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生物炭连续施用对农田土壤氮转化微生物及N2O排放的影响 总被引:1,自引:0,他引:1
【目的】研究连续添加生物炭6年后对农田土壤氮转化相关微生物功能基因的影响,揭示生物炭影响作物产量和N2O排放的微生物学机制,并为生物炭的推广使用提供理论依据。【方法】通过在潮土农田设置0(BC0,对照)、2.25(BCL,低量)、6.75(BCM,中量)和11.25 t·hm-2(BCH,高量)4个秸秆生物炭量处理的田间定位试验,采用田间观测、化学分析、荧光定量PCR(qPCR)技术,系统研究施用生物炭对氧化亚氮(N2O)排放、氨单加氧酶(amoA)、亚硝酸还原酶(nirK、nirS)、氧化亚氮还原酶(nosZ)基因丰度及夏玉米产量的影响。【结果】与对照BC0处理相比,施用生物炭可显著提高夏玉米籽粒产量,且BCM处理籽粒产量达到最大值10 811 kg·hm-2,显著降低夏玉米生育期N2O累积排放量,并以BCM处理减少N2O排放效果最优。研究还发现,在夏玉米多个生育时期,与对照比较,生物炭施用可以显著提高耕层土壤无机氮储量和土壤含水量。此外,随着生物炭施用量增加,土壤氨氧化古菌(AOA)基因拷贝数在夏玉米大喇叭口期和成熟期均表现为先上升后下降趋势,且两个时期均以BCM处理最高,而氨氧化细菌(AOB)基因拷贝数在夏玉米大喇叭口期和成熟期分别为BCH处理和BCM处理最高。与对照相比,中、高量生物炭施用(BCM、BCH处理)可显著提高夏玉米大喇叭口期和成熟期土壤反硝化作用功能相关基因(nirK、nirS、nosZ)拷贝数。相关性分析表明,夏玉米成熟期土壤N2O排放通量与土壤硝态氮、土壤含水量、AOA、AOB、nirK、nirS、nosZ呈显著负相关关系。【结论】施用生物炭通过增加土壤微生物氮转化功能基因丰度进而降低土壤N2O排放,通过增加土壤耕层无机氮储量和土壤水分含量进而提高作物产量,并以中等用量(6.75 t·hm-2)施用效果最优。 相似文献
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为探索母羊因素对哺乳期云上黑山羊羔羊生长发育的影响,根据母羊体重、胎次分别选取云上黑山羊初生羔羊90只和120只,公、母各半,从出生开始直至90日龄断奶,每10天进行1次体重测定,进行生长发育分析。结果表明:(1)母羊产后体重对羔羊初生重、哺乳期体重具有显著影响(P<0.05)。母羔中,38~45 kg母羊组和48~62 kg母羊组的羔羊初生重、平均日增重均显著高于28~35 kg母羊组(P<0.05)。公羔中,38~45 kg母羊组的羔羊初生重显著高于其他两组羔羊(P<0.05),48~62 kg母羊组其羔羊平均日增重显著高于其他两组羔羊(P<0.05)。(2)母羊胎次对母羔初生重没有显著影响,但对母羔哺乳期体重均有显著影响(P<0.05),母羔中,3胎、4胎母羊组的羔羊平均日增重均显著高于1胎和2胎母羊组;母羊胎次对公羔的影响不显著。说明母羊产后体重显著影响羔羊胎儿期和哺乳期的生长发育,合适的母羊体重可以为羔羊提供充足的营养;母羊胎次仅对哺乳期母羔具有显著影响,母羊的母性行为随胎次的增加而完善。 相似文献
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土壤微生物生物地理学:国内进展与国际前沿 总被引:10,自引:2,他引:8
土壤微生物生物地理学是研究土壤中微生物空间分布格局及其随时间变化的一门科学,是土壤微生物学和微生物生态学等领域的研究前沿。近年来,尽管土壤微生物生物地理学研究取得了巨大进展,目前仍面临诸多难题与挑战。本文简要回顾了土壤微生物生物地理学的发展历程,重点介绍近年来我国在森林、草地和农田生态系统中土壤微生物生物地理学研究的主要进展。同时进一步阐述了目前土壤微生物生物地理学研究的国际前沿方向,包括微生物群落空间分布及其驱动机制、群落构建过程与共存网络、微生物地理分布与生态系统功能的关联以及预测微生物群落对全球变化的响应。最后,对土壤微生物生物地理学未来的研究方向进行了展望,强调了清晰的微生物物种定义、微生物群落的时间动态、多组学与合成生物学技术以及高精度的预测模型在土壤微生物生物地理学研究中的重要性。 相似文献
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无机碳源作为自养微生物的能量来源,是影响自养脱氮细菌富集的重要因素。文章通过添加不同量的KHCO3作为ZVI介导的自养脱氮体系中无机碳源,研究反应体系的脱氮效果影响趋势以及适宜的无机碳源添加量。结果如下:1)KHCO3作为无机碳源可以显著提高NH^+4-N去除率,KHCO3添加量越多,其NH^+4-N去除率越高。KHCO3添加量分别为2 g,1 g,0.5 g的SBR反应器R2,R1,R0.5的NH^+4-N去除率分别为98.39%,65.18%,44.56%,相较不添加KHCO3的R0分别提高86.5%,53.29%,32.67%。ZVI的添加会降低KHCO3对NH^+4-N氧化的促进作用。2)KHCO3可明显提高TIN去除效果,促进总氮脱除的高低顺序是R1>R0.5>R2,SBR反应器R2,R1,R0.5的平均TIN去除率分别为19.01%,32.04%,27.62%,相较于空白组R0分别提高了10.60%,23.63%,19.21%。3)KHCO3可中和硝化反应产生的H^+,对反应体系具有缓冲作用,可使微生物处于较适宜的酸碱环境中,更有利于反应器的稳定运行。4)适量的无机碳源KHCO3可以促进氨氧化细菌和厌氧氨氧化细菌的活性。该研究探讨了无机碳源在零价铁脱氮体系中的影响趋势,为铁型脱氮技术提供了理论支撑。 相似文献
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AIM: To investigate the effects of astragaloside IV (AS-IV) on chemokine receptor 4 (CXCR4) and stromal cell-derived factor 1α (SDF-1α) in endothelial progenitor cells (EPCs) and its mechanism. METHODS: Rat bone marrow-derived EPCs were cultured in vitro. The proliferation, adhesion, migration, apoptosis and tube formation capacity of EPCs treated with AS-IV and AMD3100, a specific blocker of CXCR4, were observed. The effects of AS-IV on the expression of SDF-1α/CXCR4 at mRNA and protein levels and the protein level of p-CXCR4 in the EPCs were determined. RESULTS: AS-IV significantly enhanced the proliferation, adhesion, migration and tube formation abilities of EPCs, reduced the apoptosis of EPCs, and up-regulated the mRNA and protein expression of SDF-1α and CXCR4 and the p-CXCR4 protein level in the EPCs. On the other hand, AMD3100 blocked the up-regulating effect of AS-IV on the mRNA and protein expression of CXCR4 and the p-CXCR4 protein level in the EPCs, but did not affect the effect of AS-IV on the expression of SDF-1α. CONCLUSION: AS-IV might enhance the biological function of EPCs by regulating the expression of SDF-1α/CXCR in EPCs. 相似文献
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寻找抑制植物病原菌III型分泌系统的植物源活性小分子化合物,是研发生物安全农药的重要途径之一。本研究采用水煮提取法从十字花科黑腐病菌寄主植物满身红萝卜中提取分离活性小分子化合物,利用高效液相-质谱联用解析出活性物质的单体结构。然后用荧光素酶基因luxAB构建融合报告系统以及定量PCR检测活性物质对十字花科黑腐病菌III型分泌系统的抑制效果,最后采用剪叶接种和压渗接种的方法研究活性小分子物质对十字花科黑腐病菌的生防作用。研究表明,植物鞘氨醇和二氢鞘氨醇对十字花科黑腐病菌III型分泌系统基因的转录表达有一定程度的抑制作用,但是对I、II、IV型分泌系统基因的表达没有明显的抑制作用。植物鞘氨醇在XCM1上影响菌的生长,而二氢鞘氨醇不影响菌的生长。同时,还发现这两种物质能显著降低Xcc在寄主植株满身红萝卜上的病害症状以及能够使Xcc在非寄主植物辣椒上引起过敏反应的能力丧失。该研究结果为深入研究小分子化合物对十字花科黑腐病菌III型分泌系统的作用机制及后续开发植物源抑制剂提供了一定的理论依据。 相似文献
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ROCK promotes high glucose-induced cardiomyocyte apoptosis by inhi-biting PI3K/Akt signaling pathway
AIMTo investigate whether Rho-associated coiled-coil kinase (ROCK) is involved in high glucose-induced apoptosis of primary cardiomyocytes by regulating PI3K/Akt signaling pathway. METHODSPrimary Wistar rat cardiomyocytes were cultured and identified by α-sarcomeric actin (α-SCA) immunohistochemistry. Cardiomyocytes were treated with 5.5, 33 and 40 mmol/L glucose for 48 h. The cell viability was measured by MTT assay, and the mRNA expression of ROCK1 and ROCK2 in the cardiomyocytes was detected by RT-qPCR. Flow cytometry was used to analyze the apoptosis of the cardiomyocytes. The protein levels of ROCK1, ROCK2, cleaved caspase-3, Bcl-2, PI3K, Akt and p-Akt were determined by Western blot. In order to confirm the regulatory effect of ROCKs on PI3K/Akt signaling pathway, the cells were divided into control group (5.5 mmol/L glucose), high glucose group (33 mmol/L glucose) and high glucose+Y27632 (ROCK inhibitor) group. Western blot was used to detect the protein levels of ROCK1, ROCK2, PI3K, Akt and p-Akt. RESULTSAfter 48 h of high glucose exposure, the values of relative cell viability in 33 and 40 mmol/L glucose groups were (79.71±2.43)% and (68.41±7.49)%, respectively, both of which were significantly decreased compared with normal control group (P <0.05). After 48 h of high glucose exposure, the relative mRNA levels of ROCK1 and ROCK2 in 33 and 40 mmol/L glucose groups were significantly increased compared with normal control group (P <0.05). Compared with normal control group, the apoptotic rate in 33 and 40 mmol/L glucose groups was increased significantly (P <0.05). Compared with normal control group, the protein expression of ROCK1, ROCK2 and cleaved caspase-3 in 33 and 40 mmol/L glucose groups was increased (P <0.05), while the protein expression of Bcl-2 was decreased (P <0.05). No significant difference in the protein levels of PI3K and Akt among the 3 groups was observed, while the protein level of p-Akt in 33 and 40 mmol/L glucose groups was decreased compared with normal control group (P <0.05). Compared with high glucose group, the expression of ROCK1 and ROCK2 was decreased in high glucose+Y27632 group. No significant difference in the protein levels of PI3K and Akt among the 3 groups was observed. Compared with normal control group, the protein level of p-Akt in high glucose group was decreased, and the protein level of p-Akt in high glucose+Y27632 group was increased significantly compared with high glucose group. CONCLUSION Under high glucose environment, ROCK may reduce the level of p-Akt by inhibiting the PI3K/Akt signaling pathway, thus promoting the apoptosis of cardiomyocytes. 相似文献