【正文】 試 分 析 儀 器 農(nóng)業(yè)專用儀器 農(nóng)業(yè)機械測試儀器 農(nóng)業(yè)專用生理和生態(tài)測試儀器 農(nóng)業(yè)專用品質(zhì)和成分分析儀器 專 用 儀 器 實驗室儀器裝置 過程檢測與控制儀器儀表 表 2 各類科學(xué)測試、控制儀器在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用 5 2 幾種通用科學(xué)儀器在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用狀況 現(xiàn)以農(nóng)業(yè)幾個方面和我國已頒布實施的幾個標準為例、概述幾種通用的科學(xué)儀器的應(yīng)用狀況和法定地位。 當(dāng)今我國科學(xué)儀器的許多技術(shù)指標、性能、應(yīng)用條件尚難滿足目前農(nóng)口凡屬較深層次的科技項目和較大規(guī)模的精細農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，實際需求。過去多認為農(nóng)業(yè)比較粗放，對儀器的技術(shù)要求不高、品種不多，其實這是一種錯覺。 隨著技術(shù)經(jīng)濟時代的到來，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的實施，農(nóng)業(yè)科研化靠一把尺、一桿稱、咬一咬、摸一摸、用眼看一看的時代已一去不復(fù)返了。而更引人深思的例子是近十年來人類基 3 因組計劃的提前完成和引發(fā)出來的一場世界性官 司， 1990年從根本上解決人類疾病的診斷治療、新藥開發(fā)、司法鑒定、食品衛(wèi)生監(jiān)督等，美國提出了號稱 20世紀三個偉大的科學(xué)計劃之一。另外從海灣戰(zhàn)爭、沙漠風(fēng)暴直至如今所稱的超 限戰(zhàn)，科學(xué)儀器中的測控儀器則是軍事上的戰(zhàn)斗力。20xx年北京分析測試學(xué)術(shù)報告會及展覽會 (BCEIA 20xx)“科學(xué)儀器發(fā)展論壇”論文 20xx年國際工程科技大會 (ICETS20xx)論文 科學(xué)儀器設(shè)備在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化中的作用和幾類主要儀器設(shè)備的發(fā)展概況 蔣士強 1 中 國 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 院 中國儀器儀表學(xué)會農(nóng)業(yè)儀器應(yīng)用技術(shù)學(xué)會 20xx年 10月 19日 2 20xx年北京分析測試學(xué)術(shù)報告會及展覽會 (BCEIA 20xx)“科學(xué)儀器發(fā)展論壇”論文 20xx年國際工程科技大會 (ICETS20xx)論文 科學(xué)儀器設(shè)備在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化中的作用和幾類主要儀器設(shè)備的發(fā)展概況 蔣士強 (中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 中國儀器儀表學(xué)會農(nóng)業(yè)儀器應(yīng)用技術(shù)學(xué)會 北京 100081) 摘 要：本文簡介農(nóng)業(yè)各領(lǐng)域中分析測試的對象和特點，論敘農(nóng)業(yè)科技、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中科學(xué)儀器設(shè)備的應(yīng)用狀況和法定地位。說及科學(xué)儀器在科研和科技發(fā)展中的地位，可說從古代的科學(xué)探索到今日的科學(xué)研究，科學(xué)儀器是其主要支撐。人類基因組研究，擬投資 30億美元，計劃用 15年時間完成任務(wù)，由 4 表 1 與科學(xué)儀器發(fā)明發(fā)展相關(guān)的諾貝爾獎榮獲者 編號 年 份 獲 獎 者 獲 獎 項 目 1 1901年 Rontgen, Wilhelm Conrad 首次發(fā)現(xiàn)了 X射線的存在 2 1901年 Van’t Hoff, Jacobus Henricus 發(fā)現(xiàn)了化學(xué)動力學(xué)的法則及溶液滲透性 3 1902年 Arrhenius, Svante August 對電解理論的貢獻 4 1906年 Thomson, Sir Joseph John 對氣體電導(dǎo)率的理論研究及實驗工作 5 1907年 Michelson, Albert Abranhaam Von Laue, Max 首先制造光學(xué)精密儀器及對天體的光譜 研究 6 1914年 Bragg, Sir William Henry及 Bragg, Sir William Lawrence 發(fā)現(xiàn)結(jié)晶體 X射線的衍射 7 1915年 Barkla, Charles Glover 共同采用 X射線技術(shù)對晶體結(jié)構(gòu)的分析 8 1917年 Asron, Francis William 發(fā)現(xiàn)各種元素 X射線輻射的不同 9 1922年 Pregl, Fritz 發(fā)明了質(zhì)譜技術(shù)可以用來測定同位素 10 1923年 Einthoven, Willem 發(fā)明了有機物質(zhì)的微量分析 11 1924年 Siegbahn, Karl Manne Ge 發(fā)現(xiàn)了心電圖機制 12 1924年 Svedberg, The(Theodor) 在 X射線的儀器方面的發(fā)現(xiàn)及研究 13 1926年 Venkata 采用超離心機研究分散體系 14 1930年 Raman, Sir Chandrasekhara 發(fā)現(xiàn)了喇曼效應(yīng) 15 1939年 Lawrence, Emest Orlando 發(fā)明并發(fā)展了回旋加速器 16 1944年 Rabi, Isidor Isaac 用其振方法記錄了原子核的磁性 17 1948年 Tiselius, Ame Wilhelm Kaurin 采用電泳及吸附分析法發(fā)現(xiàn)血漿蛋白質(zhì) 的性質(zhì) 18 1852年 Mills 發(fā)展了核磁共振的精細測量方法 19 1952年 Martin, Areh er John Porter及 Synge Richard Laurense Millingon 發(fā)明了分析色譜法 20 1953年 Zemike, Frits(Frederik) 發(fā)明了相關(guān)顯微鏡 21 1959年 Heyrovsky, Jaroslay 首先發(fā)展了極譜法 22 1979年 Cormak, Allan M. 及 Hounsfield, Sir Godfrey N. 發(fā)明計算機控制掃描層析診斷法 (CT) 23 1981年 Siegbahn, Kai M 發(fā) 展了高分辨電子光譜法 24 1981年 Bloembergen, Nicolaas及 Schawolow, Arthur L 發(fā)展了激光光譜法 25 1982年 Klug, Sir Aaron 對晶體電子顯微鏡的發(fā)展 26 1986年 Binnig, Gerd及 Rohrer, Heinrich 地高分辨核磁共振方法的發(fā)展 27 1991年 Emst, Richard R 對高分辨核磁共振方法的發(fā)展 5 于當(dāng)時只能利用板凝膠電泳，不但成本很高，且進度實在太慢，從而不得不于 1993年重新修訂計劃，明確規(guī) 定用 50%經(jīng)費先研究測序的方法和儀器，并吸收世界各國聯(lián)合攻關(guān)， 1995年以后由于測序儀快速更新，整個步伐猛然加快， 1999年提出 3700型陳列毛細管電泳構(gòu)成的測序儀，速度提高了 30多倍，接著又出現(xiàn)了掃描毛細管電泳、芯片毛細管電泳等新儀器和方法，速度提高近千倍，所以于 20xx年 6月 28日公布完成人類基因組框架圖， 20xx年 2月 12日，美、日、德、法、英、中 6國集團政府首腦宣布完成人類基因組圖譜及初步分析結(jié)果，也即由于儀器和方法的突破使整個計劃提前 4～ 5年完成。 農(nóng)業(yè)包括種植業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)和農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè) (國外多將農(nóng)業(yè)與食品歸為一個領(lǐng)域 )，與其他領(lǐng)域一樣，科學(xué)儀器和檢控儀器 ，作為信息技術(shù)的源頭，也必然是農(nóng)業(yè)科技發(fā)展的“摧化劑”，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和可持續(xù)發(fā)展的“倍增器”。 1 . 2 對象與特點。但是，我國儀器儀表行業(yè)歷經(jīng)波折和努力之后，還是取得了長足的發(fā)展。 2 . 1 通用科學(xué)儀器在農(nóng)業(yè)常規(guī)分析測試中的應(yīng)用 [2,3,4] 通用分析儀器仍然是農(nóng)業(yè)常規(guī)分析測試的主體，表 2～ 6概述了 5個方面即：土壤、農(nóng)藥及殘留、農(nóng)牧漁業(yè)產(chǎn)品和食品業(yè)、飼料、生理技術(shù)中的幾種 主要科學(xué)儀器的應(yīng)用狀況。 硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、全氮、有效磷、速效磷、有效硼、全量硼、有效硫、全量硫，二氧化硅、活性硅、鋁、鈦、硒、錳、有效錳、游離氧化鐵、全量鐵、有效鉬，全量鉬。 離子選擇電極 硝態(tài)氮，銨態(tài)氮，水溶性氯離子、交換性鉀、鈉、硼、砷、鉛等。 6 紫外分光 光度計 多菌靈、百草枯、稀禾定等。 原子吸收分光 光度計 各種常量、微量以及有毒元素。 極譜儀及離子選擇電極等電化學(xué)儀器 維生素 C、菸酸、草酸、葉綠素、茶堿、谷氨酸、胱氨酸、賴氨酸、抗原或抗體、氟、硼、錳、鐵、銅、鋅、鍺、硒、砷、鎘、錫、碲、鉛、汞等。 4 基因檢測，分子 標記 DNA擴增儀、 DNA電泳、脈沖電泳，等電聚焦電泳、雙向電泳、毛細管電泳等儀器、生物芯片。 8 常規(guī)顯微觀察分析 生物顯微鏡、熒光顯微境、倒置顯微鏡、冷凍切片機等。 14 實驗室常用中、小型儀器設(shè)備 微量加液器、各種泵、酸度計、超凈臺、純水器、恒溫箱、消解器、可見光 /紫外光度計、過濾器、排泄器、超聲清洗器、酸度計等。 原子吸收分光光度計 各種常量、微量以及有害元素。 旋光儀 粗淀粉、總糖、蔗糖、葡萄糖、果糖等。國內(nèi)外 制訂的一系列標準是規(guī)范生產(chǎn)、經(jīng)營和消費的法規(guī)組成部分，與農(nóng)業(yè)和食品有關(guān)的標準更是關(guān)系著國家經(jīng)濟發(fā)展、人民身體健康和提高產(chǎn)品國際市場競爭力。即： 1. 糧油作物檢測標準； ； 3. 畜禽產(chǎn)品、水產(chǎn)品檢驗標準； 4. 獸藥檢驗和監(jiān)督標準 (20xx年版 )。 表 9 蔬菜及其制品檢驗標準中所運用的分析方法與儀器 序號 樣品種類 檢驗組份 檢驗方法和儀器 1 各種蔬菜及其制品 總砷 銀鹽法或硼氫化物還原比色法、分光光度計氫化物原子熒光光度法 2 各種蔬菜及其制品 氟 擴散－氟或灰 化蒸餾試劑比色法、分光光度計，氟離子選擇電極法 3 各種蔬菜及其制品 汞 冷原子吸收光譜法、原子熒光光譜法，二硫腙比色法 4 各種蔬菜及其制品 鎘 火焰或石墨爐原子吸收光譜法，鎘試劑比色法、分光光度計 5 各種蔬菜罐頭制品 鉛 火焰或石墨爐原子吸收光譜法，原子熒光光譜法，二硫腙比色法 6 各種蔬菜罐頭制品 銅 原子吸收光譜法，二乙基二硫代氨基甲酸納法、分光光度計 7 各種蔬菜罐頭制品 錫 原子熒光光譜法，苯芥酮比色法、分光光度計 8 各種蔬菜罐頭制品 鋅 火焰原子吸收