绿色加工厂的成员

绿色加工厂的成员

“庄稼一枝花，全靠肥当家。”化肥和有机肥是农民伯伯种地丰产的好帮手。除了人畜粪尿和草秆沤的有机肥之外，提起肥料人们总是想起工厂里生产的一袋袋化学肥料，如硫酸铵、尿素等等。为什么施了肥庄稼才能长得好呢？

蛋白质和核酸是构成生物体的主要成分，没有蛋白质和核酸就没有一切生命。氮素是构成蛋白质和核酸的主要成分，所以也是构成生命体的基本元素之一。

在环绕着地球的大气层中，氮气几乎占了空气总体积的80%，可以说自然界的氮素资源是很丰富的，但是动植物不能直接利用空气中的氮气，只有当氮气变为氮的化合物（如氨水，硫酸铵、尿素等）后，才能被植物吸收，进入生物链。

为了将空气中游离的氮气变为氮的化合物，科学家们做了很多努力。第一次世界大战时期合成氮的发明，是人类在固氮工作中取得的重大突破。这个方法是利用催化剂进行催化，通过高温和高压的条件，使氮气和氢气发生化学反应而形成氨气。德国率先根据这一方法建立了合成氮工厂，直至今天，合成氮仍是化肥硫酸铵生产的主要原料，这些人工合成氮的方法，都能将大气中游离的氮气转化成氮的化合物，从而达到固氮的目的，但是他们都需要特殊的设备，需要消耗很高的能量。那么，在人类发明合成氮的方法之前，自然界是怎样固氮，进行有效的氮素循环的呢？除了施肥，就没有别的办法帮助庄稼增产吗？

其实，在辽阔的地球表面薄薄的土壤层中，生活着一群勤奋的工作队员，它们能不断提供庄稼养料，那就是小小的微生物。这要从农作物的种植说起。很早人们就知道“作物轮作”具有保持农业土壤肥力的能力，并且也发现豆科植物根上有特殊的瘤状物。19世纪中期随着化学的发展，科学家们开始从化学的角度分析土壤肥力和植物生长问题。他们发现大多数植物生长都受土壤中的化合态氮的含量影响，因为这种额外氮素的惟一可能来源是大气，这些试验证明了豆科植物不同于其他高等植物，它能够固定大气中的氮素，进一步的分析又证明，如果豆科植物偶尔不形成根瘤就不能固氮。在显微镜下检查根瘤的内含物，一切都清楚了：根瘤内含有大量的微生物，这些细小的微生物使豆科植物产生根瘤并具有固氮能力，所以被称为根瘤菌。

根瘤菌的发现、分离与纯化，使人们开始意识到微生物固氮的作用。随着进一步探索与研究，科学家们发现除了根瘤菌之外，自然界存在着一大批具有固氮作用的微生物，于是将它们统称为固氮微生物。