《土壤微生物生态工程》—固氮菌（61）

氮是植物生长所必需的主要营养元素，也是农业生产的重要限制因子。在农业生产中，氮被视为衡量土壤养分状况乃至土壤肥力的一个重要指标。大量施加化肥虽在促进作物生长、提高粮食产量中发挥了巨大的作用，但长期过量也带来了负面影响，如土壤肥力下降、酸沉降、水体富营养化、全球变暖、同温层臭氧耗竭、颗粒物和光化学烟雾形成、饮水和食物中硝酸盐积累等，严重阻碍了农业的可持续发展。除了向土壤中施加的氮肥来补充之外，植物的氮营养主要来自生物固氮作用。生物固氮作用是某些微生物把空气中的游离氮固定转化为含氮化合物的过程，是固氮微生物的一种特殊生理。据估计全球每年生物固氮作用所固定的氮约1.75×107 kg，其中耕地约占有4.4×106kg，超过了每年施入土壤中4.0×106 kg肥料氮素的量，因此，生物固氮作用有很大的潜力，在农业生产上和自然中的氮素的平衡具有十分重大的意义。

生物固氮不但可为作物提供氮素，提高作物的产量，降低化肥的用量和生产成本外，还可减少水土污染和疾病。固氮菌是土壤生态系统中十分重要的功能菌之一，在土壤氮素循环中发挥着不可替代的作用。当前在农业生产应用上较广泛、意义较重要的固氮资源有：豆科植物共生固氮、红萍和固氮蓝藻、结瘤的非豆科植物、联合固氮和自生固氮等。

自1886年Beijerinck首次分离共生固氮的根瘤菌起，各种固氮微生物相继被分离鉴定，至今已发现的固氮微生物100余属，包括细菌、放线菌和蓝藻，都通过体内固氮酶系统的催化来进行氮素的固定。一般认为自然界生物固氮可以分为共生固氮、自生固氮和联合固氮三种类型，也有人简单地将固氮类型分为两种，即共生固氮和非共生固氮。不管哪一种观点都认为豆科植物的共生固氮是生物固氮的主体。

生物固氮菌肥，是一种被称为“活肥料”的生物菌剂，作用有：①固氮菌施用后与作物形成共生关系，固定空气中游离氮素，供给作物吸收利用；②固氮菌在生长繁殖过程中产生的分泌物能溶解释放出土壤中的固定性磷，供给作物利用；③固氮菌在生长活动中能产生有利于植物生长的刺激素，促进作物的生长代谢。