黃豆根部產生的根瘤菌在土壤中的作用你知道嗎?

2021-01-08 騰訊網

作者簡介:楊全課 ,高級農藝師,寶雞市古潤新源農業科技有限公司技術總監。

黃豆是我國主要的經濟作物之一,想必大家並不陌生,提起種黃豆我們的第一印象就是可以食用,生豆芽,做豆腐,做皮,做腐竹等等。但是我們對它的根部卻了解很少,在此,作者就給大家介紹一下黃豆根部產生的根瘤菌的秘密吧,當我們從土壤中拔起黃豆的時候,比如黃豆、黑豆、大豆,紫雲英豆時,大家會發現這些植物的根部有一些小小顆粒豆豆,那些小傢伙可不簡單,它便是土壤中的根瘤菌和植物共同形成的根瘤。

根瘤菌家族數量很大,包括7屬36種,一般指的是根瘤菌屬和慢生根瘤菌屬;兩屬都屬於根瘤菌目。根瘤菌包括黃豆的根瘤菌,黑豆的根瘤菌,碗豆的根瘤菌,苜蓿的根瘤菌。根瘤菌生活在土壤之中,當我們還沒有種植豆類植物的時候,根瘤菌只能依耐著地裡的枯枝爛葉、默默無聞的腐生生活。一旦有所發現,在土壤中種上豆類科植物,並且生根發芽,長出幼苗,根瘤就會立即啟動搬家,居住在大豆的根部,同豆科植物的根相結合,形成共生關係,慢生根瘤菌屬是D,C科學家在30 年前從根瘤菌屬中分解出來屬內暫有一種被稱為大豆根瘤菌的大豆慢生根瘤菌。

根瘤菌的搬家,與豆科植物的吸引力是分不開的,也就是說豆科植物的根系,分泌一種特殊的蛋白質,專門「招待」根瘤菌,這種根瘤菌只和豆類科植物相結合,對其他的根瘤菌不感興趣,好像是一把鑰匙開一把鎖似的,很專一沒有選擇性,科學家把這種現象統稱為植物的專一性。根瘤菌就是其中的一個,它最喜歡豆科植物。所豆以,根瘤菌待黃豆生長發芽,長出新根,它就聚集黃豆根系的表面,從黃豆根系的分叉處鑽進皮層細胞,同時會分泌出一種物質,刺激根的皮層細胞不斷分裂新細胞,幾天之後向外鼓起,形成很多小顆粒豆,這些顆粒豆豆就是根瘤。根瘤就是根瘤菌扎在的營房,也是根瘤菌固定空氣中氮素的工作場所。

根瘤菌在黃豆根系產生的根瘤中安營紮寨後,形成相互組,相互依賴,相互幫助對方的成長,一直到大豆成熟。黃豆通過根部吸收來的水分和無機鹽及由葉片製造的有機營養物質,除了滿足自身的需要外,還會留出一部分送給根瘤菌,作為我們製造氮肥所需的物質和能源,而根瘤菌則發揮自身的特長,依靠「金剛鑽」固氮酶把空氣中的分子氮加工成氨和氨的化合物。兩者配合的很默契,相互利用相互幫助,這種特殊的合作關係,一直堅持到黃豆成熟收穫才暫告結束。黃豆收割以後,根系開始腐爛,根瘤也被破壞,於是,根瘤菌又回到了大地土壤的懷抱中去,待來年再種豆科植物時。重新建立合作關係。

每個不起眼的小顆粒豆,都是一個小小氮肥廠,有科學家推算豆科植物的氮肥廠比世界上任何一個氮肥廠的產量要高得多,地球上每年由根瘤菌固定空氣中的氮素相當於26180萬噸硫酸銨氮肥提供的氮數量。如果設計 年產量為3000噸的合成氨廠來產生這些氮肥,那麼就得新建87266個,如果我們果園套種黃豆,可想而知根瘤菌每年為人類減少多少開支?

由於根瘤菌生產氮肥不需要花錢辦工廠,也不需要特別的機械和勞力,只要在地裡種植豆科植物讓根瘤菌親一親,抱一抱就行。因此人們利用根瘤菌這種特異的功能,為農作物生產更多的氮肥。但是種豆類科植物由於產量低,被大多數人群拋棄,真的很遺憾。

根瘤菌不僅能為植物提供氮肥也能為土壤增加有機質含量。呼籲大家果園種黃豆,黑豆,苜蓿紫雲英等等,根瘤菌與這些綠肥植物共同生長的過程中,會把空氣中的氮氣轉換為被綠肥作物利用的氮素,固定在植物中,一株黃豆苗就是一個微型肥料加工廠,當植株長大以後,通過整株還田的方式,氮素全部進入土壤,土壤有機質含量和氮素含量不斷提高,為高產優質奠定良好的基石。

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