酸性土壤上花生高效根瘤菌的发现及应用

根瘤菌菌剂在粮食作物栽培中的应用实践植物的生长与发育过程中常常依赖于土壤中的微生物群落，其中根瘤菌菌种起着重要的作用。

根瘤菌是一类土壤中常见的共生菌，它们以与植物的根系相互促进的方式共生，在植物生长和环境适应中发挥着非常重要的作用。

根瘤菌菌剂的应用是一种促进粮食作物生长的可行方法，通过增加根瘤菌的数量和活性，可以提高粮食作物的产量和品质，同时也能够减少对化学肥料的依赖，对环境友好。

根瘤菌与粮食作物之间的共生关系得益于根瘤菌能够通过与植物根系接触，固氮成分供给植物，而植物则为根瘤菌提供所需的营养物质。

通过这种共生关系，根瘤菌能够提供生物固氮，减少对化学肥料的需求，改善土壤质量，促进植物的生长和发育。

根瘤菌菌剂在粮食作物栽培中的应用实践得到了广泛的关注和研究。

一方面，根瘤菌菌剂可以作为一种生物肥料，代替部分化学肥料的使用，提高农作物的产量和品质。

根瘤菌菌剂中的根瘤菌能够与植物根系形成良好的共生关系，促进植物的生长，增加根系吸收的养分量，同时还能够增强植物对逆境的抗性，提高作物的抗病能力。

通过改善土壤环境，根瘤菌菌剂的应用还能够减少化学肥料的使用量，减少农田对环境的污染，达到可持续农业的目标。

另一方面，根瘤菌菌剂的应用还能够改善土壤生态系统，促进土壤有机质的积累和养分循环。

根瘤菌能够将空气中的氮固定在土壤中，提高土壤质量，增加土壤肥力。

同时，根瘤菌菌剂中的根瘤菌还能够分解有机质，释放出植物所需的养分，促进土壤养分的循环。

这不仅可以提高土壤的肥力，还能够减少土壤侵蚀和水源的污染，保护生态环境。

针对不同的粮食作物，根瘤菌菌剂的应用方式和效果也有所不同。

例如，在水稻的栽培中，可以通过受控灌溉和水肥一体化的方式施用根瘤菌菌剂，以提高水稻的氮素吸收效率；而在小麦的栽培中，可以将根瘤菌菌剂与种子一起施用，以加强根瘤菌与小麦根系的接触，促进根系发育和养分吸收。

值得注意的是，根瘤菌菌剂的应用需要选择适宜的根瘤菌种类和合适的施用时间和剂量。

根瘤菌对大豆生长的促进作用研究大豆是我国重要的农作物之一，在农业生产中占有着重要地位。

然而，由于环境的影响和农业生产方式的变化，大豆的产量和质量都受到了很大的挑战。

针对这个问题，科学家们通过研究发现，根瘤菌可以对大豆生长发挥促进作用，提升大豆的产量和质量。

本文旨在介绍根瘤菌对大豆的促进作用，并探讨其应用前景。

一、根瘤菌的基本信息根瘤菌是一种与豆类植物或其他一些杂草的根脱落物生长相互作用的细菌。

它与宿主植物建立起共生关系，使得宿主植物可以从土壤中吸收到大量的氮源和其他营养物质。

一般来说，根瘤菌的菌根系统是在植物根部产生的，具体表现为一些颗粒状的结节。

这些结节中含有大量的根瘤菌菌落，可以为宿主植物提供养分。

二、根瘤菌对大豆生长的促进作用根瘤菌对大豆的促进作用主要表现在以下几个方面：1. 提高氮素利用率大豆植株的生长需要大量的氮元素，并且大豆植株的氮素需求量会随着生长期而不断增加。

如果大豆根系中缺少氮素，那么大豆将会生长缓慢，甚至导致结实不良。

而根瘤菌可以通过与大豆的共生关系，为大豆提供充足的氮源，提高大豆的氮素利用率，从而提高大豆的产量和质量。

2. 促进根系的生长和发育根瘤菌可以通过分泌促进植物根系生长的激素和酶类物质，促进大豆根系的生长和发育，增加大豆根系吸收养分的能力。

同时，根瘤菌的菌根系统也可以增加大豆的根表面积，进一步提高大豆吸收养分的效率。

3. 抵御病害大豆生长过程中，经常会受到病害的影响，例如根腐病、蚜虫等。

而一些研究表明，根瘤菌可以通过种植菌株的方式，增强大豆植株的抵抗力，对抗病原菌和病害。

三、根瘤菌在大豆生产中的应用前景根瘤菌对大豆生长的促进作用不仅能够提高大豆产量和质量，还可以减少农业生产的化肥使用量，降低生产成本。

因此，根瘤菌在大豆生产中的应用前景十分广阔。

目前，已经有多家企业和科研机构在国内开展了根瘤菌研究和应用的工作，逐渐形成了市场规模。

未来，根瘤菌的应用前景具有非常重要的意义，可以为大豆产业的可持续发展提供有力的支撑。

豆科植物与根瘤菌共生关系的形成、特点及其应用建议作者：李滢洁，李尔立来源：《种子科技》 2017年第3期李滢洁，李尔立（沈阳市回民中学，辽宁沈阳 110004 ）摘要：豆科植物与根瘤菌的共生体系是生物固氮的重要途径，在农业生产中具有广阔的应用前景。

利用文献法对相关研究资料进行了梳理，对豆科植物和根瘤菌共生关系的概念、形成机制及特点进行了深入分析，在此基础上，提出了运用豆科植物-根瘤菌共生体进行生物固氮的注意事项。

关键词：豆科植物；根瘤菌；共生；生物固氮文章编号： 1005-2690（2017）03-0097-02中图分类号： Q945.13；S154.3文献标志码：A通过对高中生物必修三第四章《种群和群落》的学习，笔者对植物的共生现象产生了浓厚的兴趣，进而产生了对豆科植物与根瘤菌共生现象进行研究的兴趣。

通过查找文献资料，对共生关系的概念和分类、豆科植物与根瘤菌互利共生关系的形成机制、特点以及在农业生产方面的应用等问题进行了梳理。

1 共生关系的概念及其分类共生一词，在希腊文中的字面意思是“共同”和“生活”，是指两种生物体的交互作用。

在大多数情况下，具有共生关系的双方支配资源的实力是不对等的，甚至是悬殊的。

根据共生双方资源分配方式的不同，共生关系主要分为竞争共生、寄生和互利共生3种类型。

竞争共生一般存在于同种生物之间，这是由于生态位的重叠以及资源的稀缺性造成的，竞争者为了提高自身适应度，从而对同类之间进行攻击，以图占据更多生存和繁衍优势；寄生是指较小的生物体依附于较大生物体的体表或者内部，从宿主身上得到资源，接受宿主生物提供的养分；互利共生是指双方以彼此利益为前提形成互利关系，一般把个体比较大的生物体称之为“宿主”，如榕树、豆科植物、丝兰等，把个体较小的生物体称之为“共生体”，如榕小蜂、根瘤菌、丝兰蛾等。

共生关系包括外共生和内共生，双方在未结合时能够独立生存的共生关系，称为外共生。

相反，共生双方不能独立生存的关系叫作内共生。

根瘤菌在土壤生态系统中的作用研究植物在生长过程中需要大量的氮源来满足其生理活动的需要。

然而，大部分植物无法直接从土壤中吸取空气中丰富的氮气(N2)。

根瘤菌（Rhizobia）的存在对于提供氮素和植物生长发育具有重要意义。

根瘤菌是一类能够与植物根系共生的微生物，通过与植物的互利共生关系，它们能够将空气中的氮气固定为植物可利用的氨态氮（NH3）。

这种共生关系对于土壤生态系统的稳定与可持续发展起着重要的作用。

首先，根瘤菌可以显著提高土壤中的氮素含量。

根瘤菌通过与植物根系形成根瘤，形成根瘤将固氮菌体分解为植物可吸收的养分，并释放到土壤中。

这些养分随后被周围的植物吸收和利用，使土壤中的氮素含量得到显著增加。

这种固氮作用在氮循环过程中起着关键的作用，提高了土壤的氮素利用率，从而减少了对化肥的依赖，降低了农业生产对环境的负荷。

其次，根瘤菌通过增加土壤中的有机质含量改善土壤结构。

根瘤菌通过氮固定过程，提供了大量的有机质，这些有机质可以有效地改善土壤结构。

增加土壤的持水量、保水能力和通气性，有助于提高土壤的肥力和抵抗力。

在根瘤菌的作用下，土壤的团聚体得到增强，土壤的质地变得更为松散，这样可以提供更好的环境条件供植物根系生长。

同样，土壤的水分和养分的保持，也为其他生命体提供了更好的环境。

此外，根瘤菌还可以促进土壤中的微生物多样性。

根瘤菌通过与植物根系共生，构建了一个复杂的互惠共生网络。

根瘤菌的存在为其他微生物提供了一个优势生长环境，从而促进了土壤中微生物的多样性。

微生物在土壤生态系统中扮演着重要的角色，它们参与了氮、磷、硫、铁等多种营养元素的循环，参与了有机质的分解和转化。

因此，根瘤菌的存在对于维持土壤生态系统的稳定和生态功能的发挥至关重要。

尽管根瘤菌在土壤生态系统中的作用已被广泛确认，但是在实际应用过程中仍然存在一些问题和挑战。

一方面，根瘤菌的种类、数量和活性会受到土壤环境的影响，包括土壤pH值、温度、湿度等因素。

根瘤菌作用根瘤菌是一类共生细菌，与植物的根系进行共生关系，为植物提供有益的氮源。

根瘤菌主要作用于豆科植物，如大豆、花生等。

根瘤菌通过与植物根系的共生关系，可以将空气中的氮气转化为能被植物吸收利用的氮源。

这是因为根瘤菌具有一种特殊的酶，能将氮气转化为氨氮。

这种酶叫做氮酶，能在根瘤菌根瘤中催化氮气与氢结合生成氨氮。

而氨氮是植物正常生长所必需的一种营养物质，它可以被植物根系吸收利用来合成蛋白质等生物大分子，促进植物的生长发育。

此外，根瘤菌还通过与植物根系的共生关系，改变了植物的根系形态结构。

根瘤菌感染植物根系后，会在根系的表皮上形成一种囊状物，这就是根瘤。

根瘤的形成会导致根系的外观发生明显的变化，例如变得肿大并呈现红色或黄色。

这是因为根瘤组织内富含了大量的根瘤菌和氢根。

氮源的输入促使豆科植物根系发生形态上的变化，使得植物根系能更好地吸收和利用氮源，提高对氮肥的利用效率。

根瘤菌还能制造出一种特殊的物质，称为根瘤因子，它能与植物根系的细胞膜发生结合，从而使根瘤菌能更加牢固地附着在植物根系上。

根瘤因子能惠及植物细胞系、维持根瘤菌与植物根系的相互作用关系。

根瘤菌对于植物而言具有重要的生物学作用。

首先，根瘤菌能促进植物的生长和发育。

豆科植物在与根瘤菌共生后，能更好地吸收和利用氮源，从而提供了对植物生长发育所需的氮肥。

此外，通过共生关系，植物的根系结构改变，根系表面积增加，有助于植物吸收养分和水分。

其次，根瘤菌能够提高土壤的氮肥利用效率，并改善土壤质量。

根瘤菌通过共生与植物根系结合，将空气中的氮气转化为植物可以利用的氮源，减少了氮肥的使用。

同时，根瘤菌可以改善土壤质量，增加土壤肥力，使得土壤更加适合植物生长。

最后，根瘤菌对于农业发展具有重要意义。

根瘤菌能为农作物提供免费的氮肥，降低农业生产成本，提高农业生产效益。

通过与根瘤菌共生的农作物，使得农田中的植物可以更好地吸收和利用氮气，减少了化学氮肥的使用，降低了肥料的投入。

根瘤菌的施用条件和方法如何？根瘤菌是一类好气的革兰氏阴性细菌，它通过豆科植物的根毛，从土壤侵入根内，形成根瘤。

豆科植物为根瘤含菌组织，提供生活和固氮作用所必须的能量和矿物营养；这就是根瘤菌的共生固氮作用。

因为各种根瘤菌一般有它自己各自相适应的豆科植物，表现了根瘤菌的专异性，一定的根瘤菌只能在一定的植物上结瘤固氮。

但这种专性感染亦非绝对，它们之间的交叉感染，甚至与非豆科植物的感染，仍然存在，这对根瘤菌的使用意义更大。

目前根瘤菌大面积作为肥料，还只在豆科作物上，其他作物还处在研究阶段。

在过去未种过紫云英的地区，不进行根瘤接种不结根瘤，鲜草产量极低。

对种过某些豆科作物的田块，接种强种的根瘤也能增加产量。

根据浙江、江西和湖南等地的资料，接种根瘤可以增加绿肥产量10－100％、豆科种子增产10－20％。

目前，我国的根瘤菌菌剂，要求每克菌肥含活菌3亿，杂菌含量不超过1％，一般每公斤可拌6－10亩地的种子。

拌种时要地阴凉处进行，当天拌种，当天种完。

拌种的方法可用直接拌种或拌肥播种，直接法如花生根瘤菌肥，可用100克菌种加凉水拌匀，当天播种。

如拌苕子，则种子可先用水浸6－12小时，用箩筐等滤干，然后将根瘤菌剂调成浆糊状，洒在摊在地上的种子上拌匀，凉干2小时左右即可播种，也可把浆糊状的菌剂兑水用干净的喷雾器喷洒，晾干后播种。

拌肥盖种，即把菌剂兑水后喷在肥土上作盖种肥用。

为了提高根瘤菌的增产效果，要注意下列问题：1. 选配高效共生固氮组合。

在选育高效固氮菌株时，必须进行亲和性、结瘤性测定。

2. 严格把好菌肥生产质量关。

保证菌剂有足够的含氮量，控制含杂量，含水量控制在30％以下，室温下贮存，有效期三个月之内来变质。

3. 掌握接种技术。

按照每100克接种一亩地用种的要求，可以达到美国根瘤菌公司提出的参考标准，即小粒种每粒接种菌103－105个。

大粒种每粒106－108个。

种植豆科作物的老区还要加大些剂量，以确保接种优势。

不同土壤类型对根瘤菌种群结构和功能的影响在自然环境中，土壤是各种生物生活的基础，包括植物根系生长的场所，根系与土壤微生物的相互作用对植物生长发育和营养吸收起到着重要的作用。

其中，根瘤菌是与植物根系共生的一类微生物，其能够与豆科植物相互作用，形成根瘤，因而被称为“豆科植物与根瘤菌共生”系统。

而不同土壤类型会对根瘤菌种群结构和功能产生影响。

本文将从不同土壤类型对根瘤菌种群结构的影响，以及土壤类型对根瘤菌共生功能的影响两个方面进行讨论。

一、不同土壤类型对根瘤菌种群结构的影响根瘤菌在不同的土壤类型下生长繁殖的能力和数量是不同的。

研究表明，不同土壤类型对根瘤菌种群结构产生的影响具有显著性差异，不同土壤类型下根瘤菌数量差异大，导致不同土壤类型下豆科植物生长状况也不同。

1. 酸性土壤对根瘤菌数量的影响酸性土壤一般指pH小于6.5的土壤。

在酸性土壤中，根瘤菌数量通常较少，而且细菌的生长速率也较慢。

研究表明，土壤酸性度越高，对根瘤菌种群数量的制约越严重，因此在酸性土壤中种植豆科植物时，根瘤菌充足供应是至关重要的。

2. 碱性土壤对根瘤菌数量的影响碱性土壤一般指pH大于7.5的土壤。

在碱性土壤中，根瘤菌数量也会受到一定的限制，因为过高的pH值会使土壤中微生物的代谢和繁殖速率降低，根瘤菌在这种环境中的生存状况也会受到影响。

不过与酸性土壤不同的是，适量的碱性土壤对根瘤菌的繁殖和根瘤的形成并无影响。

3. 盐碱土壤对根瘤菌数量的影响盐碱土壤指含盐、碱度过高的土壤。

在盐碱土壤中，根瘤菌数量也会明显降低。

这一方面是因为盐碱土壤中的盐分过高会抑制根瘤菌的生长；另一方面是盐碱土壤中缺乏养分，对于微生物的生长和繁殖也有影响。

二、土壤类型对根瘤菌共生功能的影响除了对根瘤菌种群数量起到制约作用外，不同土壤类型还会影响根瘤菌的共生功能。

根瘤菌共生功能包括氮固定、促进植物生长与免疫调节等方面。

1. 酸性土壤对根瘤菌共生功能的影响酸性土壤中的铝离子常常会与根瘤菌的固氮酶结合，并使其失去活性。

豆科植物共生固氮在农业生产中的贡献及应用摘要:豆科植物包括大豆、花生等能够与土壤中的根瘤菌共生固氮，将空气中的分子态氮还原成氨进而减少氮肥的施用，对农业生产具有重要的作用。

同时大豆等豆科植物也是我国主要的蛋白质和油料作物，是农业生产中优良的轮作和间套种作物。

因此，本文概述了豆科植物与根瘤菌共生互作的基本过程、生物固氮对于农业生产的贡献与应用、以及部分存在的问题等，以期望充分发挥豆科植物的生物固氮作用，并为我国的可持续性农业的发展提供一些可参考的途径和依据。

关键词:豆科植物；根瘤菌；共生固氮；可持续性农业1前言豆科（拉丁学名：Leguminosae sp.）属于双子叶植物纲、蔷薇目。

一般为乔木、灌木、亚灌木或草本，直立或攀援，广泛分布于世界各地。

豆科植物在中国境内约有1485种，各省区均有分布。

其中，大豆、花生等豆科植物是人类食品中蛋白质的重要来源之一，具有重要的经济意义。

此外，豆科植物还可以与根瘤菌共生互作形成固氮的根瘤，进而减少对于氮肥的依赖。

因此，如何更好地利用好豆科植物与根瘤菌共生固氮，减肥增效，以促进我国的可持续农业的发展，已经成为当下的一个研究热点。

2豆科植物与根瘤菌共生互作的基本过程根瘤菌侵染豆科植物并逐步形成可以生物固氮的根瘤是一个非常复杂的过程。

近些年来，随着遗传学、分子生物学的发展，人们对于豆科植物与根瘤菌共生互作的基本过程已经有了一个较清晰的认识。

首先，在缺氮环境下，豆科植物的根部会分泌类黄酮（Flavonoid）等化合物到根际周围，土壤中根瘤菌体内的特殊蛋白，称之为Nod D，可以感知这些特殊的类黄酮物质，然后诱导根瘤菌结瘤基因表达、合成并释放结瘤因子(Nodulation factors, NFs)。

结瘤因子NFs是一类脂质寡聚糖信号分子，可以被豆科植物细胞膜上的特异受体蛋白所识别，从而激活下游的共生信号。

作为响应，植物根毛会发生一系列形态、生理和生化的应答反应：如钙离子内流和细胞核内钙离子呈节律性变化、根毛顶端膨大、根毛分枝和卷曲等现象。

根瘤菌菌剂的研究进展和应用前景植物生长中的一种重要因素是植物与根瘤菌的共生关系，这种共生关系对农作物的生长和发展起着至关重要的作用。

根瘤菌是一类存在于土壤中的益生菌，它们能够与植物根系共生，并通过固氮作用为植物提供可用氮源。

根瘤菌菌剂的研究和应用对于实现可持续农业发展、改善农业生产环境、提高农作物产量具有巨大的潜力。

本文将就根瘤菌菌剂的研究进展和应用前景进行探讨。

根瘤菌菌剂的研究进展方面，目前已经取得了一系列重要的突破。

研究人员通过对根瘤菌菌种的筛选和培养条件的优化，成功地研发出了多种高效的根瘤菌菌剂。

这些菌剂能够与不同种类的植物建立良好的共生关系，为植物提供生长所需的氮源，提高植物的养分吸收能力，增强植物的抗逆性和适应性。

此外，还有研究表明，根瘤菌菌剂能够通过生物调节作用改善土壤环境，促进土壤微生物活性，提高土壤肥力。

一些研究还发现，根瘤菌菌剂可以降低化肥的使用量，减少对环境的污染，并节约生产成本。

因此，根瘤菌菌剂在农业生产中的研究和应用已经成为当前农业可持续发展中的热点领域。

根瘤菌菌剂的应用前景也非常广阔。

首先，根瘤菌菌剂可以应用于各种农作物的生产中，包括粮食作物、蔬菜、果树和草地等。

通过与根瘤菌进行共生，作物可以更好地吸收土壤中的氮源，从而实现增产和提高品质的目标。

其次，根瘤菌菌剂可以应用于荒漠化地区的土壤改良中。

荒漠化地区土壤的肥力较差，通过引入根瘤菌菌剂，可以改善土壤的水分保持能力、肥力和微生物活性，恢复土壤生态系统的功能，从而实现荒漠化地区的绿化和生态恢复。

此外，根瘤菌菌剂还可以应用于生物有机肥料的生产中，通过与有机物质结合，提高有机肥料的效果，增加养分的利用率。

然而，根瘤菌菌剂在应用过程中还存在一些挑战和问题需要解决。

首先，根瘤菌菌剂的应用技术还需要进一步完善，包括菌株的选择、培养方法的优化、添加剂的开发等。

其次，菌剂的稳定性和存活率也需要提高，以保证菌剂在不同环境条件下的有效存活和生物活性。

种花生撒石灰，掌握两个方法，提高花生产量很显著在花生种植主产区，种植季节常有农民在准备种植花生的地里撒上一层生石灰，用来提高花生地产量，事实也确实如此，但是，有些农民在花生地里撒生石灰，花生的产量增加的并不明显，甚至产量降低，就需要思考其中的原因了。

在花生地里撒生石灰，是有针对性的，而不是任何花生地里撒施生石灰都有增产效果。

现在化学肥料的大量使用，导致土壤酸度偏高，或者土壤中微量元素，例如钙元素的减少，都会导致花生不能正常生长，从而影响产量；而在花生地里撒生石灰，就可以调节酸碱度，和增加钙元素，满足花生的正常生长，从而达到增产的目的。

那么，如何在花生地里撒施生石灰，只有正确的掌握方法和数量，才能达到撒施生石灰的目的，否则费时费力，得不偿失；下面就详细介绍两种撒施生石灰的方法。

花生播种之前在田地中撒施生石灰，这时候主要要考虑土壤酸碱度的问题。

花生适宜在土壤偏酸的土壤中生长，ph为6.0—6.5之间，既适宜花生根瘤菌的繁育，也适合花生对磷肥的吸收，但是，如果ph 低于3.4的时候就会影响花生的正常生长；这时候就需要在田地里撒施生石灰来调节酸碱度。

具体做法是，花生播种前，耕地的时候，在田地里每亩地均匀地撒施60公斤左右的生石灰，如果气温低，阴天会影响生石灰在土壤中的作用，这时候，可以在起垄前，在翻耕的田地里撒施50公斤以下的生石灰，然后起垄，过三五天就可以播种花生。

这样做的好处很多，生石灰在土壤遇到水分，会产生大量的热，不但可以杀死土壤中的部分病菌和害虫虫卵，同时生石灰吸收水分后，转化成呈碱性的氢氧化钙，中和土壤中的酸性，让土壤中的ph适合花生生长，尤其重要的是会让土壤变得疏松，增强了土壤中微生物的活性，对花生后期的生长非常有利，而土壤中充足的钙，更能够促进花生芽期根系的生长，及增强后期花生果实的的饱满度。

在花生田里撒施生石灰，虽然好处很多，但是也要注意一些问题，例如在一块田里撒施生石灰，以后不能每年连续撒施，否则，就会让土壤呈碱性；而碱性土壤不适宜花生生长，一旦土壤呈碱性，花生秧苗会出现长势弱，产量严重降低的现象。