非豆科作物共生固氮的研究(Ⅲ)——~15N同位素稀释法测定小麦诱发根瘤的固氮作用

70年代以来,由于氮素化肥的能源耗费和环境污染等问题日趋严重,生物固氮研究日益受到世界各国重视。近年,生物固氮研究中令人瞩目的课题是研究如何向非豆科作物转移固氮能力,以减少农业对化肥的依赖。目前,此项研究已成为生物固氮研究中的新兴领域,是当代农业科学中富有挑战性的研究课题。     

中国生物固氮研究现状和展望

生物固氮是生命科学中的重大基础研究课题之一, 它在生产实际中发挥着重要作用: 为植物特别是粮食作物提供氮素、提高产量、降低化肥用量和生产成本、减少水土污染和疾病、防治土地荒漠化、建立生态平衡和促进农业可持续发展. 本文在介绍国际生物固氮研究进展的同时, 着重叙述了生物固氮研究取得的重大进展和成果: 收集了根瘤菌资源, 建立了最大的数据库, 修正和发展了国际上对根瘤菌的分类; 发现了固氮基因, 证实了克氏杆菌固氮基因操纵子的连锁性及正调控基因的调节机制和对氧、温度的敏感性; 发现苜蓿根瘤菌结瘤调控基因nodD3的产物对结瘤基因表达的启动不受宿主类黄酮的作用; 发现苜蓿根瘤菌的碳利用基因和固氮生物氮代射和碳代谢基因表达及其调节的偶联作用; 化学合成了根瘤菌的结瘤因子; 在固氮基因表达调节基础上, 构建了固氮基因工程菌株, 并在生产中得到应用; 提出了化学模拟固氮酶的结构和功能, 固氮酶活性中心的模型和合成了模型化合物, 受到了国际高度评价. 根据国际上研究的趋势并结合国内的研究进展, 提出了生物固氮研究的发展方向, 建议在联合(内生)固氮菌固氮基因调控及其提供氮素的作用, 根瘤菌与豆科植物共生结瘤固氮的信号传递和分子相互作用, 氮、碳代谢和固氮与光合作用的偶联与共生结瘤固氮中功能基因组学等方面展开积极研究.     

肥料与农业和环境

肥料是发展农业生产的重要物质基础,但是,如果使用不当,也可引起环境污染。本文简要讨论我国农业中的肥料使用与农业特别是粮食生产及环境质量的关系。１肥料与农业１１肥料结构１１１有机肥与化肥的比例在农业生产中化肥是增加养分投入和循环的基础,而有机肥料...     

上海微量元素肥料应用区划设计

在农业生产中,微量元素肥料用量少,收益大,施用方便且成本低廉,是一种能迅速推广的增产措施。然而微量元素肥料的应用是有选择性的,不是在任何土壤上,对各种农作物都适合。为了达到作物增产的目的,有效地防止肥害及污染,必须根据土壤中微量元素供给情     

关于团场农业环境状况调查报告

农业是人类赖以生存的基本资料重要来源，保护农业生态环境十分重要。本文从化肥、农药、地膜三方面阐述了农业自身污染对农业环境的影响，不仅给当前农业生产带来危害，而且给农业可持续发展带来了严重威胁。     

“抗生菌肥料”的研究

近年来世界各国对“细菌肥料”的研究和利用,在农业生产中曾取得了一定的成绩。但是,这些肥料对农作物尚缺乏防病效果,同时也没有利用“抗生菌”在肥料中所产生的物质来刺激植物生长,以达到增产的目的。7年来,我们在中国北部地区采集了2,562个放线菌系,其中“G_4”及“5406”两系能抗克所测定的32种     

绿色肥料产业体系构建及其科学问题

20世纪60~70年代的第1次绿色革命是以集约化、高投入、高产出来实现粮食作物高产,它是一种视觉感上的绿色.化学肥料的大量投入,必然伴随化学农药的大量施用,大规模的集约化的农耕系统,破坏了土壤结构,是一种不可持续的农业发展模式.面对当前粮食安全和资源环境的双重压力,我国现代农业发展必须同时实现作物高产、资源高效和环境保护,我国的肥料发展应以提高肥料利用率为核心,实施"以质量替代数量"的发展战略.为此,必须创新绿色肥料生态工艺,改善农业生态环境.本文回顾了第1次绿色革命的贡献与不足,论证了作为环境标识的维持生态平衡、保护环境与人类健康的"绿色化"意义上的绿色肥料,为使我国肥料农用总量及对环境的污染强度尽快跨过顶峰,并迅速减量,必须建立绿色肥料保障系统:不单纯要生产绿色肥料,还必须从"绿色化肥原料"、"绿色生产工艺"、"绿色肥料的性能或特征"等多方面构建肥料保障体系.指出绿色肥料产业体系应包括利用简单技术来为广大小农场(家庭农场)提供绿色肥料,介绍了与治污相结合的,利用工农业废弃物有限降解制备小分子碳肥的"深绿色技术";低能耗、低排放、零排放生产缓释肥料的生态工艺;符合绿色化学遵循的"原子经济学"原则,利用中、低品位磷矿,不排出磷石膏的脲硫酸分解磷矿生产中浓度、多营养功能性复合肥料产品.指出应关注磷资源的可持续利用,低品位磷矿活化及高效利用工艺及其机理研究;以熵增最小、能耗最低、对环境排放量最少的生态肥料工艺创立我国磷肥产业新体系.     

提高农作物氮肥利用效率的关键基因发掘与应用

在农业生产中,大量施用氮肥是农作物增产的重要措施之一.在长达半个多世纪的农作物育种史上一直占据主导地位的"绿色革命"半矮化品种具有耐高肥、抗倒伏和高产的优良特性,但同时也存在氮肥利用效率(nitrogen use efficiency, NUE)低的局限性,其高产量对于高水肥投入的依赖性很大.因此,为了提高农作物产量,不得不大量施用氮肥.但是,持续大量的氮肥投入不仅增加了种植成本,还导致了日益严重的环境污染问题.面临粮食安全和生态安全的双重挑战,协同提升农作物NUE和产量已成为可持续农业发展的唯一出路.结合我国粮食安全和农业可持续发展的迫切需求,本研究团队在植物生长发育与氮素代谢协同作用机制的研究以及氮肥高效利用的新种质培育方面取得了突破性进展.这项研究为"少投入、多产出、保护环境"的农作物设计育种提供了理论依据和技术支撑.本文简单介绍近年来NUE相关研究进展以及本研究团队在GRF4-DELLA分子模块协同调控农作物NUE和产量方面的新发现,并对该领域的未来研究方向提出几点展望.     

痕量稀土元素钇、镱在小白鼠体内的分布和影响

微量稀土元素能促使农作物高产,但是长期广泛使用稀土肥料对人类和动物是否安全?到今天仍然是含糊不清的问题,也是学术界争论的问题。农业方面的人士认为:根据稀土的致死量和半致死量的毒性试验,指出稀土是低毒元素,对人是安全的。但不少研究人员认     

《旱地作物氮素营养生理生态》评析

资源合理利用与生态环境保护已成为21世纪西部开发的战略核心. 实现这一战略, 对农业生产有着举足轻重的作用. 农业活动不仅关系环境健康与生态安全, 也关系人类的生存和发展. 西部地区农业可持续发展的关键是在保护生态环境的基础上, 提高水分和养分资源的利用效率. 位于西北地区的黄土高原是培育中华民族的摇篮, 也是中国农业的源地. 几千年来, 黄土高原的农业生产对我国农业发展做出了重要贡献. 这一地区有着农业发展的优势, 也有着不利因素, 即作物生产既受水分不足的胁迫, 也受养分不足的胁迫. 降水少植物生长不良使土壤难以累积大量…