根瘤菌有固氮的能力,是由于它的体内存在着生物固氮所必需的基本条件,其中最主要的是固氮酶。
固氮酶一般由两种蛋白质组成,一种蛋白质含铁,称为铁蛋白;另一种蛋白质除含有铁外,还含有钼,称为钼-铁蛋白。
根瘤细胞中还有一种特征性的物质,称为豆血红蛋白,它使根瘤呈现红色。
由于钼是形成固氮酶所不可缺少的元素,所以豆科植物对钼的需要量比其他植物高1oo多倍,因此,必须满足豆科植物对钼肥的需要。
农业上应用1—2的钼酸铵给豆科植物喷雾拌种,可增产1o左右。
一般植物的生活中,需要大量的氮,这是因为氮是组成蛋白质的重要元素,缺乏氮,植物就生活不好,而土壤中通常总是缺氮的。
尽管大气中含氮量高达79,但它是游离氮,植物不能直接利用。
所以根瘤菌的存在,就使植物得到充分的氮素供应。
同时,根瘤菌能从植物根内摄取它生活上所需要的大量水分和养料。
根瘤菌不仅使和它共生的豆科植物得到氮素而获高产,同时由于根瘤的脱落,具有根瘤的根系或残株遗留在土壤内,也能提高土壤的肥力,所以利用豆科植物,如紫云英、田菁、苕子、苜蓿、三叶草等,作为绿肥,或将豆科植物与农作物间作轮栽,可以增加土壤肥力和提高作物产量。
早在公元前1世纪的《泛胜之书》中就谈到瓜与豆的间作,公元6世纪的《齐民要术》就提出豆科作物与禾本科作物套作轮栽的优点。
可见利用豆科的根瘤菌,在我国已有悠久的历史,它不论在理论上或实践上,都已证明是农业上增产的有效措施。
除豆科植物外,桤木、杨梅、罗汉松和铁树(苏铁)等植物的根上,也具有根瘤。
近年来,我国农业生产上开始对根瘤菌菌肥进行研究和推广。
大豆、落花生的生产上施用根瘤菌菌肥,不仅能提高蛋白质含量,而且增产效果显着。
(二)菌根的形成、类型及意义
除根瘤菌外,种子植物的根也和真菌有共生的关系。
这些和真菌共生的根,称为菌根。
菌根主要有两种类型,即外生菌根和内生菌根。
外生菌根是真菌的菌丝包被在植物幼根的外面,有时也侵入根的皮层细胞间隙中,但不侵入细胞内。
在这样的情况下,根的根毛不达,甚至完全消失,菌丝就代替了根毛,增加了根系的吸收面积。
松、云杉、榛、山毛榉、鹅耳枥等树的根上,都有外生菌根。
内生菌根是真菌的菌丝通过细胞壁侵入到细胞内,在显微镜下,可以看到表皮细胞和皮层细胞内,散布着菌丝,例如,胡桃、桑、葡萄、李、杜鹃及兰科植物等的根内,都有内生菌根。
此外,除这两种外,还有一种内外生菌根,即在根表面、细胞间隙和细胞内都有菌丝,如草莓的根。
菌根和种子植物的共生关系是:真菌将所吸收的水分、无机盐类和转化的有机物质,供给种子植物,而种子植物把它所制造和储藏的有机养料,包括氨基酸供给真菌。
此外,菌根还可以促进根细胞内储藏物质的分解,增进植物根部的输导和吸收作用,产生植物激素,尤其是维生素b1,促进根系的生长。
很多具菌根的植物,在没有相应的真菌存在时,就不能正常地生长或种子不能萌,如松树在没有与它共生的真菌的土壤里,就吸收养分很少,以致生长缓慢,甚至死亡。
同样,某些真菌,如不与一定植物的根系共生,也将不能存活。
在林业上,根据造林的树种,预先在土壤内接种需要的真菌,或事先让种子感染真菌,以保证树种良好的生长育,这在荒地或草原造林上有着重要的意义。
虽然不知道为什么做了一晚上关于根系的知识点,但剑南春复盘时就在想是不是因为跟她前一天挖人参有关。
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