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出版者:

作者:曹励民

出品人:

页数:171

译者:

出版时间:2010-6

价格:26.00元

装帧:

isbn号码:9787117129480

丛书系列:

图书标签:

• 寄生虫学
• 医学检验
• 诊断学
• 寄生虫
• 检验技术
• 医学
• 病原生物学
• 实验室医学
• 临床检验
• 微生物学

现代农业的基石：土壤微生物生态学及其应用 第一部分：绪论与基础理论 本书深入探讨了土壤微生物生态学的核心概念、研究方法及其在现代农业可持续发展中的关键作用。土壤，作为地球上最复杂的生态系统之一，其健康状况与土壤中数以亿计的微生物群落息息相关。这些微生物——包括细菌、古菌、真菌、放线菌和原生动物——是驱动全球生物地球化学循环的引擎，对土壤肥力、植物健康和环境质量起着决定性作用。 第一章：土壤微生物生态学概论 本章首先界定了土壤生态学的范畴，将土壤视为一个动态、多孔隙的介质，而非简单的无机物集合。我们追溯了土壤微生物研究的历史脉络，从早期对土壤肥力的经验观察到现代分子生物学技术的革新。核心概念包括微生物群落结构（Community Structure）、功能多样性（Functional Diversity）以及微生物的生态位（Niche）。土壤微生物群落的组成是地理、气候、母质和土地利用历史共同作用的结果，理解这种复杂的相互依赖关系是应用生态学的基础。 第二章：土壤微生物群落的生物学基础 本章详细解析了土壤中主要微生物类群的生物学特性。 细菌与古菌： 探讨了它们在氮循环（固氮、硝化、反硝化）、硫循环和碳循环中的关键代谢途径。重点关注一些重要的属，如固氮的根瘤菌属（Rhizobium）和硝化作用的亚硝化单胞菌属（Nitrosomonas）以及氨氧化古菌（AOA）在生态系统中的重要性。 真菌： 深入阐述了真菌在有机质分解中的不可替代性，特别是在分解木质素和纤维素等难降解聚合物方面的能力。对丛枝菌根真菌（AMF）在植物养分吸收和水分利用中的协同作用进行了详尽的论述。 放线菌与原生动物： 讨论了放线菌产生的次生代谢产物（抗生素和酶）对土壤病原体的调控作用。原生动物（如纤毛虫和阿米巴）作为微生物“提纯器”，通过捕食活动影响细菌群落的结构和养分释放速率（微生物“提纯”假说）。 第三章：土壤微生物的分子生态学工具 现代土壤微生物研究严重依赖高通量测序技术。本章系统介绍了用于解析群落结构和功能的关键技术： DNA/RNA提取与定量： 涵盖了从不同土壤类型中高效提取微生物核酸的最佳实践。 16S rRNA/ITS基因测序： 详细解释了基于靶向基因的分类学分析流程，包括生物信息学处理、OTU/ASV聚类以及多样性指数（α和β多样性）的计算与解释。 宏基因组学（Metagenomics）： 阐述了宏基因组测序如何揭示群落的“功能潜力”，包括代谢通路重建和关键功能基因的鉴定。 功能基因的定量（qPCR与定量宏基因组学）： 用于量化特定生态过程相关基因（如固氮酶nifH基因）的丰度。 第二部分：微生物与环境的相互作用 第四章：土壤碳动态与微生物分解 土壤有机质（SOM）是全球碳库的主要储存库。本章聚焦于微生物在SOM的形成、稳定和分解过程中的作用。 难降解有机物的分解： 讨论了真菌外酶（如漆酶、过氧化物酶）对芳香族化合物的降解机制，以及细菌如何利用简单碳水化合物。 微生物生物量与周转： 分析了微生物生物量（Microbial Biomass）作为活性有机碳的衡量标准，及其在土壤碳储量变化中的贡献。 微生物对气候变化的响应： 探讨了升温和土壤酸化对微生物群落结构及其碳分解速率的反馈机制。 第五章：植物-微生物互作：根际生态学 根际（Rhizosphere）是土壤中最具活力的区域，受植物根系分泌物（根系渗出物）的强烈影响。 根际效应（Rhizosphere Effect）： 分析了根系分泌物如何选择性地富集和驱动特定微生物群落的形成。 植物生长促进根际微生物（PGPR）： 详细分类和讨论了能够通过固氮、溶磷、分泌植物激素（如生长素）或生物防治病原体来促进植物生长的细菌和真菌。 菌根协同体： 深入研究了内生菌根（ERM）和外生菌根（ECM）的结构、功能及其在提高植物对水分和磷素吸收效率中的机制。 第六章：土壤微生物与生物地球化学循环 本章将生态学理论与宏观环境过程联系起来，重点关注关键元素的循环： 氮循环的调控： 不仅包括固氮、硝化和反硝化，还包括氨挥发和淋失过程，强调了微生物在减少农业面源污染中的潜力。 磷和铁的生物地球化学： 讨论了微生物如何通过分泌有机酸和磷酸酶来提高难溶性磷的有效性（溶磷菌）。 重金属的生物修复： 研究了微生物对重金属的吸附、螯合和生物转化能力，为污染土壤的生态修复提供生物学基础。 第三部分：微生物在可持续农业中的应用 第七章：生物防治与植物病原体管理 随着化学农药使用的限制，基于微生物的生物防治策略日益重要。 拮抗机制： 深入分析了生物防治菌（如假单胞菌属、芽孢杆菌属和某些拮抗性真菌）通过抗生素产生、竞争排斥和诱导系统抗性（ISR）来抑制植物病原体的分子机制。 生物农药的开发与应用： 评估了商业化生物防治产品的功效、储存稳定性以及在田间应用中的挑战。 第八章：土壤改良与生物肥料 本章着重于如何利用和优化土壤微生物群落以增强农业生产力。 生物固氮技术： 探讨了非豆科植物的生物固氮技术（如青贮应用）的最新进展，以及减少化学氮肥依赖的潜力。 生物土壤改良剂的配方： 分析了微生物接种剂（Inoculants）的设计原则，包括选择合适的菌株、载体材料（如泥炭、生物炭）以及接种的最佳时机和方法，以确保微生物在土壤中的定殖和持久性。 生物炭-微生物相互作用： 研究了生物炭如何通过改善土壤物理结构和提供微生物栖息地来促进有益微生物的活动和定殖。 第九章：土地利用变化与微生物响应 土地管理实践是塑造土壤微生物群落的最主要的人为因素。 免耕与轮作系统： 分析了免耕（No-tillage）如何通过减少土壤扰动来维持根际微生物网络和菌根网络的连续性，进而提高土壤碳封存。 集约化与有机农业的对比： 比较了传统集约化管理（高投入、高频率耕作）与有机管理（注重土壤健康、生物多样性）对微生物群落结构和生态功能指标的影响。 微生物群落的工程学： 展望了通过精准管理（Precision Management）技术，如土壤微生物群落分析指导下的靶向施肥和接种策略，实现资源利用效率最大化的未来农业方向。 结语：面向未来的土壤微生物生态学 本书最后总结了当前研究的前沿领域，包括土壤微生物组与宿主（植物、动物）健康之间的广谱联系，以及利用合成生物学工具设计具有增强功能的微生物群落的潜力，强调了土壤微生物生态学在保障全球粮食安全和环境可持续性中的核心地位。

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