《土壤和环境微生物学》—— 土壤中的自生固氮作用及影响因素

固氮细菌的应用和固氮作用的发挥与环境条件有密切关系。固氮细菌的正常生长是固氮作用的前提，但是它们所需要的良好生活环境不一定就是固氮作用的适宜条件。生长和固氮有许多共同条件，但有的条件对生长有利而对固氮不利。例如，铵盐和硝酸盐是固氮细菌的氮素养料，但却抑制固氮作用。各类不同生理特性的固氮细菌对生活条件的要求既有共同性，也有特殊性，但它们的固氮酶催化氮气还原作用所需的基本条件是相同的。

（一）自生固氮作用在土壤中积累的氮素 精确计算固氮作用在土壤中累积的氮量是困难的，因为土壤复杂，固氮作用受许多因素的影响。旺盛的固氮作用首先必须存在大量的固氮细菌。对于异样固氮细菌来说，要求：（1）细胞数量要大；（2）繁殖速度要快，因为自生固氮细菌只在生长过程中固氮；（3）细胞中积累的氮素来自空气，如果是吸收土壤中的现成化合态氮，则不是固氮作用的结果。据估计，每公顷固氮2KG，要求每克土壤必须含107个固氮细菌。假定每年有利于固氮细菌代谢的生长期为200天，固定2KG氮则要求每天每克土壤新产生50000个细胞，也就是要求固氮细菌处于旺盛的生长繁殖状态。在耕作土壤上作物生长过程达到这一要求是不容易的。需要提供大量碳氮比率高的有机质作为固氮细菌的碳源和能源，并满足其它生活条件。但在特殊环境中是可能的，如堆肥和沼气发酵池中。

长期以来用固氮菌作接种在国内外均进行过大量的试验。但对作物的增产效果仍不肯定，但对作物的增产效果仍不肯定，一部分结果平均增产5-10%，但也有许多不增产的结果。而对增产原因的解释现在一般也不认为是固氮作用，而是固氮菌产生的生长刺激和病菌抑制物。已证明固氮菌合成赤霉素、细胞激动素和吲哚乙酸。在某些试验中，刺激素也不是固氮菌进入土壤后产生的，而是培养过程中分泌出来后随接种剂进入土壤的。

自生固氮细菌种类很多，存在开发利用的潜力。掌握它们的不同特性，针对特定条件，完全可能获得增产效果。如在某些水田中放养蓝细菌可以增产稻谷。蓝细菌不但固定氮素，而且可以增加土壤中有机质含量。