生物技术在农业中的应用
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生物技术在农业中的应用范文第1篇
随着生物技术在农业中的不断应用与革新，其已经成为21世纪具有潜力的产业之一。其发展之迅速，趋势之良好，并且在极大程度上影响了传统农业技术，使得现代农业技术走向了一个新的高度。在现代农业中，优质、高产、绿色环保是其发展的重要课题。目前，世界各国已经开始将生物技术视为高新技术，这是由于其可以帮助人们解决食品短缺、环境污染和经济建设等问题，有助于国家提升自身的综合国力，增强经济实力。
然而，由于人类社会、经济的不断发展，以及为了发展而进行的过度环境开发利用等行为，其给生存环境带来了极大的污染和破坏。众所周知，地球每小时都可能有一个物种灭绝，并且我们的地球已经面临着生态失衡、资源枯竭等严重现象。这些现象给我们走可持续发展道路带来了极大的阻碍，但生物技术的出现却给人类的未来送来了一丝曙光。
一、生物技术
生物技术（biotechnology）亦可称“生物工程”或“生物工程技术”，其是指利用现代生命科学作为基础，结合其它学科的科学原理，采用最先进的技术手段，并按照预先的设计，达到改造生物体或加工生物原料的目的，从而生产出所需的特定生物产品或达到某些预定的目的。生物技术主要包括传统生物技术、发酵技术和现代生物技术。其中，现代生物技术则又是在传统生物技术上发展起来的，但其又和传统生物技术有着本质上的区别。所以，生物技术是一门新兴的、具有综合性的学科。
二、农业生产中的现代生物技术应用
生物技术对于农业生产来说，其可以提高作物的产量和质量，这点正好符合了当前全世界所面临的食物短缺的境况，其高产性和高质性对于人类的生产生活提供了基本的保证。
随着生物技术的提出到发展至今，人类在技术上以及可以将某个作物品种的“理想遗传性”导入另外一个品种中，从而达到提高作物的产量、价值和质量，并且赋予给作物一种新的特性来达到预防干旱、虫害和光合作用效率的提高等。而光合作用效率的提高对于作物产量的提高起着决定性的作用，目前人类已经克隆除了很多参与光合作用的基因，并且对于光对基因表达的调控作用作出了完善的分析。现代农业生产中的生物技术主要是“植物基因工程”，而Rubisco酶是植物基因工程的主要研究内容，具体体现在通过增强Rubisco对CO2的亲和，以及降低光呼吸的竞争反应方面。实际上，将不同植物的Rubisco导入到植物细胞中，可以形成杂合诱导点突变，或亚基酶分子，并使其起到增加对CO2的亲和力和修饰酶活性等作用，使基因在叶片中高效表达来提高光合生产力，努力培育出具有C4植物1.50倍以上光合性能的作物。目前，对于利用生物技术进行植物产量、品质的改良主要有三个方面：油脂类、淀粉和蛋白质。而对于人类肉类的提供者――动物，其也属于农业中不可缺少的一环。生物技术在动物中的运用则体现在提高肉质、繁殖能力。那么在农业生产当中，现代生物技术到底被运用到了那些层面呢？下面，我们将逐一的进行归纳。
1.生物技术对于植物（作物）的应用
在现代生物技术的良好发展下，人类已经可以通过基因技术将一个品种的“理想遗传性”导入另外一个品种中，从而达到提高作物的产量、价值和质量，或赋予新作物一种新的特性，从而达到预防干旱、虫害和提高光合作用效率等的目的。如，在番茄中导入编码EFE酶的反义基因，从而使得EFE酶的活性降低至正常的5%以下，限制住乙烯的生成。这样做的好处是，其能够使番茄的生理成熟后长期保持果实坚硬，一个月左右不产生腐烂机制，延长了番茄的储存、运输的时间，带来更大的经济效益。当然，生物技术在农业生产中的应用层面很广泛，在此我们便不逐一的复述了。生物技术对植物（作物）中的应用，可以使得植物（作物）起到良好的品质和产量，或者能够给作物提供更好的抗虫害、抗逆性、抗机械损害性和抗病性等，其比传统的种植技术更加的省力，更加的省时。
2.生物技术对于动物的育种与繁殖应用
随着生物技术的不断发展和提高，我们不但可以对植物（作物）改进，同样也可以将其运用到动物上。目前的现代生物技术在养殖业中的应用主要是畜禽基因工程疫苗、动物分子育种和动物繁殖等。动物分子育种指的是动物的胚胎工程技术、基因技术、克隆技术等，其主要是通过DNA重组技术来实现改变动物的体质、习性等。例如，人类已经可以运用基因技术，将单个有功能的基因簇导入到高等生物基因的基因组中去，并通过有关的分子生物技术、DNA试剂盒等检测和诊断，从而加以选择，使其改变生物的某些特征或习性，提高产量。另外，对于动物来说，人工受精技术也可以帮助其进行良好的有效的繁殖。如良种公牛的可以稀释成很多倍，可以一次使多个母牛受精，这样一来大大提高了动物受精的效率，提高产量。此外，还有胚胎移植、克隆繁殖等技术，这些技术的发展都将改变今后畜牧业的产业现状。
3.生物农药和生物固氮的应用
长期以来，化学农药在传统农业中占据主流的地位。然而化学农药却是一柄双刃剑，其有提高产量减少虫害的益处，但化学农药中所存在的毒害问题则不容忽视。生物农药技术的出现，正好解决了人们所面临的这一难题。由于我国人民生活水平的提高，人们不再仅仅最求“吃饱”问题，而开始关注“吃好”的问题，健康饮食观念已经深入人心。生物农药目前的主要研究领域是微生物农药、转基因农药等、生物化学农药和“天敌生物农药”。如，国外目前最常用的“苏云金芽杆菌”，其是杀虫细菌的一种，可以有效的防止虫害对于作物的影响。
而对于化学肥料来说，同样也会给自然带来危害。由于化学氮肥生产是会消耗大量的能量，给环境带来严重的污染。所以对于生物固氮的使用，也渐渐的成为了农业界的一项课题。生物固氮的使用，大大节约了人们对于能源的使用。同时，其还不会对自然环境造成侵害。不过，生物固氮迄今为止还未被农业界广泛的使用，这是由于目前所发现的生物固氮微生物还不能在粮食作物上使用，即使有少数能投入使用，但是相比化学肥料来说，其所起到的效果还是很小的。
参考文献：
[1] 许锦英.现代化农业与可持续农业[J].发展论坛，1992，（10）
[2] 沈桂芳.生物技术与农业[J].生物技术通报，1997，（4）
[3] 梅方权.2010年中国农业生物技术战略研究的框架[J].生物技术通报，1997，（4）：6
生物技术在农业中的应用范文第2篇
关键词：农业废物；厌氧生物；发酵技术；高温堆肥；沼气生产
中图分类号：X712 文献标识码：A
1 引言
厌氧生物发酵处理，是一种利用微生物自身的新陈代谢作用而实现有机固体废弃物处理的方法。与好氧生物处理法相比，厌氧发酵法具有耗能低、占地面积小、处理效率高等优点，更重要的是厌氧发酵的产物为高热值的能源——沼气，可在一定程度上缓解农村能源紧张的矛盾。同时，可利用厌氧发酵技术进行快速堆肥，为农业生产的绿色化提供优质的有机肥料。
2 农业废物的来源及对环境的影响
2.1 农业废物的来源
农业固体废物原料来源非常广泛，而且可以就地取材。如人畜粪便、作物秸杆、植物的枯枝落叶、污泥、垃圾、含有机物的日常生活废水、废渣等，它们均可作为厌氧生物发酵的原料。
2.2 农业废物对环境的影响
由于农村人口多、居住分散，农业固体废物种类繁多，数量大，所以对环境的影响不容忽视。特别是收获季节，农民喜欢将固体废物就地焚烧，产生大量的烟气，使沿线的交通受到影响，同时，在自然条件影响下，固体废物中的一些有害成分转入大气、水体和土壤，参与生态系统的物质循环，具有潜在的、长期的危害性。因此，对农业固体废物进行综合治理是十分必要的。
3 厌氧生物处理技术在农业废物治理
中的应用3.1 厌氧生物处理机理
厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，主要依靠水解产酸菌、产氢产乙酸菌、产甲烷菌的联合作用来完成。因此可以初略地将厌氧消化过程划分为3个连续阶段，即：水解酸化阶段，产酸菌将不溶性大分子有机物分解为小分子水溶性的脂肪酸；产氢产乙酸阶段，专性产氢产乙酸菌将各种有机酸分解转化成为H2和CH3COOH等；产甲烷阶段，一组甲烷菌将H2和CO2转化为甲烷，一组甲烷菌将乙酸或乙酸盐脱羧为甲烷。
3.2 厌氧消化技术处理农业固体废物应用实例
3.2.1 农业固体废物高温堆肥
（1）高温堆肥技术特点。
高温堆肥是实施“沃土工程”、提高土壤肥力的主要内容之一，是秸秆还田的重要途径。高温积肥具有取材广泛、简便易行、净化环境、减少污染、改良土壤、培肥地力、成本低、养分全等诸多优点，深受农民朋友的欢迎。
（2）高温堆肥影响因素。
①温度。厌氧发酵根据温度不同可分为常温发酵（自然温度）、中温发酵（30～40℃）和高温发酵（50～60℃）。农业固体废物厌氧消化一般在中温或高温下进行，中温的最佳温度为35℃左右，高温为55℃左右。我们国家通常采用的是中温消化。
②pH值。产甲烷菌对pH值的要求非常严格，甲烷菌生长最适宜的pH值为6.8～7.2，水分含量为90%～96%时产甲烷速率较高，pH值低于6或高于8时，产甲烷菌正常消化就遭到破坏，原材料进入厌氧消化系统时pH值应调节到7左右，并在运行过程中密切关注pH值变化，采取适当的控制措施。
③接种物。有机固体废弃物的厌氧发酵由多种微生物共同作用，因此，在发酵底物中添加一定量的微生物作为接种物是实现厌氧发酵快速启动、提高沼气产量的重要措施。目前，农村沼气池大多采用经过驯化的污泥作为接种物，驯化污泥主要来自厌氧消化池、化粪池和池塘，也有人直接利用畜禽粪便作接种物。
（3）高温堆肥方法。
目前广大农村一般采用的是地面堆肥法。高温堆肥即选择距水源较近、运输方便的地方，把地面捶实后依次铺上一层干细土、一层未切碎的玉米秆作为通气床，然后在床上分层堆积农业固体废弃物，根据不同的季节可选择玉米秆、稻草、高粱杆及各种青草等材料，并逐层浇入人粪尿（下少上多），堆料前可按一定距离垂直插入木棍，堆料后取掉木棍作为通气孔，堆料完成后，调节水分时，一般以手握材料有液滴出为宜，最后用塑料薄膜覆盖肥堆，在四周挖沟培土，防止粪液流失。3～7d，温度显著上升，堆体逐渐下陷，当堆内温度慢慢下降时，进行翻堆，把边缘腐熟不好的材料与内部的材料混合均匀，重新堆起，如发现材料有白色菌丝体出现，要适量加水，然后重新用泥封好，待达到半腐熟时压紧密封待用。
完全腐熟时作物秸秆的颜色为黑褐色至深褐色，秸秆等植株很软或混成一团，残体不明显，就可以作为农家肥使用了。
农民朋友还可在乡镇农科所技术员的指导下，加入一定量的“快速腐熟剂”调节营养素、接种发酵菌剂等进行高温堆肥，同时还可以适当添加磷、镁等元素以增加复合肥效。
3.2.2 农业固体废物生产沼气
（1）人工制取沼气的条件。
①发酵原料：沼气发酵原料是沼气微生物赖以生产的物质基础和产生沼气的营养物质。农村人畜粪便、生活污水以及农作物残渣等就是很好的原材料。
②微生物：沼气微生物主要存在于沼气池、厕所、池塘底部、阴沟污泥、屠宰场阴沟之中。新建沼气池一般要加入以上物料进行接种。
③厌氧环境：沼气菌只能在严格厌氧的环境中才能生长。所以，修建沼气池，要严格密闭、不漏水、不漏气。
④适宜的温度：在10～60℃范围内，沼气池均能正常发酵产气。低于10℃或高于60℃都严重抑制微生物生存、繁殖，影响产气。微生物对温度变化十分敏感，温度突升或突降，都会影响微生物的生命活动，使产气状况恶化。所以农村的沼气池多修建在地下，原因即冬暖夏凉的环境保证了消化池的温度。
⑤适宜的酸碱度：沼气微生物的生长、繁殖，要求发酵原料的酸碱度保持中性或偏碱性（即pH值为6.5～7.5），过酸、过碱都会影响产气。
⑥碳氮比：农业废物的碳氮比（C/N）对消化过程有较大的影响，一般C/N为（10～20∶1）。农村沼气池含氮量过高，必须添加杂草、秸杆等以补充碳源，才能维持厌氧生物正常的新陈代谢作用。
（2）沼气生产技术能源生态模式。
农村新建沼气池一般是以农户庭院为基本单元，利用房前屋后的山地、水面、庭院等场地，主要建设是以畜禽舍、沼气池、厕所相结合的形式，形成养殖—沼气—种植三位一体的庭院经济格局，达到生态良性循环、增加农民收入的目的。
根据不同的季节和产生的沼气量的多少，农民朋友可以方便地应用于燃气、照明等。既合理利用了资源，大大节约了能源，又实现了可持续发展的绿色生态模式。
（3）沼液、沼渣的综合利用。
①沼液的利用：用以浸种，可以提高种子的发芽率和粮食产量；用沼液代替农药，能有效防治农作物病虫害；用沼液对果蔬进行叶面施肥，能促进果实膨大，提高产量和质量；用沼液养殖猪、牛、鸡、鱼等，能大大提高产量和品质。
②沼渣的利用：用沼渣栽培食用菌，成本低，品质好，产量高；用沼渣养殖蚯蚓、黄鳝、泥鳅，投资少，效益大。
4 厌氧发酵技术应用范围扩展
厌氧生物处理技术加速和强化了自然界中污染物的循环转化和降解，充分发挥微生物降解、转化污染物的巨大潜力，使环境中的资源得到再生，并消除了一些人类活动对环境的污染。厌氧生物处理技术的应用能够有效改善人类的生存环境和消除环境污染，有利于人类身心健康和社会可持续发展。
厌氧生物技术的不断发展扩大了厌氧处理应用范围，该处理技术不仅适用于处理固体废弃物，而且还广泛应用于处理生活污水、污泥、高浓度有机废水，通过改进生产工艺，即使在低温条件下，采用颗粒污泥膨胀床（EGSB）反应器，可以处理非常低浓度（COD=100mg/L）的有机废水，在处理介质和获得产物方面，也在不断扩展。例如，新的厌氧反应器可以从含SO2废气中回收S，从金属尾矿废水中回收金属和各种生物质产生氢。生物质是一切直接或间接利用绿色植物光合作用形成的有机物质，包括除化石燃料外的植物、动物和微生物及其排泄与代谢物等。合理的工艺还可以利用多余能量额外分解水，得到更多的氢。生物质能是低硫和二氧化碳零排放的洁净能源，可避免化石能源制氢过程对环境的污染，从能源上控制二氧化碳排放，因此这种基于可再生能源的氢能路线是真正意义上环境友好的洁净能源技术。
参考文献：
[1]蒋展鹏.环境工程学（第二版）[M].北京：高等教育出版社，1992.
生物技术在农业中的应用范文第3篇
所谓新型农业技术是以新兴技术来带动农业的发展，以生物经济的非农思路来解决农业问题。随着工业化水平的深入，我国进入了工农互补、城乡共荣的发展阶段，研究新型农业体系的技术应用体系，研究在利用常规农业技术的同时合理的运用现代生物技术的最新成果来拓展农业新的领域。生物技术价值的主体是人，农业生产运作基本上是靠人为的进行操作，农业的发展既能满足农民的生存需求，保障农村的建设。
从社会利益和商业利益两个方面出发，农业技术的进步都有很重要的作用，在现实生活中，生物技术主要是服从国家和民族利益进行运用和展开的。目前，生物技术界是众所注目的重要领域，被视为解决中国“三农”问题的重要途径，对“三农”问题前所未有的重视，都是深化改革、进一步推进社会主义现代化建设的重要手段。今天的中国生物科技事业应该时刻往这一方向努力，实现生物技术的多重价值和意义。
现阶段，我国对于生物技术在农业中的应用主要体现在以下几个技术方面，例如，光合作用机理研究，通过光合作用，促进植物的增长，提升作物的产量，有效的利用自然资源和能源。另一个就是生物固氮，通过提高微生物的固氮能力，实现DNA重组改造共生真菌，促进植物作物的根系生长。还有就是转基因技术，用转基因植物来生产具有商业价值的蛋白质及其他特殊化学性质的物质进行了一些尝试，并取得了一些进展。在农业生产过程中实现生物技术的应用，既能提升农业的生产能力，还能够实现对生态环境的保护。实现经济利益和环境保护的双赢。
二、未来生物技术在农业发展中的实践道路
生物技术产业的发展是一项长久的事业，带来的社会价值也是巨大的，所以应该加大政府的关注力度，通过政府的强有力的财政支持和技术支持，引进先进的管理技术和操作技术，对农业发展和农业生产提供新的发展道路和空间，农业生物技术产业是资金密集型产业，是高投入、高风险和高回报产业。在充分运用市场机制的基础上，要正确发挥政府对生物技术创新和成果转化、产业化方向的宏观调控作用。同时要积极引导和调动地方、企业、金融等力量参与生物技术研究开发与产业化工作。
同时，积极的鼓励科技创新，加快新技术的研发，为生物技术的应用提供更多的发展空间，对于有建设性的农业项目予以鼓励和支持，通过反复的实验和测试实现农业的高产高效的生产状况，保障农业技术发展的安全性和科学性。加强对知识产权的保护，农业生产的生物技术应用应该形成产业化，通过行业的优势互补实现双方的效益的最优化。
最后，发现生物技术的发展潜力，带动相关产业的发展。行业间的发展都是具有相互性的，相互促进能够实现产业链的形成，从总体的实力上加强竞争力，带来更多的集群效应，让农业发展有更多的保障，以工业发展带动农业发展，以农业的进步来支援工业的发展。同时生物技术的应用也可以解决更多的实际应用问题，让现实问题得到更加快捷和方便的解决。
生物技术在农业中的应用范文第4篇
随着生物技术不断的发展和进步，生物技术在农业种植中得到广泛应用，主要包括以下几个方面：
1.1转基因技术
利用转基因技术提取植物中的目的基因，并将其转移到另一农作物上，不仅可以促进农作物的生长，也可以提高农产品产量、质量，因此，转基因技术应用在农业种植中具有重要作用，其可以有效促进农业的可持续发展。随着我国对生物技术的不断研究，转基因技术将会得到进一步发展，并且转基因技术的应用规模也会逐渐扩大，据资料表明，当前转基因类植物的种植范围正在不断扩大，在我国农业种植中，利用转基因技术种植的植物面积呈进一步扩大的趋势。除此之外，在农业种植中生物技术最为突出的则属于杂交育种技术，杂交育种技术与转基因技术相比，其操作更为简单，在农业种植实践中，杂交育种技术已取得了良好的效果。
1.2组织培养技术
组织培养主要工作原理是在细胞全能性的基础上利用人工诱导的组织培养技术，这就要求植物细胞需要处于无菌的状态下，才能确保植物细胞得到良好的发育，最终生长成完整的植株。将组织培养技术应用到农业种植中，既可以加快植物繁殖的速度，也可以在固定的时间内培育出满足符合当地农作物生长优良品种，同时还能够有效防止病毒对农作物幼苗的侵害，因此，针对组织培养技术对农作物生长的有利条件，在今后的农业种植中，应大力推广和运用组织培养技术，但是，组织培养技术在农业种植中，应注意以下几点：在植物组织培育中，培育植物的阳光温度、湿度等应满足植物组织培育的条件，并且培养基组成结构、pH值等化学条件也应符合标准要求，有效控制外界因素对植物组织培育的影响，为植物组织培养发育提供优质的条件，并且在初代培养外植体过程中应做好外植体褐变处理工作，由于外植体在接种过程中容易发生褐变现象，然而，褐变现象的出现将会影响植物外植体的培育，所以，做好褐变处理工作，以保证植物培养工作顺利进行。
1.3生物农药制作技术
随着生物技术的出现，生物农药在农业种植中也得到了应用，其主要是将生物新陈代谢的产物来制作农药的方法，以达到杀虫保护农作物的目的，利用生物技术制作农药，不仅可以有效防止农药对环境造成的危害，也可以保护环境，因此，生物农药的应用具有重要作用。所以，在生物农药制作上，应采用生物技术进行生物农药的开发，由于基因工程中的许多药品都是从生物组织中提取的材料，但是，该工程的提取比较困难，并且药品的价格也非常昂贵，然而，微生物可以适用于大规模工业化生产。所以，为了加快生物农药的制作，在生物制药实践中，应在微生物细胞中导入生物的基因，使生物基因产生相应的药物，采用这样的制作模式，不仅能有效解决材料来源困难的问题，也可以进行大规模工业化生产，同时也可以降低生物农药制作的成本，因此，生物技术在生物农药制作中发挥着重要作用。
2结语
生物技术在农业中的应用范文第5篇
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
