自然界中只有少數微生物能進(jìn)行生物固氮作用。據研究,已經(jīng)確定明顯具有生物固氮功能的微生物有細菌、放線(xiàn)菌和藍細菌。它們都是原核微生物,分布在50多個(gè)屬中的200多個(gè)種,其中部分種可用作生產(chǎn)固氮菌肥料的菌種。
①自生固氮微生物:自生固氮微生物在土壤中獨立生活,不與植物共生,利用它們自己具有的固氮酶將大氣中的分子態(tài)氮固定為氨,供作物吸收。它們因對氧氣和能源需求特性不一,可分成不同的類(lèi)型。有的要在有氧環(huán)境中生長(cháng)和固氮,如棕色固氮菌、貝式固氮菌等;有的只在無(wú)氧或缺少化合態(tài)氮的環(huán)境中生長(cháng)和固氮,如巴斯德梭菌等;有的在無(wú)氧中生長(cháng)固氮,但在有氧中只生長(cháng)不固氮,為兼性厭氧微生物,如肺炎克氏桿菌等;還有的要在無(wú)氧有光時(shí)能固氮,如深紅紅螺菌等;還有一類(lèi)僅依靠無(wú)機化合物氧化還原提供能量就能固定大氣中的氮元素,如氧化亞鐵硫桿菌等。
自生固氮微生物固氮效率不高,而且只有在不含氮肥的貧瘠土壤中才能固氮。
②共生固氮微生物有些固氮微生物與其他植物共生,宿主植物向固氮微生物提供生長(cháng)和固氮所需的能源和碳源等營(yíng)養物質(zhì),固氮微生物向宿主植物提供所需的氮素。最常見(jiàn)的就是與豆科植物共生的根瘤菌。它是目前農業(yè)生產(chǎn)中最具有實(shí)際利用價(jià)值的固氮微生物。
③聯(lián)合固氮微生物某些固氮微生物生活在禾本科植物根部的表面和周?chē),不形成根瘤菌結構,但可利用植物根分泌的有機酸進(jìn)行生長(cháng)固氮,并產(chǎn)生一些植物激素。
④內生固氮微生物有些固氮微生物生活在其他生物體內,證明也有固氮能力,如在甘蔗體內生長(cháng)的固氮醋酸桿菌利用甘蔗體內豐富的糖分,經(jīng)過(guò)固氮供甘蔗生長(cháng)所需要的氮源。
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