定義：能與豆科植物共生形成根瘤，并將空氣中的氮還原成氨供植物營養(yǎng)的一類革蘭氏陰性菌。

學(xué)科：土壤學(xué)_土壤生物與土壤生物化學(xué)

相關(guān)名詞：根瘤 生物固氮 共生關(guān)系

圖片來源：視覺中國

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根瘤菌是一種特殊的細(xì)菌，可以生活在土壤中或豆科植物根部形成的根瘤中。在根瘤中，它們與豆科植物形成一種共生關(guān)系，植物通過光合作用向根瘤菌提供能量，根瘤菌將大氣中的氮固定在根瘤中，并將其轉(zhuǎn)化為植物可以利用的形式，以支持植物的新陳代謝。根瘤菌為豆科植物生產(chǎn)氮的復(fù)雜過程稱為生物固氮。根瘤菌對缺氮土壤中的植物尤為重要。

在實驗室里，根瘤菌生長在一種叫作酵母甘露醇瓊脂的特殊培養(yǎng)基上。根瘤菌主要分為快速生長的根瘤菌和緩慢生長的慢生根瘤菌兩個屬。快速生長的根瘤菌在培養(yǎng)基上一般2~3天內(nèi)明顯生長，產(chǎn)生酸生長反應(yīng)，豌豆、蠶豆、苜蓿和鷹嘴豆等分離出的根瘤菌生長迅速；慢生根瘤菌在培養(yǎng)基上需要6~8天才能明顯地生長并產(chǎn)生堿性反應(yīng)，大豆和豇豆根瘤菌生長緩慢。實驗室培養(yǎng)的根瘤菌在顯微鏡下呈短桿狀。像大多數(shù)生物一樣，它們需要空氣（O₂）的供應(yīng)才能生存，可以通過一種叫作鞭毛的特殊絲狀結(jié)構(gòu)移動。

并非所有的根瘤菌都能使所有的豆科植物結(jié)瘤，特定的根瘤菌與特定的豆科植物或豆科植物群形成共生關(guān)系。當(dāng)豆科植物和根瘤菌匹配良好時，有效瘤體內(nèi)部呈深紅色；內(nèi)部綠色或白色的瘤體是無效的。不同生態(tài)系統(tǒng)中存在的根瘤菌種類繁多，目前確定的有15屬130種。當(dāng)某些新的豆科作物被引入新的地區(qū)或當(dāng)土壤中存在無效和不相容的根瘤菌時，需要接種根瘤菌。接種根瘤菌高效菌株，是發(fā)揮共生固氮作用、減少氮肥用量的可行途徑。

根瘤菌不僅在生物固氮中發(fā)揮重要作用，還有助于提高土壤生產(chǎn)力和肥力，為植物生長創(chuàng)造適宜的環(huán)境。此外，根瘤菌對不同屬的土壤植物病原真菌如鐮刀菌、根核菌、菌核菌和大孢菌的生長具有明顯的抑制作用，可以降低作物的發(fā)病率。

土壤中根瘤菌的數(shù)量受植被、種植歷史、降雨、土壤溫度、pH值等因素影響。在許多農(nóng)用土壤中，豆科植物、非豆科植物都能促進(jìn)根瘤菌的生長，豆科植物栽培區(qū)土壤中根瘤菌數(shù)量高于非豆科植物栽培區(qū)，且根際土壤中根瘤菌的數(shù)量較大。多年未種植豆科植物的土壤中只有少量的根瘤菌。降雨充足的地區(qū)往往有大量的根瘤菌，根瘤菌喜歡潮濕但不積水的土壤。根瘤菌適宜土壤溫度是25~30℃，最適pH值為6.0~6.8。

（延伸閱讀作者：吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所副研究員 張秀芝）

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