生物固氮在农业生产上的应用
2022-04-12
生物固氮简介

生物固氮在农业生产中具有十分重要的作用。氮素是农作物从土壤中吸收的一种大量元素,土壤每年因此要失去大量的氮素。如果土壤每年得不到足够的氮素以弥补损失,土壤的含氮量就会下降。土壤可以通过两条途径获得氮素:一条是含氮肥料(包括氮素化肥和各种农家肥料)的施用;另一条是生物固氮。

 

生物固氮拌种

对豆科作物进行根瘤菌拌种,是提高豆科作物产量的一项有效措施。播种前拌种将豆科作物的种子沾上与该种豆科作物相适应的根瘤菌,这显然有利于该种豆科作物结瘤固氮。特别是新开垦的农田和未种植过豆科作物的土壤中,根瘤菌很少,并且常常不能使豆科作物结瘤固氮,更需要进行根瘤菌拌种。对比实验表明,在其他条件相同的情况下,经过根瘤菌拌种的豆科作物,可以增产10%20%

 

生物固氮做绿肥

用豆科植物做绿肥,例如将田箐、苜蓿或紫云英等的新鲜植物直接耕埋或堆沤后施用到农田中,可以明显增加土壤中氮的含量。科学家统计过,如果用新鲜的豆科植物饲养家畜,再将家畜的粪便还田,则既可以使土壤肥沃,又可以获得更多的粮食和畜产品。

本世纪初以来全球农作物单位面积产量不断增长,在一定程度上依赖于氮素化肥的施用量不断增加。农作物依赖于施用氮素化肥所获得的增产实际上是以消耗能源和污染环境为代价所取得的。在大气中氮气含量接近80%,但这种氮气并不能直接为高等植物吸收利用。人类自从发现豆科植物与根瘤菌共生结瘤固氮现象以来对生物固氮研究已有112年之久,中国对生物的共生固氮现象也进行了长达62年的探索性研究。然而,关于生物固氮,特别是非豆科农作物的生物固氮,还有许多问题有待于进一步研究。目前,生物固氮研究已经被列为“国际生物学计划”中的重点研究内容,各国政府都将其视为重点科技攻关项目。通过适当方式将生物固氮机制引入到非豆科农作物中,进而建立起非豆科农作物固氮新体系,这是农业科学研究中一项富有挑战性的研究课题。这不仅引起了农业科学家的极大兴趣,而且也受到了全社会各阶层有识之士的广泛关注。

 

生物固氮意义

大气中的氮,必须通过以生物固氮为主的固氮作用,才能被植物吸收利用。动物直接或间接地以植物为食物。动物体内的一部分蛋白质在分解过程中产生的尿素等含氮废物,以及动植物遗体中的含氮物质,被土壤中的微生物分解后形成氨,氨经过土壤中的硝化细菌的作用,最终转化成硝酸盐,硝酸盐可以被植物吸收利用。在氧气不足的情况下,土壤中的另一些细菌可以将硝酸盐转化成亚硝酸盐并最终转化成氮气,氮气则返回到大气中。除了生物固氮以外,生产氮素化肥的工厂以及闪电等也可以固氮,但是,同生物固氮相比,它们所固定的氮素数量很少。可见,生物固氮在自然界氮循环中具有十分重要的作用。

 

来源:微生物菌种技术及应用公众号