Ключевые слова и понятия

анаэробная ферментация биогаз биореакторы биотопливоколлекторы газификация гидролиз денатурация

лигноцеллюлоза мезофиллы пиролиз психрофилы термофилы фотосинтез

Вопросы для самоконтроля:

1. Какое количество энергии содержится в невозобновляемых запасах Земли?

2. Какова эффективность использования солнечной энергии при фотосинтезе?

3. Способы использования растительного сырья в качестве топлива.

4. Основные поставщики биомассы, идущей на топливо?

5. Каков ежегодный прирост биомассы в мире?

6. Основная технология переработки водных растений?

7. Как осуществляется производство этилового спирта?

8. Основное сырье для получения спирта?

9. Получение метана.

10. Типы установок для получения биогаза?

11. Эффективность биореакторов при получении биогаза?

12. Скорость превращения субстрата в биореакторах?

Лекция 5

Сельское хозяйство и биотехнология

1 Перспективы использования биотехнологии в сельском хозяйстве.

2 Улучшение сортов растений.

3 Биологическая фиксация азота бобовыми культурами при сим-биозе.

4 Биологический контроль.

1. Перспективы использования биотехнологии в сельском хозяйстве

Прогресс в сельскохозяйственном производстве и производство продуктов питания в целом зависит от почвенных, водных и энергетических ресурсов, которые в принципе могут быть увеличены, но обычно рассматриваются как ограниченные.

Достижения в этих областях зависят также от возобновляемых биологических ресурсов, таких, как культурные растения, домашние животные и микроорганизмы. Повышение биологической продуктивности организмов является предметом активных исследований естественных наук.

Удельный вес биотехнологических методов в этих исследованиях постоянно возрастает. Методы биотехнологии применяются при использовании микроорганизмов для получения полезных веществ, приготовлении продовольственных продуктов, их консервировании и улучшении питательных свойств.

В этой области усилия ученых направлены на увеличение выхода продукции, повышение ее питательности, увеличение устойчивости растений к неблагоприятным погодным условиям, патогенам и вредителям наряду с поддержанием достаточного разнообразия среди культурных видов и сохранением генетических ресурсов, которые заложены в близких к ним диких видах. Концепции и методы генетики растений быстро развиваются благодаря новейшим открытиям молекулярной биологии и особым присущим растениям свойствам. Поэтому она вносит весомый вклад в проводимые исследования.

Увеличение объема сельскохозяйственной продукции должно осуществляться экономически приемлемыми способами, а также с учетом влияния на окружающую среду.

Развитые страны могут позволить себе в больших масштабах применять химические удобрения, но многим другим странам это недоступно, и они вынуждены искать другие пути. Основным необходимым для роста элементом является азот. Он не принадлежит к числу редких, но чтобы перевести азот в доступную растениям форму, его надо фиксировать. В ходе эволюции выработался эффективный процесс биологической фиксации азота при симбиозе. Сейчас интенсивно изучается процесс несимбиотической фиксации азота, но на практике он применяется пока в ограниченном масштабе.

Большое внимание привлекают к себе биологические способы снабжения растений фосфором, а также контроля за вредителями и болезнями растений. Разрабатываются способы выращивания ценных культур в контролируемых условиях.

Пожалуй, самый большой вклад, который может внести биотехнология в сельское хозяйство, - это улучшение сортов растений; существенный прогресс здесь будет достигнут благодаря использованию методов генетической инженерии и технологий слияния протопластов.