根瘤菌与豆科植物具有特殊的互利共生关系,能形成根瘤固定空气中的氮气为植物提供营养。
根瘤菌的固氮能力,不仅取决于根瘤菌菌种的质量,而且取决于土壤条件和栽培措施。因此,人们不仅要进行根瘤菌拌种,而且要加强农田管理并适时适量地施用磷、钾肥料和微量元素肥料(如禾丰颗粒硼、禾丰钼等),只有这样才能更好地发挥根瘤菌的固氮能力。
通过这几年北京新禾丰在全国各地的“益耕劲(大豆根瘤菌)”、“益耕劲(花生根瘤菌)”试验结果表明,可以节约30%氮肥,而且能有效抑制豆科作物病害发生,提早成熟。
根瘤菌(rootnodulebacteria)是与豆科植物共生,形成根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类杆状细菌。这种共生体系具有很强的固氮能力。已知全世界豆科植物近两万种。根瘤菌是通过豆科植物根毛、侧根杈口(如花生)或其他部位侵入,形成侵入线,进到根的皮层,刺激宿主皮层细胞分裂,形成根瘤,根瘤菌从侵入线进到根瘤细胞,继续繁殖,根瘤中含有根瘤菌的细胞群构成含菌组织。根瘤菌进入这些宿主细胞后被一层膜套包围,有些菌在膜套内能继续繁殖,大量增加根瘤内的根瘤菌数,以后停止增殖,成为成熟的类菌体;宿主细胞与根瘤菌共同合成豆血红蛋白,分布在膜套内外,作为氧的载体,调节膜套内外的氧量。类菌体执行固氮功能,将分子氮还原成NH3,分泌至根瘤细胞内,并合成酰胺类或酰尿类化合物,输出根瘤,由根的传导组织运输至宿主地上部分供利用。与宿主的共生关系是宿主为根瘤菌提供良好的居住环境、碳源和能源以及其他必需营养,而根瘤菌则为宿主提供氮素营养。
大豆、花生等属于豆科植物。它们的根瘤中,有能固氮的根瘤菌与之共生。根瘤菌将空气中的氮转化为植物能吸收的含氮物质,如氨,而植物为根瘤菌提供有机物。