生物固氮檢視原始碼討論檢視歷史
| 生物固氮 |
 |
生物固氮是指固氮微生物將大氣中的氮氣還原成氨的過程，固氮生物都屬於個體微小的原核生物，所以，固氮生物又叫做固氮微生物。
根據固氮微生物的固氮特點以及與植物的關係，可以將它們分為自生固氮微生物、共生固氮微生物和聯合固氮微生物三類。
簡介
氮素在自然界中有多種存在形式，其中，數量最多的是大氣中的氮氣，總量約3.9×10^15 t。除了少數原核生物以外，其他所有的生物都不能直接利用氮氣。目前，陸地上生物體內儲存的有機氮的總量達1.1×10^10~1.4×10^10 t。這部分氮素的數量儘管不算多，但是能夠迅速地再循環，從而可以反覆地供植物吸收利用。存在於土壤中的有機氮總量約為3.0×10^11 t，這部分氮素可以逐年分解成無機態氮供植物吸收利用。海洋中的有機氮約為5.0×10^11 t，這部分氮素可以被海洋生物循環利用。
構成氮循環的主要環節是:生物體內有機氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用。
植物吸收土壤中的銨鹽和硝酸鹽，進而將這些無機氮同化成植物體內的蛋白質等有機氮。動物直接或間接以植物為食物，將植物體內的有機氮同化成動物體內的有機氮。這一過程叫做生物體內有機氮的合成。動植物的遺體、排出物和殘落物中的有機氮被微生物分解後形成氨，這一過程叫做氨化作用。在有氧的條件下，土壤中的氨或銨鹽在硝化細菌的
作用下最終氧化成硝酸鹽，這一過程叫做硝化作用。氨化作用和硝化作用產生的無機氮，都能被植物吸收利用。在氧氣不足的條件下，土壤中的硝酸鹽被反硝化細菌等多種微生物還原成亞硝酸鹽，並且進一步還原成分子態氮，分子態氮則返回到大氣中，這一過程叫做反硝化作用。
大氣中的分子態氮被還原成氨，這一過程叫做固氮作用。沒有固氮作用，大氣中的分子態氮就不能被植物吸收利用。地球上固氮作用的途徑有三種:生物固氮、工業固氮(用高溫、高壓和化學催化的方法，將氮轉化成氨)和高能固氮(如閃電等高空瞬間放電所產生的高能，可以使空氣中的氮與水中的氫結合，形成氨和硝酸，氨和硝酸則由雨水帶到地面)。據科學家估算，每年生物固氮的總量占地球上固氮總量的90%左右，可見，生物固氮在地球的氮循環中具有十分重要的作用。
評價
大氣中的氮，必須通過以生物固氮為主的固氮作用，才能被植物吸收利用。動物直接或間接地以植物為食物。動物體內的一部分蛋白質在分解過程中產生的尿素等含氮廢物，以及動植物遺體中的含氮物質，被土壤中的微生物分解後形成氨，氨經過土壤中的硝化細菌的作用，最終轉化成硝酸鹽，硝酸鹽可以被植物吸收利用。在氧氣不足的情況下，土壤中的另一些細菌可以將硝酸鹽轉化成亞硝酸鹽並最終轉化成氮氣，氮氣則返回到大氣中。除了生物固氮以外，生產氮素化肥的工廠以及閃電等也可以固氮，但是，同生物固氮相比，它們所固定的氮素數量很少。可見，生物固氮在自然界氮循環中具有十分重要的作用。[1]