土壤微生物固持作用

微生物對氮素的加持是指土壤微生物在氧化含碳底物獲取能量而生長的過程中，從上壤環境中吸收銨根陽離子、硝酸根陰離子，或簡單有機含氮化合物，作為構成細胞物質的材料，將其同化為細胞內生物大分子的過程。微生物對氮的固持作用取決於微生物的生長狀況，因此與基質碳的有效性緊密相關。

基本介紹

• 中文名：土壤微生物固持作用
• 外文名：Soil microbial retention
• 釋義：微生物在氧化含碳底物獲取能量
• 因素：取決於微生物的生長狀況
• 路徑：谷氨酸脫氫酶路徑等
• 意義：與作物根系競爭無機氮等

簡介

微生物對氮素的加持是指土壤微生物在氧化含碳底物獲取能量而生長的過程中，從上壤環境中吸收NH₄⁺、NO₃^-，或簡單有機含氮化合物，作為構成細胞物質的材料，將其同化為細胞內生物大分子的過程。微生物對氮的固持作用取決於微生物的生長狀況，因此與基質碳的有效性緊密相關。

反應過程

微生物吸收銨離子的路徑有兩種。一是谷氨酸脫氫酶路徑，即通過谷氨酸脫氫酶把NH₄⁺直接加入到α-酮戊醯胺酸以形成谷氨酸。這條路徑只有在土壤NH₄⁺，相對較多時才發生(土壤溶液中的濃度〉1 mmol/L，或〉0.5 mg/kg土)。另一條路徑是谷氨醯胺合成酶-谷醯胺合成前路徑、即由一個谷氨酸、NH₄⁺和α-酮戊二酸鹽形成兩個谷氨酸。該路徑在土壤NH數量較低時發生(土壤溶液中NH₄⁺濃度〈1mmol/L或<0.1 mg/kg土)。

微生物也可以吸收土壤中的NO₃^-，但由於NO₃^-中的氮是氧化態的，在進人細胞後需經還原作用變成NH₄⁺，才能進一步參與有機分子的合成反應、因此，微生物利用NO₃^-，時需要的能量要比利用NH₄⁺時多，進而微生物對NH₄⁺的吸收更"偏愛”一些。NH₄⁺的存在會抑制NO₃^-的吸收。

固持的意義

土壤微生物氮固持的意義：固持作用一方面形成了與作物根系競爭無機氮的局面，不利於作物對氮的吸收；另一方面，微生物體死亡後的再礦化又可以為作物供應無機氮，有利於供氮。同時，微生物固持大量的無機氮，減小了土壤無機氮庫的規模，有利於減低各種途徑的損失。因此，要客觀分析微生物固持無機氮作用對作物吸收氮的影響。