[00831697]新生物菌肥-联合共生固氮菌

研究生物固氮是减少氮肥使用，缓解环境污染，降低农业生产成本的一条重要途径。巴西固氮螺菌（Azospirillum brasilense）是一种联合共生的固氮微生物，广泛分布于禾本科作物（如玉米、小麦、高粱、甘蔗等）的根际。它们依赖植物根系分泌物生长和固氮，同时也分泌一些活性物质（如植物激素），促进植物根系生长和对水分及矿物质的吸收。联合固氮菌与宿主没有形成根瘤状结构，而只是一种松散的共生关系，因此土壤中化合态氮和环境中高氧分压都抑制它们固氮。另外联合固氮菌固定的氮很少分泌到体外，这些因素都是造成它们对宿主氮素供应较少的原因。20多年来，很多国家和地区采用巴西固氮螺菌的野生型菌作为菌剂在田间接种，在不同的土壤和气候条件下都取得一定的增产效果，增产幅度最大的高达30％。需要指出的是，与其它生物肥料一样，固氮螺菌菌肥也因受各种因子的影响而呈现出一定的不稳定性，从国外总体接种结果看，增产的成功率是60－70％。而且，固氮螺菌的增产效果主要是由于分泌的植物激素，促进宿主根系生长和提高对矿物质和水分的吸收，而它们对植物的氮素供应是微弱的。因此，通过遗传操作提高固氮菌的固氮效率和提高固氮菌对宿主的氮素供应，从而减少氮肥的使用，是21世纪的战略目标。在国家863高技术计划的资助下，该项目对巴西固氮螺菌进行了遗传改造，获得了抗铵工程菌UB37（将载有组成型表达nifA基因的pCK3质粒导入A. brasilense draT － 突变株）。连续两年（1999－2000年）在肥力中等的轻质砂壤土中，对玉米联合固氮工程菌UB37和野生菌UB1进行了玉米小区田间接种试验。试验结果表明：在亩施不同水平尿素氮肥（15公斤、12公斤和9公斤）的条件下，接种工程菌比接种野生菌和不接菌的对照都有不同程度的增产。特别是在施肥水平为每亩12公斤尿素的试验田中，接种工程菌比接种野生菌平均增产10 ％，比不接菌对照平均增产19％，生物统计差异显著（P=0.05）。亩施尿素12公斤接种工程菌的玉米产量与亩施15公斤尿素接种工程菌的产量相当，既可节省20％氮肥，又可达到增产19％的效果。