固氮菌类肥料的特点及有效使用条件

固氮菌类肥料的特点及有效使用条件李元芳（中国农科院土肥所１０００８１）这里所谈的固氮菌类 肥料是指能在土壤或作物根际生活，并固定空气中氮气的微生物为菌种，用液体深层发酵而制成的 活体制品。目前在生产中使用的固氮菌肥料有许多种，主要是依其菌种分类上的不同而不同，其作 用机制大体上类似。此类微生物肥料情况复杂，使用中需要了解其特性，才能保证使用效果。一、 固氮菌类肥料的应用基础在自然界中，每年由微生物所固定的氮素约１亿多吨，对增加土壤肥力起 着很大的作用。有固氮能力的微生物主要是原核微生物，可分成三大类：一类是和高等植物共生的 ，称为共生固氮菌，例如与豆科植物共生结瘤的各种根瘤菌、与非豆科树木共生的弗氏固氮放线菌 ；另一类是单独生活的，被称为自生固氮菌；第三类则是７０年代发现的，可与多种作物，尤其是 与一些Ｃ４禾本科植物根部形成松散联合共生的一些固氮微生物，通常称为联合固氮微生物，种类 较多，例如固氮螺菌、雀稗固氮菌等。根瘤菌肥料第三讲已作了介绍，本文以自生固氮菌为例，说 明固氮菌类肥料的特性及应用中应注意的问题。自生固氮菌（Ａｚｏｔｏｂａｃｔｅｒ）是荷兰学 者别依林克于１９０１年首先自园土及运河水中发现并分离出来的。以后的研究者又发现一些类似 的固氮菌。固氮菌是短杆状、椭园形或近似球状的较大细菌，在生活过程中表现出多形态的菌体。 具周生鞭毛，能运动，不生芽孢，革兰氏染色通常为阴性，胞壁外有粘性的厚荚膜。有些种在成长 后的细胞内出现脂肪类颗粒，有较强的反光率，细胞单列。或成对作８字形，或呈短链，在后期培 养中，常有３—４个或多数细胞集结成团，外围一层厚膜（菌胶团）。培养较久时，大多数种类都 能产生色素，使菌落变色。在实验室的条件下，自生固氮每利用１ｇ糖可固定近３０ｍｇ的氮素。 在土壤中氮素的固定作用更强烈。但要精确地测定土壤中固氮数量是很困难的。根据实验室的试验 ，多数研究者认为，自生固氮菌在每公顷土壤上每年平均可积聚３．７５—７．５ｋｇ左右的氮素 。固氮菌除能固定大气中的氮素之外，还能形成维生素和异生长素。如园褐固氮菌能形成维生素Ｂ １２，以及维生素Ｂ１、Ｂ６和生物素等。不仅能刺激农作物生长发育，也能加强其他根际微生物 的生命活动，促进土壤有机物质的矿化作用，间接地影响着植物的矿质营养。近年的一些研究指出 ，一些自生固氮微生物在其生活过程中还能溶解难溶性的磷，尹瑞玲用３２Ｐ标记方法，发现圆褐 固氮菌（Ａｚｏｔｏｂａｃｔｅｒｃｈｒｏｏｃｏｃｕｍ），拜叶林克氏自生固氮菌（Ａ．Ｂｅｉ ｊｅｒｉｎｃｋｉａｉｎｄｉａ）等可溶解磷酸三钙、摩洛磷矿粉和磷酸铁等难溶性磷酸盐而释放 出水溶性磷，不同的菌种溶解的数量不同。田间小区接种用于花生，取得了良好的增产效果。这可 能是施用固氮菌肥料的另一种作用机制。在固氮菌细胞中，磷的数量常达其重量的５％。根据这种 生理特性，利用固氮菌作为指示性微生物，用以测定不同土壤中所含磷的量，具有明显的相对性和 实际应用的可能性。二、固氮菌类肥料的微生物种类据不完全统计，已发现有十几个科的细菌有固 氮作用，但对它们的研究并不普遍，现已报道的用于固氮菌类肥料研究和生产的菌种有以下几种： 自生固氮肥科类：固氮菌属中的种（Ａｚｏ－ｔｏｂａｃｔｅｒｓｐ．）氮单胞菌属中的种（Ａｚ ｏｍ－ｏｎａｓｓｐ．固氮根瘤菌肥料类：茎瘤固氮根瘤菌（Ａｚｏ－ｒｈｉｚｏｂｉｕｍｃａｕ ｌｉｎｏｄａｎｓ）根际联合固氮菌肥料类：巴西固氮螺菌：（Ａｚｏｓｐｉｒｉｌｌｕｍｂｒａ ｓｉ－ｌｅｎｓｅ）；肺炎克氏杆菌（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａｐｎｅｕｍｏｎｉ－ａｅ）；阴沟肠 杆菌（Ｅｎｔｅｒｂａｃｔｅｒｃｌｏａｃａｅ）；粪产碱菌（Ａｌｅａｌｉｇｅｎｅｓｆａｅｃ ａｌｉｓ）。还有一些菌种的分类不明确，需要进一步鉴定。值得注意的是，这些固氮微生物中的 一些种可能是条件性病原微生物，在分离、鉴定和筛选时应明确分类，必要时要做无害鉴定，确定 非病原性才能使用。三、固氮菌类肥料的有效使用条件（一）一般在富含有机质的肥沃土壤中，施 用固氮菌肥料，起着良好的增产效果，而在肥力差的土壤就没有增产效果。因此，大田应用中施用 有机肥料同时施固氮菌，增产效果就较明显。土壤水分状况对固氮菌的活动影响很大。在褐色土耕 作地土壤中，土壤水分含量相当田间持水量３０％—４０％时，固氮菌对小麦没有增产效果，当土 壤水分保持田间持水量的６０％—７０％时，固氮菌的活动大大加强，对小麦有１０．３％增产效 果。土壤的通气状况也是固氮菌活动的重要条件。固氮菌是好气性的，常在湿润的土壤表层发育良 好。而若土壤通气不良，固氮菌生长不良，如氧气大多，使得氧化势太高，固氮菌则也生长不好。 固氮菌属于中温性类型，在２５—３０℃之间生长最好。（二）固氮菌对于酸性反应很敏感，适宜 于弱酸性、中性或弱碱性（见表２）。固氮菌对盐分也很敏感。过高的盐分浓度（超过０．３５％ 时）会抑制它的生长发育。但适量的氯化钠存在则对固氮有促进作用。固氮菌对盐分的反应因菌株 来源而不同。固氮菌对磷、钾、钙等养分要求比较多，特别是磷素，如果土壤中磷素太少，固氮菌 发育就不好。钼和硼是固氮菌必需的微量元素。钼能显著地加强固氮菌的固氮活性，见表３。（三 ）使用剂量在使用中必须遵照符合国家标准的固体菌剂每亩地用量多为２５０—５００ｇ，液体菌 剂每亩１００ｍｌ，冻干菌剂每亩用５００—１０００亿活菌。施用方式，多为拌种。如用于水稻 ，既可用于秧床的底施，将固体菌剂撒施于秧床上，或用菌剂拌种，种子播在秧床上。也可以在插 秧时用秧根蘸菌剂，然后插秧。用于旱作作物，可以与种子拌种的方式使用。（四）产品质量。固 氮菌类肥料使用效果除了与所筛选的菌种本身的性状优劣，使用时的条件有关外，产品质量也是重 要的制约因素，出厂时的活菌含量、运输和保存温度、有效期内使用等等都必须符合该产品的要求 ，这是农业技术推广部门和广大农民用户需要认真注意的问题。另外，固氮菌类肥料虽然固定一定 量的氮素，但固定量不大，不能满足作物的需求，需要增施一定量的氮肥，但忌氮素化肥与固氮菌 肥料同时使用。固氮菌类肥料的特点及有效使用条件@李元芳$中国农科院土肥所则对固氮有促进 作用。固氮菌对盐分的反应因菌株来源而不同。固氮菌对磷、钾、钙等养分要求比较多，特别是磷 素，如果土壤中磷素太少，固氮菌发育就不好。钼和硼是固氮菌必需的微量元素。钼能显著地加强 固氮菌的固氮活性，见表３。（三）使用剂量在使用中必须遵照符合国家标准的固体菌剂每亩地用 量多为２５０—５００ｇ，液体菌剂每亩１００ｍｌ，冻干菌剂每亩用５００—１０００亿活菌。 施用方式，多为拌种。如用于水稻，既可用于秧床的底施，将固体菌剂撒施于秧床上，或用菌剂拌 种，种子播在秧床上。也可以在插秧时用秧根蘸菌剂，然后插秧。用于旱作作物，可以与种子拌种 的方式使用。（四）产品质量。固氮菌类肥料使用效果除了与所筛选的菌种本身的性状优劣，使用 时的条件有关外，产品质量也是重要的制约因素，出厂时的活菌含量、运输和保存温度、有效期内 使用等等都必须符合该产品的要求，这是农业技术推广部门和广大农民用户需要认真注意的问题。另外，固氮菌类肥料虽然固定一定量的氮素，但固定量不大，不能满足作物的需求，需要增施一定量的氮肥，但忌氮素化肥与固氮菌肥料同时使用。固氮菌类肥料的特点及有效使用条件@李元芳$中国农科院土肥所

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