Mitigation of lake eutrophication: Loosen nitrogen control and focus on phosphorus abatement

Traditionally, nitrogen control is generally considered an important component of reducing lake eutrophication and cyanobacteria blooms. However, this viewpoint is refuted recently by researchers in China and North America. In the present paper, the traditional viewpoint of nitrogen control is pointed out to lack a scientific basis: the N/P hypothesis is just a subjective assumption; bottle bioassay experiments fail to simulate the natural process of nitrogen fixation. Our multi-year comparative research in more than 40 Yangtze lakes indicates that phosphorus is the key factor determining phytoplankton growth regardless of nitrogen concentrations and that total phytoplankton biomass is determined by total phosphorus and not by total nitrogen concentrations. These results imply that, in the field, nitrogen control will not decrease phytoplankton biomass. This finding is supported by a long-term whole-lake experiment from North America. These outcomes can be generalized in terms that a reduction in nitrogen loading may not decrease the biomass of total phytoplankton as it can stimulate blooms of nitrogen-fixing cyanobacteria. To mitigate eutrophication, it is not nitrogen but phosphorus that should be reduced, unless nitrogen concentrations are too high to induce direct toxic impacts on human beings or other organisms. Finally, details are provided on how to reduce controls on nitrogen and how to mitigate eutrophication.     

杨树根际固氮菌的分离、筛选和鉴定

从３个不同地点的２１个杨树无性系及半同胞家系根系和根际的不同部位分离到１５１个菌株具有固氮酶活性,其中固氮酶活性高于１００ｎｍｏｌ／（瓶．ｈ）（还原乙炔的量）的菌株有８个。杨树不同无性系及半同胞家系根际固氮细菌的数量、种类及分布情况有差异。对固氮活性最高的５力株（１２５、３、７１、７４和１３４号）进行了初下鉴定,３号和７１号菌株均属贝杰林克菌属（Ｂｅｉｊｅｒｉｎｃｋｉａ）,７４号菌株属德克斯氏菌属     

新型复合生物肥料的研制与应用

针对生物肥料的增产效果和应用前景,分别筛选得到了固氮蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus N 9)、解磷枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis P 3)、解钾胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus K 2),通过单因子和正交实验确定了最佳发酵条件和培养基配比.发酵液用草炭吸附后,复配含氮、磷、钾养分的化学肥料,通过转鼓造粒成型技术制成颗粒状生物肥料,芽孢形成率高,活菌数量足.田间实验表明,该肥料能有效降低农业生产成本和提高农作物产量.     

长江口沉积物固氮过程的温度敏感性及影响因素

探讨微生物固氮过程的温度敏感性对认识全球气候变化背景下河口近岸生态系统的稳定及氮素平衡具有重要意义.然而,到目前为止,关于河口沉积物固氮过程对温度变化的响应及影响因素的研究还鲜见报道.本文选取长江口6个采样站位（包括长江口内4个和长江口外2个）,采用泥浆培养实验,并结合¹⁵N同位素示踪技术对长江口沉积物固氮过程的温度敏感性及影响因子展开研究.结果表明,长江口沉积物中原位温度的固氮速率范围是0.72～2.85 nmol·g^-1·h^-1.在5～10℃和20～30℃培养条件下,温度升高对固氮速率具有一定的抑制作用,而在10～20℃的培养条件下,温度升高对固氮速率有明显的促进作用.尽管各站点沉积物理化性质相差较大,但固氮速率对温度的敏感性相对一致.相关性分析结果表明,硫化物、二价铁、硝态氮和总有机碳含量是影响固氮作用的主要环境因子.     

Bi12O17Br2的制备及其光催化固氮性能的研究

采用一步水解法,通过控制不同水解时间制备系列Bi₁₂O₁₇Br₂,对其晶相、氮吸脱附、光吸收及电化学特性进行鉴定与表征。将Bi₁₂O₁₇Br₂用于可见光辐照下光催化固氮的结果表明,随制备时水解时间的延长,Bi₁₂O₁₇Br₂对N₂的化学吸附量增大,光催化固氮的活性增加,在不采用助剂、仅有N₂和水的情况下,产NH＋₄的速率高达144 μmol/(L·g·h)。电化学测定结果显示,随制备时水解时间的延长,所得Bi₁₂O₁₇Br₂的电化学阻抗降低、光电流响应增大。     

拟柱孢藻毒素生物合成的分子基础与进化特征

拟柱孢藻毒素是由尖头藻等水华蓝藻产生的一种生物碱类蓝藻毒素.毒理学研究表明该毒素进入动物体内后能够对多种器官产生毒性效应，且以肝毒性较为明显.拟柱孢藻毒素的毒性虽不及微囊藻毒素，但由于其结构的稳定性和水溶性，能够在水体中积累到较高浓度，增大了饮用水健康风险，且容易通过食物链富集造成更为严重的中毒事件.随着尖头藻水华在世界范围内的蔓延，拟柱孢藻毒素也引起了研究者和水体管理部门的广泛关注.作为一种次级代谢产物，拟柱孢藻毒素的生物合成是从甘氨酸、精氨酸和丙二酰CoA开始，由特定的多种酶依次催化完成的.这些酶的编码基因在基因组上形成簇状结构，不同种的产毒藻具有相似的毒素合成基因簇，主要差别在于基因序列的变异和排列方式的不同.对毒素合成基因及其功能的探究不但有助于建立可靠的分子检测方法，用于预测水华发生过程中的毒素风险，还可以加深对蓝藻次级代谢产物合成与进化的认识，为利用和改造这些天然代谢途径合成新的活性化合物提供参考.通过对拟柱孢藻毒素生物合成的分子基础及其进化特征的系统性总结，以期从分子水平为相关领域的研究者提供有关拟柱孢藻毒素的全面认识.     

一氧化氮在根瘤共生固氮中的作用研究进展

一氧化氮(nitric oxide, NO)是一种在植物中具有转移信号作用的小自由基分子。大量的NO在根瘤发育的不同阶段积累，表明NO在共生期间执行特定的信号和代谢功能。利用60篇文献，综述了NO信号分子参与结瘤的不同阶段，NO在结瘤过程中的代谢和信号作用，以及NO对共生固氮的影响等方面的研究现状。展望了NO在豆科植物共生固氮体系中的研究前景。     

一株耐盐菌GL的分离鉴定及促生特性分析

利用海底的淤泥进行分离挑选得到一株耐盐性较强的菌株，该菌为细长的棒状且菌体较长，菌落发白，用接种针易刮起，发出微臭气息.经过16S rRNA序列比对，该菌株与嗜热脂肪土芽孢杆菌菌株GL(KX254601.1)之间关系可信度达到100%,故将其定名为嗜热脂肪土芽孢杆菌(GL).经过对该菌株在1%～10%盐浓度下生长曲线分析，3%～6%的NaCl浓度内菌株最高OD₆₀₀能达到1.5,但是当盐浓度达到10%时菌株生长受到严重影响.菌株GL在1%～9%盐浓度下长势良好，其最佳生长盐浓度为2%.对该菌种的固氮、产铁载体以及促进种子萌发能力进行分析，可以看到在0～2.5%盐浓度下，Ashby无氮培养基上菌落周围均有透明圈，说明该菌株在0～2.50%的盐浓度下具有较好的固氮能力.菌株在0～150 mmol/L的盐浓度下可以产生铁载体，能够促进小白菜种子在盐胁迫条件下萌发和生长，说明该菌株在盐胁迫条件下具有较好的促生特性.