生物固氮作用毕业论文

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1、选题思路众所周知，蛋白质是组成生命的最基本物质。合成蛋白质中最重要的元素是氮，可以说没有氮就没有蛋白质，就不存在生命。人和动物的氮是由食物供给的，那么植物的氮又是从那么来的呢？长期以来，生物固氮是世界科学家关心和研究的重点。人们总是期望其他广大农田的粮食作物能和豆科作物一样有固氮自肥的能力，以减少对化肥的依赖。所以，科学家最感兴趣的题目，是把豆科植物的根瘤菌奇妙的固氮能力转移给其他非豆科农作物，使之从空气中固定氮素以获取作物高产。本文通过介绍生物固氮作用及其机制，提高人们对生物固氮的认识。因此，我选择了这篇论文。生物固氮

2、作用　　　摘要：氮是限制农业生产的重要营养元素。生物固氮指某些微生物能利用体内的固氮酶将空气中的氮气还原为氨，为植物生长提供氮素。本文主要论述了生物固氮在农业生产中的应用，并介绍了生物固氮的意义及研究前景。关键词：生物固氮根瘤菌农业氮是自然界中动物植物微生物不可缺少的生命元素，也是农业生产的重要限制因子。全球农作物单位面积产量不断增长，在一定程度上依赖于氮素化肥的施用量不断增加。农作物依赖于施用氮素化肥所获得的增产实际上是以消耗能源和污染环境为代价所取得的。在大气中氮气含量接近80%，但这种氮气并不能直接为高等植物吸收利

3、用。农业生产大量施用氮素化肥不仅会造成土壤板结而且被植物有效利用的还不到40%。而据国际权威机构统计，地球上结合态氮总量有70%来源于生物固氮，每年全球微生物固定的氮素量可达2亿吨，约占全球作物需氮量的3

4、4，相当于工业生产氮肥的3倍多。1．生物固氮及作用生物固氮指某些微生物能利用体内的固氮酶将空气中的氮气还原为氨，为植物生长提供氮素。大气中的分子态氮被还原成氨，这一过程叫做固氮作用。没有固氮作用，大气中的分子态氮就不能被植物吸收利用。地球上固氮作用的途径有三种：生物固氮、工业固氮(用高温、高压和化学催化的方法，将氮转化

5、成氨)和高能固氮(如闪电等高空瞬间放电所产生的高能，可以使空气中的氮与水中的氢结合，形成氨和硝酸，氨和硝酸则由雨水带到地面)。大气中的氮，必须通过以生物固氮为主的固氮作用，才能被植物吸收利用。动物直接或间接地以植物为食物。动物体内的一部分蛋白质在分解过程中产生的尿素等含氮废物，以及动植物遗体中的含氮物质，被土壤中的微生物分解后形成氨，氨经过土壤中的消化细菌的作用，最终转化成硝酸盐，硝酸盐可以被植物吸收利用。在氧气不足的情况下，土壤中的另一些细菌可以将硝酸盐转化成亚硝酸盐并最终转化成氮气，氮气则返回到大气中。除了生物固氮以

6、外，生产氮素化肥的工厂以及闪电等也可以固氮，但是，同生物固氮相比，它们所固定的氮素数量很少。可见，生物固氮在自然界氮循环中具有十分重要的作用。2.固氮生物的类型2.1自生固氮微生物自生固氮微生物在土壤或培养基中生活时，可以自行固定空气中的分子态氮，对植物没有依存关系。常见的自生固氮微生物包括以圆褐固氮菌为代表的好氧性自生固氮菌、以梭菌为代表的厌氧性自生固氮菌，以及以鱼腥藻、念珠藻和颤藻为代表的具有异形胞的固氮蓝藻（异形胞内含有固氮酶，可以进行生物固氮）。土壤中的自生固氮菌能够在自由生活状态下固氮，只是当它的氮素满足本身生

7、长繁殖需要以后就不在固氮了，多余的氮反过来会抑制它们自生的固氮系统。因此，它们固氮效率比较低，固氮量较少。据统计，每公顷土地上的自生固氮细菌，每年约固定20-50千克的大气氮。虽然不及另外两种生物固氮的固氮量，但是它们在增加土壤中有机含氮化合物方面起着巨大的作用，对生态农业的开发及保护环境也具有重要意义。2.2共生固氮微生物　　共生固氮，指土壤中的固氮菌与宿主植物形成共生固氮体系，进行生物固氮。共生固氮微生物可以分为两类：一类是与豆科植物互利共生的根瘤菌，以及与桤木属、杨梅属和沙棘属等非豆科植物共生的弗兰克氏放线菌；另一

8、类是与红萍(又叫做满江红)等水生蕨类植物或罗汉松等裸子植物共生的蓝藻。由蓝藻和某些真菌形成的地衣也属于这一类。共生固氮过程中无所形成的紧密的共生结构，不易受外界环境影响，满足生物固氮条件，固氮效率高。据统计，一般每年每亩大约可以固定纯氮13.2千克，折合每亩地每年固定标准化肥65千克，且几乎全部被利用。据统计表明，在3种固氮形式中，共生固氮效率最高，固氮量最多。迄今为止，从豆科植物根瘤菌中分离出来并进行过研究的固氮菌约有100多种，而真正用于农业生产上的种类不足1

9、5.另外，共生固氮在全球主要粮食作物与水稻玉米等种植中无

10、法单独应用，因此，如何能有效开发推广共生固氮，对于农牧业生产和人类的有着重大意义。2.3联合固氮微生物　　联合固氮是某些固氮细菌在高等植物根际形成的一种特殊的共生固氮作用。固氮菌虽和植物关系密切，但植物根系上并不形成类似根瘤那样的异化结构。固氮菌只是聚集在根表或通过植物根部伤口定殖到根内。固氮细菌同样从植物宿主获得根