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同时也是最易缺乏的元素

发布时间:2019-08-25 18:48 来源:未知 编辑:admin

  自然界中只有少数微生物能进行生物固氮作用。据研究,已经确定明显具有生物固氮功能的微生物有细菌、放线菌和蓝细菌。它们都是原核微生物,分布在50多个属中的200多个种,其中部分种可用作生产固氮菌肥料的菌种。

  其中根瘤菌的贡献最大,每年可为每公顷土地固氮250千克之多。共生体系从形成之初到破溃为止,微生物都在辛勤的工作,不停地固氮,就像一个“小化肥厂”一样。现在很多国家已经将接种根瘤菌作为常规的农业措施。

  一般地,自生固氮微生物固定的氮素满足本身生长繁殖需要以后就不再固氮了,多余的氮反过来会抑制它们自身的固氮系统。同时,它们固氮效率也比较低。据测定,每消耗1克碳水化合物,自生固氮微生物固定10毫克氮,而共生固氮的根瘤菌则可以固定270毫克氮。所以,这个类群的微生物从固氮量的角度衡量,对作物的氮素供应的贡献并非很大。许多试验结果证明,自生固氮微生物除了可以固氮之外,还可以溶解磷酸盐、含钾硅酸盐,活化有效磷、钾,改善土壤供磷、供钾能力。因此,尽管固氮量效率不高,自生固氮菌对于促进农作物增产仍然有一定效果。例如小麦施用自生固氮菌可以增产12.5%,大麦增产18.9%。

  由于研究手段的限制,在20世纪40年代以前,只证实了个别微生物的固氮能力。50年代以来,由于同位素标记技术和乙炔还原法的应用,证实了许多原核生物都能固氮,但至今还没有发现肯定能够固氮的真核生物。在原核生物的许多种群中都有能固氮的种类,它们各自需要特定的生活条件。

  豆类植物和根瘤菌的共生关系具有属种的专性,一种或一株根瘤菌只能在一定的豆类植物种或品种上共生、结瘤、固氮。

  微生物是世界上最早存在的生命,它们将曾经为不毛之地的地球改造得生机盎然,丰富多彩。

  在自然界,自生固氮微生物种类很多,广泛存在于土壤和水中,分散地分布在细菌和蓝细菌的不同科、属和不同的生理群中,并大致可以分为光合细菌和非光合细菌两类。前者如红螺菌、红硫细菌和绿硫细菌等,其中的某些种类可与其它微生物联合而相互有利;后者的种类很多。根据非光合细菌的自生固氮菌对氧的需求,可以分为厌氧的细菌如梭状芽胞杆菌;需氧细菌如自生固氮菌、贝捷林克氏固氮菌、固氮螺菌等;以及兼性细菌如多粘芽胞杆菌、克鲁伯氏杆菌、肠杆菌等。自生固氮微生物中的某些种类,在有些情况下可以与植物进行联合固氮。

  土壤是微生物生活的乐园,小小的一撮土壤中含有数不胜数的微生物。土壤为微生物提供了生长的温床,而微生物也为土壤肥力的提高做出了斐然的贡献。正所谓地以肥为天,肥以氮为先。氮是植物需要最多,同时也是最易缺乏的元素。有这么一种微生物,可以将大气中的氮气转化为铵,使气态氮变为土壤中可利用的氮源——它们就是固氮微生物。

  自生固氮菌:自生固氮微生物对植物没有依存关系,它们不住在植物体内,能自己从空气中吸收氮气,繁殖后代,死后将遗体“捐赠”给植物,让植物得到大量氮肥。

  一些重要豆科作物种类和根瘤菌的专适共生关系如下:苜蓿根瘤菌——苜蓿、草木樨;三叶草根瘤菌——三叶草;豌豆根瘤菌——豌豆、蚕豆;菜豆根瘤菌——菜豆;紫云英根瘤菌——紫云英;大豆根瘤菌——大豆;蚕豆根瘤菌——蚕豆、菜豆、豇豆;豇豆根瘤菌——豇豆、花生、绿豆、赤豆、柽麻、扁豆、刀豆等。

  据科学家估算,每年地球陆地生态系统有微生物固定的氮约为(90~130)×106吨,占地球植物需氮量的75%左右。

  常见的自生固氮微生物因对氧气和能源需求特性不一,可分成不同的类型。有的要在有氧环境中生长和固氮,如棕色固氮菌、贝式固氮菌等;有的只在无氧或缺少化合态氮的环境中生长和固氮,如巴斯德梭菌等;有的在无氧中生长固氮,但在有氧中只生长不固氮,为兼性厌氧微生物,如肺炎克氏杆菌等;还有的要在无氧有光时能固氮,如深红红螺菌等;还有一类 http://bilverksteder.com/gudan/299.html

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