农业部门的重要挑战之一是化肥,尤其是氮肥的效率低,以及杂草与农作物的竞争。在这方面,使用管理解决方案来减少化学输入的使用非常重要。在减少环境污染的同时,提高人类使用的食物的质量水平。管理解决方案之一是使用受控释放肥料。考虑到增加香菜植物的数量和质量并确定最佳研究基因型的愿望,在该领域进行了研究,以研究氮肥不同来源的影响以及该地区杂草对核核心基因型不同基因型农业和药用特性的杂草竞争。
氮是限制植物生长的最重要必需元素。尽管空气中 78% 是氮,但陆生植物物种尚未进化出直接获取和利用氮来生长的途径。然而,豆科植物,如大豆 (Glycine max)、豌豆 (Pisum sativum) 和豆类 (Phaseolus、Vigna 和 Cajanus 物种) 与某些细菌形成共生关系,这些细菌可以将环境中普遍存在的氮固定为氨,从而使它们能够利用它。这个过程称为生物固氮 (BNF)。在通过能源密集型的哈伯-博施法生产合成氮肥之前,BNF 是补充农业用地生物可利用氮的主要来源 1 。然而,尽管合成氮肥的输送效率和作物利用效率较低,但如今仍被广泛用于补充土壤肥力。这最终会显著增加温室气体 (GHG) 排放、氨挥发和活性氮从陆地流失到水中。氮肥施用量的持续增加将通过过度释放强效温室气体(包括 N 2 O,其效力在 100 年内是 CO 2 的 300 倍)和大量消耗化石燃料 2 ,进一步危及气候稳定。N 2 O 也是 21 世纪臭氧消耗的主要原因。因此,减少氮肥施用是缓解粮食不安全和全球变暖的关键策略。提高大豆的 BNF 含量为减少氮肥使用和提高作物产量提供了无与伦比的机会。大豆是四大主要粮食作物之一,2018 年固定了 25 Tg 氮,占豆科作物产量的 70% 3 。大豆的生物固氮作用也可用于间作策略(即在邻近种植两种或两种以上的作物),以提高土壤肥力并提高产量 4 。此外,大豆是人类饮食中经济且优质的植物蛋白来源。此外,它还含有必需的营养素,例如不饱和脂肪酸、磷脂、B 族维生素和矿物质,这些营养素对改善人类饮食质量具有巨大潜力 5 。植物性蛋白质饮食有望将全球活性氮使用量减少一半 6 。然而,天然的BNF系统受到几个缺点的困扰,包括固氮酶的环境敏感性(O 2 和应激诱导的活性氧 ROS 对固氮酶的损害)、BNF 过程的高能耗、缺乏必需的矿物质
摘要:氮肥利用率低是限制植物生长发育的主要因素之一,农业上需要施用高剂量的氮肥才能实现高产。然而,大部分氮肥未被植物利用,污染了环境。这种情况可以通过提高植物的氮利用效率 (NUE) 来改善。NUE 是一种由遗传和环境因素之间的多种相互作用驱动的复杂性状,改善 NUE 需要从根本上了解植物氮代谢的关键步骤——吸收、同化和再动员。本综述总结了 20 年来利用生物工程改造氮代谢以增加作物生物量积累和产量的研究。结构和调控基因的表达最常使用过表达策略来改变,但也使用了 RNAi 和基因组编辑技术。木本植物受到特别关注,因为它们具有重要的经济意义,在生态系统中发挥着至关重要的作用,与草本植物有着根本的区别。本综述还探讨了转基因植物的意外影响问题,这些影响包括氮代谢改变,例如早期开花,这是目前很少受到关注的研究课题。文中讨论了使用各种方法在全球气候变化的背景下提高作物氮利用效率的未来前景,这对于可持续农业的发展至关重要。
化学氮肥可以维持作物生产力,但是化学氮肥过度使用会导致经济成本和环境污染。减少氮肥使用使用的一种方法是将氮酶生物合成途径转移到非乳状植物中。Fe蛋白是氮酶的两个结构成分。NIFB是一个关键的成熟酶,它催化了结合和减少n 2的氮酶Femo-Concactor的生物合成中的第一个投入步骤。NIFB,NIFH,NIFD和NIFK的表达对于产生能够固定大气N 2的植物至关重要。在这项研究中,Paenibacillu Polymyxa Wly78的四个基因(NIFB,NIFB,NIFD和NIFK)通过CRE/LOXP重组系统组装在植物表达vector PCAMBIA1301中,从而产生重组表达vector PCAM- bia1301301-nifbhdk。然后,使用tumefaciens介导的转化将表达载体中携带的四个NIF基因共同融入了高地棉R15。通过PCR和RT-PCR选择了T 3代的纯合转基因棉线B2,B5和B17。QRT-PCR显示,NIFB,NIFH,NIFD和NIFK在类似水平的转基因棉中共表达。Western印迹分析表明,NIFB,NIFH,NIFD和NIFK是在转基因棉中共同生产的。棉花中四种关键的NIF蛋白(NIFB,NIFH,NIFD和NIFK)的共表达是工程氮酶生物合成途径的重要一步。
1 秘鲁国家农业创新研究所(INIA)实验站监督和监测局迦南农业实验站,阿亚库乔 05002;邮箱:tati.condori89@gmail.com (TC); sumi222015@gmail.com(南非); josevelasquez_m@hotmail.com (JV) 2 多诺索农业实验站,农业技术发展局,国家农业创新研究所(INIA),利马 15200,秘鲁; lucero.26.lhs@gmail.com 3 秘鲁圣克里斯托瓦尔德瓦曼加国立大学(UNSCH)农学院、农业科学学院,阿亚库乔 05001; cayo.garciablasquez@unsch.edu.pe 4 普卡尔帕农业实验站,实验站监督和监测部,国家农业创新研究所(INIA),乌卡亚利 25002,秘鲁; cesar.padillacastro@outlook.com 5 国家农业创新研究所(INIA)农业实验站监督和监测部门,Av. La Molina 1981,利马 15024,秘鲁 6 南方科学大学(UCSUR)环境科学学院,利马 15067,秘鲁 * 通讯地址:investigacion_labsaf@inia.gob.pe
▪ 措施:通过评估农业实践、组建当地咨询团队和发布推荐做法,在地下水脆弱的重点乡镇实施氮肥管理计划,到 2030 年,80% 的行栽作物种植面积(大豆除外)将采用该计划,到 2034 年,所有剩余乡镇将实施该计划。▪ 措施:支持保护地下水的替代土地管理活动,如地役权、多年生植物和基于市场的连续生物覆盖。▪ 措施:定期更新指南,以了解氮肥施用的影响。▪ 措施:为灌溉管理推广提供支持,更新州灌溉 BMP,并获得明尼苏达州农业认证计划 (MAWQCP) 的灌溉水管理认可。▪ 措施:没有其他水井超过最大浓度水平。▪ 措施:到 2034 年,私人水井测试中的硝酸盐含量将下降。▪ 措施:到 2030 年,100% 的公共水井中的硝酸盐含量将下降。 o 行动:降低地下水中农药污染的风险。
umaxx®稳定的氮肥提供了针对所有三种形式的氮(N)损失的保护 - 浸出,硝化和挥发。这是一种基于尿素的产品,具有46-0-0分析,含有尿素酶和硝化抑制剂。完全可溶的颗粒状,umaxx®肥料无论是干燥还是溶解在喷雾混合物中同样有效。
摘要 在两个农业季节中,进行了一项田间试验,以量化本地细菌接种剂对不同氮 (N) 施肥量下小麦作物生长、产量和品质的影响。小麦在实验技术转移中心 (CETT-910) 的田间条件下播种,该中心是来自墨西哥索诺拉州亚基谷的代表性小麦作物区。试验采用不同剂量的氮 (0、130 和 250 kg N ha −1 ) 和细菌联合体 (BC) (枯草芽孢杆菌 TSO9、B. cabrialesii subsp. tritici TSO2 T 、枯草芽孢杆菌 TSO22、B. paralicheniformis TRQ65 和 Priestia megaterium TRQ8) 进行。结果表明,农业季节影响叶绿素含量、穗大小、每穗粒数、蛋白质含量和全麦粉黄度。在施用 130 和 250 kg N ha −1(常规氮肥剂量)的处理中,叶绿素和归一化植被指数 (NDVI) 值最高,冠层温度值较低。氮肥剂量影响小麦黄色浆果、蛋白质含量、十二烷基硫酸钠 (SDS) 沉降量和全麦粉黄度等品质参数。此外,在 130 kg N ha −1 的施用量下,施用本地细菌联合体可使穗长和每穗粒数增加,从而提高产量(与未接种处理相比,每公顷增产 1.0 吨),且不影响谷物品质。总之,使用这种细菌联合体有可能显著促进小麦生长、产量和品质,同时减少氮肥施用,从而为提高小麦产量提供一种有前途的农业生物技术替代方案。
年度碳循环波动表明每年生物圈增长了多少。随着植物在春季生长,它们从大气中抽出二氧化碳。收获农作物并在秋天其他植物休眠后,大气中的二氧化碳增加。植物需要氮才能吸收二氧化碳并生长。世界上大多数农作物都用氮肥,这对于粮食生产是必不可少的,并导致更多的碳从大气中吸收以促进更大的生长。