固氮的三种方法

王学路在实验室里对学生进行指导。受访者供图

□本报记者 曹萍

“采菽采菽，筐之筥之。”8月5日，初见河南大学副校长王学路，在讲科研之前，他先念了两句《诗经》中的诗句。

“菽”指的是大豆，几千年前就开始在黄河流域先人的餐桌上占据重要地位，如今王学路和团队用最先进的生命科学方法解码它生长过程中的奥秘，获得了突破性成果。

自大学开始与植物科学结缘，30多年来，王学路一直沉浸在植物学基础研究中，热情始终不减。“做科研就要永远保持对未知的好奇和热爱，不停下探索的脚步，走别人没有走过的路。”他说。

“探索未知是科研的最大魅力”

从大洋彼岸回到国内，又辗转来到河南，转了一大圈，王学路离老家越来越近，这让他倍感亲切，找到了家乡的味道。

王学路是河北巨鹿人。1992年，王学路从中国农业科学院品资所植物遗传育种专业研究生毕业后，留在那里工作。3年后，他辞去稳定的工作，选择留学深造，进入美国亚利桑那大学植物科学系攻读博士学位，研究玉米营养品质。

那是一段辛苦却纯粹的岁月，王学路过起了两点一线的生活，把所有的时间和精力都投入到学习和科研之中。同期和他一起攻读博士学位的有8个人，最终只有王学路顺利拿到博士学位。

2007年，王学路从美国Salk生物科学研究所博士后出站。他放弃了美国大学的邀请，选择回国进入复旦大学生命科学学院。他的初衷是：“国内创业干事的氛围特别吸引人，希望用自己所学为我国植物学基础研究添砖加瓦。”

仅用时两年，王学路团队的第一篇原创性研究成果就发表在国际期刊PNAS上；2009年王学路获得国家杰出青年科学基金资助，2009年入选教育部“长江学者”特聘教授。

2014年，王学路转向一个全新的领域，开始研究大豆生物学及其共生固氮机制。为了更好地开展科研，他转战到华中农业大学，又于2019年年底来到河南大学。

“豆科生物学基础研究是一片亟待开垦的沃土，有更多问题有待解决。探索未知是科研的最大魅力。”王学路说。

“做研究眼光一定要看长远”

从事植物学研究多年，从小麦、玉米、拟南芥到水稻等，王学路都曾涉猎，研究系统包括生理生化、遗传学、激素信号转导与相互等。但当他在47岁再一次“急转弯”，很多人都被他的勇气所折服。

王学路却没有任何的犹豫和忐忑。“虽然研究对象换过很多，但基础知识是相通的，之前所有的研究和成果是开拓新方向的基础，我相信在新领域会有所突破。”王学路胸有成竹。

河南是农业大省，也是大豆的起源地，而且河南大学生物学一流学科声名在外，还有全新建成的省部共建作物逆境适应与改良国家重点实验室等国家级平台，这些都坚定了王学路选择北上的决心。

事实证明王学路的选择没有错。2021年10月，王学路团队在生物固氮领域取得重大突破，研究成果“光诱导的信号调控大豆共生结瘤的机制”在国际著名期刊《Science》上发表，这是河南第一篇以省内科学家为主导在该杂志发表的论文；该项成果还入选教育部2021年“全国高校十大科技进展”，实现了我省在此奖项上零的突破。

“豆科植物根上的根瘤就像一个工厂，把土壤中的根瘤菌‘聘用’过去，利用植物提供的光合产物，将空气中的氮气转化为氨，成为支持植物生长的氮肥，这就是生物固氮，可以减少对化学氮肥的依赖。”晦涩的科学名词，经王学路一讲变得生动有趣。

王学路团队的系列研究成果揭示了光信号是如何调控生物固氮过程的，以及大豆与根瘤菌之间是如何形成“雇佣”关系的。“据此可以设计在暗处和弱光下也可以高效固氮的新型植物，或者通过分子育种培育更加优良的大豆品种，解决我国大豆种植面积小的‘卡脖子’问题，这就是基础研究的作用。”王学路说。

基础研究是王学路反复提及的关键词。“我国当前面临的许多‘卡脖子’问题，其实都‘卡’在了基础研究上。眼光一定要看长远，前瞻30年、50年，夯实基础研究根基，才能真正实现高水平科技自立自强。”王学路说。

“高校发展最关键的是人才”

走进位于河南大学的作物逆境适应与改良国家重点实验室，可以听到南腔北调，王学路团队的成员来自全国各地。

团队成员吕琪是广西人，她从武汉跟随王学路来到河南。“王老师不仅是学术上的老师，还是我们的人生导师，操心每个人的未来发展，想‘躺平’是不行的。”吕琪笑着说。

平时，王学路问学生最多的问题是“什么是科学”“你为什么做这个课题”。“你不是流水线上的工人，搞科研不是重复，必须要创新，做出独一无二的东西。”王学路坦言自己很严格。

在王学路办公室的门口，有一张不大的桌子，这是他和学生的“讨论桌”。“每半个月就要跟实验室每个人至少单独谈一次，谈科学问题和研究思路、谈他们的困惑和困难。”与学生交流，王学路从不吝惜时间。

其实，王学路的时间填得非常满，不仅要负责实验室，他还担任河南大学学术副校长。

“一流大学的发展和学科布局，关键在于一流的师资队伍建设、人才培养和科研成果产出，我作为学术副校长就是要抓好学科建设、学术发展和自然科学研究。”王学路说。

不管是搞科研、带学生，还是谋划学校的学术发展，王学路仿佛都驾轻就熟。然而，实验室每天亮到凌晨的灯光，见证了他的艰辛和付出；排得满满当当的行程表，显示出他的紧张和忙碌。

王学路出门喜欢背一个黑色的双肩包，包里永远装着电脑和资料，他习惯了抓住每一个间隙工作和学习。“小小的大豆，还有很多科学问题没有解决，我们要做的还有很多。”王学路探索的脚步还将继续。

魏璧陶2489什么是大气固氮? -
郎步伦15099401738 ______ 大气固氮就是把大气中的氮气分子转化为含氮的化合物,一般先转化为氨. 固氮方式主要有三种: 1,生物固氮.最重要的固氮途径.大约占地球固氮的90%.能够进行固氮的生物主要是固氮菌.包括与豆科植物共生的根瘤菌、圆褐固氮菌和蓝藻. 2、工业固氮.全世界的固氮能力已达一亿吨!不可小视 3、高能(闪电,射线,火山爆发等)固氮.固氮量很少.

魏璧陶2489固氮是什么意思? -
郎步伦15099401738 ______ 将空气中的游离氮转化为化合态氮的过程,称为固氮(nitrogen fixation) 人工固氮和天然固氮 1、人工固氮 工业上通常用H2和N2 在催化剂、高温、高压下合成氨 最近,两位希腊化学家,位于Thessaloniki的阿里斯多德大学的George ...

魏璧陶2489什么是固氮,固碳? -
郎步伦15099401738 ______ 固氮是将游离态的N2转化成NH3 供植物吸收利用 固氮有三种方法 1.闪电固氮 2.工业固氮(化肥厂)3.生物固氮(固氮微生物) 硝化细菌是将NH3转化成铵盐 部署于固氮范畴 固碳则是将无机碳(CO2)转化成有机碳(淀粉等) 常见固碳有两种方法1.光合作用 (绿色植物 光合自养微生物如蓝藻)2.化能合成作用(常见有硝化细菌 利用氧化NH3来合成有机物) 而且要知道 固氮和固碳是两个独立过程 相互并不影响 如 能固氮的也可固碳 如蓝藻 能固氮而不能固氮 如根瘤菌 学嘛 就要学好学牢 加油

魏璧陶2489急,什么是生物固氮的六要素! -
郎步伦15099401738 ______[答案] 生物固氮 (1)生物固氮的概念 生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程. 固氮微生物主要是指具有固氮功能的细菌,还包括有固氮功能的蓝藻和放线菌. (2)固氮微生物的类型 固氮生物都属于个体微小的原核生物,所以,固氮生物...

魏璧陶2489生物固氮有哪三种途径?
郎步伦15099401738 ______ 是固氮的途径吧?有生物固氮,自然固氮和工业固氮三种.

魏璧陶2489起固氮作用的化学方程式 -
郎步伦15099401738 ______ 高温高压催化剂条件下 N2+3H2=2NH3 高温高压下 4NH3+5O2=4NO+6H2O 2NO+O2=2NO2(这个反应速度很快,基本上在实验室里,制出的NO一见空气全部变成红棕色就是NO2) 所谓固氮 就是把氮气转化成别的化合物,只要把氮气转化了成别的东西 就是固氮 固氮有3种方式 1.高能固氮,就是闪电了,N2在闪电下,成为NO,再转化成NO2 2.人工固氮,就是制NH3,N2+H2 3.生物固氮,就是固氮类的生物,比如根瘤菌,原褐固氮菌等等

魏璧陶2489氮的固定是指由___的氮转化为___的氮,主要可分为___,___,___三种形式 -
郎步伦15099401738 ______[答案] 游离态的氮变成化合态的氮 分为天然固氮 就是氮气和氧气放点生成一氧化氮的反应. 人工固氮..就氮气和氢气合成氨 生物固氮 比如说根瘤菌..

魏璧陶2489生物固氮的氮循环是怎样的?
郎步伦15099401738 ______ 氮素在自然界中有多种存在形式,其中,数量最多的是大气中的氮气,总量约3.9*... 地球上固氮作用的途径有三种:生物固氮、工业固氮(用高温、高压和化学催化的方...

魏璧陶2489什么叫氮的固定
郎步伦15099401738 ______ 你好,把游离的氮转变成氮的化合物的方法称为氮的固定 雷雨过后庄稼肥, 蛋白质的合成,