水稻新肥源——固氮兰藻

氮是决定农作物产虽的重要元素。但是,现在全世界的化学工业生产的氮肥(每年约0.27亿吨)远远不能弥补农作物从土壤中取走的氮素(每年约1.0—1.1亿吨),地球上生产食物所需的氮素中绝大部分是来自生物固定的氮。所以,关于生物固氮的研究具有重大的理论意义和应用价值,越来越被人们所重视,并在近十年来,特别是1965年以来,取得了很大的研究进展。     

鼎湖山典型森林生物固氮潜力对大气氮沉降及磷添加的响应

正本文通过实地考察和实验测量的方式,对影响森林生物固氮潜力的机理进行研究,研究结果可为理解森林生物固氮潜能对模拟大气氮沉降和人工磷添加及其交互作用的响应提供帮助,同时可为我国南方森林(尤其人工林)可持续经营管理提供一定的理论依据。1研究背景与目的生物固氮是森林生态系统重要的氮素来源。近几十年来,全球环境变化使得大气氮沉降明显增加,这对森林环境产生一系列负面影响,比如引起土壤酸化、生物多样性减少、生产力降低等。氮素输入将使森     

湿地氮循环及其对环境变化影响研究进展

论述了湿地氮素通过大气氮沉降、生物固氮、人为氮和径流氮输入等输入途径和植物收获、土壤NH3 挥发、反硝化气态损失、淋滤、径流输出等输出过程以及通过固氮作用、矿化(氨化)作用、硝化作用、反硝化作用等进行生物地球化学循环,提出量化氮与碳、磷之间的关系是目前研究中存在的主要问题,指出在湿地系统内氮迁移量及其与不同环境要素间的关系是下一步研究的主要方向,探讨了湿地氮循环对全球环境变化的影响.     

生物固氮肥对苏麻种植的影响试验

生物固氮肥是一种生物菌肥,施用后可以增加土壤中的氮素,能提高土壤肥力。该研究以7种苏麻种子为原料,观察苏麻栽培过程中生物固氮肥的应用效果。结果表明:施用生物固氮肥后产量及单株生物量与空白对比都具有显著差异,除此之外,苏麻种子中硬脂酸、棕榈酸、亚麻酸、亚油酸、含油率与对照相比均无显著差异。     

生物脱氮新技术

介绍了新近开发出的一些污废水生物脱氮新技术。这些新型生物脱氮工艺是基于新的氮素转化微生物及新的氮素转化途径，如短程硝化-反硝化、同时硝化-反硝化、厌氧氨氧化、好氧反氨化生物脱氮等。     

玉米 ∥ 花生体系氮素营养研究进展

豆科作物生物固氮作用受环境中氮素严格调控,在较多化合氮条件下结瘤少固氮能力差.目前尚缺乏耐高氮根瘤的筛选与利用,而豆科作物与其他作物实行间、套作,是充分发挥根瘤固氮和提高氮素利用效率的有效途径.玉米∥花生是典型的间作模式,近年来在玉米和花生主产区推广较快.本文回顾了前人对禾本科∥豆科作物间作体系氮素营养的研究进展,阐述了玉米∥花生对花生生物固氮的影响,丰富完善了间作氮素营养理论,并为玉米∥花生高产高效栽培提供理论依据.     

南海水域生物固氮作用研究进展

生物固氮作用影响海洋氮收支平衡并调控初级生产力,是海洋氮循环研究的热点之一.南海是位于西太平洋的重要的边缘海,被认为是具备生物固氮作用的理想环境.为了对南海水域生物固氮作用研究有一个全面了解,尝试梳理南海生物固氮作用研究的相关结果,并对南海固氮作用的研究进行了展望.南海固氮生物组成较为复杂,具有较大的时空可变性.南海的固氮速率与其他热带、亚热带海区相近,其中海盆区的年固氮量可达3.6×107 mol/a.整体而言,生物固氮作用对南海初级生产力的贡献并不显著.营养盐调控、黑潮流入侵、大型河流羽状流区的影响等因素,都在很大程度上影响着南海固氮作用的时空分布.     

生物固氮研究的前景

本世纪初以来全球农作物单位面积产量不断增长,在一定程度上依赖于氮素化肥的施用量不断增加。农作物依赖于施用氮素化肥所获得的增产实际上是以消耗能源和污染环境为代价所取得的。在大气中氮气含量接近８０％,但这种氮气并不能直接为高等植物吸收利用。人类自从发现豆科植物与根瘤菌共生结瘤固氮现象以来对生物固氮研究已有１１２年之久,我国对生物的共生固氮现象也进行了长达６２年的探索性研究。然而,关于生物固氮,特别是非豆科农作物的生物固氮,还有许多问题有待于进一步研究。目前,生物固氮研究已经被列为“国际生物学计划”中…     

氮沉降对土壤动物影响的研究进展

土壤动物是生态系统的分解者,在维持物质循环和能量流动方面起着重要作用,人类引起的氮沉降对土壤动物的组成和结构产生了巨大影响。通过研究发现,在自然生态系统,模拟氮沉降会降低土壤动物的多度和多样性,但是在人工(如农业)生态系统中氮素添加会增加土壤动物的多度和降低其多样性。氮素添加对人工生态系统中线虫多度的促进效应存在阈值效应。氮沉降对土壤动物组成和结构的影响主要通过2种:1)氮素添加后土壤铵离子浓度增加,其对土壤线虫产生直接的抑制效应;氮素添加导致土壤酸化进而影响土壤线虫的多度和多样性;2)氮素添加通过改变其它生物(如植物、微生物)群落而间接的影响土壤动物。     

百脉根小G蛋白ROP6在根瘤菌侵染过程中的调控机制研究

<正>我校生命科学学院柯丹霞博士2014年获批国家自然科学基金项目:百脉根小G蛋白ROP6在根瘤菌侵染过程中的调控机制研究.项目编号:3140U213.氮素是自然界中植物生长和发育的最主要限制因子之一.生物固氮是在常温常压下,固氮微生物将大气中的氮气(N2)转化为能被植物直接利用的氨(NH3)的生物学过程.然     

钌—卟啉氮分子配合物的合成(简报)

自从1965年加拿大化学家Allen A D第一次合成了钌的氮分子配合物[Ru(NH_3)_5N_2]X_2(X=卤离子、BF_4~-、PF_6~-等)以来,氮分子配合物的研究引起人们广泛的兴趣。人们希望,通过氮分子配合物的研究,弄清生物固氮过程中固氮酶体系的催化机制,寻找合成氮的新型催化剂,逐步实现化学模拟生物固氮,最终有可能在常温常压下合成氮。20多年来,合成氮分子配合物的研究工作有了很大的发展。已发现许多过渡金属都能生成氮分子配合物。在这些配合物中,其它配体还可以是多种多样的,如卤离子、水、氨、负氢离子、取代膦、羰基、环戊二烯基等但含有卟啉环配体的氮分子配合物尚较少见。     

砷对土壤微生物碳、氮代谢的影响

通过微生物嫌气培养实验,探讨了砷污染对土壤呼吸作用、反硝化作用、挥发性脂肪酸形成和氮素形态转化等微生物活动过程的影响,以助于理解砷对土壤生态系统中碳(C)、氮(N)的生物地球化学(biogeochemistry)影响.研究结果表明,砷不仅明显抑制微生物活动中CO_2的产生,而且显著降低反硝化细菌的活性.在供试土壤中,砷既促进NO_3—N的消失,同时又减少NO_2—N和NH_4—N的产生,因此,砷可以使NO_3—N转化成除NH_4—N、NO_2N和N_2O—N之外的其他形态的氮,也可以抑制乙酸形成,但促进异丁酸形成.     

水库底泥氮释放及其好氧微生物脱氮研究

以丹江口水库为例, 考察水库底泥在不同温度、扰动和曝气等条件下, 总氮、硝氮、氨氮和亚硝氮的释放规律。设置模拟反应器, 探究高效好氧脱氮微生物强化消除水库底泥内源氮污染的效果, 并运用高通量测序技术, 分析高效好氧脱氮微生物对底泥微生物群落结构的影响。结果表明, 温度升高会减少氨氮的释放,增加硝氮和亚硝氮的积累; 水体扰动会加速底泥中氮素释放, 且上覆水中的氮素释放累积量与扰动速度成正比; 溶解氧对底泥氮素释放有显著影响, 曝气处理可以明显地降低底泥中总氮和硝氮的释放及其在水体中的累积。在反应器中底泥–上覆水界面投加高效好氧脱氮微生物Pseudomonas stutzeri (PCN-1)后, 反应器内各种形态的氮素都出现先上升、后下降的趋势; 在反应器运行的第65天, 底泥释放的总氮和硝氮的去除率分别高达75.87%和79.96%, 底泥内源氮污染得到有效的控制。对比投加菌株前后的微生物群落结构, 发现底泥中Proteobacteria, Bacteroidetes和Spirochaetes的相对丰度明显增加, PCN-1强化脱氮处理能够改变底泥的微生物群落结构。     

微生物菌剂对城市污泥堆肥过程中氮素转化的影响研究

以稻草、木屑为填充料,分别添加EM原露、腐秆灵、金宝贝生物发酵剂、阿姆斯生物发酵剂和纤维素分解菌5种微生物菌剂,采用人工翻堆好氧堆肥工艺,进行城市污泥堆肥试验,通过测定堆肥过程中温度、pH值及NH_4~+-N、NO_3~--N和总氮含量,研究了5种微生物菌剂对城市污泥堆肥进程及氮素转化的影响,结果表明:添加微生物菌剂后堆体达到高温期和最高温度的时间较对照提前了1～2 d,降温阶段的降温速率提高了0.54～0.74℃/d,达到室温时间提前了5～6 d;各堆体50℃以上均保持了7 d以上,满足堆肥卫生学指标.添加微生物菌剂能促进有机氮的分解,促进硝化细菌的生长,有利于NH_4~+-N向NO_3~--N的转化和堆肥的腐熟进程.由于添加微生物菌剂提高了堆体升温速率、延长了高温期的维持时间和增加了堆体的pH值,导致更多的氮素损失.堆肥结束时,堆体氮含量降低39.8%～44.8%,较未添加微生物菌剂的堆体降低量多9.8%～14.8%.综合各项指标,金宝贝生物发酵剂和阿姆斯生物发酵剂具有较好的应用前景.     

太湖地区水稻节水灌溉与氮素淋失

通过田间试验探讨有效的农田氮素水体污染防治途径。研究表明,节水灌溉（湿润灌溉）情况下渗漏水中总氮浓度、氮素渗漏量、氮素渗漏损失代价均随着施氮量的增加而增加,渗漏水中3种形态的氮素（硝态氮、铵态氮和有机氮）以硝态氮为主,铵态氮和有机氮占的比例较低;和常规灌溉相比,相同施氮处理（264.75kg/hm^2)采用节水灌溉时稻谷增产4.1%,氮肥当季利用率提高3%、氮素渗漏量下降8.9kg/hm^2,水稻节水灌溉是当前降低太湖地区水体氮素污染行之有效的重要措施之一。     

模拟氮沉降对红椎人工幼龄林土壤微生物生物量和微生物群落结构的影响

采用氯仿熏蒸浸提法和磷脂脂肪酸法(phospholipid fatty acid,PLFA)研究了我国南亚热带地区新造红椎(Castanopsis hystrix)人工幼龄林土壤微生物生物量与群落结构对模拟氮沉降的响应。施氮量分别为0 kg/(hm2·年)(对照)、50 kg/(hm2·年)(低氮)、100 kg/(hm2·年)(中氮)和150 kg/(hm2·年)(高氮),所施氮素为NH4NO3,试验周期为17个月。结果表明,中氮和高氮处理显著提高了土壤氮素的有效性,但显著降低了土壤p H。所有氮处理均未对土壤有机碳含量产生显著影响,但中氮和高氮处理显著降低了土壤碳氮比,并且显著升高了土壤可浸提有机碳含量。中氮和高氮处理显著降低了土壤微生物生物量碳含量,但显著升高了微生物生物量氮(MBN)含量。再者,中氮和高氮处理显著降低了土壤微生物总PLFAs量、细菌PLFAs量和真菌PLFAs量。3个施氮水平均显著降低了革兰氏阴性菌PLFAs的相对丰度,均显著升高了放线菌PLFAs的相对丰度,但仅高氮处理显著降低了革兰氏阳性菌PLFAs的相对丰度。此外,中、高氮处理均显著升高了真菌细菌PLFAs量比。主成分分析结果表明,3个模拟氮沉降水平均显著影响了红椎人工幼龄林土壤微生物群落结构。冗余分析结果表明,氮沉降下红椎人工幼龄林土壤微生物群落结构的变化与MBN和p H显著相关。以上结果表明,氮沉降显著影响了红椎人工幼龄林土壤微生物群落的稳定性,进而对土壤健康和肥力产生消极影响。     

间伐对长江滩地杨树人工林土壤有效氮素的影响

以南京长江滩地6年生杨树人工林为研究对象,设计了5种间伐处理(对照、30％、40％、50％强度的下层伐和50％强度的机械伐),分析了不同间伐处理对杨树人工林土壤无机氮、土壤水溶性有机氮(DON)和土壤微生物量氮(SMBN)含量的影响以及这三者之间的关系.结果表明:不同间伐处理对土壤无机氮素含量、土壤微生物量氮和土壤水溶性有机氮含量均有显著影响,且50％强度的下层伐和机械伐处理下三者的含量较高,其含量随季节的动态变化均呈先上升后下降的动态变化;不同间伐处理下的3个层次中土壤有效氮素含量均表现出明显的表聚性,0～5 cm土层的有效氮素含量明显较高;土壤有效氮素之间的相关性不显著,仅SMBN与DON、土壤硝态氮呈正相关关系.     

磷对红萍氮化合物和核酸的影响

许多学者对生物体的氮代谢进行了研究.Jone(1936)及罗宗雅等(1963)研究了磷对小麦氮代谢的影响;Breon(1944)研究了磷对番茄氮代谢的影响,均发现磷对非固氮生物的氮代谢有明显的影响.Mahl、M、C(1960)及Masayuki Ohmori(1974)研究了氨对固氮生物固氮活性的作用,发现氨离子能抑制Klebsiellapneumoniae及Anabaena cylindrica的固氮酶的活性,影响含氮化合物的变化.本试验以共生固氮生物——红萍(Azolla imbricata Nabai)为材料,在有No_3~-的培养基中,研究磷对红萍的氮化合物及核酸的影响,以探讨共生固氮生物磷氮代谢的关系及以磷增氮的作用机制.     

模拟空间废水生物处理系统的设计及运行与微生物种群结构分析

废水循环利用是受控生态生保系统（environmental control and life support system,ECLSS）的关键技术之一.设计了空间废水组合生物处理系统,由两个序批间歇式反应器（sequencing batch reactor,SBR）、供氧部件、在线监测与控制部件等组成.利用该系统可同时处理卫生废水和尿液,降解卫生废水中的化学需氧量（chemical oxygen demand,COD）,转化尿液中尿素生成硝态氮（NO₃-）,形成植物种植营养液.废水处理系统稳定运行后,模拟卫生废水COD去除率达到99.34%,出水NO₃-浓度1 626.71 mg/L,氮素转化率达到87.2%.对SBR中微生物的种群结构进行了分析,卫生废水反应器中γ-变形菌纲的Pseudomonas、Arenimonas属微生物占73.3%,尿液废水反应器中β-变形菌纲的Thauera、Nitrosomonas、Comamonas属微生物占48.8%,这些微生物对维持空间废水生物处理系统的正常运行具有重要作用.      

氮硫配施对冬小麦根际微生物数量变化及产量的影响

通过盆栽试验,研究不同氮硫营养水平对两冬性小麦品种豫麦49—198和兰考矮早8根际微生物在不同生育期中主要类群的影响及动态变化趋势．结果表明：①氮、硫营养以及品种差异均对小麦根际微生物细菌、放线菌和真菌有显著影响;②硫素营养和氮素营养对小麦各生育时期的根际细菌的数量均有极显著性影响,并表现为氮素营养对小麦根际的细菌数量的影响效应高于硫素营养;③氮素营养是根际放线菌数量差异显著的主要原因,但硫、氮及实验品种三者间的交互作用在整个测定时期对放线菌无显著性影响;④实验品种、氮、硫均对各测定时期小麦根际真菌数量产生极显著性影响,其影响效应表现为：试验品种〉氮素〉硫素,硫、氮、品种之间交互作用对真菌的影响主要在花后;⑤氮硫配施对两个小麦品种的籽粒产量均有影响．