固氮微生物肥料

标题：固氮微生物肥料的生产和应用现状及发展前景摘要：固氮微生物肥料可以增加作物的产量，在农业生产中具有重要的作用。目前应用最多的主要是根瘤菌，生物固氮越来越受到重视，它将向更深更远的方向发展。

Abstract:Population can increase the plant’s output in agriculture has an important role. At present , the most applied largely root nodule truffles , and biological nitrogen fixation more attention , it will be more further developed.

关键词：固氮微生物生物固氮生产根瘤菌应用研究方向

Key words:Nitrogen-fixing microbial biological nitrogen fixation production application research direction 主题：固氮微生物肥料

众所周知，农业生产长期过分依赖于化学肥料和农药，造成大量不可再生能源的浪费，农田土质变坏，肥力下降．农作物品质降低，食品和地下水等环境污染状况也日趋严最。随着生态农业和绿色食品生产的兴起和发展，加之我国大多数土壤中速效磷、钾匣其它一些养分的缺乏，微生物肥料作为生物技术发展和农业生产的一类重要肥源以及它对农作物生长的多种功能和作用特点，再一次引起人们的重视，并得到一定的发展空间，目前已成为国内外研究的热点。（1）

固氮微生物肥料是利用自生固氮菌和联合固氮微生物生产的固氮菌类肥。根据目前的资料表明，固氮生物都是原核生物，包括微生物中的某些细菌、放线菌和蓝细菌。现在已发现固氮微生物多达60个以上的属，随着研究手段的不断提高，发现的固氮微生物种类会愈来愈多。通过微生物的固氮作用增加土壤的氮含量并促进粮食增产的一种环境友好型生物肥料，相对于传统氮肥具有污染小，效率高等优势。

固氮微生物的作用机理：

自生固氮微生物自由生活在土壤或水域中，能独立进行固氮，它们在将分子态氮固定成NH 后，并不将NH3释放到环境中，而是合成氨基酸，组成自身的蛋白质。只有当自生固氮微生物死亡，它们细胞中的有机氮被分解成NH3后，NH3与水化合成NH3〃H20，NH3‘H20进一步电离出NH4 ，NH4 才能被植物的根系吸收；或Nil3被硝化细菌进一步氧化为NO 一，以NO3一的形式被植物的根系吸收。（2）

各类固氮微生物进行固氮作用的基本反应是相同的：

N2+8H++8e-+16MgA TP→2NH3+H2+16MgADP+16Pi

能够固氮的微生物都有生物固氮过程中的关键因子--固氮酶，这种酶的一个重要特性是对氧的敏感性，在有氧条件下会使它不可逆失活。生物固氮中的能量供应和氨效应也是限制这一生物合成过程的另二个限制因素。

生物固氮与工业上的化学固氮相比，有以下四个方面的优点：

①生物固氮过程无需在高温高压下进行。

在常温常压下依靠微生物本身的固氮酶催化作用，实现将氮分子转化成

氨，供植物吸收利用。虽然生物固氮也是一个消耗能量的过程，但是提供能量的是植物，能量主要靠植物以太阳光为能源的光合作用。与化学固氮相比成本低廉。

②质优。

以豆科植物和根瘤菌共生体系来看，植物向根瘤菌提供能量，存在于根瘤中的根瘤菌(以类菌体形态存在)将氮分子转化成氨，然后通过氨同化系统迅速将氨转化成谷氨酰胺一类的优质氮化合物被植物吸收。而且共生体系固定的氮大部分被输送到籽粒中去，这也是豆科植物种子蛋白质含量高的一个重要原因。

③利用率高。

化肥氮施入到田间，植物所能吸收利用的效率在20％～60％，其余的要么形成气态氮释放到空气中，要么随水淋溶流失。而生物固氮，尤其是共生固氮体系，大部分都被农作物直接吸收利用，少量的随着分泌过程和根瘤衰老破溃，留在土壤中给下一季作物利用。表现了十分高的利用率。

④不污染环境。

氮肥的大量使用而转化成的硝态氮，有相当一部分淋溶，造成溪流、地下水和海洋的硝酸盐污染。另一方面施入土壤中的化学氮，由于反硝化作用，释放出的氮气破坏正常的氮素循环。而生物固氮则不存在这个问题。

目前，用于生产此类微生物肥料的菌种主要有：圆褐固氮菌或称为褐球固氮菌（Azotobacter chroococum）；棕色固氮菌亦称维涅兰德固氮菌（Azotobacter chroococum）；德氏拜叶林克氏固氮菌（Beijerinckia derxii）和克氏杆菌属（Klebsiella spp.）、肠道杆菌属（Enterobacter spp.）及产碱杆菌属（Alcaligenes spp.）中的某些菌。（2）

圆褐固氮菌是固氮菌属中的一种，革兰氏阴性杆菌，细胞呈大卵圆形，大小2um*5um，常成对，周生鞭毛运动，不形成芽孢，但能形成厚壁的孢囊和荚膜粘液。不产生水溶性的色素，但在琼脂培养基上的生长物具有特征性的非水溶性的褐色色素，有些菌株的这种色素时间长会变成黑色。细胞内含有很多颗粒体，菌体外面有荚膜。需要说明的是，圆褐固氮菌的菌体形态多变，幼龄时菌体为杆状，细胞单独存在或两个联接呈“8”字形，老龄细胞缩短，呈椭圆形或圆形。不同的圆褐固氮菌菌株固氮作用存在明显差异，低的菌株利用1克葡萄糖仅能固定5毫克氮素最高的可达20毫克。（3）棕色固氮菌也是固氮菌属中的一种。在形态和培养特征上都十分相似，但能产生在紫外灯下呈绿色水溶性的荧光色素；在琼脂培养基上的生长物具有特征性的非水溶性棕色色素；它可利用鼠李糖，这是棕色固氮菌与该属的其他种的区别。

肺炎克氏杆菌（Klebsiella Pneumoniae）的某些菌株发现有一定的固氮作用和刺激作用，从分类的角度上看，该菌属于可能的条件致病菌。1997年山东潍坊医学院报道了9例新生儿脐带感染的9株病原菌中有4株是肺炎克氏