王升升，段珍，周培，张吉宇

（兰州大学草地农业科技学院，兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室，甘肃 兰州 730020）

氮元素是所有植物维持正常生长发育不可或缺的生命元素，缺氮会抑制植物生长发育，导致农作物产量下降［1-2］。尽管空气中含有 78%的惰性氮素，但由于活化惰性气体极其困难，氮气难以被大多数植物直接利用，且土壤本身的含氮化合物十分匮乏，严重限制了作物产量［3］。所以在农业生产中经常使用工业氮肥来提升作物产量，但目前，农业生产严重依赖工业化肥的投入，我国平均每年的氮肥使用量为 305 kg·hm-2，氮的利用效率只有0.25，然而全球的氮利用效率为 0.42［4-6］，且农业土壤中积累的工业氮肥对环境和人类健康产生了诸多危害，包括土壤大面积酸化、地下水污染、氧化亚氮等温室气体的积累［6］。为了实现绿色农业的可持续发展，提高作物生产的氮利用效率，亟须在农业生产中找到可持续的绿色氮素供应方式来代替工业氮肥［7］。

生物固氮是地球生态系统中氮素来源最主要的形式，全球有 70%的结合态氮产自生物固氮，地球上每年通过生物固氮可生产 2 亿t 的氮素量［7］，其中最主要的来源是豆科（Leguminosae）植物与根瘤菌的共生固氮［3］。豆科植物种类众多，其成员遍布全球［8］，大多数豆科植物能与根瘤菌形成共生固氮关系，在豆科植物根部形成根瘤器官，将空气中的氮气转换为可供植物利用的氨态氮［9］。豆科植物与根瘤菌的共生固氮使得……