为探讨4种自生固氮菌,包括菌c:争论贪噬菌(Variovorax paradoxus),菌d:玉米固氮螺菌(Azospirillum zeae),菌f:苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)和菌j2:荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)对盐碱地玉米生长和土壤养分特性的影响,在田间微区试验条件下,研究了土施4种固氮菌对玉米大口期和成熟期不同器官氮素积累量及成熟期产量与产量构成因素的影响,并探讨了4种菌对土壤有效氮含量和土壤脲酶活性的影响。结果表明:菌剂处理可以增加大口期与成熟期玉米根、茎与叶的干物质质量,提高大口期玉米根冠比;增加玉米籽粒中氮素积累量,其中f与j2处理较CK差异显著;各菌剂处理玉米产量较CK分别增加了18.09%、77.91%、157.0%和108.1%,菌f和j2差异显著。不同菌剂处理均提高了土壤有效氮、速效磷和速效钾含量,在成熟期,d处理较CK土壤有效氮含量显著增加了24.32%。在大口期与成熟期,各菌剂处理均提高了土壤脲酶活性。综上,各菌剂处理能提高土壤有效氮含量,提高玉米产量。本研究可为研制滨海盐渍土专用微生物菌肥提供理论依据及技术支撑。

固氮是将游离的N2转变为生物可用形式的过程,主要包括生物固氮和工业固氮。前者通过固氮酶进行,利用ATP水解提供的能量,可以在常温常压下将N2还原成NH3,同时有H2形成。工业固氮主要指Haber-Bosch过程,在铁催化剂和促进剂的共同作用下,可以高效地将N2催化成NH3。这个100多年前发明的过程需要400～500℃高温和高于100atm的反应条件,会消耗大量的能量。合成H2的甲醇水蒸气重整过程也会消耗大量能量。如果能进一步认识固氮酶的固氮机制,利用太阳能驱动实现常温常压下的固氮反应将会非常有前景。本文概述了近年来固氮酶启发的光催化固氮领域的进展,并结合了相关的电化学领域的固氮研究,对本领域作了展望。目前还没有催化剂能取代传统Haber-Bosch过程所采用的催化体系,但是通过总结过去的研究进展和经验,可为未来设计高效催化剂提供非常有益的启示。

为明确滨海盐渍型水稻土在氮肥减量施用条件下，微生物菌剂促进土壤养分释放和对水稻生长影响的机制，以盐丰47水稻为供试作物，采用盆栽试验方法，研究在氮肥减量30%条件下，化肥配施固氮螺菌和复合微生物菌剂对苗期水稻生长和土壤养分有效性的影响。结果表明:化肥配施微生物菌剂明显提高水稻生物量，增加水稻株高、根长、根体积、根表面积等根系发育指标。与常规施肥相比，在氮肥用量减少30%条件下配施微生物菌剂可以提高土壤有效磷和速效钾含量，提高幅度分别为2.71%～17.67%和0.73%～18.17%，土壤碱解氮含量变化相对较少，差异不明显。微生物菌剂可以替代部分化肥对水稻生长的促进作用，氮肥配施复合微生物菌剂处理比配施固氮螺菌的效果更好。研究结果对化肥合理减施、保障作物产量和合理应用微生物菌剂有重要意义。

为研究阿尔山地区落叶松根际固氮菌的多样性,试验采用平板分离法,结合16S r DNA序列比对,对落叶松根际土壤固氮菌组成类群及其多样性进行了分析。试验结果表明:自落叶松根际土壤共分离纯化细菌菌株28株,分属于10属18种,分别为假单胞菌属(Pseudomonas)、沙雷菌属(Serratia)、伯克氏菌属(Burkholderia)、根瘤菌属(Rhizobium)、叶杆菌属(Phyllobacterium)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、芽孢杆菌属(Bacillus)、红球菌属(Rhodococcus)、小杆菌属(Curtobacterium)、节杆菌属(Arthrobacter)。其中Pseudomonas、Phyllobacterium、Arthrobacter为优势菌属。研究结果阐明了阿尔山地区落叶松根际固氮菌的组成及其多样性。

在常温常压下，利用废弃的机械能驱动催化氮气还原制氨具有重要的研究意义。本课题用溶剂热法合成BiOCl，并利用其压电性能和催化性能实现超声驱动下的催化固氮。通过改变原料Bi(NO3)3和NaCl的浓度，实现对材料结晶度的调控，并筛选出性能最佳的样品。通过电化学测试分析，揭示固氮反应过程中载流子的迁移情况。