固氮蓝藻的大量培养方法

固氮蓝藻能够利用空气中的游离氮素,合成氮素化合物,不断的释放出来,死亡分解之后,更可以释放出大量氮素化合物,作为其它植物的氮肥。过去国外的一些试验证明可以利用固氮蓝藻作为水稻的氮肥肥源;我们在1958年进行的固氮蓝藻对盆栽水稻的肥效试验和与湖北省农业科学研究所协作的田间施用固氮蓝藻水生686号和水生678号作为水稻追肥试验的结果,     

固氮蓝藻的室内培养试验

固氮蓝藻是水稻田中的有效固氮微生物,在水稻田中人工大量培养繁殖,可提高水稻田的一定肥力,解决水稻的部分氮素肥源,使水稻获得增产(黎尚豪,1959;利卓燊,1961,1962)。室內培养是大田藻种来源的第一步,也是研究蓝藻的生理学和生态学的方法之一。近廿多年来已进行了許多的試驗研究(田宮Tamiya,1957;叶清泉、黎尚豪等,1959;藤原彰夫和奥津正彥,1958—1960),对固氮蓝藻的生理特性及培养方法,已有一定的基础。我們为了簡化培养的設置及加速固氮蓝藻的生长,采用不通气的靜置培养及对培养中的几个主要环节进行了以下試驗。     

固氮蓝藻培养和应用的结果与展望

固氮蓝藻是一类低等原核植物。它能进行固氮作用,固定空气中分子态氮成为氮素化合物;又能进行光合作用,将二氧化碳变为碳素化合物并放出氧气,为自身的固氮提供能源和还原剂。由于具有以上功能,它们适应性很强往往是贫瘠土壤的先驱植物,因此,很早就引起了人们的重视。       

溶解固氮蓝藻的细菌

固氮蓝藻作为水稻新肥源已获得良好增产效果。       

溶解固氮蓝藻的细菌

固氮蓝藻作为水稻新肥源已获得良好增产效果。但在藻种培养池中有时发现藻体溶解,溶解区呈现红圈,因而称之为“红圈病”。此种病状在文献中尚未见有记载。我们对此病病原及分离出的溶解固氮蓝藻的细菌——M7820、C798菌株进行了研究。本文描述了病征及溶解细菌的某些生物学特性和影响溶藻能力的因素。     

水稻田中固氮蓝藻固氮活力的昼夜变化

蓝藻的固氮和光合作用密切联系,为了解固氮蓝藻在田间固氮活力的变化,我们对田间的蓝藻在不同生境下的固氮活力和昼夜变化进行现场(in situ)测定发现: 1.在不同生境中生长的各种固氮蓝藻的固氮活力的昼夜变化节律不尽相同,一般为一天出现一个活力高峰,在薄膜复盖培养池中高峰出现在中午(13∶00),而露田则在9∶00—12∶00之间;个别还出现两峰现象。2.不同种类的固氮蓝藻在田间的固氮活力有明显差别,混合藻种的酶活力最高,类颤鱼腥藻次之。3.不同生长期的类颤鱼腥藻的酶活力有明显不同。生长旺盛的活力高,衰老的活力低。4.稻田中不同小生境对蓝藻固氧酶活力有显著的影响,在水底生长的类颤鱼腥藻移至水面,其活力明显降低。根据蓝藻在田间的固氮活力的昼夜交化以及生境改变和生长状态对活力的影响,依估算生长良好的蓝藻在水田的固氮量最高可达285克氮/天/1000斤藓藻,最低51克氮,平均163克氮。假如在田间生长连续10天,即可固定1630克氮,相当于16.3斤的硫酸铵。但和测定的较高固氮活力(=258克氮/天相当于25.8斤硫铵)相比,固氮活力的潜力是相当大的。如能提高固氮蓝藻在田间的产量, 则其固氮量可大大增加。     

固氮蓝藻的干燥保存试验

藻种或菌种的保存方法,在实验室中,一般是采用接种在固体培养基上,在较低的温度下进行保存,并需要经常进行移种培养;在生产上,固氮细菌一般是采用泥炭土等为基体混合保存,作为商品细菌肥料,体积重量都很大而所合的细菌数量有限,增加了运输上的困难。     

异形胞与蓝藻的固氮

一些丝状蓝藻具有异形胞,它们是由丝状体中的营养细胞转化而来的,异形胞能够直接固定大气中的Ｎ２（分子态）,形成可为植物利用的氮素化合物,具异形胞的丝状蓝藻在保持自然界中的氮素循环,增加土壤肥力,提高农作物产量等方面均有重要意义。     

固氮蓝藻的干燥保存试验

藻种或菌种的保存方法,在实验室中,一般是采用接种在固体培养基上,在较低的温度下进行保存,并需要经常进行移种培养;在生产上,固氮细菌一般是采用泥炭土等为基体混合保存,作为商品细菌肥料,体积重量都很大而所含的细菌数量有限,增加了运输上的困难。在肯定了固氮蓝藻对水稻有一定的肥效,并开始进行田间肥效试验以后,如何保存和运输蓝藻藻种也成为一个需要解决的问题。在日本,最初是采用航空运输培养液的方法,     

几种固氮蓝藻的固氮酶活性及其某些特性

对三种固氮蓝藻：固氮鱼腥藻(水生686)、柱孢鱼腥藻和鱼腥藻7120的整细胞及无细胞抽提液的固氮酶活性,进行了比较研究。水生686的整细胞酶活虽然不低(51．9毫米乙烯峰高／光密度／30分),仅次于柱孢鱼腥藻,但其无细胞抽提液的酶活却最低。这可能与它含有大量藻胶有关。研究了Mn^ 、Fe^ 对蓝藻固氮酶的作用,以及测定其在不同酶浓度下的反应动力学表明：柱孢鱼腥藻中不存在象深红螺菌中所看到的那种激活因子。用甲苯-乙醇溶液处理藻细胞,对固氮酶作原位测定,探索了它的氧损伤及氧保护机理。     

几种固氮蓝藻的固氮酶活性及其某些特性

对三种固氮蓝藻:固氮鱼腥藻(水生686)、柱孢鱼腥藻和鱼腥藻7120的整细胞及无细胞抽提液的固氮酶活性,进行了比较研究。水生686的整细胞酶活虽然不低(51.9毫米乙烯峰高/光密度/30分),仅次于柱孢鱼腥藻,但其无细胞抽提液的酶活却最低。这可能与它含有大量藻胶有关。研究了Mn++、Fe++对蓝藻固氮酶的作用,以及测定其在不同酶浓度下的反应动力学表明:柱孢鱼腥藻中不存在象深红螺菌中所看到的那种激活因子。用甲苯-乙醇溶液处理藻细胞,对固氮酶作原位测定,探索了它的氧损伤及氧保护机理。       

固氮蓝藻作为晚稻肥源的研究

肥料是提高农业生产的物质基础。当前粮食生产中,肥料不足是提高产量的一大障碍。目前的情况是,大面积低产稻田尚未改造,有机肥不足,化肥用量少,双季晚稻更甚。湖北省晚稻面积占总播种面积的35％;历年来晚稻产量低于早稻,主要原因之一是肥料不足。因此,开辟晚稻田肥源是提高粮食产量的一项重要任务。     

铵态氮对蓝藻固氮活力的影响

在实验室和晚稻田间研究了铵态氮对我国稻田中应用的几种固氮蓝藻固氮活力的影响,同时对湖北省圻春县和浠水县不同肥力的76块晚稻田水层铵态氮含量进行了测定,获得了下列结果。在实验室条件下,铵态氮浓度为1ppm时,对蓝藻固氮活力有抑制,不同种类之间抑制程度有差别。当溶液中铵被耗尽后,固氮活力上升,并在9小时后可恢复到原来水平, 在小区实验的晚稻中,施硫酸铵40斤/亩和碳酸氢铵50—70斤/亩作底肥,插秧后放蓝藻,固氮酶活力的变动与实验室情况相近,在稻田水中铵态氮浓度降低或消失时,固氮活力恢复,一般施肥后1—3天,稻田水中铵态氮可以完全消失。晚稻田施底肥1—4天后,稻田水层中铵态氮含量很低,79%田块中检测不出。由此可见,湖北现阶段晚稻底肥水平下,插秧后放蓝藻对蓝藻固氮活力影响甚微或不会有影响。     

蓝藻Anabaena 7120固氮的光调节

蓝藻Anabaena 7120固氮是一个依赖于光的过程,暗中乙炔还原活性检测不出来。预先以强光、弱光或黑暗对蓝藻进行短期处理,也会引起其固氮活性呈现相应的高低差异。在蓝藻固氮反应中加入NH_4Cl、KNO_3或尿素等结合态氮时,乙炔还原活性即受到抑制,弱光加剧这种抑制,受尿素抑制的蓝藻固氮活性恢复时,强光下比弱光下快。一系列光合抑制剂对蓝藻固氮活性都有抑制作用,弱光下此种抑制加剧。尿素和此类抑制剂对蓝藻固氮活性呈现协同性抑制,其效应和弱光下尿素对固氮抑制加剧是一致的。受尿素抑制的蓝藻固氮活性恢复过程中,加入光合抑制剂的恢复慢,而且只能维持在一个很低的水平上。     

硫酸铜强化固氮蓝藻生长的研究

培养基中添加0.005—0.03ppm 铜能强化固氮蓝藻生长。混合藻种(鱼腥藻属混合藻种)、固氮鱼腥藻 Anabaena azotica(水生686)和多变鱼腥藻 Anabaena variabslis(水生1058)最佳铜浓度分别为0.01ppm 和0.03ppm。池底铺土进行培养固氮蓝藻,铜浓度的范围略宽。     

新疆干旱区陆生固氮蓝藻—眼点伪枝藻的培养

眼点伪枝藻Scytonema ocellatum Lyngbye)的固氮作用及人工培养在我国还未见报道。经研究我们已获得该藻的纯培养物。并对影响其生长和固氮的几个主要因素进行了初步研究。该藻在以硝酸钠为另加N源的De培养基中生长最好。氯化钠和葡萄糖在一定浓度下均可刺激藻的生长,且葡萄糖可支持暗条件下的固氮活性。该藻对氯化钠有较高耐受性,可能属于适盐类群(halophilic group)。     

丝状固氮蓝藻柱胞鱼腥藻原生质球的培养再生

丝状固氮蓝藻柱胞鱼腥藻 (Anabaena cylindrica)在含 0 .1mol/ L KCl的 Allen液体培养基中培养7～ 9d,90 %以上细胞转化为原生质球或半原生质球 ,对低渗敏感或抗低渗。此种材料经 0 .1%溶菌酶 ,在 2 8℃下处理 3～ 4h,细胞低渗破裂率约 10 0 % ,成为质量较高的原生质球。用 0 .15mol/ L Ca Cl2 液体无机盐培养基培养 ,原生质球再生和分裂。不同原生质球再生不同步 ,最快培养 3 d分裂。再生分裂的主要方式为均等分裂 ,但有不规则分裂和出芽方式 ,再生率在 2 5%以上。     

固氮蓝藻促长物质处理春小麦的研究

在黑龙江省海伦县连续三年用浓度1％固氮蓝藻促长物质浸种春小麦,能促进种子萌动,田间种子发芽率提高约18％以上;能促进种子根和芽的生长,田间出苗率可提高9—17.8％。三叶期用固氮蓝藻促长物质喷雾,对苗期生长有促进作用,对根系发育的效果特别显著,同时促进植株分蘖,增加分蘖数,提高成穗率及种子蛋白质含量。小麦增产5—10％。固氮蓝藻促长物质大面积(250亩)应用,国内外尚无先例。     

蓝藻Anabaena 7120光漂白细胞固氮的研究

蓝藻Anabaena 7120经光漂白后固氮活性明显下降,转入正常光照下又恢复活性。此种经光漂白的蓝藻细胞,其固氮活性对氧敏感度小,受分子氢的促进大些,而忍受CO_2和N_2抑制的浓度相对高些。其固氮活性为弱光和光合抑制剂减弱,而加入外源的碳水化合物则能提高它的固氮活性。当碳水化合物和光合抑制剂一起加入反应系统时,蓝藻光漂白细胞的固氮活性并不能受到促进。     

固氮蓝藻对水稻肥效的初步研究

在农业增产中,氮肥的充足与否起着决定性的作用。在我国广大面积的耕地上,氮肥来源主要靠粪便肥、厩肥、绿肥和部分的化学肥料,因此一般都感到氮肥不够充足。在提高农作物的产量上,如何增加氮肥肥源,便成为当前生产上的关键问题了。利用固氮细菌作为作物的生物氮肥肥源,是一个新的途径,由于固氮能力较强强的固氮细菌,大半是好气性的,嫌气性的固氮能力较低,因此,在旱地作物上应用还是较为适宜,