次生代謝在生態農業中的應用/國傢星火計劃培訓叢書 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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劉立新，梁鳴早，科學技術部農村科技司 編

圖書標籤:

• 次生代謝
• 生態農業
• 植物生理
• 農業技術
• 星火計劃
• 綠色農業
• 植物化學
• 生物防治
• 土壤健康
• 可持續農業

齣版社： 中國農業大學齣版社

ISBN：9787565519918

版次：1

商品編碼：12344922

包裝：平裝

叢書名： 國傢星火計劃培訓叢書

開本：32開

齣版時間：2018-03-01

用紙：膠版紙

頁數：192

字數：160000

正文語種：中文

內容簡介

　　《次生代謝在生態農業中的應用/國傢星火計劃培訓叢書》從植物生理學的角度討論農業生産，主要介紹植物的次生代謝的理論和研究進展，並將其應用在生態農業上。
　　《次生代謝在生態農業中的應用/國傢星火計劃培訓叢書》可作為農業專業戶和普通農民的田間操作指導手冊和科學普及書籍。

內頁插圖

目錄

第一章 植物次生代謝概述
第一節 植物初生代謝和次生代謝
一、初生代謝與次生代謝的定義
二、次生代謝發現曆史
三、次生代謝近現代的研究與進展
第二節 植物次生代謝現象的啓示
一、名特優農産品的跟蹤研究
二、優質農産品生産的三要素
第三節 植物次生代謝開啓與運轉
一、植物對逆境的應激反應就是開啓次生代謝
二、次生代謝開啓和運轉的充分條件

第二章 植物次生代謝産物、功能及途徑
第一節 次生代謝産物的綜述
一、次生代謝的主要産物、代謝途徑及功能
二、生物堿
三、酚類衍生物
四、黃酮類
五、有機酸
六、萜類
第二節 植物內源激素
一、植物內源激素的分類
二、植物內源激素的功能
第三節 植物化感物質
一、植物化感物質的分類
二、植物化感物質的功能

第三章 次生代謝的抗逆機製
第一節 次生代謝的抗逆防禦機製
一、滲透調節物質的保護作用
二、抗自由基的酶促和非酶促防禦
三、逆境蛋白的應激指令作用
四、防禦信號轉導與交叉網絡應答機製
第二節 次生代謝抑製病蟲草害
一、次生代謝的抗病害機理
二、次生代謝的抗蟲害機理
三、次生代謝的抗雜草機理
第三節 次生代謝與植物的抗逆性
一、次生代謝的抗旱機理
二、次生代謝的抗鹽機理
三、次生代謝的抗低溫機理
四、次生代謝的抗高溫機理
五、次生代謝的抗災害性天氣的機理

第四章 次生代謝産物中的品質物質
第一節 農産品品質與人類健康
一、化學農業引起健康問題的反思
二、人體細胞的活力來自豐富的膳食營養
……
第五章 次生代謝在生態農業上的應用
第六章 擴展閱讀
參考文獻

前言/序言

　　生態農業按照生態學和經濟學原理，運用現代科學和管理手段，並與傳統農業相結閤，是生態效益和社會效益並舉的現代化高效農業。本書介紹次生代謝研究及其在生態農業中的應用。
　　第一章介紹近年來植物次生代謝的研究。
　　第二章介紹植物次生代謝産物分類、功能及途徑。次生代謝産物可分彆被稱為化感物質、內源激素、免疫物質、品質物質和風味物質，這些重要的次生代謝産物正是農業生産所追求的目標。
　　第三章介紹次生代謝的抗逆機製。在生産中充分利用植物次生代謝産物中的化感物質和內源激素可以抑製病、蟲、草害和抵抗逆境（乾旱、低溫、高溫、鹽堿和災害性天氣），這是栽培過程中不用農藥的理論依據。
　　第四章介紹次生代謝産物中的品質影響，主要涉及農産品的營養物質與風味、色澤、抗逆性、耐貯性等。優質農産品內含人類必需的營養物質。
　　第五章介紹次生代謝在生態農業上的應用。生態農業高産優質栽培技術體係是考慮為作物的次生代謝運轉提供充足的物質基礎，用人類可參與的脅迫來誘導作物打開次生代謝、産生係統性抗逆，從而提高植物的抗性和農産品的質量。本章闡述瞭高産優質栽培的四位一體技術體係和成功案例，為人類生産齣更有營養價值的農産品。
　　第六章擴展閱讀部分介紹瞭近年來在細胞生理學領域關於膜係統的研究，這些知識與我們的生態農業關係密切。在這部分還介紹瞭我國農田病蟲草害的問題綜述。

生態農業的綠色脈搏：次生代謝物的奧秘與實踐 一、 引言：重塑農業的未來，擁抱自然智慧 當今世界，我們麵臨著前所未有的挑戰：如何在滿足日益增長的人口對食物的需求的同時，保護我們賴以生存的地球？傳統農業模式過度依賴化肥、農藥，不僅對環境造成瞭嚴重汙染，還可能對人類健康構成威脅。在此背景下，生態農業以其可持續、環保、健康的理念，正成為引領農業發展未來的重要方嚮。而在這場深刻的農業變革中，隱藏在植物體內、默默支撐著它們生存與繁衍的“次生代謝物”，正逐漸顯露其強大的應用潛力，成為生態農業實現綠色、高效、可持續發展的關鍵驅動力。 本書旨在深入探索次生代謝物在生態農業中的豐富應用，揭示它們如何成為替代化學農藥、提升作物抗性、改良土壤肥力、促進生物多樣性乃至生産高附加值農産品的“秘密武器”。我們並非要簡單地羅列次生代謝物的種類，而是力求從生態係統的宏觀視角齣發，結閤前沿的科學研究和實踐案例，展現次生代謝物在構建健康、穩定、富有活力的生態農業體係中所扮演的不可或缺的角色。 二、 次生代謝物的多維視角：自然界的“綠色寶藏” 次生代謝物，顧名思義，並非植物生存所必需的基本代謝産物，而是植物在長期進化過程中，為適應復雜多變的環境，抵禦病蟲害侵襲，吸引傳粉者，甚至與其他生物進行信號交流而産生的一係列結構多樣、功能各異的化閤物。它們是植物對外界壓力的“智慧迴應”，是自然界賦予生命的“綠色饋贈”。 從化學結構上看，次生代謝物傢族龐大，種類繁多，主要可分為萜類、酚類、含氮化閤物（如生物堿）和含硫化閤物等幾大類。每一類次生代謝物都包含著無數的子成員，它們在植物體內扮演著不同的角色，例如： 萜類化閤物：如芳香精油中的檸檬烯、薄荷醇，以及植物防禦激素中的大劑量的倍半萜和二萜。它們很多具有揮發性，能夠散發齣獨特的香氣，吸引傳粉者，或驅趕害蟲。 酚類化閤物：如黃酮類、單寜酸、花青素等。這類化閤物廣泛存在於植物的根、莖、葉、花、果實和種子中，許多具有抗氧化、抗菌、抗病毒和抗腫瘤的活性。它們還可以作為植物的“色素”，吸引傳粉者，或作為“屏蔽層”，吸收紫外綫。 含氮化閤物：包括生物堿（如咖啡因、尼古丁、嗎啡）和氰苷等。這些化閤物往往具有劇毒性，是植物最直接的防禦武器，能夠有效阻止食草動物的啃食。 含硫化閤物：如植物體內的大蒜素、芥子油苷等。這些化閤物在植物受傷時釋放，具有強烈的辛辣氣味，能夠驅趕或殺死病原菌和害蟲。 然而，次生代謝物的價值遠不止於此。它們並非孤立存在，而是與植物體內的其他次生代謝物、甚至與其他生物形成復雜的網絡。這種協同作用，使得植物能夠更有效地應對環境挑戰。例如，一種化閤物可能負責吸引傳粉者，而另一種化閤物則負責在該地區形成一種“警告信號”，通知其他植物即將到來的威脅。 理解次生代謝物的多樣性及其在植物體內的功能，是探索其在生態農業中應用的基礎。它們是大自然為我們提供的豐富的化學“工具箱”，等待我們去發掘和利用。 三、 次生代謝物在生態農業中的關鍵應用：綠色革命的驅動力 次生代謝物在生態農業中的應用，正日益從理論走嚮實踐，為解決當前農業麵臨的諸多難題提供瞭創新的解決方案。 1. 替代化學農藥，構築生物防治的堅實防綫 傳統農業過度依賴化學農藥，不僅導緻環境汙染、土壤退化，還引發瞭農産品安全和食品安全問題，以及病蟲害的抗藥性問題。次生代謝物提供瞭天然、環保的替代方案。 天然殺蟲劑與驅避劑：許多植物次生代謝物，如印楝素（來自印楝樹）、除蟲菊素（來自除蟲菊）、煙堿（來自煙草）、苦參堿（來自苦參）等，都錶現齣顯著的殺蟲、驅蟲活性。它們通過乾擾害蟲的神經係統、消化係統、生長發育或繁殖，達到防治害蟲的目的。與化學農藥相比，這些天然殺蟲劑通常對非靶標生物毒性較低，更易於生物降解，對環境和人類健康的影響更小。例如，印楝素可以通過抑製昆蟲的蛻皮激素，乾擾其正常生長發育；除蟲菊素則能迅速麻痹昆蟲的神經係統。 天然殺菌劑與抗病毒劑：許多植物酚類化閤物、萜類化閤物以及含硫化閤物，都錶現齣強大的抗菌、抗真菌和抗病毒活性。例如，某些精油成分（如茶樹油、牛至油）具有廣譜的抗菌作用；單寜酸可以與蛋白質結閤，形成一層保護膜，阻礙病原菌的侵入；植物體內産生的植物抗毒蛋白（PR proteins）則在抵抗病毒感染方麵發揮著重要作用。這些天然物質能夠有效抑製或殺滅植物病原菌，減少病害的發生，降低對化學殺菌劑的依賴。 生物誘導抗性：植物的次生代謝物並非僅是直接殺滅病蟲害，更重要的是，它們能夠誘導植物自身産生更強的抗性。當植物受到輕微的病蟲害侵襲或受到特定信號（如某些次生代謝物的釋放）刺激時，會激活其自身的防禦機製，産生更多的次生代謝物，從而更有效地抵抗後續的、更嚴重的侵擾。這種“預警”和“強化”機製，使得植物能夠更主動地應對環境壓力，減少外界乾預的需求。 2. 提升作物自身抗性，增強生態係統的韌性 次生代謝物不僅是抵禦外來威脅的“盾牌”，更是植物自身生存和繁衍的“生命力源泉”。在生態農業中，通過閤理選育、管理，可以充分發揮次生代謝物在提升作物抗性方麵的作用。 抗旱、耐鹽堿能力：某些次生代謝物，如脯氨酸、甜菜堿等，能夠作為滲透調節物質，幫助植物在乾旱、鹽堿等逆境條件下維持細胞膨液，減少水分流失，從而提高抗旱、耐鹽堿的能力。 抗重金屬能力：一些植物通過産生特定的次生代謝物（如金屬硫蛋白），能夠有效地絡閤、隔離土壤中的重金屬離子，減輕重金屬對植物的毒害，甚至能夠用於修復重金屬汙染的土壤。 營養價值與風味改良：許多次生代謝物，如類鬍蘿蔔素、花青素、黃酮類化閤物等，不僅為農産品提供鮮艷的色彩，更重要的是，它們具有重要的營養價值，是人體必需的抗氧化劑、維生素前體等。閤理利用這些次生代謝物，可以改良農産品的品質，增加其營養價值和風味，滿足消費者對健康、美味食品的需求。 3. 促進土壤健康，構建可持續的農業生態係統 土壤是農業的根基，而健康的土壤是生態農業可持續發展的關鍵。次生代謝物在土壤改良、促進有益微生物生長等方麵也發揮著重要作用。 土壤改良劑：植物根係分泌的次生代謝物，如有機酸、酚類化閤物等，能夠改變土壤的pH值，促進土壤中難溶性養分的釋放，提高土壤的肥力。同時，這些化閤物還可以分解土壤中的有機質，為土壤微生物提供能量和碳源，促進土壤微生物的活性和多樣性。 促進有益微生物的生長與協同作用：許多植物次生代謝物能夠作為有益微生物的“信號分子”或“營養物質”，吸引和促進固氮菌、解磷菌、菌根真菌等有益微生物的生長和繁殖。這些微生物能夠與植物形成互惠共生關係，幫助植物吸收養分，增強抗病性，進一步提高作物的産量和品質。例如，菌根真菌可以極大地擴大植物根係的吸收麵積，並幫助植物吸收土壤中難以獲取的磷元素。 生物修復土壤：某些植物産生的次生代謝物，特彆是能夠吸附或降解汙染物的化閤物，可以用於修復被農藥、重金屬等汙染的土壤，使土地恢復生機，實現農業的可持續發展。 4. 拓展農産品附加值，推動農業産業升級 除瞭在農業生産環節的直接應用，次生代謝物還可以為農産品帶來更高的附加值，推動農業産業的升級。 天然色素與食品添加劑：從農作物中提取的天然色素（如花青素、類鬍蘿蔔素）和風味物質，可以替代閤成色素和人工香料，滿足消費者對天然、健康食品的需求，為農産品加工業帶來新的增長點。 天然藥物與保健品原料：許多具有藥用價值的次生代謝物（如紫杉醇、青蒿素、人參皂苷等），正是來源於植物，成為天然藥物和保健品的重要原料。通過生態農業的種植模式，可以生産齣高品質、高純度的藥用植物資源，為生物醫藥産業提供可持續的供應。 生物農藥與生物肥料的開發：從植物中提取的次生代謝物，經過進一步的研發和生産，可以開發齣新型的生物農藥和生物肥料，這些産品具有高效、低毒、環保的特點，能夠為生態農業提供更加完善的技術支撐。 四、 挑戰與展望：邁嚮更廣闊的應用前景 盡管次生代謝物在生態農業中的應用前景廣闊，但仍麵臨著一些挑戰，需要我們進一步的努力和探索。 研究深度與廣度不足：雖然對一些常見的次生代謝物有瞭深入的瞭解，但自然界中仍有大量未被發現和研究的次生代謝物，其潛在應用價值有待挖掘。同時，對次生代謝物在復雜生態係統中的相互作用機製，以及其在不同環境條件下的穩定性、降解規律等方麵的研究也需要進一步加強。 提取、分離與純化技術：從植物中高效、低成本地提取、分離和純化目標次生代謝物，並將其穩定地應用於農業生産，是當前技術上麵臨的一大挑戰。需要開發更先進、更環保的提取技術，以降低生産成本，提高産品質量。 標準化與産業化瓶頸：目前，許多次生代謝物在農業中的應用仍處於小規模試驗或示範階段，缺乏統一的生産標準和質量控製體係，難以實現大規模的産業化推廣。建立完善的標準化體係，促進技術創新與産業對接，是實現規模化應用的關鍵。 政策支持與市場引導：推動次生代謝物在生態農業中的廣泛應用，需要政府在政策法規、資金投入、技術推廣等方麵給予大力支持。同時，也需要加強市場宣傳和引導，提高消費者對生態農産品的認知度和接受度，從而形成良性的市場循環。 展望未來，隨著科學技術的不斷發展和人們對可持續發展的日益重視，次生代謝物在生態農業中的應用必將更加深入和廣泛。從基因工程、閤成生物學等前沿技術，到大數據、人工智能等信息技術的輔助，都將為我們更好地理解和利用這些“綠色寶藏”提供新的機遇。我們有理由相信，通過不懈的努力和探索，次生代謝物將為構建一個更加健康、綠色、可持續的未來農業做齣更加重要的貢獻。 五、 結語 本書旨在為您打開一扇通往次生代謝物世界的大門，讓您看到它們在重塑農業未來、實現生態文明建設中的巨大潛力。我們呼籲更多的科研人員、農業生産者、政策製定者以及社會各界關注並參與到次生代謝物在生態農業中的研究與應用中來，共同譜寫生態農業的綠色篇章。讓我們攜手同行，擁抱自然智慧，共創人與自然和諧共生的美好未來。

評分☆☆☆☆☆

我以一個資深農藝師的視角來審視這本書，坦白講，很多關於次生代謝的文獻往往過於偏重基礎研究，讀起來枯燥且缺乏直接的應用指導。然而，此書的編排理念顯然是麵嚮實踐的。它並沒有迴避復雜的生物化學背景，但高明之處在於，它總能在關鍵的技術節點上，清晰地勾勒齣一條從分子到田間的轉化路徑。例如，書中詳細對比瞭不同發酵方法和植物組織培養技術對特定次生代謝物積纍的影響，這些對比不是簡單的羅列，而是深入分析瞭不同培養基成分中，特定激素水平波動如何影響關鍵酶的錶達，從而指導瞭規模化生産的可能性。最讓我眼前一亮的是關於“次生代謝物與生物多樣性維持”的探討。作者通過引入生態學中的“植物-微生物互作”模型，解釋瞭在間作或輪作係統中，特定代謝産物如何通過土壤滲漏或根係分泌物，為伴生植物提供生存優勢，這對於我們設計更具穩定性的生態農田係統具有極高的參考價值。這本書的語言風格嚴謹而不失生動，大量采用圖錶和流程圖來輔助理解復雜的代謝網絡，極大地降低瞭專業知識的理解門檻，讓基層技術人員也能快速掌握核心概念。

評分☆☆☆☆☆

我是在尋找關於土壤健康和生物防治新思路的過程中接觸到這本書的。說實話，許多關於生物防治的書籍，要麼過於聚焦於單一的生物製劑，要麼就是泛泛而談。而這本著作的獨特之處在於，它將“次生代謝”作為一個貫穿始終的主綫索，去解構和重塑我們對“健康土壤”的理解。書中對植物根係分泌物（Exudates）的分析細緻入微，不同次生代謝物如何影響根際微生物的群落結構，特彆是那些能有效促進固氮菌和溶磷菌活性的化閤物，都有詳盡的化學結構圖和相應的田間錶現數據。我最欣賞的是它對於“應激響應”的闡述，書中提齣，通過模擬輕微的生態脅迫（如適度的乾旱或營養限製），可以係統地“訓練”植物産生更豐富的次生代謝防禦機製，這是一種主動培養生態免疫力的策略。這種思路徹底顛覆瞭以往那種“盡力滿足作物需求”的傳統農業觀，轉而強調“激發作物潛力”。閱讀這本書，就像被一位經驗豐富的生態設計師手把手地引導，去觀察和設計一個能夠自我維持和調節的農田生態係統。

評分☆☆☆☆☆

作為一名專注於農業經濟和可持續發展研究的學者，我更關注的是這種技術路綫的經濟可行性和政策導嚮性。這本書在探討次生代謝應用時，展現齣一種難得的前瞻性——它並未將次生代謝産物僅僅視為“高價值的天然藥物或香料”，而是將其定位為提升整個農業生態係統服務功能的基礎要素。書中對如何利用次生代謝物來替代部分傳統化肥和農藥，並進行成本效益分析的部分，尤其值得推敲。作者通過構建一個動態的生態經濟模型，展示瞭在長期實踐中，初期投入的研發和技術培訓成本，如何被後續的投入減少和品質提升所抵消。此外，書中對知識産權和種質資源保護的討論也體現瞭較高的社會責任感，強調瞭開發利用本土特色作物的次生代謝資源，必須與當地農民的利益捆綁，確保技術成果能夠真正惠及生産者。這種將硬核生物化學、應用生態學與宏觀經濟視角融為一體的寫作手法，使得這本書的受眾範圍極大地拓寬瞭，不再局限於實驗室裏的研究人員，更是為政策製定者提供瞭堅實的科學依據。

評分☆☆☆☆☆

這本關於次生代謝在生態農業中的應用的著作，簡直是一次深入田野與實驗室的奇妙旅程。初捧此書，我便被其宏大的敘事結構所吸引，作者似乎並未將重點局限於那些晦澀難懂的化學反應式，而是巧妙地將植物次生代謝産物的生物閤成途徑與它們在實際農業環境中的生態功能緊密地編織在一起。例如，書中對某些萜類化閤物在植物抗蟲防禦中的機製闡述得極為透徹，不僅描述瞭信號傳導的分子機製，更結閤瞭不同氣候帶和土壤條件下，這些物質的産量和功能多樣性變化。我特彆欣賞其中關於“信息素”在作物群落調控中的作用的章節，它不再將作物視為孤立的個體，而是置於一個復雜的生物網絡之中，探討瞭芳香族化閤物如何影響土壤微生物群落的結構，進而反作用於作物的營養吸收效率。書中穿插的案例研究，大多來自國內一綫科研機構的實際試驗數據，使得理論不再是空中樓閣，而是有堅實的數據支撐，讓人對“生態農業”這個概念有瞭更具體、更具操作性的理解。閱讀過程中，我時常會停下來，思考如何將這些前沿的生物化學知識轉化為我們日常農田管理中的具體策略，比如如何通過非化學乾預手段，誘導作物自身産生更高水平的次生代謝産物，以達到可持續病蟲害管理的目標。整本書讀下來，感覺像是接受瞭一次全方位、多維度的農業生物技術升級培訓。

評分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗，對於希望從傳統農業嚮現代精準生態農業轉型的技術人員來說，無疑是一次知識的“補強訓練”。它所覆蓋的知識麵相當廣博，從植物體內復雜的基因調控網絡，到田間尺度上不同作物間的相互作用，無不有所涉獵。尤其在“生物有效性”這一環節的論述上，作者進行瞭深入的剖析，指齣瞭許多實驗室中錶現優異的次生代謝物，在進入復雜的土壤環境後，麵臨的降解、吸附和生物利用率下降的挑戰。書中對新型的靶嚮釋放載體技術進行瞭介紹，這些載體能夠保護次生代謝産物，並將其精準投遞到目標生物或靶區，從而大幅提高瞭應用效率。這部分內容，讓我深刻體會到，現代農業的應用科學已經發展到瞭需要精細工程介入的階段。這本書的敘事節奏張弛有度，理論深度足夠支撐學術探討，同時又不乏實踐案例的生動性，使得它既可以作為高年級本科生和研究生的參考教材，也完全可以作為一綫技術人員的案頭工具書。它提供瞭一張清晰的路綫圖，指引我們在利用自然的復雜性來解決農業可持續性問題的道路上，走得更遠、更穩健。