固氮微生物肥料的農業應用

2020-12-03 生物谷

固氮微生物肥料的農業應用

來源：中國種植業大觀 2007-01-15 09:10

(一)固氮菌類肥料的農業應用  

　　這裡所說的固氮菌類肥料是指以自生固氮和聯合固氮微生物為菌種生產出來的固氮菌類肥料。生產中以聯合固氮菌肥為多。這是由於聯合固氮體系存在廣泛，特異性不強，應用的範圍大；它的不足之處是作物與微生物只是鬆散的聯合，它們之間沒有形成共生的組織結構，因此固氮的活動容易受許多條件的制約。例如，環境中速效氮含量高時，固氮活動受到抑制，有些芽胞細菌在有氧情況下常常停止。  

　　①應用基礎此類微生物肥料在生產實踐中應用不少，其原因是除了它們能固定一定數量的氮以外，這些微生物當中的許多菌株在生長繁殖過程中，它們能夠產生多種植物激素類物質，促進作物生長。  

　　②固氮菌類肥料的生產和應用固氮菌肥的生產和其他微生物肥料生產一樣，應該在有良好設備的工廠裡的嚴格條件下生產，產品應該達到國家或行業標準。目前國內生產的劑型主要是液體和草炭吸附的固體兩類。  

　　目前，用於生產此類微生物肥料的菌種主要有：園褐固氮菌或稱為褐球固氮菌(Azotobacter  chroococum)；棕色固氮菌亦稱維涅蘭德固氮菌(Azotobacter  chroococum)；德氏拜葉林克氏固氮菌(Beijerinckia  derxii)和克氏桿菌屬(Klebsiella  spp.)、腸道桿菌屬(Enterobacter  spp.)及產鹼菌屬(Alcaligenes  spp.)中的某些菌種。  

　　圓褐固氮菌是固氮菌屬中的一個種，革蘭氏陰性桿菌，細胞呈大卵圓形，大小2微米×5微米，常成對，周生鞭毛運動，不形成芽胞，但能形成厚壁的胞囊和莢膜粘液。不產生水溶性的色素，但在瓊脂培養基上的生長物具有特徵性的非水溶性的褐色色素，有些菌株的這種色素時間長會變成黑色。細胞內含有許多顆粒體，菌體外面有莢膜。需要說明的是，園褐固氮菌的菌體形態多變，幼齡時菌體為杆狀，細胞單獨存在或兩個聯接呈」8」字形，老齡細胞縮短，呈橢圓形或圓形。不同的園褐固氮菌菌株固氮作用存在明顯差異，低的菌株利用1克葡萄糖僅能固定氮素5毫克，最高的可達20毫克。  

　　棕色固氮菌也是固氮菌屬中的一個種，在形態和培養特徵上都非常相似，但能產生在紫外光燈下呈綠色水溶性的螢光色素；在瓊脂培養基上的生長物具有特徵性的非水溶性的棕色色素；它可利用鼠李糖，這是棕色固氮菌與該屬的其它種的區別。  

　　肺炎克氏桿菌(Klebsiella  pneumoniae)的某些菌株發現有一定的固氮作用和刺激作用，從分類的角度上看，該菌屬於可能的條件致病菌，1997年山東濰坊醫學院報導了9例新生兒臍帶感染的9株病原菌中有4株是肺炎克氏桿菌。所以選用肺炎克氏桿菌作生產菌株必須進行有關毒性、病源等方面的鑑定，證明其無毒和非病源性後才能應用。  

　　③在應用中須注意的幾個問題：A.適用作物：多為禾本科，也有用於蔬萊；有小麥、玉米和水稻專用；也有不強調作物種類的。B.使用劑量：符合國家標準的固體菌劑每畝地用量250～1000克，液體菌劑每畝100～200毫升。C.使用技術：多為拌種，水稻還可用於插秧時的蘸根，也可用於作物生長關鍵階段的葉面噴施。使用時儘量避免與速效氮聯合使用，不能與殺細菌藥劑、草木灰等同時並用。使用時避免直射陽光，當天拌種，當天用完。D.菌劑保存：由於是活的生物製劑，需要一定的保存條件，尤以溫度影響較大，高溫是菌劑保存時間長短的重要制約因素。劑型種類也對有效菌的保存有較大影響。E.固氮菌肥與有機肥配合使用：有機肥對固氮菌的活動有良好的影響，在施用大量有機肥的同時使用固氮菌肥可獲得更好的增產效果。  

　　(二)共生固氮微生物肥料的農業應用  

　　根瘤菌肥是這類肥料在農業生產中主要品種，它是微生物肥料中使用最早，應用的國家和地區最多，應用效果最穩定的微生物製劑。  

　　①根瘤菌肥的應用原理將科學家經過各種手段篩選出來的固氮能力、侵染結瘤和競爭能力強的根瘤菌株製成根瘤菌肥，在豆科作物種植之前拌在種子上或接種在土壤裡，以形成二者的共生固氮，達到增產和提高品質的目的。這是一條農業上事半功倍的有效途徑。根瘤菌肥在我國應用的經濟效益十分良好，投入和產出之比在1∶10～20以上。  

　　②根瘤菌肥料的生產和應用根瘤菌肥料的生產過程與一般的微生物肥料的生產基本一致。但其對於無菌條件的要求更為嚴格，這是因為快生根瘤菌繁殖一代的時間3～4小時，慢生根瘤菌需8～10小時，這比各種雜菌來，顯然要長得多。在生產中，稍有疏忽或設備上的小漏洞常常造成發酵失敗。  

　　用於生產根瘤菌肥料的菌種較多，根據它們的生長繁殖速度可分為快生根瘤菌和慢生根瘤菌，它們的形態和鑑別特徵簡述如下。  

　　快生根瘤菌在培養條件下為杆狀，大小是1.5～0.9微米×1.2～3.0微米；在不利生長條件下或老齡時呈多形性；有2～6根周生鞭毛，或一根端生或側生鞭毛，能運動；不形成芽胞；在相差顯微鏡下可見折光性的B-羥基丁酸鹽顆粒，使細胞染色不均勻，有時呈環節狀；革蘭氏染色陰性；菌落為圓形，半透明，半粘稠；在通用根瘤菌培養基上28℃培養2～3天，形成2～5毫米直徑大小的菌落；利用碳源較為廣泛，但不利用纖維素和澱粉；在甘露醇或其它碳水化合物培養基上生長產酸，並產生大量胞外多糖粘液；最佳生長溫度為25～30℃，最佳生長pH值為6～7。  

　　慢生根瘤菌的形態和鑑別特徵和上述快生根瘤菌大體相似，但菌落多為不透明，呈白色、凸起；生長速度慢，在酵母-甘露醇培養基上28℃培養5～7天，其菌落直徑不超過1毫米；在甘露醇或其它碳源上生長產鹼。  

　　生產的根瘤菌肥料種類較多，不僅有用於大豆、花生、菜豆、綠豆等糧食、油料和蔬菜豆科接種劑，也有三葉草、苜蓿、紫雲英等豆科牧草或綠肥的接種劑。根瘤菌肥的劑型主要是液體和固體兩類，固體劑型國內生產多為草炭粉劑，也有用肥土、稻殼、蛭石、褐煤、秸稈、堆肥、糖廠廢料等作為吸附材料。用於吸附的載體細度須達到一定的要求，並需預先滅菌。載體滅菌的方法主要有Γ射線滅菌、微波滅菌、溼熱蒸氣滅菌及瞬間乾燥滅菌法等，載體的pH應在6.5～7.0左右。在實際生產中為了保證根瘤菌肥的功效，一些企業常採用種子球化(種子丸衣化)技術，即豆科作物的種子表面用粘著劑粘著根瘤菌劑，外面包上一些包衣材料如碳酸鈣、保水劑、少量的化肥，然後播種。常用的粘著劑是羧甲基纖維素。  

　　③根瘤菌肥料的應用中除了與其它微生物肥料的有效使用條件外，需強調的還有以下幾點：A.所用的根瘤菌劑必須與播種的豆科作物相一致，如有品系要求的更須對應。大豆根瘤菌只能用於大豆，用於豌豆無效，反之亦同。B.根瘤菌劑的質量必須合格。C.選好適宜地區和增施磷、鉀肥。D.根瘤菌劑與鉬及其它微量元素肥料的配合使用。這些都將提高根瘤菌使用效果。

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