
【医】 Azobacter vinelandii
book; order; decide; fix; stable; surely; calm
azote; nitrogen
【医】 Az.; azote; N; nitrogen
bacterium; fungus; mushroom
【医】 bacterio-
定氮菌(Diazotrophs)是一类具有生物固氮能力的特殊微生物,能够通过酶催化作用将大气中的氮气(N₂)转化为植物可利用的氨(NH₃)。该术语由希腊语“diazo”(含氮)和“troph”(营养)组成,英语释义为“nitrogen-fixing bacteria”。从分类学角度,定氮菌广泛分布于原核生物界,包括自生型(如固氮菌属Azotobacter)、共生型(如根瘤菌属Rhizobium)及内生型(如蓝细菌Cyanobacteria)。
其核心功能依赖于固氮酶复合体(nitrogenase complex),该酶由铁蛋白和钼铁蛋白组成,催化反应遵循化学计量公式:
$$
N₂ + 8H⁺ + 8e⁻ + 16ATP → 2NH₃ + H₂ + 16ADP + 16Pi
$$
这一过程在厌氧条件下进行,能量消耗较高,但对维持地球氮循环至关重要。
生态应用方面,定氮菌在农业中可减少化学氮肥使用量,例如大豆根瘤菌每年可为每公顷土地固定50-200公斤氮素(联合国粮农组织报告)。近年研究还发现,部分菌株可通过基因工程改造提升固氮效率(《自然·生物技术》2023年综述)。
“定氮菌”可能是“固氮菌”的笔误。固氮菌是一类能够将大气中的氮气(N₂)转化为植物可利用的氨(NH₃)或其他含氮化合物的微生物。以下是详细解释:
固氮菌主要分为两类:
固氮菌通过固氮酶催化反应,在常温常压下将氮气转化为氨,化学反应式为: $$ text{N}_2 + 8text{H}^+ + 8text{e}^- + 16text{ATP} rightarrow 2text{NH}_3 + text{H}_2 + 16text{ADP} + 16text{Pi} $$ 这一过程无需高温高压,环保且高效。
固氮菌的活性受土壤有机质含量、pH值、湿度及磷、钾、钙等养分影响,适宜中性至微碱性环境。
固氮菌是生态系统中重要的“天然氮肥工厂”,在可持续农业和生态保护中具有广阔应用前景。若需进一步了解其具体菌种或技术细节,可参考微生物学或农业科学文献。
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