什么是固氮藍(lán)藻?固氮藍(lán)藻有哪些?如何購(gòu)買(mǎi)固氮藍(lán)藻?
什么是固氮藍(lán)藻?
固氮藍(lán)藻是一類(lèi)能夠?qū)⒋髿庵械牡獨(dú)猓∟?)轉(zhuǎn)化為氨(NH?)等含氮化合物的藍(lán)藻(又稱(chēng)藍(lán)細(xì)菌),這一過(guò)程對(duì)自然界的氮循環(huán)至關(guān)重要。它們?cè)谵r(nóng)業(yè)(尤其是水稻田)、水生生態(tài)系統(tǒng)甚至未來(lái)太空農(nóng)業(yè)中都具有重要價(jià)值。
固氮藍(lán)藻有哪些?以下是主要的固氮藍(lán)藻種類(lèi),并按不同的生活形態(tài)進(jìn)行分類(lèi)介紹:
1.具有異形胞的絲狀固氮藍(lán)藻
這是最重要、最著名的一類(lèi)固氮藍(lán)藻。它們?yōu)榱嗽谛泄夂戏叛醯耐瑫r(shí)保護(hù)對(duì)氧敏感的固氮酶,分化出一種特殊的細(xì)胞——異形胞。異形胞提供了進(jìn)行固氮作用的厭氧微環(huán)境。
·念珠藻屬:非常常見(jiàn)的固氮藍(lán)藻,在土壤、稻田、濕地和地衣(與真菌共生)中都能找到。許多種類(lèi)被開(kāi)發(fā)成生物肥料。
·發(fā)菜:著名的Nostoc flagelliforme,生長(zhǎng)在干旱草原地區(qū),曾被大量食用,但因過(guò)度采收導(dǎo)致生態(tài)破壞,現(xiàn)已受保護(hù)。
·葛仙米:Nostoc sphaeroides,是一種可食用的念珠藻,常在稻田和濕地中形成膠質(zhì)球體。
·魚(yú)腥藻屬:與念珠藻非常相似,同樣廣泛分布于淡水水體、土壤和地衣中。它是水稻田天然氮肥的重要貢獻(xiàn)者,但某些種類(lèi)(如Anabaena circinalis)也會(huì)形成有毒水華。
·束絲藻屬:主要生活在淡水湖泊和水庫(kù)中,是形成水華的優(yōu)勢(shì)種類(lèi)之一。其絲狀體末端有一個(gè)明顯的異形胞。
·筒孢藻屬:絲狀體呈螺旋狀卷曲,異形胞位于絲狀體中間,常見(jiàn)于富營(yíng)養(yǎng)化的水體中。
·眉藻屬:絲狀體由單列細(xì)胞構(gòu)成,異形胞間生,常見(jiàn)于潮濕的土壤、巖石表面和水體中。
·項(xiàng)圈藻屬:過(guò)去常被歸入念珠藻屬,現(xiàn)在許多分類(lèi)系統(tǒng)中將其獨(dú)立。它與蕨類(lèi)植物滿江紅(紅萍)共生,形成著名的“固氮共生體”,是稻田中極其重要的生物氮源。
2.單細(xì)胞和群體固氮藍(lán)藻
這類(lèi)藍(lán)藻形態(tài)相對(duì)簡(jiǎn)單,固氮作用通常在特殊的、微氧的環(huán)境下進(jìn)行。
·粘桿藻屬:常見(jiàn)于土壤和淡水中,是一些研究固氮機(jī)制的模型生物。
·粘球藻屬:與粘桿藻類(lèi)似,也是土壤和淡水中的常見(jiàn)種類(lèi)。
·寬球藻屬:例如Cyanothece,一些種類(lèi)是研究晝夜節(jié)律與固氮作用關(guān)系的模式生物,它們能在白天進(jìn)行光合作用,在晚上進(jìn)行固氮。
3.非異形胞的絲狀固氮藍(lán)藻
這類(lèi)藍(lán)藻沒(méi)有異形胞,但它們可以通過(guò)其他策略將固氮作用與產(chǎn)氧光合作用在時(shí)間或空間上分離開(kāi)。
·顫藻屬:某些顫藻種類(lèi)可以在無(wú)氧或微氧條件下進(jìn)行固氮,例如在微生物墊或污泥中。
·鞘絲藻屬:與顫藻類(lèi)似,一些種類(lèi)也能在特定環(huán)境下固氮。
·螺旋藻屬:我們常吃的保健食品“螺旋藻”通常是不固氮的(尤其是鈍頂螺旋藻和極大螺旋藻)。但該屬中確實(shí)存在一些具有固氮能力的物種。
總結(jié)與應(yīng)用
類(lèi)別代表屬主要特征生境
單細(xì)胞/群體粘桿藻屬、粘球藻屬、寬球藻屬無(wú)復(fù)雜結(jié)構(gòu),在微氧環(huán)境下固氮土壤、淡水
有異形胞的絲狀念珠藻屬、魚(yú)腥藻屬、束絲藻屬、項(xiàng)圈藻屬分化出異形胞來(lái)保護(hù)固氮酶,是固氮主力軍土壤、稻田、水體、地衣
無(wú)非異形胞的絲狀顫藻屬、鞘絲藻屬無(wú)異形胞,通過(guò)其他機(jī)制分離固氮與光合作用微生物墊、污泥、潮濕表面
重要提示:
·水華與毒素:上述許多固氮藍(lán)藻(如魚(yú)腥藻、束絲藻)在富營(yíng)養(yǎng)化水體中大量繁殖時(shí)會(huì)形成“水華”,并可能產(chǎn)生強(qiáng)烈的肝毒素或神經(jīng)毒素,對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)和人類(lèi)健康構(gòu)成威脅。
·農(nóng)業(yè)應(yīng)用:尤其是念珠藻和與滿江紅共生的項(xiàng)圈藻,被廣泛研究并用作生物肥料,以減少化學(xué)氮肥的使用,提高土壤肥力,特別是在水稻種植中。
如何購(gòu)買(mǎi)固氮藍(lán)藻?
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