固氮作用生物固氮

发布网友发布时间：2024-09-10 23:48

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热心网友时间：2024-10-02 17:27

生物固氮是一种独特的微生物生理功能，由众多微生物种类负责，如细菌、放线菌和蓝藻（蓝藻）。这些微生物的固氮过程各有差异，但都内置有固氮酶，该酶在厌氧环境中，即低氧化还原条件下起催化作用。固氮反应机制复杂，具体细节尚未完全阐明，一般可用如下简式概括：N2 + 8H+ + 8e- → 2NH3。

根据固氮微生物与高等植物的关系，生物固氮可分为自生固氮、共生固氮和联合固氮三种类型。自生固氮菌，如Azotobacteria，如固氮菌属、红螺菌属等，生活在土壤或水域中，能独立利用氮气进行固氮，将氮气转化为氨，进一步合成氨基酸和蛋白质。共生固氮菌如根瘤菌与豆科植物共生，如弗氏菌与非豆科植物共生，它们在共生时高效固氮，为共生体提供氮源。联合固氮则介于自生和共生之间，如雀稗固氮菌与点状雀稗的共生关系，固氮量可达到显著水平，甚至在水稻、甘蔗等植物的根际环境中也可见到此类微生物的强固氮作用。

在培养自生固氮菌时，无需额外添加氮源，只需碳源和少量无机盐，如空气中的氮气即可作为营养；而共生固氮菌如根瘤菌则需要在与植物共生时才能利用氮气进行固氮。这些微生物在地球氮循环中起着关键作用，对于维持土壤肥力和生态系统平衡至关重要。

扩展资料

固氮作用（nitrogen fixation）是分子态氮被还原成氨和其他含氮化合物的过程。自然界氮（N2）的固定有两种方式：一种是非生物固氮，即通过闪电、高温放电等固氮，这样形成的氮化物很少；二是生物固氮，即分子态氮在生物体内还原为氨的过程。大气中90%以上的分子态氮都是通过固氮微生物的作用被还原为氨的。