是一种新型的外照光、内循环、正向导流、通气管下行式的光生物反应器。由反应器主体、光照系统、三参数（温度、ｐＨ、溶解氧）或单参数检测系统组成，也可根据需要灵活组合。二氧化碳配气装置可配制不同浓度的二氧化碳，以便为反应器中的藻类提供无机碳，以满足其光合作用的需要。该类型藻类生物反应器已用于螺旋藻生产厂藻种、水产育苗的饵料微藻的大量培养、藻类高值化产品生产和大型海藻细胞工程育苗等方面，均已获预期的良好效果”“。
根据实际应用结果，并与其它各类光生物反应器比较，这种气升式反应器的优点是：①造价低、易操作、实用性强，可在无人值守条件下长期运转；②占地面积小，光能利用效率和产量高；③结构简洁，可防止藻类附壁、缠绕和形成死角，有利于长期培养；④搅拌装置湍动温和均匀，剪切力小，不损伤藻类，循环速度高并形成湍流，提高光能利用效率，可实现高密度培养；⑤培养液无氧饱和。温度不会异常升高，不需要附加脱氧装置，不需要采用附加的降温装置和措施。
中国科学院工程研究所集多年研究反应器的丰富经验，研制了系列新型气体提升式光生物反应器。该反应器气液中混合充分、剪切力低、传质性能好；同时，该反应器结构简单、性能稳定、易于放大，面板式设计使操作更简便，可广泛应用于藻类及其它光台生物细胞的悬浮培养““。目前已经完成２Ｌ和２０Ｌ光照反应器，２Ｌ光生物反应器广泛应用于实验室的微藻、大藻和植物细胞的培养研究，便于摸索培养工艺、条件实验、考察多因子的影响规律。考虑研究工作的需要，该光生物反应器设计了光照定时控制和光强调节系统，可满足不同培养体系对光照条件的要求。培养过程中的温度、ｐＨ、溶氧可以实现在线控制，设置了多路供气系统。
２０Ｌ光生物反应器主要用于微藻、大藻和植物细胞
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微藻生物反应器的研究进展
作者：孟春晓， 高政权， MENG Chun-xiao， GAO Zheng-quan
作者单位：山东理工大学生命科学学院,山东,淄博,255049
刊名：
水利渔业
英文刊名：RESERVOIR FISHERIES
年，卷(期)：2007，27(5)
被引用次数：0次
参考文献(16条)
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相似文献(10条)
1.学位论文马冬冬基于微藻的光-膜组合式生物反应器处理海水养殖业废水2005
近年来，海水养殖业的迅猛发展给我国近岸海域环境带来了严重的负面影响。由于海水养殖业废水排放标准尚未颁布，养殖废水大多未经处理而直接排入海中。海水养殖业废水具有排放量大、氮磷营养盐丰富的特点，直接排放极易造成海域富营养化。目前，尚没有成熟的处理技术能高效去除海水养殖业废水中氮磷营养盐。本研究在综述国内外海水养殖业废水处理技术现状的基础上，提出利用海洋微藻吸收营养盐以达到净化养殖业废水的目的。 在温度为25～28℃时，比较了亚心形扁藻(Platymonassubcordiformis)、青岛大扁藻
(PlatymonashelgolandicaVar.tsingtaoensisTsengetT.J.Chang)、盐藻(Dunaliellasp.)、微绿球藻(NannochloropsisOculata)、小球藻(ChlorellaMarine)、三角褐指藻(PhaeodactylumTricornutum)、新月菱形藻(NitzschiaClosterium)、牟氏角毛藻(ChaetocerosMuelleri)、中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)、等鞭金藻3011(IsochrysisgalbanaParke)、湛江等鞭藻(Isochrysiszhanjiangnsis)、绿色巴夫藻(Pavlovaviridis)等12种常见微藻在人工配制的海水养殖业废水中的生长情况及其对4种营养盐的吸收能力。研究发现：除了新月菱形藻和三角褐指藻因对温度不适应而大量死亡外，其余10种微藻的细胞密度在6d培养期间都有不同程度的增长。对废水中PO43--P去除率最高的5种微藻依次为：亚心形扁藻、小球藻、牟氏角毛藻、绿色巴夫藻、湛江等鞭藻；对废水中NH4+-N去除率最高的5种微藻依次为：亚心形扁藻、青岛大扁藻、牟氏角毛藻、等鞭金藻、小球藻。由于海水养殖业废水中的营养盐以无机磷(PO43--P)和氨氮(NH4+-N)为主，为了能够同时有效地去除这两种污染物，设计基于微藻的废水处理工艺时，应选择亚心形扁藻、小球藻或牟氏角毛藻作为材料。同时发现，微藻对三种不同形态无机氮的吸收具有选择性，其中NH4+-N的吸收程度最大，这对于以去除氨氮为主要目标的养殖业废水净化十分有利。微藻生长过程中吸收CO2会引起水环境的pH值升高而抑制其自身生长。因此，将微藻实际应用于废水处理时应注意补充
CO2，控制pH值在最适范围，以保证废水净化效果的稳定。
将亚心形扁藻引入生物反应器处理工艺中，构建了一台光—膜组合式生物反应器，主要由反应器主体、循环系统、光照系统、控温装置、CO2供料系统、膜分离系统、pH值监测装置等单元组成。通过研究光在藻液中的衰减规律以及入射光强与平均光强的关系，确定反应器中适于微藻生长的最适入射光强为267μE·(M2·S)-1。通气量为80L·h-1时，可以保证反应器内液体混合均匀。在CO2的混合比为1％的情况下，可获得并保持高密度的微藻生物量(藻密度达到2.51×107cells·ml-1，单位体积细胞干重为5.25g·L-1)。反应器中的聚砜中空纤维超滤膜组件具有良好的分离性能。膜分离系统最佳运行参数：浓水流量50L·h-1，透水率降幅为8％时进行清洗。
在上述最佳工艺条件下，以南美白对虾(PenausVannamei)养殖废水(无机氮平均浓度1.24mg·L-1，无机磷平均浓度0.558mg·L-1)为处理对象，研究了光—膜组合式生物反应器对废水中氮磷营养盐的去除效果。对于间歇运行方式，废水处理2h后，无机氮和无机磷的去除率分别达到85.0％和
96.3％，出水的无机氮浓度为0.16mg·L-1，无机磷浓度为0.0218mg·L-1，分别达到《海水水质标准》Ⅰ类(0.15mg·L-1)和Ⅱ类(0.030mg·L-1)水质要
求。根据反应器间歇式运行的处理效果，确定连续运行方式的HRT为2h(日处理能力为120L/d)。在反应器连续运行期间，废水中无机氮和无机磷的去除率分别达到83.0％和95.8％，出水的无机氮浓度为0.21mg·L-1，无机磷浓度为0.0213mg·L-1，均达到《海水水质标准》Ⅱ类水质要求。两种运行方式对氮磷营养盐的去除能力差别不大，处理前后废水pH值变化亦不大，说明间歇式和连续式处理工艺用于处理海水养殖业废水都可取得较好的效果，对于实现海水养殖业废水的循环利用具有重要意义。
2.期刊论文刘红涛.鲁照明.侯桂琴.李慎柯.王建民.薛乐勋.LIU Hongtao.LU Zhaoming.HOU Guiqin.LI Shenke.
WANG Jianmin.XUE Lexun转基因微藻作为新型生物反应器的研究进展-海洋通报2006,25(1)
转基因微藻作为生物反应器生产生物活性物质已成为基因工程研究的热点之一.目前以转基因微藻作为生物反应器的技术并不十分成熟,然而许多科研人员及生物医药公司将微藻作为新型生物反应器生产有用的外源蛋白.本文对微藻生物反应器构建中的有效核转化方法的建立、转基因微藻中所用的启动子、筛选标记、稳定表达等问题进行了综述,同时介绍了目前转化成功的以及未来可能转化成功的有潜在应用价值的微藻.
3.期刊论文郑洪立.张齐.马小琛.纪晓俊.金平.黄和.ZHENG Hong-li.ZHANG Qi.MA Xiao-chen.JI Xiao-jun.JIN
Ping.HUANG He产生物柴油微藻培养研究进展-中国生物工程杂志2009,29(3)
石油的大量使用会导致能源枯竭和温室气体(CO2)排放的增加.为了实现经济和环境的和谐发展,必须使用可再生能源代替石油.可再生能源使用后不会造成温室气体排放的增加.生物柴油是一种理想的可再生能源,能满足以上要求,所以近年来得到迅速发展.微藻是一种主要利用太阳能固定CO2,生成制备生物柴油所需油脂的藻类.因此以微藻油脂为原料转化成的生物柴油是石油理想的替代品.简要介绍了产油微藻的种类和微藻油脂的合成,较详细地阐述了微藻自养培养、异养培养、生物反应器、工程微藻的最新研究进展,并初步展望了微藻产油研究的未来发展方向.
4.期刊论文杜旭东.王明华.邹玲藻类光合生物反应器-烟台教育学院学报2003,9(1)
藻类光合生物反应器有两种类型,一类是开放式,一类是封闭式.开放式光合生物反应器以开放式跑道池为主,它从上世纪60-70年代开始被美国、以色列等国家应用于工业污水的处理;70-80年代在中国、美国、日本等国应用于保健品的生产.封闭式光合生物反应器的种类很多,有管状、板状、筒状等.封闭式光合生物反应器的研究开发,应用于大型海藻养殖产业,将为大型海藻的细胞工程育苗技术的研究和产业化提供必备的条件;应用于微藻产业,使微藻大规模培养、微藻生物活性物质的开发与生产、生物再利用能源的研究与生产、生物单细胞蛋白的生产、海洋生物制药、生物天然食品色素的开发利用得以广泛进行.
5.会议论文裴鲁青.徐善良.骆其君.陈烨.徐志标第四节新型"联体式微藻连续培养光生物反应器"和"动物型生物
反应器"的设计与研制
本文成功地设计开发了新型“联体式微藻连续培养光生物反应器”和“动物型生物反应器”，并在几年的科研和生产中得到实际应用，节能增效显著，推广前景广阔。
6.学位论文刘海基于485网络的嵌入式光生物反应器系统的研究与实现2007
随着传感器技术和计算机技术的发展，现代光生物反应器已是集生物技术、空气动力学技术、制造技术、计算机技术和传感器技术等各门学科为一体的边缘学科，其功能愈来愈趋向于多样化，控制也愈来愈趋向于自动化和智能化。
饵料微藻的大规模工厂化养殖，需要使上百台光生物反应器控制系统能够同时协调进行高密度培养，并且根据任务量来具体安排各个光生物反应的工作模式和培养指标和量产值，本文基于集散理论建立了整个系统的体系结构。整个系统分为三个层次：最低层是现场检测控制系统，第二层是网络层，最高层是管理层。
文章第三章讨论了现场检测控制系统中的一些关键技术以及对主要环境参数监测控制建模方法进行了研究。首先，从系统物理过程的详细分析入手，提出一种实用而且简便有效的面向控制的建模方法，从而为控制服务。其次，本文提出了一种基于模糊神经网络模型的pH检测控制算法，并且通过试验证明这种方法基本上能够克服pH过程的纯滞后一阶惯性的影响，在测量精度要求比较高的情况下，能够有效地完成控制任务。再次，设计了一种基于AD590的多点温度测控系统，其中研究了从硬件上对温度传感器AD590进行线型化处理、从软件上对AD590进行温度标定以及采用PID算法控制温度等，并成功解决了本项目的现场环境测温精度及温度控制问题。最后，通过大量的实验取得了光照强度与微藻生长速率之间关系的实验参数，并提出了用于光照检测的“多点光源单点检测”算法，成功实现了微藻培养过程中的光照控制。
文章比较几种常用的工业总线方式并结合微藻大规模工厂化培养过程中现场检测控制设备多而分散与集中管理需求的实际特点，最终采用了485总线方式构建多光生物反应器集散控制系统结构，使得系统具有良好的可靠性和扩展性。
最后，文章详细研究了管理中心的一些关键技术，如数据融合技术、GPRS通讯技术、移动数据库技术等。其中通过对多组样本数据进行实验分析
，结果证明采用模糊积分来融合多源数据并配上专家知识推理，能够实时调整可控运行参数的值，从而显著提高了系统的智能度。
总之，整个系统采用“控制分散，数据集中，管理集中”的思想，结构上具有较强的分散功能，各个局部系统都能独立工作，各个局部系统之间的信息通过RS-485总线进行通信；在控制系统的功能上，表现出递阶控制的设计思想。
7.期刊论文刘玉环.阮榕生.孔庆学.刘成梅.罗洁.虞飞.LIU Yu-huan.Roger RUAN.KONG Qing-xue.LIU Cheng-mei.
LUO Jie.YU Fei利用市政废水和火电厂烟道气大规模培养高油微藻-生物加工过程2008,6(3)
对高含油量微藻(Scenedesmus dimorphus)培养的生物反应器进行了比较,阐述了市政废水净化处理和火电厂烟道废气利用,研究了S.dimorphus微藻在2种不同的光生物反应器中的生长特性、其移除废水中N.P养分能力及其CO2消耗情况.研究结果表明:S.dimorphus微藻的生长受pH、通气速率、搅拌情况和光照条件等的影响.当通气速率(空气)为6 L/min, S.dimorphus的生长速率达到高峰.通入体积分数33.3% CO2和体积分数 66.7% 空气比通入正常空气或通入比其含有更多CO2的空气更有利于微藻的生长.获得最大微藻生长速率的pH上限是7.5.螺旋状生物反应器比锥型瓶生物反应器更有利于微藻的生长,这主要归功于前者有更高的光利用效率和搅拌效果的改善.S.dimorphus 微藻能利用市政废水中的养分从而移出其中的N.P养分.在6 d的培养中,培养液中的N换算成NO-3从8.3 mg/L下降到3.6 mg/L以下;而P换算成PO3-4则从0.24 mg/L下降到0.03 mg/L 以下.
8.学位论文张国海藻菌混合固定化培养及其在海水人工育苗中的应用研究2009
近年来，高密度人工海水育苗产业发展迅速，但由于育苗环境的水质恶化及投饵方式不合理，导致种苗生产的死亡率很高和一些名特优养殖品种种苗市场价格居高不下。作为一种生物反应器，藻菌混合固定化应用于海水育苗具有制作简单、去污能力强、可避免二次污染及适于长期保存等优点。对于提高高密度海水育苗种苗成活率具有很高的应用价值。本研究选取一株优质海洋饵料微藻，并从海水益生菌制剂中分离出一株芽孢杆菌，应用微生物固定化技术进行藻菌混合固定化培养，以期构建低成本、便于推广的新型固定化藻菌生物反应器并应用于海水育苗。为进一步开发适于海水育苗用的新型水质调控剂与实用供饵新技术提供实验依据和有效方法。本研究的主要内容有：
1、从形态、生理生化和分子生物学方面对选用的海洋饵料微藻进行分类鉴定；
2、从海水益生菌制剂中分离出4株益生菌，通过与藻细胞共固定后生长效果的比较，选出一株适于混合固定化的菌株，并对其进行分子鉴定。
3、对藻菌共固定培养条件进行优化，获得的优化结果为；海藻酸钠的浓度为4％，藻的接种量为21.9889×107个细胞，菌的接种量为
58.7676×108个细胞，氯化钙的浓度为1.2075％。
4、研究混合固定化对藻菌生长生理的影响，发现混合固定化胶球中的藻和菌的生长速率比单独固定化分别提高了18.8％和92.6％，藻和菌干重之和也大于单独固定化；运用免疫荧光标记技术和共聚焦激光扫描显微技术分析共固定胶球中藻、菌的时空分布及荧光特性，发现共固定胶球中，藻、菌落在各个区域都生长良好，藻落荧光强度也较高，表明混合固定化有利于藻和菌的生长：
5、把固定化胶球投放于西施舌和鲍鱼幼苗养殖水体，研究固定胶球对水中氨氮、亚硝酸氮含量的去除效果、对弧菌的抑制作用以及对幼苗成活率和生长的影响。结果表明，藻菌混合固定化用于西施舌幼虫养殖，8天后氨氮去除率为95.49％，亚硝酸氮去除率为94.27％，幼虫成活率提高了16％;用于西施舌幼贝的养殖，7天后氨氮去除率为64.89％，亚硝酸氮去除率为24.18％，幼贝成活率提高了35％，弧菌去除率为90％;用于鲍鱼幼贝养殖，7天后氨氮去除率为63.99％％，亚硝酸氮去除率为68.53％，幼贝成活率提高了60％，弧菌去除率为98.8％。这说明藻菌混合固定化在水产养殖中有很好的应用
前景。
9.期刊论文李国平利用微藻生产有用物质的研究现状与前景-莆田学院学报2002,9(3)
简要综述从微藻中获取的有用物质及培养技术的研究现状,并展望其发展前景;认为利用现代生物技术采用生物反应器系统生产高价值的有用物质是微藻产业的发展方向.
10.期刊论文秦松.邹立红.姜鹏.窦昌贵.Hiroyuki Kojima应用基因重组微藻生产生物活性物质-药物生物技术
2001,8(4)
微藻是指进行光合自养的微型藻类,其种类繁多,代谢途径与生物活性物质也极具多样性,是理想的基因工程生物反应器.文章综述了微藻应用基因工程技术,开发生产高价值产品的国内外研究进展.
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污染土壤微生物修复技术研究进展
污染土壤微生物修复技术研究进展课程论文 摘要针对2014年4月环境环保部公布的首次全国土壤污染状况调查结果，撰写我国最严重的耕地污染中主要污染物镉、砷、滴滴涕和多环芳烃的微生物修复研究进展。 关键词土壤污染；微生物修复；重金属污染；有机物污染 2005年4月至2013年12月我国开展的首次全国土壤污染状况调查结果显示全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。人类赖以生存的耕地中土壤点位超标率高达19.4%，迫在眉睫的主要污染物为镉、砷、滴滴涕和多环芳烃[1]。 微生物修复是指利用天然存在的或所培养的功能微生物群，在适宜环境条件下，促进或强化微生物代谢功能，从而达到降低有毒污染物活性或降解成无毒物质的生物修复技术，它已成为污染土壤生物修复技术的重要组成部分和生力军[2]。由于我国土壤调查结果显示在农田耕地中重金属污染物镉、镍、砷、有机污染物滴滴涕和多环芳烃超标最严重，对这些污染物的治理已经迫在眉睫。所以，本文重点阐述针对这5种污染物的微生物修复技术研究进展。 1、重金属污染土壤微生物修复研究进展 土壤微生物种类繁多、数量庞大，是土壤的活性有机胶体，比表面大、带电荷和代谢活动旺盛，在重金属污染物的土壤生物地球化学循环过程中起到了积极作用。微生物可以对土壤中重金属进行固定、移动或转化，改变它们在土壤中的环境化学行为，可促进有毒、有害物质解毒或降低毒性，从而达到生物修复的目的[3]。因此，重金属污染土壤的微生物修复原理主要包括生物富集 (如生物积累、吸附作用)、生物转化(如生物氧化还原、甲基化与去甲基化以及重金属的溶解和有机络合配位降解)、生物固定（如与S2-的共沉淀）、生物滤除（如细菌的淋滤作用）等作用方式。 1.1镉污染 将具有重金属吸附能力的天然蛋白或人工合成肽展示在微生物细胞表面,可以提高微生物对重金属的吸附能力。Kuro da等[4]改造了微生物表面蛋白使得当酵母金属硫蛋白( YMT )串联体在酵母表面展示表达后,4 聚体对重金属吸附能力提高5.9 倍, 8 聚
膜生物反应器设计方案及详细参数介绍讲解
膜生物反应器（MBR）介绍及设计应用 （内部资料） 北京碧水源科技发展有限公司 https://www.wendangku.net/doc/4e16402914.html,
目录 1膜生物反应器（MBR）介绍 (1) 1.1原理 (1) 1.2工艺特点 (1) 2设计 (3) 2.1设计进水水质 (3) 2.2设计出水水质 (3) 2.3优质杂排水→城市杂用水（中水） (3) 2.3.1工艺流程 (3) 2.3.2设计说明 (4) 2.4生活污水→二级出水 (5) 2.4.1工艺流程 (5) 2.4.2设计说明 (6) 2.5生活污水→国家一级A标准 (9) 2.5.1工艺流程 (9) 2.5.2设计说明 (9)
1膜生物反应器（MBR）介绍 1.1原理 膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor）简称MBR，是二十世纪末发展起来的新技术。它是膜分离技术和生物技术的有机结合。它不同于活性污泥法，不使用沉淀池进行固液分离，而是使用微滤膜分离技术取代传统活性污泥法的沉淀池和常规过滤单元，使水力停留时间（HRT）和泥龄（STR）完全分离。因此具有高效固液分离性能，同时利用膜的特性，使活性污泥不随出水流失，在生化池中形成8000－12000 mg/L超高浓度的活性污泥浓度，使污染物分解彻底，因此出水水质良好、稳定，出水细菌、悬浮物和浊度接近于零，并可截留粪大肠菌等生物性污染物，处理后出水可直接回用。 图1 膜生物反应器工作原理简图 1.2工艺特点 （1）出水水质优良、稳定。高效的固液分离将废水中的悬浮物质、胶体物质、生物单元流失的微生物菌群与已净化的水分开，不须经三级处理即直接可回用。具有较高的水质安全性。
植物生物反应器的研究进展及发展方向
植物生物反应器的研究进展及发展方向 姓名 （内蒙古科技大学生物技术系） 摘要利用转基因植物作为生物反应器生产外源蛋白,包括抗体、疫苗、药用蛋白等较之其他生产系统具有很多优越性。本文简介了植物生物反应器的研究发展历史和现状, 并对植物生物反应器领域的发展作了一定的展望和讨论。 关键词植物抗体; 口服疫苗; 药用蛋白;转基因; 生物反应器 植物生物反应器是生物反应器研究领域中的一大类, 是指通过基因工程途径, 以常见的农作物作为化学工厂，通过大规模种植生产具有高经济附加值的医用蛋白、工农业用酶、特殊碳水化合物、生物可降解塑料、脂类及其他一些次生代谢产物等生物制剂的方法[1]。 1 植物生物反应器研究内容 1.1植物抗体(plantibody) 抗体(antibody) 是动物体液中的一系列球蛋白,称为免疫球蛋白(Ig) 。它们可介导动物的体液免疫反应。在植物体内表达编码抗体或抗体片段(如Fab 片段和Fv 片段) ,获得的产物就称为植物抗体。植物抗体最大的优点是使生产抗体更加方便和廉价。尤其在生产单克隆抗体方面,利用植物生产要比杂交瘤细胞低廉的多。据估计,在250 m2 的温室中利用苜蓿生产IgG的成本约为500～600美元/ g ,而利用杂交瘤细胞生产抗体的成本约为5 000 美元/g 。因此,利用植物生产抗体具有广阔的市场前景。目前,利用转基因植物表达的抗体包括完整的抗体分子、分泌型抗体IgA、IgG、单链可变区片段(scFv) 、Fab 片段、双特异性scFv 片段以及嵌合型抗体等不同类型的抗体。 植物不仅作为生物反应器器生产抗体用于医药产业,而且植物抗体介导的免疫调节在植物抗病育种上也很值得研究。Fecker 等将抗甜菜坏色黄脉病毒(BNYVV) 的外壳蛋白基因的scFv 转化烟草,产生的scFv 定位于细胞质中或通过末端的连接信号肽而分泌到质外体,结果发现转scFv 的植株出现症状的时间明显迟于对照。Tavladoraki 等将抗菊芋斑驳病毒(AMCV) 的外壳蛋白基因的scFv 转入烟草后,发现感病率下降50～60 % ,出现症状的时间也明显迟于对照。LeGall 等将针对僵顶病植原体主要膜蛋白的scFv 转入烟草中,并通过细菌信号肽把scFv 定位到质外体,将转基因烟草接穗嫁接到被植原体侵染的砧木上,没有表现病症,而对照的非转基因接穗却出现严重的僵顶病症状甚至死亡。 另外,在植物细胞中表达具有催化或钝化酶和激素作用的抗体,从而对细胞代谢进行调节,这对于植物代谢机理的研究非常有用。Owen 等将植物光敏色素单链Fab 抗体转入烟草中,转基因烟草光敏色素下降40 % ,而且该转基因烟草种子表现出异常的依赖光敏色素萌发的能力。Shimada等在烟草内质网中高效表达了抗赤霉素前体分子A19/ 24 的scFv ,A19 和A24 分别是A1 和A4 的前体,转基因烟草中A1含量降低并表现矮化[2]。 1.2口服疫苗(edible vaccine)
微生物多样性对植物群落影响的研究进展(1)(1)
安庆师范学院本科毕业（学位）论文 姓名：王婷婷 年级： 2 0 0 7级 专业：环境科学 论文题目：微生物多样性对植物 群落影响的研究进展 完成日期：2011年4月27日 指导老师：潘少兵 安庆师范学院资源环境学院 二O一一年四月二十七日
微生物多样性对植物群落影响的研究进展 作者：王婷婷指导老师：潘少兵 （安庆师范学院资源环境学院安徽安庆246011） 摘要：土壤是微生物的主要存在场所，它承载了大部分生命的基因多样性。微生物群落在各种生态进程中具有重要作用，但是对于微生物多样性与执行生态功能能力的联系却研究的很有限。这篇文章以微生物多样性在植物群落方面的作用为基础，探讨微生物群落在执行生态功能中的冗余现象。 关键词：微生物多样性；功能冗余；植物多样性 Advancement of Effect of Microbial Diversity on Plant Diversity Autor：Wang Tingting Instructor: Pan Shaobing （School of Resources and environmental science,Anqing Teachers’College,Anqing 246011,Anhui） Abstract: Microbes are abundant in soil and comprise a large portion of Life's genetic diversity. Soil microbes play key roles in a large number of important ecosystem process- es. But the relativity between soil microbial diversity and their ecological functions is still poorly understood. Here we approach the functional redundances during soil microb- es influencing the ecological functions based on the various roles that they play in plant diversity. Key words：microbial diversity, functional redundances, plant diversity 引言： 土壤是微生物的主要存在场所，微生物在土壤养分转化与腐殖质形成过程中有着非常重要的作用。土壤生态系统是保证动植物生存、农业健康、持续发展的基础[1],对全球的生态环境变化有着深远的影响。土壤微生物群落是土壤中的活性组分, 包括细菌、真菌、放线菌和原生动物、病毒和小型藻类[2],每克土壤中栖息着大约100 亿个微生物[3]。土壤微生物群落对全球生态系统功能如养分转化、有机物的分解、土壤基本结构的维持、
微生物肥料
微生物肥料研究发展、应用现状及开发对策 农业生产中化肥和农药的使用量逐年增加，引起土壤退化、生态环境恶化等问题，对农产品安全和农业可持续发展构成威胁和挑战。微生物肥料具有改良土质、增进土壤肥力、促进作物的营养吸收、增强作物抗病和抗逆能力等重要功能[1- 2]，其研究和开发面临很好的发展机遇。 一、微生物肥料的概念及研究进展 微生物肥料是一类含有活性微生物、具有肥料效应的特定制品。微生物肥料可分为2 类，一类通过其中所含微生物的生命活动来增加植物营养元素的供应量，改善植物营养状况，进而增加产量，如根瘤菌肥；另一类通过其中所含微生物的生命活动及其产生的次生代谢物质（如激素类等），提供植物营养元素的供应，促进植物对营养元素的吸收利用，抵抗某些病原微生物的致病作用，减轻病虫害的发生，如近年开发的植物促生根际细菌（Plant Growth- Promoting Rhizobacteria,PGPR）。 1887 年研究者发现豆科植物根瘤具有固氮功能并成功培养根瘤菌，此后，微生物肥料的研究与应用迅速增多。国外对微生物肥料的研究和应用历史较我国长，其主要的品种是各种根瘤菌肥。早在20 世纪20 年代在美国、澳大利亚等国就开始有根瘤菌接种剂（根瘤菌肥料）的研究和试用，一直到现在根瘤菌肥依然是最主要的品种。
我国微生物制剂的发展经历了根瘤菌剂、细菌肥料（菌肥）到微生物肥料的变迁，由豆科接种剂、菌种拌种发展为各种农作物的基肥，有的微生物由于能产生活性物质，有时也用作叶面喷施肥料。我国微生物肥料的研究应用是从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；20 世纪50 年代，开始从原苏联引进自生固氮菌、磷细菌和硅酸盐细菌剂，称为细菌肥料；20 世纪60 年代推广使用放线菌制成的“5406”抗生菌肥料和固氮蓝绿藻肥；70～80 年代中期开始使用VA 菌根以改善植物磷素营养条件和提高水分利用率；80 年代中期至90 年代相继应用联合固氮菌和生物钾肥作为拌种剂；近几年来主要推广应用由固氮菌、磷细菌、钾细菌和有机肥复合制成的生物肥料，做基肥施用[3-5]。 目前，国内外出现了基因工程菌肥、作基肥和追肥用的有机无机复合菌肥、生物有机肥、非草炭载体高密度的菌粉型微生物接种剂肥料以及其他多种功能类型和名称的微生物肥料。 二、微生物肥料的种类及应用现状 微生物肥料的种类很多，如果按其制品中特定的微生物种类可分为细菌肥料（根瘤菌肥、固氮菌肥）、放线菌肥（如抗生菌类、5406）、真菌类肥料（如菌根真菌）等；按其作用机理可分为根瘤菌肥料、固氮菌肥料、解磷菌类肥料、解钾菌类肥料等；此外，还可以根据组成成分简单的划分为单纯微生物肥料和复合微生物肥料两大类型[3- 4]。研究较多的微生物肥料有以下几种。 2.1 根瘤菌和固氮菌类
微生物论文
微生物在环境保护中的作用和地位 （华南师范大学生命科学学院，广东广州 510631） 摘要：随着生物科技的发展和现在社会的环保要求日益强烈,人类越发重视利用微生物在处理环境污染物和环境监测等方面的应用，并取得了不少的成果。本文对当前人类环境现状和环境保护中所面临的各种问题做了简要的分析，并从废水、废气、固体废弃物处理及环境监测等几个方面介绍了微生物在环境保护中的应用和研究进展，分析了生物处理工艺的特点及优越性，展望了生物技术未来的发展方向和前景。 关键词：微生物环境保护应用 近年来，随着工业的高度发展、人口的急剧增长，人类在生产和生活劳动中产生的大量废弃物，如生活垃圾、工业生产形成的“三废”（废水、废弃、废渣）、农业生产中大量使用的化肥、农药等，进入人类赖以生存的环境，造成对生态系统的压力，当超过一定限度时，生态系统的结构与功能受到破坏，导致生态环境恶化与失衡，从而给人类自身带来严重危害。 当前，如何提高人类对保护和合理利用自然资源的认识，防止自然环境受到污染和破坏；加强对受到污染和破坏的环境的综合治理；协调好人类与环境的关系，保障经济社会的持续发展都是环境保护进程中面临的非常现实的问题。 通过对生态的研究，我们知道，微生物在地球生态系统物质循环过程中充当分解者的角色，起着“天然环境卫士”的作用。而且微生物种类繁多，分布广泛，资源丰富，是人类最宝贵、最具开发潜力的资源库。在污染物的降解转化、资源的再生利用、无公害产品的生产开发、生态保护等方面微生物都能发挥重要作用。 此外，由于环境污染物一般来讲性质相对稳定，难于用物理或化学方法将其进行无害化处理，而生物过程是以酶促反应为基础，反应过程是常温常压和接近中性的条件下进行的，这与物理、化学法相比，利用微生物处理环境污染物具有投资省，费用少，耗能低，效果好，过程稳定，操作简便的优点，更重要的是可基本达到无害化。因此，最大限度地利用微生物所具有的净化环境的作用,无疑对环境保护具有重要意义。 1 微生物对污染物的降解与转化 人类在生产与生活中常常会释放到水体、大气和土壤各种各样的污染物，造成对环境和人类自身不利的影响，这些物质包括农药、污泥、烃类、合成聚合物、重金属及放射性物质等。总体上可分为无毒和有毒两大类，前者如纤维素、淀粉、后者如苯酚、多氯联苯、氰化物、重金属等。各种污染物对人类的危害有的短时间内直接表现出来，而有的则具有长期性和积累的特点。 微生物在自然界分布广泛，具有遗传多样性和代谢类型多样性，因此释放于环境中的几乎所有的有机物都能被微生物降解与转化。同时，微生物具有个体小、繁殖快、易变异和适应力强的特点。微生物可以通过形成诱导酶、产生新的突变体和产生新的酶系、与其他微生物进行共代谢、获得降解性质粒等多种途径实现对污染物的分解和转化。 1.1化学农药的微生物降解 化学农药包括各种人工合成的除草剂、杀虫剂、杀菌剂等化学药物，目前生产中使用的农药主要是有机氯、有机磷、有机硫农药。大部分的农药会在土壤中残留，吸附于土壤，并以空气、地表水扩散至更远的范围，从而对生态系统中的动植物、微生物以及人类自身造成影响。农药在土壤中残留的时间除与土壤和气候有关外，更主要的是决定于药物本身的性质
微生物肥料生产新技术
微生物肥料生产新技术 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
微生物肥料生产新技术 一、微生物肥料生产新工艺及流程 一般传统的微生物肥料生产工艺是：保藏菌种→斜面菌种培养活化→摇瓶扩大培养→发酵罐液体发酵→按一定的比例用草炭吸附后包装或按一定的比例稀释后直接包装。建立这样的生产企业需要建立大面积的无菌培养室、购置发酵罐、空压机、过滤器等设备，而且培养、发酵条件不易控制，菌种质量难以保证，投资大、成本高。 河北省生物工程技术公司针对众多微生物肥料生产企业中存在的上述难题，联合河北农业大学、河北大学、河北省科学院微生物研究所等单位微生物专家，经多年研究攻关、多次实验，开发出微生物肥料生产新工艺，成功解决了上述难题，非常适合中小微生物肥料生产企业采用，尤其是特别适合现有的复混肥料、有机肥料生产企业生产生物有机无机肥料、生物有机肥料，作为其产品功能更新、升级或提高应用效果而添加。 河北省生物工程技术公司微生物肥料新的生产工艺是：使用公司新开发出的高活性、高含量微生物菌粉按一定比例直接加入或包衣到有机肥或复混肥料中，即可生产出符合国家农业部登记标准要求的微生物菌剂、生物有机肥、复合微生物肥料、微生物冲施肥、拌冲剂等产品。 具体工艺流程为： （1）微生物菌剂工艺： 草炭或其他吸附剂 + 菌粉微生物固体菌剂或颗粒肥包装 （2）生物有机肥工艺： 有机肥粉状或颗粒 + 菌粉生物有机肥包装 （3）复合微生物肥料（生物复混肥）：
化肥（N、P、K）配料→混合→造粒→烘干冷却→筛分→ 包装 菌粉 （4）微生物冲施肥微生物拌种剂 和其他辅料配比制成微生物冲施肥及拌种挤 上述新工艺，实际上相当于将微生物肥料生产中投资大、工艺复杂、技术难度大、质量要求高、用量少的菌剂生产环节交给我们来完成，由我们统一规模化生产提供给每个企业。这样将使微生物肥料的生产变得简便、高效、低成本。就象手机市场研发出强大的手机芯片，从而使手机生产变得简化进而出现山寨手机一样，高活性的菌粉就是这种“芯片”，只需嫁接到你的产品中，即可生产出各种成分、含量的微生物肥料。所不同的是：高活性菌粉中的有效菌是国家已认可、明确用于农业生产的菌种，用于生产出来的各种微生物肥料均可获得农业部的微生物肥料登记证。 河北省生物工程技术公司提供的菌粉产品，采用现代化的生产设备，在工业化发酵生产生物肥料的基础上，将菌剂进一步浓缩低温脱水精制而成，实现了菌剂生产的规模化、现代化，保证了菌剂的质量，降低了成本。 二、高活性菌粉技术指标： 含（胶质芽孢杆菌）活性芽孢100亿/克个以上，有效期24个月 三、在微生物肥料生产中使用高活性菌粉的特点及优势 1、生产投资成本低
土壤微生物群落多样性研究方法及进展_1
第27卷增刊V ol 127,Sup 1广西农业生物科学Journal o f Guangx i A g ric 1and Biol 1Science 2008年6月June,2008 收稿日期:20080122。 基金项目:广西大学博士启动基金项目(X05119)。 作者简介:姚晓华(广西大学副教授,博士;E -mail:x hy ao@g xu 1edu 1cn 。文章编号:10083464(2008)增008405 土壤微生物群落多样性研究方法及进展 姚晓华 (广西大学农学院,广西南宁530005) 摘要:微生物多样性是指群落中的微生物种群类型和数量、种的丰度和均度以及种的分布情况。研究 土壤微生物群落多样性的方法包括传统的以生化技术为基础的方法(直接平板计数、单碳源利用模式等) 和以现代分子生物技术为基础的方法(从土壤中提取DN A ,进行G+C%含量的分析,或杂交分析,或进 行PCR,产物再进行D GGE/T GG E 等分析)。现代生物技术与传统微生物研究方法的结合使用,为更全面 地理解土壤微生物群落的多样性和生态功能提供了良好的前景。 关键词:微生物多样性;生化技术;分子生物学技术;DN A 中图分类号:.Q 938115 文献标识码:A Advancement of methods in studying soil microbial diversity YAO Xiao -hua (Co llege of Ag ricultur e,G uangx i U niv ersit y,N anning 530005,China) Abstract:Species div ersity consist o f species richness,the total number of species,species ev enness,and the distribution of species 1Methods to measure microbial diversity in so il can be categ orized into tw o g roups:biochemica-l based techniques and m olecular -based techniques 1The fo rmer techniques include plate counts,sole carbon so urce utilizatio n patterns,fatty acid methy l ester analysis,and et al 1The latter techniques include G +C%,DNA reassociation,DNA -DNA hy br idization,DGGE/TGGC,and et al 1Ov er all,the best w ay to study soil microbial diversity w o uld be to use a variety of tests w ith differ ent endpoints and degr ees o f r esolutio n to o btain the bro adest picture possible and the most inform ation r eg ar ding the microbial co mmunity 1 Key words:microbial diversity;biochem ica-l based techniques,mo lecular -based techniques,DNA 微生物多样性研究是微生物生态学最重要的研究内容之一。微生物在土壤中普遍存在,对环境条件的变化反应敏捷,它能较早地预测土壤养分及环境质量的变化过程,被认为是最有潜力的敏感性生物指标之一[1] 。但土壤微生物的种类庞大,使得有关微生物区系的分析工作十分耗时费力。因此,微生物群落结构的研究主要通过微生物生态学的方法来完成,即通过描述微生物群落的稳定性、微生物群落生态学机理以及自然或人为干扰对群落产生的影响,揭示土壤质量与微生物数量和活性之间的关系。利用分子生物学技术和研究策略,揭示自然界各种环境中(尤其是极端环境)微生物多样性的真实水平及其物种组成,是微生物生态学各项研究的基础和核心,是重新认识复杂的微生物世界的开端。
膜生物反应器
膜生物反应器 科技名词定义 膜生物反应器 membrane bioreactor;MBR 定义1： 膜技术与生物技术结合的使系统出水水质和容积负荷都得到大幅提高的一种污水处理装置。 所属学科： 海洋科技（一级学科）；海洋技术（二级学科）；海水资源开发技术（三级学科）定义2： 一种含有固定酶或细胞、可用来促进特定生物化学反应的反应器。是工业生化在生产工艺上采用的一种膜技术。 简介 膜生物反应器 膜-生物反应器（Membrane Bio-Reactor,MBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。是一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子固体物。因此系统内活性污泥（MLSS）浓度可提升至10,000mg/L，污泥龄(SRT)可延长30天以上，于如此高浓度系统可降低生物反应池体积，而难降解的物质在处理池中亦可不断反应而降解。故在膜制造技术不断提升支援下，MBR处理技术将更加成熟并吸引着全世界环境保护工业的目光，并成为21世纪污水处理与水资源回收再利用唯一选择。 用途
污水处理:中国是一个缺水国家,污水处理及回用是开发利用水资源的有效措施。污水回用是将城市污水通过膜生物反应器等设备的处理之后,将其用于绿化、冲洗、补充观赏水体等非饮用目的,而将清洁水用于饮用等高水质要求的用途。城市污水就近可得,免去了长距离输水:其在被处理之后污染物被大幅度去除,这样不仅节约了水资源,也减少了环境污染。污水回用已经在世界上许多缺水的地区广泛采用,被认为具有显著的社会、环境和经济效益。 迸出水水质比较: 设计进水水质:BOD5<30Omg/l CODcr<50Omg/l SS<30Omg/l T--N<4-5mg/l 出水水质:BOD5<5mg/l NH4+-N<1.Omg/l CODcr〈2Omg/l 浊度<1NTU 膜生物反应器 SS=Omg/l 细菌总数<20个/ml T-N<0.5mg/l 大肠杆菌数未检出 膜的种类繁多,按分离机理进行分类,有反应膜、离子交换膜、渗透膜等;按膜的性质分类,有天然膜(生物膜)和合成膜(有机膜和无机膜) ;按膜的结构型式分类,有平板型、管型、螺旋型及中空纤维型等。 工艺 膜生物反应器(MBR)是杨造燕教授及其领导的科研小组历经10年时间研究开发出来的新型污水生物处理装置,该技术被称为"21世纪的水处理技术",该项目曾被列为国家八?五、九?五重点科技攻关项目并被国家列为"中国21世纪议程实施能力及可持续发展实用新技术",此项技术在国内处于领先水平,部分指标达到国际领先水平。 MBR是膜分离技术与生物处理法的高效结合,其起源是用膜分离技术取代活性污泥法中的二沉池,进行固液分离。这种工艺不仅有效地达到了泥水分离的目的,而且具有污水三级处理传统工艺不可比拟的优点: 1、高效地进行固液分离,其分离效果远好于传统的沉淀池,出水水质良好,出水悬浮物和浊度接近于零,可直接回用,实现了污水资源化。
微生物毕业论文题目100例
微生物毕业论文题目100例 生物学中微生物学专业主要涉及微生物制药，环境能源微生物，临床微生物，生物发酵等类别，研究方向不同，论文题目选择也有所不同。以下整理了一些优秀的微生物毕业论文题目。希望对正在写论文的同学一个参考。 1、脲解型微生物诱导碳酸钙沉积研究 2、马铃薯连作对根际土壤微生物生理类群的影响 3、“食品微生物学”实验教学体系的改革与实践 4、病原微生物对人体健康的危害及检测 5、贺兰山东麓荒漠微生物结皮发育过程研究 6、原代鸡胚成纤维细胞中的污染微生物分析 7、油脂降解微生物的筛选及代谢能力影响因素研究 8、深海微生物硝化作用驱动的化能自养固碳过程与机制研究进展 9、地膜降解物对土壤微生物群落结构和多样性的影响 10、微生物酶技术在食品加工与检测中的应用 11、草莓不同生育时期根区微生物多样性及动态变化 12、台湾林檎叶片浸提液对致腐微生物的抑制效果 13、细胞、微生物及其相关培养技术 14、食品微生物学实验模块化教学体系的构建 15、有机无机缓释复合肥对土壤微生物量碳、氮和群落结构的影
响 16、东北传统豆酱发酵过程中微生物的多样性 17、不同教学方法在微生物学教学中的比较研究 18、环境微生物实验教学体系改革和管理 19、食品微生物学课堂教学改革与实践 20、应用型大学微生物学课程教学改革 21、关于有机磷农药的微生物降解技术研究探讨 22、外源汞添加对土壤微生物区系的影响 23、论研讨式教学在《食品微生物学》课程教学中的应用 24、采煤塌陷复垦区先锋植物根际微生物数量的变化 25、微生物实验室培养基的质量控制 26、食品微生物学双语教学模式的探索与实践 27、土壤微生物总活性研究方法进展 28、浅水湖泊沉积物中水生植物残体降解过程及微生物群落变化 29、应用型本科院校微生物实验模块化教学的探索与实践 30、外源生物炭对黑土土壤微生物功能多样性的影响 31、浅谈土壤微生物对环境胁迫的响应机制 32、秸秆还田深度对土壤微生物碳氮的影响 33、水质微生物学检验实验模块的教学探索与实践 34、高师院校微生物学课程探究式教学实践与思考 35、5种江西特色盆景植物根际微生物群落特征比较研究 36、生物工程专业《微生物学》双语教学探索
微生物肥料产业需求与技术创新
微生物肥料产业需求与技术创新 发表时间：2019-07-22T16:52:09.163Z 来源：《基层建设》2019年第13期作者：莫意雯[导读] 摘要：在国家绿色农业发展和乡村振兴计划等战略中，微生物肥料均被列为绿色新型投入品和优先支持发展的生物制品，必将在新时代迎来更好的发展机遇。 身份证号：33010819920721XXXX 浙江杭州 310000 摘要：在国家绿色农业发展和乡村振兴计划等战略中，微生物肥料均被列为绿色新型投入品和优先支持发展的生物制品，必将在新时代迎来更好的发展机遇。本文在分析我国微生物肥料行业现状与标准体系特点基础上，阐述了微生物肥料具备的多功能、主动响应、信号调控、绿色环保等方面特征，提出了下一步发展的技术创新与新产品名录。 关键词：微生物肥料；产业需求；技术创新引言： 在国家绿色农业发展和乡村振兴计划等战略中，对微生物肥料产业提出了新的要求，研发新产品、新菌种、新工艺、新功效等已成为新时期产业发展目标。本文在重点对近几年我国微生物肥料行业现状分析的基础上，提出下一步发展的新产品与技术方向等产业发展需求，尤其是围绕实现产业发展目标，需要重视和加速推进创新力度，为产业发展提供强大的原动力，进而推动产业健康稳定和可持续发展。 1我国的微生物肥料特点一是产品种类多，使用菌种达170多种，登记产品超过6?000个。研发应用的菌剂产品种类多，尤其是在研制开发微生物与有机营养物质、微生物与无机营养物质的复合而成的新产品方面，处于领先的地位。其次是我国微生物肥料应用面积广，每年应用面积累计2.7×107?hm2以上，几乎在所有作物上都有应用，在提高化肥利用率、降低化肥使用量和减少化肥过量使用导致环境污染，净化和维护土壤健康，提升作物品质等方面已取得了较好的效果。三是我国微生物肥料行业生产规模大，产能3?000万t以上，但需通过技术创新，突破新的功能菌种选育、生产工艺优化、货架期延长等关键技术难题，进一步提高产品质量，降低生产成本，稳定应用效果，为我国微生物肥料产业下一个黄金发展时期提供坚实的技术基础。 2微生物肥料产业需求 2.1微生物肥料产业发展总体情况 微生物肥料因其培肥地力、节本增效、绿色环保等特点受到广泛关注，已成为绿色生态农业发展的不可替代的制胜法宝之一。近年来，国家通过各种措施推动了微生物肥料的应用与发展，在颁布实施的《生物产业发展规划》中，将微生物肥料纳入到“农用生物制品发展行动计划”；2015年原农业部制定了《到2020年化肥使用量零增长行动方案》，明确“有机肥替代化肥”的技术路径；近年又提出“一控两减三基本”的目标，力争实现农药化肥的零增长。微生物肥料的作用将越来越凸显，对实现“藏粮于地、藏粮于技”战略指导思想，保障国家粮食安全、农产品质量安全和农业生态安全具有十分重要的意义。 2.2微生物肥料标准体系助力产业健康持续发展 相关标准体系涉及了产品质量要求、检测方法、安全评估、生产规程、应用效果评价等各个方面，在产品生产、登记、销售、流通等各个环节被政府部门采用，为行业健康持续发展提供了技术支撑及法规依据，实现了政府监管有法可依，企业生产有章可循，行业发展有规可矩[1]。以当前产业发展和市场需求为切入点，大力开展复合型微生物肥料菌株的相互作用、复合发酵工艺优化、货架期延长技术、微生物包衣技术，以及土壤生物修复等关键技术研究，制定“复合型微生物肥料生产质量控制技术规程”、“土壤修复菌剂”、“微生物包衣技术规程”等相关标准，并针对微生物肥料产品中广泛使用的芽孢杆菌等，研制含量和功能定量的微生物制剂标准样品，以进一步丰富和完善微生物肥料标准体系，促进产业的健康、快速发展。 2.3微生物产业的跨越发展急需技术产品的创新 尽管我国微生物肥料的研发应用历经数10年，并在近10年来取得了快速发展，但是仍存在整体水平参差不齐、功能机理不明、菌株与产品同质化严重、生产工艺欠合理、技术创新不足、效果稳定性差、菌种产品产权保护不力等制约我国微生物肥料行业发展的问题[2]。这些与研究基础薄弱、研发投入少、行业起步晚等密切相关。在我国微生物肥料迎来快速发展新时代的今天，行业技术产品创新不足成为主要的制约因素。 3微生物肥料产业技术创新 3.1选育新功能菌种是研发新一代微生物肥料的核心 目前，微生物肥料距离“智能化”产品目标尚有差距，其主要原因是功能菌株及其组合达不到要求，仅能满足“智能化”的部分要求，尤其是主动响应的互作性和系统调控的稳定性方面存在不足。菌种创新是微生物肥料产业发展的核心内容，包括新功能菌种的筛选技术和评价技术。针对优良菌种“六性”要求，即功能性、生产性、互作性、协同性、生态适应性、安全性，急需建立对应的技术方法，实现优良菌株的科学评价，并且加强与土壤环境的耦合评价技术，明确功能菌种应用后对土壤理化性质和生物肥力的影响[3]。同时，应重视菌种活性保持技术，采用回归应用环境、添加植物或土壤浸提物等措施进行复壮，防止菌种退化。此外，也急需肥料管理部门在下一步的肥料管理法规中，确立新研发功能菌株的知识产权保护政策，采用现代技术建立菌株编码的唯一性系统，维护新菌株选育者的权益，达到产权保护和菌种溯源的目标。 3.2未来数年内的新技术产品及其特征 微生物肥料优良生产菌株筛选及发酵工艺技术、微生物农田土壤净化修复技术、共生固氮微生物应用新技术、微生物种子包衣技术、有机资源综合利用微生物转化新技术、作物秸秆快速腐解还田微生物及其配套技术、新型复合配套技术。其对应的重点研发应用产品分别为：根瘤菌剂、有机物料腐熟菌剂、土壤修复菌剂、溶磷菌剂、生物有机肥、复合微生物肥料等。这些新产品应具备的特征如下： 3.2.1土壤修复菌剂 对蔬菜、果树、草药、烟草等重茬土壤、酸性土壤、盐碱土壤和次生盐渍化土壤的有效修复，以及对土壤中的农药残留、土壤中的除草剂残留等高效降解。该产品对修复土壤和维护土壤健康，及在保证农产品安全中不可缺少。 3.2.2固氮及根瘤菌剂
微生物肥料的发展现状及问题
浅谈微生物肥料的发展现状及问题 王智武 （合肥工业大学，安徽合肥，230009） 摘要：随着我国绿色农业的蓬勃发展, 微生物肥料以其在农业生产中的显著作用越来越受到人们的重视。本文介绍了微生物肥料的特点、优势，简述了我国微生物肥料的发展现状及目前存在的问题,并对我国微生物肥料产业发展提出几点建议，对微生物肥料发展的前景做了展望。 关键词：微生物肥料；现状；问题；前景 近年来,大量使用化肥带来的环境污染、土壤板结、地力衰退、生态恶化等问题日益严重,破坏了环境,影响了土壤肥力,降低了农产品的品质。另外,化肥利用率的逐年降低,致使农业成本增加,生产效益降低。为了实现农业的可持续发展,达到高产、优质、高效、生态、安全的目的,世界各国都在极寻求更好的解决方案。微生物肥料具有无毒、无害、无任何污染的特点和促进植物生长的作用；以其改良土壤、增加产量、提高品质且保护环境等特点而成为研究热点。微生物肥料中特定的功能微生物通过自身的生命活动促进土壤中物质的转化、提高作物营养水平、促进和协助营养吸收、刺激调控作物的生长,防治有害微生物等,从而达到增加作物产量和提高作物品质的目的。随着人们对环境保护的日益重视和现代生态农业、绿色农业、有机农业的蓬勃发展,微生物肥料的推广应用有了长足的进展,创造了较高的经济效益和生态效益,对发展我国可持续农业发挥了重要作用。 1、微生物肥料概况 1.1 微生物肥料的定义 微生物肥料，是指一类含有活的微生物的特定试剂，并通过微生物的特定作用给植物提供营养，调节植物生长，应用于农业生产中能够获得特定的肥料效应。微生物肥料可分为两类，一类是产品是微生物加载体，应该叫接种剂，对农作物生长有良好的刺激和调控作用,是通过其中所含微生物的生命活动，增强了植物营养元素的供应量，导致植物营养状况的改善，进而增加产量。另一类是广义的微生物肥料，其制品虽然也是通过其中所含微生物的生命活动使作物增产，但它不仅仅限于提高植物营养元素的供应水平，还包括了它们所产生的次生代谢物质，如激素类物质、抗生素等，促进植物对营养物质的吸收利用，或者能够拮抗病原微生物的致病作用，减轻病虫害而使作物增产。 1.2微生物肥料的特点及其优势 微生物肥料的核心是微生物，因此具有微生物的特性。微生物资源丰富，种类和功能繁多，可以开发成不同功能，不同用途的肥料。而且微生物菌株可以经过人工选育并不断纯化、复壮以提高其活力，特别是随着生物技术的进一步发展，通过基因工程的方法获得所需的菌株已成为可能。另外，从环境资源角度来
环境微生物学论文
根据微生物的特点，谈谈为什么说微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友 人类的生存和发展与微生物息息相关的，要对微生物有全面的了解才能让微生物为人类所用。事物都具有两面性的，可以说微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友。 微生物对人类最重要的影响之一是导致传染病的流行。在人类疾病中有50％是由病毒引起。世界卫生组织公布资料显示：传染病的发病率和病死率在所有疾病中占据第一位。微生物导致人类疾病的历史，也就是人类与之不断斗争的历史。在疾病的预防和治疗方面，人类取得了长足的进展，但是新现和再现的微生物感染还是不断发生，像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治疗药物。一些疾病的致病机制并不清楚。大量的广谱抗生素的滥用造成了强大的选择压力，使许多菌株发生变异，导致耐药性的产生，人类健康受到新的威胁。一些分节段的病毒之间可以通过重组或重配发生变异，最典型的例子就是流行性感冒病毒。每次流感大流行流感病毒都与前次导致感染的株型发生了变异，这种快速的变异给疫苗的设计和治疗造成了很大的障碍。而耐药性结核杆菌的出现使原本已近控制住的结核感染又在世界范围内猖獗起来。 微生物能够致病，能够造成食品、布匹、皮革等发霉腐烂，但微生物也有有益的一面。最早是弗莱明从青霉菌抑制其它细菌的生长中发现了青霉素，这对医药界来讲是一个划时代的发现。后来大量的抗生素从放线菌等的代谢产物中筛选出来。抗生素的使用在第二次世界大战中挽救了无数人的生命。一些微生物被广泛应用于工业发酵，生产乙醇、食品及各种酶制剂等；一部分微生物能够降解塑料、处理废水废气等等，并且可再生资源的潜力极大，称为环保微生物；还有一些能在极端环境中生存的微生物，例如：高温、低温、高盐、高碱以及高辐射等普通生命体不能生存的环境，依然存在着一部分微生物等等。看上去，我们发现的微生物已经很多，但实际上由于培养方式等技术手段的限制，人类现今发现的微生物还只占自然界中存在的微生物的很少一部分。 另外微生物还为人类带来巨大危害，如疫病的传播。并且微生物的遗传稳定性差，容易发生变异，引起疫病传播的新微生物种类总不断出现。 最近出现的超级病菌就是由于变异产生的一种耐药性细菌，这种超级病菌能在人身上造成浓疮和毒疱，甚至逐渐让人的肌肉坏死。更可怕的是，抗生素药物对它不起作用，病人会因为感染而引起可怕的炎症，高烧、痉挛、昏迷直到最后死亡。这种病菌的可怕之处并不在于它对人的杀伤力，而是它对普通杀菌药物——抗生素的抵抗能力，对这种病菌，人们几乎无药可用。2010年，英国媒体爆出：南亚发现新型超级病菌NDM-1，抗药性极强可全球蔓延。 MRSA是一种耐药性细菌，耐甲氧西林金黄葡萄球菌（Methicillin-Resistant Staphylococcus Aures）的缩写。1961年，MRSA在英国被首次发现，它的致病机理与普通金黄葡萄球菌没什么两样，但危险的是，它对多数抗生素不起反应，感染体弱的人后会造成致命炎症。在医院里，“肮脏的白大褂”臭名昭著。现在金黄葡萄球菌是医院内感染的主要病原菌，人们从外面带来各种各样的球菌，这些病菌附着在医生和护士们的白大褂上，跟着四处巡视，有时掉在手术器械上，有时直接掉在病人身上。在医院内感染MRSA的几率是在院外感染的170万倍。最令医生们头痛的是，由于MRSA对大多数的抗生素具抵抗力，患者治愈所需的时间会无限拉长，最终转为肺炎而死。很幸运，至今这种多重耐药性的超级病菌仍然只在医院里传播。 钟南山教授提到，“超级细菌”是革兰氏阴性杆菌、肺炎克雷伯菌、大肠杆菌或不动杆
微生物菌肥行业情况
我国微生物肥料的现状和发展趋势 我国微生物肥料的现状和发展趋势 沈德龙姜昕李俊 农业部微生物肥和食用菌菌种质量监督检验测试中心 微生物肥料又称接种剂，生物肥料、菌肥等，是指含有特定微生物活体的制品，应用于农业生产，通过其中所含微生物的生命活动，增加植物养分的供应量或促进植物生长，提高产量，改善农产品品质及农业生态环境。它具有制造和协助作物吸收营养、增进土壤肥力、增强植物抗病和抗干旱能力、降低和减轻植物病虫害、产生多种生理活性物质刺激和调控作物生长、减少化肥使用、促进农作物废弃物、城市垃圾的腐熟和开发利用、土壤环境的净化和修复作用、保护环境，以及提高农作物产品品质和食品安全等多方面的功效，在可持续农业战略发展及在农牧业中的地位日趋重要。 一、国内外微生物肥料的发展现状 （一）国外微生物肥料的发展概况 1、根瘤菌剂是最早研发的产品，已在全世界范围推广应用。 据统计，至少有70多个国家生产和应用豆科根瘤菌剂，生产应用规模较大的国家有美国、巴西、阿根廷、澳大利亚、新西兰、日本、意大利、奥地利、加拿大、法国、荷兰、芬兰、泰国、韩国、印度、卢旺达等。在美国、巴西等大豆种植的主要国家，根瘤菌接种率达到了95%以上，澳大利亚、新西兰等国家对豆科牧草的接种面积不断扩大，种植的其他豆科作物也逐步扩大适宜的根瘤菌接种应用范围。世界各国一直在研究与豆科作物及其品种相匹配的优良根瘤菌生产用菌株，根瘤菌剂产品在稳步提高。为保证根瘤菌剂的产品质量，各国制定了相应的标准，强化产品的监督管理。 2、固氮细菌、解磷细菌和解钾细菌等的研究不断深入，产品应用逐步扩大。 除根瘤菌以外，许多国家在其它一些有益微生物的研究和应用方面也做了大量的工作。前苏联及东欧一些国家的科研人员进行了固氮菌肥料和磷细菌肥料的研究和应用，代表性的菌种为圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌。他们和前捷克斯洛伐克、英格兰及印度的研究固氮菌的工作者证实，这类细菌能分泌生长物质和一种抗真菌的抗生素，能促进种子发芽和根的生长。20世纪70年代末和80年代初，一些国家对固氮细菌和解磷细菌进行了田间试验，所得结果之间迥异，引起科学家对其作用的争议。更进一步的研究表明，固氮螺菌与禾本科作物联合共生的效果显著，已在许多国家推广应用。总结２０年来世界上一些国家的田间试验结果证明，固氮螺菌接种在土壤和气候不同的地区可以提高作物的产量，在60％～70％的试验中可增产5％～30％；此类菌剂促进生长的主要机制是产生能促进植物生长的物质，具体表现在促进根毛的密度和长度、侧根出现的频率及根的表面积。 （二）我国微生物肥料的发展概况 我国微生物肥料的研究应用和国际上一样，也是从豆科植物上应用根瘤菌接种剂开始的，并且在上世纪50—60年代期间，根瘤菌剂成为应用最为广泛的微生物肥料产品，其中大豆、花生、紫云英及豆科牧草接种面积较大，增产效果明显。紫云英根瘤菌在未种植过紫云英的地区应用，紫云英产草量可成倍增长。大豆接种根瘤菌每公顷可增产大豆225～300kg，花生根瘤菌可使花生增产10%～50%。豆科作物从