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微生物发酵饲料作用机理与展望——天意EM菌
微生物发酵饲料的作用主要体现在两个方面, 一是利用廉价的农业和轻工副产物生产高质量的饲料蛋白原料 ,二是获得高活性的有益微生物.这 些微生物制品的应用,一方面可以提高饲料的转化率,促进畜禽生长;另一方面可以调节动物的微生态平衡,提高动物的健康水平.还有一些活菌剂可以用于治疗动物疾病,例如治疗由于大肠杆菌引起的腹泻,可以用对大肠杆菌有抑制作用的芽孢杆菌活菌制剂进行治疗.在畜禽养殖中推广应用微生物发酵饲料,可以减少抗菌素的使用,有利于生产安全食品,提高产品出口的竞争力.
一、补充有益菌,调节动物的微生态平衡
健康畜禽肠道内生长着各种各样的微生物群落,各种微生物群落之间相互依存、相互制约,构成畜禽肠道内微生态系统的平衡,建立一个正常且平衡良好的肠道微生物区系对抵御病原性微生物感染具有十分重要的意义.由于微生物之间存在着相互作用,某一生态系统中现存的微生物会阻止新的有机体在这一部位的入侵,有益菌通过竞争性抑制作用阻止有害微生物在肠粘膜附着与繁殖.因此对 那些菌群形成迟缓或有障碍的幼小动物服用微生物饲料有着十分重要的意义.乳酸杆菌等可抑制埃希氏大肠杆菌和沙门氏寒菌等其它致病菌附着到肠细胞上,与病原菌发生竞争性拮抗作用,将其驱出定植地点 .
二、产生有益代谢物,抑制和杀死有害菌
许多乳酸菌和链球菌可以产生细菌素,如乳酸链球菌素等,这些多肽类物质能抑制对革兰氏阳性细菌有抑制作用 .有些乳酸菌如嗜酸乳杆菌和保 加利亚乳杆菌,可以产生少量的过氧化氢,过氧化氢可以抑制许多细菌的生长,尤其是革兰氏阴性病原菌.另外有些有益微生物可以产生酶类,如双歧杆菌和乳酸杆菌产生的胞外糖苷酶可以阻止细菌毒素在上皮细胞的黏附和侵入。
三、具有营养作用,促进动物生长
直接饲用微生物饲料中的有益菌在肠道内代谢可产生多种有助于动物营养消化的有益因子,从而促进畜禽的生长发育和增重.如芽孢杆菌能分泌多种消化酶(蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等)促进营养物质的消化与吸收，酵母菌所产生的氨基酸、维生素(K、C、B1、B2、泛酸、烟酸、生物素、肌醇和叶酸等),酵母菌还可以促进植酸酶的产生,提高单胃动物对磷的利用率.
四、提高机体免疫功能
微生物发酵饲料中的有益微生物可以作为一种非特异免疫调节因子,通过细菌本身或细胞壁成分刺激并激活宿主免疫细胞,促进吞噬细胞活力或作为佐剂发挥作用.有益微生物还可以发挥特异性免疫功能,增强动物体内B细胞产生抗体的能力.直接饲用微生物通过促使机体发生体液免疫和细胞免疫,提高畜禽抗体水平,增强免疫功能,及时杀灭侵入机体内的致病菌,从而防止疾病的发生.实验发现乳酸杆菌能够增强机体的免疫能力,一些益生菌能够影响人体免疫系统的应答能力,其影响能力随菌体的不同而变化。
微生物发酵饲料的展望
微生物种类众多,资源丰富,开发潜力巨大,同 时发酵原料来源广泛,特别是可以利用农产品废弃物,如各种农作物秸秆、糠、木屑、蔗渣、薯渣、甜菜渣及药渣等,通过微生物发酵,内能把大量的基质转化为有用产品,可以减少环境污染,同时又变废为宝,得到产品价格低廉,易于生产推广. 为了生产质优价廉的发酵饲料,还需要研发一些规模较大,自动化程度较高的固体发酵设备,不断发掘新的微生物饲料菌种和改良现有的菌种,特别是纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶等酶类对发酵饲料很重要,因此筛选此类重要酶制剂的菌种是微生物发酵饲料的重点. 尽管目前微生物发酵饲料存在一些问题,但是随着人们对其研究的进一步深入,这些问题都会得到很好的解决,其作为抗生素和蛋白的替代品,以及带来的社会效益与经济效益,在饲料工业中必将受到更大重视。
2019-09-27
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保护耕地质量 微生物走上前台——天意EM菌
近年来,微生物肥料以提高产量、改善品质、增强作物抗逆、提高化肥利用率、改善土壤养分环境等众多功能受到广泛关注,成为未来肥料发展的新方向。1月22日,金正大集团、农业微生物学国家重点实验室等单位共同举办的微生物肥料和微生物农药新制剂发展研讨会在山东临沭召开,农业部微生物产品质量监督检验测试中心、微生物农药国家工程研究中心、中国农业科学院、中国农业大学、华中农业大学、南京农业大学、湖北大学、海南大学等科研院所的众多专家齐聚金正大,深入研讨了微生物菌剂对于作物生长、土壤改良、品质提升的巨大作用,以及菌剂产业化技术、微生物肥料对中国可持续农业发展的意义,为农用微生物产业发展建言献策。
耕地质量提升 微生物肥料大有可为
微生物肥料受到欢迎,原因在于其绿色环保、提升耕地质量的重要作用。2012年12月29日 ,国务院印发《生物产业发展规划》,计划到2015年,我国生物产业形成特色鲜明的产业发展能力,对经济社会发展的贡献作用显著增强,在全球产业竞争格局中占据有利位置。到2020年,生物产业发展成为国民经济的支柱产业。国家相继出台的扶持生物产业发展的政策和措施,为微生物肥料生产企业将带来非常好的发展机会。
据农业部微生物肥料质量监督检验测试中心副主任沈德龙分析,当前,我国已形成微生物肥料登记企业1000余家、产能1000万吨、产值近200亿的产业规模。近几年,我国微生物肥料产能以年增长10%以上的速度快速稳定发展。其发展势头、所体现出来的价值,包括倡导的土壤健康、提高肥料利用率、实施化肥减施、提高肥料效率等理念,逐渐占据主导并引领市场。
“我国比世界上任何国家都更需要发展微生物肥料,它完全能满足我国农业可持续发展的要求,它具备国家战略需求的特征,能有效缓解农业生产双重压力,在加强耕地质量建设、提高科学施肥水平等方面有十分重要的作用。”沈德龙说。
农业微生物学国家重点实验室和农业部农业微生物资源学科群常务副主任柯云表示,要解决环境污染、生态失衡、土壤酸化、生物肥力下降、农产品质量安全这些问题,发展微生物肥料和农药对于提高化肥利用率,降低化肥使用量,改善土壤生态环境具有重要意义。他建议,“未来农用微生物产品要走药肥相结合、开发防土传病虫害制剂、结合农业有机废弃物的资源再利用等方向为主,走出一条重点明确、科学发展的新路径。”
微生物农药让作物有了“绿色守护神”
2015年1月7日,农业部公布了“一控两减三基本”的整体规划,计划到2020年,肥料利用率提高到40%以上,基本实现零增长;主要农作物病虫害绿色防控覆盖率达到30%,化学农药使用量实现零增长。在这样的背景下,如何研发绿色、环保、有机的肥料和农药产品,成为科研院所和相关企业的共同课题。
而微生物农药表现出的对人、畜、农作物和自然环境安全,不易产生抗性等特点,受到政府、市场和农民的欢迎,逐渐成为今后农药的发展方向之一。会上,与会专家介绍了芽胞杆菌杀线虫新制剂、真菌病毒抗油菜菌核病新制剂、植物免疫蛋白质农药的技术研发和应用情况。专家们认为,微生物农药表现出的对人、畜、农作物和自然环境安全,不易产生抗性等特点,受到政府、市场和农民的欢迎,逐渐成为今后农药的发展方向之一。将芽胞杆菌、真菌DNA病毒等制成生物农药制剂,强化其在微生物肥料和微生物农药中的应用,开发系列农用产品,对于发展现代农业非常有意义,这些微生物农药环保无害的特性,成为作物的“绿色守护神”,在解决粮食安全、食品安全、生态安全、环境安全中举足轻重。
微生物使有机废弃物“化作春泥”
我国每年的固体有机废弃物,包括畜禽粪便、餐厨剩余物、秸秆及作物加工废料等,大约有100多亿吨,被高效资源化利用的仅仅一小部分。而我国的养殖业蛋白质源极其缺乏,种植土壤的过度利用而贫瘠,急需高效功能性有机质加速改良,而发展生物质能源是缓解能源危机的途径之一。
农业部微生物产品质量监督检验测试中心副主任、华中农业大学张吉斌教授表示,固体有机废弃物在动物蛋白质营养、功能有机质肥料、生物能源的资源化利用是我国国民经济的重大需求,既保护了环境,又变废为宝,是一举两得的好事情。凌宁博士也认为,将我国每年产生的大量固体有机废弃物转变成能显著改善土壤肥力、促进植物生长、抑制土壤酸化、防控土传病害的高附加值全元生物有机肥料,成为我国农业生产和环境保护的巨大需求。
2019-09-27
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“微生物疗法”治污城区河湖——天意EM菌
通过一根粗粗的“针管”，将无色透明的液体注入污染水体，经过24小时的生物降解后，水质逐渐得到净化。目前，这种生物制剂已经运用到了通惠河、陶然亭湖和永定河的治污中。
喷洒生物制剂、铺设生物膜、投放鱼苗和水生植物等“生物疗法”，已让本市中心城区的124公里河道基本实现“不黑、不臭、无水华”。
初夏时节，通惠河东便门河段，绿荫倒映在水面，一片宁静怡然。“以前，这河又黑又臭，我们路过的时候都得屏住呼吸!”附近的居民告诉记者，短短一年间，通惠河就变了模样。
从黑臭到初步还清，秘密就在水面那只蓝色的小船上。
刚刚过去的周末，随着一场降雨，不少污水又裹挟着垃圾流进通惠河。在东便门河段，一只蓝色小船正缓缓划动，身穿黄色救生衣的工作人员手持一只大“针管”，向河中均匀“注射”着透明液体。这项治污技术的负责人张博鑫告诉记者，“针管”中无色无味的液体是一种生物制剂，可以把水中的污染物分解成氨气和水，为河水除黑除臭。
“喷洒生物制剂相当于把河道变成了一个小型的污水处理厂!”张博鑫介绍，工作人员用高压喷雾器向河道喷洒制剂时，河水扰动，起到推流曝气的作用。药剂随着河水缓缓流动，24小时后，水体就会由黑变清，臭味也渐渐消失。
据了解，通惠河是本市东部重要的排洪河道，承担着城市核心区八九成的排水量。因沿岸人口增长快，部分河段仍存在直排污水口。由于是排洪河道，管理部门无法通过种植水生植物来净化水质。多年来，河水一直存在脏臭的现象。
去年5月，城市河湖管理处开始用“生物疗法”。工作人员会根据水体的颜色、浊度、温度以及水质监测数据，计算治污所需的制剂用量。除了纳污量极少的冬季，工作人员每天都要摇橹4小时，喷洒四五百公斤生物制剂，为通惠河医治水污染。
除了通惠河二环至四环河段，这项生物技术还应用到了陶然亭湖和永定河的晓月湖、宛平湖。
去年夏天，陶然亭湖爆发水华，河水泛出浓浓的臭味，水面像涂了一层绿漆。“又黏稠又黑臭，完全看不出原来的模样了!”对当时的情景，河湖管理处的工作人员记忆犹新。向湖中注射生物制剂后，仅仅7天时间，水面上密密匝匝的水华就无影无踪了，陶然亭湖的水质也由劣五类提高到了劣四类，部分指标甚至达到了劣三类。
领略到“生物疗法”的奇效后，今年汛期到来前，本市河湖管理部门就提前动手了。
3月15日，工作人员开始向陶然亭湖中喷洒生物制剂，至今已3个月。“这段时间里，湖里一直非常干净，肉眼完全看不到水华。”张博鑫说，按照目前的药剂喷洒效果，炎炎夏日里的陶然亭湖也将重现“鱼戏莲叶间”的优美景致。
其实，喷洒生物制剂仅仅是众多“生物疗法”中的一种。瞧，在陶然亭湖边，一座高4米、长100米、宽10米的白色“大方块”里，也有许多治疗门道。
张博鑫介绍，这个“大方块”里整整齐齐码放着砖块等建筑垃圾，通过培育，让砖块上形成一层“生物膜”。“生物膜”上的微生物形成稳定的生态系统，可以有效吸收水中的氨、氮、磷等多余的营养物质，防止产生蓝藻、绿藻，从而净化水质。
除此之外，本市每年还向河湖中放养一两万斤鱼类、螺类，种植菖蒲、美人蕉等水生植物，增加生物多样性和水体自净能力。经过这些“生物医生”的悉心医治，本市124公里城市河湖已经基本实现“不黑、不臭、无水华”。
2019-09-27
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土壤微生物的功用——天意EM菌
有益土壤微生物除了转变有机质为肥分之外，它对促进植物生长贡献甚巨，其功用可略分如下：
分解有机物质：土壤中有机质必须经过微生物分解成可溶于水的营养分之后，才能为植物所吸收，同时微生物也必须靠这些物质分解时，取得能量与养分，才能大量繁殖以发挥其功能。此外，微生物分泌的各种有机养分及其代谢物也可供植物吸收。
土壤改良：微生物的繁殖除了可分泌大量多糖类黏液、促使土壤团粒化外，并可排出各种气体，包括二氧化碳、甲烷气。每1公克土壤之中，平均含有1亿个微生物体，其排出之气体与气压足以疏松土质、增进土壤空隙度与耕耘深度。丝状菌的大量繁殖，其菌丝之繁衍亦有助于土壤之改良。土壤微生物除了此类直接影响土壤物理性质的作用外，它并可分泌大量生化物质，包括胺基酸、核酸、糖类、活性酵素、抗菌物质、溶磷物质等等，以改良土壤生物性、化学性，并能抑制病原菌的增殖。
拮抗作用：微生物在土壤中的密度达到一定限度时，为了确保自己生存的环境，微生物将分泌一些对其他微生物之生存具有抑制作用的物质或方法，如噬食、寄生或杀菌物质、溶菌物质的分泌，此为“拮抗”作用，能够产生拮抗作用的微生物即称之为 “拮抗微生物”。在土壤微生物，如果含有足够的拮抗微生物，则土壤中，甚至于植物体中的病原菌即可减少，甚至灭绝，如此可减少农药的需求量，以期将来进入完全不用农药的有机农业、自然农业的境界。
造肥作用：空气中含有80%的氮气，但是这种气态的氮分子(N2)植物不能吸收利用，必须经过固氮菌的作用才能供给植物吸收。其实，整个大自然的氮气循环不已，称之为“氮循环”，植物吸收氮肥而成长，动物又摄食植物而成长，最后两者的尸体及动物排弃物，均需由微生物来将它腐化，其结果氮素以氨气的形态产生，此氨气又由亚硝酸菌和硝酸菌的连续作用而化为可供植物吸收利用的硝酸态氮，这些硝酸态氮的一部分由“脱氮菌”又将它游离进入空气中，这些空气中的游离氮再由“固氮菌”或雷雨的闪电力量转为植物可吸收的氮肥，植物又吸收而长大，如此一再地利用同样的一批氮元素在大自然中循环不已。
解决土壤硬化板拮：土壤中无机磷肥常与铝、铁、钙质结合成不溶性复合物，不溶于水，又造成土质硬化现象。大多数的土壤微生物都能分泌酸性物质以助磷质的可溶化，提供植物吸收，增进磷肥。
防止化肥流失：施洒在土壤上的化学肥料，大约有一半以上会随雨水或灌溉渗漏到地下水或流至河流及湖泊。河流或湖泊累积的肥料，可能导致水的优氧化现象，使得水中的藻类大量繁殖，因而破坏自然生态的平衡。假设土壤中有丰富的微生物，则可先行吸收这些化学成分，转化为菌体营养，当菌体死亡时再慢慢分解释放给植物利用，藉此一步步降低化肥流失所带来的生态耗损。
解除毒素：土壤中的有害气体如硫化氢、氨气等，一部分由有机物发酵时，大量发生，另外也有一部分由土壤中“嫌气性菌”，如“硫酸还元菌”的繁殖所产生，这些气体溶于水中接触根部，将毒害组织而造成烂根，同时使病害菌乘机侵入根部而造成病害，如立枯病、黑腐病、秋落、落果等等。土壤微生物群中，如光合成菌，它可利用硫化氢、二氧化碳、水及日光或热能，将之转化成单糖类及硫酸根，硫酸根与氨又可化合为硫酸铵成为植物的肥分，不但使硫化氢、氨气等等的毒素从泥水中消失，而且还能把它们转变成有用的肥分，一举两得，这就是有益土壤微生物的一大功劳。
由于微生物这些作用，土壤养分才能充分发挥它的效果，要培养大量有益微生物于耕地上，最先必须准备一个适合微生物生存繁殖的有机温床，耕地上不但必备微生物的粮食─有机物质之外，并须注意到土壤空隙度、保水性以提供微生物生存所需的氧气及水分。然后定期地补充综合微生物群，以维持有益微生物的菌群优势来对抗病原菌的侵入，发挥其造肥、抑病的效果。
2019-09-27
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微生态修复湖泊富营养化——天意EM菌
近年来，随着我国经济的迅速发展，排污量日益增加，加上长期以来人们对湖泊资源的不合理开发，大量含有氮、磷元素营养物质的污染物不断排入湖(库)，使水体的营养物质负荷量不断增加，造成水体富营养化。水体富营养化不仅对水体水质有严重影响，而且影响到周边水环境和人文景观。根据近几年的数据显示，我国湖泊富营养化非常严重且呈恶化趋势。2007中国环境状况报显示，28个国控重点湖泊中，满足Ⅱ类水质的2个，占7.1%;Ⅲ类的6个，占21.4%;Ⅳ类的4个，占;Ⅴ类的5个，占17.9%;劣Ⅴ类的11个，占39.3%。主要污染指标为总氮和总磷。在监测的26个湖泊中,重度富营养的2个,占7.7%;中度富营养的3个,占11.5%;轻度富营养的9个,占34.6%。因此,预防和治理湖泊的富营养化势在必行。仅仅依靠建立污水处理厂和制定严格的排放标准来减少排入水体的有毒有害物质是远远不够的，也是很被动的一种预防措施。随着水生态修复理论的不断完善和深入，近年来水生态修复技术发展较快。水生态修复技术是根据水生生态学及恢复生态学基本原理，对受损的水生态系统的结构进行修复，促进良胜的生态演替，达到恢复受损生态系统生态完整性的一种技术措施。 1水体富营养化的成因与危害 1.1水体富营养化的成因 富营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。在自然条件下,随着河流夹带冲击物和水生生物残骸在湖底的不断沉降淤积,湖泊会从贫营养湖过渡为富营养湖,进而演变为沼泽和陆地,这是极为缓慢的过程。但由于人类的活动,将大量工业废水和生活污水以及农田径流中的植物营养物质排入湖泊、水库、河口、海湾等缓流水体后,水生生物尤其是藻类将大量繁殖,使生物量的种群种类数量发生改变,破坏了水体的生态平衡。大量死亡的水生生物沉积到湖底,被微生物分解,消耗大量的溶解氧,使水体溶解氧含量急剧降低,水质恶化,以致影响到鱼类的生存,大大加速了水体的富营养化过程。目前判断湖泊富营养化一般采用的指标是:总氮含量大于0.300mg/L,总磷含量大于0.025mg/L,透明度小于25m,叶绿素a含量大于0.010mg/L。水体富营养化的形成主要受营养物质、溶解氧、气温、光照、水动力和底泥等因素的影响。 1.1.1营养物质。水体富营养化的根本原因是营养物质的增加。淡水水域藻类大量增殖的限制因子主要是磷，其次是氮，可能还有碳、微量元素或维生素。在适宜的光照、温度、pH值和具备充分营养物质的条件下,天然水中藻类进行光合作用,合成本身的原生质。有学者提出了藻类的经验分子式C106H263O110N16P1。这就是说，氮磷比按元素计为16：1;按重量计为7.2：1.0。当氮、磷比小于该比值时，氮将限制藻类的增长;当大于该比值时，则可认为磷是藻类增长的限制因素。但在一般情况下，水体中藻类能通过生物固氮作用从大气中获得所需要的氮元素，可利用的氮远比可利用的磷多同时,Leibig最小因子定律(Leibiglawofthem-inmium)指出：植物生长取决于外界提供给它的所需养料中数量最少的一种。由此可以认为,磷是控制湖泊藻类生长的主要因素。 1.1.2溶解氧。根据湖水中光合作用产氧和污染物氧化降解的耗氧过程可知，水体溶解氧下降有利于蓝藻的生长，而对其他藻类生长不利。当水体中氮磷过量富集，水中营养物质增多，促使自养型生物生长旺盛，特别是蓝藻和红藻的个体数量迅速增加，而其他藻类的种类则逐渐减少。鱼类等对藻类的消费能力赶不上藻类的繁殖速度，水中藻类越长越多，藻类生物集中在水层表面，光合作用释放出的氧溶解在水体表层，表层水面形成氧饱和溶液，从而阻止了大气向水体进行复氧。与此同时，大量死亡的海藻在分解时也要消耗水中的溶解氧，这样水中的溶解氧就会急剧减少，甚至可降至零，从而导致水中的鱼类等动物大量窒息死亡，水体生态平衡被破坏，水质恶化。 1.1.3温度和光照。温度和光照是影响藻类生长的最重要的物理因子。在一定范围内，藻类数量随光强及温度的增加而增加，并且温度的影响大于光强，在20~30℃的条件下，当光强从1000lx增加到4000lx时，藻类数量增加较快，4000lx以后渐趋平衡，在5000lx基本上达到最大值。如果光照和温度都较适宜，则藻类过量生长，水体可能产生富营养化。 1.1.4水动力。水体富营养化需要有合适的场所和缓慢的水流流态，一般多在湖泊、水库、河口、海湾、内海等水体内发生。缓流水体一方面不利于营养物质的扩散，加剧了营养物质特别是氮、磷的积累，为藻类的繁殖、生长提供了营养基础;另一方面，缓流的水体为一些较适应缓流水体的藻类如蓝藻、绿藻的生存提供了适宜的水力条件。我国大部分地区都属于大陆性季风气候，风力对水体的流动有很大的影响。在风力较适中的季节，由于受风力的作用，水流将从水体下部向上流动。在水体流动的过程中，底泥中的营养盐被水流搅起随水流进入水体，从而使水体中营养盐含量增加。在其他条件都适宜的条件下,藻类会大量生长,同样也会导致水体富营养化的产生。 1.1.5底泥。对许多湖泊的调查资料表明，在湖泊环境发生变化时，如入湖营养盐负荷量减少或完全截污后，湖泊仍然可以发生富营养化，甚至出现水华，这一现象在浅水湖泊中表现得尤为突出。究其原因，主要受湖泊沉积物的影响，在一定条件下，沉积物中的营养盐可能成为湖泊富营养化的主导因子。营养元素在水体及其底部沉积物间存在溶解、沉积动态平衡，外源性营养物进入水体后，通过物理、化学和生物学作用沉积到底泥中，而当水体营养物含量降到一定限度时，底泥中的营养物将重新释放到水体中。 1.2水体富营养化的危害 1.2.1对渔业生产的影响。水体富营养化危害水产养殖业。富营养化造成水体透明度降低，阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用和氧气的释放;同时，浮游生物的大量繁殖，消耗了水中大量的氧，使水中溶解氧严重不足，造成鱼类缺氧窒息死亡。有些藻类的分泌液或死亡分解后产生的黏液，可以附着在鱼虾贝类的鳃上，使它们窒息死亡。鱼虾贝类吃了含有毒素的藻类后，也会发生中毒死亡。 1.2.2对水生生态的影响。处于富营养化的水体，水体的正常生态平衡被破坏，原有的水生生物类群被打破，水生生物种类减少，多样性受到破坏。湖泊自身各种功能特别是生态系统严重退化，最后可能会使某些湖泊老化，成为生命力丧失的死水，甚至干枯死亡。 1.2.3对人体健康的危害。水体富营养化导致水体的水质下降，对人体健康产生很大的威胁。水质下降有时只表现为感官性状的变化，使水体变得腥臭难闻，如束丝藻属和鱼腥藻属呈现猪粪味，腔球藻属呈现烂草味，空球藻呈现鱼腥味;有时却可能含有致病毒素，如蓝藻门的不定腔球藻、铜绿微囊藻分泌的带毒性的物质可引起人畜消化道疾病。另外,富营养化水体中含有过量的亚硝酸盐和硝酸盐，人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水或食用这种水中生长的鱼、植物则会导致中毒、致病。 2水体富营养化的生物修复定义及目标 2.1水体富营养化的生物修复定义 生态修复本质是恢复系统的必要功能并使系统达到自我维持的状态。修复的目的是要再现一个自然的，能自我调节的湖泊生态系统，使其与所在的生态景观形成一个完整的统一体。针对具体受损的生态系统，找出目前环境条件的限制性因子，根据生态工程学原理，对系统实施种群组建或重建，恢复湖泊其原有的生物多样性，使其达到具备自我维持与自我调节的能力。该类技术的特点是修复措施与退化水生态系统紧密融合，对于我国浅水型湖泊的富营养化防治是一项应用潜力很大的技术。通过生物操纵或沉水植物重建，减轻营养负荷的再悬浮程度，促使藻型富营养化水体向草型富营养化水体演替，抑制蓝藻暴发，达到提高水质安全性的目的。 2.2水体富营养化的生物修复目标 湖泊富营养化治理一般应该遵循的路线是控源、生态修复和流域管理。控源包括流域上各种外源负荷以及沉积物释放所产生的内源负荷，这对浅水湖泊富营养化控制非常必要。在控源的基础上，进行以水生植物恢复为核心的生态修复工作。湖泊生态修复的目的，一方面是为了控制底泥内源污染，这在浅水湖泊中特别需要;另一方面是控制蓝藻水华。从技术上说，消除湖泊富营养化的关键还在于削减湖泊水体的氮、磷以及底泥有机碳和氮、磷的负荷，消除水 体中藻类疯长的基础，达到降低水体中藻类生物量、提高水体透明度的目的。以地表水和湖泊水水质国家标准为修复目标。环境管理部门要求控制3项基本指标：氨氮、全磷、透明度。通常把氨氮定在地表水Ⅱ类标准：0.500mg/L;总磷定在湖泊水Ⅲ类标准：0.025mg/L(地表水Ⅲ类标准可放宽到0.100mg/L);透明度定在湖泊水Ⅳ类标准：1.5m(地表水透明度无标准;富营养化湖泊水体透明度一般仅0.2~0.3m) 3微生物修复技术 微生物作为生态系统中的分解者，对污染物的去除和养分的循环起着很重要的作用。尤其当水生态系统中接纳大量的无机营养物质时，该作用尤其突出。通过对氮的氨化、硝化、反硝化作用，微生物驱动着水体中氮的生物地球化学循环;微生物还参与着有机磷的分解作用，可以促进水生植物的吸收利用。当氮磷浓度不断增加时，碳有可能成为新的限制因子，因此，高浓度的有机物也可能引起蓝藻暴发，依靠接种有益微生物菌株来加速碳、氮和磷在水体环境中的生物地球化学循环，并强化对这些营养物质的去除，可以作为生物修复中的一项重要手段。接种的微生物既可单独使用,也可作为植物修复的配套技术使用。目前在生物修复工程中大多应用土著微生物，一方面是土著微生物具有生物降解的巨大潜力;另一方面是，接种的微生物在环境中难以保持较高的活性。此外，考虑到安全性等因素，工程菌的应用也受到较严格的限制，引进外来微生物和工程菌时必须注意这些微生物对当地土著微生物的影响。在生物修复中被广泛应用的微生物还有高效降解菌，其大多系多种微生物混合而成的复合菌群，其中不少已被制成商业化产品。如光合细菌(PSB,PhotosynthetioBacteria),这是一类在厌氧光照下进行不产氧光合作用的原核生物的总称,它在厌氧光照及好氧黑暗条下都能以有机物为基质进行代谢和生长,因此对有机物有很强的降解转化能力，同时对硫、氮元素的转化也起了很大的作用。对比传统的处理工艺,利用基因工程菌对水体生物进行修复具有处理费用低、操作简便、二次污染小、生态综合效益明显、处理效果显著等特点。沈士德将基因工程菌用于治理徐州市黄河故道的富营养化水体,从试验可以看出,在消氮细菌和沉降细菌作用下，水中的COD、氨氮等指标值明显降低,随着水中藻类的减少和下沉，水体的浊度明显下降，从而改善了水体的景观。经研究认为,该方法经济可行,这对处理生活污水和小型湖库的富营养化起到了借鉴作用。 4结语 水体富营养化破坏了水体原有生态系统的平衡，给环境带来很多危害。对受污染的江河、湖泊、水库水体进行修复,是经济社会发展以及生态环境建设的迫切需要。生物修复技术投资少、运行方便、能耗低,是一条合理的水体污染治理路线。此外，应将湖泊作为一个有机的整体来对待，治理湖泊富营养化时，应避免采用单一的修复方法。水生植物修复、微生物修复及水生动物修复并不是相互孤立的，水体中任何生物种类的变化均会影响其他生物种群和数量的改变。因此，多种生物修复技术可以同时采用，或与其他修复技术结合使用，使其取得更好的处理效果。在运用生物修复技术对富营养化水体进行治理的过程中,也应考虑到物种间的相互影响和生态安全。
2018-06-08
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微生物农药研究受到各国的重视——天意EM菌
从生态学的角度引进和应用天敌微生物以临时抑制害虫;从化学角度，微生物杀虫剂有3个引人注目的发展方向。即从杀虫微生物的代谢产物中提取高效低毒杀虫物质，从而达到化学药物的效果;利用生物工程技术(如DNA重组技术、转基因等)发明出多种高效广谱的杀虫品系，提高杀虫效果。总之，作为公认的无公害“农药”中的微生物杀虫剂在本世纪将有更广阔的发展空间，将在控制农林、仓库害虫，维护生态环境等方面发挥巨大作用。 化学农药弊端已越来越突出。其在自然界中的残留已严重污染环境;食物中的累积正在影响人们身体健康;其非特异性的作用方式，不只杀死害虫，也大量杀伤害虫天敌和有益生物，对生态平衡的破坏日益严重。为了维护环境，维护生态和人类健康平安的需要，开发和使用微生物农药成了农药工业发展的一个方向。随着现代生物技术和基因工程的发展以及它农药中的应用，生物农药的兴起已成为历史发展的趋势，而高效、低毒、无残留的微生物防治和生物农药已成为农业生物工程研究中最为活跃的领域之一。近十多年来，由于各国的重视，生物农药研究和生产都有了很大的发展化学防治随着时间的推移。 由于生物遗传工程技术的迅速发展，近些年。微生物杀虫剂的研究又取得了长足的进展。目前对Bt研究工作主要是：开发可使通常的Bt基因表达出不同寄主谱的接合体菌株;将具不同寄主谱的Bt互相融合在一起的融合蛋白质的构建;直接修饰特定区域以改善或扩展寄主谱;开发能够表达Bt基因的转基因微生物或转基因植物。对真菌则是有效地改进制备方法。病毒还只能通过活体培养进行生产，其产量因受虫源的限制一般很低，而新的生物技术将使病毒制剂生产采用游离细胞培养的方法，使产量和质量都有所提高。对病毒的研究，目前遗传工程的主要注意力集中在引入可编码具有杀虫作用的神经毒素、肽、激素或酶的NPV病毒基因，或删除能延长被侵染幼虫生命的基因等以加快毒杀速度和扩大寄主范围。遗传工程技术的应用，既能克服已有的微生物杀虫剂的一些主要缺点，又能保管对人类、非靶标生物及环境安全的特性，但通过其改进所能达到水平还要取决于人们对这些病原微生物复杂性的认识水平，如果病原体的结构越简单，对其结构知道得越多，那么利用遗传工程改造就越容易。微生物杀虫剂是利用微生物的活体制成的自然界，存在着许多对害虫有致病作用的微生物，利用这种致病性来防治害虫是一种有效的生物防治方法。从这些病原微生物中筛选出施用方便、药效稳定、对人畜和环境安全的菌种，进行工业规模的生产开发，从而制成微生物杀虫剂。 微生物杀虫剂在应用中也存在一些问题。如杀虫效果慢，当然。不具备化学农药用量少、见效快的特点，短期内不易被人们广泛接受;受环境影响大，湿度、温度、雨水等均影响药效;由于生产技术含量高，生产利息和应用利息要高于化学农药;科研机构和企业的关系不够密切，科研与生产严重脱节，结果造成研究单位的新效果和新技术转化为商品的速度缓慢，很多具有应用前景的品种和半成品被束之高阁，不能成为市场上需要的商品;农民技能差，缺乏消费、环保意识，接受新技术慢也是制约微生物杀虫剂发展的重要因素等等。(安珊)
2018-06-08
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