土壤动物与N素循环及对N沉降的响应

以主要的生态过程之一——N循环为对象,论述了土壤动物不仅对凋落物的分解有重要影响,而且在N素矿化和植物对N的吸收过程中也起着重要作用。同时,日益严重的全球变化问题之一——N沉降对土壤动物的多样性及其在生态系统中的功能构成了极大的威胁。另还对土壤动物与N循环研究的方法、土壤动物在N循环过程中的作用机制、热带地区的需求及N沉降下土壤动物的响应作了探讨,并提出,开展大尺度的专类研究及长期定位研究成为下一步研究的需要。     

不同耕作处理下大豆生物固N能力及对系统N素的贡献

2002年至2003年在黄土高原研究了4个耕作处理,传统耕作（t）、传统耕作＋秸秆覆盖（ts）、免耕（nt）和免耕＋秸秆覆盖（nts）下大豆的生物固N百分率（％Ndfa）、固N数量及其对春玉米-冬小麦-夏大豆轮作系统中N素的贡献。结果表明,在t、ts、nt和nts处理下2002年的生物固N百分率为17．6％、34．3％、22．4％和19．3％,2003年则为58．5％、62．4％、54．9％和43．8％,其中2003年的生物固N百分率比2002年分别高出69．9％、45．O％、59．3％和56．1％,固N数量高出56．2％、33．8％、49．5％和43．1％。大豆生物固N百分率、生物固N数量与生物量呈正相关关系,在ts处理下显著相关。土壤NO3-N含量和大豆固N数量呈负相关,大豆植株吸N量占土壤NO3-N的百分比在2002年为：t（88．1）〉ts（84．6）〉nts（78．7）〉nt（63．6）,2003年为：t（115．5）〉ts（104．2）〉nts（99．8）〉nt（95．8）。2002年大豆对该轮作系统的N素贡献分别为6．6（t）、11．6（ts）、6．5（nt）和6．1（nts）kg／hm^2,生物固N量占总N输入量的百分比为14．6（t）、21．5（ts）、14．9（nt）和12．9（nts）;2003年大豆对系统的N素贡献分别为14．9（t）、17．6（ts）、12．9（nt）和10．7（nts）kg／hm2,生物固N量占总N输入的百分比为63．2％（t）、58．5％（nt）、47．7％（ts）和39．9％（nts）。年际变异造成了大豆生物固N的年际差异,秸杆覆盖＋耕作因改善水分状况,而促进了大豆的生物固N作用。     

黄土区降水降尘输入农田土壤中的氮素评估

随着人类活动引起大气活性氮的急剧增加,大气氮沉降亦明显增加,由此引发的各生态系统的响应也逐渐表现出来.研究黄土区氮沉降,对农业生态系统的氮素循环与平衡提供一定的数据支持,同时为农民科学合理施肥提供依据,为研究氮沉降的环境生态效应和生物有效性提供科学支撑.用APS-2A型降水降尘自动采样器对陕西杨凌和洛川地区2006～2007年的降水降尘输入氮总量、月动态变化及各形态N的贡献率进行了监测与分析.结果显示杨凌点2006年总降雨量为507.8 mm,总N沉降通量为20.6 kg/(hm2·a),其中N湿沉降通量为19.1 kg/(hm2·a),占93%;降尘输入的N通量为1.5 kg/(hm2·a),占7%.总N沉降通量中NO-3-N为7.3 kg/(hm2·a),占36%.洛川点2006年6月～2007年5月总降雨量为579.5 mm,总N沉降通量为12.7 kg/(hm2·a),其中N湿沉降通量为11.4 kg/(hm2·a),占90%;降尘输入N的通量为1.2 kg/(hm2·a),占10% .总N沉降通量中NO-3-N为8.7kg/(hm2·a),占69%.两个点N沉降通量和氮素形态的差异在很大程度上反映了活性N主要来自人为活动,即农业生产排放的活性N.     

脲酶／硝化抑制剂对土壤有效态氮、微生物量氮和小麦氮吸收的影响

研究了脲酶抑制剂(NBPT)、硝化抑制剂(DCD)及二者组合在草甸棕壤上施用对尿素态N转化及土壤总有效态N、微生物量N的影响．结果表明,尿素配施NBPT、DCD及抑制剂组合能够增加尿素水解后土壤NH4^+含量2％-53％。显著降低了氧化态N的浓度,抑制了土壤中铵态N的氧化,增加土壤总有效N34％-44％,小麦吸N量增加0．26％-6．79％。其中以脲酶抑制剂与硝化抑制剂组合的效果最明显．抑制剂施用增加了微生物在小麦生长初期对有效态N固持,有利于后期土壤有效态N的矿化．     

三种眼镜蛇毒镇痛作用的实验研究

目的研究3种蛇毒即N.siamensis、N.naja和N.atra的镇痛效果。方法采用热板法、醋酸致小鼠扭体法和1%甲醛致小鼠舔足法建立3种疼痛模型,于腹腔注射N.siamensis、N.naja和N.atra后不同时间点测量小鼠第1次舔足时间、扭体次数和注射甲醛后舔足总时间,比较各时间点测量值的差异。结果热板法小鼠疼痛模型组,于腹腔注射N.Atra、N.naja和N.siamensis后第6~10h之间能明显提高小鼠疼痛阈值;醋酸致小鼠扭体法模型组与对照组相比,腹腔注射N.siamensis(10μg/kg)、N.naja(10μg/kg)和N.atra(10μg/kg)后明显减少扭体次数;1%甲醛致炎法小鼠模型组,于腹腔注射N.naja(10μg/kg)后在第Ⅰ时相能明显降低小鼠舔足时间,注射N.siamensis(5μg/kg)和N.atra(5μg/kg)后在第Ⅱ时相能明显降低小鼠舔足时间。结论小鼠腹腔注射N.siamensis、N.naja和N.Atra后无论对热刺激还是化学刺激引起的疼痛都有明显镇痛作用,特点是起效较慢但持续时间长。     

开放式空气二氧化碳浓度增高对小麦氮素吸收利用的影响

2001—2003年,利用我国唯一的农田开放式空气CO₂浓度增高 (free-air carbon dioxide enrichment,FACE) 技术平台,研究了FACE条件下冬小麦宁麦9号不同生育期N含量、吸收、分配和N效率的响应.结果表明：与对照相比,FACE处理使不同生育时期植株含N率显著降低,降幅达4.4%～13.4%;不同生育时期吸N量显著增加(7.4%～25.4%),生育中期的增幅明显大于生育前、后期;不同生育时期茎鞘的N积累能力相对增强,叶片N积累能力相对减弱,而对麦穗N积累能力的影响因生育进程而异;FACE处理使小麦不同生育时期N物质生产效率(5.5%～10.3%)、成熟期N收获指数(16.3%)和N籽粒生产效率(9.3%)均显著或极显著增加;增施N肥,使小麦不同生育时期N含量和吸收量呈增加趋势,使N效率呈下降趋势,而对N在各器官中分配的影响较小.     

光照条件对土壤—植物系统氮素状况影响的研究

应用盆栽试验 ,通过调节不同光照强度并控制其它条件相互一致的条件下 ,研究了光照条件对土壤 植物系统N素状况以及作物 (莴笋 )产量的影响 .结果表明 ,光照强度的改变会引起作物生长状况的相应变化 ,同时也导致土壤N素 (NH 4 N、NO-3 N)状况、作物吸收N量以及作物对N素吸收速度等的改变 .在试验所处的光照强度范围内 ,光照较强时 ,则作物吸收N素的速度较快、吸收N量增加 ,且产量高 ,但土壤中相应的N素含量(NH 4 N、NO-3 N)则只能维持在相对较低的水平 ;光照较弱时 ,则出现与此相反的情况 .     

光照条件对土壤-植物系统氮素状况影响的研究

应用盆栽试验,通过调节不同光照强度并控制其它条件相互一致的条件下,研究了光照条件对土壤植物系统N素状况以及作物(莴笋)产量的影响.结果表明,光照强度的改变会引起作物生长状况的相应变化,同时也导致土壤N素(NH₄⁺-N、NO₃^--N)状况、作物吸收N量以及作物对N素吸收速度等的改变.在试验所处的光照强度范围内,光照较强时,则作物吸收N素的速度较快、吸收N量增加,且产量高,但土壤中相应的N素含量(NH₄⁺-N、NO₃^--N)则只能维持在相对较低的水平;光照较弱时,则出现与此相反的情况.     

稻鸭、稻鱼共作生态系统土壤可溶性有机N的动态和损失

通过田间试验研究了稻鸭、稻鱼共作生态系统土壤可溶性有机N(SON)的动态和损失,及其与土壤微生物量N和水稻吸N量的相关性.结果表明,(1)土壤SON是稻田土壤主要的可溶性N,其中处理CK,RD和RF土壤SON库分别为121.16, 109 30 和113.71 kg/hm2,高于土壤无机N库.(2)土壤SON与土壤可溶性无机N显著正相关(p<0.01);在水稻生育期间,土壤SON含量随水稻的生长而逐渐降低;同时由于鸭和鱼的存在,处理RD和RF土壤SON含量显著低于处理CK;土壤SON与水稻累积吸N量呈显著负相关(p<0.01),表明水稻生长强烈影响着土壤SON.(3)在水稻生长前期,渗漏水各形态N含量最大;溶解性有机N(DON)是稻田渗漏水N素的主要形态;同时,统计分析显示,相对于处理CK,RF土壤SON的下渗淋失量显著降低,RD土壤SON的下渗淋失量则略为降低.(4)水稻生育期间,土壤微生物量N不断地变化着,此外,由于鸭和鱼的存在,相对与处理CK,处理RD和RF土壤显著的提高了土壤MBN.同时,由于水稻吸收和N的淋失,土壤微生物量N与土壤SON不相关.总之,在水稻生长期间,土壤可溶性有机N受水稻吸N、微生物吸N与分解和N淋失的共同作用.     

红豆草与土壤氮含量对大气二氧化碳浓度升高的响应

在封闭的植物培养箱中,通过盆栽实验,研究了红豆草和土壤氮含量对CO₂浓度增加的响应.结果表明,与正常CO₂浓度(355～370 μmol·mol^-1)相比,CO₂浓度升高(700 μmol·mol^-1),植物生物量增加25.1%(P＜0.01),但植物体氮浓度降低25.3%(P＜0.001),植物全氮没有显著的变化.经3个月盆栽实验后,与原始土壤相比,两种CO₂浓度处理土壤全N、NO₃^--N和NH₄⁺-N都有所降低,而土壤微生物氮则显著增加,这可能与植物生长有关.不同CO₂浓度处理土壤NH₄⁺-N浓度基本一致,但在高CO₂浓度下,土壤NO₃^--N浓度显著降低,而微生物生物氮显著增加.对整个土壤-植物系统而言,盆栽实验后,整个系统全氮有少量增加,但变化不显著,特别是在高CO₂浓度条件下,土壤-植物系统全氮最大,这可能与培养材料红豆草为豆科植物,而且在高CO₂浓度下生物量增加,导致氮的固定量增加有关.     

真菌对土壤N2O释放的贡献及其研究方法

N₂O是一种重要的温室气体,而土壤作为N₂O的重要来源之一,其N₂O主要产生于硝化和反硝化作用的生物过程.研究表明细菌和古菌是这些生物过程的主要参与者,然而在特定土壤生态系统中,真菌在N循环过程中起主要作用.但真菌对土壤N₂O释放贡献的研究报道甚少.本文阐述了土壤真菌N₂O产生机制的研究进展,介绍了自养硝化、异养硝化和反硝化过程的发生机理、关键微生物和功能基因.详细介绍了与真菌有关的N₂O产生过程,真菌的异养硝化作用和反硝化作用,并且比较了真菌和细菌反硝化系统的差异.此外,本文重点总结了研究土壤真菌N₂O产生的主要方法,包括选择抑制剂法、^15N标记、分离和纯培养以及免培养的分子生态学方法,对各种方法的优势和弊端进行了探讨,并对今后的研究工作提出了展望.     

土壤氮素循环模型及其模拟研究进展

N既是植物必需的营养元素,又是造成环境污染的重要元素.正确模拟土壤中N循环已经成为科学家共同关注的热点问题.简述了土壤N循环的基本过程,重点介绍了13种土壤N循环模型和6个土壤N循环过程的模拟,并讨论了模拟中存在的参数化问题.     

水稻生长及其体内C、N、P组成对开放式空气CO2浓度增高和N、P施肥的响应

采用FACE（Free Air Carbon-dioxide Enrichment)技术,研究了不同N、P施肥水平下,水稻分蘖期、拔节期、抽穗期和成熟期根、茎、穗生长,C/N比、N、P含量及N、P吸收对大气CO2浓度升高的响应,结果表明,高CO2促进水稻茎、穗和根的生长,增加分蘖期叶干重,对拔节期、抽穗期的成熟期叶干重没有显著增加,降低茎、叶N含量;增加抽穗期穗N含量;降低成熟期穗N含量;对分蘖期根N含量影响不显著,而降低拔节期,抽穗期和成熟期根N含量,增加拔节期、抽穗期和成熟期叶P含量,对茎、穗、根P含量影响不显著,水稻各组织C含量变化不显著,C/N比增加,显著增加水稻地上部分P吸收;增加N吸收,但没有统计显著性,N、P施用对水稻各组织生物量没有显著影响,高N（HN）比低N（LN）增加组织中N含量,而不同P肥水平间未表现出明显差异,高N条件下高CO2增加水稻成熟期地下部分/地上部分比,文中还讨论了高CO2对N、P含量及地下部分/地上部分比的影响机制。     

开放式空气CO2浓度增高对水稻N素吸收利用的影响

在大田栽培条件下 ,研究空气中CO2 浓度增高 (FACE) 2 0 0 μmol·mol-1对水稻N素吸收及其利用效率的影响 .结果表明 ,FACE处理使水稻不同生育时期的植株含N率显著下降 ;由于干物质生产量显著增大 ,FACE处理使水稻不同生育时期的N素累积量有所提高 ,但无显著影响 ;FACE处理能够显著提高移栽后 2 8d、抽穗期以及成熟期单位N素的干物质生产效率、单位N素的籽粒生产效率和显著提高水稻的N素收获指数 .高N处理的植株含N率、N素累积量均有所增加 ,但使N素生产效率呈现下降趋势 .     

长期施肥对华北典型潮土N分配和N2O排放的影响

利用长期定位肥料试验研究化学肥料N、有机肥料N以及化学肥料N和有机肥料N混合施用对N分配和N2O排放影响。处理包括化学肥料N、P、K的不同组合NPK、NP、NK、PK、全部施用有机肥料N（OM）、一半化学肥料N＋一半有机肥料N（1／2OM）及不施肥（CK）7个处理。结果表明,等N条件下,处理间N2O排放的差异不显著,N2O排放主要发生在玉米生长期。均衡提供N、P和K显著提高土壤N储量,有机肥料N的效果显著高于化学N肥。施肥也影响N的利用效率和N在作物中的分配。均衡的养分供应有利于N在子粒中积累,而养分缺乏的处理,秸秆中N含量相对较高。进入环境的N量以NK最多,1／20M最少。总体而言,施P肥和有机肥可减少N2O的间接排放,提高土壤N素肥力并能获得较高的产量。     

一组丝瓜籽小分子核糖体失活蛋白LuffinS的分离、纯化和性质

通过硫酸铵分级沉淀、ＣＭ－５２阳离子交换层析、ＨＲＬＣ分子排阻层析及ＦＰＬＣＭｏｎｏＳ离子交换层析等步骤,从丝瓜籽中分离到一组分子量为８ｋＤ左右的小分子核糖体失活蛋白——ＬｕｆｉｎＳ１、ＬｕｆｉｎＳ２、ＬｕｆｉｎＳ３。末端分析结果表明,它们的Ｎ端氨基酸分别为Ａｌａ、Ｐｒｏ和Ｔｈｒ。氨基酸序列分析确定了ＬｕｆｉｎＳ２的Ｎ端９个氨基酸的序列是Ｐｒｏ－Ａｒｇ－Ａｒｇ－Ｇｌｙ－Ｇｌｎ－Ｇｌｕ－Ａｌａ－Ｐｈｅ－Ａｓｐ。ＬｕｆｉｎＳｓ对核糖体的失活机制与天花粉蛋白（ＴＣＳ）一致,是ＲＮＡＮ－糖苷酶催化型的。它们对无细胞蛋白质生物合成的抑制活性较ＴＣＳ略强,ＩＣ５０分别为１．３×１０－１１、１．０×１０－１０和６．３×１０－１１ｍｏｌ／Ｌ左右。因此ＬｕｆｉｎＳｓ有可能开发成免疫毒素的高效“弹头”。     

棉铃虫中肠氨肽酶APN4与Cry1Ac、Cry2Aa结合能力的比较

【目的】Bt杀虫蛋白(Bacillus thuringiensis)具有高度的靶标特异性,已经被广泛用于农业害虫防治。Bt杀虫蛋白要发挥杀虫活性,必须首先与其受体蛋白结合,氨肽酶N(Aminopeptidase N)是一类重要的Bt受体蛋白。因此,分析该受体与Bt杀虫蛋白的结合能力,可为进一步明确不同Bt的分子作用机制、Bt的抗性治理以及新Bt的开发应用等提供借鉴。【方法】本文利用Ligand blot和Elisa方法比较了棉铃虫Helicoverpa armigera中肠APN4(Aminopeptidase N4,APN4)与Cry1Ac、Cry2Aa的结合能力。【结果】原核表达的APN4片段与活化的Cry1Ac、Cry2Aa都可以结合,解离常数(Kd)分别是48.59 nmol/L和21.73 nmol/L。【结论】APN4片段与Cry1Ac、Cry2Aa的结合能力在数量级上不存在显著性差异。     

呋喃丹对土壤酶活性的影响

通过模拟方法,研究了呋喃丹与土壤中3种重要水解酶类—土壤脲酶、转化酶和碱性磷酸酶的关系及其影响因素.结果表明:呋喃丹加入土壤后,土壤脲酶活性最初受到抑制,随培养时间的延长,呋喃丹的生态毒性逐渐降低,并最终激活脲酶;在0.3%呋喃丹浓度范围内,土壤脲酶、碱性磷酸酶和转化酶均被激活,且部分样品的转化酶活性与呋喃丹浓度呈显著或极显著正相关,说明转化酶活性可在一定程度上表征土壤受呋喃丹污染的程度,且0.3%浓度呋喃丹的生态毒性较弱,对土壤质量及生态环境比较安全.     

人用H7N9疫苗的研究进展

2013年3月,在中国首次出现低致病性H7N9病毒感染者并致死的病例。迄今为止,中国共出现5次H7N9病毒流行的疫情。其间,H7N9病毒不断发生变异,新的基因型以及高致病性H7N9病毒相继出现。变异的H7N9病毒对禽类养殖业和人类的公共卫生造成了严重的威胁,疫苗是预防H7N9病毒流行的有效措施。目前,全世界尚无临床可用的人用H7N9疫苗,但各类备选H7N9疫苗都在研究中,如灭活疫苗、减毒疫苗、亚单位疫苗、病毒样颗粒疫苗、核酸疫苗和病毒载体疫苗等。其中,一些H7N9疫苗已进入临床研究阶段。现对各类人用H7N9疫苗的研究进展作一概述。