生物固氮6大要素（生物固氮作用的重要意义）



　　生物固氮作用指的是大气中的分子态氮在微生物体内由固氮酶催化还原为氨的过程。是土壤氮素的重要来源之一。

　　生物固氮的类型　　按固氮微生物的特性和它们与其他生物的关系，一般将生物固氮作用分为3种类型：　　1、共生固氮作用：　　固氮微生物与其他生物共生时进行的固氮作用。一般有特定的共生结构，彼此之间形成单独生活时所没有的共生固氮体系。即固氮微生物依靠与之共生的生物为其提供生活所必需的能源物质和碳源；而固氮微生物则将所固定的氮供给共生生物作为合成氨基酸和蛋白质的氮源。共生固氮作用又可分为：①豆科植物的共生固氮。其中最主要的是豆科植物与根瘤菌的共生固氮。土壤中的根瘤菌侵染植物根部后形成根瘤，固氮作用即在根瘤中进行。在一般情况下，这种固氮作用所固定的氮量，每年每公顷约为50～300千克。②非豆科植物与微生物的共生固氮体系。营这种共生固氮作用的微生物主要是放线菌和蓝藻。蓝藻与非豆科植物的共生固氮体系，主要有鱼腥藻与蕨类植物绿萍形成的共生体。在这类共生体中，能固氮的鱼腥藻生活在绿萍小叶鳞片腹面充满粘质的小腔内，构成共生关系。一般的年份每公顷固氮量在100千克以上，高的每公顷可达数百千克。绿萍分布广泛，尤以在热带和***带地区生长繁茂，常用作水稻田的绿肥。

　　2、自生固氮作用：　　又称非共生固氮作用。即固氮微生物在土壤或培养基中生活时，可以独自将大气中的分子态氮还原为氨而不依赖其他生物的帮助。自生固氮作用又可分为：①自生自养固氮作用。自生自养固氮微生物包括光合细菌和蓝藻。它们可利用光作为其能源。其中固氮蓝藻的年固氮量每公顷可达数十千克。②自生异养固氮作用。在固氮过程中必须依靠外源能量，且对能量的利用效率很低。一般其年固氮量每公顷只有数千克。自生固氮作用在作物生长过程中一般不会很强，对增加土壤氮素的含量作用也较小。

　　3、联合固氮作用：　　某些固氮微生物可生长在植物根系的粘质套内或皮层细胞之间，虽对植物有一定的专一性，但不形成特殊的形态结构，而是一种松散的共生现象。现已确认的联合固氮体系有：玉米与固氮螺菌，甘蔗与贝氏固氮菌，雀稗与雀稗固氮菌，小麦与芽孢细菌，水稻与无色杆菌等。属于此类固氮体系的植物多属高光效的C4植物，它们能分泌更多的碳水化合物，从而有利于根系微生物的生长和固氮。在不同作物的联合固氮中，以水稻的联合固氮最为重要，在水稻生长期间（一季）其固氮量估计为每公顷10～30千克。

　　影响生物固氮的因素　　1、根瘤菌的专一性和竞争性：某种特定的根瘤菌只能与一定的豆科植物形成共生关系。在豆科植物的同一互接种族中，同一个根瘤菌品系对各寄主作物的共生固氮效益差别很大。同时，土壤中已有的根瘤菌对环境的适应能力和竞争结瘤能力，都较外来菌强。　　2、化合态氮的影响：营共生或自生固氮的微生物既能利用分子态氮，也能利用化合态氮。当土壤中有过多的化合态氮时，微生物的固氮作用又会受到抑制，共生固氮作用被抑制的程度与植物品种、菌株特性以及肥料的种类和浓度等有关。　　3、磷肥对共生固氮作用的促进：豆科作物的籽实和秸秆中的含磷量显著高于禾本科作物，而且在豆科作物共生固氮体系中，根瘤组织和类菌体内的磷素库容大，所以豆科作物比禾本科作物的需磷量高。在豆科作物上施用磷肥，可获得比其它作物更为明显的增产效果。这种效果常称之为“以磷增氮”。这种效果也表现在其它非豆科植物共生固氮体系上。　　4、土壤pH值：是影响生物固氮作用的重要因素之一。许多固氮微生物只有在中性或微碱性环境中才能正常地营固氮作用。　　5、其他因素：包括土壤水分状况，其它营养元素的供应水平，以及农业技术等。