Nitrogen Fixation in Crop Production pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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作者:Emerich, David W. (EDT)/ Krishnan, Hari B. (EDT)

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页数:0

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价格:772.00 元

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isbn号码:9780891181705

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• Nitrogen fixation
• Crop production
• Agriculture
• Soil science
• Plant nutrition
• Sustainable agriculture
• Legumes
• Biofertilizers
• Nitrogen cycle
• Rhizobium

根瘤菌：作物生产中的生物固氮技术应用 书籍简介 本书深入探讨了根瘤菌在现代农业生产中的关键作用及其应用技术，旨在为作物科学研究者、农业技术人员以及关心可持续农业发展的读者提供一份全面、实用的参考资料。我们将聚焦于根瘤菌生命周期的各个阶段、它们与豆科植物建立共生关系的分子机制，以及如何通过优化田间管理和接种技术，最大化豆科作物的生物固氮潜力，从而减少对化学氮肥的依赖。 第一章：根瘤菌的微生物学基础与生物学特性 本章将从微生物学的角度详细剖析根瘤菌（Rhizobium spp. 和相关属）的分类、形态特征和生理生化特性。我们将回顾其在土壤环境中的生存策略，包括它们如何适应不同的土壤pH值、温度和水分条件。重点讨论根瘤菌的生长特性，如营养需求和代谢途径，为理解其在活体外和活体内的行为奠定基础。同时，本章将介绍现代分子生物学技术在根瘤菌鉴定和菌株分型中的应用，例如基于16S rRNA基因测序和全基因组测序的系统发育分析。 第二章：豆科植物与根瘤菌的共生诱导与分子信号传递 共生关系是根瘤菌发挥固氮功能的核心。本章将详细阐述根瘤菌诱导豆科植物根瘤形成的复杂信号网络。从植物分泌的黄酮类化合物到根瘤菌细胞表面的Lpopolysaccharide (LPS) 信号，再到核心的 Nod 基因的激活，我们将逐一解析这一精妙的分子对话过程。重点关注 Nod 因子 的结构、功能及其在宿主细胞内的信号转导通路，包括钙振荡、核重排以及形成共生核的路径。理解这些机制对于开发高效的固氮系统至关重要。 第三章：固氮酶系统与生物固氮的能量学 生物固氮反应由固氮酶（Nitrogenase）复合物催化，将大气中的惰性氮气（N₂）还原为植物可利用的氨（NH₃）。本章将深入剖析固氮酶的结构、组成（Fe-S 蛋白和摩孛蛋白）及其电子传递机制。讨论影响固氮效率的关键因素，尤其是氧气的调控——根瘤如何通过合成类黄酮蛋白（Leghemoglobin） 来精确控制瘤体内氧气浓度，以保护对氧敏感的固氮酶。此外，我们将评估固氮过程的能量消耗，比较生物固氮与化学合成氨的能量效率差异。 第四章：土壤环境对根瘤菌活性的影响 土壤是根瘤菌发挥作用的主要场所。本章全面考察了土壤理化性质对根瘤菌定殖、感染和固氮效率的综合影响。重点分析了土壤酸碱度（pH）、有机质含量、磷、钼等关键营养元素对根瘤形成和固氮酶活性的制约作用。特别关注土壤中残留的化学农药、重金属以及病原菌对根瘤菌群落结构和功能的干扰机制。我们将提供土壤改良和管理策略，以优化根瘤菌的生存条件。 第五章：根瘤菌接种剂的开发、生产与质量控制 商业化的根瘤菌接种剂是推广生物固氮技术的核心载体。本章详细介绍了高效、高产、抗逆性强的根瘤菌菌株的筛选、保藏与改良方法，包括经典诱变育种和基因工程技术。探讨不同载体材料（如泥炭、蛭石、聚合物）对菌剂活性的保持效果，以及液态、干粉、凝胶等不同剂型的优缺点和应用要求。严格的质量控制标准，包括活菌数测定、纯度检测和储存条件，是确保接种效果的关键。 第六章：豆科作物固氮效率的田间管理与优化 本章将固氮理论转化为实际的田间操作指南。讨论了最佳的播种深度、合理的种植密度对根瘤形成的影响。重点分析了氮肥的施用策略——“氮肥失活”现象的机制（即高氮条件下根瘤菌固氮的抑制），以及如何确定豆科作物最佳的“接种时机”和“底施氮量”。此外，还将介绍轮作体系中利用豆科作物的固氮残效，以提高后茬非豆科作物的产量和氮素利用率的技术路径。 第七章：非豆科作物与内生固氮的最新进展 除了经典的豆科/根瘤菌系统，本领域的前沿研究集中在将固氮能力引入非豆科作物，如谷物。本章将回顾近年来在“人工共生体”构建方面的突破，包括如何通过基因工程手段（如将固氮基因簇导入作物细胞）或微生物辅助（如“根际固氮者”的筛选和强化）来增强小麦、玉米等作物周边的固氮潜力。讨论当前面临的科学挑战，如维持固氮酶在非宿主细胞中的稳定表达和能量供应问题。 第八章：生物固氮在可持续农业系统中的经济与环境效益 本章从宏观角度评估生物固氮技术的综合价值。定量分析了豆科作物固氮对减少温室气体排放（N₂O）和降低水体富营养化（硝酸盐淋失）的积极影响。在经济效益方面，比较了施用根瘤菌接种剂与传统化学氮肥的成本效益分析，并探讨了生物固氮技术在发展中国家粮食安全和土壤健康维护中的战略地位。 本书内容翔实、数据严谨，力求连接基础科学研究与实际农业生产需求，为构建更加环境友好和资源节约型的粮食生产体系提供坚实的科学支撑。

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这本书的视角相当独特，它不仅关注了我们熟知的根瘤菌固氮作用，还大胆地将讨论扩展到了**“非豆科植物中人工或辅助性固氮系统的构建”**这一极具前瞻性的领域。这种对未来农业技术路线图的描绘，使得整本书的格局一下子提升到了一个更高的层次。我特别喜欢其中关于“氮素利用效率（NUE）”与“固氮酶调控”之间微妙平衡的探讨。作者没有简单地将固氮视为“零成本”的氮源，而是深入分析了植物在启动和维持固氮过程时所付出的碳水化合物代价。这种成本效益分析，对于理解为什么现代农业仍然依赖合成氮肥的经济学基础提供了深刻的见解。虽然文字略显古板，但其内容的创新性和对未来研究方向的预判，足以让任何关注现代农业技术前沿的研究人员感到兴奋。它迫使我们重新思考，在生物固氮的潜力被充分挖掘之前，我们如何更智慧地管理有限的氮资源。

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我带着极大的兴趣阅读了关于**大气氮素转化在不同生态系统中的气候反馈效应**这部分内容。这本书的价值远超出了单纯的“作物生产”范畴，它触及到了全球氮循环与气候变化交叉点的核心问题。作者细致地描绘了氮沉降对森林和草原生态系统的影响，以及过量固氮可能导致的地下水硝酸盐污染的生态毒理学后果。读完这部分，我深刻体会到，优化农业固氮并非仅仅是提高产量的问题，更是关乎区域乃至全球环境健康的一项复杂系统工程。叙述风格上，作者采用了非常详尽的文献综述方式，几乎涵盖了过去二十年所有重要的实验数据。缺点在于，这种极端的全面性有时会稀释核心论点，使得读者需要在海量信息中自行提炼主要观点。对于想了解“氮素从田间到大气再到水体的完整旅程”的生态学家来说，这本书提供了不可替代的详细数据地图。

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从一个注重成本效益和操作性的农场主的角度来看，这部作品的价值体现在其对**当前技术局限性的坦诚评估**上。书中有一章节专门对比了传统豆科轮作法与现代生物固氮接种剂在不同土壤pH值和温度条件下的实际表现差异。令人耳目一新的是，作者没有盲目推销任何“万能药”，而是清晰地指出了商业化固氮菌剂在酸性土壤中存活率低、田间效果波动大等关键瓶颈。这种直面现实挑战的态度，远比那些只宣传美好前景的宣传册来得可靠。它教会我，在投资新的生物技术产品之前，必须充分理解其背后的微生物生态学限制。虽然书中对具体设备的推荐较少，但它对“如何科学地监测和评估你农场中实际固氮量”提供了一套严谨的评估框架。这本书教会我如何用科学的眼光去审视那些声称能“替代化肥”的产品，真正做到心中有数，谨慎投入。

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我近期翻阅了这本探讨作物生产中固氮现象的专著，坦率地说，其理论深度令人印象深刻，但阅读体验却像攀登一座陡峭的山峰。作者似乎更侧重于向同行展示其研究的全面性，而非为更广泛的农业从业者提供易于理解的实践指南。书中花费了大量的篇幅来解析**遗传改良在增强作物自给固氮能力方面的潜力与挑战**，这部分内容充满了前沿的分子标记技术和基因编辑的讨论。对我个人而言，我更期待看到一些关于如何通过优化耕作方式，比如轮作或覆盖作物选择，来**最大化土壤中天然存在的非豆科固氮菌群**的实操案例。书中的图表制作精良，数据翔实，但缺乏足够多的“思考题”或“案例分析”来引导读者将这些高深的知识迁移到实际的田间管理决策中去。它更像是一本优秀的博士学位论文的汇编，而非一本面向农业生产一线人员的实用手册。对于希望快速找到“今天我该如何调整肥料配方”的农艺师，这本书可能需要结合其他更偏向实践操作的资料辅助阅读。

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这部关于农作物生产中氮素固定的专业书籍，对于希望深入了解植物营养学和土壤科学的读者来说，无疑是一笔宝贵的财富。我尤其欣赏作者在梳理复杂生物化学过程时的清晰逻辑和严谨态度。书中对固氮酶的工作机制、不同作物（如豆科与非豆科植物）间固氮效率的差异性进行了详尽的阐述，这对于从事农业研究和推广的专业人士来说，提供了扎实的理论基础。例如，关于**土壤微生物群落结构如何影响固氮速率**的章节，不仅引用了最新的分子生物学研究成果，还结合了长期的田间试验数据，使得抽象的理论讨论落到了实处。我发现，书中对不同气候带和土壤类型下氮素循环的动态平衡分析得尤为透彻，这对于制定具有地方特色的可持续农业策略至关重要。然而，对于初次接触此领域的学生来说，部分章节可能略显晦涩，需要一定的生物化学背景才能完全领会其深意。总体而言，它是一本兼具深度与广度的高端参考书，对提升农业生产效率和环境可持续性有着不容忽视的指导价值。

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