微生物固氮的方法有哪三种方法

作者&投稿:巴树 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
能固氮的微生物有哪几类~

固氮生物都属于个体微小的原核生物,所以,固氮生物又叫做固氮微生物。根据固氮微生物的固氮特点以及与植物的关系,可以将它们分为自生固氮微生物、共生固氮微生物和联合固氮微生物三类。(1)自生固氮微生物在土壤或培养基中生活时,可以自行固定空气中的分子态氮,对植物没有依存关系,常见的自生固氮微生物有好氧性自生固氮菌、厌氧性自生固氮菌。(2)共生固氮菌只有和植物互利共生时,才能固定空气中的分子氮。例如根瘤菌(与豆科植物互利共生);克氏放线菌(与非豆科植物共生);蓝藻(与红萍等水生蕨类植物共生)等等。(3)联合固氮微生物是介于自生和共生固氮微生物之的这一类微生物,它和共生植物有一定的专一性,但又不形成根瘤那样的特殊结构。例如固氮螺菌、雀稗固氮菌等等。

1.ATP的供应
2.还原力[H]和传递体
3.固氮酶:固二氮酶和固二氮酶还原酶
4.还原底物N2
5.镁离子
6.严格的厌氧环境

自生固氮 共生固氮 联合固氮。在自然界, 自生固氮微生物种类很多, 分散地分布在细菌和蓝细菌的不同科、 属和不同的生理群中。 红螺菌、 红硫细菌、 绿硫细菌和梭状芽胞杆菌等都是自生固氮菌, 利用光能或化能固定氮素。共生固氮微生物根据新陈代谢类型可分为异养需氧型,包括根瘤菌(与豆科植物互利共生)、 弗兰克氏放线菌(与桤木属、 杨梅属、 沙棘属等 200 多种非豆科植物互利共生) ;自养需氧型, 指念珠藻属、 鱼腥藻等属的蓝藻与红浮萍等水生蕨类、 罗汉果等裸子植物、地衣中的真菌等互利共生。在固氮的微生物中有一类属于自由生活的类群,它们和共生的植物之间具有一定的专一性,但是不形成根瘤那样的特殊结构,
这些微生物能够自行固氮,它们的固氮特点介于自生固氮和共生固氮之间,称为联合固氮。

固氮微生物种类

1、自生固氮微生物

光合固氮微生物 能进行光合作用,以二氧化碳为碳源、光合产物为能源进行固氮作用的微生物。有蓝细菌(见蓝藻门)中的许多属种(如念珠藻属、鱼腥藻属等)和光合细菌中的红螺菌属以及绿硫菌属等。
化能自养固氮微生物 有些化能自养微生物(如氧化亚铁硫杆菌等)能以二氧化碳、亚铁氧化物和分子态氮为碳、能、氮源。
异养固氮微生物 进行异养生活,以适宜的有机碳化合物为碳源和能源,满足生活和固氮的需要。这个生理、生态群包括许多种类,如固氮菌科的所有属、芽孢杆菌属、梭菌属的一些种、固氮螺菌属、肠杆菌科的一些属种、反硫化细菌、产甲烷细菌和其他一些异养细菌的种类。
2、共生固氮微生物 有些微生物种类只能或主要是在与其他生物营共生生活时固氮。
根瘤菌和豆类共生体系 许多种豆类植物能和根瘤菌属的相应种共生。根瘤菌侵入寄生根内,刺激寄主根上形成根瘤,根瘤菌在根瘤内定居并固氮。豆类植物和根瘤菌的共生关系具有属种的专性,一种或一株根瘤菌只能在一定的豆类植物种或品种上共生、结瘤、固氮(见根瘤菌科)。一些重要豆科作物种类和根瘤菌的专适共生关系如下:
苜蓿根瘤菌——苜蓿、草木樨 ;三叶草根瘤菌——三叶草;豌豆根瘤菌——豌豆、蚕豆;菜豆根瘤菌——菜豆;紫云英根瘤菌——紫云英;大豆根瘤菌——大豆;豇豆根瘤菌——豇豆、花生、绿豆、赤豆、柽麻、扁豆、刀豆等。
非豆类种子植物及其内生菌的共生固氮体系 有些非豆类种子植物也能和某种固氮微生物共生形成根瘤并固氮,如桤木属、杨梅属、木麻黄属等种类的根瘤内有弗兰克氏属放线菌营共生固氮作用。

3、联合固氮微生物

有些固氮微生物如固氮螺菌、雀稗固氮菌等,能够生活在玉米、雀稗、水稻和甘蔗等植物根内的皮层细胞之间。这些固氮微生物和共生的植物之间具有一定的专一性,但是不形成根瘤那样的特殊结构。这些微生物还能够自行固氮,它们的固氮特点介于自生固氮和共生固氮之间,这种固氮形式叫做联合固氮。联合固氮微生物常见的有以下两种类型:

(1)红萍和鱼腥藻联合体系 红萍(又称绿萍,学名满江红)鳞片叶的叶腔内有鱼腥藻生长,行共生固氮作用。

(2)固氮地衣 有些地衣的光合伙伴是固氮蓝细菌,能进行固氮作用。

一切固氮微生物都含有固氮酶,固氮酶催化分子态氮还原为氨。由于固氮微生物也能利用其他氮源,固氮作用并不是固氮微生物的必需生理功能,所以许多种固氮微生物的生活条件和固氮条件并不完全一致。氮是植物生长的重要营养元素之一,利用固氮微生物提高农作物产量、降低生产成本,是一项重要的农业科学技术。


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