禾本科植物联合固氮的研究现状及应用前景

氮是限制农业生产的最重要因素之一。随着人工固氮技术的发展,氮肥的施用在提高作物产量、解决人类温饱问题的同时,导致了土壤板结、酸化、氮素流失及温室气体排放(N_(2)O)等环境问题。与人工合成氨相比,生物固氮是一种绿色经济的固氮方式,其包括共生固氮和非共生(自生固氮及联合固氮)固氮,且每年固定的氮可占总固定量的50%以上。与共生固氮相比,非共生固氮存在范围广,如甘蔗、水稻、玉米和小麦等禾本科作物均能进行非共生固氮(联合固氮)。本文主要从禾本科植物的联合固氮菌种类及其作用机理、固氮活性及调控方式以及联合固氮菌的资源及应用3个方面进行综述,发现相比较共生固氮而言,联合固氮菌易受到土著微生物、氮素水平等环境因素影响,其研究难度更大,需要筛选纯化更多的联合固氮菌,为其固氮机制研究提供良好材料;氮、磷、钼、铁等肥料的适量添加可有效促进固氮菌的固氮效率;固氮菌不仅可以提高土壤固氮量,而且有利于植物根系激素调节,从而增加植物抗病抗逆能力,促进植物更健康的生长。本文最后对禾本科植物联合固氮的农艺管理措施及固氮菌剂的实际应用方面做了展望,以期为提高禾本科植物联合固氮效率及推动生物固氮菌在农业生产中的应用提供理论依据。