生物技术及应用篇1
[关键词]冬季；设施农业；秸秆；生物反应堆
建平县位于辽宁西北部，它是一个干旱缺水，生态环境十分脆弱的农业大县。为了改善相对薄弱农业基础条件，只有发展特色设施农业，走生态与经济协调可持续发展之路，才能适应当前和未来经济社会发展需要。但是由于生产上长期连作，过量施用化肥而导致土壤盐渍化、板结、有机质含量下降、土传病害日趋加剧，使农产品产量和质量不断下降，效益降低。此外，冬季棚内地温低、二氧化碳高缺等因素影响，大大降低农产品质量和产量，这些就严重制约了设施农业高效与可持续发展。而秸秆生物反应堆技术充分运用到设施农业生产上，就能解决以上弊端。因此，本文向大家具体介绍秸秆生物反应堆技术及应有效果。
一、秸秆生物反应堆技术要点
秸秆生物反应堆技术是指在温室或大棚设施农业生产的低温季节，利用微生物分解玉米等秸秆过程中，产生作物生长所需的热量、二氧化碳及释放有机物速效养分的生态技术。其技术形式有：畦下内置式、畦间内置式、外置式。在作物定植前将秸秆埋在栽培畦下，或者在作物定制后埋在栽培畦之间，我们现在主要介绍畦下内置式，因为此技术形式通常适用于秋冬和早春季节栽培，具体操作技术要点如下：
1.挖反应堆沟
畦下挖反应沟，要求于冬季日光温室蔬菜定植前在种植畦下挖沟，熟土翻向两边，沟槽宽度等于棚室作物定植行的宽度，一般为50～80cm；槽沟长度与行长相同，也可稍长出10cm左右；挖沟深度为20～30cm，前底角适当深一些，便于灌水。
2.拌菌种
在使用前5～24h，将菌种与麦麸1：10比例，拌匀后加水，一般在拌菌剂的水中加入尿素50～70g。加水量以手握紧，手指缝渗水但不成流为宜。然后避光堆积发酵备用，亩用菌量种8～10kg。如果菌种当天用不完，应平摊放于避光或阴凉处，降温放热，存放时间不宜超过24h。
3.放秸秆
在我们建平县主要应用玉米秸秆，每亩用量3000～4000kg，即5～7亩地玉米秸秆，以铺满槽沟，踩实为宜。畦沟两头秸秆要露出10～15cm，便于灌水和通气，然后在秸秆上施农家肥，亩施1000kg，防止菌繁殖争肥脱肥，叶小色淡，空洞及果穗见差异过大。
4.撒菌种
将发酵好的菌种均匀撒在秸秆上，1kg菌种加入50g尿素，并用铁锨轻拍秸秆，使菌种与沟槽各部位秸秆均匀接触，并且能渗透到下层秸秆上。
5.覆土做畦
先填少量土在秸秆上，用铁锹拍打，使土和肥落入秸秆空隙中，以防畦面下沉和秸秆发酵分解过快。拍实后反应堆上层覆土厚为20cm左右，经过踩实后做畦。使畦高25cm左右，畦面要拍打平整。
6.浇足沟水
建平地区冬季日光温室蔬菜生产，茄子和尖椒在9月中旬开始定植，西葫芦在9月下旬定植，黄瓜在10月定植。一般在日光温室作物定植前5d左右，向反应堆内秸秆灌足水，完全浇透秸秆，以上层所覆盖的土洇湿为准。浇水后如果畦面不平可继续调平。
7.打孔
秸秆浇水后4～5h要及时用直径14号钢筋按20cm见方打孔，打孔尽量从畦肩两侧斜插入，不宜在植株间或两行间打孔，以防治根系受到发酵过程产生气体伤害，也防治地上叶片受到氨气危害。深度以穿透秸秆层，打到沟底，以利于进入氧气，促进秸秆发酵转化，才能不断地产生二氧化碳并由孔排出。以后每次浇水后也要错开上次位置打孔，在作物整个生育期均应保持气孔通透。
8.合理定值
可浇水前定植，也可浇水后7～15d定值，但应尽量宜早不宜晚，定植密度比常规降低10%左右，以防治徒长。
9.覆膜
冬季低温宜用白色塑料膜，可采取定植前覆膜或定植后覆膜均可，地膜采用畦覆盖，不要在垄上对缝条膜覆盖，以防底叶受到气害。低温严冬覆盖白色透明膜，最好棚内采用滴灌。
二、秸秆反应堆技术注意事项
1.棚室应用秸秆生物反应堆技术时，不要在反应堆内施用杀菌剂，以免杀死发酵菌，影响反应效果。
2.为了保证温室作物有更大的增产幅度，应注意及时进行适当追肥。
3.一旦出现地温偏高现象，就立即向畦面浇水，停止打孔，并加大棚室放风量，以免影响根系发育，导致植株徒长。
4.适当降低激素浓度，因为应有生物反应堆技术的棚室地温气温较常规栽培的地温气温偏高，番茄蘸花时激素浓应比平常适当降低。
生物技术及应用篇2
【关键词】生物工程；技术特征；应用趋势
1引言
近些年科学技术迅速发展，生物工程技术也不例外，一波又一波的信息革命浪潮激起。生物工程技术依托生命科学与生物技术，发现前景不容忽视。我国生物工程技术快速发展，突破一个又一个的技术障碍，随着划时代的“工作框架图谱”的完成，生物工程技术已经步入新的阶段，直接影响到人们的生活与工作方式，本文就此展开论述。
2生物工程技术特征概述
生物工程技术又称为生物工程，以分子生物学为基础、构建新的生物类型或新生物技能的使用技术，也是有效结合现代生物科学与工程技术的产物。其特征主要表现为以下特征：（1）大科学工程特征，20世纪80年代中期基因组的研究开始，生物工程技术研究自此进入大科学运作方式。基因组研究的主要代表就是人类基因组，研究对象非常复杂，需要在整体角度破解遗传信息，因此采用其他学科运作方式；（2）高技术特征，主要表现为高知识层次的人才与先进技术手段，生物工程技术作为新兴产业，在疑难病症领域有着广泛应用，有效控制威胁人类生命健康的重大疾病；（3）高投入特征，生物工程技术投入庞大，投资主要用于研究新产品、建设厂房及配置设备仪器；（4）长周期特征，生物工程技术项目从研制到转化有着很多环节，每个环节都有繁琐的审批程序，加上产品培养与市场开发难度较大，因此开发周期较长；（5）高风险特征，现产品投资到临床试验、上市等，一个复杂的巨大系统工程，任何一环节出现问题就会影响整个项目。
3生物工程技术应用分析
21世纪高新技术的核心就是生物工程技术，可以有效解决人类社会面临的各类重大问题，比如食物、环境及资源等。世界各国经济发展的都向生物工程技术及产业倾斜。其应用主要表现在以下几方面：
3.1农业方面
国际农业生物工程技术迅速发展，有助于改善农业产业结构与增加作物产量，受到各国政府与科学家的重视。其中研究最深与最广的就是转基因技术，该技术直接将目的基因导入动植物体内，改良家畜、家禽及农作物品种，获得高产、优质的新品种，提高资源利用效率降低成本。抵御各种虫害，自然环境的影响对于农作物也是有一定的影响，也可以让其进行改善。今后生产效率也将要依靠它来提高。
3.2海洋方面
有效结合海洋生物学与生物工程技术，形成新的海洋生物工程技术。海洋生物工程技术的主要作用时提高海洋生物资源利用率、有效改善海洋生物品种、提高海洋养殖产量与质量，获得具有特殊药用与保健价值的生物活性物质，因此人们对其越来越重视，很多沿海国家将其作为自己的研究重点，上升到战略层次，为社会稳定与经济发展贡献一份力量。
3.3轻工方面
生物工程技术应用的主要领域就是轻工与食品行业，主要表现为三方面：农副原料利用生物工程技术直接加工成商品，常见的比如酿酒、发酵行业等；以生物工程技术为基础发生二次开发利用产业，比如高果糖浆等；最后传统工艺存在某些不足的地方，利用生物工程技术进行改造，有效解决传统工艺不足的地方，降低成本与资源消耗，促进产品质量的提高。
3.4医药方面
生物技术及应用篇3
关键词遗传标记;生物技术;应用
abstractasthebiologicalscienceandbio-technologydeveloping，geneticmarkers，particularlymolecularmarkersareincreasinglywidespreadinbiologicalresearch.inthisarticle，thedevelopmentandclassificationofgeneticmarkerswerediscussed，andtheapplicationinbiotechnologywasintroduced.
Keywordsgeneticmarker;biotechnology;application
遗传和变异作为生物的重要特征之一，决定着生物的生存和进化。在对物种的遗传和变异进行研究的过程中，遗传标记(Geneticmarker)是指那些表现变异性，且遵循简单遗传方式的性状或物质，是非常重要的任何遗传分析都不可缺少的工具，其作为遗传物质特殊的易于识别的表现形式，可以用来研究基因遗传和变异的规律[1]。
1遗传标记的发展
19世纪60年代，mendel以豌豆为材料，详细研究了豌豆的7对相对性状的遗传规律。由于这些性状都具有典型的外部形态，很容易识别，从而构成了最早的遗传标记，即形态学标记，由此奠定了近代遗传学的基础。1900年以后，morgan等将mendel所称的“遗传因子”(inheritedfactor)的行为与细胞核内染色体的行为相联系进行研究，导致细胞遗传学的诞生，从而使细胞学标记得到应用。随着生物学各个分支学科的发展，遗传标记从可见形态的表现型扩展到生理、生化、细胞、发育和免疫等多个方面，但所有这些标记都是从生物学方面进行判别。1941年Beald和tatum通过研究红色面包酶的生化突变型，提出了“一个基因一个酶”的假说，创立了生化遗传学，这也是第1个将生化标记用于遗传多样性分析的实例。生化标记在50年代末60年代初被大量应用。同工酶标记的兴起，使遗传标记的识别突破了活体形式，但仍然没有突破表达基因的范围。1953年，watson和Crick提出了Dna分子结构的双螺旋模型，宣布分子遗传学时代的到来。1974年，Grodzicker等首次提出Dna限制性片段长度多态性(RFLp)可以作为遗传标记，开创了直接应用Dna多态性作为遗传标记的新阶段。1985年mullis等发明了聚合酶链式反应(polymerasechainreaction，pCR)，使直接扩增Dna的多态性成为可能，随着pCR的迅速发展，又产生了各种新型的分子标记，从而使遗传标记进入了一个日新月异的发展阶段[2]。
2遗传标记的分类
2.1形态学标记
形态学标记是最原始的生物性状遗传标记，是指肉眼可见的生物特定的外部特征特性。经过遗传学家的努力，已建立了许多形态标记的遗传图谱，但需要寻找或人工诱变突变体。这就使形态标记构建时间变长，并且这种标记易受环境影响，突变对有利形态标记会产生不利影响[3]。
2.2细胞学标记
随着遗传学和细胞学的发展，人们将遗传现象与染色体结合起来。染色体数目及结构的变化常常引起表型的变化，因此染色体的变化可以作为一种遗传标记。
2.3生物化学标记
1952年neilands首次结晶出2种类型的乳酸脱氢酶，并证实它们为同工酶，即它们是来源相同、催化反应性质相同而分子结构有差异的酶蛋白分子。不同的同工酶所带的电荷不同，可通过电泳分离，并经与底物反应或染色，检测它们的存在与否和分子质量的大小，因而可作为遗传标记。但在植物的群体研究中，仅有10～20种同工酶表现出位点的多态性[4]。
2.4免疫学标记
免疫学标记是以动物个体的免疫学特征为遗传标记。早在1900年，ehrlich和morgenroth指出山羊红细胞表面存在抗原，并证明这些抗原具有个体差异。20世纪80年代初，人们转向白细胞抗原的研究，即主要组织相容性复合体(mHC)，根据个体淋巴细胞抗原特异性，研究品种间、个体间的性状差异，并应用于遗传育种[5]。
2.5分子标记
生物体之间的差异本质上是Dna水平上的差异。以Dna多态性与性状间的紧密连锁关系为基础遗传标记，是性状基因的真实反映，能在不同发育阶段对不同组织Dna进行检测分析。分子标记具有以下优点:直接以Dna的形式出现，不受环境和其他因素的影响;多态性几乎遍及整个基因组;表现为中性标记;不影响目标性状的表达，与不良性状无必然连锁;有许多分子标记为共显性;部分分子标记可分析微量Dna样品[6]。
3遗传标记检测技术的分类
Dna分子标记检测技术大致可分为3类:第1类是以电泳技术和分子杂交技术为核心的分子标记技术;第2类是以电泳技术和pCR技术为核心的分子标记技术;第3类是以Dna测序为核心的分子标记技术。
3.1以电泳技术和分子杂交技术为核心的分子标记
3.1.1限制性片段长度多态性(RestrictionFragmentLengthpolymorphism，RFLp)。RFLp是利用放射性同位素标记(如32p)或非放射性标记(如地高辛标记)探针，与转移于支持膜上的总Dna(经过限制性酶消化)杂交，通过显示限制性酶切片段的大小，来检测不同遗传位点变异(多态性)的一种技术。
3.1.2Dna指纹(Dnafingerprinting)标记。Dna指纹标记是以重复序列为探针进行分子杂交，由于不同基因型中的重复次数不同而产生多态性的分子标记。目前常用的Dna指纹标记主要有微卫星Dna(microsatelliteDna)标记和小卫星Dna(minisatelliteDna)标记。
3.2以电泳技术和pCR技术为核心的分子标记
pCR技术问世不久，便以简便、快速和高效等特点迅速成为分子生物学研究的有力工具，尤其是在Dna分子标记技术的发展上更是发挥了巨大作用。根据所用引物的特点，这类分子标记可概括为3种类型:
3.2.1单引物pCR标记。是以一个寡核苷酸序列为引物，对基因组Dna进行pCR扩增来鉴别多态性Dna的过程。其代表性技术是RapD。随机扩增多态性Dna(RandomamplifiedpolymorphismDna，RapD)是以寡核苷酸序列(通常为10个核苷酸)为引物，对基因组Dna随机扩增，从而得到多态性图谱作为遗传标记的方法。
3.2.23′端具有选择性的双引物pCR标记。该类最典型的技术为扩增片段长度多态性(amplifiedfragmentlengthpoly-morphisms，aFLp)。其基本原理是利用一个在基因组Dna中酶切位点少的内切酶和一个内切酶位点多的内切酶组合，对基因组Dna进行完全消化，再使用双链人工接头与酶切片段的粘性末端连接作为反应模板，先进行预扩增，之后再进行选择性pCR扩增，最后通过变性聚丙烯酰胺凝胶电泳展现其多态性[7]。
3.2.3基于特异双引物的pCR标记。切割的扩增产物多态性序列(Cleavedamplifiedpolymorphismsequence，CapS)标记是指pCR产物经限制性内切酶消化后所表现出的Dna片段长度的变异，表现为共显性遗传。特异引物序列来自基因数据库、基因组或cDna克隆以及已克隆的RapD条带等。
3.3以Dna测序技术为核心的分子标记
随着人类基因组研究计划的深入和Dna自动测序技术的不断改进，以Dna序列为核心的分子标记也孕育而生，其中最具代表性的是表达序列标定标记(expressedsequencetags，eSt)。eSt标记主要是在cDna文库中随机挑选克隆，并进行单向测序(Singlepasssequencing)生成的250～400bp的核苷酸序列片段。由于etS来源于cDna克隆，因此部分反映了基因组的结构及不同组织中基因的表达模式[2]。
4遗传标记的应用
4.1遗传图谱的构建
一般步骤包括:选择用于作图的遗传标记;根据遗传材料的多态性确定作图群体的亲本和组合;培育具有大量遗传标记处于分离状态的群体或衍生系;作图群体中不同个体和品系标记基因型确定;标记之间的连锁群的构建。
4.1.1经典遗传图谱。经典遗传图谱构建理论基础是染色体的交换和重组。用重组率来揭示基因间的遗传图距，其单位用厘摩(centimorgan，cm)表示，1个cm的大小大致符合1%的重组率[8]。
4.1.2分子遗传图谱。在高等植物中，RFLp最初用于已被经典遗传学比较详细研究的一些作物的遗传图谱的构建，如玉米和番茄[9-10]。对样品提取所得Dna采用多种限制性内切酶处理，对所有探针在亲本间的多态性进行检测。aFLp能够揭示大量的多态性位点，可以弥补传统的RFLp标记多态性低的缺点，特别是对于没有很多Dna序列的物种来说，利用其近源种的Dna序列(包括eSt)而发展的其他分子标记结合aFLp标记，构建高密度的遗传连锁图是非常有效的一种策略[11]。
4.2基因定位
基因定位是遗传学和育种学研究中的重要内容，也是基因克隆的基础工作。目的基因的定位一般要经过初步定位和精细定位2个过程。目的基因的初步定位是利用分子标记技术在一个目标性状的分离群体中把目的基因定位在染色体的一个区域内。在初步定位的基础上，利用高密度的分子标记连锁图对目的基因区域进行区域高密度分子标记连锁分析，以便精细定位目的基因。
5小结
动物遗传标记是随着人类对基因由现象到本质的认识而由形态标记向分子标记逐步发展的过程，技术手段由复杂、高成本向简便、低成本转变。各个阶段的遗传标记方法，各有其优缺点和使用范围。随着分子生物学技术的深入和完善，遗传标记手段必将逐步改进，为遗传学研究和遗传育种起到巨大的推动作用。
6参考文献
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[6]王关林，方宏筠.植物基因工程[m].2版.北京:科学出版社，2002.
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[8]刘杰，何德，李永红.林木遗传图谱构建的研究进展[J]生物技术通报，2008(1):38-41.
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生物技术及应用篇4
关键词大棚；秸秆生物反应堆技术；应用效果
中图分类号S216.2文献标识码B文章编号1007-5739（2012）17-0189-01
秸秆生物反应堆技术，是一项全新概念的农业增产、提质的有机栽培理论和技术，与传统的农业有本质的不同，该项新技术可解决设施蔬菜土壤连作障碍问题，提高蔬菜的产量、改善蔬菜的品质[1-2]。目前在蔬菜生产中，由于环境污染和菜农滥施、乱用化肥及农药，导致蔬菜产品中有害残留物质超标，严重威胁着人民群众的身心健康，蔬菜残留问题已成为各界人士关注的热点问题。为提高蔬菜产业层次和产品质量，从2010年开始，秦都区开始在大棚蔬菜上示范“秸秆生物反应堆技术”，通过2年的应用，认为该技术能够改善作物生长环境、促进作物的生长发育、提高光合效率，进而获得高产、优质、早熟的蔬菜产品，是一项先进的栽培技术，在大棚蔬菜上应用潜力大，应大面积推广[3-4]。
1大棚秸秆生物反应堆技术
大棚秸秆生物反应堆技术的推广以行间内置式为主，一般1个80m长的大棚，需要秸秆3t、菌种8kg、麦麸120kg。在棚内大行内起宽40～50cm、深20～30cm的沟，沟长等于行长，沟内铺放厚为30cm的秸秆。使用当天按菌种1kg掺麦麸15kg、水13kg，三者拌合均匀，堆积4～5h后，将拌好的菌种按每沟的用量均匀地撒在秸秆上，然后用锨振拍1遍，使菌种进入秸秆层中，再将沟两边的土回填于秸秆上，回填土层厚度15～20cm，每沟两头露出秸秆长10cm。然后浇大水湿透秸秆，待2～3d后，在距蔬菜苗10cm处，用14#钢筋按30cm×20cm打孔，孔深以穿透秸秆层为准。
该技术进行疫苗处理时，一般按照植物疫苗1kg掺麦麸20kg、水18kg比例，混合拌匀，摊放在阴暗处或室内，厚度8cm，冬季放置4～5d、春秋季放置3～4d、夏季放置1～2d即可使用。定植时接种的，按每穴疫苗用量均匀放入穴内，并与土壤掺匀，然后放苗覆土，浇水，后隔3～4d再浇1次水即可。生长期接种的，在每株苗的根际周围起土，厚为5～8cm，使部分根系露出并有断根或破伤，再按每株一把疫苗均匀撒接根区，接着盖土浇小水，以浸湿接种处而不太湿为宜，后隔3～4d再浇1次水。以后转入常规管理。需要注意的是，大棚在使用植物疫苗后1个月内，不能使用化肥和农药。
2应用效果
2.1防病效果显著
从2009年12月至2010年4月试验棚防治霜霉病、灰霉病、白粉病等合计9次，而未采用秸秆生物反应堆技术的大棚防治次数达到18～20次。相比较，应用秸秆生物反应堆技术大棚防治次数少，节约成本，农药成本可降低3000元/hm2。秸秆生物反应堆技术使用的菌种的活性较高，在发酵的过程中，可产生大量的有益菌种，对多种致病菌产生抑制作用，从而对病害尤其是土传病起到了较好的预防效果。
2.2减少化肥使用量
与常规种植的大棚相比较，使用秸秆生物反应堆技术的番茄大棚化肥施用量减少3000kg/hm2左右。分析其原因，可能是经过后者的技术处理后，秸秆在微生物的分解作用下变成营养元素，作物易吸收，并有大量的有机质产生，对土壤中被固定的营养元素起到了较好的活化作用。该技术大量使用秸秆，开辟了秸秆利用途径，降低了因秸秆的焚烧而产生的环境污染等问题。
2.3提高作物产量和品质
以番茄为例，使用秸秆生物反应堆技术的大棚较常规种植的大棚增产8310kg/hm2。推广应用秸秆生物反应堆技术后，大棚在冬季放风较少的情况下，通过秸秆发酵产生的二氧化碳可以满足大棚作物光合作用的需要，促使叶片长势肥厚。与采取常规种植方式的大棚相比，采用该技术的产量可提高8.2%，由于化肥和杀菌剂施用量的降低，后者产生的番茄口感明显优于前者。
2.4提高棚内气温与地温
与采用常规方式种植的大棚相比，使用秸秆生物反应堆技术的大棚棚内温度较高。上午，采用秸秆生物反应堆技术的地温高3.15℃、气温高1.25℃；中午，气温相同、地温高4.8℃；下午，气温高2.85℃；晚间，气温高2.45℃、地温高3.1℃。平均每天的气温高1.65℃、地温高3.81℃，可见秸秆产生的热量多，棚内增温效果明显。
2.5减少浇水次数，延长生育期
与采用常规方式种植的大棚相比，使用秸秆生物反应
堆技术的大棚的浇水次数减少4次，节约了人力、物力。尤其是在深冬季节，应用秸秆生物反应堆技术可以贮存大量的水分，能够满足番茄根系的生长需要，减少了浇水的次数，有效地降低了棚内空气的相对湿度。采用秸秆生物反应堆技术还可延长番茄生育期，一般可延长25d。
2.6提高棚内二氧化碳浓度
应用秸秆生物反应堆技术的大棚，经菌剂反应60d后测量，棚内二氧化碳浓度为6500μ/L、外界为350μ/L，而未使用秸秆生物反应堆技术的大棚为1000μ/L。很明显应用秸秆生物反应堆技术的大棚二氧化碳浓度高于其他棚，采用该技术的植株节间短而粗、叶片厚、表面有光泽、叶色深，这些现象说明棚内二氧化碳浓度高，光合作用强。
3结语
采用秸秆生物反应堆技术，可使大棚内二氧化碳浓度提高5倍左右，在最冷的季节可使棚内气温提高2～3倍，地温提高3℃左右；并且该技术的应用大幅度地减少了化学农药和化肥使用量、浇水次数，降低了生产成本，提高产量约8310kg/hm2，投入产出比约为1∶10，同时提升了品质，收到了良好的经济效益和社会效益。
4参考文献
[1]郭强.秸秆生物反应堆建造技术[J].现代农业科技，2012（4）：267.
[2]杨秋莲，徐全辉.秸秆生物反应堆对温室气温和二氧化碳浓度的影响[J].安徽农业科学，2011（10）：5971-5972.
生物技术及应用篇5
【关键词】计算机技术生物医学心电监护应用
计算机技术在生物医学领域中的广泛应用逐渐成为必然趋势，能够及时完成医学图像的生成与处理、生物信号的测量及传输等工作。在心电监护中的应用则是通过计算机技术处理生物信号，从而及时有效的对检测结果处理并分析，同时针对患者的病情快速诊断，有助于提高治疗效率，特别是在远程心电监护领域中的应用前景十分广阔。
1计算机技术在生物医学领域的应用分析
1.1控制与测量
计算机技术属于现阶段生物医学中的重要技术，通过计算机可以对人体的生命特征作出生物量、化学量及物理量等多方面的检测与分析。计算机的控制技术在生物电子学中的发展值得关注，最具代表性的就是生物传感器的研究，现阶段已经向着微型化与集成化的方向发展；同时还包括对微弱生物信号的检测、抗干扰的研究、植入式测量与控制系统的研究、生物遥测与遥控技术的研究等。
1.2成像与处理
伴随着新型计算机的出现，X-Ct的问世象征着电子计算机技术和传统医疗技术的相互融合，由此推动了现阶段医学领域影像诊断技术发生的革命性变革。生物医学图像成像技术包含着电阻抗断层成像技术、电生理成像技术、光学Ct、三维图像分析等。
1.3监护与监测
监护系统主要是由传感器、信号处理器及诊断与治疗系统组成，其中也有相应的记录报警装置。计算机检测系统可以把对患者的部分信息参数提供给医生，使他们获取到相应的医疗方案，并以此作为重要的依据。监护技术中涉及到医学微弱信号的检测与提取技术、信号的处理与特征提取技术、医学信号的综合分析技术。
1.4生物芯片
生物芯片在二十世纪八十年代提出，最初的定义为分子电子器件。主要是将生物的活性分子和有机功能分子组建出的微小单元实现对生物信息的收集、存储和分析的生物计算机。在二十世纪九十年展迅速，生物芯片可以汇集大量的信息资料，从而进行生化反应，对蛋白分子、活体细胞等进行分析并处理。
1.5微型医疗器械
微型医疗器械主要是以毫米为测量单位，此类设备用于清除动脉阻塞，可以及时杀死癌细胞，对体内病变进行监视等，比如水槌式微型机械、微型镊子及二极管激光等。
2计算机技术在心电监护中的应用分析
心电信号是人类最早研究并应用至临床医学上的生物电信号，因此属于当前生物医学领域中重要的研究对象。当前，心电监护系统的要求不仅仅停留于显示病人的心电波形，更加关注的是通过计算机的处理和分析功能，有效的整合各种生理参数的检测结果，让医务人员及时的作出相应判断，对心电监护的实时性与有效性理智分析，从而提升准确的分析能力，让计算机技术为处理核心的多种心电监护仪器成为研究重点。
2.1分类
远程心电监护就是利用计算机技术、通信技术及电子技术等实现心电图的监测，从发展历程上分析，远程心电监护系统包含着Holter系统、ttm系统、心电遥测监护系统。其中，心电遥测监护系统能够提升检测的实时性，但是会抑制病人的某些活动，并且难以进行长时间的监护。即便心信号可以实时的反映到遥测分析系统中，但是受到通讯、医疗电子仪器广泛应用的影响，使其抗干扰能力较差。
2.2模式
当前，无线遥测心电监护主要是建立在红外、GSm及GpRS等无线模式上，伴随着移动通信技术的蓬勃发展，实现了人们大范围的通讯便利，建立在移动通信技术基础之上的远程无线心电监护也备受关注，成为了当前远程心电监护系统的研究重点，特别是目前第四代移动通信技术的发展。建立在GSm移动通信网GpRS功能的远程移动心电监护系统，可以及时对心电信号进行监测，同时还能实现网络共享，体现出良好的临床应用价值。
2.3问题
现阶段，无线遥测心电监护虽然具备良好的应用前景，但是存在的诸多问题不容忽视。比如，对于某些具有突发性和危险性的心脏病患者，系统的时效性发挥不明显，导致救护不及时。这就需要系统具备最基本的实时自动分析功能，严格杜绝漏检、误判等弊病。伴随着科学技术的进步与发展，医学技术也在进一步提升，无线遥测产品的市场前景良好，因此无线遥测技术成为了监护产品竞争中的重要因素。应该采取先进的无线射频技术，通过开放统一的网络传送病人的相关信息，在保障性能的同时，提升系统的通用性、兼容性、抗干扰性，由此推动远程监护、远程医疗的应用。新型的嵌入式系统实现了先进计算机技术与心电监护的融合，在软硬件的高效设计下，提升了系统的便捷性、高性能，适合用于对成本、功耗、体积等方面严格要求的便携式无线遥测监护设备，在现代社会，逐渐成为便携式多参数监护仪应用领域中的研究重点。
3结语
计算机技术在当代生物医学和心电监护中的应用前景良好，大大提升诊疗效率的同时，满足了当前对于实时性的需要。伴随着计算机技术的蓬勃发展，生物医学和心电监护更好的迎合了时代的发展需求，通过嵌入式、无线通信技术、网络技术等支撑作用，促使未来监护系统的市场主流向着模块化、网络化、人性化的方向发展。
参考文献
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生物技术及应用篇6
【关键词】生物技术及应用；高职高专；专业建设改革
生物技术及应用专业以生物技术产品开发和应用为核心，培养从事生物技术产品开发应用、检验分析、技术监督、生产管理等工作的高级技术应用性专门人才，目前在我国高职院校中属于比较热门的专业之一。但是，我国的高职院校生物技术类专业办学时间较短，尚不足10年，属于一个非常年轻的专业。同时，近几十年来世界范围内生物技术产业始终处在一个高速发展的时期，这都使得我国高职院校的生物技术类专业建设速度一直滞后于产业发展速度。
1存在的问题
1.1教学内容选取不得当
从教学内容上看，目前高职院校中存在着“唯学”型课程体系和“唯工”型课程体系两种偏颇的教学内容选取倾向。“唯学”型课程体系倾向只注重高等教育中的“学科性”、“系统性”，而忽略了其“职业性”的特征。“唯工”型课程体系倾向只注重单纯技术性培训，课程设置和教学内容缺乏一定的深度和广度。
1.2教学手段不够丰富
从教学手段上看，黑板式教学仍然占据较大比例，使得学生认为枯燥乏味。多媒体课件主要是ppt形式，虽然可以在一定程度上展示教学内容，但是缺少最新的行业企业真实案例，更加缺少工厂车间的工作录像，使得学生较难以理解所授课程内容，学习兴趣、主动性都较差。
1.3实践项目内容陈旧
一些综合性、生产性强与职业岗位所需能力吻合度较高的实践技能训练项目，由于涉及发酵工程基础、发酵食品生产技术、发酵设备与维护、生物分离纯化技术多门课程，在实践教学设计中往往很少开设。涉及基因工程、细胞工程、酶工程技术改造传统菌为工程菌的一些实践项目，由于技术难度大、耗材成本高、设备价格昂贵等原因也往往被取消。
1.4硬件设备配置不合理
由于生物技术专业办学时间短，专业涉及面繁杂，有医药、食品、化工、农业、能源等多个领域，有些学校甚至是涵盖几个领域。导致实践教学设备配置上普遍存在数量少，设备布局上普遍存在生物工程中上游设备极其短缺，下游生产及检测仪器设备相对较多现象。
2改革的思路
2.1深入推进工学结合
高职院校在生物技术及应用专业人才培养方案的制订与实施过程中，要立足于就业面向的工作条件和环境、工作内容和职责、需要的能力和任职资格等探索职业岗位要求与专业人才培养方案有机结合的途径和方式。在设计教学内容和选择教学方法时处理好社会需求与实际教学工作的关系。不断实践校企合作的办学理念，大力推进工学结合的教学模式改革，提高人才培养质量。
2.2职业素质和职业技能培养融为一体
按照自入校至就业的人才培养进程安排，将具体素质和能力要求单独设置为课程的基础上，将相关内容融入到其他课程的讲授和实训过程中，强化和规范职业素质的养成。按照工作岗位要求，以典型工作任务为参照将职业能力培养所需要的教学内容进行项目等为载体的工作过程系统化重构。根据企业的用人需求，遵循以市场需求为中心的原则对未完成教学的课程进行调整。
2.3完善实践教学项目
以职业岗位和工作任务所需职业能力和职业素质为核心，按照职业实践活动进程及职业能力和职业素质层阶递进的方式，设计实践教学项目。食品生物技术方向的生物技术及应用专业则应以发酵工程、食品检验、功能食品加工为核心能力并参照相应的国家职业资格标准系统地设计实践项目，发酵工程核心能力培养可以构建以菌种培养、质量检测为基本技能，然后以啤酒生产、白酒生产等生产型项目进行重新梳理与整合。
2.4优化实验设备配置
依据专业实践教学目标任务、实践项目的要求，参照国家有关仪器设备的相关规范，组织专家研究并制定仪器设备配备标准，明确专业必须建立的实验实训室及实习车间需要配备的仪器规格、主要参数和数量。
3结束语
专业正因为其不同的内涵才决定了它存在的价值。生物技术及应用专业建设应在统一规范的思路之上，以强化优势为根本、突出特色为核心，充分体现专业建设管理、人才培养模式、教育教学改革等方面的差异，培养学生的就业竞争力和发展潜力。
参考文献：
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作者简介：
生物技术及应用篇7
关键词：生物监测；水环境；对策研究
Doi：10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.228
1生物监测的原理及其优越性
（1）生物监测的原理。所谓的生物监测，主要是对环境污染进行监测和评估时通过生物组分、种类或个体对环境变化产生的反应来完成。生物监测技术包括两种方法，一个是生态学方法，另一个是毒理学方法，它们作为理化监测方法的重要补充，在环境监测和评估中都发挥着极其重要的作用。环境中某一毒性物质的强弱可以通过生物检测方法进行测定，而且能够对多种污染物的综合毒性进行评价。生物监测方法与理化分析相比，前者具有较高的安全性和较强的实用性，且监测结果全面准确，能够将环境的长期污染状况真实的反映出来，在环境综合评价中应用的较为广泛，且预警功能也发挥着重要作用。进行生物监测的主要目的是在生态系统尚未被污染物危害前第一时g将其检测出来，避免破坏系统的生态平衡。
（2）生物监测的优越性。相比传统理化监测而言，生物监测所具有的指示作用为综合性和快速性。一是在水环境中生物受细微外源性物质的影响和控制过程，该变化相对较慢，生物监测在对其捕捉时更加容易；二是相比于传统的理化监测方法，生物监测具有较好的预见性，部分水环境中前期进入了少量的污染源，其污染效果并不会太明显，通过长期的积累，慢性污染逐渐显现。通过生物监测能够提前预报出这些症状；三是对于范围较小，剂量周期漫长，但有较大危害的毒性效应能够通过生物监测很容易观察到；四是生物监测具有较低的管理费用，能够大面积连续布点在边缘地区，保养和维修时不需要仪器仪表。
2水生生物环境监测方法研究
2.1常用生物监测技术
（1）群落结构法。群落结构主要是指在一定地域特点或自然界的特定某块范围内，有不同种类的微生物和动植物出现在此范围内，水质情况的推测可以通过对水中生物的群落结构变化进行观察来实现。（2）残毒测定法。在生活的环境中，污染物质会被生物摄取，在消化以后，随后再次进行分配和迁移，不过在生物体内会残留大量毒素，而且残留的毒素高出周围环境中毒素的若干倍。对水污染状况的判断可以通过对一种或几种生物体内残留的毒素进行检查得知。（3）指示生物法。在生态水环境下，生物会随着水质量的变化而发生变化，此时会危害到水里面的生物，严重情况下这些生物会消亡。通过对生物个体或物种的变化进行观测，能够对环境质量的变化情况准确进行记录。（4）生物传感器测试法。近年来，我国快速提升的科学技术使交叉学科不断融合。在现代生物技术领域中，Dna重组技术被不断利用到实际生物监测技术中。生物传感监测法主要是将生物反应在水环境下转化为电信号。其原理是将被检测的生物组分和待监测对象的作用通过电子技术转化为能够检测到的电子信号。（5）生物监测法。当病毒污染生物以后，会改变生物的生理机能，而生物监测法则是通过对生理机能的变化对水的质量进行测试。
2.2监测技术的研究应用
（1）微生物群落检测法。该生物检测法发展应用的相对较早，主要是对水环境中真菌、原生动物、藻类以及微型生物出现的频率或数量进行监测，其分布指数通过数学计算统计得出，水污染程度的评价以此为依据。随着科技的不断进步，后期又修正和改进了微生物群落监测法，产生了与化学监测参数有关联的多样性指数、原生动物种类、异养性指数和植鞭毛虫百分比四个生物学参数，我国建立的生态环境微生物群落监测法具有很好的适用性。李朝霞等通过微生物群落监测法对化工废水的静态毒性进行评价，化工废水效应浓度变化中原生动物群落相对比较敏感。不断增加的效应浓度和延长的毒性时间使原生动物群落群集的多样性急剧下降，随之减缓了群集的速度。近年来，在微生物群落监测法中数学分析发挥着越来越重要的作用。生物群落参数的变化规律通过计算机应用和数学分析能够在更大范围内得到揭示，从而使微生物群落监测法具有更加广泛的使用范围和更加精确的结果。
（2）底栖动物判断。近年来，我国还利用湘江底栖动物来完成对水质污染问题的判断以及变化趋势的分析。从上游到下游，湘江干流底部栖息动物的种类呈现出逐渐减少的趋势。这说明湘江内有着非常严重的污染，而在判断不同区域的污染程度时可以根据物种减少的程度进行确定，另外通过分析还可以看出，底栖生物种类随着时间的推移也在逐渐减少，这也说明毒污染并没有消散。
（3）鱼类正趋流性判断。上世纪七十年代，德国人开始深入研究鱼类的正趋流性，具有研究方法是将不能使鱼群轻易接近的强光区或者适度的电击区设置在水中下游区，通过该方法使鱼群的活动范围得到有效控制，如果上游没有发现鱼群，这说明水质污染情况已经在下游区产生。
（4）SoS显色法。SoS法是我国在上世纪八十年代提出的新型遗传毒性监测方法。其主要原理是极大的破坏Dna分子的情况下，进一步限制生物复制，错误修复的情况很容易发生，在大肠杆菌的一系列反应后，所有这些修复统称为SoS应答。该方法具有自身的优点，一是简单快速，数小时就能够完成监测；二是监测相当灵敏；三是监测结果比较准确。遗传毒物对细胞原发的直接反应是SoS显色法测定的结果，其阳性结果可信度较高。
3水生生物环境监测技术存在的问题及对策
（1）生物的生长及分布其个性差异较大，同种生物对污染物有着不一样的反应。所以生物监测过程中，测试周期的设定需要根据指示生物生长状态、水体特征等进行。另外还要使样本数量适当增加，从而使监测结果的可信度得到提高。在生物监测时，要通过前期实验对不同季节或地区的生物反应程度及频率进行确定，根据不同地区的实际情况制定出适合的检测标准。及时建立大范围数据生物监测网，认真分析处理各地的监测结果，更有利于将地域差别进行消除。
（2）在水生生态系统中，较低浓度的水体污染物具有潜在的危害，短时间内具有不明显的生物学效应。这时需要把从生物分析到生物群落不同层级的有效监测建立起来，理化监测可以在异常情况下进行，从而确保能够及时监测预警污染物的污染程度。
参考文献：
生物技术及应用篇8
关键词厌氧处理废水;UaSB;iC反应器;iC技术热点;iC应用现状;iC发展前景
中图分类号X703文献标识码a文章编号1673-9671-(2010)041-0140-02
以高效、低成本为特征的现代废水处理技术首先当推先进的厌氧生物处理技术,厌氧生物反应器是其中发展最为迅速的一个领域。
1971年荷兰瓦格宁根(wageningen)农业大学拉丁格(Lettinga)教授通过物理结构设计,利用重力场对不同密度物质作用的差异,发明了三相分离器。使活性污泥停留时间与废水停留时间分离,形成了上流式厌氧污泥床(UaSB)反应器的雏型。1974年荷兰CSm公司在其6m3反应器处理甜菜制糖废水时,发现了活性污泥自身固定化机制形成的生物聚体结构,即颗粒污泥(granularsludge)。颗粒污泥的出现,不仅促进了以UaSB为代表的第二代厌氧反应器的应用和发展,而且还为第三代厌氧反应器的诞生奠定了基础。
原典型的UaSB反应器工作原理概念和工作状态模型存在三方面问题:a、高度问题,污泥床高度对反应区的水流影响较大,如太厚会加大沟流和短流;B、增加截面积的放大方式,在大规模反应器中难以实现均匀布水;C、三相分离器的稳定操作较为困难。
20世纪80年代中后期到90年代,针对上述缺陷,国际上以厌氧膨胀颗粒污泥床(eGSB)、内循环反应器(iC)、升流式厌氧污泥床过滤器(UBF)、厌氧折流板反应器(aBR)为代表的第三代厌氧反应器相继出现。从物理角度来看,第三代厌氧反应器是以颗粒污泥为生化反应的基础,主要考察固体物质在重力场作用下,在流体中形成更为合理的微物理环境,达到固液充分接触,更快传质的这一核心目的。利用固体的流态化技术是其核心技术之一,侧重是解决典型UaSB上述的a、C问题。
90年代中后期荷兰pagues公司的开发了一种内循环(internalcirculation)iC反应器,采用了特殊物理结构设计,以anammoX工艺为特征的流化床。反应器的设计,生化反应规律,以Kolliken为主的菌群的微生态环境,现有和可能形成的物理特征,在连续工艺过程中菌群的流体点,设计出合理的物理结构。因此更加具有优势。iC反应器应用于啤酒、发酵、造纸、食品、饮料及化工等行业。取得了不错的效果。使第三代厌氧反应器的应用在我国得到开展,与此相应的研究工作也相继展开。
1iC反应器工作原理
iC反应器基本构造如图1所示,它相似由2层UaSB反应器串联而成,具有很大的高径比,一般可达4～8,反应器的高度可达16～25m。
1.1进水
水泵将废水泵入反应器底部的布水系统,颗粒污泥和气液分离器回流的泥水混合物有效地在此充分区混合。
1.2膨胀污泥床
混合区形成的泥水混合物进入该区,在高浓度污泥作用下,大部分有机物转化为沼气。混合液上升流和沼气的剧烈扰动使该反应区内污泥呈膨胀和流化状态,加强了泥水表面接触,污泥由此而保持着高的活性。随着沼气产量的增多,一部分泥水气混合物由底部位分离器收集被沼气提升至顶部的气液分离器。
1.3气液分离器
被提升的混合物中的沼气在此与泥水分离并导出处理系统,泥水混合物则沿着回流管返回到最下端的混合区,与反应器底部的污泥和进水充分混合,实现了混合液的内部循环。
1.4后处理部分
经第处理后的废水,除一部分被沼气提升外,其余的都通过三相分离器进入。该区污泥浓度较低,且废水中大部分有机物已被降解,因此沼气产生量较少。沼气通过沼气管导入气液分离区,扰动很小,这为污泥的停留提供了有利条件。
1.5出水
泥水气混合物由高部位分离器收集被最终分离,上清液经出水堰溢流排出,沉淀的颗粒污泥仍留在后处理部分的污泥床内,在上部产生的沼气沿第二条上升管也进入气液分离器,小部分泥水混合物则沿着回流管返回到最下端的混合区,与反应器底部的污泥和进水充分混合。沼气可用于发电。
从iC反应器工作原理中可见,反应器通过2层三相分离器来实现SRt>HRt,获得高污泥浓度;通过大量沼气和内循环的剧烈扰动,使泥水充分接触,获得良好的传质效果。
2iC反应器的运行特性
J.H.F.pereboom和t.L.F.m.Vereijken详细进行了iC反应器与UaSB反应器生产性装置各项运行参数的测定和比较,如表1所示。下面从几方面进行分析。
2.1iC反应器的处理效能
前已述及,与UaSB反应器相比,在获得相同处理效率的条件下,iC反应器具有更高的进水容积负荷率和污泥负荷率,iC反应器的平均升流速度可达处理同类废水UaSB反应器的20倍左右。在处理低浓度废水时,HRt可缩短至2.0～2.5h,使反应器的容积更加小型化。由表1可知,在处理同类废水时,iC反应器的高度为UaSB反应器的3～4倍,进水容积负荷率为UaSB反应器的4倍左右,污泥负荷率为UaSB反应器的3～9倍。由此可见,iC反应器是一种非常高效能的厌氧反应器。
2.2污泥物理性质
iC反应器颗粒的平均直径在0.66～0.87mm,略大于UaSB反应器颗粒的平均直径0.51～0.83mm;iC反应器最大颗粒直径为3.14～3.57mm,UaSB反应器颗粒的最大直径3.38～3.43mm;iC反应器颗粒密度为1.041～1.057g/cm3,与UaSB反应器颗粒的密度1.039～1.065g/cm3较为接近。但是iC反应器颗粒相对剪切强度比UaSB颗粒的强度差,如以UaSB颗粒的相对强度为100%,则iC颗粒为32%～53%,这是由于iC反应器的污泥负荷率大大高于UaSB反应器的污泥负荷率之故。iC颗粒污泥的灰分占0.13～0.15,低于UaSB颗粒污泥的灰分0.2～0.26,这说明iC颗粒污泥中有机成分含量更高,污泥的活性更高。
2.3颗粒大小的分布
pareboom和Vereijken比较了iC反应器与UaSB反应器污泥样品颗粒大小尺寸的分布,UaSB和iC反应器处理啤酒废水和土豆加工废水的颗粒大小分布情况。比较的结果表明,iC反应器颗粒尺寸较粗和分布较宽,这是由于iC反应器升流速度较大,使细小颗粒更易于被冲刷从而反应器内小颗粒比例减小,而留在反应器内的颗粒获得更充分的营养,在长期滞留情况下颗粒长得更大,因此iC反应器内颗粒大小的分布范围比UaSB反应器更宽,且iC反应器的平均粒径Da和Sauter平均直径D32均大于UaSB反应器。
2.4颗粒沉降速度
UaSB和iC反应器内颗粒的沉降速度一般都高于液体升流速度。iC颗粒(粒径
2.5污泥的活性
iC反应器污泥的活性远高于UaSB反应器的污泥活性。这是由于iC反应器的污泥颗粒完全趋于流化状态,传质的限制因素小,UaSB反应器污泥床局部地方的污泥浓度很高,甚至存在死区,传质受到一定限制。因此,iC反应器的平均污泥去除负荷率远高于UaSB反应器的污泥去除负荷率。
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2.6反应器不同高度污泥浓度的变化
pereboom和Vereijken分别测定了处理啤酒废水和土豆废水的iC反应器不同高度处污泥浓度及颗粒大小分布变化的情况。得出了不同高度的颗粒尺寸的分布,颗粒尺寸大小、生物量浓度和灰分沿iC反应器高度的变化,iC反应器的第一段污泥床混合良好,污泥床以上和出水中固体的灰分大大高于第一段污泥床。由此可得出结论,iC反应器具有很高的紊流和上升流速,有助于无机物的有效去除。
3iC工艺技术优点
3.1容积负荷高
由于iC反应器存在着内循环,第一反应室有很高的升流速度,传质效果很好,污泥活性很高,因而其有机容积负荷率比普通UaSB反应器高许多,一般高出3倍以上。处理高浓度有机废水,如土豆加工废水,当CoD为10000-15000mg/L时,进水容积负荷率可达30-40kgCoD/(m3d)。处理低浓度有机废水,如啤酒废水,当CoD为2000-3000mg/L时,进水容积负荷率可达20-50kgCoD/(m3d),HRt仅2-3h,CoD去除率可达80%左右。
3.2节省投资和占地面积
由于iC反应器容积负荷率高出普通UaSB反应器3倍左右,iC反应器的有效体积仅为UaSB反应器的1/4-1/3,所以可显著降低反应器的基建投资。由于iC反应器不仅体积小,而且有很大的高径比(一般为4-8),所以占地面积特别省,非常适用于占地面积紧张的厂矿企业。小型的iC反应器可以工厂预制,大型的可在现场制作,施工工期短,安装简便,且iC反应器的土方量很小,可节省施工费用。
3.3抗冲击负荷能力强
由于iC反应器实现了内循环,处理低浓度水(如啤酒废水)时,循环流量可达进水流量的2～3倍;处理高浓度水(如土豆加工废水)时,循环流量可达进水流量的10～20倍。因为循环流量与进水在第一反应室充分混合,使原废水中的有害物质得到充分稀释,降低了有害程度,从而提高了反应器的耐冲击负荷的能力。
3.4抗低温能力强
温度对厌氧消化的影响主要是对消化速率的影响。iC反应器由于含有大量的微生物,温度对厌氧消化的影响变得不再显著和严重。通常iC反应器厌氧消化可在常温条件(20-25℃)下进行,这样减少了消化保温的困难,节省了能量。
3.5具有缓冲pH的能力
内循环流量相当于第1厌氧区的出水回流,防止局部酸化发生,并可利用CoD转化的碱度,对pH起缓冲作用,使反应器内pH保持最佳状态。
3.6内部自动循环,不必外加动力
普通厌氧反应器的回流是通过外部加压实现的,而iC反应器以自身产生的沼气作为提升的动力来实现混合液内循环,不必设泵强制循环,节省了动力消耗。
3.7出水稳定性好
iC反应器的第一、二反应室,相当于上下两个UaSB反应器,它们串联运行,可以补偿厌氧过程中Ks高产生的不利影响。VanLier在1994年证明,反应器分级会降低出水VFa浓度,延长生物停留时间,使反应进行稳定。第一反应室有很高的有机容积负荷率,相当于起“粗”处理作用,第二反应室则具有较低的有机容积负荷率,相当于起“精”处理作用。整个iC反应器实际上是两级厌氧处理。一般情况下,两级厌氧处理比单级厌氧处理的稳定性好,出水也较稳定。
3.8启动周期短
iC反应器内污泥活性高,生物增殖快,为反应器快速启动提供有利条件。iC反应器启动周期一般为1-2个月,而普通UaSB启动周期长达4-6个月。
4iC处理技术应用现状及发展前景
iC处理技术从问世以来已成功应用于土豆加工、菊苣加工、啤酒、柠檬酸和造纸等废水处理中。1985年荷兰首次应用iC反应器处理土豆加工废水,容积负荷(以CoD计)高达35-50kg/(m3d),停留时间4-6h;而处理同类废水的UaSB反应器容积负荷仅有10-15kg/(m3d),停留时间长达十几到几十个小时。
在啤酒废水处理工艺中,iC技术应用得较多,目前我国已有多家啤酒厂引进了此工艺。从运行结果看,iC工艺容积负荷(以CoD计)可达15-30kg/(m3d),停留时间2-4.2h,CoD去除率ηCoD>75%;而UaSB反应器容积负荷仅有4-7kg/(m3d),停留时间近10h。
对于处理高浓度和高盐度的有机废水,iC反应器也有成功的经验。位于荷兰Roosendaal的一家菊苣加工厂的废水,CoD约7900mg/L,So42-为250mg/L,Cl-为4200mg/L。采用22m高、1100m3容积的iC反应器,容积负荷(以CoD计)达31kg/(m3d),ηCoD>80%,平均停留时间仅6.1h。
我国无锡罗氏中亚柠檬有限公司的iC厌氧处理系统自1998年12月运行以来一直都很稳定,进水CoD一般在8000mg/L以上,pH5.0左右,容积负荷(以CoD计)可达30kg/(m3d),出水CoD基本在2000mg/L以下,且每千克CoD产沼气0.42m3。1996年iC反应器首次应用于纸浆造纸行业,并迅速获得客户欢迎,至今全世界造纸行业已建造iC反应器23个。反应器产生的生物气纯度高,CH4为70%-80%,Co2为20%-30%,其它有机物为1%-5%,可作为燃料加以利用。
表1列出了iC反应器和UaSB反应器处理啤酒废水的对照结果,从表中数据可以看出,iC反应器在很大程度上解决了UaSB的不足,大大提高了反应器单位容积的处理容量。
5结语
随着生产的发展,经济高效、节能省地的厌氧反应器越来越受到水处理工作者的青睐。iC反应器的一系列技术优点及其工程成功实践,是现代厌氧反应器的一个突破,值得进一步研究开发。而且由于反应器容积小,生产、运输、安装和维修都十分方便,产业化前景也很乐观。
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生物技术及应用篇9
关键词秸秆生物反应堆；推广应用；问题；对策；陕西岐山
中图分类号S216.2文献标识码a文章编号1007-5739（2013）04-0217-01
随着农业科技在农业产业应用中的不断升华，作物产量不断提高，秸秆的产量也突飞猛进。与此同时，产生秸秆的土壤由于大量产出秸秆而更需要更多有机物质的补充。事实证明，秸秆还田是增加土壤有机质的最好途径。然而，秸秆在土壤中的转化是一个相对缓慢的过程。当今的科学研究证明，秸秆还田之前的生物反应方法（有效菌原的应用）是最为理想的途径[1]。
1岐山县推广应用秸秆生物反应堆技术基本现状
2010年以来，岐山县紧紧围绕省、市的安排部署，明确责任，狠抓落实，积极在设施瓜菜上推广秸秆生物反应堆技术。在京当镇京当村、祝家庄镇驸马庄村、蒲村镇洗马庄村、枣林镇范家塬村、凤鸣镇太子村、八角庙村等7个村组织集中培训会18场（次），现场培训会28场（次），印发技术资料810余份，培训农民群众802人（次）。落实菌种免费发放政策，对项目区集中连片的村组，县财政补贴1500元/hm2，累计发放菌种3.625t，补贴资金1.5万元，推广秸秆生物反应堆技术27.8hm2。其中，日光温室番茄2.13hm2，塑料大棚西瓜25.67hm2。据产后调查，日光温室番茄平均产量为162.495t/hm2，平均产值348249元/hm2，大棚西瓜平均单产61.356t/hm2，平均产值90565.5元/hm2，较对照分别增高26.7%和15.3%。该技术所带来的经济效益和社会效益十分显著。
2推广应用中存在的问题
2.1对该项技术的宣传、培训方式有待创新
目前，岐山县对秸秆生物反应堆技术的宣传培训方式以召开技术培训会为主，以发放技术指导手册和挂图、选派技术人员包村进行技术指导为辅[2]，从而帮助农户了解和掌握该项技术的关键环节，促进该项技术推广应用。2010年以来，通过各级部门和广大农户及技术人员的共同努力，该项技术的推广应用得到了上级业务部门和农户的好评，但要实现更大面积的推广，推动设施瓜菜和无公害、绿色农产品生产，在宣传、培训方式上还有待创新。
2.2生产者水平差次不齐，应用效果无法统一
秸秆生物反应堆技术是一项新型农业科技技术，其关键技术在于反应堆的配制和堆沤、发酵及秸秆填埋量上，掌握关键技术的应用对该项技术的推广至关重要。岐山县从事设施瓜菜生产的人群大多是40～50岁的女性，在该项技术推广应用过程中各种植户虽能积极参加县各级农业机构组织的培训会，但由于年龄差距大，文化程度不同，对设施瓜菜栽培技术缺乏系统的理论培训，对秸秆生物反应堆技术理解和掌握程度不同，导致出现了部分群众操作过程规范，应用效果好，而少数群众对反应堆配制、堆沤发酵技术应用不到位或秸秆填埋量过大，费工、费时、费料但应用效果一般的现象。
2.3原料需求量大，大面积推广有难度
秸秆生物反应堆技术在无公害瓜菜生产上的增产增效作用显著，但该技术主要原料是秸秆、麦麸及菌种，按秸秆用量45～60t/hm2、菌种用量120～150kg/hm2、麦麸用量2400～3000kg/hm2[2]来计算，一个规模在6.67hm2以上的瓜菜农业园区要一次性全部应用秸秆生物反应堆技术，至少要投入玉米秸秆300t、麦麸16t。玉米秸秆和麦麸需求量大，加之秸秆和麦麸来源有限，这就给规模化瓜菜农业园区大面积应用该项技术带来了一定的困难。
2.4生物菌种品种有待开发
目前，岐山县推广使用的菌种是辽宁宏阳生物有限公司生产的土著菌菌种[3]，是省、市项目推广使用的唯一菌种，自秸秆生物反应堆技术在岐山县推广以来，应用效果很好。但由于其使用过程当中，要配以麦麸作发酵原料，对于应用面积小的农户来说麦麸使用量较少，可以自足，但对于应用面积较大的农户来说，需求量加大，自有量不足时还需要外购。按1.4元/kg计算，需投入麦麸费用3360～4200元/hm2，无形之中增加生产成本，给农户带来了一定的经济负担，也给秸秆生物反应堆技术推广带来了一定的影响。
2.5秸秆生物反应堆开沟技术机械化水平有待提高
在日光温室中应用秸秆生物反应堆技术时，要在种植大行内开宽80cm、深25cm的反应沟[4]，在塑料大棚内要开宽80～100cm、深25cm且沟长与行长相等的反应沟。岐山县自该项技术推广应用以来，按项目要求只配备了1台开沟机进行机械开沟，大部分种植户仍然采用人工开沟，加上生产经营者多为45～55岁的妇女，缺乏男劳力，开沟时劳动强度大，以致于部分设施瓜菜种植户放弃应用该项技术。开沟环节机械化水平不高，也是影响秸秆生物反应堆技术推广的一大瓶颈。
3发展对策
3.1加大对该项技术的宣传力度，扩大该项技术应用范围
在召开秸秆生物反应堆技术培训会、发放技术资料、技术人员下基层宣传的基础上，利用各级农业信息网、电视新闻媒体、农业科技报刊杂志、刷写墙体宣传标语、逢庙会赶集、农村大喇叭、农村党员远程教育系统对该项技术进行宣传，组织农户到对该项技术应用效果好的示范点进行观摩，选派先进示范户进行现身说法，宣传该项技术的优越性、科学性、可行性，扩大秸秆生物反应堆的影响力度，推动秸秆生物反应堆技术平稳快速推广。
3.2加强技术培训，保证该项技术的应用效果
培训宣传技术，技术产生效益，效益致富农民，进而推动当地农业产业结构调整，促进设施农业全面发展。各级技术推广部门要依托省、市、县“农村劳动力培训阳光工程”、“农村富余劳动力农业实用技术培训”、“秋冬农民科技教育”等各级部门组织的培训项目，全面贯彻“以人为本”的科学发展观理念，采取集中培训为主，田间实践、电视讲座、计算机网络课件培训、党员远程教育网络学习为辅的培训方式，全面创新培训机制，搭建农民与技术人员信息互动平台，建立技术人员技术服务长效机制，全面提高农民群众应用秸秆生物反应堆技术的技能水平，促进该项技术应用效果的提升。
3.3积极探索秸秆种类，促进该项技术的推广应用
各级技术推广部门要继续探索秸秆生物反应堆技术中的秸秆种类，在应用过程当中加大麦秸、棉柴、稻草的使用量，试用番茄、辣椒、茄子、杂草等农作物干枯秸秆，减少玉米秸秆。设置试验示范，在菌种使用量相等、秸秆种类不同的条件下，对设施瓜菜生长环境中Co2浓度、棚室内温度、15cm处土壤温度、瓜菜生物学性状及产量、病虫害发生变化情况进行观察监测和统计分析，探索更多的秸秆品种，增加该项技术推广应用的灵活性，促进秸秆生物反应堆更好更快地发展。
3.4探索寻求不用麦麸的菌种，减少生产成本
各级菌种推广部门要继续加强与菌种生产单位的联系，寻求使用管理更科学、操作更简便、成本更低廉、应用效果更好的菌种，并对新的菌种在不同设施瓜菜种类上进行试验示范，探索不用麦麸而更适宜岐山县设施瓜菜使用的菌种种类，为喜爱该项技术的农民群众提供反应堆原料和技术支撑，为大型瓜菜农业园区全方位应用该项技术，推动岐山县设施瓜菜生产、生产无公害和绿色有机农产品打下坚实的基础。
3.5加大投入力度，加快秸秆生物反应堆技术的推广速率
县、镇、村各服务机构和技术部门及设施瓜菜种植户要3级联动，相互配合，积极落实各项惠农支农政策，依托各项农业项目，完善各项补贴制度，加强对设施瓜菜当中农资、微型农耕机具的补贴，减少农民农业生产成本投入，减轻农民经济负担，提升秸秆生物反应堆技术开沟环节的机械化水平，降低田间劳动强度，推动秸秆生物反应堆技术的推广。
4参考文献
[1]郑华，吴铁军.内置式秸秆生物反应堆在温室冬春茬番茄上的应用[J].西北园艺，2010（6）：45-46.
[2]季美娣，詹国勤，程瑾，等.秸秆生物反应堆技术应用初报[J].江苏农业科学，2012，40（9）：330-333.
生物技术及应用篇10
关键词设施辣椒；秸秆生物反应堆技术；功效；操作方法
中图分类号S641.3文献标识码a文章编号1007-5739（2014）13-0224-01
就北方而言，设施蔬菜栽培包括日光温室发季节周年生产，大中拱棚春提早、秋延后栽培及露地冷凉菜滴灌喷灌种植[1-2]。其共同特点是通过人工调控水、肥、气、热、光环境供需矛盾，最大限度地满足农作物生长发育对诸要素的需求，进而实现高产优质。制约因素是每年连作重茬，大量使用化肥等原因使土壤中有害菌类繁衍生息，导致蔬菜障碍性病变连锁反应[3-4]。如果应用生物反应堆技术，能达到“三减少三提高”，效果明显。
隆德县地处六盘山下，平均海拔高度2200m，自然屏障造就了特殊气候环境。春暖迟、夏热短、秋凉早、冬寒长，昼夜温差大，无霜期短，趋利避害决定了必须改变传统农业经营模式，走现代农业发展之路。近年来，通过自治区着力实施“菜篮子”工程，反季节、标准化、无公害果蔬倍增效益。城乡居民日常菜谱更为丰富，更让广大菜农脱贫致富，生活质量提高。
众所周知，地球生物圈由动物、植物、微生物组成。生物之间既相互依存释放出巨大能量，又相互制约交恶产生连锁性灾害。菜田特别是设施果蔬菜地，由于作物生长环境处于封闭半封闭状态，加之连作重茬，大量使用化学肥料和化学农药等，致使土壤中累积了大量的有害生物，土传性病虫害滋生繁衍生息，造成果蔬产量与品质下降。
2012年，隆德县引进试验、示范秸秆生物反应堆技术，通过在全县不同区域的60幢设施日光温室和450栋大中拱棚实施，取得了“三个减少、三个提高”的明显效果，即化肥投入减少15%～20%，化学农药使用量减少40%左右，有害生物减少60%以上；应用前期20cm地温提高2～3℃，棚内气温提高3～5℃，产量提高16.8%，蔬菜提前上市7～10d；节本增效14349元/hm2。与此同时，秸秆生物反应堆技术在隆德县的应用，让全县1.13万hm2的2.25万t玉米秸秆变废为宝，有了新的用武之地。
1秸秆生物反应堆技术的功效
1.1提高Co2浓度
1.2提高地温
北方地区冬季和早春夜温低寒，埋置秸秆反应堆后20cm地温提高2～4℃，气温相应提高4～5℃。
1.3以菌治菌
好氧性有益菌种在催酵秸秆物理化学转化过程中，生物繁殖出大量有益微生物，有效抑制和杀灭土壤中的有害生物，降低作物发病率，减少了化学农药使用量。
1.4培肥地力
秸秆中的纤维素、半纤维素、木质素等有机成分在分解腐熟过程中，会繁殖出大量代谢产物，是优质有机肥，改善了土壤团粒结构，土壤孔隙度增加，达到了培肥地力，养地与用地结合。
2秸秆生物反应堆技术操作方法
2.1行下内置式
2.1.1备料及挖填埋沟。作物定植前按秸秆用量为67.5～75.0t/hm2，菌种为北京京圃生物工程有限公司生产的秸秆生物发酵沟专用菌种。于反应堆埋置的前1d或当天，按1kg菌种与20kg麦麸、8kg饼肥混合均匀堆积4～5h后，加水适量，以拌好的料手握指缝渗滴水为宜。按温室或拱棚内径宽度等分各垄底宽为100cm，沟宽70cm，沟深30cm，沟长与棚室长相等，新挖出的土壤分放沟两旁，待回填之用。
2.1.2埋置秸秆。开沟完成后，将粉碎或铡截后的秸秆（玉米秸、麦秸、高粱秸等），逐沟平铺在沟内踏实，厚度达到30cm，沟两头各露出10cm秸秆，以利进氧气。
2.1.3撒菌种。将配置好的菌种、麦麸、饼肥混合料，均匀撒在每一条埋植沟内的秸秆上，轻拍让混合料与秸秆均匀接触。
2.1.4覆土。上述程序完成后，将沟两边挖出的土回填于秸秆上，形成厚度20～30cm的种植垄，覆盖微地膜。
2.1.5打孔。不论是起垄裸栽还是覆膜栽培，当天都要用12#或14#钢筋在垄上打孔2～3行，行距25cm，孔距20cm，孔深度以穿透秸秆层为准，以利空气进入，增加供氧量，促进秸秆发酵转化。浇水后45h，要检查孔透度和补打孔，防毒塞。以后每月打孔12次，每次打孔要与前次孔错位。
2.1.6浇水。安装膜下微滴灌的棚室，增产效果最好。覆土后大行浇灌水量以湿透秸秆为宜。待秸秆、土壤沉实后，整理垄面，保持秸秆上土层厚度25cm左右。
2.1.7定植及定植后管理。按照当地节令适时定植辣椒，主栽品种为日光温室亨椒王、拱棚亨椒一号。集约化穴盘育壮苗，一般以地温稳定通过7～10℃时坐水定植为好，规格定植，标准化生产。浇足定植水后，闭棚室缓苗3～4h，然后降
温至26～28℃蹲苗，门椒坐住前不旱不浇水，确需浇水也应该轻浇勤灌，忌大水漫灌淹穴，诱发辣椒疫病发生。以后的辣椒生长期内，适当再打孔1～2次。
2.2行间内置式
由于秸秆未准备到位，或作物已经定植，可采用行间内置式秸秆反应堆技术。具体操作方法与垄下内置式基本相同，但是，需要注意的是垄沟内埋置秸秆，必须距离作物苗20cm左右，挖沟深18～20cm，沟宽50～70cm，平铺碎秸秆20cm左右，沟两头同样露出秸秆10cm，铺平踏实，均匀撒好菌种、麦麸、饼肥混合料在秸秆上，然后回填土埋置，厚度15～20cm，浇水以浸透秸秆为宜。然后，按照行距40cm，孔距25cm打孔，孔深以穿透秸秆为好，翌年下茬作物栽培时，可垄变沟，沟变垄，再行埋置秸秆和定植作物。
3结语
应用秸秆生物反应堆技术，禁止使用非草食动物如鸡、鸭、猪、人等粪便，否则，会加速土壤中线虫繁殖危害；另外，使用化肥也会影响菌种的活性；并且应在定植果菜前30d封棚扣膜。
4参考文献
[1]宋永子.辣椒栽培新技术――应用秸秆生物反应堆[J].中国农村小康科技，2010（1）：47.
[2]秸秆生物反应堆栽培甜椒、辣椒[eB/oL].[2012-08-03]..