光合细菌及其在农业中的应用
光合细菌及其在农业中的应用
光合细菌（Photosynthetic Bacteria，略作PSB）是一大类能进行光合作用的原核生物的总称。除蓝细菌外，都能在厌氧光照条件下，进行不产氧的光合作用。
根据“伯杰氏细菌鉴定手册”（第9版），不产氧型的光合细菌可分成以下6类，27属：●着色菌科（Chromatiaceae）（又称红色硫细菌、紫硫细菌），含9个属；
●外硫红螺菌科（Ectothiorhodospiraceae），含1属；
●红色非硫细菌（Purple nonsulfur bacteria），即原红螺菌科（Rhodospirillaceae），含6属；
●绿硫细菌（Green sulfur bacteria）即原绿菌科（Chlorobiaceae），含5个属；
●多细胞绿丝菌（Multicellular filamentous green bacteria），即原绿丝菌科
（Chloroflexaceae），含4属；
●盐杆菌（Heliobacterium），含2个属。
由于光合细菌在物质转化循环中的重要作用，以及菌体含有的丰富营养，使这类古老的微生物成为近二、三十年来人们开发利用的一大热点。大量的研究成果表明，光合细菌在农业、水产、污染治理与资源化等方面，有着巨大的实用价值，应用前景十分广阔。以下就光合细菌的主要性状、在农业等领域的应用、方法、作用原理等，作一简要介绍。
一、光合细菌的主要特征
1．光合细菌的形态学特征
⑴PSB培养物的颜色
PSB因含有光合色素（细菌叶绿素、类胡萝卜素）而呈现一定颜色。除少数例外，一般说来，红螺菌科和着色菌科的菌呈红、粉红、橙黄、紫色或茶褐色；绿菌科和绿色丝状菌科的菌呈绿色。
红螺菌科和着色菌科的的培养物之所以呈现有黄色到紫色的各种鲜艳的颜色，这是由类胡萝卜素高浓度蓄积并掩盖了细菌叶绿素的色调而形成的。少数类胡萝卜素含量少的菌，或缺乏类胡萝卜素的变异株，便会显示细菌叶绿素的蓝绿色。
每个菌种各有自己的颜色，但由于培养条件的不同，其颜色会发生变化。例如，球形红菌（Rhodobacter sphaeroides）和荚膜红菌（Rhodobacter capsulatus）的厌氧液体培养物呈茶褐色，半好氧培养物呈红色。这是由于氧的存在使细胞内类胡萝卜素组成发生变化的缘故。
⑵PSB细胞形状与大小
PSB菌体形态极其多样，有球状、卵状、杆状、弧状、螺旋状、环状、半环状、丝状，以及链状、锯齿状、格子状、网篮状等等。不仅不同的菌种有多种多样的形态，就是同一种类也往往由于培养条件和生长阶段等不同而使细胞形态发生变化。尽管如此，许多菌种在细胞形态上仍然是各具特征的。如球形红菌（Rhodobacter sphaeroides）的细胞为球状；红微菌属（Rhodomicrobium）细菌的细胞丝相连；绿突菌属（Prosthecochloris）的细胞为具突起之球菌等等。
细胞的大小因种类不同而变化很大。如Rhodocyclus gelatinosus在0.4~0.5*1~2微米，Chromatium okenii的细胞则大得多，大体在4.5~6.0*3~10微米。一般说来，红螺菌科细胞的大小为0.6~0.7*1~10微米；着色菌科细胞大小为1~3*2~15微米；绿菌科细胞大小为
0.7~1*1~2微米。
⑶光合作用器官
PSB的细胞内存在着载色体（chromatopheres）或绿菌泡囊（chlorobium vesicles），光合色素是它们的基本组成部分。它们是光合细菌吸收光能并转变成化能，即进行光合磷酸化作用的所在部位。
载色体由细胞膜陷入细胞质内而形成，与细胞膜成连续的状态。在红螺菌科和着色菌科
的细菌体内，载色体因菌种不同而分别呈小胞状体、薄片状或管状。绿菌泡囊是绿菌科和绿丝菌科的菌种细胞内的光合作用器官，它分散地附着于细胞膜下，是由一层膜包起来的、独立存在于细胞内的小胞状体。
⑷运动方式
红螺菌科与绿丝菌科的菌具运动性，绿菌科的菌为非运动性，着色菌科中的菌种两者都有。那些具有运动性的菌种往往由于温度、光照强度、pH等等培养条件的变化而可成为非运动性的。
大多数菌的运动都由鞭毛运动而产生。多数为极生鞭毛，如度光红螺菌（Rhodospirillum photometricum）和奥氏着色菌（Chromatium okenii）等具有较粗的囊状的极生鞭毛。也有少数为周毛，如红微菌属（Rhodomicrobium）的新生细胞即以周生鞭毛运动。此外，还有滑走运动和痉挛式（jerky movement）运动类型。如绿丝菌（Chloroflexus）即以滑行运动方式进行运动。
⑸分裂方式
PSB的绝大多数种类都以2分裂进行繁殖，仅有少数例外。一种例外是出芽分裂方式，子细胞与母细胞之间有柄相连。如范尼氏红微菌（Rhodomicrobium Vannielii）和沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）等菌种。后者进行出芽繁殖时，其母细胞于鞭毛的相对极处产生纤细的管子，管子末端膨大形成芽体，子细胞与母细胞同样大小，两者又发生不同步的分裂，结果形成玫瑰花饰的细胞丛。还有一种例外的分裂方式是进行极性伸长分裂（polar clongation），可见于绿菌科的暗网菌属（Pelodictyon）。
2．光合细菌的生理特征
⑴PSB的色素及其作用
PSB在自然界生态系统中，与其他光合生物一样是初级生产者，具有固定太阳能、同化CO2、制造有机物的本领。这是一个通过光合磷酸化作用将光能变成化能的过程。该过程需要光合色素作媒介。与蓝细菌和真核光合生物不同，光合细菌的光合色素包括细菌叶绿素和类胡萝卜素两大类。
①细菌叶绿素（Bchl）
Bchl是PSB中主要的光合色素，它不仅是光合反应中心的主要成分，而且与类胡萝卜素等共同构成天线色素复合物。当天线色素复合物吸收光并传递到光合作用中心时，那里的Bchl分子便吸收光子处于激发状态，进而放出具有高能水平的电子，通过电子传递系统的传递，最终又由Bchl*接受而回复至基态。在电子传递过程中与磷酸化作用相偶连而产生ATP。（见图）
迄今为止，分离到的Bchl有5种（Bchl.a、b、c、d、e），它们都是含镁的卟啉衍生物。各种Bchl都具有一定的吸收波长。（见表）已知红螺菌科和着色菌科的菌大多数含有Bchl.a，少数为Bchl.b；绿菌科的菌除含有Bchl.a外，还含有Bchl.c、d、e中的一种；绿丝菌科的菌则含有Bchl.a和Bchl.c。通过测定PSB的吸收光谱，可以分析出该菌所含Bchl的种类，为菌种鉴定提供一定依据。
②.类胡萝卜素
类胡萝卜素是PSB色素系统中的重要成分。它的作用有三：其一，是作为光合反应的辅助色素，把吸收的光能传递给Bchl。其二，是起光氧化的保护剂作用，即保护光合作用器官及Bchl，使它们免受强光的伤害。第三，类胡萝卜素的组成成分和数量多少，影响吸收光谱波长，对菌体呈现的颜色起决定作用。
迄今已分离的类胡萝卜素有30种以上。这些色素的生物合成途径和影响因素大多已搞清，有可能成为一种十分理想的天然色素资源而得到开发利用。
PSB的环式光合磷酸化
Cyt.b
ADP+Pi 光ATP
（把菌体分散在60%蔗糖溶液中测定）
⑵PSB的获能形式
PSB的获能形式有以下几种类型：
①通过光合作用获得能量
只要供氢体和碳源合适，所有的PSB都能在光照厌氧条件下，通过光合磷酸化过程获得能量。
②通过脱氮或发酵获得能量
这是红螺菌科的某些种所具有的一种获能方式。
③通过好氧呼吸作用获得能量
这是在有氧条件下进行的，从有机物的氧化磷酸化中取得的能量。
不同类型的PSB其获能形式有很大差异，其中仅有红螺菌科的菌兼有上述三种类型。
另外，PSB在利用光能进行光合反应时，由于用以还原CO2的供氢体的不同，可把它们的光合反应归纳为三类：一类以H2S为还原CO2的供氢体；另一类以硫代硫酸盐为还原CO2供氢体；再一类以有机物为供氢体。
光合细菌供氢体的差别，乃是分类上的重要特征。红螺菌科的菌尽管在H2S浓度很低时也能利用H2S，但总的说来它们是利用有机物作为供氢体的；着色菌科和绿菌科的菌则只能利用H2S和其他硫化物作为供氢体；绿丝菌科光合反应的供氢体，既可利用有机物，又可利用硫化物。
⑶光合细菌对碳源的利用
着色菌科和绿菌科的菌能在光照厌氧条件下，利用CO2为主要碳源，以还原态的无机化合物（如H2S）作为电子供体，固定CO2，进行光能自养生长。红螺菌科的菌则主要以各种有机物，尤其是还原性的低分子有机物作为供氢体，在光照厌氧条件下进行光能异养生长。绿丝菌科的菌为兼性营养型，它们对CO2和有机物都能很好地利用。
红螺菌科的菌在进行光能异养生长时，它们细胞物质的碳素大部分来自有机碳化物，其中醋酸盐是最大量地被利用的有机物。但当被同化的有机物比细胞物质处于更低的还原态时，必须同时发生CO2的还原同化，以吸收来自有机质的过剩电子，否则就不能保持氧化还原的平衡。这从红螺菌科的菌对醋酸与丁酸的代谢中得到证明。
一般说来，红螺菌科的菌在光照厌氧条件下同化CO2，而在黑暗好氧条件下则通过有机物的氧化进行异养生活。以醋酸为例，在光照下进行光合作用时，它是光合反应的供氢体：CH3COONa+H2O+CO2—→2（CH2O）+NaHCO3
在暗处进行异养生长时，醋酸盐则为氧化同化作用的基质：
CH3COONa+O2—→（CH2O）+NaHCO3
红螺菌科的菌对有机物的利用范围，因种而异，各具特征。利用这一点可进行分离菌株的简易鉴定。
⑷PSB对生长因子的要求
红螺菌科的菌要求生长因子的种较多，它们对生长因子的要求因种而异。如球形红菌（Rhodobacter sphaeroides）要求硫胺素、烟酸和生物素；沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）要求对氨基苯甲酸。着色菌科和绿菌科的菌不要求生长因子。但也有例外，如奥氏着色菌（Chromatium Okenii）需要维生素B12，培养基中缺少这种生长因子，它就不能生长。
3．PSB在生态系统中的地位和作用：
⑴PSB的分布
PSB的分布非常广泛，无论在土壤，还是淡水、海水中都有它的分布，甚至在高大900C 的温泉中，在终年冰封的南极海岸上，在含盐量达30%的盐湖里，也都曾找到它们的踪迹。下表是从各种生境取样测定得到的每克样品中的PSB（主要为红色非硫细菌）数。由表可知，PSB的生存量与生境中有机物含量的多少密切相关。在BOD<1ppm的河流里，PSB数在10个或10个以下；在BOD高达250ppm的水沟及活性污泥法的污水处理系统中，PSB数量可达到106~107/g。可见随着环境中有机物浓度的增加，PSB数量也可能相应地增多。
各种试样中的红螺菌科光合细菌数（每克样品）
我们在1978年和1979年曾从小河淤泥、菜场水沟、稻田、芋艿田、慈姑田、养猪场垃圾堆，乃至污水处理厂的污水、污泥，豆制品厂、淀粉厂的阴沟污泥，中药厂下水道污泥等多种生境条件采取24种样品，进行光合细菌的分离。富集培养中，除中药厂某一样品外，均观察到了光合细菌的生长，检出率达96%。进而从中分离得到光合细菌纯培养27株，其中多株对豆制品、淀粉等工厂的高浓度有机废水显示了较强的去除COD的能力。
⑵PSB是水域中重要的初级生产者
根据Green湖（1969）和Medicine湖（1972）的调查，这两个湖泊的PSB层中，被同化的碳素量分别为240g/m2.年，和30g/m2.年，各占初级生产总量的85%和55%。已知Green 湖和Medicine湖具有光合作用活性的区域面积，分别为0.25Km2和0.125Km2，则它们每年由PSB同化的碳素量分别为60吨和3.75吨。
⑶PSB与自然界硫素转化循环
PSB能利用太阳能，固定CO2，合成有机物，是重要的初级生产者，这已如上所述。不仅如此，它还能把H2S、硫代硫酸盐等氧化成元素硫或硫酸，在自然界硫素循环中占有重要地位。据报道，主要由于红硫细菌和绿硫细菌的作用，能在20Km2的湖中，每年生成100吨硫磺。
有人研究了在Belovod湖中Chromatium的垂直分布与各种环境因子的关系。结果显示，该湖的湖底常有多量H2S产生，而Chromatium能利用H2S作为供氢体合成有机物，同时把H2S转变成S。于是在水深14m处，氧分压很低的情况下，Chromatium大量生长，成层状分布，起着防止H2S向上层扩散的作用。
在土壤中，光合细菌氧化分解硫化物的本领也对陆生植物起着解毒作用或保护作用。例如，当水稻从营养生长进入生殖生长时，水稻根部的氧化力增强，使根圈呈厌氧状态。这时硫酸还原菌迅速增殖，在水稻根际发生H2S以及腐胺、尸胺等的积累，从而使水稻根受到伤害。如果此时光合细菌大量生长，便能除去上述毒物，对水稻生长发生十分有利的影响。
⑷PSB在氮素循环中的作用
光合细菌的大多数种类因能产生固氮酶，而具有固氮能力。
近年来，还发现光合细菌中有的种具有脱氮活性。如球形红假单胞菌（R.sphaeroides）S株和R.sphaeroides IL106株等，在有硝酸盐存在时，能把它作为电子受体，而不是N源，通过硝酸还原酶和亚硝酸还原酶的作用，把NO3转变成NO2→NO→N2O最终还原成N2。由于这类光合细菌具有脱氮能力，因此在利用它处理高浓度有机废水时，不仅能高效地去除BOD，同时也兼有去除N的效果。
4．光合细菌菌体的营养成分和生理活性物质
由于PSB富含多种营养物质和生理活性物质，可利用作饵料、饲料和肥料，在农业、水产和畜禽饲养等方面都得到了成功的应用。
⑴光合细菌菌体的营养组成
PSB菌体富含营养物质：其蛋白质含量超过大豆；
⑵光合细菌的B族维生素组成
光合细菌的B族维生素种类丰富，尤其是B12、叶酸、生物素等酵母中几乎不含有的维生素种类在PSB中含量较多。
⑶光合细菌的氨基酸组成
从氨基酸的种类与组成来看，除了含S氨基酸的量较少外，其他各类氨基酸含量都不少，尤其是赖氨酸含量较为丰富。
各种培养基培养的球形红假单胞菌（Rp. Sphaeroides）氨基酸组成（mol%）
（引自：北村博等编著“光合成细菌”，日本学会出版センタ–）
⑷光合细菌含有丰富的辅酶Q
作为生物体内的一种重要生理活性物质—辅酶Q，在PSB中的含量远远超过其他生物。
二、光合细菌在农业中的应用效果
由于PSB具有的种种生理、生态特性及其菌体所含有的丰富营养物质和生理活性物质，使其在生态系统的能量流动和物质的转化循环中具有重要的作用，与环境中的各种有益生物显示了很好的相容性。经过人们数十年的研究、开发，光合细菌已在农业、水产、畜禽饲养、环境保护等等领域得到成功的应用。业已证明，PSB能固氮、能防止过量N肥对作物的危害、有利于防止连作障碍；有利于果实的着色、保鲜、增加甜味和维生素含量；因含有脯氨酸、尿嘧啶、胞嘧啶等物质，能增加水稻和多种经济作物的产量等等。以下就各种试验、应用的实际效果作一概要介绍。
1.PSB用于柿子，使产量增加，果色鲜艳，含糖量增加，味美。
施用PSB对富有柿的果重与成分的影响
2.用于柑橘，不仅使果重和含糖量增加，而且使储藏时间延长。某年12月10日采收的果实，对照的到下一年2月中即自然腐败，处理的则到第二年4月还没有全部腐败。
3.用于番茄，使总果实数和重量比对照区增加10~34%，Vit.B1和Vit.C的含量也比对照的增加8~33%。
4.用作水稻穗肥，有增加粒数和穗重的效果。
5.PSB肥料施用后，使土壤中放线菌数量增加，从而对病原性丝状菌生长发生一定的抑制作用。
研究表明，PSB可转化为供土壤放线菌很好利用的营养基质，能促进农业有益菌Streptomyces fradiae的增殖。这种放线菌对Fusarium oxysporum（一种危害性很大的植物病原菌）具有很强的抑制作用。因此通过对土壤施用PSB，将有利于防止由植物病原性丝状菌引起的连作障碍。
PSB的施用不仅有利于改善土壤菌群结构组成，而且具有防止土壤酸化、降低导电度的作用，有利于防止温室栽培中过高盐类浓度及硝酸态氮的危害。
6.叶菜类作物紫角叶和蕹菜，喷施PSB后显示出叶绿素浓度增加的效果，前者平均增加15.5%，后者平均增加2
7.8%。
施的三种名茶都显示了明显的增产效果，增幅达10~30%。
该试验于1994年早春在浙江杭州某名茶实验农场进行。试验茶园3.5亩。供试的3个品种茶园均为无性系良种茶园。每个品种设4个处理，分别为稀释20倍、25倍、30倍的PSB，和稀释125倍的高效复合稀土液（茶园常用叶面肥）。另设一个清水对照。一个处理面积0.07亩，每个处理2个重复。试验小区设置保护行。试验共喷施3次（2月25日、3月3日、3月14日）。结果如下表所示：
8.PSB在其他多种作物上的施用效果
●小麦施用PSB后，叶片肥厚、浓绿，分蘖增加、根系发达，成穗率提高，增产15%以
上。同时，使小麦根腐病的发生受到抑制。
●花生在开花前喷施PSB，可促进分枝，提早开花，花量大，结果多，增产20~30%。
●茄子施用PSB后，产量增加14.1%。
●西瓜施用后不仅明显增产，而且甜度增加，提早上市。
●果树施用PSB（花期、幼果期）后能早生果，增加果实着色度，降低酸度，增加糖分。
三、光合细菌在农业中的应用方法
由于光合细菌的卓越性状，近年来人们进行了大量的试验和实际应用，认识到PSB在农业上具有适用性广的特点，可在粮、棉、油、菜、瓜、果、烟、茶、花卉等植物上使用，并显示促进生长、改善品质等作用。尤其在当前人们期待绿色食品并大力提倡有机农业之际，对人畜安全、无任何毒副作用、源于自然的环境有益微生物——PSB植物营养液，更显示出勃勃生机。人们依据PSB的多种功能和栽培植物的特性，并结合种植措施、环境等实际条件，创造了丰富多样的使用方法，取得了十分喜人的成绩。例如，某种植香草类经济植物的大型园艺场，采用PSB150倍稀释液喷洒和根灌相结合的方法，有效地解决了幼苗移植时易发生根腐病、成活率低的难题，使各种香草的移栽成活率大大提高，而且发根快，生长迅速，提高了产量，改善了品质。
PSB在农业中实际应用时，可采用浸种、蘸根、叶面喷施、根灌等方法，结合植物生长发育各阶段的栽培措施灵活应用。
以PSB植物营养液含菌量为10亿/毫升计，使用时一般宜稀释150~200倍。叶面喷施宜7~10天一次；根灌则可结合灌溉进行。
经验表明，在植物生长前期，PSB能促进植物根系大量新生，提高植物的成活率，可使植物提早进入生殖生长期。根系发达有利于提高作物的抗旱、抗涝能力，为增产增收打下坚实基础。某地茶农使用PSB后取得提早10天上市、增产增收、效益显著的好成绩，编了顺口溜：若要茶叶早，请用“催芽宝”，高兴地把PSB比作“催芽宝”。
总之，只要使用得当，定能丰收在望。
四、农业中应用光合细菌的作用机理
山西大学李俊峰等的“光合细菌对农田生态系统的影响”研究报告，以其具有说服力的实验结果，为光合细菌在农业中应用所显示的良好效果及其作用机理，作了概括和总结。该试验于1996年9月至1997年10月在山东潍坊市荛沟村进行，供试土壤为黄褐土，肥力均匀。种植模式为冬小麦-夏玉米一年两熟。试验分5个处理、1个对照。分别为：处理1. 有机肥120 t/公顷.年；
处理2. 碳酸氢铵11.25 t、尿素4.5 t、过磷酸钙11.25 t/公顷.年；
处理3. 光合细菌180 Kg/公顷.年；
处理4. 有机肥+光合细菌90Kg/公顷.年，其中有机肥用量同处理1；
处理5. 化肥+光合细菌90Kg/公顷.年，其中化肥用量同处理2；
对照为不施肥。
各组随机排列，3次重复，小区面积10.5m*3m。不同组之间设保护行。
PSB菌液pH 8.0，活菌数16亿/毫升。
PSB处理区内全生育期喷施3次50倍稀释液，每次用PSB原液15Kg/公顷。
不用PSB的喷等量清水。
试验得到以下结果：
1.光合细菌具有促进土壤微生物增殖的作用。
试验表明，各处理组的微生物总量均大于对照组，其中处理3比对照增加57.99%，显示了PSB促进土壤微生物增殖的作用。处理4比处理1、处理5比处理2微生物总量分别增加13.7%、35.13%，表明PSB与有机肥、无机肥合用依然表现出促进微生物增殖的作用。
2.光合细菌可在土壤中增殖，并刺激土壤中固氮菌和放线菌的增殖，从而使土壤中有益菌数量大大增加。同时，使土壤中放线菌与真菌的比值增加，有利于减少病害，使土壤更健康。
8
3.光合细菌可使土壤容重下降，有利于改善表层土壤的疏松程度。同时，光合细菌能明显提高土壤的阳离子交换量。
4.光合细菌的施用可以提高土壤有机质含量，使0~20cm、20~40cm土层中的有机质分别比对照高14.3%和30.5%，这与光合细菌自养合成有机物有关。
光合细菌对土壤有机质含量的影响（%）
5.光合细菌能增加土壤中全氮和全磷的含量，在0~20cm和20~40cm土层中，分别比对照高2
6.99%、10.75%和35.16%、71.78%。全氮的增加与光合细菌及其他固氮菌的增加有关，而全磷的增加则可能与异养微生物的代谢有关。
6. PSB能明显改善土壤养分状况，在0~20和20~40cm土层，与对照相比碱解氮分别提高41.36%和28.8%；速效磷分别提高26.24%和2
7.9%；速效钾含量分别提高20.9%和34.6%。
7.光合细菌能明显提高作物产量，与对照相比，冬小麦增产17.6 %，夏玉米增产24.8%，总产量增加21.3 %。
已有的研究表明，光合细菌是地球生态系统中重要的初级生产者，在C、N固定及土壤硫素循环中均占有重要地位。它能利用可见红外等较长波长的光能，将土壤中的硫氢化物和碳氢化物中的氢分离出来，与CO2、N2等一起合成糖类、氨基酸类、维生素类、生理活性物质等生物大分子物质。而且，光合细菌的生产力是很高的。PSB在土壤中进行着无机光能增殖，这应该是PSB使土壤有机质增加的重要原因之一。光合细菌能固氮，与其他固氮菌相比它的能量来源于最廉价的光能，而且波长正好与植物吸收的波长不同，二者呈互补关系。光合细菌可在固氮、固碳的同时，将植物不能吸收的光能导入土壤生态系统。由于光合细菌在土壤中的无机光能代谢增殖，大大刺激了固氮菌和放线菌等异养微生物的增加，使土壤中微生物总量增加。土壤中有机肥的施入，是这些异养微生物增殖的物质基础，因此有机肥与光合细菌结合施用效果最佳。土壤中有益微生物总量的增加，加速了土壤团粒结构的形成，和土壤养分的再生和有效化，从而为植物生长创造了良好的环境。这是光合细菌促进农业增产的最主要原因。
五、光合细菌对残留农药的处理效果
日本的小林正泰进行了光合细菌处理残留农药的试验，其结果十分理想。
1.试验方法
把各种农药按使用时稀释浓度的2倍以上配置成试验液，在该液中每升添加PSB的营养剂（N、P、K、NaCl、酵母浸出汁等），pH调至中性，把PSB按5 %接入其中，置于200C左右，轻微曝气进行处理。通过测定TOC（总有机碳）的减少来考察PSB的活性和农药成分的降低。
2.试验结果
⑴diazinon（二嗪农、地亚农）
为有机磷系光谱杀虫剂、杀螨剂，通常稀释1000倍使用。本试验采用diazinon34的500倍稀释液，按设定方法进行PSB处理。结果见下表：
为杀菌剂。通常使用1000~2000倍稀释液。
试验采用50 % benomyl的500倍稀释液，按设定方法作PSB处理。结果如下：
⑶Thiuram水合剂（福美联）
为有机碳杀菌剂，通常稀释250倍使用。
本试验以80 %的Thiuram水合剂制成100倍稀释液，按设定方法进行PSB处理。结果如下：
⑷maneb水合剂（代森锰）
为有机硫系杀菌剂，通常以400~1000倍稀释液使用。
⑸CAT水合剂（西玛津，Simazine）
为除草剂，通常稀释1000倍使用。
⑹TPN水合剂（百菌清，chlorothalonil）
为有机氯系杀虫、杀菌剂，通常稀释500倍使用。
⑺EPN乳剂（苯硫磷，伊皮恩）
为O-乙基-O对硝基苯基硫逐磷酸酯（C14H14NO4PS），制成EPN乳剂的500倍稀释液，处
以上试验测试结果表明，所试农药都可通过PSB处理被去除。这对降低乃至消除土壤农药残留、改善农业土壤环境具有重要意义。
六、在农业中应用PSB应注意的技术要点
在PSB实际使用中，应注意以下一些技术要点：
1.必须确保PSB菌剂的质量。
农业部曾于2002年8月发布了光合细菌液肥质量的行业标准，并于同年12月实行。为在农业领域应用光合细菌明确规范了菌剂的质量要求，必须严格执行。
目前可见的PSB菌剂剂型大致有：PSB液体菌剂、PSB浓缩液、固体PSB菌剂（由吸附材料吸附PSB菌液而成，因吸附剂形态而有粉状、颗粒状之分），极少数场合也有制成PSB冻干粉的。比较而言，PSB液体菌剂较易大量培养和批量生产，且培养物的PSB活性较强，PSB的代谢产物较丰富，应用效果较好，因此各菌剂中以液体菌剂的产量和使用量最大。要使PSB在应用中获得预期的效果，必须保证PSB菌剂的质量。这包括有足够多的有效活菌，尽可能少含杂菌等。
2.由于农业环境和种植作物多种多样，PSB的应用也应因时因地制宜，依据PSB的功能特点和实际情况，采用适宜的方法。
3. 必须充分利用PSB与环境中绝大多数微生物具有相容性的特点，注意与其他有效菌剂组合应用，可起到优势互补、提升效果的作用。
例如在沼气发酵系统中投加PSB可促进产沼；在EM菌剂中包含有光合细菌、放线菌、乳酸菌与酵母菌四类菌群；我们在名贵水产养殖系统的水质净化中同时应用了光合细菌、放线菌、酵母菌和硝化菌等等。
4. 必须充分利用PSB富含许多重要营养物的特性，使它作为一种高效的微生物营养剂，激活其他有益微生物，并在实际应用场合通过协同作用发挥独特的功能。
研究和应用光合细菌的长期实践，使我们深切地认识到PSB能在诸多领域的应用中得到很好的效果，固然有光合细菌本身的重要作用，但在绝大多数的场合中光合细菌并不是在“单打独斗”，而是以其对环境的相容性和营养物多样性的特点，激发了其他有益微生物的多种重要功能而协同作用产生的结果。例如，光合细菌在农药、化工废水处理中的应用；我们最近在污水厂污泥减量的生产性试验中，成功应用光合细菌技术使污泥减量达到50%以上，取得了良好效果。
我们深信，在农业生产和农业环境保护领域，PSB应用技术大有用武之地，定能为我国农业的可持续发展作出应有的贡献！
华东师范大学环境科学与技术系
史家樑
2010-7-3
光合细菌使用方法
一．使用方法： 1.水体喷洒。适合改良水质，防治鱼病和培养优良藻类时使用。选择晴天上午或下午，将扩繁好的光合细菌菌液用池水稀释后，全池均匀泼洒，一般用量：苗种池：150ml/L每5―10天用一次。成鱼池：第一次5ml/L以后2ml/L，或第一次5―8公斤/亩，以后3―5公斤/亩，每10―20天用一次。施光合细菌的次数最好根据水质情况具体研究，水质好可每隔15天施一次，水质较差、较肥，应每隔7―10天施一次。由于光合细菌形态微细，比重小，若采用直接泼洒养殖水体的方法，其活菌不易沉降到池塘底部，无法起到良好的改善底环境效果。因此建议全池泼洒时，尽量将其与沸石粉合剂合用这样既能将活菌迅速沉降到底部，同时沸石也可起到吸附氨的效果，或拌土洒入鱼池。 2.饲料添加。内服拌饵作为饲料添加剂使用时，将扩繁好的光合细菌菌液喷洒干饲料中拌匀，如用投饵机投喂的可拌菌后散开吹晒一段时间再喂，当天拌当天喂完。 二、注意事项： 1.不可与消毒杀菌剂混合使用，使用前后一周内不得使用消毒剂，否则杀死光合细菌影响使用效果。 2.使用前，将菌液光照10小时以上，使用效果好，晴天水温20℃以上时使用；阴雨天勿用。 3.水体呈碱性时施用效果好。用生石灰或烧碱调节PH值至中性或偏碱程度。 4.应灵活掌握用量和使用的连续性，因光合细菌在水体中只有形成优势群落后，才能发挥作用。 5.光合细菌菌液不能用金属器皿贮存。 6.培育鱼苗时，在苗种入池前7天全池泼洒，以利于浮游生物生长；光合细菌菌液与粪肥配合使用，效果明显，增产增效特别显著。 7.若要同时施用不同的净水制剂，应该注意制剂之间的共容性。例如：硝化细菌和光合细菌并不适合同时放养在同一水池中，因为它们净化水质的过程互有抑制作用，可能会降低其净化效果。
光合细菌培养基配方
光合细菌培养基配方 光合细菌是兼性厌氧的，不同的光合细菌用的培养基不一样我现在就在做关于光合细菌的问题，这几中细菌都是常见的细菌，培养基在许多微生物上后面都有，光合细菌的富集培养基是： NH4Cl0.1g NaHCO3 0.1g KH2PO4 0.02g CH3COONa 0.1-0.5g MgSO4.7HO2 0.02g NaCl0.05-0.2g 三生长因子１ml 微量元素溶液１ml 蒸馏水９７ml ＰＨ７.０ 生长培养基加氮源（谷氨酸钠）和碳源（乙酸．丙酸．丁酸盐等）及可．其他菌的分离只要选择不同的培养基就可以选择分离啊 光合细菌富集纯化详见网易网盘 光合细菌培养基配方 氯化氨1克，磷酸氢二钾0.5克，氯化镁0.2克，氯化钠2克，酵母膏0.1克，水900毫升。 各成份溶解后15磅灭菌20分钟，然后无菌的加入过滤的碳酸氢钠5.0克/50毫升水；50毫升过滤的乙醇。用过滤的0.1N 磷酸调PH=7.0即可。 响应面设计法优化光合细菌培养基配方。培养基成分中醋酸钠和蛋白胨对于光合细菌的生长影响最为显著，最优培
养基配方为：醋酸钠1．145g／L、蛋白胨0．055g／L、碳酸氢钠0．6g／L、硫代硫酸钠0．4g／L、氯化钠0．3g／L、硫酸镁0．1g／L、磷酸二氢钾0．05g／L。在此条件下，光合细菌生长最为良好，经过5d培养以后，培养液OD600可以达到0．5以上 光合细菌(含生产工艺) 优良的光合细菌菌种的外观质量是啥样？ 一般优良的光合细菌菌种和产品的外观质量有以下几点： 1、外观上看比较均匀，基本无上下分层。相反，市场上有许多光合细菌是上下分层的，包括我中心初期的产品也是这样，上层比较清淡，下层则比较深厚，上层颜色浅，下层颜色深，最底层可能还会有一层黑黑的沉淀。 而优秀的光合细菌菌种和产品，上下都是比较均匀的，没有较明显的分层，颜色比较均匀，外观看起来也悦目。（当然，除了培养基溶解时，会与硬水中的重金属离子反应产生的絮装沉淀除外） 这种上下无分层，颜色均匀，不是靠加悬浮剂，或增稠剂而造成的，而是自然培养出来的，不加任何修饰而成的。少数地方，由于水质的原因，可能会产生稍稍的差别。 2、没有粘壁现象。很多市场上的产品都有粘壁现象，即在容器的壁上形成一层红紫色的颜色层，就象是油漆一
光合细菌的功能及其在动物养殖中的应用
光合细菌的功能及其在动物 养殖中的应用 2003-09-25 摘要光合细菌是一类能进行光合作用 而不产氧的特殊生理类群原核生物的总称。它可 以利用光能，固氮合成有机物，也能通过多种方 式和途径转化不同类型的有机物和无机物质，而 且还具有独特的抗病、促生长以及提高畜禽生产 性能的作用，因而在畜禽以及水产动物养殖中具 有应用的潜力。 本文就光合细菌的功能及其在动物养殖中的应 用状况作一综述。 关键词光合细菌；生物学功能；畜禽；水产 养殖 中国分类号：S816．7 文献标识码： A 文 章编号：1004－－0084（2003）07－0006－03 光合细菌（Photosynthetic bacteria，简称PSB） 是具有原始光能合成体系的原核生物的总称，它 广泛存在于自然界的水田、湖泊、江河、海洋、 活性污泥及土壤内，是一类以光作为能源、能在 厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有 机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合 作用的微生物。 PSB包括产氧光合细菌（蓝细菌）和不产氧光合 细菌两大部分，在实际中应用的大部分是不产氧 型光合细菌。不产氧光合细菌包括紫细菌 （Purple gacteria）、绿细菌（Green bacteria） 和日光杆菌属（Heliobacterium）、红色杆菌属 （Erythrobacter）等总共 27个属 66个种，近
几年来陆续还有一些新种报道。 1 光会细菌的生理特性及其功能 1．1亚光合细菌的生理特性 PSB是革兰氏阴性菌，菌体有球形、椭圆型、半环型，也有杆状和螺旋状。有些菌种的细胞形态还会随培养条件和生长阶段的不同而发生变化。光合细菌在10－45℃范围内均可生长繁殖，最佳温度在30－40℃。绝大多数光合细菌的最佳pH 值范围在7－8．5之间。钠、钾、钙、钴、镁和铁等是光合细菌生理代谢中的必需元素。 不产氧光合细菌是代谢类型复杂、生理功能最为广泛的微生物类群。各种光合细菌获取能量和利用有机质的能力不同，它们的代谢途径随环境变化可以发生改变。光合细菌从营养类型看包括光能自养型。光能异养型及兼性营养类型；从呼吸类型看包括好氧。厌氧和兼性厌氧型。 1．2光合细菌的生物学功能 l．2．l营养功能 有研究表明，PSB的菌体无毒，营养丰富，蛋白质含量高达64．15％－66．0％，而且氨基酸组成齐全，含有机体需要的8种必需氨基酸，各种氨基酸的比例也比较合理。PSB还含有丰富的B 族维生素，其含量见表1。PSB菌体内含有较高浓度的类胡萝素且种类繁多。迄今已从光合细菌中分离出80种以上的类胡萝卜素，并不断有新的报道。除此之外，细胞内还含有碳素储存物质糖原和聚β一羟基丁酸、辅酶Q、抗病毒物质和生长促进因子，具有很高的饲料价值，在养殖业
光合细菌培养参数的研究审批稿
光合细菌培养参数的研 究 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】
光合细菌PS3培养参数的研究 摘要:为有效提高光合细菌邢3在工厂化生产中的生物量,对其主要培养参数进行了系统的研究。所涉及的培养参数包括:光源、光照度、溶解氧、培养基pH、盐度、接种浓度等。结果表明:PS3在厌氧条件下生长较好,而其最适接种浓度、光照度、光源、pH及盐度分别为10%、4以刃h(钨丝灯)、一、5。 关键词:光合细菌;培养参数 ThestudyoncultivatingParametersofPhotosyntheticbacteria PS3 光合细菌(photosyntheticbacteria)广泛分布提供质优价廉的产品,本实验对光合细菌PS3培养 于淡水、海水、极地或温泉(包括高热水体)以的主要参数进行了较系统的观察和研究,现将实验 及高盐、高有机质含量等不同的生态环境中,是一情况总结如下。 类行不产氧光合作用、具有复杂代谢功能的微生 花”上石草.:二二或二议一二二几二”公二二万二1材料与方法物,它能利用多种基质,可营异养、自养或兼性营一’,‘,’‘’‘’一 养;存在着好氧、厌氧和兼性厌氧类型[l]。光合菌株 细菌在维持自然界的生态平衡、废污水的处理等方试验菌株PS3由中国水产科学研究院南海水产 面有着重要作用,同时光合细菌作为单细胞生物可研究所饲料与健康养殖开发中心富集、分离。 以从中获得较丰富的单细胞蛋白,其广泛应用于农实验方法 牧渔业尤其在水产养殖中的应用更为广泛〔,一3〕。为本实验所采用的培养条件是不同光源和光照 生产更好的优质菌液,促进工厂化生产,为养殖业度、溶解氧、培养基pH值、盐度、接种浓度。试 收稿日期: 资助项目: 作者简介: 通讯作者: 2以」6切刀3;修回日期:2〕拓刀8一17 广东省重大科技兴渔项目(B200201A01);国家“十五”科技攻关计划专题(2004BA526BO202) 洪敏娜(1980一),女,技术员,从事水产微生态制剂的研究与开发。E一mail:hmnIgso@163.。。m 杨莺莺南方水产第2卷 -今-荧光灯(1500lx)fiuorescent 一.一钨丝灯(600lx)tungsten -查-钨丝灯(1500lx)tUngsten -片-钨丝灯Q700lx)tungsten -喂卜-钨丝灯(4000lx)tungsten 叫.-自然光(50000~70000lx)naturallighting
物理在农业上的应用
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/1412468223.html, 物理在农业上的应用 作者：金仲辉 来源：《中学生数理化·八年级物理人教版》2020年第02期 读者小马问：“金老师好，我是一名来自农村的学生，父母均在家中务农，我想向您请教一下，物理知识在农业上都有哪些应用？” 农业是第一产业.是我国国民经济的基础，而科学技术是第一生产力.物理学作为自然科学中的基础性学科，在农业生产中有着广泛的作用.其中核技术在农业上可以说是最为完善和成熟的应用之一.并且已获得了巨大的经济效益. 核技术的核心在于放射性元素的应用.自然界中存在着稳定和不稳定两类元素，那些不稳定的元素就是放射性元素.它们可以自发放射出某些高能量的粒子，然后转变成某种稳定的元素，这种现象称为衰变.（本部分内容可以参阅本刊2017年11月号-2018年7-8月号《聚焦核电》栏目系列文章） 50余年来，我国的核农技术已有了一套比较成熟的方法.这些方法都建立在核衰变时放射出具有一定能量粒子的基础上.现在通过以下几个方面简要说明核技术在农业上的应用. 1.植物辐射育种 利用放射性元素衰变时放射出来的射线照射作物种子，可诱导作物种子产生基因突变.可通过实验选择产生突变的最佳放射性强度和照射时间.从而育成一种具有良好性能和高产的新品种作物，联合国粮农组织和国际原子能机构联合处1995年的统计显示，利用辐射，全世界在158种植物基础上，育成和推广了l932个品种，其中我国育成品种为459个，约占24%.辐射诱变育种为我国农业增产作出了重要贡献. 2.食品輻射储藏保鲜 利用放射性元素放射出的γ射线照射农产品可以抑制农产品发芽，延迟农产品成熟，还可以杀虫、杀菌，防止农产品霉变，从而达到保鲜或长期储存的目的，由于利用辐射储藏保鲜具有节能、方法简便、效率高和安全可靠等优点，在国内外已被广泛应用，形成了一项新兴的辐射加工产业.我国已对200余种食品进行辐射保鲜、改善品质等方面的研究，并成立了中国农 产品辐射加工联合开发集团，以推进食品辐射储藏保鲜的商业化进程. 3.昆虫辐射不育技术
3S技术在农业中的应用
3S技术在农业中的应用摘要： 3S技术和农业是相辅相成的，农业因为3S技术有了全新的发展——精准农业，同时也促进了3S技术的成熟与进步，现代农业的发展已经逐步脱离了以往落后的生产技术, 21世纪的农业要走集约化的道路, 实现节水农业、优质高产无污染农业, 需要与各种新技术的结合应用。而测绘行业的3S技术, 即全球定位系统( GPS)技术、地理信息系统(G IS)技术和遥感( RS)技术, 能为农业发展建立与其相适应的地理信息系统, 提供规划、设计、施工、管理和决策使用, 为现代农业的高科技发展提供了广阔的前景。随着技术的发展，单纯地运用GPS、RS与GIS中的某一种技术往往不能满足综合工程的需要，不能提供精准农业实施过程中所需要的对地测量、存储管理、信息处理、分析模拟的综合能力。这就需要把RS、GIS、GPS有机结合，综合应用，构成一个一体化信息获取、信息处理、信息应用技术系统，这是一个充分利用各自技术特点的空间技术应用体系，并逐步成为一个实践性和应用性较强的新学科，简称为“3S”集成技术。 论文简要介绍了“3S”的概念及相互关系，并通过解读地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）、遥感（RS）的技术特点及技术优势，结合工商管理专业阐述了“3S”技术在农业生产中的作用。同时阐述了精准农业的相关概念。
关键字： 3S技术，精准农业，遥感，信息处理 正文： 1.3S技术的概念： 3S 是全球定位系统( GPS)、地理信息系统( G IS)和遥感( RS)的统称。是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。 1.1．全球定位系统( Global Positioning System )技术是美国第二代卫星导航系统, 是美国从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成，具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS是由空间星座、地面控制和用户设备等三部分构成的。GPS测量技术能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的精确三维坐标以及其他相关信息，具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，广泛应用于军事、民用交通(船舶、飞机、汽车等)导航、大地测量、摄影测量、野外考察探险、土地利用调查、精确农业以及日常生活(人员跟踪、休闲娱乐)等不同领域。 1.2. 地理信息系统简称GIS( Geographical Information System) 就是一个专门管理地理信息的计算机软件系统，它不但能分门别类、分级分层地去管理各种地理信息；而且还能将它们进行各种组合、分
光合细菌的培养操作教程
光合细菌的培养操作教程 1、配制光合细菌菌液： （1）配制比例： 光合细菌培养基、清水、菌种的配制比例为：0.5:80:20。 示例1：0.5公斤（500克）培养基+ 80升水+ 20升菌种（接种），配成100升的光合细菌菌液。 示例2（少量培养）：0.05公斤（50克）培养基+ 8升水+ 2升菌种（接种），配成10升的光合细菌菌液。 （2）配制方法： 下面以配制100升光合细菌菌液为例来说明配制方法： ①溶化培养基：取培养基0.5公斤（500克），用少量水溶化（可以用50℃左右的热水，溶化培养基的速度会快些），搅拌均匀，然后倒入一个容量在100升以上的容器中； ②配制培养液：往容器中加水到80升，80升培养液配制完成； ③接种：再加入20升菌种，并搅匀，100升菌液配制完成；
④装瓶（袋）：将配制好的菌液装入干净的透明容器（瓶、壶、塑料袋等），容器中留5%的空气在里面，密封待用。 菌液配制说明及注意事项： a. 以上各成分的数量是以配制100升菌液为例来说明配制方法的，如配制其他数量的光合细菌菌液，各成分数量按比例增减即可; b. 培养用水源的选择： 一般含杂菌较低的清洁淡水、海水或加粗食盐的淡水都可以，如井水、河水、自来水、蒸馏水和纯净水等，甚至干净的池塘水也行。 从经济、实用的角度考虑，地下水（如井水）含杂菌低，是最理想的培养水源； 清洁的地表水也可使用,如河水、池塘水等； 含氯量较高的自来水应敞口放置两天或调PH值至偏碱后使用； 蒸馏水及纯净水固然很好，但成本太高，可用于提纯菌种； c. 培养用容器的选择： 必须为透明容器并清洗干净，透明的容器可让光合细菌最大限度的吸收到充分的光线，少量培养如饮料瓶、食用油壶等，规模培养如透明塑料桶、透明塑料袋等。 d. 菌种的接种量： 一般接种量为20-50%，即培养液与菌种的比例为4:1（4升培养液加1升菌种）到1:1（1升培养液加1升菌种），接种量最低不能低于20%。 接种量越高，光合细菌菌种越容易形成优势菌群而抑制其他杂菌生长，培养速度快，且培养成熟的浓度更高。但产出效率也越低，光合细菌易老化。 接种量越低，培养产出效率越高，但如果低于20%的接种量，光合细菌不容易形成优势菌群，培养初期易染杂菌，培养的成功率低。 我们推荐的接种量为20%，如果用太阳光培养，推荐的接种量为25-40%。
光合细菌及其在农业中的应用
光合细菌及其在农业中的应用 光合细菌（Photosynthetic Bacteria，略作PSB）是一大类能进行光合作用的原核生物的总称。除蓝细菌外，都能在厌氧光照条件下，进行不产氧的光合作用。 根据“伯杰氏细菌鉴定手册”（第9版），不产氧型的光合细菌可分成以下6类，27属：●着色菌科（Chromatiaceae）（又称红色硫细菌、紫硫细菌），含9个属； ●外硫红螺菌科（Ectothiorhodospiraceae），含1属； ●红色非硫细菌（Purple nonsulfur bacteria），即原红螺菌科（Rhodospirillaceae），含6属； ●绿硫细菌（Green sulfur bacteria）即原绿菌科（Chlorobiaceae），含5个属； ●多细胞绿丝菌（Multicellular filamentous green bacteria），即原绿丝菌科 （Chloroflexaceae），含4属； ●盐杆菌（Heliobacterium），含2个属。 由于光合细菌在物质转化循环中的重要作用，以及菌体含有的丰富营养，使这类古老的微生物成为近二、三十年来人们开发利用的一大热点。大量的研究成果表明，光合细菌在农业、水产、污染治理与资源化等方面，有着巨大的实用价值，应用前景十分广阔。以下就光合细菌的主要性状、在农业等领域的应用、方法、作用原理等，作一简要介绍。 一、光合细菌的主要特征 1．光合细菌的形态学特征 ⑴PSB培养物的颜色 PSB因含有光合色素（细菌叶绿素、类胡萝卜素）而呈现一定颜色。除少数例外，一般说来，红螺菌科和着色菌科的菌呈红、粉红、橙黄、紫色或茶褐色；绿菌科和绿色丝状菌科的菌呈绿色。 红螺菌科和着色菌科的的培养物之所以呈现有黄色到紫色的各种鲜艳的颜色，这是由类胡萝卜素高浓度蓄积并掩盖了细菌叶绿素的色调而形成的。少数类胡萝卜素含量少的菌，或缺乏类胡萝卜素的变异株，便会显示细菌叶绿素的蓝绿色。 每个菌种各有自己的颜色，但由于培养条件的不同，其颜色会发生变化。例如，球形红菌（Rhodobacter sphaeroides）和荚膜红菌（Rhodobacter capsulatus）的厌氧液体培养物呈茶褐色，半好氧培养物呈红色。这是由于氧的存在使细胞内类胡萝卜素组成发生变化的缘故。 ⑵PSB细胞形状与大小 PSB菌体形态极其多样，有球状、卵状、杆状、弧状、螺旋状、环状、半环状、丝状，以及链状、锯齿状、格子状、网篮状等等。不仅不同的菌种有多种多样的形态，就是同一种类也往往由于培养条件和生长阶段等不同而使细胞形态发生变化。尽管如此，许多菌种在细胞形态上仍然是各具特征的。如球形红菌（Rhodobacter sphaeroides）的细胞为球状；红微菌属（Rhodomicrobium）细菌的细胞丝相连；绿突菌属（Prosthecochloris）的细胞为具突起之球菌等等。 细胞的大小因种类不同而变化很大。如Rhodocyclus gelatinosus在0.4~0.5*1~2微米，Chromatium okenii的细胞则大得多，大体在4.5~6.0*3~10微米。一般说来，红螺菌科细胞的大小为0.6~0.7*1~10微米；着色菌科细胞大小为1~3*2~15微米；绿菌科细胞大小为 0.7~1*1~2微米。 ⑶光合作用器官 PSB的细胞内存在着载色体（chromatopheres）或绿菌泡囊（chlorobium vesicles），光合色素是它们的基本组成部分。它们是光合细菌吸收光能并转变成化能，即进行光合磷酸化作用的所在部位。 载色体由细胞膜陷入细胞质内而形成，与细胞膜成连续的状态。在红螺菌科和着色菌科
光合细菌培养参数的研究
光合细菌PS3培养参数的研究 摘要:为有效提高光合细菌邢3在工厂化生产中的生物量,对其主要培养参数进行了系统的研究。所涉及的培养参数包括:光源、光照度、溶解氧、培养基pH、盐度、接种浓度等。结果表明:PS3在厌氧条件下生长较好,而其最适接种浓度、光照度、光源、pH及盐度分别为10%、4以刃h(钨丝灯)、6.5一7.0、5。 关键词:光合细菌;培养参数 ThestudyoncultivatingParametersofPhotosyntheticbacteria PS3 光合细菌(photosyntheticbacteria)广泛分布提供质优价廉的产品,本实验对光合细菌PS3培养 于淡水、海水、极地或温泉(包括高热水体)以的主要参数进行了较系统的观察和研究,现将实验 及高盐、高有机质含量等不同的生态环境中,是一情况总结如下。 类行不产氧光合作用、具有复杂代谢功能的微生 花”上石草.:二二或二议一二二几二”公二二万二1材料与方法物,它能利用多种基质,可营异养、自养或兼性营一’,‘,’‘’‘’一 养;存在着好氧、厌氧和兼性厌氧类型[l]。光合1.1菌株 细菌在维持自然界的生态平衡、废污水的处理等方试验菌株PS3由中国水产科学研究院南海水产 面有着重要作用,同时光合细菌作为单细胞生物可研究所饲料与健康养殖开发中心富集、分离。 以从中获得较丰富的单细胞蛋白,其广泛应用于农1.2实验方法 牧渔业尤其在水产养殖中的应用更为广泛〔,一3〕。为本实验所采用的培养条件是不同光源和光照 生产更好的优质菌液,促进工厂化生产,为养殖业度、溶解氧、培养基pH值、盐度、接种浓度。试 收稿日期: 资助项目: 作者简介: 通讯作者: 2以」6切刀3;修回日期:2〕拓刀8一17 广东省重大科技兴渔项目(B200201A01);国家“十五”科技攻关计划专题(2004BA526BO202) 洪敏娜(1980一),女,技术员,从事水产微生态制剂的研究与开发。E一mail:hmnIgso@163.。。m 杨莺莺,E~mail:”y402@https://www.wendangku.net/doc/1412468223.html,南方水产第2卷 -今-荧光灯(1500lx)fiuorescent 一.一钨丝灯(600lx)tungsten -查-钨丝灯(1500lx)tUngsten -片-钨丝灯Q700lx)tungsten -喂卜-钨丝灯(4000lx)tungsten 叫.-自然光(50000~70000lx)naturallighting
光合细菌的培养及应用技术
光合细菌的培养及应用技术 1 引言 光合细菌（photosynthetic bacteria,简称PSB）是一群能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用有机物作供氧体兼碳源，进行不放氧光合作用的细菌，广泛分布于水田、湖沼、江河、海洋、活性污泥和土壤中，依据《伯杰细菌鉴定手册》（第九版）可分为6 个类群，27 个属。不产氧光合作用的红螺菌目分为紫细菌（purple bacteria）、绿细菌（Greenbacteria）和日光杆菌属（Heliobacteria）、红色杆菌属（Erybrobacter）。其中紫细菌中包含有红螺菌科（Rhodolspirillaceae）、着色菌科（Chromatiaceae）、外硫红螺菌科（Eceothiorhodospiraceae），包含16属49种。其中在生产上有意义的红螺菌科包括红螺菌属、红假单胞菌属和红微菌属[1]。PSB 均为革兰氏阴性细菌，一般为球型、卵形、杆形、弧形、螺旋形、环形、半环形丝形，也可随培养条件和生长阶段而改变，大部分单个存在。PSB的一般菌体组成及营养成分见表1[2].表1 光合细菌菌体的组成与小球藻等比较Tab. 1 Components comparison betweenphotosynthetic bacteria and ChlorellaP S B 含有较高的优良蛋白质，粗蛋白含量为 65.45%，含有17 种氨基酸而且消化率较高；粗脂肪约7%；可溶性糖类约20%；粗纤维约3%[1]；维生素B12 含量是酵母的200 倍、小球藻的4 倍[2]，生物素含量也比较丰富；菌体的脂类成份含有大量的叶绿素、类胡萝卜素和辅酶Q(泛醌),迄今已从PSB中分离出80 种以上的类胡萝卜素。叶绿素和类胡萝卜素对养殖生物的健康生长，增强对疾病的抵抗力有很大的益处。辅酶Q4 是与生命活动有重大关系的生理活性物质，PSB 中的含量特高，是酵母的13 倍。以上特点决定了PSB 可做为畜禽、鱼虾的饲料。但PSB 中缺乏ω3 系列20 碳以上的高度不饱和脂肪酸，单独作为仔鱼的初期饵料时，需与其它富含高度不饱和脂肪酸的饵料同时使用。 2 光合细菌的培养 水产养殖市场对PSB 活体菌种的需求缺口很大，为了满足水产养殖对PSB 活体菌种的需求，PSB的生产方法有很多，但是到目前为止，还没有进行产业化生产PSB的报道。冯云等[3]用50L的塑料桶来厌氧培养PSB，使培养密度达到2.1 × 109 个/ml；杨绍斌[4]在塑料大棚内建大小2000～5000L 的水池使其厌氧发酵富集扩大培养，培养液中含PSB 活菌数可达5 × 106 个／毫升；鄂春宇[5]用塑料薄膜袋培养PSB，培养密度达到2.5～3×105个/ml,12个月生产50 多吨，但是在PSB的密度检测时，很容易染菌。由中科院开发的PSB 大规模生产工艺，产品含菌量达到5 × 1010个／毫升，保质期3 个月以上，并可根据客户要求，设计和建设不同规模的生产线[6]。 2.1 菌种 菌种可从采集的池塘底泥或海水中重复富集、分离纯化获得.若用保存下来的菌种，在培养前必须提纯复壮，才能有效地进行扩大培养。光合细菌的生产需要采用优良菌种，要求菌种活性高，菌液中菌体分布均匀、无下沉现象，目前养殖中使用的PSB多为红螺菌科和一部分着色菌科的复合菌株[7]。 2.2 培养基及培养条件 PSB 培养中除碳、氮、磷等主要营养元素外，还需要一定量的镁、钙、钠和有关的微量元素，将所需的营养元素按一定的比例配成适于菌体生长繁殖的培养基。本实验室采用酵母膏、蛋白胨培养基，基本配方为:CaCL2 0.3g，MgSO4·7H2O0.5g，酵母膏3g，蛋白胨3g，蒸馏水1000ml，pH: 6.8. 如需制固体培养基再加2%琼脂。培养温度：25℃～30℃最佳，光照强度：2000LX～5000LX，PH：7.5～8.5 最佳。
光合细菌的分离、培养和鉴定
光合细菌的分离、培养和鉴定 摘要：从南湾水库大坝下层水域取水样获得一株光合细菌。采用多种培养基分离方法分离出纯培养物。进行了菌落形态学观察和亚显微观察。于不同条件下培养后分别测定光密度和生长曲线。实验证实分离到的菌种为沼泽红假单胞菌。 关键词：生长曲线；沼泽红假单胞菌；光合细菌 The separation and culture and identified of photosynthetic bacteria Abstract:A strain sample of photosynthetic bacteria was got from the lower water in South Bay Reservoir. using a variety of separation methods to get pure cultures. It was cultured with various medium to culture the pure strains. Transmission election micrographs and microscope were observed of the strain. The optical density (OD) and the growth curve were measured under different conditions. The results suggested that the strain was Rhodopseudomonas palustris. Keywords:Colony and cell; Growth curve; Rhodopseudomonas palustris; Photosynthetic bacteria 引言 光合细菌由于碳、氮代谢途径和光合作用机制的独特性和其生理类群的多样性, 而被大量关注。多年来, 光合细菌一直被作为研究光合作用以及生物固氮作用机理的重要材料。经过研究发现光合细菌在环保、农业、医药等方面均有较高的应用价值。下面就光合细菌目前的开发应用研究近况作一概述。 光合细菌细胞营养价值极高。首先，光合细菌细胞干物质中蛋白质含量高达60%以上, 比目前生产的单细胞蛋白酵母中蛋白质的含量还高。而且其蛋白质氨基酸组成齐全, 是一种优质蛋白源。其次，光合细菌细胞含有多种维生素, 特别是B族维生素, VB12、叶酸、泛酸、生物素的含量远远高于酵母菌。另外, 光合细菌细胞还含有大量的类胡萝卜素、辅酶Q等活性物质。因此, 光合细菌具有很高的营养价值。在水产养殖中, 光合细菌可被用于饵料或饲料添加剂。光合细菌促进鱼虾的生长, 无论是成活率或是产量的提高均可达10%-40%以上。同时，光合细菌还具有防治鱼虾疾病,净化养殖场所水质等方面的功能。使用光合细菌喂养的家禽, 成活率可提高5%-7%, 料肉比降低33%左右，肉鸡增重15%-17%, 产蛋率提高12.7%。而且所产
核技术在工业、农业、环境、医学中的应用
核技术在工业、农业、环境、医学中的应用 年级姓名： 2015级郜苏徽 学院专业：经管经济类 学号： 2015014481 课程名称：核技术安全与应用 任课教师：吕金印 日期： 2015/11/28
核技术在工业、农业、环境、医学中的应用 经济管理学院经济类郜苏徽 2015014481 核技术是现代科学技术的重要组成部分，是当今世界重要的高科技领域之一，许多发达国家都把核技术视为科技制高点，并进行大力开发应用。通常人们将核技术划分为核武器技术、核能技术和民用非动力核技术。 自1895年伦琴发现了X射线，1896年贝克勒尔发现铀的天然放射性，随后居里夫妇发现“钋”和“镭”两种天然放射性核素，以及1899年至1900年α、β和γ射线的发现以来，人类对辐射进行了大量的研究并建立了核科学。核技术在医学、生物学、农业、材料科学等各个领域得到广泛的应用，核技术成为当今世界重要的高科技领域之一。在此就核技术在工业、农业、环境和医学中的应用作一简要介绍。 1、核技术在工业中的应用 核技术在工业上主要有三方面的运用：工业辐照、核子仪与放射性测量、工业射线探伤。 1.1工业辐照 又称辐射加工，是指利用电离辐射与物质相互作用产生的物理效应、化学效应和生物效应，对物质和材料进行加工处理的一种核技术。辐射加工通常包括γ辐射加工（钴60和铯137为辐射源）和电子加速器辐射加工（电子束和X射线）。我们常用辐照装置进行物质的消毒，例如说医院对医疗器械、血液样品、药物产品等的消毒，食品加工产对食品保鲜等等。 1.2核子仪与放射性测量 核子仪是一种测量装置，由一个带屏蔽的辐射源（具有放射性或能放出X射线）和一个辐射探测器组成。射线未穿过物质或者与需要分析的物质相互作用，为连续分析或过程控制提供实时数据。因此核子仪在工业中运用十分广泛，例如说过程控制和产品质量的控制。我们常用的几种核子仪如：①核子密度计，它的用源一般采用铯137（其活度范围一般在1.85GBq，50mCi左右），对大直径的管子的测量用钴60较多，而对几厘米直径的细管用镅241源。在烟草行业中，用β射线源测量连续卷烟机中烟草的密度。②测厚仪，利用γ射线对金属、非金属材料的厚度进行测量（其测量范围为：镅241放射源，0.15～4mm；铯137放射源，2.5～60mm；钴60放射源，4～90mm）。在工业制造过程中，经常采用表面保护和表面精加工技术。③料位计，它的作用的对物料位置高度进行测量，主要采用γ射线源。对堆积密度小的物料（如泡沫塑料）或少量物料（如管中牙膏）的测量，用β射线源。
光合细菌培养基
红螺菌培养基： 1、富集培养基： 经典的紫色非硫细菌（红螺菌）的富集培养基的配方为：NH4Cl：0.1g；NaHCO3：0.1g；K2HPO4：0.02g；CH3COONa：0.1~0.5g；MgSO4·7H2O：0.02g；NaCl：0.05～0.2g；生长因子1ml，蒸馏水97ml，微量元素溶液 1ml，pH为7.0。 其中，①5％NaHCO 3 水溶液，过滤除菌取2m1加入无菌培养基中。②生长因子：维生素B10.001mg、乙尼克丁酸0.1mg、对氨基苯甲酸0.1mg、生物素0.001mg，以上药品溶于蒸馏水中，定容至10ml，然后过滤除菌。③ 微量元素溶液：FeCl 3·6H 2 O ：5mg；CuS0 4 ·5H 2 O：0.05mg；H 3 BO 4 lmg； MnCl 2·4H 2 O：0.05mg；ZnSO 4 ·7H 2 O：1mg；Co(NO 3 ) 2 ·6H 2 O： 0.5mg。以上药 品分别溶于蒸馏水中，并定容至1000m1。 除①、②、③外，各成分溶解后100 Pa灭菌20min。然后分别加入①、 ②、③，如加入0.1％～0.3％的蛋白胨则能促进该菌生长。 2、分离培养基： 传统的红螺科分离培养基的配方为：NH 4Cl：0.1g； MgCl 2 ：0.02g；酵 母膏：0.01g； K 2HPO 4 ：0.05g； NaCl： 0.2g；琼脂2g，蒸馏水90ml。 100Pa灭菌20min。 灭菌后，无菌操作加入经过滤除菌的0.5g/5mlNaHCO 3 ，再无菌加入过 滤除菌的0.1g或0.1mlNa 2S·9H 2 O（降低培养基的氧化还原值），最后再加 入5ml经过滤除菌的乙醇、戊醇或4％丙氨酸。用过滤灭菌的0.1mol/H 3PO 3 调pH至7.0。 摘自百度知道。 筛选富集培养基为: NH4Cl 1g/L, NaHCO3 1g/L, CH3COONa 3g/L, KH2PO4 0.3g/L, MgSO4 0.1g/L, 酵母膏0.5g/L, 微量元素母液1g, 自然pH值。扩大培养培养基以海水代替微量元素母液。1000~4000lx光照, (30±2)℃恒温培养。 参考文献：固定化海洋光合细菌处理生活污水的研究* 黄宝兴,李兰生,赵亮,张微,唐迎迎海洋湖沼通报 基础培养基:NH4Cl:1g; Na2HPO4: 0.5g; MgSO4: 0.2g; NaCl: 2g; NaHCO3: 5g; 酵母膏:2g ; 乙醇2ml，用0.1N H3PO4调至pH7.0。 划线培养基:采用固体琼脂培养基，即在基础培养基的基础上添加1.0%的琼脂。 以上培养基初始pH值均用H3PO4调至7.0，经121℃灭菌30分钟，NaHCO3过滤除 菌后加入。培养条件:光照培养箱温度控制在30℃、光照强度控制在3000uE.m-2s-1培养。光合细菌是一种兼性嫌气细菌，需要深层培养或在真空干燥器内达到嫌气或半嫌气状态，一般将混合菌放入培养液中先富集再分离。具体方法:将混合菌装入10ml试管中，加入培养
光合细菌的培养及其在水产养殖中的应用(精)
光合细菌的培养及其在水产养殖中的应用 光合细菌简称, 是一群能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用有机物作供氧体兼碳源, 进行不放氧光合作用的细菌, 广泛分布于水田、湖沼、江河、海洋、活性污泥和土壤中近年来, 光合细菌应用于水产养殖业并取得显著效果。我所自年开始光合细菌的培养与应用研究, 在对虾和中华鳌养殖、对虾和泥蜡人工育苗中试用, 均取得较好的效果。 本文根据我们的研究实践, 综合国内外有关文献, 概述光合细菌的培养技术及其在水产养殖中的应用状况。 1. 光合细菌的培养 1.1 菌种菌种可从采集的池塘底泥中重复富集、分离纯化获得如用保存下来的菌种, 在培养前必须提纯复壮, 才能有效地进行扩大培养。目前养殖中使用的光合细菌多为红螺菌科和一部分着色菌科的复合菌株, 因为复合型菌株能利用多种碳源, 易于培养, 能更为广泛有效降解水中低分子有机物。 1.2 培养基光合细菌培养中除碳、氮、磷等主要营养元素外, 还需要一定的镁、钙、钠及有关微量元素, 将所需的营养元素按一定的比例配成适于菌体生长繁殖的培养基。基本配方为氯化铵0.2%、碳酸氢钠0.1%、醋酸钠0.3%、磷酸二氢钾0.03%、硫酸镁0.01%、酵母膏0.05%、蛋白胨0.05%、微量元素母液0.1%。如制固体培养基再加20%琼脂。 1.3 培养生态条件 1.3.1 pH值：光合细菌生长的酸碱度范围为微酸性到中性, pH值在6.5一7.5, 在培养过程中, 需要定时测定培养液的pH值变化。 1.3.2 光照室内用25一60W白炽灯作光源, 注意培养物不能离灯泡太近。光强度一般为1000-2000Lux。 1.3.3 温度光合细菌适温为10一35℃ , 最适25一28℃。据我们观察, 光合细菌能耐较高温度, 在40一42℃时仍生长正常。 1.4 培养方法光合细菌的生产性培养一般采用三级培养法。 一级培养采用试管或小型盐水瓶, 其生长培养基需先经高压灭菌（温度121℃、压力15磅、时间20分钟）, 然后在无菌条件下, 按规程进行接种, 接种量10%一20%, 接种后于适宜温度与光照条件下进行培养。 二级培养采用5000-20000毫升玻璃瓶, 生长培养基需煮沸消毒, 待冷却到25℃左右接种, 接种量10%一20%。 三级培养采用20一25公斤塑料桶或玻璃钢桶, 培养液用次氯酸钠消毒12一24小时, 再用硫代硫酸钠还原后接种培养。接种量一般为20%--30%。 1.5 培养场所一般在室内控温光照条件下培养, 一级试管种置于培养箱内。当自然温度适宜时, 可采用塑料薄膜大棚培养。
光合细菌的培养及应用方法
光合细菌的培养及应用方法 光合细菌（简称PSB ）是地球上最早出现具有原始光能合成体系的原核生物， 是一大类在厌氧条 件下进行不放氧光合作用的细菌的总称，广泛存在于地球生物圈的各处。光合细菌在水产养殖上的 应用主要有以下五个方面：作为养殖水质净化剂；作为饲料添加剂；用于鱼 、虾、贝幼体的培育； 作为动物性生物饵料的饵料；防治鱼病。 、培养工具的消毒方法 1．加热消毒法：利用高温杀死微生物的方法。 （ 1）直接灼烧： 此法可直接把微生物烧死， 灭菌彻底， 但只适用于小型金属或玻璃工具的消毒。 （2）煮沸消毒：一般煮沸 5?10分钟，适用于小型容器、工具的消毒。 （ 3）烘干箱消毒：亦称为恒温干燥箱消毒法。 2 ．化学药品消毒法：适用在批量培养中，大型容器、工具、玻璃钢水槽和水泥池中。 （1） 酒精：浓度为 70％的酒精常用于中、小型容器的消毒。用纱布蘸酒精在容器、工具的表 面涂抹， 10分钟后，用消毒水冲洗两次即可。 （2） 高锰酸钾：按 300ppm 配成高锰酸钾溶液，把洗刷洁净的容器、工具放在溶液中浸泡 5分 钟，取出，再用消毒水冲洗 2次?3次即可。 二、光合细菌的培养条件 1 、 营养条件 光合细菌细胞体构成元素主要有：碳、氢、氧、氮、磷、钾、钠、镁、钙、硫和一些微量元素 等，它们也是所有生物细胞构成的主要物质。 一般情况下， 比重：水占 80％-90％、无机盐 1％-1.5 ％、 蛋白质 7％-10％、脂肪 1％-2％、糖类和其它有机物 1％-1.5 ％。其中干细胞含碳 45％-55％、氢 5％ -10％、氧 20％-30％、氮 5％-13％、磷 3％-5％、其它矿物元素 3％-5％。光合细菌的细胞膜具有 半透性，能选择性地让营养成分按一定需要进细胞内，在酶的作用下合成自己的细胞组分并促进分 裂新的个体。 基本符合光合细菌生长繁殖所需的营养要求，无毒无副作用，使用安全，固状结晶体便于包装和运 输，而且有 2 年的 营养元素的全面合理的搭配 , 是培养高产光合细菌的关键。根据这一要求 , 郑州 @@@生@物 材料公 司选用多种光合细菌生长必需的原料，科学配方，经特殊加工而成的 " 光合细菌发生剂（培养基） II
核技术在农业中的应用
西北农林科技大学和技术选修课作业 核技术的应用对农业科技进步的影响 摘要： 作为核技术和平利用的重要组成部分核技术农业应用已被公认为农业科技领域的高新技术。从20世纪50年代后期开始农业核技术广泛应用于诱变育种、农产品辐照加工、农业资源与环境、动物保健以及病虫害防治等领域取得了巨大的成就。核技术的应用加快了农业科技进步，显著地促进了农业生产的可持续发展。 关键词：核农学；展望 一、核农学进展 1.诱变育种与作物改良 经过40余年的研究与实践.诱变育种已成为核农学中最成熟的领域。全国有50多个研究所一直从事诱变育种研究.并形成了完善的(全国性)研究协作与学术交流网络。 20世纪60年代初期.育成并推广了第一批突变品种。截至2001年.通过辐射或辐射与其它技术相结合.中国已在42种植物上育成了625个突变品种约占世界突变品种(系)总数的四分之一。所涉及的植物包括粮食作物、纤维作物、油料作物、蔬菜、果树、花卉以及其他经济作物。诱变育种为中国的农业生产，特别是粮食、棉花和油料的生产做出了重要贡献。种植突变品种年增产粮棉油36-40亿公斤年经济效益约33亿元口在过去的十年中，主要农作物的诱变育种取得了重要成就而且无性繁殖植物、经济作物以及微生物的诱变育种工作日益受到重视。同时.育种目标也由突出高产转向品质产量并重。为了获得更高的突变频率、扩大突变谱及提高突变体的选择效率.还对诱变方法技术进行了大量的研究。相关研究包括辐射敏感性、原始材料、不同诱变剂的效果及复合诱变处理的效果评价等方面。 随着核技术与空间技术的发展，越来越多的新诱变剂(如离子束、电子束、磁化处理以及空间处理)被用于诱变育种实践。运用离子束注入技术已在水稻、小麦、蔬菜、油料作物以及微生物上获得60多个突变体，其中20多个在生产上推广应用。利用可返回式卫星和高空气球，深入研究了空间环境对植物和微生物的影响。利用该技术已在水稻、油菜、红小豆、甜椒、黄瓜、马铃薯、蘑菇上获得了20多个突变体其中包括小麦和水稻不育系.大果甜椒和大粒红小豆等。 2.食品和农产品辐照 经过40多年的实践.我国已经建立了超过50个装源量在10万居里以上的辐照设施，分布在24个省的36个城市，全国有200多个单位从事相关的食品辐照研究。主要辐照产品包括:大蒜、脱水蔬菜、调味品、香料中草药以及保健食品。近年来，辐照食品发展迅速2002年辐照食品量达到10万吨。官方的调查结果显示.公众对辐照食品的接受程度高达70%。中国已经成为世界上最大的辐照食品生产者之一。 近年来，为了达到辐照食品相关国际法规的要求中国加强了对辐照食品的管理。1996年颁布了经过修订的辐照食品卫生管理办法。迄今为止.中国卫生部已颁布了6大类辐照食品的国家卫生标准.共计有18种辐照食品获得批准.包括马铃薯、洋葱、大蒜、米、花生、蘑菇、香肠、苹果、包装鸡、花粉、杏仁、番茄、猪肉、荔枝、柑橘、马铃薯酒和熟肉制品。此外.也已颁布了有关设施和剂量的一系列