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氮是肥料三要素氮磷钾中最重要的一员

时间:2022-02-20 百科知识 版权反馈
【摘要】:十多年前,中国科学家卢嘉锡在研究固氮酶固氮活性中心的结构模型方面取得成就。根据卢嘉锡教授的理论模型合成出的化合物,具有将氮气合成氨的能力,这项成果使中国在化学模拟生物固氮的研究上,达到了世界先进水平。于是,科学家向固氮微生物学习,研究固氮酶的活性中心模型,以便让“模型物”像固氮菌一样,能够在常温常压下,把氮气源源不断地制造成氨。生物固氮已成为“热门”课题。
化肥之源_氮_科学奥秘探索

氮是肥料三要素(氮、磷、钾)中最重要的一员,任何庄稼都离不开氮。空气中虽有约4/5的氮气,可惜不能直接被植物当作养料吸收。

100多年前,化学家就设想把空气中的氮变成肥料。直到1908年,德国化学家哈柏才找到了用氮气和氢气直接化合生成氨的方法,也就是现在合成氨工业中的“哈柏法”。这种方法必须在高温高压下,才能把氮气和氢气经过催化而合成氨。

后来,人们从豆科植物根瘤菌中得到启示:可以寻求一种化合物,让氮气在常温常压的条件下,轻而易举地变成氮肥供植物吸收。

十多年前,中国科学家卢嘉锡在研究固氮酶固氮活性中心的结构模型方面取得成就。根据卢嘉锡教授的理论模型合成出的化合物,具有将氮气合成氨的能力,这项成果使中国在化学模拟生物固氮的研究上,达到了世界先进水平。

为什么豆科植物的根瘤菌能把氮气变成氮肥呢?十多年前,科学家从固氮微生物体内分离出固氮酶,对固氮酶的两种蛋白质——钥铁蛋白和铁蛋白进行了研究,才终于找到了其中的答案:只有这两种蛋白同时存在,固氮酶才有固氮能力。于是,科学家向固氮微生物学习,研究固氮酶的活性中心模型,以便让“模型物”像固氮菌一样,能够在常温常压下,把氮气源源不断地制造成氨。

生物固氮已成为“热门”课题。科学家们一方面要制造出一种能够在温和条件下合成氨的化合物,另一方面又想使其他植物像豆科植物那样自身具备固氮的能力。日本科学家发现了一种具有固氮能力的野生水稻,再用其他固氮遗传基因植入野生水稻,从而使这些野水稻的固氮能力一下子提高三倍。

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