研究揭示森林演替驱动生物固氮及其关键机制

传统观点和理论研究认为生物固氮速率在森林演替初期或中期达到峰值,而演替后期生物固氮逐渐减弱甚至停止。这样的观点主要基于两个基本假设。其一,演替初期或中期土壤养分(尤其是氮)贫瘠,固氮植物和固氮微生物在生态系统中占有优势地位;但演替过程土壤氮逐渐累积增加,因此演替后期生物固氮已不具有竞争优势,固氮速率降低或者终止。其二,磷是参与固氮反应的重要能源物质(ATP)和固氮生物生长的重要养分,随着演替过程土壤磷的消耗,演替后期生物固氮受磷的限制。尽管这样的观点和假设机制已得到普遍的验证,它们无法解释自然界中长期存在的“悖论”现象,即仍有多数土壤富氮或者磷限制的成熟林仍维持较高的固氮速率。 中国科学院华南植物园生态中心博士后郑棉海等人在研究员莫江明指导下,选择鼎湖山三个处于不同演替阶段的森林开展研究,测定三个森林的多种基质(土壤、凋落物和苔藓)的固氮速率,发现随着森林演替的进行,虽然基质氮的浓度增加并且磷限制也加剧,生物固氮速率没有减......阅读全文

研究揭示森林演替驱动生物固氮及其关键机制

  传统观点和理论研究认为生物固氮速率在森林演替初期或中期达到峰值,而演替后期生物固氮逐渐减弱甚至停止。这样的观点主要基于两个基本假设。其一,演替初期或中期土壤养分(尤其是氮)贫瘠,固氮植物和固氮微生物在生态系统中占有优势地位;但演替过程土壤氮逐渐累积增加,因此演替后期生物固氮已不具有竞争优势,固氮

大尺度森林土壤固氮菌群落分布格局研究获进展

生物固氮每年能向陆地生态系统提供40~100Tg的氮素,其中共生和自生固氮菌是生物固氮的主要贡献者,它们能将大气中的氮还原成氨,可为植物生长提供有效氮,维持森林生态系统土壤肥力并提高植物生产力。因此,阐明固氮菌群落分布格局可为理解森林氮循环过程以及调控氮素供给策略提供重要支撑。 为此,中国科学院

大尺度森林土壤固氮菌群落分布格局研究获进展

  生物固氮每年能向陆地生态系统提供40~100Tg的氮素,其中共生和自生固氮菌是生物固氮的主要贡献者,它们能将大气中的氮还原成氨,可为植物生长提供有效氮,维持森林生态系统土壤肥力并提高植物生产力。因此,阐明固氮菌群落分布格局可为理解森林氮循环过程以及调控氮素供给策略提供重要支撑。  为此,中国科学

固氮酶的固氮的过程简述

固氮的过程中每个电子的传递需要消耗2~3个ATP,而且一般固氮生物在固氮的同时也会产生氢气,因此固氮的总反应式可写为:N2 + 8 H+ + 8 e- ---------> 2NH3 + H2此过程消耗16~24个ATP。

华南植物园在亚热带森林土壤固氮微生物的驱动机制研究

固氮微生物在生态系统氮循环中扮演着重要角色。我国亚热带地区氮沉降日益加剧,但有研究表明土壤固氮微生物依然十分活跃。然而,关于土壤固氮微生物群落在富氮缺磷的南亚热带森林中受哪些因素调控有待进一步探究。   中国科学院华南植物园恢复生态中心博士张静在研究员刘占锋的指导下,依托鼎湖山和鹤山的植被恢复/演替

树叶固氮不是梦-细菌固氮新说挑战传统理论

   在热带雨林之外生长最快的树木是白杨。这种树高而细长,在不到10年的时间里就可以长到30米高,即便是生长在它们似乎并不适宜的环境里,如焚烧的土地以及多沙的河岸。  Sharon Doty说,这样的生长速度得益于其叶片和其他组织中的微生物。当白杨的叶子细胞忙着把日光转化为能量时,叶子细胞中的细菌会

固氮的主要分类

人工固氮人工固氮长期以来,人们期望着农田中粮食作物能像豆科植物一样有固氮能力,以减少对 化肥的依赖。70年代首先实现了细菌之间的固氮 ... 主要在合成氨中实现人工固氮(工业上通常用H2和N2 在催化剂、高温、高压下合成氨,化学方程式:N2 + 3H2=(高温高压催化剂)2NH3)。 所有的含氮化学

Chem封面:电池?固氮?

  氮气,作为地球大气层中含量最高的气体,可谓取之不尽用之不竭。但是,氮气分子中两个氮原子之间的N≡N三键十分强大,键能高达946 kJ/mol,在正常条件下相当稳定。因此将空气中的游离氮转化为化合态氮的固氮过程,对于化学工业来说很不容易。目前最成功的利用氮气和氢气制造氨的哈伯法(Haber-Bös

什么是人工固氮

固氮分子氮经自然界的固氮生物(如各种固氮菌)固氮酶的催化而转化成氨的过程。是氮循环的重要阶段1、人工固氮   工业上通常用H2和N2 在催化剂、高温、高压下合成氨   化学方程式:N2 + 3H2=(高温高压催化剂)2NH3   最近,两位希腊化学家,位于Thessaloniki的阿里斯多德大学的G

版纳植物园揭示干热胁迫对附生蓝藻地衣生物固氮酶影响

  在许多自然林生态系统中,附生蓝藻地衣(即含有蓝藻共生藻的地衣)是重要的附生生物类群,具有较强的固氮能力,地衣生物固氮是自然林中氮素来源的重要途径之一。附生蓝藻型地衣的固氮酶活性受湿度、温度以及其自身的光合有机物储量等因素影响。目前相关的研究集中于地衣生物量和固氮总量的估算等方面,而关于气候变化条

研究揭示陆地生态系统生物固氮对养分输入的格局和机制

  中国科学院华南植物园生态中心博士后郑棉海在研究员莫江明的指导下,通过收集和整合分析全球不同自然生态系统(热带/亚热带森林、温带森林、北方森林、草地和苔原)、不同基质(土壤、凋落物、苔藓、地衣、叶片和根瘤)和不同固氮类型(自由固氮和共生固氮)对养分(氮、磷和微量元素)输入的响应格局;同时分析养分添

植物固氮成本不菲

含羞草树 图片来源:Olivier Vandeginste/Science Source 当谈到获取最重要的营养素时,有些植物会招募一些“小朋友”:生活在其根部隆起处、从空气中获取氮的土壤细菌。一项新研究表明,维持这些搭档的成本很高,以至于一些物种放弃了这些微生物园丁。 来自10个植物

植物固氮成本不菲

当谈到获取最重要的营养素时,有些植物会招募一些“小朋友”:生活在其根部隆起处、从空气中获取氮的土壤细菌。一项新研究表明,维持这些搭档的成本很高,以至于一些物种放弃了这些微生物园丁。来自10个植物家族的物种,包括花生、豆类和含羞草树,都能够在贫瘠的土壤中茁壮成长,因为它们与所谓的固氮细菌结合在一起。但

植物固氮成本不菲

含羞草树 图片来源:Olivier Vandeginste/Science Source 当谈到获取最重要的营养素时,有些植物会招募一些“小朋友”:生活在其根部隆起处、从空气中获取氮的土壤细菌。一项新研究表明,维持这些搭档的成本很高,以至于一些物种放弃了这些微生物园丁。 来自10个植物家族的

固氮作用(nitrogen-fixation)

分子态氮被还原成氨和其他含氮化合物的过程。自然界氮(N2 )的固定有两种方式:一种是非生物固氮,即通过闪电、高温放电等固氮,这样形成的氮化物很少;二是生物固氮,即分子态氮在生物体内还原为氨的过程。大气中90%以上的分子态氮都是通过固氮微生物的作用被还原为氨的。生物固氮是固氮微生物的一种特殊的生理功

固氮酶结构介绍

Fe蛋白Fe蛋白由 nifH基因编码 。对多种生物固氮酶铁蛋白的一级结构的测定结果表明 , Fe蛋白都不含色氨酸 ,酸性氨基酸的含量均高于碱性氨基酸 ,各属种间的同源性为 45% ~ 90%,说明铁蛋白的基本结构较为保守 。Fe蛋白是两个相同的亚基组成的 γ2型二聚体 。二聚体的分子量约为 59 ~

豆科主导森林的大气沉降氮去向和分配模式获揭示

  在国家自然科学基金重点和面上项目、中科院青年创新促进会和生态学青年人才托举工程项目等资助下,中国科学院华南植物园生态中心毛晋花博士等在郑棉海副研究员和莫江明研究员的指导下,揭示了豆科主导森林的大气沉降氮去向和分配模式。相关研究近日发表于《全球变化生物学》。  人类活动引起大气氮沉降量增加,进而影

豆科主导森林的大气沉降氮去向和分配模式获揭示

在国家自然科学基金重点和面上项目、中科院青年创新促进会和生态学青年人才托举工程项目等资助下,中国科学院华南植物园生态中心毛晋花博士等在郑棉海副研究员和莫江明研究员的指导下,揭示了豆科主导森林的大气沉降氮去向和分配模式。相关研究近日发表于《全球变化生物学》。人类活动引起大气氮沉降量增加,进而影响森林生

研究揭示豆科主导森林的大气沉降氮去向和分配模式

人类活动引起大气氮沉降量增加,进而影响森林生态系统的结构和功能。氮沉降对森林生态系统的影响取决于沉降氮的去向。豆科树种在全球森林广泛分布,尤其在热带地区。由于具有共生固氮能力,豆科树种在森林生态系统碳氮循环中发挥着重要作用。然而,目前有关豆科森林氮循环特征的研究集中在固氮特性和固氮速率等,豆科森林对

中国原始森林仅占全国森林面积7.59%

  3月20日, 国际环保组织绿色和平与相关学术机构合作,利用遥感、地理信息系统技术,首次绘制出《中国原始森林空间分布图》。根据这份地图,中国现有原始森林面积为1576.68万公顷,占中国森林面积的7.59%。  绿色和平森林与海洋项目副经理易兰向记者介绍,原始森林又称为原生林,指未因人类活动而导致

固氮菌有哪些特性?

  在无氮培养、温度18~40℃时,菌株均能生长且有固氮酶活性,其最适生长及固氮的温度为26~37℃;在偏酸(pH值5.0)和偏碱(pH值8.0)的条件下,菌株均能保持较强的生长势和较高的固氮酶活性,并能通过调节自身代谢适应环境的酸、碱变化,使培养液趋近中性;培养液中NaCl浓度在0.5~2.5g/

森林脑炎简介

  森林脑炎是由黄病毒属中蜱传脑炎病毒所致的中枢神经系统急性传染病,蜱为其传播媒介。临床上以突起高热、头痛、意识障碍、脑膜刺激征、瘫痪为主要特征,常有后遗症,病死率较高。本病是森林地区自然疫源性疾病,流行于我国东北和西北的原始森林地区、俄罗斯的远东地区及朝鲜北部林区。有严格的季节性,自5月上旬开始,

北京新增20万亩森林-城市森林景观初现

  延庆,工人在林地种树。当地部分农民也将从守着大山吃饭,转变成为靠绿化造林、挣工资的农民昌平区百善景观林,工人在给树木浇水延庆,城市森林景观初现延庆,工人在抽水灌溉林地昌平马池口大沙坑,治理前风沙肆虐,现在成了风景林地  看得见的是村庄洁净优美、绿水青山喜人、邻里和睦互助,看不见的

我国研究团队揭示檀香人工林缘何“以贵养贵”

  檀香心材含有名贵精油,是全球最具经济价值的树种之一。但由于檀香的半寄生身份,檀香人工林培育中需要配置寄主植物为其传递养分。  近日,中国林业科学研究院热带林业研究所在国际林学期刊《森林生态和管理》(Forest Ecology and Management)上发表最新研究成果,揭示了檀香在群落中

豆科植物固氮“氧气悖论”破解

根瘤被称为豆科植物的“固氮工厂”,反映豆科植物与固氮根瘤菌的共生关系。豆血红蛋白(又称共生血红蛋白)存在其中,是根瘤中调节氧气浓度的“开关”,氧气是豆科植物和根瘤菌呼吸必需的,但根瘤菌中的固氮酶更喜欢低氧环境,“氧气悖论”就产生了。这一悖论始终悬而未决,也就是说,迄今为止有关根瘤内豆血红蛋白基因表达

豆科植物固氮“氧气悖论”破解

根瘤被称为豆科植物的“固氮工厂”,反映豆科植物与固氮根瘤菌的共生关系。豆血红蛋白(又称共生血红蛋白)存在其中,是根瘤中调节氧气浓度的“开关”,氧气是豆科植物和根瘤菌呼吸必需的,但根瘤菌中的固氮酶更喜欢低氧环境,“氧气悖论”就产生了。这一悖论始终悬而未决,也就是说,迄今为止有关根瘤内豆血红蛋白基因表达

关于固氮酶组成结构分析

Fe蛋白Fe蛋白由 nifH基因编码 。对多种生物固氮酶铁蛋白的一级结构的测定结果表明 , Fe蛋白都不含色氨酸 ,酸性氨基酸的含量均高于碱性氨基酸 ,各属种间的同源性为 45% ~ 90%,说明铁蛋白的基本结构较为保守 。Fe蛋白是两个相同的亚基组成的 γ2型二聚体 。二聚体的分子量约为 59 ~

固氮酶的基本信息

固氮酶是一种能够将氮分子还原成氨的酶。固氮酶是由两种蛋白质组成的:一种含有铁,叫做铁蛋白,另一种含铁和钼mo3+,称为钼铁蛋白。钼铁蛋白中含有7个铁,9个硫,1个钼,1个中心碳。

关于固氮菌的发展介绍

  1901年,M.W.拜耶林克首先发现并描述了这类细菌,他定名的有2个种:一是褐色固氮菌,常生存于中性或碱性土壤中;一是活泼固氮菌,常生存于水中。后来,各国学者相继分离出许多不同的菌株。1938年,C.H.维诺格拉茨基将生产孢囊的菌株(以褐色固氮菌为代表)归属于固氮菌属,将不产生孢囊的菌株(以活泼

共生固氮菌的相关介绍

  在与植物共生的情况下才能固氮或才能有效地固氮,固氮产物氨可直接为共生体提供氮源。主要有根瘤菌属(Rhizobium)的细菌与豆科植物共生形成的根瘤共生体,弗氏菌属(Frankia,一种放线菌)与非豆科植物共生形成的根瘤共生体;某些蓝细菌与植物共生形成的共生体,如念珠藻或鱼腥藻与裸子植物苏铁共生形