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

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

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

长期施肥下土壤固氮菌群落构建研究取得进展

  在宏观生态学理论中,群落的构建机制是生物多样性产生和维持的核心研究内容。生态位理论和中性理论常被用来解释群落的构建过程。生态位理论强调的是确定性过程的作用,即环境过滤和种间相互作用对群落的影响;中性理论强调的是随机性过程的作用,即随机扰动、随机扩散以及随机的出生、死亡对群落的影响。已有研究表明,

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。

微生物碳源利用效率对施肥的响应研究获进展

  陆地生态系统中,微生物在调控碳循环过程中扮演着两种截然不同的角色:1)通过分解代谢作用使有机物矿化向大气释放CO2;2)将非稳态的有机碳通过微生物“碳泵”的形式不断形成稳定态有机碳库。微生物这种分解代谢与合成代谢的相对过程强弱可以通过碳源利用效率(CUE)反映,其决定了土壤中碳周转的去向。  中

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

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

长期施肥驱动黑土微生物介导土壤磷循环方面取得进展

在集约化耕作的农田生态系统中,施肥是快速补充土壤养分的重要途径。不同培肥管理形成各自土壤特定功能的微生物种群。在推行农业绿色生产方式,继续推进化肥减量化、化肥利用率进一步提升,推广有机肥替代化肥,构建有机肥施用长效机制的大背景下,土壤功能微生物对长期有机肥和化肥添加的响应差异与特征,关乎农业生产力的

玉米根际微生物群落组装策略获揭示

近日,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所植物营养团队揭示了养分胁迫下玉米根际微生物群落以功能需求为原则的组装策略。相关成果发表在《新植物学家》(New Phytologist)上。作物通过调控根际微生物群落结构和功能,可以有效提高作物养分利用效率。然而,根际微生物组在不同土壤类型和养分水平下的组

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

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

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

测土配方施肥仪可以解决哪些施肥问题?

施肥作业是农业生产中十分重要的部分,关系到作物的品质、营养和产量等,而在现代农业生产中,即使是最有经验的农业工作者,也不敢说自己会施肥了,因为过去的施肥经验在面对现在的土壤环境时,很多已经不再有成效了。而当前被广为推崇的施肥方案,就是应用测土配方施肥仪来进行测土配方施肥,也就是使用测土配方施肥仪对土

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

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

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

玉米“肠道菌群”:未开发的生物固氮资源

玉米伤流液采集           中国农科院供图 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

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

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

测土配方施肥仪指导农民配方施肥的过程介绍

我们常说,测土配方施肥仪可以指导农民配方施肥,对于进一步推广测土配方施肥技术,指导各地区开展准确的施肥作业具有重要的意义,但是测土配方施肥仪指导农民配方施肥的过程是怎样的?却没有进行详细的介绍,因此本文就来详细介绍一下测土配方施肥仪指导农民配方施肥的两个环节:1、利用测土配方施肥仪测土检测,获得土壤

测土配方施肥仪配合秸秆还田施肥实验

2008年,大新县被列为国家测土配方施肥补贴项目县,2009年,实施自治区沃土工程项目。为配合两个土肥项目的实施,验证测土配方施肥仪的测试效果,以及测土配方施肥和秸秆还田的增产效果及经济效益,为今后在大新县大力推广这两项技术提供科学依据,大新县土肥站在大新县桃城镇新华村实施本试验。 1 材料与方法

植物吸收二氧化碳的能力远低于气候模型预测

大气中二氧化碳含量过高是导致气候变化的主要因素。同时,二氧化碳浓度上升能够促进植物加速生长,从而吸收更多的碳,并有可能减缓全球变暖进程。然而,这种益处的实现取决于植物能否获得足够的氮元素,后者是植物生长所必需的营养物质。科学家直到最近才开始深入研究自然界中实际可用的氮含量。一项新研究显示,所谓的“二

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

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 ~

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

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,