固氮功能菌概述

微生物自生或与植物共生，将大气中的分子态氮气转化为农作物可吸收的氨的过程，称为生物固氮。生物固氮的种类很多。1886年Beijerinck分离到共生固氮的根瘤菌。1901年，M.W.拜耶林克发现并描述了2种固氮菌：一是褐色固氮菌，常生活于中性或碱性土壤中；二是活泼固氨菌，常生活于水中。后来，各国学者相继分离出许多不同的菌株。1938年，C.H.维诺格拉茨基将生产孢囊的菌株（以褐色固氨菌为代表）归属于固氨菌属，将不产生孢囊的菌株（以活泼固氨菌为代表）归属于固氮单胞菌属。1950年，H.G.德克斯提出建立拜耶林克氏菌属，其主要特征是细胞两端有折光性颗粒（类脂质）。1960年，H.L.延森等提出建立德克斯氏菌属，包括生长在热带酸性土壤中的种类。至今，所研究过的固氮生物约有5个属和100种。

1.固氨菌的分类

(1)按固氮菌的生活方式分  可将其分为自生固氮菌、共生固氮菌和联合固氮菌。

①自生固氮菌：能独立进行固氮，在固氨酶的作用下将分子氮转化成氨，但不释放到环境中，而是进一步合成氨基酸，组成自身蛋白质。固定的氮素只有当固氮微生物死亡后通过氨化作用才能被植物吸收，固氮效率较低。

②共生固氮菌：只有和植物互利共生时，才能固定空气中的分子态氮。它们可分为两类：一类是与豆科植物互利共生的根瘤菌，以及与栏木属、杨梅属和沙棘属等非豆科植物共生的弗兰克氏放线菌；另一类是与红萍（又称为满江红）等水生藤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。

③联合固氮菌：必须生活在植物根际、叶面或动物肠道等处才能进行固氮。这类固氮菌和共生的植物之间具有一定的专一性，但是不形成根瘤那样的特殊结构，也能自行固氮。它们的固氮特点介于自生固氮和共生固氮之间，这种固氮形式称为联合固氮。

(2)按对氧气的需求分可分为好氧固氮菌、兼性厌氧固氮菌及厌氧固氮菌。

①好氧固氮菌：包括化能异养菌、光能异养菌、化能自养菌。

化能异养菌：固氮菌属（Azotobacter)、拜耶林克氏菌（Bei-jerinckia)、固氮单胞菌属（Azomonas)、固氮球菌属（Azococ-cus)、德克斯氏菌属（Derxia)、黄色分枝杆菌（Mycobacterium flaum)、自养棒杆菌（Corynebacterium autotrophicum)、产脂螺菌（Spirillum lipoferum)及甲烷氧化硫杆菌等。

光能异养菌：念珠蓝菌属（Nostoc)、鱼腥蓝菌属（Anabae-na)、织线蓝菌属（plectonema)等。

化能自养菌：氧化亚铁硫杆菌（Thiobacillus ferrooxidans)。

微好氧菌主要是化能异养菌，主要有棒杆菌属（Corynebacte-rium)、固氮螺菌属（Azospirillum)。

②兼性厌氧固氮菌：分为化能异养和光能异养两类。

化能异养菌：克雷伯氏菌属（Klebsiella)、无色杆菌属(Achromobacter)、多黏芽孢杆菌（Bacillus polymyxa)、柠檬酸杆菌属（Citrobacter)、欧文氏菌属（Erwinia)、肠杆菌属（En-terobacter)。

光能异养菌：红螺菌属（Rhodospirillum)、红假单胞菌属(Rhodopseudomonas)。

③厌氧固氮菌：也分为化能异养和光能自养两类。

化能异养菌：巴氏梭菌（Clostridium pasteurianum)、脱硫弧菌属（Desulfovibrio)、脱硫肠状菌属（Desulfotomaculum)。

光能自养菌：着色菌属（Chromatium)、绿假单胞菌属(Chloropseudomonas)。

2.固氨菌属群落特征

菌落呈圆形、白色，边缘光滑、透明、黏稠；细胞呈卵圆形至长楠圆形，直径约2um,有英膜、孢囊，无芽孢，革兰氏染色阴性；淀粉水解实验、接触酶实验、细菌运动性试验、VP实验、产H2S试验及葡萄糖、甘露醇、苹果酸等碳源性试验呈阳性，且与圆褐固氮菌菌落形态及生理生化特征高度一致。

参考文献

【1】李博文.微生物肥料研发与应用[M].北京:中国农业出版社.