这是关于绿肥系列文章的补充。在上一篇文章中，我们探讨了最有趣的豆科绿肥，其有效性的秘密在于固氮根瘤菌。
Д.Н. Прянишников：“豆科植物是一个利用大气氮的微型工厂，它运行在免费的太阳能上。”
为什么需要氮？
在所有植物营养元素中，氮（N）是最重要的。虽然氮是大气中最丰富的气体（占比78-79%），但地球上的其他地方很难找到氮的足迹。氮部分溶解在雨水中，但数量非常微小——每公顷每年仅约15公斤。尽管大气中的氮十分丰富，但它在植物利用上并不容易。要将氮转化为生物系统可以利用的形式，必须打破N2分子中的三重键，而这是一项极其困难的任务。
氮的获取非常不易，但它却是需求量最高的营养元素之一。如果没有氮，就没有氨基酸和蛋白质——生命的基本组成部分。
什么是根瘤菌？
幸运的是，大自然创造了一组固氮根瘤菌（Rhizobium），它们帮助解决了这个问题。虽然根瘤菌并不是唯一能够固氮的生物，但它们在现代农业中完成了大部分固氮任务。
Rhizobium菌群的DNA中编码一种叫做固氮酶的蛋白质。固氮酶是一种能够打破氮分子键并将氮转化为可利用形态的酶。但这一过程对细菌来说是非常耗能的。通过与豆科植物的共生关系，根瘤菌从植物光合作用产生的碳水化合物中获得所需的能量。这些细菌以氮作为交换，为植物提供养分。根瘤菌从土壤中渗入植物根系细胞，并在细胞内繁殖，形成我们用肉眼可以看到的根瘤球体。
根瘤菌
只有特定种类的植物能够与固氮根瘤菌建立共生关系。这些植物属于豆科家族的成员，典型的例子包括三叶草、苜蓿、豌豆、豆类和花生。
栽种根部上的根瘤菌
对于想要自给自足种植食物的人来说，豆科作物非常实用。即便无法完全避免对化肥的使用，种植豆科植物也可以显著减少化肥使用量。除了减少化肥支出，它们还有其他的优点。这篇文章主要关注固氮作用，如果想了解更多关于豆科植物作为绿肥的应用，可以参考 这篇文章 。需要补充的是，豆科植物在被埋入土壤后，会留下容易被后续作物吸收的氮。
本文内容来源于 “Homestead and Gardens” ，作者是一位来自爱达荷州的农艺师，专注于坚果与李子农场管理领域。
有一种观点认为，为了成功实现氮的固定，可以通过使用特殊制剂将人工培养的根瘤菌引入土壤中。
