2018-08-26 18:07:54

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植物
植物
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根瘤是在植物根系上生长的特殊的瘤,因寄生组织中建成共生的固氮细菌而形成。用来合成自身的含氮化合物(如蛋白质等),目前一些文玩界的比较喜欢根瘤。

基本信息

  • 中文名

    根瘤

  • 植物界

  • 英文名

    rootnodule

  • 位置

    植物根系上生长的特殊的瘤

  • 形成

    寄生组织中建成共生的固氮细菌

  • 用途

    合成自身的含氮化合物

折叠 编辑本段 形成

空气中存在着大量的分子态氮,它们约占空气成分的80%。估计在整个大气层中,约有4×1015 t的分子态氮。然而,绝大多数的植物只能从土壤中吸收结合态氮,用来合成自身的含氮化合物(如蛋白质等)。土壤中的含氮化合物,不是土壤本身固有的,而是在生物生命活动过程中逐渐积累起来的,其中很

大一部分来自微生物的生物固氮。据估计,地球表面上每年生物固氮的总量约为10t,其中豆科植物体内根瘤菌的固氮量约为5.5×10 t,占生物固氮总量的55%左右。

折叠 编辑本段 发挥作用

根瘤菌在皮层细胞中迅速分裂繁殖,同时皮层细胞因根瘤侵入的刺激,也迅速分裂和生长,而使根的局部体积膨大,形成瘤状突起,就是根瘤。根瘤菌从根瘤细胞中摄取它们生活所需要的水分和养料,它能固定游离氮、合成含氮化合物,为豆科植物所利用。豆科植物与根瘤菌的共生因得到氮素而获高产;同时由于根瘤的脱落,具有根瘤的根系或残株遗留在土壤中,能增加土壤的肥力。利用豆科植物作绿肥或与其他作物轮作、间作,增产效果显著。豆科植物能肥田,是由于根瘤菌的固氮作用。

折叠 编辑本段 形成过程

根瘤的形成过程大致是这样的:聚集在根毛顶端的根瘤菌分泌一种纤维素酶,这种酶可以将根毛细胞壁溶解掉,随后根瘤菌从根毛尖端侵入根的内部,产生感染丝(即由根瘤菌排列成行,外面包有一层黏液的结构)。根瘤菌不断地进入根毛,并且大量繁殖。在根瘤菌侵入的刺激下,根细胞分泌一种纤维素,将感染丝包围起来,形成一条分枝或不分枝的纤维素鞘,叫做侵入线(图18)。侵入线不断地延伸,直到根的内皮层。根的内皮层处的薄壁细胞,受到根瘤菌分泌物的刺激,产生大量的皮层细胞,从而使该处的组织膨大,最后形成根瘤。

最小的根瘤只有米粒般大小,最大的根瘤则有黄豆般大小。根瘤的形态有枣形、姜形、掌形

或球形。根瘤中含有红色素(豆血红蛋白)、褐色素和绿色素,所以根瘤呈褐色、灰褐色或红色。根瘤根瘤

折叠 编辑本段 根瘤菌剂

根瘤菌经大量培养后,与适量吸附剂(如泥炭等)混合而成的菌剂。它主要接种于豆科作物的种子上,并侵染至根部而形成根瘤。根瘤通过固氮酶的作用,将大气中的氮固定转化为作物能直接利用的含氮化合物。根瘤菌是生物固氮作用中固氮率最高的一类微生物。

根瘤菌剂是我国使用较广的一种生物肥料。由于根瘤菌有强的专一性,一种根瘤菌只能适用于一种(类)作物,至今还没有一个适合于各种作物的根瘤菌,所以根瘤菌的种类很多。常用的有大豆根瘤菌剂类(分快生型和慢生型),花生根瘤菌剂类,豆科、牧草根瘤菌剂类(苕子、紫云英、田菁、红豆草、红三叶草、白三叶草、柱花草、银合欢、大翼豆、百脉根、大红豆、链荚豆和山蚂蝗等)。

各地生产的根瘤菌剂所选用的菌株不同,因而固氮率及增产效果有很大的差异。为了提高根瘤菌剂的固氮率,应根据当地土壤,气候条件选育抗逆性强的菌株。

农业生产中使用的根瘤菌主要是采用液体深层培养-泥炭吸附工艺。此外,还有冻干根瘤菌剂,它具有含菌量高、体积小、便于运输贮存的优点。

根瘤菌剂主要用于拌种。其方法是:先将菌剂(1.5~3.75千克/公顷即250~500克/亩)用水(3.75~7.50千克/公顷即250~500克/亩)调成糊状物,然后将供试作物种子拌入,拌匀,立即播种、覆土。在拌种和播种过程中,不要与农药接触及在太阳下曝晒。为了使根瘤菌在土壤中能较快的侵染作物,必须为它们提供足够的磷和适宜的pH。试验证明,当土壤pH值在5.2时,施入的根瘤菌将有65%死亡;如果土壤pH值<4.5,则根瘤菌难以在土壤中存活。因此,对于酸性土壤,在作物种子和根瘤菌剂拌和后,再与泥浆,钙镁磷肥或者石灰等物质拌和,形成"丸衣"。这有助于根瘤菌在土壤中的存活,易于侵染作物,多结瘤、早结瘤,以提高固氮率。

在从未种植过豆科作物的土壤上根瘤菌剂具有明显的增产效果。但在同一互接种族豆科作物的土壤上,则必须加大根瘤菌剂的接种量,否则效果不明显或无效果。

此外,豆科作物如果在播种时未能及时用根瘤菌剂拌种,则可将根瘤菌剂调成悬液,泼施在作物根系附近,也可使豆科作物形成根瘤,但必须及时,否则效果不佳。

为了提高根瘤菌剂的固氮效果,人们又生产了一种新型根瘤菌剂一稀土菌剂。这种含有0.1%稀土化合物的根瘤菌剂,它能增强根瘤菌的存活率和对寄主作物的侵染结瘤能力,其增产效果高于一般根瘤菌剂。

折叠 编辑本段 作用

根瘤菌的固氮作用是在常温、常压下进行的。根瘤菌的固氮比工业上的固氮所需要的能量少,并且这种能量是来自绿色植物光合作用的产物,也就是说,归根结蒂是来自太阳能。所以,根瘤菌不仅具有固氮效率高、不污染环境等优点,而且具有成本低、收益高的优点。

根瘤菌的固氮能力,不仅取决于菌种的品系(实际上,人工培养的一些根瘤菌品系的固氮能力往往比野生品系的固氮能力高几倍),而且取决于土壤条件和农业措施。增施磷、钾肥料和微量元素肥料(硼肥、铁肥等),加强对农作物的管理,也是增强根瘤菌固氮效率的重要措施。

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