固氮

摘要： 作为人类重要的蛋白质和脂肪来源,以花生、大豆为代表的豆科植物是世界范围内农业生态系统的重要组成部分,而氮肥的合理施用是保证其稳产增产的主要因素。豆科植物能够通过与根瘤菌形成共生关系结瘤固氮,从而可以减少氮肥使用量。豆科植物的结瘤过程受到信号传递系统的调控。其中,硝酸盐信号作为信号分子来调控包括豆科植物结瘤自主调控和氮代谢途径在内的关键基因表达。研究发现许多基因参与豆科植物结瘤固氮调控,例如NIN、HAR1、NORK、NSP_(2)等。豆科植物结瘤固氮的研究加深了人们对共生固氮的理解,为非豆科植物固氮改造奠定了基础,并为减少作物对氮肥的依赖和实现农业生产的可持续发展提供了新思路。调节豆科植物的结瘤平衡,充分利用豆科植物的固氮作用,探索最佳施氮量,有利于实现作物生产效益的最大化。本文根据国内外的相关研究,从以下四个方面进行综述:(1)豆科植物结瘤的分子调控机制;(2)豆科植物固氮的分子调控机制;(3)硝酸盐对豆科植物结瘤固氮的调控;(4)豆科植物固氮在生产中的应用。并对今后豆科植物结瘤固氮的研究趋势进行了展望。

摘要： 以山东地区休耕农田中杂草为研究对象,设置6个处理,即未刈割(W0)、刈割1次(W1),刈割2次(W2)、杂草与玉米共生(W0+M)、杂草与高粱共生(W0+B)以及杂草与大豆共生(W0+S),其中W0设为对照。采取有机管理模式,研究不同处理下杂草绿肥氮素吸收及其对土壤肥力的影响,以期筛选与杂草共生效果最佳的夏季作物。结果表明,刈割处理以及杂草与3种夏季共生处理可以在一定程度上降低杂草生物量,刈割3次累计获得杂草生物量为19527.81 kg‧hm^(-2),累计氮素总量为223.44 kg‧hm^(-2)。经过2年的杂草绿肥养地试验发现,杂草与作物共生可有效提高土壤肥力,改善土壤理化性质。与试验初期相比,试验结束时,W0、W1、W2、W0+M、W0+B以及W0+S处理0~20 cm土壤有机碳含量分别提高13.0%、17.5%、17.7%、41.4%、32.4%、35.7%;全氮含量分别提高4.1%、5.7%、7.5%、9.9%、12.5%、11.4%。W0+S相比W0、W1、W2、W0+M、W0+B有机碳含量分别提高11.6%、10.1%、13.8%、4.1%、8.0%;全氮含量分别提高10.9%、12.2%、10.0%、10.6%、6.5%。此外,杂草与3种作物共生处理土壤速效氮、磷、钾等养分含量均高于对照。与玉米和高粱相比,杂草和大豆共生更有助于提高农田土壤肥力。本研究为废弃资源再化利用提供新思路,对农田杂草资源的合理利用提供技术支持。

摘要： 纳秒脉冲等离子体在环境工程领域与生物医学领域有着广阔的应用前景。本文介绍了一种集成度较高、成本较低的kHz脉冲电源和一种简单、实用的等离子体发生装置。本文所提及的脉冲电源的成本在2000元以内,电压峰值、放电频率均可通过修改电路元件参数进行调节。该等离子体放电装置在大气压条件下可产生体积为25cm×25cm×2cm的均匀等离子体区,放电装置的工作气体为空气或氮气。将雾滴通过等离子体放电区域后,等离子体中的气相NO_(x)、O和OH^(-)等粒子溶解在雾滴中,并通过一系列反应形成NO^(-)_(2)、NO^(-)_(3)和NH^(+)_(4),从而实现大气压条件下的低温等离子体固氮。

摘要： 功能特性和培养条件研究是植物根际促生菌(PGPR)工业化潜力挖掘和开发的关键。为了进一步对菌株开发利用,选取前期研究中从珠芽蓼(Polygonum viviparum)、洽草(Koeleria glauca)、红三叶(Trifolium pratense)及草地早熟禾(Poa pratensis)根际获得的5株菌株为材料,测定菌株溶磷、固氮、分泌吲哚乙酸(IAA)能力等特性,利用16S rRNA分子生物学技术,确定菌株分类学地位;测定菌株生长特性、温度耐受性、pH耐受性、产气特性、产酸特性,确定菌株适宜的培养条件。结果表明:菌株M1溶有机磷量最高,为170.37μg·mL^(−1),菌株Y3溶无机磷量最高,为308.50μg·mL^(−1);菌株Y1、Y3、Y5、M1、M6均具有分泌IAA的能力,分泌量在24.23~164.74μg·mL^(−1)。菌株Y1和Y3具有固氮能力,固氮酶活性分别为175.30和255.55 nmol·(h·mL)^(−1)(C_(2)H_(4))。通过对菌株生长特性测定,5株菌株在40 h均已进入生长稳定期,适宜的生长温度在25~31°C,适宜的生长pH范围为6.50~7.50,在LB培养基中生长无产气现象,生长过程中pH稳定在6.23~7.52,具有作为工业化发酵菌种的潜力。16S rDNA鉴定确定菌株Y5与Y3为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),Y1为蕈状芽孢杆菌(Bacillus mycoides),M1为产黄假单胞菌(Pseudomonas synxantha),M6为猴假单胞菌属(Pseudomonas simiae)。本研究为菌株的工业化生产研究奠定了基础。

摘要： NH_(3)不仅是生产各种化学品的必要原料,也是清洁能源的一种重要载体,与人类社会的发展紧密联系。以清洁的太阳能作为唯一能量输入的光催化固氮技术,在温和条件下利用N_(2)和H_(2)O直接产生NH_(3),近年来引起人们广泛的关注。光催化固氮技术具有环境友好、节能、操作简便等优点,但传统的半导体光催化剂在光捕获和光生载流子利用方面受到限制,不能充分发挥其活性。因此,需要设计相应的催化剂用来提高材料对惰性N_(2)分子吸附和活化能力,从而提高固氮性能。本文首先对光催化固氮进行了简要概述,介绍了光催化固氮可能存在的两种反应机理,随后着重介绍了含有氧、氮、硫空位的半导体材料对光催化固氮的影响。最后,对光催化固氮领域的现有挑战和未来发展给出了一些实际的见解。

摘要： 采用一步水热法制备了Bi_(12)O_(17)Br_(2)光催化剂,其平均微片尺寸为1.2μm,比表面积约为29 m^(2)·g^(-1)。Bi_(12)O_(17)Br_(2)的禁带宽度为2.42 eV,能够响应可见光。值得注意的是,在光照条件下Bi_(12)O_(17)Br_(2)表面能够产生氧空位;光诱导氧空位不仅能促进氮气在催化剂表面的吸附,而且对吸附的氮气分子的活化起到至关重要的作用。实验结果表明在可见光照射下,Bi_(12)O_(17)Br_(2)光催化剂上的氨生成速率为337.6μmol·g^(-1)·h^(-1)。在可见光的驱动下,Bi_(12)O_(17)Br_(2)光催化剂能够实现氮气与水反应生成氨的过程。

摘要： 为获得欧李(Cerasus humilis)根系优良内生促生菌,以欧李根系为研究材料,采用组织匀浆法分离纯化可培养内生细菌,测定其固氮、解磷、溶磷、合成植物生长素IAA(吲哚乙酸)和耐盐碱特性,并通过16S rRNA序列系统发育分析进行初步鉴定。结果显示:分离的7株菌均表现出一定的促生潜力,菌株固氮酶活性在50.64~127.40 nmol·h^(-1)·mL^(-1),菌株Y3最高;菌株解有机磷量在1.28~358.90μg·mL^(-1),菌株N23最高;菌株溶无机磷量在6.29~143.61μg·mL^(-1),菌株Y2最高;菌株合成IAA量在14.24~70.48μg·mL^(-1),菌株N22最高。菌株耐盐碱特性测定中,菌株Y3、Y4表现出广泛的耐盐碱特性,可在NaCl浓度为30%以及pH值为13的条件下正常生长,属极端嗜盐嗜碱微生物。16S rRNA序列系统发育分析结果,菌株Y3、Y4确定为Bacillus sp.,菌株N23、N22为Pseudomonas simiae,菌株N1为Brevibacterium frigoritolerans,菌株Y1、Y2为Achromobacter marplatensis。研究分离出的内生促生菌具有多种优质促生特性,可为后续研制微生物接种剂(菌肥)提供优良菌种,并有望在绿色农业发展中发挥积极作用。

摘要： 通过对河北省豆科植物调查研究发现,该科植物约有48属156种,不仅可以提供食用、饲料、绿肥,而且在改良土壤肥力、保持水土等方面功能显著。文章对豆科植物在人们生产生活中的重要意义进行了分析讨论,指出豆科植物固氮潜能的发挥具有巨大的研究前景和开发利用价值。

摘要： 氮气是空气的主要成分,具有廉价易得的优点,但是由于氮氮三键极其稳定,不易被利用。NH_(3)是生产各种化学品的重要原料,也是清洁能源的一种重要载体,与人类社会的发展密切相关。目前人工固氮主要依赖于Haber-Bosch氨合成方法,该方法需在高温高压条件下进行,反应条件苛刻,且会造成巨大的能源消耗和严重的环境污染。光催化固氮合成氨是以清洁的太阳能作为唯一能量输入的人工固氮技术,在温和条件下利用N_(2)和H_(2)O直接产生NH_(3),具有绿色无污染、节能等优点,极具应用前景。但是传统的半导体光催化剂的光响应受其带隙的限制,很难实现对光的宽谱响应,因此需要设计性能优异的催化剂。文章对国内外光催化固氮合成氨催化剂进行检索和分析,整理各技术构成的发展状况,明晰光催化固氮催化剂存在的问题并预测未来的发展趋势。

摘要： 为获得高寒地区优良牧草根际促生菌资源,本研究从高寒地区优良牧草中华羊茅(Festuca sinensis)、草地早熟禾(Poa pretensis)、紫穗鹅观草(Roegneria purpurascens)根际筛选促生菌,研究菌株溶解有机磷、溶解无机磷、固氮、分泌激素特性,并对优良菌株进行分子生物学鉴定。结果表明,从3种牧草根际共筛选出14株溶解有机磷菌株,其溶磷量为6.51~141.49μg·mL^(−1),菌株培养液pH为2.97~3.79;16株溶解无机磷菌株,溶磷量为371.29~538.59μg·mL^(−1),菌株培养液均呈酸性;22株固氮菌株,固氮酶活性91.71~160.20 nmol·(h·mL)^(−1)(C_(2)H_(4));14株分泌植物生长激素IAA菌株,分泌量0.10~0.92μg·mL^(−1),同时分泌赤霉素、玉米素,分泌量分别为0.52~139.22和0.12~0.99μg·mL^(−1)。通过测定菌株综合特性,共筛选出12株促生特性较全面的菌株,经分子生物学鉴定,菌株SPCB4为华西肠杆菌(Enterobacter huaxiensis),其余11株属于假单胞菌属(Pseudomonas)的5个不同种。本研究鉴定的12株植物根际促生菌具有多种促生特性,为后续草地植被恢复和微生物菌剂研制提供菌种资源和理论基础。

摘要： 利用制冷机冷却的系统在低温下受漏热和元件自身发热等热扰动影响,容易产生温度波动,难以稳定工作.通过将大热容量的蓄冷单元与低温系统相连,可吸收多余的热量从而保持温度稳定.本文研究了以固氮为低温蓄冷材料,紫铜为容器的蓄冷单元在4K～64K温度范围内的蓄冷特性,并在蓄冷单元中填充泡沫铜来提高整体有效热导率从而强化传热.相比不充氮的蓄冷单元,充入27.9g氮后,蓄冷单元从4K到64K的温度回升时间延长了13.6分钟,延长比例为10.1％.加入泡沫铜后,固氮蓄冷单元从4K到64K的温度回升时间进一步延长为17.0分钟,延长比例为12.6％.

摘要： 植物生长需要氮素，当今农业生产的主要氮素来源是氮肥。对大多数粮食作物(水稻、玉米、小麦等)来说，需要施大量氮肥才能达到高产。然而过量施肥又造成土壤和水资源严重污染，使农业发展和人与自然和谐受到严重影响。研究生物固氮，特别针对非豆科粮食作物自主固氮，或共生结瘤固氮的研究，对农业可持续发展具有里程碑意义，对人类健康有长远的重大影响。

摘要： 本文从小麦、玉米、黑麦草和柳树的根际土壤中分离得到能在无氮培养基上生长的29株芽孢杆菌,通过固氮酶活的测定以及固氮酶结构基因nifH的PCR扩增得到7株固氮芽孢杆菌.对这7株固氮菌株进行了生理生化性状测定、16SrDNA序列分析、G+Cmol﹪含量的测定及DNA-DNA杂交实验。

摘要： 本文研究了根瘤菌接种对黑木相思、灰木相思、银荆和黑荆苗木的生长、结瘤及固氮的效应.结果表明:接种不同根瘤菌的相思苗木在苗高、总生物量和根瘤生物量分别比不接菌的对照苗木增加35.38％~160.26％、17.85％~238.79％和2.4％~102.61％.接菌的不同相思树种/种源苗木在苗高、总生物量和根瘤生物量分别比各自不接菌的对照苗木增加2.64％~109.82％、1.82％~281.48％和64.7％~211.15％.接菌苗木的氮含量和总氮量比对照高出8.58％~77.55％和11.64％~262.50％.根瘤固定的氮绝大部分运输到植株其它部位,分配到地上部分的氮素多于根部.固氮量与苗木生长量相关.

摘要： 对伯克霍尔德氏菌(Burkholderia sp.)B418进行了生物学特性研究.乙炔还原定量测定该菌株具有固氮活性;钼锑抗比色法测定该菌株具有解磷特性;能在小麦根际有效定殖,最高定殖菌数为根际总好氧细菌总数的7.94％,可促进小麦根的生长,与对照相比根平均长度增长35.7％,最大长度增长47.1％,温室实验对小麦纹枯病的防效达76.22％,对小麦全蚀病的防效达75.60％,对番茄南方根结线虫病的防效达63.42％.

摘要： 该文大胆地提出了用海藻酸钠—壳聚糖—海藻酸钠体系微胶囊包埋固氮菌固定氮素从而形成无污染生物肥料的设想，为改变当前化肥生产的弊端提出了一条新思路。

摘要： @@Asnodf32是由Natio等从紫云英中分离到的一个晚期结瘤素基因，编码一个根瘤特异表达的半胱氨酸蛋白酶。该基因在成熟的根瘤中表达量增加。原位杂交结果表明，它在过渡区和衰老区大量表达。因此，Natio等推测该基因编码的蛋白酶与根瘤的衰老有关。但是关于这一点并没有直接的实验证据来证明。

摘要： @@Asnodf32是由Natio等从紫云英中分离到的一个晚期结瘤素基因，编码一个根瘤特异表达的半胱氨酸蛋白酶。该基因在成熟的根瘤中表达量增加。原位杂交结果表明，它在过渡区和衰老区大量表达。因此，Natio等推测该基因编码的蛋白酶与根瘤的衰老有关。但是关于这一点并没有直接的实验证据来证明。

摘要： @@Asnodf32是由Natio等从紫云英中分离到的一个晚期结瘤素基因，编码一个根瘤特异表达的半胱氨酸蛋白酶。该基因在成熟的根瘤中表达量增加。原位杂交结果表明，它在过渡区和衰老区大量表达。因此，Natio等推测该基因编码的蛋白酶与根瘤的衰老有关。但是关于这一点并没有直接的实验证据来证明。

摘要： @@Asnodf32是由Natio等从紫云英中分离到的一个晚期结瘤素基因，编码一个根瘤特异表达的半胱氨酸蛋白酶。该基因在成熟的根瘤中表达量增加。原位杂交结果表明，它在过渡区和衰老区大量表达。因此，Natio等推测该基因编码的蛋白酶与根瘤的衰老有关。但是关于这一点并没有直接的实验证据来证明。

摘要： 本发明公开一种提高固氮菌固氮能力的克吕沃尔氏菌AZ981及其应用，涉及农业微生物技术领域；本发明公开的克吕沃尔氏菌(Kluyvera sp.)AZ981于2021年05月06日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.22269；该菌株，在有氧条件下能显著提高固氮菌的固氮酶活性及固氮效率。本发明的实施对生物固氮领域具有重要的启示作用，为进一步研究提升固氮菌固氮能力提供了新的方向，为绿色生态农业提供了有用的工具，对今后固氮菌的挖掘和利用工作具有重要的启示作用。本发明适合在产业上大规模推广应用，具有巨大的潜在商业价值。

摘要： 一种具有良好固氮能力的褐球固氮菌突变体及其应用，其为固褐固氮菌(Azotobacter chroococcum)A2820，保藏编号为CGMCC No.20443，保藏编号为CGMCC No.20443，保藏日期为2020年7月24日，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其固氮酶活性210‑280nmol·mg

摘要： 本发明提供了一种用于供应植物的氮需求的方法，该方法包括向所述植物施用非致病性固大气氮细菌和一种或多种活化剂的组合。这些活化剂中的许多拥有有力的抗炎和抗微生物活性。该方法特别适合用于实现植物物种如小麦、玉米和其他谷类作物中的氮固定，其中通常不可能进行固氮。本发明还提供了包含固氮细菌和合适的活化剂的组合物。在一个优选的实施方案中，固氮细菌是根瘤菌属的。

摘要： 本发明公开了金属氧化物纳米材料在制备提高固氮微生物固氮能力制剂中的应用及利用金属氧化物纳米材料提高固氮微生物固氮能力的方法。所述方法是将金属氧化物纳米材料添加到无氮液体或固体培养基中，再培养固氮微生物；所述金属氧化物纳米材料在无氮液体或固体培养基中的含量为0.001—10000μg/mL。通过在液体或者固体培养基加入该材料，可以显著地提高固氮微生物的固氮能力。从纳米材料纳米催化角度出发，利用金属氧化物纳米材料吸附氮气且催化固氮过程的特点，从而达到降低氮氮三键键能，提升固氮微生物固氮能力的目的。采用本发明的方法，固氮微生物的固氮能力可显著提高1～270％。

摘要： 本发明属于植物根际促生菌技术领域，具体公开了一株具有固氮作用的固氮菌N24及其应用。所述固氮菌(Azotobacter chroococcum)N24于2019年4月22日保藏于中国典型培养物保藏中心(CCTCC)，保藏编号为CCTCC NO：M 2019281。本发明从小麦根际土壤中分离得到一株固氮菌N24，并对其进行了形态学、生理生化特性和遗传学方面的鉴定，鉴定其为固氮菌(Azotobacter chroococcum)。该菌株能固定大气中的氮气，可大幅度的增加土壤中速效氮的含量，提高植物对氮元素的利用率，进而促进植物生长，减少化肥的使用量，提高作物产量，在农业生产上具有重要意义。

摘要： 本发明公开了一种添加非固氮菌的增强型高效固氮复合菌系及其应用，属于农业微生物技术领域。本发明公开一种增强型高效固氮菌，包括克雷伯氏菌MNAZ1050、柠檬酸杆菌MNAZ1397和假单胞菌MNAZ228中至少一种；还公开一种增强型高效固氮复合菌系，包括固氮菌和非固氮菌；其中，固氮菌包括上述三种菌中的至少一种；所述非固氮菌包括不动杆菌ACZLY512和克吕沃尔氏菌AZ981中至少一种；该固氮复合菌系中的固氮菌单独使用均具有较好的固氮作用，而将固氮菌和非固氮菌配合使用构建成固氮复合菌系比单独使用固氮菌时固氮作用更显著，可以在明显的减少氮肥施用条件下促进作物生长，对于提高作物产量具有重要意义。

摘要： 用于植物的自生固氮基因、固氮酶表达盒、其制备方法及应用，通过合成生物学，将类芽胞杆菌属固氮基因簇的固氮酶相关基因按植物表达模式进行特定的优化设计，获得自生固氮基因，利用CaMV35SΩ启动子控制所有优化后固氮基因的表达，构建成植物组成型表达单元，通过同尾克隆，将所有表达单元组装在一个植物表达载体中，获得的固氮酶表达盒中各表达单元连接稳定，不易断裂，将其转化到植物细胞内，使固氮酶在细胞质中表达，培育出能够将氮气转化为氨的植物，实现植物的自生固氮。

摘要： 本发明公开了一种固氮保肥增效剂，该增效剂为有机态氮源增效剂，主要由聚琥珀酰亚胺与酰胺态氮反应形成，其中聚琥珀酰亚胺的聚合度为15～80，聚琥珀酰亚胺的质量占有机态氮源增效剂总质量的20～80％。同时本发明还公开了含固氮保肥增效剂的自组装式含氮肥料，每百份含氮肥料包括固氮保肥增效剂1～70份。获得的自组装式含氮肥料，以增效剂的有效成分控制含氮肥料中氮元素的合理释放，降低常规氮源存在的挥发、淋失等损失，使肥料在施用过程，显著提高综合利用率，促进集约化农业生产的有机进行。

摘要： 本发明公开了一种管道嵌入式放电等离子体液相固氮装置及其固氮方法，包括多放电单元系统、气体管道系统和模块化密封水流腔室系统；基于大气压气液放电等离子体固氮技术，旨在通过提供能够实时生产液态氮肥的装置，以解决滴灌的实际使用过程中由肥料中不溶物导致的一系列问题。本发明以空气作为工作气体，水流由进水口进入腔体，依次经过多个放电等离子体区域，经处理后的液体携带氮氧化物由水流腔室的另一端流出，进入滴灌系统直接浇灌农作。本发明操作方便，成本低，可制成模块固氮产品推广应用，实现大面积滴灌系统浇灌作业。

摘要： 本发明涉及一种基于蓝藻生物固氮机制的固氮装置，其包括光电阳极室(2)、光电阴极室(3)、光电阳极片(4)、光电阴极片(5)和导线(10)；光电阳极室(2)内盛装中含有辅酶Q的阳极电解液；光电阳极片(4)浸没在阳极电解液(7)中；光电阴极室(3)内盛装阴极电解液(6)，且其中含有蓝藻、无氮培养基和辅酶Q；光电阴极片(5)浸没在阴极电解液(6)中；光电阳极片(4)上设有半导体光电材料；光电阳极片(4)用导线连接光电阴极片(5)，在光电阳极室(2)与光电阴极室(3)之间设有质子交换膜(1)。本发明利用光电材料产生电子供应蓝藻，蓝藻固氮酶利用电子还原氮，实现常温常压下以氮气为原料以光源为能量进行半人工高效固氮。