从全球角度看随着【低纬度向高纬度变化】土壤呼吸量减少。
土壤呼吸强度是指单位时间内从单位面积土壤上扩散出来的二氧化碳量。近年来,随着全球气候变化研究,土壤呼吸成为公众和科学界关注的热点之一。作为土壤碳库的唯一输出途径和大气二氧化碳重要的源,土壤呼吸的有关研究得以广泛开展。
定义:单位时间内,在单位面积土壤上由土壤扩散出来的CO2量。
影响土壤呼吸强度的因素包括:土壤温度、土壤含水量、大气中二氧化碳浓度和大气氮沉降、土地利用方式和地表覆盖改变、施肥、磁场、土壤生物、风速、土壤pH等。土壤碳循环是陆地生态系统碳循环的重要组成部分,土壤呼吸作用的强弱及其变化直接影响着大气中二氧化碳浓度的变化,控制土壤呼吸能有效缓和大气二氧化碳含量的升高和温室效应的增强。
土壤呼吸作用的变异在大多数情况下是由土壤温度和土壤含水量等多因子的协同作用引起的,因此需要研究各因素综合作用对土壤呼吸的影响机理和作用大小,并将其运用到二氧化碳排放量实际控制上。
土壤实验报告范文3篇土壤实验报告范文3篇篇一:土壤理化分析实验报告——土壤各理化性质对植物的影响前言:在林业生产中,土壤是生产良种和壮苗的基础。在选择母树林、建立种子园和区划苗圃地时,必须土壤的宜林性质。促使林木种子丰产和培育壮苗,也必须采用土壤培肥措施。在造林过程中,应该准确掌握造林地土壤的宜林特性,将苗木种植在适宜的土壤上。在天然林中,土壤与森林的关系同样十分密切。森林的生长、森林的类型、森林的分布和自然更替都受土壤因子的制约。银杏是珍稀名贵树种,又是特种经济果树,近年来白果收购价格不断提高,激发了广大群众栽培银杏的积极性。但银杏生长缓慢,一般要20多年才能开花结实,并且产量低。通过嫁接、选择优良品种、合理密植及加强经营管理,可使银杏早实丰产。银杏丰产栽培应大力发展优良品种,目前江苏的大佛指、家佛手、洞庭皇;浙江及广西的园底佛手、山东的大金坠、大园铃等均属名优品种。在选择品种时,一定要遵循区域化原则,将气候因子和立地条件进行综合考虑,不能盲目引种。关于银杏一些详细情况请参考:关键字:土壤理化性质银杏1.土样基本情况采样时间:20xx-09-02地点:林业楼前的一片小树林人员:鲁燕,胡曼,曲娜,杜桂娟,于龙,张家铭,刘通,陈布凡层次:A0层土地利用状况:土地上种了一片草地,还种了一些乔木和灌木2.实验概况本实验在20xx-09-02~20xx-11-04于林业楼123进行,实验目的主要是了解土壤学实验的基本操作方法。在这段时间的实验中,我不仅学到了土壤学实验的基本操作,更重要的是它提高了我的动手能力,实验分析能力,实验报告的撰写能力。为我的后续学习奠定了基础。
细胞生物学的兴起从1893年O.赫特维希出版专著《细胞与组织》起到20世纪50年代,细胞学逐步从形态的描述和实验转向结构和功能的探讨。1931年E.鲁斯卡和M.克诺尔创建了第一台透射式电子显微镜,到1945年分辨率已达到 20埃。50、60年代随着电子显微镜的改进与相应技术的建立,以及受分子生物学的影响,对细胞的观察研究进入了新的层次,人们力求从亚细胞结构水平甚至分子水平结构上阐明细胞的整体功能。这就使细胞学发展到一个新的阶段,成为一门新兴的独立分支学科──细胞生物学。一.细胞概念的发展 1925年美国细胞学家.威尔逊出版的《发育和遗传中的细胞》(第 3版)是19世纪中后期以来,有关细胞学研究的总结。他所提出的光学显微镜下的细胞模式图,包括细胞膜、细胞核、细胞质以及主要的细胞器和内含物等,一直沿用到1950年。50年代起,随着电镜的广泛应用,发现膜是细胞的基本结构。60年代还发现细胞质内的微管和微丝,以及由微管按一定规律集聚成的鞭毛、纤毛、基体和中心体等。因此,到70年代开始提出细胞主要是由膜系统结构组成的复杂的动态体系,它既有膜相结构(如细胞膜、内质网、高尔基器、核膜、线粒体、溶酶体、过氧化酶体等),又有非膜相结构(如核糖体、中心体、微管、微丝、细胞质基质、核仁、染色质、核基质等)。对于细胞的生物学特性则概括为:细胞是遗传信息和代谢信息的储存和传递的系统;细胞是从小分子合成复杂大分子,特别是核酸和蛋白质的系统;细胞又是一个内部有能量流动,并保持整体动态平衡的开放系统。二. 细胞膜的结构和功能1917年美国化学家、物理学家I.朗缪尔发表单分子薄膜的开创性实验结果,为现代的细胞膜结构概念奠定了基础。1935年英国生物学家.丹尼利和 H.戴维森提出“丹尼利-戴维森模型”。他们认为细胞表面膜有一个类脂构成的核心,脂分子的极性端朝外,每边覆盖一层单分子的蛋白。50年代以来通过瑞典生物学家.舍斯特兰德、美国物理学家.罗伯逊等各自用电子显微镜所作的研究,于1959年指出多数膜是由暗-明-暗,即蛋白-磷脂-蛋白三层组成的“三合板”式结构。这种膜的模型有相当普遍性,故称单位膜。单位膜膜型未能反映膜的动态结构和膜功能的多样性与专一性。到70年代,又有人先后提出“流体镶嵌膜”模型,“晶格镶嵌膜”模型,反映了膜的流动性,但仍无定论。后来知道,把细胞与外界环境分隔开来的细胞外周膜的功能十分复杂。60年代以来的大量研究工作表明外周膜具有物质转运、能量转换、信息传递、细胞和分子识别等重要功能。三. 染色体的结构1924年确认植物细胞核同动物细胞核相同,也含有DNA。到30~40年代已分析出染色质内含有DNA、RNA,酸性蛋白和碱性组蛋白。50年代对各主要成分进行了定量测定,并明确了DNA和组蛋白结合成的核蛋白是染色体的主要成分。60年代又根据所含赖氨酸、精氨酸的多少,将组蛋白划分为H1、H2a、H2b、H3、H4五种。1953年DNA双螺旋结构的阐明,推动了染色体结构的研究。1957年美国的泰勒提出的边链模型,属于“蛋白质骨架”模型。同年英国的威尔金斯则提出以DNA为核心的模型。这两类模型在60~70年代均各有发展。1974年由.奥林斯、.奥林斯、科恩伯格和奥特脱等提出并经过多方证明的核小体模型,又完全替代了以DNA为核心的超盘绕模型。反映了对染色体结构的新认识。四. 线粒体的结构和功能1934年美国解剖学家.本斯利和 .霍尔成功地分离了豚鼠肝脏的线粒体, 开创了用生化方法直接研究细胞器的广阔前景。1948年已确定线粒体是细胞呼吸的场所,又是细胞能量转换的中心。50年代,罗马尼亚裔的美国细胞生物学家.帕拉德(1952)和.舍斯特兰德(1954)分别发表线粒体结构的报告,虽略有差异,但主要方面比较一致。1956年.帕拉德提出线粒体由外膜、内膜、脊、外室、内室和基质等组成,不久就得到了普遍的承认。1962年用负染色法发现线粒体的内膜粒子。以后通过拆离重组实验,证明内膜粒子即ATP酶复合体。1973年查明ATP酶复合体头部、柄部和基部的各亚单位和分子量,其分子量总和与整体测定的分子量接近。线粒体最重要的功能是进行与 ATP合成有关的氧化磷酸化作用。关于氧化磷酸化的机理研究,1953年德国生化学家.斯莱特提出化学偶联假说;1961年英国生化学家P.米切尔提出化学渗透偶联假说;1964年先由.博耶后又由 .格林提出构型偶联假说。3种假说都认为偶联涉及一种最初的受能状态,如高能的中间产物,H□离子梯度及构型的变化等,并由它们推动 ATP的合成。三者都各有依据,但也有未能证实的方面。
细胞结构解读绝大多数的真核生物细胞都有核、质、膜三个部分,膜是生命系统的边界,是控制物质交换的门户;质是新陈代谢的主要中心,质中的细胞器在系统内分工合作;核是遗传物质贮存和复制的主要场所,也是遗传性状和新陈代谢的控制中心,是生命系统的控制中心;各有其重要性,又有其特殊性,相互独立,又相互联系,构成一个和谐统一的、有机的、复杂的生命系统。1.1 细胞膜的结构和功能细胞生活在液体环境中,膜是与外界环境相隔的界线,是保证细胞内化学反应顺利进行的天然屏障,这与结构有关。(1)主要的分子组成由磷脂双分子层构成基本骨架,这种结构的存在就必然有与之相对应的功能存在,脂溶性物质能够以自由扩散的方式优先通过细胞膜;在磷脂双分子层中镶嵌有蛋白质分子,这一结构的存在,也必然有与之相对应的功能存在,蛋白质分子可作为物质运输载体,从而使膜具有主动运输的功能。(2)结构特点与功能特性组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动,因而决定了细胞膜的结构特点是具有一定的流动性,细胞膜的功能特性是具有选择透过性,这是两个不同而又有联系的概念,膜的流动性存在,既可以使膜中的各种成分需要调整其组合分布而有利于控制物质出入细胞,又能使细胞经受一定的变形而不致破裂(如:人体的自细胞能变形穿过毛细血管壁),具有保护的作用,从而保证了活细胞完成各种生理功能。细胞膜的流动性是选择透过性的基础,而活细胞的细胞膜具有选择透过性,是细胞生命活动的体现,这样就保证细胞按生命活动的需要吸收和排出物质,而物质透过细胞膜等各项生理功能的实施,又需要细胞膜的流动性这一结构特点来保障,这就是结构特点和功能特性的统一。流动性是细胞膜结构固有的属性,无论细胞是否与外界发生物质交换关系,流动性总是存在的,而选择透过性是对细胞膜生理特性的描述,这一特性只有在流动性基础上,完成物质交换功能方面体现出来。总结如下:(图附在后面)1.2 细胞质的结构和功能细胞质是细胞结构中的重要组成部分,是活细胞内新陈代谢的主要场所,也是同化作用和异化作用发生的主要场所。活细胞中的生命活动,绝大多数物质的合成和分解,就是发生在细胞质中,是细胞生命活动最活跃的部位,活细胞中的细胞质处在流动状态。在亚显微结构下,把细胞质作为一个整体来研究,实际上细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。本部分内容上连接第一章“生命的物质基础”(细胞质也是由化学元素和化学元素组成的化合物而形成的结构),尤其是细胞质中的水分、无机盐、核苷酸、氨基酸等,进一步体现了生命系统的物质性。该内容下连接第三章“生物的新陈代谢”中细胞呼吸和光合作用的重点知识,本部分具有承上启下的作用。线粒体与细胞呼吸正相关,叶绿体与光合作用正相关。其余多种细胞器教学中,限于教材,侧重介绍其分布,结构和功能作简要介绍。最后归类总结出双层膜的、单层膜的、非膜结构的、生成水的、生成ATP的、含有DNA的细胞器、“四个场所”。但应凸现出一个重要的教学理念:物质组成结构,结构决定功能;结构和功能和谐统一的学科思想。1.3 细胞核的结构和功能该内容介绍细胞核的组成及原核细胞的基本结构,前者主要由三个部分核模、核仁、染色质组成,核膜使核内与质中的化学反应分开,既相互联系,又相互独立,核膜同样具有选择透过性,控制细胞质与细胞核之间的物质交换,对细胞核内物质具有保护作用,膜上的核孔有利于核、质问进行频繁的、大量的大分子的物质交流,是大分子交换的理想通道[2];核仁的折光系统强,是真核生物细胞最明显的标志;染色质与染色体的关系既是重点又是难点,具有抽象性,是难消化的知识点;都含有DNA分子,是生物的遗传物质,同样也体现了结构和功能和谐统一。1.4 细胞质流动的实验指导学生正确使用高倍显微镜观察黑藻细胞质的流动,观察中为什么只看到叶绿体,而看不到其他细胞器的原因(叶绿体大,有色素),为什么只看到叶绿体黑藻细胞边缘流动(成熟的植物细胞大部分的空间被液泡占有),这都是在实验中遇到的实际问题。
这是锻炼自己的时候。 最好靠自己、
细胞生物是指所有具有细胞结构的生物。这是我为大家整理的关于细胞生物学术论文,仅供参考!
细胞因子的生物学活性
关键字: 细胞因子
细胞因子具有非常广泛的生物学活性,包括促进靶细胞的增殖和分化,增强抗感染和细胞杀伤效应,促进或抑制其它细胞因子和膜表面分子的表达,促进炎症过程,影响细胞代谢等。
一、免疫细胞的调节剂
免疫细胞之间存在错综复杂的调节关系,细胞因子是传递这种调节信号必不可少的信息分子。例如在T-B细胞之间,T细胞产生IL-2、4、5、6、10、13,干扰素γ等细胞因子刺激B细胞的分化、增殖和抗体产生;而B细胞又可产生IL-12调节TH1细胞活性和TC细胞活性。在单核巨噬细胞与淋巴细胞之间,前者产生IL-1、6、8、10,干扰素α,TNF-α等细胞因子促进或抑制T、B、NK细胞功能;而淋巴细胞又产生IL-2、6、10,干扰素γ,GM-CSF,巨噬细胞移动抑制因子(MIF)等细胞因子调节单核巨噬细胞的功能。许多免疫细胞还可通过分泌细胞因子产生自身调节单核巨噬细胞的功能。许多免疫细胞还可通过分泌细胞因子产生自身调节作用。例如T细胞产生的IL-2可刺激T细胞的IL-2受体表达和进一步的IL-2分泌,TH1细胞通过产生干扰素γ抑TH2细胞的细胞因子产生。而TH2细胞又通过IL-10、IL-4和IL-13抑制TH1细胞的细胞因子产生。通过研究细胞因子的免疫 网络调节,可以更好地理解完整的免疫系统调节机制,并且有助于指导细胞因子做为生物应答调节剂(biologicalresponsemodifier’BRM)应用于临床 治疗免疫性疾病。图4-1 细胞因子与TH1、TH2的相互关系(略)
二、免疫效应分子
在免疫细胞针对抗原(特别是细胞性抗原)行使免疫效应功能时,细胞因子是其中重要效应分子之一。例如TNFα和TNFβ可直接造成肿瘤细胞的凋零(apoptosis)’使瘤细胞DNA断裂’细胞萎缩死亡;干扰素α、β、γ可干扰各种病毒在细胞内的复制,从而防止病毒扩散;LIF可直接作用于某些髓性白血病细胞,使其分化为单核细胞,丧失恶性增殖特性。另有一些细胞因子通过激活效应细胞而发挥其功能,如IL-2和IL-12刺激NK细胞与TC细胞的杀肿瘤细胞活性。与抗体和补体等其它免疫效应分子相比,细胞因子的免疫效应功能,因而在抗肿瘤、抗细胞内寄生感染、移植排斥等功能中起重要作用。
三、造血细胞刺激剂
从多能造血干细胞到成熟免疫细胞的分化发育漫长道路中,几乎每一阶段都需要有细胞因子的参与。最初研究造血干细胞是从软琼脂的半固体培养基开始的,在这种培养基中,造血干细胞分化增殖产生的大量子代细胞由于不能扩散而形成细胞簇,称之为集落,而一些刺激造血干细胞的细胞因子可明显刺激这些集落的数量和大小因而命名为集落刺激因子(CSF)。根据它们刺激的造血细胞种类不同有不同的命名,如GM-CSF、G-CSF、M-CSF、multi-CSF(IL-3)等。目前的研究表明,CSF和IL-3是作用于粒细胞系造血细胞,M-CSF作用于单核系造血细胞,此外Epo作用于红系造血细胞,IL-7作用于淋巴系造血细胞,IL-6、IL-11作用于巨核造血细胞等等。由此构成了细胞因子对造血系统的庞大控制 网络。某种细胞因子缺陷就可能导致相应细胞的缺陷,如肾性贫血病人的发病就是肾产生Epo的缺陷所致,正因如此,应用Epo 治疗这一疾病收到非常好的效果。目前多种刺激造血的细胞因子已成功地用于临床血液病,有非常好的 发展前景。
四、炎症反应的促进剂
炎症是机体对外来刺激产生的一种病理反应过程,症状表现为局部的红肿热痛,病理检查可发现有大量炎症细胞如粒细胞、巨噬细胞的局部浸润和组织坏死,在这一过程中,一些细胞因子起到重要的促进作用,如IL-1、IL-6、IL-8、TNFα等可促进炎症细胞的聚集、活化和炎症介质的释放’可直接刺激发热中枢引起全身发烧’IL-8同时还可趋化中性粒细胞到炎症部位’加重炎症症状.在许多炎症性疾病中都可检测到上述细胞因子的水平升高.用某些细胞因子给动物注射’可直接诱导某些炎症现象’这些实验充分证明细胞因子在炎症过程中的重要作用.基于上述理论研究结果’目前已开始利用细胞因子抑制剂治疗炎症性疾病’例如利用IL-1的受体拮抗剂(IL-1receptor antagonist’IL-lra)和抗TNFα抗体治疗败血性休克、类风湿关节炎等,已收到初步疗效。
五、其它
许多细胞因子除参与免疫系统的调节效应功能外,还参与非免疫系统的一些功能。例如IL-8具有促进新生血管形成的作用;M-CSF可降低血胆固醇IL-1刺激破骨细胞、软骨细胞的生长;IL-6促进肝细胞产生急性期蛋白等。这些作用为免疫系统与其它系统之间的相互调节提供了新的证据。
细胞衰老的分子生物学机制
摘要:细胞衰老(cellular aging)是细胞在其生命过程中发育到成熟后,随着时间的增加所发生的在形态结果和功能方面出现的一系列慢性进行性、退化性的变化。细胞衰老是基因与环境共同作用的结果,是细胞生命活动过程的客观规律。为研究细胞衰老分子生物学机制,本文就此展开研究。
关键词:细胞衰老;分子生物学;机制研究
细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡是两个不同的概念,个体的衰老并不等于所有细胞的衰老,但是细胞的衰老又是同个体的衰老紧密相关的。细胞衰老是个体衰老的基础,个体衰老是细胞普遍衰老的过程和结果。
细胞衰老是正常环境条件下发生的功能减退,逐渐趋向死亡的现象。衰老是生界的普遍规律,细胞作为生物有机体的基本单位,也在不断地新生和衰老死亡。生物体内的绝大多数细胞,都要经过增殖、分化、衰老、死亡等几个阶段。可见细胞的衰老和死亡也是一种正常的生命现象。我们知道,生物体内每时每刻都有细胞在衰老、死亡,同时又有新增殖的细胞来代替它们。
衰老是一个过程,这一过程的长短即细胞的寿命,它随组织种类而不同,同时也受环境条件的影响。高等动物体细胞都有最大增殖能力(分裂)次数,细胞分裂一旦达到这一次数就要死亡。各种动物的细胞最大裂次数各不相同,人体细胞为50~60次。一般说来,细胞最大分裂次数与动物的平均寿命成正比。通过细胞衰老的研究可了解衰老的某些规律,对认识衰老和最终找到延缓或推迟衰老的方法都有重要意义。细胞衰老问题不仅是一个重大的生物学问题,而且是一个重大的社会问题。随着科学发展而不断阐明衰老过程,人类的平均寿命也将不断延长。但也会出现相应的社会老龄化问题以及呼吸系统疾病、心血管系统疾病、脑血管病、癌症、关节炎等老年性疾病发病率上升的问题。因此衰老问题的研究是今后生命科学研究中的一个重要课题。
1 细胞衰老的特征
科学研究表明,衰老细胞的细胞核、细胞质和细胞膜等均有明显的变化:①细胞内水分减少,体积变小,新陈代谢速度减慢;②细胞内酶的活性降低;③细胞内的色素会积累;④细胞内呼吸速度减慢,细胞核体积增大,核膜内折,染色质收缩,颜色加深。线粒体数量减少,体积增大;⑤细胞膜通透性功能改变,使物质运输功能降低。形态变化总体来说老化细胞的各种结构呈退行性变化。
衰老细胞的形态变化表现有:①核:增大、染色深、核内有包含物;②染色质:凝聚、固缩、碎裂、溶解;③质膜:粘度增加、流动性降低;④细胞质:色素积聚、空泡形成;⑤线粒体:数目减少、体积增大;⑥高尔基体:碎裂;⑦尼氏体:消失;⑧包含物:糖原减少、脂肪积聚;⑨核膜:内陷。
2 分子水平的变化
①从总体上DNA复制与转录在细胞衰老时均受抑制,但也有个别基因会异常激活,端粒DNA丢失,线粒体DNA特异性缺失,DNA氧化、断裂、缺失和交联,甲基化程度降低;②mRNA和tRNA含量降低;③蛋白质含成下降,细胞内蛋白质发生糖基化、氨甲酰化、脱氨基等修饰反应,导致蛋白质稳定性、抗原性,可消化性下降,自由基使蛋白质肽断裂,交联而变性。氨基酸由左旋变为右旋;④酶分子活性中心被氧化,金属离子Ca2+、Zn2+、Mg2+、Fe2+等丢失,酶分子的二级结构,溶解度,等电点发生改变,总的效应是酶失活;⑤不饱和脂肪酸被氧化,引起膜脂之间或与脂蛋白之间交联,膜的流动性降低。
3 细胞衰老原因
迄今为止,细胞衰老的本质尚未完全阐明,难以给明确的定义,只能根据现有的认识,从不同的角度概括细胞衰老的内涵。细胞衰老是各种细胞成分在受到内外环境的损伤作用后,因缺乏完善的修复,使“差错”积累,导致细胞衰老。根据对导致“差错”的主要因子和主导因子的认识不同,可分为不同的学说,这些学说各有其理论基础和实验证据[1]。
差错学派 有以下七种学说,有代谢废物积累学说、大分子交联学说、自由基学说、体细胞突变学说、DNA损伤修复学说、端粒学说、生物分子自然交联说等。其中最主要的自由基学说和端粒学说。
自由基学说 自由基是一类瞬时形成的含不成对电子的原子或功能基团,普遍存在于生物系统。其种类多、数量大,是活性极高的过渡态中间产物。正常细胞内存在清除自由基的防御系统,包括酶系统和非酶系统。前者如:超氧化物歧化酶(SOD),过氧化氢酶(CAT),谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX),非酶系统有维生素E,醌类物质等电子受体。机体通过生物氧化反应为组织细胞生命活动提供能量,同时在此过程中也会产生大量活性自由基。自由基的化学性质活泼,可攻击生物体内的DNA、蛋白质和脂类等大分子物质,造成损伤,如DNA的断裂、交联、碱基羟基化。实验表明DNA中OH8dG(8-羟基-2‘-脱氧鸟苷)随着年龄的增加而增加。OH8dG完全失去碱基配对特异性,不仅OH8dG被错读,与之相邻的胞嘧啶也被错误复制。大量实验证明实,超氧化物岐化酶与抗氧化酶的活性升高能延缓机体的衰老。Sohal等(1994、1995),将超氧化物岐化酶与过氧化氢酶基因导入果蝇,使转基因株比野生型这两种酶基因多一个拷贝,结果转基因株中酶活性显著升高,平均年龄和最高寿限有所延长。
英国学者提出的自由基理论认为自由基攻击生命大分子造成组织细胞损伤,是引起机体衰老的根本原因,也是诱发肿瘤等恶性疾病的重要起因。自由基就是一些具有不配对电子的氧分子,它们在机体内漫游,损伤任何于其接触的细胞和组织,直到遇到如维生素C、维生素E、β-胡萝卜素、OPC(原花青素)之类的生物黄酮等抗氧化剂将其中和掉或被机体产生的一些酶(如SOD)将其捕获。自由基可破坏胶原蛋白及其它结缔组织,干扰重要的生理过程,引起细胞的DNA突变。此外还可引起器官组织细胞的破坏与减少[2]。例如神经元细胞数量的明显减少,是引起老年人感觉与记忆力下降、动作迟钝及智力障碍的又一重要原因。器官组织细胞破坏或减少主要是由于自由基因突变改变了遗传信息的传递,导致蛋白质与酶的合成错误以及酶活性的降低。这些的积累,造成了器官组织细胞的老化与死亡。
生物膜上的不饱和脂肪酸易受自由基的侵袭发生过氧化反应,氧化作用对衰老有重要的影响,自由基通过对脂质的侵袭加速了细胞的衰老进程[3]。 自由基作用于免疫系统,或作用于淋巴细胞使其受损,引起老年人细胞免疫与体液免疫功能减弱,并使免疫识别力下降出现自身免疫性疾病。
端粒学说 染色体两端有端粒,细胞分裂次数多,端粒向内延伸,正常DNA受损。
遗传学派 认为衰老是遗传决定的自然演进过程,一切细胞均有内在的预定程序决定其寿命,而细胞寿命又决定种属寿命的差异,而外部因素只能使细胞寿命在限定范围内变动。
参考文献:
[1]郭齐,李玉森,陈强,等.脱氧核苷酸钠抗人肾脏细胞衰老的分子机制[J].中国老年学杂志,2013,33(15):3688-3690.
[2]胡玉萍,吴建平.细胞衰老与相关基因的关系[J].中外健康文摘,2012,09(14):35-37.
[3]孔德松,魏东华,张峰,等.肝纤维化进程中细胞衰老的作用及相关机制的研究进展[J].中国药理学与毒理学杂志,2012,26(05):688-691.
原因一、病毒野毒感染目前95%以上农民养殖户的母猪存在蓝耳野毒感染,60%以上农民养殖户的母猪存在伪狂犬野毒感染。据研究,一旦猪群感染伪狂犬野毒将是终身带毒,而感染蓝耳野毒之后想清除也是非常困难,母猪长时间处于亚健康状态,而且感染野毒的母猪会持续往外散毒,那么通猪场的保育猪和育肥猪就会常年生活在高感染压力下。
1.病毒野毒感染、2.部分细菌为猪体内常在菌、3.呼吸系统免疫屏障被破坏、这三点问题,造成猎的呼吸疾病总是反复。
因为PRDC的发生既有感染的因素,又有营养、饲养管理以及猪舍环境的因素,因而,应该采取综合性措施加以控制。有资料表明,肺炎支原体可以在保育舍内缓慢传播,但这种传播是可以通过良好的通风和保温以及降低饲养密度加以减轻或预防的。所以最近一位泰国养猪专家指出:猪场任何疾病造成的损失,80%是由于饲养管理不善造成的,而不是疾病本身。因此饲养管理是猪场控制疾病和降低损失的法宝。种猪群可以采用良好的饲养管理保持猪群PRRS的稳定。即种源场的PRRS状况应该与本场的PRRS状况相似,即要求门当户对,这样就没有对PRRS特别敏感的猪。在后备母猪阶段通过适应程序使后备母猪发生血清转化。具体可以将PRRSV阳性的保育猪、育肥猪或淘汰的母猪与后备母猪混合(时间为2周左右),这一程序必须在配种前2个月之前完成,否则容易造成流产等繁殖障碍问题。当母猪群的PRRS状况比较一致时,其后代的母源抗体水平比较均一,很少会发生PRRSV的水平传播。免疫:猪场可以通过肺炎支原体疫苗的免疫接种来预防。最近韩国、泰国的学者指出,某些公司推荐的肺炎支原体免疫程序存在问题,即1周龄和3周龄接种的免疫效果不理想。研究发现,比较理想的接种时间为3周龄和5周龄。肺炎支原体免疫可以减轻PRRSV的感染,预防PRDC;但PRRSV感染又可干扰肺炎支原体的免疫。如果在肺炎支原体免疫前可染PRRSV,则肺炎支原体的免疫效果明显降低。所以如果发生断奶后早期感染PRRSV,则最好不在5周龄接种肺炎支原体疫苗。也应考虑支原体疫苗中佐剂对PCV-2感染的促进作用。如果在断奶后短时间内发生,说明感染的比较早,或混合感染更严重,建议使用自家组织灭活疫苗,但不应成为猪场的常规免疫的疫苗。至于PRRS的免疫,现在仍存在争议,但笔者倾向于接种弱毒疫苗,因为临床研究发现,灭活苗的保护左右非常有限。有些猪场使用PRRS灭活疫苗没有出现问题,不一定是疫苗本身的作用,可能与自身管理好或猪场PRRS状态稳定有关。发生严重问题的猪场一定要接种PRRSV活苗。笔者不赞成使用欧洲毒株的疫苗,因为中国还没有欧洲毒株。美洲株既有进口的,又有国产的,当然猪场可以根据自己的具体情况(如感染情况、财力等)选择。药物预防和控制:由于PRDC的发生是病毒/细菌(包括支原体)混合感染的结果,所以用药必须选择广谱的或药物组合。目前猪场常用的药物组合为枝原净100ppm、金霉素300ppm、阿莫西林400ppm;也可使用枝原净100ppm、氟苯尼考60ppm;或加康500克/吨料,使用时间是在母猪产前、产后各连用1周;仔猪断奶后连用14天;保育舍转群后连用1周。这一药物组合基本上可以控制绝大多数呼吸道细菌性病原体的感染。但由于PRDC发病过程中猪的采食量下降,通过饲料给药治疗时,必须提高用药剂量,或者通过注射的途径给药,否则达不到药物的治疗剂量。值得注意的是,疾病预防不能完全依赖药物,因为药物的作用是有限的,当然再好的药物也需要合理使用。疾病的预防也不能完全依赖疫苗,因为不是所有疾病都有疫苗,而且每一种疫苗的保护率也不是100%。疾病预防的关键是改善猪场的饲养管理,饲养管理水平提高了,猪场发病率降低了,猪场员工的信心和积极性提高了,就会向良性循环发展。
猪呼吸道疾病综合症(PRDC)是猪在一定的应激环境下至少先后感染两种以上病源从而在猪的呼吸系统中表现一系列综合征群。猪呼吸道特效药。目前猪呼吸道疾病综合征是中国养猪业中最重要以及 经济 学意义最大的疾病,猪场因为该病导致的经济损失也最为严重。近年来,成为世界各国养猪业疫病防治十分突出生的问题之一。猪呼吸道特效药。猪呼吸道疾病综合症一年四季均可发生,在秋末、冬季和春季发病率最高,通常在30-70%,病死率在10-30%,主要发生于保育后期和生长育肥期,特别是在13-15周龄和18-20周龄。猪呼吸道特效药。发病率30-50%,而死亡率较低。由于发病猪体温升高,所以采食量下降,生长速度缓慢,导致出栏时间延长10-25天。经典的PRDC发生于18~20周龄,因而称为18周龄墙。我国2003年以前的PRDC可以发生于生长猪阶段,即12~15周龄,此时主要的病原体为肺炎支原体、PRRSV以及猪流感病毒。而目前的发病可以在断奶后的2~3周开始发生(即40~50日龄前后),也可发生于转群后的2周内。关键问题是PRRSV的感染时间,以及应激反应发生的时间。如果PRRSV感染发生于断奶前后,则PRDC的发病时间可以在断奶后2~3周;如果PRRSV感染发生于保育舍的后期,或转群后,则PRDC可发生于生长阶段的前期。因此不同的猪场发病时间不同,发病的严重程度和损失不同。而应激反应可显著降低猪的抵抗力,促进感染的发生,可以发生于任何阶段,但最常见的是断奶、转群和混群应激,抵抗力下降时发生感染,而经过长短不一的潜伏期,就可表现出症状。PRDC的临床症状与感染的主要病原有关,如果以肺炎支原体为主,则主要的症状为长时间的咳嗽,而以PRRSV为主的感染则引起以呼吸加快、呼吸困难为主的症状。若以流感病毒感染为主,全群猪发病突然,出现呼吸极度困难、发热的症状。但目前的呼吸道疾病一般是混合感染的,有时很难区别哪一种病原为主。如台湾2003年末一个猪场发生的断奶仔猪呼吸道病的主要病原体为流感病毒、PCV-2和肺炎支原体。另外,波兰学者研究发现,在发生呼吸道症状的猪场中,67%发生了链球菌的感染,在有肺炎病变的肺脏中,链球菌的检出率高达43%。其实去年的高热病在很大程度上是与PRDC的病原混合感染有关,导致严重的死亡。当然这些死亡的猪可能还有其它的因素参与,如猪瘟甚至新发现的病原等。
侯继华,黄建辉,马克平. 2004. 东灵山辽东栎主要树种种群11年动态变化. 植物生态学报. 28(5): 609-615杨景成,黄建辉,潘庆民,韩兴国. 2004. 西双版纳不同热带生态系统土壤有机质的光谱学特性. 植物生态学报. 28(5):623-629黄建辉,韩兴国,杨亲二,白永飞.2003.外来种入侵的生物学与生态学基础的若干问题.生物多样性. 11(3):240-247杨晶,黄建辉,詹学明,李鑫,杜丽华,李凌浩,2004. 农牧交错区不同植物群落土壤呼吸的日动态观测与测定方法比较. 植物生态学报 28(3): 318-325杨景成, 韩兴国, 黄建辉, 潘庆民. 2003. 土壤有机质对农田管理措施的动态响应. 生态学报. 23(4):787-796杨景成, 韩兴国, 黄建辉, 潘庆民. 2003. 土地利用变化对陆地生态系统碳贮量的影响. 应用生态学报. 14(8):1385-1390黄建辉,白永飞,韩兴国.2001.物种多样性与生态系统功能:影响机制及有关假说.生物多样性. 9:1-7黄建辉,韩兴国.2001.关键种,关键在哪里?植物生态学报 25:505-509王瑾,黄建辉.2001.暖温带地区主要树种叶片凋落物分解过程中主要元素释放的比较.植物生态学报. 25:375-380白永飞,李凌浩,黄建辉,陈佐忠.2001.内蒙古高原针茅草原植物多样性与植物功能群组成对群落初级生产力稳定性的影响.植物学报. 43:280-287渠春梅,韩兴国,苏波,黄建辉,蒋高明.2001.西双版纳片断化热带雨林常绿乔木幼树水分利用效率的边缘效应研究.植物生态学报. 25:1-5苏波,韩兴国,渠春梅,黄建辉.2001.东灵山油松纯林和油松-辽东栎针阔混交林土壤氮素矿化/消化作用研究.植物生态学报25:195-203李贵才,韩兴国,黄建辉.2001.哀牢山木果柯林及其退化植被下土壤无机氮库的干季动态特征.植物生态学报. 25:210-217渠春梅,韩兴国,苏波,黄建辉,蒋高明.2001.云南西双版纳片段化热带雨林植物叶片S13C值的特点及其对水分利用效率的指示.植物学报. 43:186-192黄建辉,陈灵芝,韩兴国.2000.几种常微量元素在辽东栎枝条分解过程中的变化特征.生态学报. 20(2):229-234黄建辉,李海涛,韩兴国,陈灵芝.2000.暖温带两种针叶林生态系统中茎流和穿透雨的养分特征研究.植物生态学报. 24(2):248-251苏波,韩兴国,渠春梅,黄建辉.2000.箭叶锦鸡儿群落加速亚高山草甸-箭叶锦鸡儿-硕桦林演替系列的演替进程.植物学报. 42(7): 751-757苏波,韩兴国,黄建辉,渠春梅.2000.植物的养分利用效率(NUE)及植物对养分胁迫环境的适应策略.生态学报. 20(2):335-343黄建辉,韩兴国.1999.土壤生物在有机质分解过程中的作用研究进展.见:植物科学进展 Vol. 2,李承森主编.北京:高等教育出版社黄建辉,韩兴国,陈灵芝.1999.森林生态系统根系生物量研究进展.生态学报.19(2):270-277严昌荣,陈灵芝,黄建辉,韩兴国.1999.中国东部主要松林营养元素循环的比较研究.植物生态学报. 23(4):351-360苏波,韩兴国,黄建辉.1999. 15N自然风度法在生态系统氮素循环研究的应用.生态学报. 19(3):408-416黄建辉,陈灵芝,韩兴国.1998.辽东栎枝条分解过程中几种主要营养元素的变化.植物生态学报. 22(5):398-402黄建辉,韩兴国,陈灵芝.1998.暖温带落叶阔叶林辽东栎枝条分解过程中有机物质的变化.植物学报. 40(4):362-369黄建辉,陈灵芝,韩兴国.1998.森林生态系统中凋落物分解的研究进展.见:植物科学进展 Vol. 1,李承森主编.北京:高等教育出版社.218-236严昌荣,韩兴国,陈灵芝,黄建辉,苏波.1998.暖温带落叶阔叶林主要植物叶片中δ13C种间差异及时空变化.植物学报. 40(9):853-859于顺利,马克平,陈灵芝,黄建辉.1998.东灵山地区退化生态系统的恢复于重建实验.植物生态学报. 22(3):275-280苏波,韩兴国,黄建辉,朱伟兴.1998.稳定性15N同位素在自然生态系统氮素循环研究中的应用.见:植物科学进展 Vol. 1,李承森主编.北京:高等教育出版社.208-217黄建辉,高贤明,马克平,陈灵芝.1997.地带性森林群落物种多样性的纬度特征研究.生态学报. 17(6):611-618黄建辉,Jill Baron,Dan .溪流两边的湿地对其含氮量的贡献(英).植物生态学报. 20:289-302高贤明,黄建辉,万师强,陈灵芝.1997.太白山弃耕地植物群落演替的生态学研究.II 群落的a多样性.生态学报. 17(6):619-625黄建辉,韩兴国,1995.生物多样性和生态系统稳定性.生物多样性 3:31-37韩兴国,黄建辉,娄治平.1995.关键种概念在生物多样性保护中的意义与存在问题.植物学通报.12(生态学专辑):168-184黄建辉,韩兴国.1995.森林生态系统的生物地球化学循环:理论和方法.植物学通报. 12:195-223马克平,黄建辉,于顺利,陈灵芝.1995.北京东灵山地区植物群落多样性的研究.II,丰富度、均匀度和物种多样性指数.生态学报. 15(3):226-234黄建辉,陈灵芝.1994.北京东灵山地区森林植被的物种多样性分析. 植物学报 36(增刊):178-186黄建辉.1994.物种多样性的空间格局及其形成机制初探.生物多样性 2: 103-107江洪,黄建辉,陈灵芝等.1994.东灵山植物群落的排序、数量分类与环境解释.植物学报. 36(7):539-551黄建辉,陈灵芝.1991.北京百花山附近杂灌丛的化学元素含量特征.植物生态学与地植物学学报.15(3):224-233
铁铝土过去曾称富铝土,是我国热带、亚热带湿润地区具有明显脱硅富铝化特征的土壤系列,由于都分布在我国水热条件最优越的地区,所处地形又以低山、丘陵、台地为主,故其开发利用价值高,是我国极为重要的土壤资源。 砖红壤 赤红壤 红壤 黄壤 [编辑]淋溶土目前的淋溶土纲,主要为湿润森林土壤系列。 黄棕壤 黄褐土 棕壤 暗棕壤 白浆土 灰化土、漂灰土和棕色针叶林土 [编辑]淋溶土目前的淋溶土纲,主要为湿润森林土壤系列。 黄棕壤 黄褐土 棕壤 暗棕壤 白浆土 灰化土、漂灰土和棕色针叶林土 [编辑]淋溶土目前的淋溶土纲,主要为湿润森林土壤系列。 黄棕壤 黄褐土 棕壤 暗棕壤 白浆土 灰化土、漂灰土和棕色针叶林土 [编辑]半淋溶土该土纲是在半湿润至班干旱气候下形成的具有钙积特征或盐基饱和的土壤系列,但因其所处的热量条件各不相同,各自的土壤性质有很大的变化。 燥红土 褐土 灰褐土 黑土 灰色森林土(灰黑土) [编辑]钙层土是我国温带和暖温带半湿润、半干旱至干旱地区的草原土壤系列,主要分布在小兴安岭和长白山以西、长城以北、贺兰山以东的广大地区。 黑钙土 栗钙土 栗褐土 黑垆土 棕钙土 灰钙土 [编辑]漠土又称荒漠土,是漠境地区的地带性土壤。我国漠境地区面积很大,约占全国面积的五分之一。由于气候极端干旱,年降雨量少,漠土的基本特点是:地表多石砾,具有多孔状的漠境结皮;有机质含量低,碳酸钙含量高,而且表聚性强;普遍含有石膏和较多的易溶性盐;存在较明显的残积粘化和铁质化染色的红棕色紧实层,以及土体浅薄等。 灰漠土 灰棕漠土 棕漠土 [编辑]初育土是指发育程度低、层次分化不明显的幼年性土壤,其性状受母质岩性的深刻影响。 紫色土 石灰(岩)土 火山灰土 磷质石灰土 黄绵土和红粘土 风沙土和龟裂土 新积土、粗骨土和石质土 [编辑]半水成土和水成土半水成土:河流一级阶地上,底土产生潴育化,地表长有草甸植形成潮土。 草甸土 潮土 砂礓黑土 灌淤土 黑土 白浆土 水成土:山前交接洼地可、河间洼地、以及地下水露头处。长期或季节性积水,地表生长水生及喜湿植被,形成沼泽土。 [编辑]盐碱土是盐土和碱土的总称。前者含有过多的易溶性盐,后者土壤胶体吸附有显著数量的交换性钠,均能对作物产生危害。 盐土 碱土
先后在《中国农业科学》、《应用生态学报》、《土壤学报》、《土壤通报》、《西南农业大学学 报》等刊物上发表论文200余篇。坡度对三峡库区紫色土坡面径流侵蚀的影响分析,《泥沙研究》2009年 第2期三峡库区典型岩溶山地土壤种子库研究——以重庆市为例,《重庆师范大学学报:自然科学版》2009年 第2期基于建构主义的网络辅助教学个性化自主学习内容组织研究,《西南师范大学学报:自然科学版》2008年 第6期北美五大湖区面源污染治理经验与启示,《西南大学学报:自然科学版》2008年 第11期三峡库区农业土壤重金属含量特征及污染评价——以Cu Pb和Zn为例,《农业环境科学学报》2008年 第6期旅游活动对自然保护区游憩地带植物的影响,《西南大学学报:自然科学版》2008年 第10期重庆农业生态系统中酸雨因子的特点及其影响,《中国环境监测》2008年 第4期水稻虫害智能预测模型及其应用,《农业工程学报》2008年 第7期新农村视角下的农村居民点用地整理的战略思考, 《重庆国土资源》2008年 第4期土壤中根瘤菌定殖研究进展,《土壤》2008年 第2期分形理论在土壤肥力研究中的应用与前景,《土壤》2007年 第5期土地利用的生态位及调控机制的研究,《农业工程学报》2005年 第z1期荒溪治理研究进展,《水土保持学报》2003年 第5期岩溶山地不同土地利用土壤的水分特性差异,《水土保持学报》2003年 第5期重庆市景观格局动态变化分析,《长江流域资源与环境》2008年 第1期绵阳科技城的工业经济发展,《经济地理》2008年 第2期精准农业中土壤养分分析的适宜取样数量的确定,《中国生态农业学报》2008年 第2期一种解决BP网络过拟合的学习算法,《西南大学学报:自然科学版》2008年 第1期稻田垄作免耕对土壤的中小团聚体孔隙分布的影响,《西南农业学报》2008年 第1期利用微生物制剂进行污泥减量的生产性试验研究,《中国给水排水》2008年 第3期未来区域土地利用驱动力研究的重要命题:尺度依赖,《资源科学》2008年 第1期简析保护城乡结合部土地,《四川农场》2007年 第3期基于GIS的重庆市丘陵山地耕地质量评价与比较,《农业工程学报》2007年 第11期重庆主城区市街绿地土壤肥力质量评价及管理对策,《西南大学学报:自然科学版》2007年 第11期应用动态植被模型LPJ模拟中国植被变化研究,《西南大学学报:自然科学版》2007年 第11期利用MCMP微生物制剂减少剩余污泥产量的研究,《环境工程学报》2007年 第12期遥感技术在我国土地管理中的应用与进展,《国土资源科技管理》2007年 第1期不同养殖水体Cu的特征,《环境科学与技术》2007年 第11期保护性耕作对稻田土壤有机质的影响,《生态学报》2007年 第11期稻作区保护性耕作和小麦种植对土壤养分的影响,《农业工程学报》2007年 第10期岩溶山区不同岩性和地貌类型下景观斑块分布与多样性分析,《自然资源学报》2007年 第3期岩溶区坡面土壤侵蚀特征研究,《水土保持学报》2007年 第5期重庆岩溶地区近40年的气温变化特征分析及趋势预测,《西南大学学报:自然科学版》2007年 第9期国外土地整理实践及启示,《国土资源》2007年 第9期基于管治理念的资源动员方式:浙江省土地整理的实践,《资源科学》2007年 第5期重庆岩溶山区脆弱生态环境与不同尺度土地整理模式研究,《中国农学通报》2007年 第9期不同利用方式对紫色水稻土水溶性有机碳的影响,《中国农学通报》2007年 第8期工程项目社会影响评价的回顾与展望,《中国农学通报》2007年 第8期区域土地利用变化驱动力研究前景展望,《地球科学进展》2007年 第8期新农村建设及农村土地问题,《重庆国土资源》2007年 第4期集成GASA混合学习策略的BP神经网络优化研究,《西南大学学报:自然科学版》2007年 第7期利用方式对紫色水稻土有机碳与颗粒态有机碳的影响,《生态环境》2007年 第4期大洪河水库库区土地利用变化及其社会经济驱动因素,《生态学杂志》2007年 第6期不同利用方式对紫色水稻土微生物量碳的影响,《中国农学通报》2007年 第6期基于GIS的重庆市耕地质量评价模型建立与检验,《中国农学通报》2007年 第5期基于JavaSpace的社会保障信息系统集成模型研究,《西南大学学报:自然科学版》2007年 第5期保护性耕作对紫色水稻土团聚体组成和有机碳储量的影响,《应用生态学报》2007年 第5期重庆岩溶区土壤景观多样性,《生态学报》2007年 第5期中国耕地警戒值的测算与讨论,《资源科学》2007年 第3期三峡库区优质柑橘产业带农户收益与土地管理实践的关系,《资源科学》2007年 第3期基于因子分析方法的中国植被NDVI与气候关系研究,《山地学报》2007年 第1期集成GASA混合学习策略的BP神经网络在水稻虫害预测中的应用,《中国农学通报》2007年 第4期三峡水库消落区对库区水土环境的影响研究,《西南大学学报:自然科学版》2007年 第1期简析保护城乡结合部土地,《农村经济》2007年 第3期酸雨对紫色土氮磷淋失的影响,《水土保持学报》2007年 第1期家庭承包制下土地流转的农户解释:对重庆不同经济类型区七个村的调查分析,《地理研究》2007年 第2期城市土地优化配置与集约利用评价模型剖析,《西南农业大学学报:社会科学版》2007年 第1期垄作免耕下紫色水稻土有机碳的分布特征,《土壤学报》2007年 第2期
氮循环(Nitrogen Cycle)是描述自然界中氮单质和含氮化合物之间相互转换过程的生态系统的物质循环。 氮在自然界中的循环转化过程。是生物圈内基本的物质循环之一。如大气中的氮经微生物等作用而进入土壤,为动植物所利用,最终又在微生物的参与下返回大气中,如此反覆循环,以至无穷。 基本概念 空气中含有大约78%的氮气,占有绝大部分的氮元素。氮是许多生物过程的基本元素;它存在于所有组成蛋白质的氨基酸中,是构成诸如DNA等的核酸的四种基本元素之一。在植物中,大量的氮素被用于制造可进行光合作用供植物生长的叶绿素分子。 加工,或者固定,是将气态的游离态氮转变为可被有机体吸收的化合态氮的必经过程。一部分氮素由闪电所固定,同时绝大部分的氮素被非共生或共生的固氮细菌所固定。这些细菌拥有可促进氮气和氢化和成为氨的固氮酶,生成的氨再被这种细菌通过一系列的转化以形成自身组织的一部分。某一些固氮细菌,例如根瘤菌,寄生在豆科植物(例如豌豆或蚕豆)的根瘤中。这些细菌和植物建立了一种互利共生的关系,为植物生产氨以换取糖类。因此可通过栽种豆科植物使氮素贫瘠的土地变得肥沃。还有一些其它的植物可供建立这种共生关系。 其它植物利用根系从土壤中吸收硝酸根离子或铵离子以获取氮素。动物体内的所有氮素则均由在食物链中进食植物所获得。 氨 氨来源于腐生生物对死亡动植物器官的分解,被用作制造铵离子(NH4+)。在富含氧气的土壤中,这些离子将会首先被亚硝化细菌转化为亚硝酸根离子(NO2-),然后被硝化细菌转化为硝酸根离子(NO3-)。铵的两步转化过程被叫做氨化作用。 铵对于鱼类来说有剧毒,因此必须对废水处理植物排放到水中的铵的浓度进行严密的监控。为避免鱼类死亡的损失,应在排放前对水中的铵进行硝化处理,在陆地上为硝化细菌通风提供氧气进行硝化作用成为一个充满吸引力的解决办法。 铵离子很容易被固定在土壤尤其是腐殖质和粘土中。而硝酸根离子和亚硝酸根离子则因它们自身的负电性而更不容易被固定在正离子的交换点(主要是腐殖质)多于负离子的土壤中。在雨后或灌溉后,流失(可溶性离子譬如硝酸根和亚硝酸根的移动)到地下水的情况经常会发生。地下水中硝酸盐含量的提高关系到饮用水的安全,因为水中过量的硝酸根离子会影响婴幼儿血液中的氧浓度并导致高铁血红蛋白症或蓝婴综合征(Blue-baby Syndrome)。如果地下水流向溪川,富硝酸盐的地下水会导致地面水体的富营养作用,使得蓝藻菌和其它藻类大量繁殖,导致水生生物因缺氧而大量死亡。虽然不像铵一样对鱼类有毒,硝酸盐可通过富营养作用间接影响鱼类的生存。氮素已经导致了一些水体的富营养化问题。从2006年起,在英国和美国使用氮肥将受到更严厉的限制,磷肥的使用也将受到了同样的限制。这些措施被普遍认为是为了治理恢复被富营养化的水体而采取的。 在无氧(低氧)条件下,厌氧细菌的“反硝化作用”将会发生。最终将硝酸中氮的成分还原成氮气归还到大气中去。 氮气(N2)的转化 有三种将游离态的N2(大气中的氮气)转化为化合态氮的方法: 生物固定 – 一些共生细菌(主要与豆科植物共生)和一些非共生细菌能进行固氮作用并以有机氮的形式吸收。 工业固氮 – 在哈伯-博施法中,N2与氢气被化合生成氨(NH3)肥。 化石燃料燃烧 – 主要由交通工具的引擎和热电站以NOx的形式产生。 另外,闪电亦可使N2和O2化合形成NO,是大气化学的一个重要过程,但对陆地和水域的氮含量影响不大。 由于豆科植物(特别是大豆、紫苜蓿和苜蓿)的广泛栽种、使用哈伯-博施法生产化学肥料以及交通工具和热电站释放的含氮污染成分,人类使得每年进入生物利用形态的氮素提高了不止一倍。这所导致的富营养作用已经对湿地生态系统产生了破坏。 全球人工固氮所产生活化氮数量的增加,虽然有助于农产品产量的提高,但也会给全球生态环境带来压力.,使与氮循环有关的温室效应、水体污染和酸雨等生态环境问题进一步加剧. [思路分析] 氮素是构成生物体的另一种必需元素,自然界中的氮素循环包括许多转化作用。空气中的氮气被固氮微生物及植物与微生物的共生体固定成氨态氮,经过硝化微生物的作用转化成硝态氮,后者被植物或微生物同化成有机氮化物。动物食用含氮的植物,又转变成动物体内的蛋白质。动物、植物、微生物的尸体及排泄物被微生物分解后,又以氨的形式释放出来,这种过程叫做氨化作用。由硝化菌产生的硝酸盐在无氧条件下被一些微生物还原成为氮气,重新回到大气中,开始新的氮素循环。微生物在氮素循环中的几种作用归纳为:固氮作用、硝化作用、同化作用、氨化作用和反硝化作用。 [解题过程] 氮素在自然界中有多种存在形式.其中数量最多的是大气中的氮气,总量约×1015t.除了少数原核生物以外,其他所有的生物都不能直接利用氮气,必须通过以生物固氮为主的固氮作用才能被植物吸收利用,动物直接或间接以植物为食获取氮. 构成氮循环的主要环节是:生物体内有机氨的合成,氨化作用,硝化作用,反硝化作用和固氮作用. 植物吸收土壤中的铵盐和硝酸盐,进而将这些无机氮同化成植物体内的蛋白质等有机氮. 动物直接或间接以植物为食物,将植物体内的有机氮同化成动物体内的有机氮.这一过程叫做生物体内有机氮的合成. 动植物的遗体,排泄物的残落物中的有机氮被微生物分解后形成氨,这一过程叫做氨化作用. 氨化作用和硝化作用产生的无机盐,都能被植物吸收利用.在氧气不足的条件下,土壤中的硝酸盐被反硝化细菌等多种微生物还原成亚硝酸盐,并且进一步还原成分子态氮,分子态氮则返回到大气中,这一过程叫做反硝化作用. 大气中的分子态氮被还原成氨,这一过程叫做固氮作用.没有固氮作用,大气中的分子态氮就不能被植物吸收利用. 地球上固氮作用的途径有三种:生物固氮,工业固氮和大气固氮.据科学家估算,每年生物固氮的总量占地球上固氮总量的90%左右,可见,生物固氮在地球的氮循环中具有十分重要的作用. 氮素是农作物从土壤中吸收的一种大量元素,土壤每年因此要失去大量的氮素.大量施用氮素化肥能保证植物的生长需要,使粮食增产,但同时又造成土壤板结和环境污染.所以人们研究生物固氮,通过生物固氮这条途径使土壤中的氮素得到补充,有利于环保和可持续发展.
固氮作用、硝化作用和反硝化作用是土壤微生物参与氮素循环的三个重要方面。自分子生态学方法应用于土壤学后,土壤微生物作用于氮素循环过程的机理研究取得了若干重要进展。包括:1)利用固氮菌的nifH基因作为分子标记研究有机质、氮素与固氮微生物之间的关系,发现固氮微生物的丰度和群落结构与土壤有机质含量呈正相关。然而,固氮微生物的丰度和群落结构与土壤速效N含量呈负相关,施用氮肥会抑制固氮微生物的生长,施氮土壤固氮微生物数量减少,多样性降低。2)以氨氧化微生物功能基因为探针,揭示了土壤pH与氨氧化微生物分布关系密切,碱性土壤中氨氧化细菌是硝化作用主要参与者,而酸性土壤中氨氧化古菌是硝化作用的主导者。土壤中N素的含量也影响氨氧化微生物的数量和群落结构,施入氮肥后氨氧化微生物的数量和活性增加。3)利用反硝化功能基因为分子标记研究土壤因子对反硝化细菌群落的影响,阐明了土壤可溶性有机碳、pH和土壤水分是影响反硝化细菌数量和群落结构的重要因子,并且发现土壤反硝化细菌与土壤反硝化能力和氧化亚氮释放之间存在着一定的联系,但这种联系在不同研究对象中存在差异,需要进一步确认。目前,利用分子生物学技术解析土壤氮素循环微生物生态功能取得了重要的进展,但还需进一步深入。今后,将采用包括同位素在内的示踪技术与分子生物学方法相结合共同分析氮循环不同代谢过程微生物种群间的相互关系以及氧化亚氮产生与硝化和反硝化微生物之间的关系。
1.氨氮的作用;2.土壤中氮的循环过程,有机氮,氨态氮,硝态氮;3.氨氮的来源(施肥、雷电、生物固氮等),对土壤中的植物、微生物以及环境的影响和危害;4.回头再增,有事先撤了