生物質(zhì)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的重要作用

第一章全球生物質(zhì)(碳)循環(huán)與低碳農(nóng)業(yè)的發(fā)展1

第一節(jié)引言1

第二節(jié)全球碳循環(huán)2

第三節(jié)有機(jī)殘?bào)w的結(jié)構(gòu)化合物3

第四節(jié)微生物的細(xì)胞壁10

第五節(jié)植物可溶性物質(zhì)、根系和根系分泌物12

第六節(jié)土壤有機(jī)質(zhì)的形成12

第七節(jié)土壤有機(jī)質(zhì)的組分15

第八節(jié)土壤有機(jī)質(zhì)的數(shù)量和分布18

第九節(jié)Rubisco酶與光合作用效率20

一、研究目的20

二、Rubisco酶無效的原因21

三、研究出一種更優(yōu)化型Rubisco酶的新技術(shù)23

第十節(jié)農(nóng)業(yè)土壤中碳的緩沖作用26

第二章全球生物質(zhì)生產(chǎn)展望 ——21世紀(jì)的水域農(nóng)業(yè)29

第一節(jié)引言29

第二節(jié)海藻肥的營養(yǎng)物質(zhì)30

第三節(jié)海藻肥對(duì)土壤及作物的生態(tài)效應(yīng)32

一、海藻肥對(duì)土壤的作用32

二、海藻肥對(duì)作物的作用33

三、海藻肥在作物生長中的生態(tài)效應(yīng)33

第四節(jié)海藻肥作用特點(diǎn)33

第五節(jié)海洋和淡水生境中的藍(lán)細(xì)菌及其重要作用34

一、健康食品和飼料34

二、次生代謝物及其醫(yī)藥特性36

三、基因控制和轉(zhuǎn)基因藍(lán)細(xì)菌44

第六節(jié)積極發(fā)展微藻產(chǎn)業(yè)，努力實(shí)現(xiàn)低碳農(nóng)業(yè)46

第三章生物質(zhì)和溫室效應(yīng)48

第一節(jié)引言48

第二節(jié)溫室效應(yīng)和全球變暖49

第三節(jié)CO2的起源和全球平衡賬50

第四節(jié)光合作用對(duì)CO2的固定效率52

第五節(jié)光合作用器的一般特性52

一、光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)52

二、光子的吸收53

三、碳的光合還原作用54

四、光合作用過程中CO2的供應(yīng)與需求54

第六節(jié)不同濕地的碳平衡賬55

第七節(jié)全球甲烷(CH4)的平衡賬58

第八節(jié)控制水稻田發(fā)射CH4的過程59

第九節(jié)全球氧化亞氮(N2O)的平衡賬60

一、控制水稻田N2O和NO的發(fā)射過程62

二、不同水稻生產(chǎn)系統(tǒng)之間的差異63

第十節(jié)氨（NH3）的全球平衡賬64

第十一節(jié)硫化物的全球平衡賬66

第四章有機(jī)質(zhì)(碳)在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的代謝過程67

第一節(jié)有機(jī)質(zhì)的形成和分布67

第二節(jié)土壤中有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化70

一、生物圈中有機(jī)質(zhì)的全球循環(huán)70

二、進(jìn)入土壤中有機(jī)質(zhì)的數(shù)量70

三、穩(wěn)態(tài)條件下土壤有機(jī)質(zhì)的周轉(zhuǎn)72

四、植被變化和管理技術(shù)對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響73

五、土壤有機(jī)質(zhì)周轉(zhuǎn)模式75

第三節(jié)土壤中不同有機(jī)質(zhì)的元素組成78

一、植物和動(dòng)物體的元素組成78

二、植物和動(dòng)物的主要結(jié)構(gòu)化合物79

三、土壤中混合有機(jī)物的分解作用80

第四節(jié)影響土壤有機(jī)質(zhì)分解的因子85

一、有機(jī)質(zhì)的易分解性(顆粒大小)85

二、水分86

三、通透性(氧的供應(yīng)能力)87

四、土壤反應(yīng)或pH89

五、有效養(yǎng)分90

六、溫度96

七、黏土礦物與抑制物98

第五節(jié)有機(jī)質(zhì)的動(dòng)力學(xué)和生物質(zhì)的管理100

一、土壤有機(jī)質(zhì)的性質(zhì)與功能101

二、土壤有機(jī)質(zhì)的動(dòng)力學(xué)和轉(zhuǎn)化過程103

第六節(jié)作物殘?bào)w對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)動(dòng)力學(xué)的影響109

一、作物殘?bào)w及其營養(yǎng)含量109

二、作物殘?bào)w的利用110

三、作物殘?bào)w(秸稈等)與土壤有機(jī)質(zhì)動(dòng)力學(xué)和微生物活性的關(guān)系110

第七節(jié)小結(jié)112

第五章農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中微生物群落和碳通量114

第一節(jié)引言114

第二節(jié)細(xì)胞水平的碳流(通量)115

一、呼吸作用115

二、同化作用和產(chǎn)量系數(shù)116

三、產(chǎn)量保持117

四、其他代謝產(chǎn)物118

五、碳代謝速率對(duì)土壤過程的影響118

第三節(jié)碳流：種群和群落119

一、微生物生物體120

二、微生物群落的組成：細(xì)菌和真菌120

三、土壤食物網(wǎng)122

第四節(jié)土壤水平的碳流(通量)122

一、輸入土壤中的碳122

二、土壤中的碳庫123

三、影響碳流的因子125

四、微生物的微范圍空間分布128

第五節(jié)土壤中碳流的定量129

第六節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與其他生態(tài)系統(tǒng)的比較130

第七節(jié)土壤碳?微生物相互作用對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響131

一、生物體是一種對(duì)碳動(dòng)力學(xué)發(fā)生短期影響的氮庫131

二、保持和增加土壤碳庫：它會(huì)對(duì)碳動(dòng)力學(xué)發(fā)生長期影響132

第六章微生物生長與生物質(zhì)(碳)轉(zhuǎn)化134

第一節(jié)引言134

第二節(jié)生物質(zhì)碳素循環(huán)135

第三節(jié)微生物生長與能量的關(guān)系137

一、能源137

二、能源分布138

三、生長方式138

四、微生物的效能和生長138

第四節(jié)微生物生長和植物生產(chǎn)率139

一、植物生產(chǎn)率的估算140

二、微生物生物量的估算140

第五節(jié)微生物生長的基質(zhì)控制141

一、微生物生長的動(dòng)力學(xué)141

二、土壤微生物生長方程式142

三、微生物細(xì)胞轉(zhuǎn)化142

第六節(jié)微生物呼吸和碳素轉(zhuǎn)化143

一、土壤中二氧化碳(CO2)的釋放速率143

二、根據(jù)二氧化碳的釋放速率來估算微生物的轉(zhuǎn)化量143

三、土壤吸氧率144

四、根據(jù)氧的吸收速率來估算微生物的轉(zhuǎn)化量145

第七節(jié)加入土壤的基質(zhì)和微生物中14C的轉(zhuǎn)化量145

一、葡萄糖和葡聚糖145

二、微生物的分離物146

第七章腐殖質(zhì)的生物化學(xué)149

第一節(jié)引言149

第二節(jié)土壤中的降解反應(yīng)149

一、植物總體的降解作用149

二、碳水化合物的降解作用150

三、氨基酸化合物的降解作用151

四、酚類成分的降解作用151

第三節(jié)土壤中的合成反應(yīng)155

一、植物總體及植物成分向腐殖質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程155

二、微生物色素的形成與腐殖質(zhì)合成的關(guān)系156

三、微生物酚類聚合體形成的生物化學(xué)158

第四節(jié)黏土礦物對(duì)土壤微生物形成腐殖質(zhì)過程的影響163

第五節(jié)小結(jié)164

第八章腐殖質(zhì)及其在土壤中的作用167

第一節(jié)腐殖化作用167

第二節(jié)腐殖質(zhì)的化學(xué)組成170

一、腐殖化過程中植物結(jié)構(gòu)化合物的降解170

二、腐殖質(zhì)形成的原始材料(木質(zhì)素)171

三、微生物合成的酚類化合物(腐殖酸的組成單元)180

四、腐殖物質(zhì)的分離181

五、腐殖物質(zhì)的分級(jí)185

六、胡敏酸的化學(xué)組成193

七、腐殖質(zhì)和天然酚化合物中形成暗色物質(zhì)的模型研究202

八、“合成”胡敏酸的模型試驗(yàn)217

九、腐殖物質(zhì)形成過程中的有機(jī)氮化物219

十、胡敏酸形成過程中的碳水化合物224

第三節(jié)物理性質(zhì)(摘要)227

一、紫外線和可見光227

二、腐殖酸及其分級(jí)物的紅外線吸收作用227

三、熱分析法對(duì)腐殖酸及其各級(jí)產(chǎn)物的鑒定227

四、腐殖酸及其各級(jí)產(chǎn)物氧化還原電位和極譜性質(zhì)227

五、腐殖質(zhì)的X射線衍射光譜研究法227

六、腐殖酸和無機(jī)陽離子的絡(luò)合特性228

七、腐殖酸及其產(chǎn)物的形狀、大小和顆粒物重228

第四節(jié)結(jié)論228

第九章生物質(zhì)肥料與農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展230

第一節(jié)種植業(yè)、飼養(yǎng)業(yè)、漚制業(yè)相結(jié)合是保證農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要前提230

第二節(jié)“礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說”等理論及歐洲農(nóng)業(yè)實(shí)踐表明，有機(jī)、無機(jī)農(nóng)業(yè)結(jié)合是

保證農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的最好選擇231

第三節(jié)合理使用有機(jī)肥料是保證營養(yǎng)元素合理循環(huán)和農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的根本問題

之一232

第四節(jié)積極發(fā)展綠肥，不斷開辟有機(jī)肥源，是保證農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要因素234

第五節(jié)解決好有機(jī)肥料問題，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展235

第十章生物質(zhì)肥料在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的作用237

第一節(jié)引言237

第二節(jié)有機(jī)肥料的有機(jī)營養(yǎng)作用237

一、碳水化合物在土壤中的轉(zhuǎn)化238

二、有機(jī)氮化合物239

三、有機(jī)磷化合物239

四、鉀240

五、有機(jī)肥料中的微量元素241

第三節(jié)有機(jī)肥料對(duì)提高土壤肥力的作用242

第四節(jié)有機(jī)肥對(duì)氮循環(huán)的影響244

第十一章生物肥料與低碳農(nóng)業(yè)的發(fā)展246

第一節(jié)緒論246

第二節(jié)生物肥料在持續(xù)農(nóng)業(yè)中的重要作用249

一、引言249

二、生物肥料和其他產(chǎn)品在持續(xù)農(nóng)業(yè)中的重要作用250

三、生物肥料的內(nèi)涵和技術(shù)路線251

第三節(jié)生物肥料研究的主要結(jié)果和成果252

一、生物質(zhì)殘?bào)w與微生物的關(guān)系252

二、尿素轉(zhuǎn)化及其控制254

三、生態(tài)生物肥料中尿素?fù)p失與脲酶抑制256

四、調(diào)節(jié)C/N比，增加有機(jī)氮258

五、微生物成活及其生境258

六、其他258

第十二章生物肥料及其發(fā)展前景261

第一節(jié)引言261

第二節(jié)生物肥料發(fā)展史261

第三節(jié)生物肥料的分類262

第四節(jié)固氮生物肥料263

第五節(jié)解磷生物肥料265

第六節(jié)促生菌生物肥料267

第七節(jié)溶鉀生物肥料（生物鉀肥）267

第八節(jié)小結(jié)270

第九節(jié)生物肥料的基礎(chǔ)——生物固氮作用272

一、固氮作用的程度272

二、固氮作用的微生物學(xué)277

三、接種劑的生產(chǎn)和應(yīng)用277

四、未來研究展望278

第十節(jié)生物肥料的生產(chǎn)及其工藝279

一、微生物肥料的批量生產(chǎn)279

二、生物肥料的配方技術(shù)284

三、小結(jié)287

第十一節(jié)生物肥料的商業(yè)化進(jìn)程287

一、歷史回顧288

二、土壤微生物的商業(yè)化步驟289

三、各種微生物制劑現(xiàn)行市場份額291

四、小結(jié)292

第十三章土壤中的生物質(zhì)調(diào)節(jié)劑293

第一節(jié)引言293

第二節(jié)歷史回顧294

一、生物活性物質(zhì)294

二、固氮菌295

三、接種菌劑后的增產(chǎn)效果296

第三節(jié)對(duì)植物的生理作用297

一、植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)植物生長的影響297

二、植物體內(nèi)的生物合成過程298

三、土壤中外源植物生長調(diào)節(jié)劑的代謝作用299

第四節(jié)植物激素的微生物合成300

一、植物生長素300

二、赤霉素306

三、細(xì)胞激動(dòng)素307

四、乙烯312

第五節(jié)應(yīng)用318

第六節(jié)小結(jié)318

第十四章生態(tài)系統(tǒng)中的脫落酸及其重要意義320

第一節(jié)引言320

第二節(jié)歷史320

第三節(jié)脫落酸在植物生理中的作用321

一、脫落酸引起的生理反應(yīng)321

二、結(jié)構(gòu)?活性關(guān)系322

第四節(jié)植物的合成和代謝322

一、合成322

二、內(nèi)源和外源脫落酸的代謝324

第五節(jié)ABA結(jié)合部位326

第六節(jié)ABA作用機(jī)制326

第七節(jié)運(yùn)輸過程327

第八節(jié)外源供應(yīng)脫落酸對(duì)植物生長的影響327

第九節(jié)產(chǎn)生ABA的微生物330

一、真菌合成ABA的生物化學(xué)331

二、脫落酸的代謝作用336

三、影響真菌合成脫落酸的因子336

第十節(jié)脫落酸和共生聯(lián)合體342

一、根瘤形成342

二、菌根真菌342

第十一節(jié)脫落酸和病原體344

第十二節(jié)土壤中的脫落酸347

第十三節(jié)微生物產(chǎn)生脫落酸的生態(tài)意義349

第十四節(jié)結(jié)論349

第十五章土壤酶活性與生物質(zhì)的關(guān)系350

第一節(jié)引言350

第二節(jié)不同土類中酶活性與土壤肥力350

第三節(jié)土壤中蔗糖酶、過氧化氫酶、多酚氧化酶的活性與生物質(zhì)的關(guān)系352

第四節(jié)土壤脲酶、蛋白酶與土壤氮代謝的關(guān)系353

第五節(jié)土壤中磷酸酶活性與磷的含量353

第六節(jié)灌溉對(duì)脲酶和尿素移動(dòng)的影響354

第七節(jié)生物質(zhì)對(duì)土壤酶活性的影響357

第八節(jié)結(jié)論359

第十六章農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的生物及其生物質(zhì)多樣性360

第一節(jié)引言360

第二節(jié)生物多樣性的定義362

第三節(jié)生物多樣性的現(xiàn)狀和生物多樣性數(shù)量364

一、生物多樣性現(xiàn)狀364

二、生物多樣性的數(shù)量364

第四節(jié)生物多樣性的本質(zhì)365

第五節(jié)生物多樣性在農(nóng)業(yè)中的生態(tài)效應(yīng)365

第六節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性366

第七節(jié)生物多樣性展望366

第八節(jié)困難或限制因子368

第十七章生物質(zhì)的氮素再循環(huán)369

第一節(jié)引言369

第二節(jié)農(nóng)業(yè)廢棄物370

一、作物殘?bào)w370

二、動(dòng)物糞便374

第三節(jié)食品加工過程產(chǎn)生的廢棄物380

一、食品加工過程產(chǎn)生的廢棄物的性質(zhì)與成分380

二、灌溉農(nóng)田383

三、土壤對(duì)氮的載荷與利用384

四、硝化作用與反硝化作用385

五、污染潛勢385

第四節(jié)城市廢棄物386

一、污流386

二、污泥388

第五節(jié)小結(jié)393

第十八章生物質(zhì)氮和礦物質(zhì)氮的平衡賬395

第一節(jié)引言395

第二節(jié)與N收支有關(guān)的N循環(huán)395

一、N循環(huán)圖解395

二、土壤氮平衡概念396

第三節(jié)土壤?植物系統(tǒng)中的氮源397

一、土壤中固有的有機(jī)氮397

二、通過作物和動(dòng)物廢料加入的氮397

三、通過降水和灌溉水加入的氮398

四、從大氣吸附的N399

五、生物固氮作用399

六、商品肥料400

七、雜項(xiàng)400

第四節(jié)土壤植物系統(tǒng)中氮的損失401

一、被作物和家畜取走401

二、侵蝕和徑流402

三、淋溶損失403

四、反硝化作用和其他氣態(tài)損失405

五、銨的固定作用406

第五節(jié)土壤?植物系統(tǒng)中氮收支的近期研究406

一、標(biāo)記N在N收支研究中的應(yīng)用406

二、N平衡的方法論407

三、N平衡研究中存在的問題408

四、N平衡的研究409

五、小結(jié)423

六、N平衡在土壤和作物問題上的應(yīng)用423

第六節(jié)小結(jié)與結(jié)論429

第十九章生物固氮作用及其在農(nóng)業(yè)中的意義431

第一節(jié)總論431

一、生物固氮過程431

二、生物固氮量431

三、固氮作用的程度432

四、固氮酶433

五、固氮酶的反應(yīng)433

六、固氮酶的調(diào)節(jié)433

第二節(jié)固氮作用的微生物學(xué)434

一、引言434

二、自生固氮生物435

三、共生固氮生物439

第三節(jié)固氮作用的生理學(xué)和農(nóng)學(xué)——豆科植物與根瘤菌的共生作用444

一、引言444

二、結(jié)瘤過程445

三、固氮作用中的能量關(guān)系446

四、固氮作用的測定方法455

五、根瘤菌的分類461

六、豆科植物與根瘤菌的相互作用461

七、種子接種技術(shù)462

八、接種劑的應(yīng)用464

第四節(jié)未來的應(yīng)用465

第二十章土壤中的生物質(zhì)有機(jī)態(tài)氮466

第一節(jié)引言466

第二節(jié)土壤氮的分級(jí)466

一、礦質(zhì)土壤中有機(jī)態(tài)N的分布468

二、有機(jī)土和水漬物中N形態(tài)的分布472

三、腐殖酸和富啡酸473

四、新固持N的分布和穩(wěn)定作用475

五、N同位素豐度的自然變化478

第三節(jié)氨基酸479

一、提取和定量測定479

二、氨基酸的鑒別480

三、在土壤中的分布方式480

四、影響氨基酸分布的因子483

五、腐殖酸和富啡酸中的氨基酸484

六、氨基酸的立體化學(xué)484

七、游離氨基酸485

八、土壤中氨基酸的狀態(tài)486

第四節(jié)氨基糖487

一、提取和定量測定488

二、氨基糖的分離489

第五節(jié)其他氮化合物490

一、核酸及其衍生物490

二、葉綠素和葉綠素的降解產(chǎn)物492

三、磷脂493

四、胺、維生素和其他化合物493

五、農(nóng)藥及其降解產(chǎn)物494

第六節(jié)土壤有機(jī)N的穩(wěn)定性495

第七節(jié)摘要496

第八節(jié)農(nóng)藥對(duì)土壤氮轉(zhuǎn)化的影響496

一、土壤的變異性496

二、農(nóng)藥的行為497

三、農(nóng)藥對(duì)N轉(zhuǎn)化作用的影響498

四、農(nóng)學(xué)意義507

五、 環(huán)境和管理意義511

第二十一章生物質(zhì)氮的氨化作用513

第一節(jié)引言513

第二節(jié)蛋白質(zhì)、肽、酰胺、脒以及氨基酸514

一、蛋白酶和肽酶514

二、土壤中的蛋白酶和肽酶516

三、酰氨基水解酶和脒基水解酶522

四、氨基酸脫氫酶和氧化酶523

第三節(jié)氨基多糖和氨基糖524

一、起源和水解524

二、土壤中氨基多糖的穩(wěn)定性525

三、土壤中氨基多糖的水解526

四、氨基糖產(chǎn)生的氨526

第四節(jié)核酸、核苷酸、核苷、嘌呤以及嘧啶528

一、核酸528

二、核苷酸和核苷530

三、土壤中的核酸酶、核苷酸酶和核苷酶530

四、核苷酸和核苷的脫氨基作用530

五、嘌呤的分解代謝531

六、嘧啶的降解作用534

七、土壤中嘌呤和嘧啶的降解作用536

第五節(jié)尿素536

一、脲酶537

二、土壤脲酶538

第六節(jié)其他化合物545

第二十二章生物分子在土壤中的重要作用547

第一節(jié)引言547

第二節(jié)土壤環(huán)境中的有機(jī)化合物548

第三節(jié)生物化合物和黏土礦物之間的化學(xué)作用550

第四節(jié)生物分子對(duì)近程有序礦物和有機(jī)無機(jī)復(fù)合體的形成以及物理化學(xué)性質(zhì)的

影響552

一、近程有序Al沉淀產(chǎn)物的形成552

二、近程有序Fe沉淀物的形成555

三、有機(jī)礦物復(fù)合體的物理化學(xué)性質(zhì)556

第五節(jié)羥基?Al(?Fe)?有機(jī)層狀硅酸復(fù)合體558

第六節(jié)低分子量有機(jī)酸對(duì)可變電荷礦物吸附營養(yǎng)物的影響560

一、有機(jī)配位體對(duì)磷酸鹽吸附的影響560

二、配位體對(duì)硫酸鹽吸附作用的影響562

三、配位體對(duì)陽離子吸附作用的影響563

第七節(jié)有機(jī)礦物復(fù)合體上營養(yǎng)元素的吸附作用564

第八節(jié)水解Al或Fe化合物對(duì)蛋白質(zhì)?黏土礦物復(fù)合體形成的影響566

第九節(jié)低分子量有機(jī)配位體和營養(yǎng)元素對(duì)酶吸附作用的影響569

第十節(jié)可變電荷礦物和有機(jī)礦物復(fù)合體上固定酶的活性571

一、可變電荷礦物?酶復(fù)合體571

二、有機(jī)礦物?酶復(fù)合體574

第二十三章土壤生物質(zhì)對(duì)微量營養(yǎng)元素有效性的影響577

第一節(jié)引言577

第二節(jié)Fe、Mn、Zn和Cu與腐殖質(zhì)絡(luò)合物對(duì)農(nóng)作物的重要意義577

一、生理和生物化學(xué)功能577

二、微量營養(yǎng)元素向根系的輸送途徑578

三、微量營養(yǎng)元素對(duì)高等植物的有效性579

第三節(jié)土壤中有機(jī)絡(luò)合物的性質(zhì)581

一、生物分子化合物的種類581

二、腐殖物質(zhì)582

第四節(jié)增富微量營養(yǎng)元素的有機(jī)廢物和天然金屬有機(jī)絡(luò)合物土壤改良劑的應(yīng)用586

第五節(jié)金屬?腐殖酸和富啡酸絡(luò)合物的穩(wěn)定性常數(shù)589

一、通式589

二、模擬法590

第六節(jié)小結(jié)596

第二十四章重金屬污染及其向生物質(zhì)和食物鏈的轉(zhuǎn)移過程597

第一節(jié)引言597

第二節(jié)影響土壤中重金屬元素植物有效性的因子598

一、相關(guān)的土壤因子599

二、有關(guān)的植物因子602

第三節(jié)植物對(duì)重金屬的吸收602

一、根際中重金屬元素的轉(zhuǎn)化途徑603

二、重金屬的根系吸收605

三、植物中重金屬元素的歸宿605

四、植物重金屬的吸收模式606

五、葉部吸收作用606

第四節(jié)植物中重金屬的功能與作用607

一、陸生植物中重金屬元素的毒害作用607

二、抗過量重金屬元素的植物類型608

第五節(jié)重金屬元素的植物有效性檢測610

一、植物的測定610

二、化學(xué)提取610

三、微生物測定611

四、同位素測定611

第六節(jié)結(jié)論611

第二十五章土壤生物質(zhì)形成的有機(jī)酸和自由基613

第一節(jié)引言613

第二節(jié)生物系統(tǒng)中有機(jī)酸的形成613

第三節(jié)土壤中有機(jī)酸的分布615

一、研究的歷史615

二、通氣土壤中的有機(jī)酸616

三、漬水土壤中的有機(jī)酸618

四、根分泌物中的有機(jī)酸619

五、土壤中的植物生長素620

六、表面枯枝落葉層中的有機(jī)酸620

第四節(jié)有機(jī)酸對(duì)土壤發(fā)生學(xué)的作用621

一、螯合反應(yīng)621

二、巖石風(fēng)化與礦物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)624

第五節(jié)小結(jié)625

第六節(jié)土壤中的自由基625

一、引言625

二、非成對(duì)電子自旋體的探測方法626

三、土壤中的基類629

四、腐殖質(zhì)部分中穩(wěn)定基類的特性635

五、土壤中基的可能作用637

第二十六章生物質(zhì)中的碳水化合物及其功能638

第一節(jié)引言638

第二節(jié)來源638

第三節(jié)分類639

第四節(jié)分離和組成639

一、游離的碳水化合物639

二、纖維素640

三、半纖維素641

四、糖醛酸642

五、氨基糖642

六、容易水解的碳水化合物643

七、總碳水化合物645

第五節(jié)轉(zhuǎn)化和分解646

第六節(jié)鑒定方法648

一、水解法648

二、色譜法648

三、紅外光譜法649

四、X射線衍射分析法649

五、電泳法649

第七節(jié)碳水化合物的作用650

一、多糖650

二、細(xì)菌膠和黏膠651

三、糖類651

四、單糖651

五、磷651

六、纖維素和半纖維素651

第八節(jié)摘要及結(jié)論651

第二十七章土壤生物質(zhì)磷的代謝作用652

第一節(jié)引言652

第二節(jié)礦化作用653

一、磷酸酶的活性653

二、土壤有機(jī)磷的礦化作用655

三、加入的有機(jī)質(zhì)的礦化作用656

第三節(jié)生物質(zhì)磷的形成656

第四節(jié)核酸、衍生物及有機(jī)磷酸鹽657

一、引言657

二、核酸及其衍生物658

三、肌醇磷酸鹽663

四、磷脂667

第五節(jié)未確定的酯668

第六節(jié)土壤有機(jī)磷酸鹽的測定668

第二十八章生物質(zhì)磷的生物化學(xué)和循環(huán)669

第一節(jié)引言669

第二節(jié)活體中的磷669

一、磷在生命過程中的獨(dú)特功能669

二、磷在植物營養(yǎng)和生理學(xué)中的重要性670

第三節(jié)土壤系統(tǒng)中的有機(jī)磷671

一、成分和數(shù)量671

二、磷的數(shù)量與其他成分的關(guān)系673

三、土壤中有機(jī)磷的一些反應(yīng)674

四、土壤有機(jī)磷的鑒別和特性研究677

第四節(jié)土壤有機(jī)磷在磷循環(huán)中的作用678

第五節(jié)結(jié)論680

第二十九章硫的有機(jī)化合物681

第一節(jié)引言681

第二節(jié)硫化合物的代謝685

一、有機(jī)硫化合物的合成685

二、有機(jī)硫化物的分解688

第三節(jié)結(jié)語694

第三十章生物質(zhì)硫及其代謝途徑695

第一節(jié)硫酸鹽和硫氨基酸的運(yùn)輸695

第二節(jié)硫酸鹽的活化作用和還原作用698

一、硫酸鹽的活化作用698

二、硫酸鹽的還原作用700

第三節(jié)半胱氨酸的生物合成和代謝703

一、半胱氨酸的生物合成703

二、半胱氨酸的代謝704

第四節(jié)蛋氨酸的生物合成和代謝706

一、蛋氨酸的生物合成706

二、蛋氨酸的代謝709

第五節(jié)其他重要含硫化合物710

一、硫胺素和生物素710

二、鐵?硫蛋白711

三、硫氧還蛋白711

四、硫苷酯712

第六節(jié)二氧化硫/亞硫酸鹽/硫化氫的代謝作用713

第七節(jié)非必需的含硫化合物714

一、取代?S?半胱氨酸715

二、硫酸酯的形成和反應(yīng)717

三、雜色硫化合物720

第八節(jié)小結(jié)723

第三十一章生物質(zhì)能源氫(H2)——永不枯竭的無碳能源726

第一節(jié)緒論726

第二節(jié)產(chǎn)生氫氣的微生物728

一、細(xì)菌728

二、藍(lán)綠藻729

第三節(jié)生物氫(H2)的生產(chǎn)729

一、引言729

二、生物產(chǎn)H2系統(tǒng)729

三、光能轉(zhuǎn)化效率730

第四節(jié)結(jié)語和建議731

第五節(jié)光合生物氫(H2)的生產(chǎn)732

一、什么是光合生物氫(H2)732

二、與光驅(qū)動(dòng)產(chǎn)H2相關(guān)的藍(lán)細(xì)菌的特性736

三、研究和發(fā)展736

第三十二章生物質(zhì)克生作用現(xiàn)狀和展望738

第一節(jié)引言738

第二節(jié)植物克生作用的范疇738

第三節(jié)植物克生素的釋放和轉(zhuǎn)移740

第四節(jié)植物產(chǎn)生的克生素742

第五節(jié)植物克生素的聯(lián)合效應(yīng)745

第六節(jié)植物克生素對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響745

第七節(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的克生作用746

第八節(jié)植物克生作用的應(yīng)用748

第九節(jié)展望749

第三十三章生物質(zhì)克生素的作用機(jī)理751

第一節(jié)引言751

第二節(jié)除草作用752

第三節(jié)植物克生素和植物激素的關(guān)系753

第四節(jié)植物克生素對(duì)代謝物的影響754

第五節(jié)植物克生素對(duì)光合作用的影響755

第六節(jié)植物克生素對(duì)呼吸作用的影響756

第七節(jié)植物克生素對(duì)有關(guān)膜過程的作用757

第八節(jié)酚克生素的作用方式759

第九節(jié)高粱克生作用的機(jī)制760

第十節(jié)結(jié)論761

第三十四章生物質(zhì)克生素及其在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用763

第一節(jié)引言763

第二節(jié)真實(shí)性765

第三節(jié)有限的資源與糧食生產(chǎn)766

第四節(jié)世界糧食消耗767

第五節(jié)展望767

第六節(jié)植物克生素的主要化合物768

一、楝素和其他類三萜化合物768

二、地衣次生代謝物770

三、水生植物活性化合物(萜和類萜)771

四、土壤中植物克生化合物——酚類的作用和代謝途徑771

五、植物克生素的重要組分——苯并?唑啉?2(3H)?苯并?唑酮771

六、半日花飽和烴及其結(jié)構(gòu)?活性關(guān)系771

七、寄主?寄生克生作用的化學(xué)772

八、生物堿的重要作用772

九、真菌植物毒素773

第七節(jié)最終產(chǎn)品的類型773

第八節(jié)主要研究內(nèi)容773

一、研究不同植物克生素的殺蟲功能及其作用方式773

二、研究植物克生素對(duì)昆蟲的影響774

三、研究植物克生素對(duì)線蟲和螨蟲的防治效果775

四、研究植物克生素對(duì)軟體動(dòng)物(丁螺等)和原生動(dòng)物的作用775

五、植物克生素(楝素)對(duì)病毒、細(xì)菌和真菌的影響(防治真菌、細(xì)菌和病毒的

藥物研究)776

六、研究抑制亞硝化細(xì)菌和甲烷細(xì)菌的植物克生素，從而減少溫室氣體(N2O

和CH4)排放量，以保護(hù)環(huán)境，預(yù)計(jì)減少量為35％779

七、研究植物克生素對(duì)有害雜草的作用機(jī)理和方式，并研制出1~2種新的廣譜

性植物克生素除草劑780

八、研究能自行分泌和排放出植物克生素的生物源(植物和微生物)，以用于

家庭和公共場所的活體植物源(一種或幾種植物)，從而預(yù)防蟲害和各種

病原體，保護(hù)人類健康和造福社會(huì)780

九、研究植物克生素的提取、分離和檢測技術(shù)780

十、研究植物克生素在農(nóng)業(yè)上的其他用途和應(yīng)用方法，確保農(nóng)業(yè)環(huán)境的良性

循環(huán)和農(nóng)民的收益增長780

第九節(jié)植物克生作用和持續(xù)農(nóng)業(yè)781

一、引言781

二、草原牧草可用于雜草的防治782

三、植物克生作用對(duì)作物產(chǎn)量的影響783

四、環(huán)境因子對(duì)水稻自體中毒的影響783

五、水稻土中氧化還原電位(Eh)對(duì)稻草分解的負(fù)面影響783

六、土壤微生物參與了稻草的分解作用784

七、水稻土中植物毒素和植物營養(yǎng)之間的作用784

八、植物克生作用降低了甘蔗的產(chǎn)量784

九、植物克生作用在農(nóng)作系統(tǒng)中的作用785

第十節(jié)結(jié)論和討論786

第三十五章生態(tài)環(huán)境中的生物質(zhì)克生作用及其意義788

第一節(jié)引言788

第二節(jié)植物克生作用是生物多樣性的調(diào)節(jié)系統(tǒng)788

一、植物群落的植物克生作用和自體中毒作用的重要意義789

二、連續(xù)植被的克生作用和自毒作用機(jī)制792

三、特定條件和木本植物優(yōu)勢條件下的植物克生作用793

第三節(jié)持續(xù)農(nóng)業(yè)中的植物克生作用796

一、植物克生效應(yīng)對(duì)作物生產(chǎn)力的影響796

二、間作系統(tǒng)中的植物克生作用798

第四節(jié)植物克生作用與環(huán)境變化的關(guān)系799

一、干旱脅迫800

二、淹水、排水不良和缺氧環(huán)境800

三、營養(yǎng)對(duì)產(chǎn)生毒素的影響800

四、紫外光和γ射線800

五、土壤中植物克生素的動(dòng)力學(xué)801

第五節(jié)植物克生作用和克生素研究展望801

一、根際土壤中分離和鑒定植物克生素的技術(shù)801

二、用于農(nóng)業(yè)化學(xué)品的天然植物克生素802

三、植物克生作用在保持品種進(jìn)化過程中的戰(zhàn)略意義802

四、植物克生素對(duì)植物生長的作用模式802

五、植物克生素——向生物學(xué)家挑戰(zhàn)的難題803

第三十六章生物質(zhì)堿及其功能804

第一節(jié)引言804

第二節(jié)生物堿的分類804

第三節(jié)生物堿的起源806

第四節(jié)生物堿的合成807

一、煙堿和托品烷生物堿807

二、喹嗪生物堿808

三、苯甲基異喹啉生物堿808

四、類萜吲哚生物堿809

第五節(jié)生物活性810

一、吡咯啉生物堿810

二、喹嗪生物堿812

三、苯甲基異喹啉生物堿813

四、煙堿和托品烷生物堿813

五、嘌呤生物堿815

六、吲哚生物堿815

七、六氫吡啶生物堿815

八、胡椒茚生物堿816

九、二萜生物堿816

十、甾類生物堿816

十一、類苯并?喹酮(氧肟酸)817

十二、多羥基生物堿817

十三、其他生物堿818

第六節(jié)作用方式820

一、類煙堿821

二、魚尼丁821

三、吡咯雙烷生物堿822

四、藜蘆定（無定形藜蘆堿）823

第七節(jié)分子生物學(xué)823

一、甲基異喹啉生物堿823

二、類單萜吲哚生物堿825

三、煙堿和托品烷生物堿827

四、嘌呤生物堿829

五、豇豆酸829

六、魚尼丁829

第八節(jié)展望830

第三十七章生物質(zhì)酚化合物在環(huán)境中的重要作用832

第一節(jié)引言832

第二節(jié)酚化合物的發(fā)生832

一、概述832

二、酚和酚酸833

三、芪（1，2?二苯乙烯）和菲833

四、類黃酮833

五、花色素苷834

六、雙類黃酮834

七、單寧834

八、異類黃酮834

九、醌和呫噸酮834

第三節(jié)分類835

第四節(jié)生物合成835

一、概述835

二、類苯丙酸838

三、羥基苯甲酸838

四、羥基肉桂酸的共軛物839

五、類黃酮840

六、苯醌化合物842

七、芪(1,2?二苯乙烯)和呫噸酮843

八、單寧843

九、木質(zhì)素、木酚素和新木酚素844

第五節(jié)生物活性845

一、酚和酚酸845

二、酚基糖苷847

三、香豆素849

四、單寧850

五、類黃酮851

六、木質(zhì)素852

第六節(jié)作用機(jī)制852

第七節(jié)分子生物學(xué)853

第八節(jié)展望853

第三十八章類萜在植物保護(hù)中的重要作用854

第一節(jié)引言854

第二節(jié)分類855

一、概論855

二、類單萜855

三、類倍半萜857

四、類二萜858

五、類三倍萜858

六、類三萜和類固醇860

第三節(jié)化合物的發(fā)生860

一、類半萜860

二、類單萜860

三、類倍半萜860

四、類二萜861

五、類三倍萜861

六、類三萜和類固醇861

第四節(jié)生物合成861

一、概論861

二、類單萜862

三、類倍半萜864

四、類二萜865

五、類三萜和類固醇865

第五節(jié)生物活性866

一、類單萜866

二、類倍半萜871

三、類二萜874

四、類三倍萜876

五、類三萜和類固醇876

第六節(jié)作用機(jī)制879

第七節(jié)分子生物學(xué)880

第八節(jié)展望882

第三十九章楝樹及其生物質(zhì)在環(huán)境和農(nóng)業(yè)中的意義883

第一節(jié)引言883

第二節(jié)楝樹及其制劑的重大意義884

第三節(jié)楝樹及其生物學(xué)特性887

一、分類學(xué)887

二、楝樹的普通名稱887

三、植物學(xué)特性888

四、地理分布891

五、生態(tài)學(xué)892

六、生長發(fā)育和果實(shí)產(chǎn)量893

七、繁殖、選種和育種894

八、楝樹的病蟲害894

第四節(jié)楝樹的生物學(xué)活性成分895

一、楝素和其他類三萜化合物895

二、植物材料(原料)895

三、分離方法895

四、類三萜的化學(xué)和生物活性895

五、四環(huán)(降)類三萜化合物的性質(zhì)896

六、楝素及其同系物896

七、其他類三萜衍生物及其性質(zhì)896

八、結(jié)構(gòu)?活性關(guān)系896

九、世界各地楝樹核仁中楝素的含量896

十、不同地區(qū)楝子仁中楝素的含量896

第五節(jié)苦楝樹898

一、普通名稱、地理分布、植物學(xué)特性和各種用途898

二、楝樹的各種用途899

三、植物化學(xué)900

四、楝樹的蟲害901

五、楝制劑對(duì)螨蟲、線蟲和昆蟲的影響901

六、數(shù)量結(jié)構(gòu)活性關(guān)系904

七、楝制劑對(duì)蝗亞目（蚱蜢和蝗蟲）的影響905

八、楝素農(nóng)藥的功效910

第六節(jié)楝素肥料和天然硝化抑制劑912

第四十章楝樹及其制劑——神奇的“綠色”農(nóng)藥917

第一節(jié)引言917

第二節(jié)楝制劑的新發(fā)展——植物農(nóng)藥917

第三節(jié)楝素農(nóng)藥的功效917

第四節(jié)楝樹的化學(xué)成分920

第五節(jié)楝素化合物920

第六節(jié)楝制劑的商業(yè)化進(jìn)程和特點(diǎn)922

第七節(jié)楝制劑的應(yīng)用和發(fā)展前景924

附表925

附表一國際制單位換算表925

附表二英美制和國際制單位換算系數(shù)926

參考文獻(xiàn)928