全 文 ：低 农 学 报 。, 一
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光合固氮细菌
对土壤肥力和植物生长的影响
李继平 尤崇构
中国农业科学院原子能利用研究所 北京
。。 夕 菌体进入土攘后 , 土攘 值下 降 ,
菌体释放 出 的 李一 在土攘中不 积 累 , 迅速转 变 成 万一 形式 , 后 者在土 壤
中的 累积 量与加 入 的菌体量 呈 正比
, 土攘有机 氮含量略有升高
。 在每公 斤土壤中加
入 克菌体时 , 土攘的呼吸作用在 周后达到平衡状 态
。 玉 米幼株的盆栽试验结 果
表明 , 菌液 不 仅在植株干重上 , 而 且在植物 的含氮量上 , 都比其 它 处
理提 高显著
。
菌体有可 能作为植物生 长的附加 氮肥
。
关键词 土壤肥 力 植物生长
前 言
尤台细菌广泛分布于水稻田 中 , 据 沽测 , 每克水稻土中可 含光合细菌 ”一 “个 〔‘ ’ “ 。
光合细菌能利用太阳能同化 , 有较高的生物量
。
许多光合细菌还 具 有 较 强 的 固 氮 作
用 “ 。 曾将光合细菌作为水稻的辅助肥料 , 在水稻生育期施入土壤 , 菌休 在 根
际生
一
长良好 , 不仅增加了每穗粒数 , 而且提高了土壤肥力 〔毛 ’“
。
但是 , 诸如 原名 细 菌 作 为
一种有机肥料 , 在土壤中矿化
、 转化及流失等尚不清楚 , 因此 , 也难以估价其真实的作用 。
本工作将纯培养的光合固氮细菌菌体施入土壤 , 测定其在土壤中的矿化作用及对植物生长的
影响 。
材 料 与 方 法
菌体培养 实验采用光合固氮细菌 ,
, 参照 装置 , 在厌氧光照条件下培养 〔“ 培 养基 由 、
两种溶液组成 , 液组分为 酵母浸膏 ‘ ‘ ,
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此文于 。年 月 日收到
拿期 光合固氮细菌 五 口 对土澳肥力和植物生长的影响
维生素溶液 。 液组分 为
‘ 乳酸钙 了。 枯草隆 今日酸
。
值调至 两浓在加
入菌体前混合 , 连续培养并收集菌液 , 离心获得菌体
。
土滚试验 供试土壤的基本性状为 粘土 , 壤土 , 砂土 , 碳 ,
阳离子交换容量 ,
。
土壤经 筛子除去大颗粒后 , 分 装 于 盆
申 在整个试验期间 , 土壤含水量调至并保持在 田间持水量的 。 分 别按 和 细 胞
千重 土壤的浓度 , 将 菌液加入土壤中 , 充分搅拌使菌休与土壤混 合 均 匀 ,
然后用塑料薄膜覆盖在盆上以保持土壤湿度 。 整个试验在温室中进行 , 侮周取土样一次 , 测
定各种参数 。
植物实验 用玉米为材料 , 将种子播于装有 土的盆中 , 每盆 粒 , 种子萌发 后 , 分
别进行 种不同的处理 即 菌液 灰 化 的 溶液 菌 液
的上清液 灰化的上清液以及对照 。 每处理均为 个重复 。 每 天分别加上述溶液一次 , 加入
量为每 土 细胞千重的菌液或相当量的溶液
。 试验在温室 内进行 , 种子萌发后 个星 期
收获玉米幼株 , 测定地上部分植株的干重及其含氮量 。
土滚持水 侧定 将石英砂置于 烧杯中 , 砂高约 , 将一玻璃管垂直 放 在石
英砂表面 , 加入待测土样使之距烧杯 口 处 , 将水加满后加盖 , 过 小时从土表下 。 处
取样 , 按 〔 法测定含水量 。
土滚呼吸作用浦定 在装有 土样 的 密封瓶 中 , 放入含
的小烧杯 , 于 ℃黑暗条件下密封培养 天 , 取出烧杯 , 用酚酞和甲基黄为指示剂的滴 定 法
测定土壤 钓释放量
。
卜 和 互一 润 定 称取 土样
, 加入 溶浓 , 振 荡 小时 , 过滤 收
集上清液 , 按 “ ’法测定 玄一 百一 测定是在剩余浓中 加入节氏 恫锌铝
合金 , 将其中的 三一 还原成 玄一 后按上法测定 。
有机氮浦定 称取 土样 , 加入 ‘ 和 。 ‘混合 浓 和 决 催 化
剂 , 于 ℃消化至溶液呈白色 , 冷却后加入 蒸馏水 , 用 碱 化
后立即蒸馏 , 滴定计算有机氮含量 。
结 果 与 讨 论
一 土坡 值变化
分别按每 土壤中含 和 细胞干重的量将 。 菌体加入土壤 ,
‘
按理 论值
计算 , 当其完全降解时 , 相应的
、 量约为 和
· 一 ‘土壤及 和
· “ 几土壤 。 培育 周期间 , 土壤 值在前 周下降较快 , 加入菌体的量 越大 , 值 下 降
越低 , 周后 值相对稳定 表 。
二 土滚中氮索的变化
加入菌体后 , 土壤中矿质氮的变化对植物生长有着直接的影响 。 从图 可以着出 , 土 壤
巾 二一 水平始终很低 , 周 内没有明显 变化 , 表明菌体矿化而释 放 出的 东
, 即使在不
种植物的情况下也不积累 ,
核 农 学 报 卷 产
表 培育期间土壤 值的变化
, 王
处 理 培育时间
对照
细胞千重 土壤
‘
。
细胞干重 土壤 。 了
, 。
土壤中 百一 的水平则相反 图 ,
正 比 , 加入量越 大 , 牙一 水平上升越高 ,
在试验过程中明显上升 , 而且与加入菌体 量 呈 犷
说明上壤中
翻 菌体 , 它们在迸入土壤后 , 逐步降解矿化释 放 出 立
升 的增多主要是来 自刀 一
一 , 其在土壤中迅速地被硝化
细菌转变成 石一 , 并在土壤中积累
。
在低菌体量的处理 中 , 培育至 周 时 出 现一高峰 ,
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图 培育期间土壤中 矛 水平
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培育期间土壤中有机氮水平
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图 培育期间土壤的呼吸作用水平
一一 一
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此时每 细胞干重 菌体 万一 的最高释放量为 , 然后 逐渐降低 , 说明 犷 在土
壤中也能被利用并转化成其它形式 , 但速度 较 盆一 慢得多 。在高菌体量的处 理 中 , 三
一 水平直至第 周仍在上升 , 表明 百一 的形成及累积大于它的转化 。 从这种 石一 的 迅
速形成及其高的累积水平可 以看出 , 在加入菌休后 , 土壤中发生很强的硝化作用 。 这也是导
致土壤 值明显下降 表 的原因 。
土壤有机氮的水平在两个处理中均表现为缓慢下 降 , 与对照相 比
, 有机氮仍保持较高水
平 图 , 这种高有机质的维持对于提高土壤肥力具有一定的意义
。 ‘
三 土滚呼吸作用
当菌体加入到土壤中时 , 土壤的呼吸作用表现得很旺盛 图 , 随培育时问的 延
一
长 ,
广 水平迅速下降
。
在低菌体量处理中 , 周后 厂 水平下降到稳定态 , 此时 土 壤 接
近于平衡状态 , 这 与土壤 值的测定结果 表丁 相符合
。
在高菌休量的 处 理 中 , 一
水平在下周 内急剧下降 , 第 周时才趋于稳定 。
四 光合固氮细菌菌体对植物的影响
玉米种子在萌发后分别接受了 种不同的处理 , 周后收获玉米幼株 , 共干重及含氮量见
核 农 学 报 ‘ 卷 尸
表 对玉米幼株生长的影响 培养 周
处 理
弋
植株干重 总 氮 量
。
对照
“ 菌液
灰化的尸 “ 溶液
户 菌液的上清液
灰化的上清液
生
差异显著
一 肠
表 。 经分析 , 处理 即 菌体 中玉米幼株的干重比其它处理明 显 增 高 二
。 说明 时 菌体进入土壤后 , 可以促进玉米幼株的生长 。 菌液中的无机 成 分
处理 和处理 以及上清液中的成分 处理 , 均对玉米幼株的生长没有显著的促进作用 。
说明促进玉米幼株生长的作用来自 翎 。协菌体本身 。 从表 还可以看 出 , 处理 中 玉 米
幼株的含氮量显著高于其它处理 , 进一步表明 洲 菌体不仅能提高植株的 千 重 , 而
且能提供给植株更多的氮 , 从而提高植株的含氮量
。
从 以上结果可以看出 , 菌体进入土壤后 , 菌休逐渐降解 , 释放出的含 氮 化
合物在矿化成 屯一 后 , 被硝化细菌迅速地转变成 百一 并在土壤中积累 , 土壤有 机 氮
含量略有上升 , 这对提高土壤肥力具有一定的意义 。 由于 百一 很容易被植物吸 收利用 ,
因此土壤中 百一 水平的提高不仅能促进植物生长 , 而且还能提高植株的含氮量 。 我们以
舜
前也曾用高温处理过的 菌体作为对照菌株 , 结果证明了对照菌株可以显著 地 提 高植
株的干重 , 但在植物的含氮量上 与 空 白 对 照 无 显 著 性 差 异 。 等 和
等仁‘“ ’“ 已经证明了 菌体富含有大量的蛋白质和各种氨基酸 , 比其它菌含有更
多的氮 , 因此在进入土壤后 , 能释放出更多的氮为植物体所利用 , 而 且 , 石一 对固 氮酶
的合成及活性无影响 , 由此可以提出 , 光合固氮细菌 心时 可能作为附加氮肥来 提 高
植物的含氮量 。
参 考 文 献
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〕宋鸿遇 光合细菌的固氮作用
。
尤崇构等主编 生物固氮 , 科学出版社 , 一 。
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