南京土壤所揭示长期施肥抑制根际微生物固氮的作用机制

生物固氮是地球上最重要的生态过程之一,在农田生态系统中,作物总生物量中大约24%的氮来源于微生物的非共生固氮过程。根际是农田土壤中微生物最为活跃的区域,根际中固氮微生物群落与作物的生长息息相关。然而,长期以来,大量化肥及有机物料的投入大大降低了农田土壤微生物的固氮作用。近年来,土壤固氮功能微生物的研究主要集中在固氮菌群落及其影响因素,然而,对长期施肥抑制根际微生物固氮的作用机制鲜有研究。最近,中国科学院南京土壤研究所研究员褚海燕课题组基于安徽蒙城35年长期定位施肥实验平台(设置不施肥、单施NPK肥、NPK+秸秆、NPK+猪粪、NPK+牛粪等五种不同处理),利用高通量测序与ARA固氮活性测定技术,研究了长期不同施肥管理对小麦根际固氮活性及其相关功能微生物的影响机制。 研究发现,长期的不同施肥管理均大幅度降低了根际与非根际土壤的固氮活性(50%)。通过共存关系网络与随机森林模型分析,识别了与固氮活性最密切相关的关键微生物集群,......阅读全文

土壤微生物固氮机理研究获进展

中国科学院华南植物园副研究员郑棉海团队在国家重点研发-青年科学家项目、广东省基础与应用基础研究基金等项目的资助下,在土壤微生物固氮机理研究方面取得重要进展。相关成果近日分别发表于《微生物系统》(mSystems)和《地球物理研究通讯》(Geophysical Research Letters)。生物

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。

关于固氮菌的微生物肥料的相关介绍

  1.固氮菌对土壤酸碱度反应敏感,其最适宜pH为7.4~7.6,酸性土壤上施用固氮菌肥时,应配合施用石灰以提高固氮效率。过酸、过碱的肥料或有杀菌作用的农药,都不宜与固氮菌肥混施,以免发生强烈的抑制。  2.固氮菌对提高土壤湿度要求较高,当土壤湿度为田间最大持水量的25%~40%时才开始生长,60%

气生根黏液藏“心机”,微生物固氮控病有新招

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/4/499642.shtm植物的茎或叶上所发生的根叫气生根,它是一种很特别的根系类型与变态器官,而有些植物气生根上则会附着大量黏液,从而形成了一种神奇的微环境。最近,中国科学院西双版纳热带植物园(以下简称版纳植

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

这项研究为开发根际固氮微生物接种菌剂提供启示

近日,中国科学院成都生物研究所研究员尹华军团队以农田和森林土壤为试验对象,比较了不同种类和数量的碳源添加下非共生固氮速率的变化规律,并进而探讨了其微生物机制。相关研究成果发表于《应用土壤生态学》。非共生固氮(FLNF)是生态系统中普遍发生的重要氮输入过程。该过程需要大量能量,因而根系分泌物输入极可能

研究揭示长期施肥抑制根际微生物固氮的作用机制

  生物固氮是地球上最重要的生态过程之一,在农田生态系统中,作物总生物量中大约24%的氮来源于微生物的非共生固氮过程。根际是农田土壤中微生物最为活跃的区域,根际中固氮微生物群落与作物的生长息息相关。然而,长期以来,大量化肥及有机物料的投入大大降低了农田土壤微生物的固氮作用。近年来,土壤固氮功能微生物

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

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

红树林修复中固氮微生物变化的驱动机制获揭示

近日,中国科学院南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室董俊德团队在红树林修复过程中固氮微生物驱动的碳、氮、硫等重要生源要素的动态变化及其耦合机制研究上取得进展。相关成果相继发表于《应用土壤生态学》(Applied Soil Ecology)和《生态指标》(Ecological Indicat

科学家发现玉米的核心细菌微生物组具有固氮能力

与人类微生物组类似,植物微生物组被称为植物的第二个基因组,对植物生长发育、养分吸收、病虫害抵御等至关重要。  近日,科学家发现了定殖于玉米茎木质部伤流液内具有固氮能力且高度保守的核心细菌微生物组,它们为玉米提供了氮素营养并促进根系生长。相关研究成果由中国农科院农业资源与农业区划研究所(以下简称资划所

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

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 ~

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

南京土壤所揭示长期施肥抑制根际微生物固氮的作用机制

  生物固氮是地球上最重要的生态过程之一,在农田生态系统中,作物总生物量中大约24%的氮来源于微生物的非共生固氮过程。根际是农田土壤中微生物最为活跃的区域,根际中固氮微生物群落与作物的生长息息相关。然而,长期以来,大量化肥及有机物料的投入大大降低了农田土壤微生物的固氮作用。近年来,土壤固氮功能微生物

科学家首次评估单细胞固氮蓝藻的全球固氮通量

厦门大学教授史大林团队基于在西北太平洋副热带流涡区开展的高分辨率观测,定量分析了固氮生物群落的丰度、结构和固氮速率,进而应用广义加性模型刻画的优势固氮蓝藻的生态位特征预测了其在全球海洋的主要分布格局,首次系统性地评估了单细胞固氮蓝藻UCYN-B的全球固氮通量,揭示了其对海洋固氮的重要贡献。日前,相关

科学家首次评估单细胞固氮蓝藻的全球固氮通量

  厦门大学教授史大林团队基于在西北太平洋副热带流涡区开展的高分辨率观测,定量分析了固氮生物群落的丰度、结构和固氮速率,进而应用广义加性模型刻画的优势固氮蓝藻的生态位特征预测了其在全球海洋的主要分布格局,首次系统性地评估了单细胞固氮蓝藻UCYN-B的全球固氮通量,揭示了其对海洋固氮的重要贡献。日前,

东北地理所:CO2浓度升高对大豆固氮微生物结构的影响

   CO2浓度升高会促进豆科植物的根瘤形成和氮素固定,从而影响土壤氮循环过程,而这些过程均与固氮细菌的群落结构密切相关。明确土壤固氮细菌群落结构组成对于提高豆科植物的固氮能力、提高氮素匮乏的土壤中固氮细菌的数量以及增加土壤氮素含量有着重要意义。  大豆是我国重要的农作物,对保障粮食生产安全有着重要

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/

关于黄素氧还蛋白的作用性介绍

  生物固氮作用(biologicalnitrogenfixatio):大气中的氮被原还为氨的过程。生物固氮只发生在少数的细菌和藻类中。  估计全球每年生物固氮作用所固定的氮(N2)约达17500万吨,其中耕地土壤约有4400万吨,超过了每年施入土壤4000万吨肥料氮素(工业固氮)的量(Burris

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

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

请问固氮菌有哪些用途?

  在形形色色的固氮菌中,名声最大的要数根瘤菌了。根瘤菌平常生活在土壤中,以动植物残体为养料,自由自在地过着“腐生生活”。当土壤中有相应的豆科植物生长时,根瘤菌便迅速向它的根部靠拢,并从根毛弯曲处进入根部。豆科植物的根部细胞在根瘤菌的刺激下加速分裂、膨大,形成了大大小小的“瘤子”,为根瘤菌提供了理想

固氮酶的作用和结构

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。

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