基本概況
根瘤菌大豆根瘤菌是一種活的微生物製劑根瘤內的根瘤菌與豆科植物互利共生：豆科植物通過光合作用製造的有機物，一部分供給根瘤菌；根瘤菌通過生物固氮製造的氨，則供給豆科植物.。
促進大豆根瘤菌的結瘤效率的相關研究
通過在大豆根瘤菌Sinorhizobium fredii HN01中引入額外組成型表達的肺炎克氏桿菌(Klebsiella pneumoniae) nifA, 研究固氮正調節基因nifA對共生結瘤過程的影響. 研究結果發現, 引入Kp nifA可提高大豆根瘤菌的結瘤活力及競爭結瘤能力. 同時初步試驗結果證實, 帶額外nifA的大豆根瘤菌比野生型大豆根瘤菌具有更高的結瘤因子活性. 推測nifA對結瘤過程的促進作用, 可能作用於根瘤菌的結瘤因子合成階段. 由於結瘤因子是誘導宿主形成根瘤的主要信號分子, 而結瘤過程具有自我調節作用, 植株一旦結瘤, 就會抑制進一步結瘤, 因此引入固氮正調節基因nifA能提高結瘤效率.
大豆根瘤菌劑套用前景
推廣根瘤菌固氮意義
“擴大豆科植物—根瘤菌共生體系，是我國減少化學氮肥用量的最有效途徑”。中國農業大學陳文新院士的報告，讓與會者為之一振。陳文新院士30年來她致力於大豆根瘤菌研究和推廣，曾不止一次地向中央提出加強這方面研究和推廣的建議。
建國初期，在回國的幾位農業微生物學前輩的組織帶領下，在我國較廣泛地進行了大豆、花生、紫雲英根瘤菌接種實驗，效果很好，尤其紫雲英接種效果極佳，根瘤菌接種事業有一段興盛時期。但是隨著化肥的大量施用，生物固氮技術逐漸淡出不再受重視。
據有關方面統計，我國年消耗氮肥占世界的30%。以2004年統計數據為例，我國生產氮肥3300萬噸，需消耗1億多噸標準煤，而氮肥的利用率僅為10%~30%；按2002年用肥量和種植面積計，我國平均施用氮肥量為美國的2.88倍、巴西的5.79倍、澳大利亞的8.85倍。且不說過量施用化學氮肥的危害，僅從節約能源的角度出發，也應該大力提倡生物固氮技術。
中國農科院葛誠研究員大聲疾呼：我們的石油總有用完的一天，到那時候我們到哪去找氮肥呢？眾所周知，氮肥是高能耗產品，減少化學氮肥的投入，對於緩解我國的能源緊張有重大意義。豆科生物固氮，是全世界都公認的有效技術，豆科植物—根瘤菌有固氮的功能，世界上凡是種植大豆的國家，無一不採用這項技術。為什麼我們不大力推廣呢？
根瘤菌劑“一公里”的推廣
大豆根瘤菌推廣中，由產品到土壤的這一過程，稱之為根瘤菌推廣的“一公里”問題。“試驗示範是基礎，宣傳培訓是重要手段，政策支持是關鍵，‘傻瓜化’集成才能真正技術到位”，這是黑龍江農墾的成功經驗。所謂“傻瓜化”集成，是指墾區總結的一套方便簡單的施肥模式———大豆根瘤菌+磷酸二銨+鉀肥”的模式。
令人振奮的是，自2003年起到2007年，黑龍江墾區總計推廣套用大豆根瘤菌面積820萬畝，總計減少尿素投入近4萬噸，生物固氮的觀念已日益為墾區廣大職工所接受。一是增產增效明顯，是大豆振興計畫的一項推動性措施；二是在當前化肥價格飛漲的情況下，節本的效果是可觀的。目前需要解決的技術問題，一是延長在包裝中的根瘤菌的存活時間或者說保質期；二是開放條件下，比如拌種後、播種前，延長根瘤菌存活時間和提高存活的數量。
大豆在種植業結構中的重要位置是不可取代的，在美國大豆的種植面積約占耕地面積的30%~40%，而我國尤其是在東北地區，大豆具有非常重要的地位。近年來大豆價格的攀升，提高了農民種植的積極性；而化肥價格的飛漲，給根瘤菌推廣提供了非常好的機遇。
農業部農業技術推廣服務中心土壤肥料技術處處長高祥照說，近年來我國南方綠肥、北方大豆種植面積在減少，現在提出大面積普及此項技術是絕好時機。一方面直接減少化學氮肥的投入，緩解我國能源壓力；同時也為大豆產業的振興推波助瀾，提供技術支撐。
據統計，全球每年生物固氮約2億噸，豆科固氮占65%~80%，給共生植物提供所需氮50%~100%。陳院士多年研究表明，豆科植物與禾本科植物間作效應明顯。禾本科為豆科解決了氮阻遏的障礙，不僅增加固氮量，促進豆、禾雙高產，還可減少病蟲危害；如果從輪作過程觀察，前茬豆科作物為後作提供了非常可觀的氮肥，生物固氮的貢獻更大。
根瘤菌劑研究的產業化
目前，說起我國根瘤菌劑生產的產業化水平，最具代表性的還得數秦皇島領先科技發展有限公司。該公司經過多年的努力，2001年在豆科根瘤菌劑生產上實現了工藝設備創新和工藝技術突破；2006年“液體根瘤菌劑產業化工藝”通過省級科技成果鑑定；由該公司承擔的國家高技術產業化示範工程項目———“年產2萬噸豆科根瘤菌劑產業化示範工程項目”，於2007年6月在秦皇島通過國家驗收。該生產線達到藥品GMP生產標準，設備水平達到國際先進水平，完成了我國首家根瘤菌劑的產業化基地建設。
大豆屬中度耐鹽植物，鹽脅迫可阻礙大豆種子萌發和植株生長，減少根瘤，抑制生物學產量的積累，導致產量下降。農業部微生物肥料質量監督檢驗測試中心李俊主任認為，研究篩選耐鹽、固氮效率高的大豆根瘤優良菌株，套用於生產實踐中，是根瘤菌劑產業化的研究方向。應有針對性地選育出適合某地區某土壤類型主栽品種的高固氮力，高競爭結瘤能力的優良菌株；確定菌株穩定、高產的發酵工藝，包括最佳發酵培養基配方、最佳發酵參數等，篩選適宜的載體和穩效助劑，使產品中功能菌株穩定存活，延長產品的保質期、降低成本。
陳院士認為，當前迫切需加強豆科育種及根瘤菌套用基礎研究，如優選的豆科植物品種與高效根瘤菌匹配；突破根瘤菌劑能較長期保存的瓶頸；根瘤菌劑使用的最有效技術及相應機具改革等。她認為，目前我國已為中國豆科作物接種根瘤菌準備了充足的種質資源和新的認識，大豆生物固氮的大面積推廣指日可待。建議在西部退耕還林還草事業中多種豆科植物接種根瘤菌；在廣大農區，建立豆科植物———根瘤菌與禾本科及其它經濟作物間套輪作體系，充分發揮生物固氮作用，將化學氮肥用量降至最低限。
李俊主任介紹說，目前實施的國家高技術產業化示範工程項目（發改委）和國家土壤有機質提升試點補貼項目（農業部），對推動根瘤菌劑產業化是有利的。據悉，2008年國家將開始在山西、江西、湖南、廣西、安徽5省（區）試點種植豆科綠肥5萬畝，並進行財政補貼。同時，生物產業發展已寫入“十一五”規劃———綠色農用生物產品專項實施方案：推動新型高效生物肥料產業化，開發高效固氮產品等。農業部已將大豆種植產業技術體系試點立項，推廣接種根瘤菌。
大豆根瘤菌套用前景菌物界（一）
| “菌物界”這個名詞是我國學者裘維蕃等於1990年提出的，並已得學術界的一定支持,這是指與動物界，植物界相併列的一大群無葉綠素，依靠細胞表面吸收有機養料，細胞壁一般還有幾丁質的真核微生物。一般包括真菌，粘菌和假菌(卵菌等)3類。 |
盤點鮮為人知的微生物
| 微生物是一切肉眼看不見的或看不清的微小生物的總稱。包括細菌、病毒、真菌以及一些小型的原生動物、顯微藻類等在內的一大類生物群體，它個體微小，卻與人類生活關係密切。 |
