固氮作用

<正> 854050棕色固氮菌(Azotobacter Vinela-ndii)固氮酶活性和整体细胞荧光的研究[会,英]/Peterson,J.B.…//Adv.NitrogenFixation Res.-1984,5 meet.-269[译自DBA,1984,3(22),84-10680]为研究影响固氮的化合物的代谢,采用荧光法观察了在生理条件变异时棕色固氮菌     

温带草甸草原土壤N2O产生过程研究

以大量的室内模拟培养实验,以内蒙古温带草甸草原土壤为研究对象,利用AIM乙炔抑制法,模拟野外条件对原样土壤样品进行N₂O产生过程进行研究。实验结果表明:内蒙古温带草甸草原土壤N₂O产生过程以硝化作用为主。其中异养硝化作用起主导作用,自养硝化潜势和反硝化潜势在草原植物不同生长季节变化不同,总体上异养硝化潜势>自养硝化潜势>反硝化潜势。由于自养硝化作用在不同季节的发生,使得草甸草原土壤N₂O的产生潜势也高、低起伏变化。从而揭示了内蒙古温带草原土壤以异养硝化作用过程为主产生N₂O和N₂O排放通量较低的微生物学机理。     

用气相色谱法测定微生物反硝化作用中产生的一氧化二氮

利用气相色谱法,选用国产聚合物固定相GDX-104,在3m的柱子上成功地分离和测定了反硝化作用中产生的N₂O,从而可得出反硝化作用在不同条件下的反应速率,对于研究土壤中反硝化作用的动态有直接意义。     

乙炔抑制法在硝化与反硝化过程中的应用

硝化和反硝化作用在土壤氮素循环中扮演重要作用,由于硝化和反硝化作用一方面能够导致土壤中氮素的损失,另一方面能够产生温室气体-N2O,所以硝化和反硝化作用的研究备受关注.乙炔抑制法能同时测定硝化和反硝化作用,在硝化和反硝化作用中有着重要的应用.该文主要论述了乙炔抑制法的研究进展;以及对应用乙炔气体时存在的一些问题进行了综述.     

分子氮影响下的蓝藻Anabaena7120乙炔还原

经分子氮预处理的蓝藻乙炔还原活性下降。分子氮对乙炔还原的抑制作用可因CO_2的加入而削弱,氮浓度增高时,CO_2的此种有益作用即消失。在5％ CO_2条件下:(1)光照强度大时,经分子氮预处理的蓝藻乙炔还原活性比未经处理的(氮气中)高些,弱光下则削弱,暗中削弱更大;(2)它受到光合抑制剂的抑制较大;(3)对CO_2和O_2的敏感度比未经氮预处理者小;(4)分子氢对其支持与来经氮预处理的相差甚微,但对其受O_2损伤时的保护作用则大些;(5)MSX对分子氮预处理的蓝藻乙炔还原也有明显的抑制,且比单加CO_2的大。     

pH和温度对固氮酶还原基质的影响

确定了在pH 5.2到8.7和温度22°到45℃时钼铁蛋白和铁蛋白的稳定性。按logKm和logV分别对pH作图,得到下列参数。于30℃在酸性侧,乙炔络合常数PK_b(C_2H_2)=6.43—6.50,乙炔催化常数pK_b′(C_2H_2)=4.78,在碱性侧乙炔络合常数pK_a(C_2H_2)=7.42—7.55,乙炔催化常数pK_a′(C_2H_2)=7.88—8.29,氮络合常数pK_a(N_2)=7.75—7.9及氮催化常数pK_a′(N_2)=8.08—8.68。既然pK_a与pK_b或pK_a′与pK_b′二者间隔小于3.5个单位,又按V/Km及V′对pH作图,其结果为pKb(C_2H_2)=6.28pK_a(C_2H_2)=7.68和pK_b′(C_2H_2)=5.53和pK_a′(C_2H_2)=8.93。将不同温度下的pK_b或pK_a分别对各自温度的倒数作图,其热力学数据为由pH 5.7到7.3范围内,质子移变基团的解离热⊿H(ioh)=7742卡/克分子,相应的pK_b(C_2H_2)=6.16—6.36;由pH 7.3到8.4范围内⊿H_(ion)=6983卡/克分子,相应的pK_a=8.24—8.44。这些数据指出固氮酶钼铁蛋白络合乙炔的功能基团可能具有咪唑基·巯基和氨基相类似的结构,这种推测正在用化学修饰的方法加以验证。     

pH、温度、NH4+和盐度对圆果雀稗内生固氮菌固氮特性的影响

采用乙炔还原法对从圆果雀稗(Paspalum orbiculare)根、茎中分离到的5株内生固氮菌(POJy11、POG12、POGy22、POGy612、POG4)的固氮特性进行了研究。结果表明,POGy612、POG4固氮的pH适应范围是6.0-10.0,其余3株菌为6.0-8.0;POGy22固氮的最适温度为35℃,其余4株菌为30℃;随着NH4 浓度和NaCl浓度的升高,菌株固氮活性总体呈下降趋势,其中POGy22的固氮活性受NH4 抑制最明显,NH4 浓度为1.0 mmol/L时,已无固氮活性,但POGy612在NH4 浓度为2.5 mmol/L时的固氮活性最高,达到1 045.0 nmol ml-1h-1,POJy11、POGy22在NaCl浓度为0.5%时的固氮活性最高,分别达到735.5 nmol ml-1h-1、703.0 nmol ml-1h-1。     

古尔班通古特沙漠生物结皮固氮活性

利用乙炔还原法对新疆古尔班通古特沙漠不同类型的生物结皮(藻结皮、地衣结皮、苔藓结皮)的固氮活性(nmolC2H4m-2h-1)进行了定量研究。结果表明,不仅采样时段和结皮类型对生物结皮的固氮活性具有显著的影响(p<0.05),二者的交互效应同样对生物结皮的固氮活性具有极显著的影响(p<0.01)。各类型生物结皮固氮活性变化趋势表现为:3～5月间,藻结皮(2.26×103)>地衣结皮(6.54×102)>苔藓结皮(6.38×102)。6～10月份,各类型生物结皮的固氮能力显著提高(p<0.05),藻结皮的固氮活性最高(9.81×103),依次为地衣结皮9.06×103、苔藓结皮2.03×103。11月～翌年2月间,月均温都低于0℃,抑制了生物结皮的固氮活性,藻结皮、苔藓结皮的固氮活性降幅极显著(p<0.01),分别低达4.18×102、5.43×102,地衣结皮降低至2.78×103。生物结皮成为古尔班通古特沙漠除豆科植物外重要的氮源,为该沙漠1年生浅根系草本植物的种子萌发与植物体的生长提供丰富的有机质源,从而有利于这些植物种群的繁衍与更新,并与之共同促进对沙面的固定。     

干旱持续时间对内蒙古草原中坚韧胶衣和分指地卷固氮活性的影响

坚韧胶衣Collema tenax和分指地卷Peltigera didactyla是分布于我国北方干旱和半干旱草原中的两种固氮地衣,对生态系统氮素循环具有重要影响,其生理活性对土壤水分条件比较敏感。目前,干旱持续时间对该区域中地衣固氮活性的影响尚不清楚。本文调查了一个克氏针茅Stipa krylovii草原生态系统中坚韧胶衣和分指地卷的盖度,采用乙炔还原法研究了不同干旱持续时间(分别为0、1、2、4、8和16d)对两种地衣固氮活性的影响。结果表明,坚韧胶衣盖度(3.26±1.24%)显著高于分指地卷(0.02±0.07%)(p<0.01);在绝大多数干旱持续时间处理下,两种地衣之间的固氮活性差异并不显著,且均随干旱持续时间延长而呈S形下降。不超过2d的干旱时间并不引起地衣固氮活性的显著变化,4d的干旱时间导致坚韧胶衣和分指地卷固氮活性分别下降了34%和54%,干旱持续8d导致两种地衣固氮活性降幅达90%,16d的干旱使二者降幅均超过99%。表明干旱对坚韧胶衣和分指地卷固氮活性的抑制作用随干旱持续时间的延长而增强。干旱对地衣固氮作用的负效应可能与地衣体内光合产物和能量水平、复水至表达固氮活性之间的延迟时间和达到最高固氮活性的延迟时间有关。