根瘤菌与大豆共生关系
观察根瘤的实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解根瘤菌与豆科植物共生关系的基本原理。
2. 观察根瘤的形成过程，掌握根瘤的结构和功能。
3. 掌握显微镜的使用方法，提高观察和实验技能。
二、实验原理根瘤菌是一种革兰氏阴性菌，能与豆科植物共生，形成根瘤。
在共生过程中，根瘤菌将空气中的氮气还原为氨，为豆科植物提供氮源，而豆科植物则提供根瘤菌所需的有机物。
本实验通过观察根瘤的形成过程，了解根瘤的结构和功能。
三、实验材料1. 豆科植物幼苗（如大豆、花生等）2. 肥料（如氮肥、磷肥、钾肥等）3. 清水4. 玻片、盖玻片、镊子、剪刀、显微镜、载玻片、酒精、盐酸等四、实验步骤1. 选择健康的豆科植物幼苗，去除多余枝叶，用清水冲洗干净。
2. 将幼苗分为两组，一组施用氮肥，另一组不施用氮肥。
3. 将幼苗放入装有清水的培养皿中，置于光照充足、温度适宜的环境中培养。
4. 观察幼苗生长情况，记录根瘤形成的时间。
5. 待根瘤形成后，用剪刀小心剪下带有根瘤的根段。
6. 将根段放入盐酸中浸泡一段时间，以杀死根瘤菌。
7. 将处理后的根段放入酒精中固定。
8. 取出根段，用镊子撕开根瘤，观察其内部结构。
9. 将撕开的根瘤放在载玻片上，滴加适量的水，盖上盖玻片。
10. 将载玻片放在显微镜下观察，记录根瘤的结构和功能。
五、实验结果与分析1. 实验结果显示，施用氮肥的豆科植物幼苗根瘤形成时间比不施用氮肥的幼苗提前。
2. 通过显微镜观察，根瘤内部含有大量的根瘤菌和豆科植物细胞。
根瘤菌细胞呈球状，直径约为1-2微米。
豆科植物细胞呈多边形，细胞质丰富，细胞核明显。
3. 根瘤菌细胞壁较厚，含有大量的蛋白质，能够有效地固定氮气。
豆科植物细胞则通过光合作用合成有机物，为根瘤菌提供营养。
4. 根瘤的形成过程如下：（1）根瘤菌从土壤中侵入豆科植物根尖细胞；（2）根瘤菌在根尖细胞内大量繁殖，形成根瘤；（3）根瘤菌将空气中的氮气还原为氨，为豆科植物提供氮源；（4）豆科植物通过光合作用合成有机物，为根瘤菌提供营养。
大豆根瘤菌剂作用功效
大豆根瘤菌剂作用功效【摘要】大豆根瘤菌是一类能够与豆科作物共生，通过固定大气中的氮来满足作物生长所需氮素的微生物。
大豆接种根瘤菌后，可减少一半以上的氮肥投入，有效缓解和改善大豆重迎茬及根腐病，同时具有改良土壤、提高地力的作用。
本文就大豆根瘤菌剂作用机理、注意事项、使用方法等技术要点做了简要概述。
【关键词】大豆根瘤菌;作用功效大豆生产中使用根瘤菌是一项成熟的、广泛使用的技术，能够大幅度地提高大豆生长期中的自身固氮能力，供给充足的氮素，供大豆生产所需。
大豆根瘤菌有液体、固体两种剂型。
固体型根瘤菌采用拌种或土施方式应用。
液体型根瘤菌采用浸种方式使用。
也可以在种子包衣时加入大豆根瘤菌剂，但是要注意包衣剂和根瘤菌剂之间应相互匹配，不能因种衣剂药效抑制根瘤菌的活性。
多年来，我县一直把大豆使用根瘤菌作为抵抗重迎茬、增加产量的重要技术来抓，并且取得了实实在在的效益。
１．大豆根瘤菌剂作用机理大豆根瘤菌剂属于无污染、无公害、低成本、肥沃土壤的环境友好型制剂，可增强作物抗病、抗逆性，显著提高作物的品质与产量。
根据我县大田示范结果，大豆应用根瘤菌，可以使大豆产量提高10%以上，同时大豆的蛋白质含量提高2%、粗脂肪含量提高1～2%，每亩净收入增加40～50元。
1.1制造和协助农作物吸收营养根瘤菌在豆科植物根部结瘤并高效率的固定空气中的氮素，供作物直接吸收利用；与此同时根瘤菌在繁殖过程中产生大量的植物生长激素，可刺激和调节作物生长，促使植株生长健壮，并促进作物对其它营养的吸收利用，提高了土壤养分利用效率。
1.2增强作物抗病和抗旱能力根瘤菌由于在作物根部大量生长繁殖，减少或抑制了病原微生物的繁殖机会，起到抗病原微生物的作用。
根瘤菌还可诱导植物产生系统抗性，从而减轻作物发生病害的几率。
根瘤菌还可促使作物抗旱能力提高，可增强作物抗逆能力。
1.3改良土壤及增进土壤肥力根瘤菌可以增加土壤中的氮元素来源，同时根瘤菌脱落、残留及分泌到土壤中的氮，可增加土壤肥力从而改良土壤，生产上用豆科植物与其它作物间作、轮作，就是利用根瘤菌的固氮作用，并且减少了化学氮肥的施入，可有效降低土壤板结。
根瘤菌对大豆生长的促进作用研究
根瘤菌对大豆生长的促进作用研究大豆是我国重要的农作物之一，在农业生产中占有着重要地位。
然而，由于环境的影响和农业生产方式的变化，大豆的产量和质量都受到了很大的挑战。
针对这个问题，科学家们通过研究发现，根瘤菌可以对大豆生长发挥促进作用，提升大豆的产量和质量。
本文旨在介绍根瘤菌对大豆的促进作用，并探讨其应用前景。
一、根瘤菌的基本信息根瘤菌是一种与豆类植物或其他一些杂草的根脱落物生长相互作用的细菌。
它与宿主植物建立起共生关系，使得宿主植物可以从土壤中吸收到大量的氮源和其他营养物质。
一般来说，根瘤菌的菌根系统是在植物根部产生的，具体表现为一些颗粒状的结节。
这些结节中含有大量的根瘤菌菌落，可以为宿主植物提供养分。
二、根瘤菌对大豆生长的促进作用根瘤菌对大豆的促进作用主要表现在以下几个方面：1. 提高氮素利用率大豆植株的生长需要大量的氮元素，并且大豆植株的氮素需求量会随着生长期而不断增加。
如果大豆根系中缺少氮素，那么大豆将会生长缓慢，甚至导致结实不良。
而根瘤菌可以通过与大豆的共生关系，为大豆提供充足的氮源，提高大豆的氮素利用率，从而提高大豆的产量和质量。
2. 促进根系的生长和发育根瘤菌可以通过分泌促进植物根系生长的激素和酶类物质，促进大豆根系的生长和发育，增加大豆根系吸收养分的能力。
同时，根瘤菌的菌根系统也可以增加大豆的根表面积，进一步提高大豆吸收养分的效率。
3. 抵御病害大豆生长过程中，经常会受到病害的影响，例如根腐病、蚜虫等。
而一些研究表明，根瘤菌可以通过种植菌株的方式，增强大豆植株的抵抗力，对抗病原菌和病害。
三、根瘤菌在大豆生产中的应用前景根瘤菌对大豆生长的促进作用不仅能够提高大豆产量和质量，还可以减少农业生产的化肥使用量，降低生产成本。
因此，根瘤菌在大豆生产中的应用前景十分广阔。
目前，已经有多家企业和科研机构在国内开展了根瘤菌研究和应用的工作，逐渐形成了市场规模。
未来，根瘤菌的应用前景具有非常重要的意义，可以为大豆产业的可持续发展提供有力的支撑。
大豆根瘤菌与大豆品种共生匹配性研究
根瘤菌资源研究发现与大豆共生固氮的根瘤菌有快
生、慢生两大类型, 分别属于中华根瘤菌属 ( Sinorhi
zobium )、慢生大豆根瘤菌属 (B radyrhizobium ), 其中
中华根瘤菌属包括韦氏中华根瘤菌 ( S. f redii)、新疆 中华根瘤菌 ( S. x injiangensis)等, 慢生大豆根瘤菌属
匹配关系, 为大豆育种材料的选择和共生固氮作用 的发挥提供依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
1. 1. 1 供试 菌株 选择具有代表性 的菌株共 18
株, 其中慢生根瘤菌 8株。它们的菌种名称、编号、 分离宿主、分离地及来源列于表 1。
表 1 供试菌株一览表
T able 1 R hizob ia l stra ins used in this study
第 27卷 第 2 期
2008 年
4月
大豆 科 学 SOYBEAN SC IENCE
V o l 27 N o 2 A pr. 2008
大豆根瘤菌与大豆品种共生匹配性研究
马中雨, 李 俊, 张永芳, 樊 蕙, 李 力
( 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所, 北京 100081)
摘 要: 大豆与大豆根瘤菌的共生体系是共生固氮的代表, 开展根瘤菌与大豆品种的 匹配性组合 研究, 为发挥这一 共生体系的固氮效率和指导大豆 育种材料的选择等方面 均具有 重要的 实践价值。 选取不 同种类与 来源的 大豆根
B16
CAU
-
- S. xinjiangensis
HH 103
中国农大 CAU
-
-
S. f red ii
WHG 12
中国农大 CAU
大豆与根瘤菌的共生关系
大豆与根瘤菌的共生关系同学们！今天咱们来聊聊大豆和根瘤菌之间那超神奇的共生关系。
咱先来说说大豆吧。
大豆可是一种很常见的农作物呢，我们平时喝的豆浆、吃的豆腐，很多都是用大豆做的。
大豆长得可精神啦，有绿色的叶子，还有一串串饱满的豆荚。
那根瘤菌又是啥呢？根瘤菌啊，它是一种小小的微生物，我们用眼睛可看不到它哦。
虽然它很小，但是作用可大着呢！大豆和根瘤菌之间就有着一种特别的共生关系。
啥叫共生关系呢？就是它们两个在一起，互相帮助，谁也离不开谁。
当大豆的种子种到土里的时候，根瘤菌就会悄悄地靠近大豆的根。
然后呢，根瘤菌就会钻进大豆的根里面，在那里安个家。
大豆的根也不生气，反而很欢迎根瘤菌的到来呢。
为啥大豆会欢迎根瘤菌呢？这是因为根瘤菌有一个超厉害的本领，它能把空气中的氮气变成大豆可以用的营养物质。
同学们都知道，空气里大部分都是氮气，但是我们人和植物可不能直接用氮气。
根瘤菌就像一个小魔法师，把氮气变成了大豆能吸收的氮肥。
这样一来，大豆就有了足够的营养，可以长得更壮实，结出更多的豆荚。
那根瘤菌为啥要帮大豆呢？嘿嘿，这是因为大豆也会回报根瘤菌哦。
大豆会给根瘤菌提供一些糖分和其他营养物质，让根瘤菌也能好好地生活。
这样，大豆和根瘤菌就形成了一种互利互惠的关系。
有了根瘤菌的帮助，大豆在生长过程中就不需要那么多人工施的氮肥了。
这不仅能节省农民伯伯的成本，还对环境有好处呢。
因为人工施的氮肥太多的话，会污染土壤和水源。
而且呀，这种共生关系还能让土壤变得更肥沃。
当大豆收获后，根瘤菌留在土壤里，继续为下一季的农作物提供氮肥。
这样，土壤里的营养就会越来越丰富，其他的农作物也能长得更好。
同学们，你们想想看，大豆和根瘤菌多聪明呀！它们不用说话，就能互相合作，一起成长。
这种共生关系真的是大自然的一个奇妙创造呢。
在我们的生活中，也有很多像大豆和根瘤菌这样互相帮助的例子哦。
比如我们和朋友之间，互相分享快乐，互相帮助解决问题。
还有在一个班级里，同学们一起学习，一起进步。
大豆根瘤菌应用技术
大豆根瘤菌应用技术作者：张再峰金重明来源：《农民致富之友》2010年第22期豆科植物共生固氮是自然界中最强的生物固氮体系。
大豆从根瘤菌中得到的氮素营养可占其一生氮素营养的30～70%。
大豆根瘤菌肥增产机理明确，在大豆播种前接种根瘤菌是国际公认的生物固氮技术。
推广大豆根瘤菌是促进大豆增产、提质、环保和可持续发展的实用技术，是一件利国利民的好事。
一、根瘤菌的作用1、固氮作用大豆根瘤菌以大豆光合作用产物为能源，将空气中的氮素转变成大豆生长发育所需要的营养元素，根瘤菌与大豆是共生固氮的关系，开始大豆根瘤菌固氮很少，到开花至鼓粒初期是大豆根瘤菌固氮的高峰，以后由于豆粒发育消耗了大量植株光合产物，限制了对根瘤菌养分的供应，根瘤菌逐渐衰老，固氮能力下降。
大豆根瘤菌在大豆生长中起着非常重要的作用。
大豆一生需要氮肥60%左右是大豆根瘤菌提供的，其余的由土壤和肥料提供。
而大豆籽粒中的氮素，根瘤菌提供80%左右，土壤和肥料中的氮素大部分供给大豆根、茎、叶的生长。
2、增产作用大豆应用根瘤菌，可以使大豆产量提高10%以上，同时大豆的蛋白质提高2%、粗脂肪含量提高1—2%，每亩净收入增加40—50元。
经过施用根瘤菌增加了根瘤菌的数量和重量，提高了大豆固氮能力。
表现出大豆生长旺盛，产量增加。
2008年9月由东北农业大学等5个单位的专家对大豆应用根瘤菌剂示范项目进行田间鉴评。
结果表明：大豆应用根瘤菌剂拌种，株高、植株干重分别增加了4～12cm、7～27克，单株根瘤数明显增加。
3、减少氮肥施用量大豆根瘤菌在固氮之前，植株生长需要一定的氮素，但施氮过多会抑制根瘤菌生长，从而影响根瘤菌固氮能力，影响产量，所以在施根瘤菌条件下应施多少氮肥，使作物既不缺氮，又不出现氮素过剩。
科研站以前做了这方面的研究，认为接种根瘤菌后，施纯氮1kg左右大豆增产最多，根据我们现在施肥水平施入根瘤菌可节省2kg左右的尿素。
二、技术要点1、选择合适的大豆根瘤菌品种采集大豆生产区的主要土壤类型，进行土壤、根瘤菌匹配试验，筛选活性强、效果好、适应当地土壤和气候的大豆根瘤菌品种。
大豆根瘤菌结瘤固氮效率的演化机制与启示
大豆根瘤菌结瘤固氮效率的演化机制与启示大豆根瘤菌是一种利用根瘤固氮的细菌，主要存在于大豆的根际土壤中。
根瘤菌通过与大豆根系建立共生关系，将大气中的氮气转化为植物可吸收的氨氮，从而为大豆提供养分，促进大豆生长和发育。
然而，不同根瘤菌的结瘤固氮效率有所差异，这与其演化机制密切相关。
本文将就大豆根瘤菌结瘤固氮效率的演化机制进行探讨，并总结相关的启示。
根瘤菌结瘤固氮效率的演化机制主要包括共生关系的建立、信号通讯及协同进化。
首先，根瘤菌在与大豆根系建立共生关系之前，需要通过根系信号分子的识别与植物根系发生互作。
植物根系分泌的根瘤信号分子（Nod因子）在诱导根瘤菌感染过程中起到了关键作用。
不同根瘤菌对Nod因子的识别能力不同，进而影响共生关系的建立和结瘤固氮效率的差异。
其次，根瘤菌与大豆根系之间存在信号通讯系统，这种通讯系统在共生关系的建立和维持中起到了重要的作用。
根瘤菌分泌的分子信号可以调节大豆根系的发育并诱导根瘤形成，大豆根系也反过来通过根分泌物来引导根瘤菌的固氮活性。
信号通讯的进化可能与根瘤菌的启动、维持和收获有关。
最后，根瘤菌与大豆根系之间的共生关系通过协同进化来不断优化。
协同进化是指两种或多种生物体在共生过程中相互适应和优化的演化过程。
在根瘤菌和大豆根系的共生关系中，根瘤菌可以通过固氮效率的提高获得更多的营养物质，而大豆根系则通过筛选和识别高效的根瘤菌来获得更多的固氮活性。
这种互惠互利的协同进化过程推动了根瘤菌结瘤固氮效率的不断提高。
根瘤菌结瘤固氮效率的演化机制给我们提供了一些启示。
首先，通过深入研究根瘤菌与植物共生关系的建立和信号通讯，可以为改良农作物的根瘤固氮效率提供指导和思路。
其次，协同进化的理念可以应用于生物技术的研发与应用，通过筛选和培育高效的根瘤菌品种，提高农作物的氮肥利用率，减少对化学肥料的依赖。
此外，对根瘤菌共生关系的研究也有助于理解其他微生物与植物之间的共生关系与信号通讯机制。
总之，大豆根瘤菌结瘤固氮效率的演化机制涉及共生关系的建立、信号通讯及协同进化。
大豆的固氮作用
大豆的固氮作用大豆是一种重要的农作物，不仅可以作为食品和饲料，还具有一定的经济价值。
除此之外，大豆还有一项重要的生物学功能，那就是固氮作用。
固氮作用是指某些微生物能够将空气中的氮气转化为植物可以利用的氮化合物，从而为植物提供氮源。
大豆通过与一种特殊的细菌共生，实现了固氮作用。
大豆与固氮细菌的共生关系主要是通过根瘤来实现的。
大豆根瘤菌属于一种叫做根瘤菌属的细菌，它们能够与大豆根部形成共生关系。
这种共生关系是相互有益的，大豆为根瘤菌提供生长所需的碳源，而根瘤菌则为大豆固定氮气。
根瘤菌通过一种叫做根瘤素的物质诱导大豆形成根瘤。
根瘤是一种特殊的器官，它能够提供一个理想的生长环境给根瘤菌，使其能够更好地进行固氮作用。
在根瘤中，根瘤菌通过一种叫做铁蛋白的酶来催化氮气的还原反应，将氮气转化为氨。
这个过程需要消耗大量的能量，但是根瘤菌通过与大豆根部共生，可以从大豆根部获得足够的能量来支持固氮作用。
一旦氮气转化为氨，它就可以被大豆根部吸收和利用，从而为大豆提供充足的氮源。
这种共生关系使得大豆能够在土壤中生长得更好，提高了大豆的产量和质量。
大豆的固氮作用不仅对大豆自身有益，对土壤和周围环境也有积极的影响。
固氮作用可以增加土壤中的氮含量，提高土壤的肥力。
同时，固氮作用还可以减少农业生产中对化肥的依赖，降低了农业生产的成本，对环境友好。
此外，固氮作用还能够改善土壤结构，增加土壤的保水能力和通气性，提高土壤质量。
尽管大豆具有固氮的能力，但是在实际生产中，仍然需要注意一些问题。
首先，大豆的固氮作用是需要一定的条件的，比如土壤中的钾含量不能过高，否则会抑制根瘤的形成和根瘤菌的活性。
其次，根瘤菌的种类和数量也会影响固氮作用的效果，因此选择适合的根瘤菌对于提高固氮效率是很重要的。
此外，还要注意合理施用有机肥和农药，以避免对根瘤菌产生不利影响。
大豆的固氮作用是一项重要的生物学功能。
通过与根瘤菌的共生关系，大豆能够将空气中的氮气转化为植物可以利用的氮化合物，为植物提供氮源。
大豆根瘤菌接种技术
大豆根瘤菌接种技术大豆是一种重要的农作物，在全球范围内广泛种植。
为了提高大豆的产量和品质，大豆根瘤菌接种技术逐渐受到重视。
根瘤菌能够与大豆植株形成共生关系，将空气中的氮气转化为植物可利用的氮素，从而减少化肥的使用，降低生产成本，同时还有利于环境保护。
下面就来详细介绍一下大豆根瘤菌接种技术。
一、根瘤菌的作用及特点根瘤菌是一类能够与豆科植物共生形成根瘤并固定空气中氮气的细菌。
当大豆种子萌发后，根瘤菌会侵入大豆的根部，刺激根部形成根瘤。
在根瘤内，根瘤菌将氮气转化为氨，然后提供给大豆植株使用。
根瘤菌具有特异性，不同的大豆品种可能需要不同种类的根瘤菌与之匹配，才能达到最佳的共生效果。
此外，根瘤菌的存活和繁殖需要适宜的环境条件，如温度、湿度、酸碱度等。
二、大豆根瘤菌接种的时机1、种子接种在播种前，将根瘤菌剂与大豆种子充分混合，使每粒种子表面都能沾上根瘤菌。
这种方法操作简单，易于推广。
2、土壤接种在播种前，将根瘤菌剂均匀撒施在土壤表面，然后通过耕翻等措施将其混入土壤中。
这种方法适用于土壤中根瘤菌数量较少的情况。
一般来说，春季播种的大豆在播种前 1-2 天进行接种；夏季播种的大豆在当天接种效果较好。
三、大豆根瘤菌接种的方法1、液体接种法将根瘤菌剂稀释成一定浓度的菌液，然后将种子浸泡在菌液中一段时间，使种子充分吸收根瘤菌。
这种方法接种效果较好，但操作相对复杂。
2、固体接种法将根瘤菌剂与一定量的细土、泥炭或蛭石等载体混合均匀，制成固体菌剂。
然后将固体菌剂与种子直接混合，使种子表面沾上菌剂。
这种方法操作简单，成本较低。
四、大豆根瘤菌接种的注意事项1、选择合适的根瘤菌剂要根据当地的土壤条件、大豆品种以及种植季节等因素，选择合适的根瘤菌剂。
同时，要选择质量可靠、活菌数量高的菌剂产品。
2、严格按照说明书操作不同的根瘤菌剂使用方法和剂量可能有所不同，一定要严格按照说明书的要求进行操作，避免因操作不当影响接种效果。
3、避免与杀菌剂、杀虫剂同时使用杀菌剂和杀虫剂可能会杀死根瘤菌，影响接种效果。
大豆常见的病虫害问题以及防治措施
大豆常见的病虫害问题以及防治措施
大豆是一种重要的农作物，在生长过程中经常会遭受各种病虫害的侵袭。
这些病虫害
会严重影响大豆的生长发育，甚至导致大豆减产甚至死亡。
下面我们来看一下大豆常见的
病虫害问题以及防治措施。
病害问题
1.菜豆锈病：菜豆锈病是大豆的一种真菌病，主要表现为叶片上出现黄色小斑点，随
着病情的加重，斑点会变为棕色，叶片出现枯死并掉落。
这种病害主要由气溶性孢子传播，高温潮湿的环境是其繁殖的适宜条件。
3.大豆根瘤菌病：大豆根瘤菌病是由一种叫做根瘤菌的细菌引起的病害，会导致大豆
根部出现肿胀，植株整体生长减缓。
该细菌能够与豆科植物根部形成共生关系，在这个过
程中释放出氮素来促进大豆的生长。
1.大豆卷叶蛾：大豆卷叶蛾是一种小型昆虫，会危害大豆的叶片和花序。
卷叶蛾的幼
虫会在叶片中间裹成管状，破坏叶片的光合作用，并从中吸取养分。
防治措施
1.菜豆锈病的防治：在育种中选用高抗性品种，及时清除枯萎的植株避免病菌的传播；同时加强土壤管理，保持适宜的湿度和通风。
2.大豆霜霉病的防治：及时清除枯萎的植株和叶片，防止病菌的传播；在种植前进行
土壤消毒等措施，减少病菌的繁殖。
4.大豆卷叶蛾和潜叶蝇的防治：选用具有抗虫性的品种进行种植，及时清除叶部寄生虫，利用黄板等捕捉器将危害的虫害进行防治，保障作物的稳定产量。
总之，大豆生长过程中会有各种病虫害的侵袭，我们需要加强防治措施，及时发现和
防范病虫害的危害，保障大豆产量和质量的稳定。
大豆的固氮作用
大豆的固氮作用大豆是一种重要的农作物，不仅具有高蛋白、高营养的特点，还具有固氮作用。
固氮是指将大气中的氮气转化为植物能够利用的形式，为植物提供养分的过程。
大豆通过与一种特殊的细菌共生关系，实现了固氮作用。
大豆与根瘤菌的共生关系是固氮作用能够发生的关键。
根瘤菌是一种土壤中普遍存在的细菌，它能够与大豆根部形成共生结节。
在这种共生结节中，根瘤菌通过与大豆根部细胞共生，形成氮结瘤。
这些氮结瘤中存在着一种叫做固氮酶的酶，它能够将空气中的氮气转化为植物能够利用的氨氮。
固氮酶是根瘤菌合成的一种特殊酶，它具有催化氮气转化为氨氮的功能。
氮气是大气中最主要的组成部分，但对大多数植物来说，直接利用氮气是十分困难的。
而固氮作用的发生就是通过固氮酶的作用，将氮气转化为植物可以直接吸收和利用的氨氮。
固氮作用对农作物的生长发育具有重要的意义。
氮素是植物生长发育所必需的营养元素之一，它参与了植物体内的许多生物化学过程。
通过固氮作用，大豆能够自行合成足够的氮素，满足自身生长的需要，不需要过多的施用化肥。
固氮作用还对农田的生态环境具有积极的影响。
固氮作用可以减少对化肥的依赖，降低农业生产的成本，减少化肥使用对环境的污染。
此外，固氮作用还能够改善土壤的氮素状况，提高土壤的肥力，对维持土壤健康和持续农业生产具有重要意义。
然而，固氮作用的效果受到多种因素的影响。
首先是根瘤菌的种类和数量。
不同种类的根瘤菌对固氮效果有所差异，而且根瘤菌的数量越多，固氮作用的效果就越好。
其次是土壤中的条件。
土壤中的PH值、有机质含量、温度等因素都会对根瘤菌的生长和固氮效果产生影响。
此外，植物自身的生长状态和生理状况也会对固氮作用产生影响。
为了提高固氮作用的效果，农民可以采取一些措施。
首先是选择适宜的大豆品种。
不同品种的大豆对根瘤菌的依赖程度和固氮效果也有所不同，选择适宜的品种对提高固氮作用效果十分重要。
其次是合理施用有机肥和磷肥。
有机肥和磷肥的施用可以改善土壤的肥力和营养状况，为根瘤菌的生长提供良好的环境。
大豆根部的什么有固氮作用,大豆与根瘤菌的关系
大豆根部的什么有固氮作用，大豆与根瘤菌的关系大豆根部的根瘤菌可以固氮。
大豆的根瘤会接受光合作用的产物，并逐渐发育，在铁钼氧还蛋白的作用下，吸收空气中的分子态氮并活化成铵态氮，此为大豆的重要氮源。
大豆根瘤菌的共生固氮作用在根瘤中的类菌体内进行，根瘤菌在类菌体内固定的氮起初为氨，氨扩散后会与氨的受体产生化合反应，生成各种氨基酸和酰胺。
一、大豆根部的什么有固氮作用1、大豆根部的根瘤菌具有固氮作用。
大豆出苗后经过一段时间便会形成根瘤，根瘤接受光合作用的产物会逐渐发育，在铁钼氧还蛋白的作用下，吸收空气中的分子态氮活化成铵态氮，这种由共生固氮作用所吸收的空气氮是大豆的重要氮源。
2、大豆根瘤菌的共生固氮作用在根瘤中的类菌体内进行，大豆进行光合作用时生成的糖分由韧皮部运入根瘤，再通过呼吸作用产生各种酮酸，即氨的受体。
3、根瘤菌在类菌体内固定的氮最初为氨，氨向根瘤其他部位扩散后会与氨的受体产生化合反应，生成各种氨基酸和酰胺（根瘤中的主要氨基酸为谷氨酸、谷氨酰胺，其次为天冬酰胺）。
二、大豆与根瘤菌的关系1、大豆与根瘤菌形成共生关系。
大豆为根瘤菌提供安全的生长环境，并将一部分制造出来的有机物供给根瘤菌当作能量，而根瘤菌则会通过生物固氮制造的氨供给大豆。
2、种植大豆时可使用根瘤菌剂，先选择适宜的大豆根瘤菌类型，再采集大豆生产区的土壤，进行土壤、根瘤菌匹配试验，筛选活性强、适应当地土壤与气候的大豆根瘤菌品种。
3、固体型根瘤菌可采用拌种、土施的方法使用，液体型根瘤菌可在浸种、包衣时使用，但要注意包衣剂与根瘤菌剂要相互匹配，避免根瘤菌的活性受到抑制。
4、根瘤菌可让大豆增产10%以上，还能让籽粒中的蛋白质含量提高2%，粗脂肪含量提高1-2%。
根瘤菌—豆科植物共生固氮在农业及生态环境中的作用
根瘤菌—豆科植物共生固氮在农业及生态环境中的作用随着我国人口的增加和城市化进程的加快，我国的环境问题日显突出：水资源紧缺，水土流失严重，荒漠化土地面积扩大，草地沙化、碱化、退化面积增加，物多样性遭到严重破坏。
有调查显示，全国荒漠化土地面积已达到 174万 km2，已有的“三化”草地面积达1.33亿hm2，占总草地面积的三分之一。
我国化肥每年使用量远远超过发达国家所规定60kg.km-2的标准上限，而平均利用率仅为40%左右，大部分化肥渗透进入水体和土壤、大气环境中。
因此，寻求一种绿色、安全、环境友好的解决方法已经迫在眉睫。
根瘤菌是一种能与豆类作物根部共生形成根瘤并可以固氮的细菌，一般指根瘤菌属和慢生根瘤菌属。
根瘤菌属和慢生根瘤菌属两属细菌都能从豆科植物根毛侵入根内形成根瘤，并在根瘤内成为分枝的多态细胞，称为类菌体。
类菌体在根瘤内不生长繁殖，却能与豆科植物共生固氮，即固氮微生物根瘤菌和豆科植物生活在一起，从豆科植物获得养分，与其共同完成固氮作用。
这种固氮作用是天然的氮肥制造工厂，不仅为植物提供氮素养料，同时还可以节约生产化肥所需的物质资料和生产过程所消耗的能量资源，减少废弃物和环境有害物质的排放，有助于农业和生态环境的可持续发展。
主要表现在以下几个方面：一、根瘤菌在农业可持续发展中的作用豆科植物—根瘤菌有较强的耐胁迫性，即使在不良环境条件下仍能与侵染的豆科植物形成稳定的共生体系，且在一个生长季节内所固定的氮素总量可达到45—335kg*hm-2这些氮素不仅能提高植物组织的含氮总量，所形成的共生体系更能源源不断地为土壤提供氮素，解决氮匮乏问题，显著提高土壤营养。
豆科植物—根瘤菌共生体系独特的固氮作用使得生态系统氮素循环得以平衡，同时，土壤中氮素含量也通过这种天然的方式得到补充。
长期种植紫花苜蓿和林生山黧豆的草地耕层土壤全氮和有机质含量提高幅度较大，主要原因在于紫花苜蓿和林生山黧豆均是豆科植物，在生长过程中，其根部形成的根瘤能够固定土壤空气中的氮素，固定的氮素除了满足作为种子田的牧草生长外，还能增加土壤中的氮素含量。
植物共生关系的例子
植物共生关系的例子
1、地衣、真菌、苔藓植物共生：地衣靠真菌的菌丝吸收养料，靠苔藓植物的光合作用制造有机物。
2、大豆与根瘤菌共生：根瘤菌被包围在寄主质膜所形成的侵入线中，在寄主内合成固氮酶。
豆血红蛋白则系共生作用产物，植物产生球蛋白，而血红素则由细菌合成。
豆血红蛋白存在于植物细胞的液泡中，对氧具有很强的亲和力，因此对创造固氮作用所必须的厌氧条件是有利的。
细菌开始固氮，在植物体内细菌有赖于植物提供能量，而类菌体只能固氮而不能利用所固定的氮，所以豆科植物供给根瘤菌碳水化合物，根瘤菌供给植物氮素养料，从而形成互利共生关系。
大豆试题
大豆[填空题]1大豆根瘤菌的形成和作用是什么？参考答案：大豆根瘤菌为杆状细菌，从根毛尖端侵入根的皮层，使根的厚膜细胞受到刺激后加快分裂，形成瘤状物。
在根瘤形成过程中，根瘤菌的繁殖需要从大豆植株获得碳水化合物和磷素，这里如能充分供给这类物质，根瘤菌生育旺盛，根瘤形成早、体积大、数量多，因而固氮量也多，大豆从根瘤得到的氮素供应也就多。
[单项选择题]2、大豆50％以上植株的子叶出土并平展的时期称为（）。
A.出苗期B.出苗始期C.播种期D.出芽期参考答案：A[单项选择题]3、大豆花具有典型蝶形花的结构，由（）组成。
A.苞片、花萼、雄蕊和雌蕊B.花萼、花冠、雄蕊和雌蕊C.苞片、花冠、雄蕊和雌蕊D.苞片、花萼、花冠、雄蕊和雌蕊参考答案：D[单项选择题]4、大豆产量构成因素中首要的最活跃的因素是（）。
A.单位面积的株数B.粒重C.每夹粒数D.每株夹数参考答案：A参考解析：大豆产量构成因素有单位面积的株数、粒重、每夹粒数、每株夹数，但是构成因素中首要的最活跃的因素是单位面积的株数。
[单项选择题]5、高油专用大豆品种指含油（）以上的品种。
A.19%B.20%C.21%D.22%参考答案：D参考解析：高油专用大豆品种是指含油22%以上的品种，高蛋白专用大豆品种是指蛋白质含量45%以上的品种。
[单项选择题]6、夏大豆播期在（）月（）日至（）月（）日之间，在这个范围内，越早越好。
A.4、20，6、10B.5、1，6、20C.5、10，6、30D.5、20，6、20参考答案：D参考解析：春播的夏大豆除生育期推迟、产量降低外，病害有加重的趋势，适宜的播期在5月20日至6月20日之间，在这个范围内，越早越好。
[单项选择题]7、根瘤菌生活在豆科植物根部细胞中，它们之间的关系是（）A.寄生B.共生C.兼性寄生D.转主寄生参考答案：B参考解析：根瘤菌与豆科植物是共生关系，因为豆科植物可以向根瘤菌提供营养，同时根瘤菌向豆科植物提供氮源，两者无法单独生存，必须同时存在，故不是互生而是共生。
大豆根系与根瘤菌的互作机制
大豆根系与根瘤菌的互作机制
大豆根系与根瘤菌的互作机制是一种共生关系，被称为豆科植物与根瘤菌的共生固氮。
下面是大豆根系与根瘤菌的互作机制的简要描述：
1. 信号交流：当大豆根系与土壤中的根瘤菌接触时，根瘤菌会释放化学物质（诱导物质），以刺激大豆根系释放信号物质（诱导物质）。
这些信号物质通常是一种称为异戊糖酸的化合物。
2. 信号接收：大豆根系通过感知诱导物质的存在，并产生响应。
大豆根系中的感受器会识别根瘤菌释放的信号物质，并触发一系列反应。
3. 根瘤形成：大豆根系感知到根瘤菌的存在后，会在根部形成根瘤。
根瘤是一种特殊的器官，由大豆根系和根瘤菌共同构成。
根瘤提供了一个适合根瘤菌生长和固氮的环境。
4. 固氮：在根瘤中，根瘤菌会与大豆根系共同进行固氮作用。
根瘤菌具有一种特殊的酶称为铁蛋白，它能够将大气中的氮气转化为植物可利用的氨。
这种固氮作用有助于提供大豆植物所需的氮源。
5. 营养交换：大豆根系通过根瘤菌固氮作用提供的氨，供给根系所需的氮源。
同时，根瘤菌从大豆根系中获得所需的碳源和其他营养物质。
总的来说，大豆根系与根瘤菌的互作机制是一种互利共生关系，大豆根系提供生长环境和营养物质，而根瘤菌提供固氮能力，帮助大豆植物获得所需的氮源。
根瘤菌固氮反应方程式
根瘤菌固氮反应方程式根瘤菌（Rhizobium）是一种生活在植物根部的微生物，与豆科植物（如大豆、豌豆等）之间建立了一种共生关系。
根瘤菌能够固定氮气，将大气中的氮气转化为植物可以利用的形式，促进植物的生长和发育。
这种固氮反应是通过一系列的化学反应来实现的。
根瘤菌通过感受植物根部释放的化学物质信号，感知植物的存在并主动寻找植物根部。
一旦根瘤菌进入植物根部，它们会与植物根部的细胞形成共生结构，这个结构被称为根瘤。
根瘤菌进入细胞后，会分化为不同的细胞类型，其中包括氮酶菌株。
氮酶菌株是固氮反应的关键部分，它们能够将氮气转化为植物可以利用的氨。
固氮反应的具体步骤如下：1. 感知和吸附：根瘤菌通过感知植物根部释放的信号物质，寻找并吸附在植物根部上。
2. 侵入和感染：根瘤菌进入植物根部，并与根部细胞形成共生结构，即根瘤。
根瘤菌通过侵入细胞，并与细胞内的根瘤细胞形成共生状态。
3. 根瘤细胞分化：一旦根瘤菌进入根瘤细胞，它们会分化为不同类型的细胞。
其中一种类型是氮酶菌株。
4. 固氮反应：氮酶菌株通过固氮酶的作用，将大气中的氮气转化为氨。
固氮酶是一种铁硫蛋白，它能够将氮气与氢反应生成氨。
5. 氨转化：固氮酶生成的氨会与植物根瘤细胞内的其他物质反应，形成植物可以利用的氨化合物，如谷氨酸等。
整个固氮反应过程中，根瘤菌与植物根部之间实现了一种共生关系。
植物为根瘤菌提供适宜的生长环境和有机物质，而根瘤菌则为植物提供可利用的氮源。
这种共生关系对植物的生长和发育具有重要的促进作用。
固氮反应方程式如下：N2 + 8H+ + 8e- + 16ATP → 2NH3 + H2 + 16ADP + 16Pi这个方程式描述了氮酶菌株通过固氮酶的作用将氮气转化为氨的过程。
其中，N2表示氮气，H+表示氢离子，e-表示电子，ATP表示三磷酸腺苷，NH3表示氨，H2表示氢气，ADP表示二磷酸腺苷，Pi表示无机磷酸盐。
方程式中的16代表了反应中所需的16个三磷酸腺苷和16个无机磷酸盐。
种豆科植物提高土壤肥力的原因
种豆科植物提高土壤肥力的原因种豆科植物是一类与一些植物共同属于豆科（Fabaceae）科的植物。
豆科植物包括大豆、花生、小扁豆、红豆等。
这类植物在农业和园艺领域中具有广泛的应用，它们不仅为人类提供蛋白质和营养丰富的食物，还能提高土壤肥力。
种豆科植物提高土壤肥力的原因包括它们的根瘤共生作用、氮肥固定、有机质添加和矿物质吸收。
首先，豆科植物与一些根瘤菌共生，形成根瘤共生作用。
这些根瘤菌能够与豆科植物的根系中的细胞形成共生关系。
在这种共生关系中，细菌为植物提供了固态氮源。
细菌通过与植物根的共生结节合作，将大气中的氮气固定为植物可以利用的形式，即摄取氮气转化为氨等化合物，并将其供给植物使用。
这种共生关系大大促进了土壤中氮的供应，提高了土壤的肥力，并且减少了农民需要使用化学氮肥的数量。
根瘤共生作用是豆科植物具有提高土壤肥力的重要原因之一其次，豆科植物通过氮肥固定作用提高土壤肥力。
在根瘤共生作用的帮助下，豆科植物能够固定大量的氮气，并将其转化为植物可利用的形式。
这种过程需要一些特殊酶的催化，通过这些酶，氮气与植物根系统中的化合物结合形成氨和有机氮化合物。
这种氮肥固定作用使豆科植物能够自给自足地吸收氮素，并将其存储在植物体内。
当这些植物的枯萎和分解后，土壤会得到富含有机质和固态氮源的残留物。
这为土壤提供了丰富的养分，并且有助于提高土壤的肥力。
此外，种豆科植物还通过有机质的添加提高土壤肥力。
这些植物在生长和发展过程中会释放大量的有机物质，如根系分泌物、蜜露等。
这些有机物质含有丰富的碳和氮等养分，能够促进土壤微生物的生长和活动。
同时，这些有机物质能够通过微生物的分解和转化变成更稳定的有机质，进一步增加土壤的有机质含量。
有机质的添加可以改善土壤的结构，增强其保水保肥能力，提高土壤肥力。
最后，种豆科植物还可以通过吸收矿物质来提高土壤肥力。
这些植物的根系具有较强的吸收能力，能够吸收土壤中的各种矿物质，如钾、磷等。
通过吸收这些矿物质，豆科植物能够减少土壤中的养分流失，保持土壤的肥力。
大豆分泌的氮形态
大豆分泌的氮形态
大豆作为豆科植物,具有固氮作用,能够通过根瘤菌与植株形成共生关系,将空气中的氮气固定为植物可利用的氮形态。
大豆分泌的主要氮形态包括:
1. 氨基酸
大豆中含有丰富的氨基酸,如谷氨酰胺、天冬氨酸、甘氨酸等。
这些氨基酸不仅是大豆蛋白质的基本单位,也是植物代谢过程中重要的氮源。
2. 小分子氮化合物
大豆在生长过程中会释放一些小分子氮化合物,如氨基、胍、嘧啶等。
这些小分子氮化合物可以被土壤微生物利用,参与土壤氮循环。
3. 蛋白质和多肽
大豆籽粒和植株中含有大量的储藏蛋白和结构蛋白,在植物残体分解过程中会释放出多肽和蛋白质。
这些大分子氮化合物需要经过矿化作用才能为植物所利用。
4. 核酸
大豆细胞中含有DNA和RNA等核酸,在细胞代谢过程中会产生一些核苷酸和碱基等核酸降解产物,这些也是植物可利用的氮源。
大豆分泌的氮形态多种多样,在土壤中发挥着重要的作用,不仅为大豆本身提供氮素,也为其他植物和土壤微生物提供了氮素来源,促进了土
壤氮循环。
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大豆根瘤菌
• 大豆根瘤菌为慢生根瘤菌科、 大豆根瘤菌属。是一种活的微生物制 剂根瘤内的根瘤菌不豆科植物互利共 生：豆科植物通过光合作用制造的有 机物，一部分供给根瘤菌；根瘤菌通 过生物固氮制造的氨，则供给豆科植 物.
大豆根瘤菌的技术应用
• 大豆生产中使用根瘤菌是一项成熟的、广泛使用的技术， 能够大幅度地提高大豆生长期中的自身固氮能力，供给充 足的氮素，供大豆生产所需。大豆根瘤菌有液体、固体两 种剂型。固体型根瘤菌采用拌种戒土施方式应用。液体型 根瘤菌采用浸种方式使用。也可以在种子包衣时加入大豆 根瘤菌剂，但是要注意包衣剂和根瘤菌剂之间应相互匘配， 丌能因种衣剂药效抑制根瘤菌的活性。 • 根据大田示范结果，大豆应用根瘤菌，可以使大豆产量提 高10%以上，同时大豆的蛋白质含量提高2%、粗脂肪含 量提高1～2%，每亩净收入增加40～50元。
根瘤菌与大豆的共生关系
应用化学112班 115131233 徐莉
根瘤菌不大豆的共生关系
大豆为根瘤菌提供能量和安全的生长环境， 根瘤能够为生物固氮过程提供必要的低氧条件。 宿主和根瘤菌之间的正确识别是所有根瘤共生系 统形成的必需条件。 • 豆科生物固氮，是全世界都公认的有效技 术，豆科植物—根瘤菌有固氮的功能，世界上凡 是种植大豆的国家，无一丌采用这项技术。禾本 科为豆科解决了氮阻遏的障碍，丌仅增加固氮量， 促迚豆、禾双高产，还可减少病虫危害；如果从 轮作过程观察，前茬豆科作物为后作提供了非常 可观的氮肥，生物固氮的贡献更大。 •
技术应用要点
• 筛选土壤 • 采用适宜的施用方法根据大豆根瘤菌的剂型 （固剂，液 剂） • 合理用量菌剂拌种 • 大豆根瘤菌是一种活的微生物制剂，在储藏、运输、使用 过程中，要避免温度过高戒者过低；同时丌能不杀菌剂类 农药混用
自然界中的氮元素
生物固氮前景
• 自2003年起到2007年，黑龙江垦匙共计推广应用 大豆根瘤菌面积820万亩，共计减少尿素投入近4 万吨，生物固氮的观念已日益为垦匙广大职工所 接受。 • 大豆在种植业结构中的重要位置是丌可取代的， 在美国大豆的种植面积约占耕地面积的30%~40%， 而我国尤其是在东北地匙，大豆具有非常重要的 地位。近年来大豆价格的攀升，提高了农民种植 的积极性；而化肥价格的飞涨，给根瘤菌推广提 供了非常迫切需加强豆科育种及根瘤菌应用基础研究， 如优选的豆科植物品种不高效根瘤菌匘配 • 突破根瘤菌剂能较长期保存的瓶颈；根瘤菌剂使 用的最有效技术及相应机具改革等
我国生物固氮发展形势
• 目前我国已为中国豆科作物接种根瘤菌准备了充足的种质 资源和新的认识，大豆生物固氮的大面积推广指日可待。 • 据悉，2008年国家将开始在山西、江西、湖南、广西、安 徽5省（匙）试点种植豆科绿肥5万亩，并迚行财政补贴。 同时，生物产业发展已写入“十一五”规划———绿色农 用生物产品与项实施方案：推动新型高效生物肥料产业化， 开发高效固氮产品等。农业部已将大豆种植产业技术体系 试点立项，推广接种根瘤菌。 • 在广大农匙，建立豆科植物———根瘤菌不禾本科及其它 经济作物间套轮作体系，充分发挥生物固氮作用，将化学 氮肥用量降至最低限 。
生物固氮前景 据统计，全球每年生物固氮约2亿吨， 豆科固氮占65%~80%，给共生植物提 供所需氮50%~100%。陈院士多年研 究表明，豆科植物不禾本科植物间作 效应明显。禾本科为豆科解决了氮阻 遏的障碍，丌仅增加固氮量，促迚豆、 禾双高产，还可减少病虫危害；如果 从轮作过程观察，前茬豆科作物为后 作提供了非常可观的氮肥，生物固氮 的贡献更大。
生物固氮的意义
• 扩大豆科植物—根瘤菌共生体系，是我国减少化学氮肥用 量的最有效途径”众所周知，氮肥是高能耗产品，减少化 学氮肥的投入，对于缓解我国的能源紧张有重大意义。 • 氮素作为农业生产中的重要化学元素，随着作物产量的丌 断提高，氮肥的使用量丌断提高，造成作物种植成本提高， 土壤质量下降，而根瘤的生物固氮可以为其宿主植物提供 足够的氮源。深入探究大豆不根瘤菌之间的共生原理，分 析根瘤的形成过程，并初步运用基因工程方法构建转MYB 基因烟草模型。对农业生产中氮肥使用量的减少及土壤土 质的提高具有重要作用，对降低农业生产成本亦有显著意 义。
生物固氮是生命科学中的重大基础研究课 题之一, 它在生产实际中发挥着重要作用: 为植 物特别是粮食作物提供氮素、提高产量、降低 化肥用量和生产成本、减少水土污染和疾病、 防治土地荒漠化、建立生态平衡和促进农业可 持续发展。因此，二者之间的共生原理及固氮 过程一直以来是人们研究的重要课题。
谢谢！