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亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)所桃源站
土壤解磷菌知多少
地球的皮膚
2016年01月21日
磷素是作物所需的大量元素之一，對于作物的產(chǎn)量和品質(zhì)舉足輕重。土壤中95%的磷為生物無效態(tài)磷。盡管近幾十年來，我國磷肥施用量逐漸增加，速效磷平均含量以每年1mg/kg的速度增長，但是我國仍有74%的土壤缺磷。磷肥存在施用量高，而利用率低的問題，不僅造成了肥料的浪費，還對土壤質(zhì)量以及水質(zhì)帶來了危機。因此開發(fā)利用微生物替代肥料已成為當(dāng)務(wù)之急。解磷微生物成為微生物肥料的開發(fā)利用已成為人類關(guān)注的焦點。今天我們就來探討探討解磷微生物的故事。
解磷微生物
解磷微生物是一類能夠?qū)⒅参镫y以吸收的磷轉(zhuǎn)化為可利用狀態(tài)的微生物，這類解磷微生物除了可以活化土壤中難溶性的磷外，還可以通過影響植物根系分泌物的種類和數(shù)量，以增加植物根系對周圍鉀、鈣、錳、鐵、鐵、鋅的營養(yǎng)元素的吸收。
解磷機理
關(guān)于微生物的解磷機理，有三種觀點，目前被人們廣泛接受的是產(chǎn)酸機制，因為許多科學(xué)家通過研究發(fā)現(xiàn)，大部分無機磷微生物在代謝過程中會產(chǎn)生檸檬酸、乳酸、蘋果酸等有機酸。這些有機酸，既能降低培養(yǎng)介質(zhì)的pH值，又能與Ca2+、Fe3+、Fe2+、Al3+等離子螯合而使難溶性磷酸鹽溶解。第二種觀點認(rèn)為是微生物的解磷作用主要是由于在其代謝過程中分泌質(zhì)子的緣故，使介質(zhì)的pH值降低，從而使磷礦粉溶解。第三種觀點認(rèn)為微生物的解磷過程是一個動態(tài)的分段過程。在以難溶的無機磷為磷源的培養(yǎng)基上，解磷微生物在生長過程中，微生物產(chǎn)酸，使部分難溶的無機磷溶解；微生物在培養(yǎng)基上繼續(xù)生長，改變它們的代謝機制，釋放乳酸、琥珀酸、NH4+等有機代謝物于基質(zhì)中，迫使微生物再次利用這些化合物作為能源或營養(yǎng)源，導(dǎo)致第二次磷的釋放。
解磷微生物的種類
具有解磷作用的微生物種類很多，目前報道的具有解磷作用的細(xì)菌類有芽孢桿菌、假單胞桿菌、歐文氏菌、土壤桿菌、沙雷氏菌、黃桿菌、腸細(xì)菌、微球菌、固氮菌、根瘤菌、沙門氏菌、色桿菌、產(chǎn)堿菌、節(jié)細(xì)菌、硫桿菌、埃希氏菌；解磷真菌類有青霉菌、曲霉菌、根霉、鐮刀菌、小菌核菌；放線菌有鏈霉菌；AM根菌。
解磷微生物的數(shù)量和分布
土壤是微生物生長的良好場所，解磷微生物主要分布在根際土壤中，并且受土壤質(zhì)地、土壤類型、土壤有機質(zhì)、作物類型、耕作方式等的影響。以土壤類型為例，解磷微生物數(shù)量因土壤而異，表現(xiàn)為黑鈣土＞黃棕壤＞白土＞紅壤＞磚紅壤＞瓦堿土。以作物類型為例，不同的作物根際分布的解磷微生物種類不同，小麥主要是芽孢桿菌屬、假單胞菌屬、鏈霉菌屬，而豆科植物主要是假單胞菌屬、黃桿菌屬和歐文菌屬。
解磷微生物的應(yīng)用
世界很多國家都已將解磷微生物應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。解磷菌能提高小麥和水稻種子產(chǎn)量和秸稈產(chǎn)量，能增加洋蔥、西紅柿、香蕉、馬鈴薯、柑橘、咖啡等栽培作物產(chǎn)量。在國外，一些解磷能力強的菌株已被制成生物菌肥，進行推廣應(yīng)用。而我國解磷微生物菌劑的研究起步較晚，雖然解磷微生物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上日益受到重視，但發(fā)展不快，應(yīng)用不普遍。
量和生長狀況的影響.jpg)
我國74%的土壤缺磷，解磷微生物在我國的前景廣闊，我們要持續(xù)推進微生物解磷機制的研究，推動微生物肥料在農(nóng)業(yè)中的大面積推廣使用，這對于磷礦資源不足，且面臨化肥污染的我國尤為重要。
解磷微生物
解磷微生物是一類能夠?qū)⒅参镫y以吸收的磷轉(zhuǎn)化為可利用狀態(tài)的微生物，這類解磷微生物除了可以活化土壤中難溶性的磷外，還可以通過影響植物根系分泌物的種類和數(shù)量，以增加植物根系對周圍鉀、鈣、錳、鐵、鐵、鋅的營養(yǎng)元素的吸收。
解磷機理
關(guān)于微生物的解磷機理，有三種觀點，目前被人們廣泛接受的是產(chǎn)酸機制，因為許多科學(xué)家通過研究發(fā)現(xiàn)，大部分無機磷微生物在代謝過程中會產(chǎn)生檸檬酸、乳酸、蘋果酸等有機酸。這些有機酸，既能降低培養(yǎng)介質(zhì)的pH值，又能與Ca2+、Fe3+、Fe2+、Al3+等離子螯合而使難溶性磷酸鹽溶解。第二種觀點認(rèn)為是微生物的解磷作用主要是由于在其代謝過程中分泌質(zhì)子的緣故，使介質(zhì)的pH值降低，從而使磷礦粉溶解。第三種觀點認(rèn)為微生物的解磷過程是一個動態(tài)的分段過程。在以難溶的無機磷為磷源的培養(yǎng)基上，解磷微生物在生長過程中，微生物產(chǎn)酸，使部分難溶的無機磷溶解；微生物在培養(yǎng)基上繼續(xù)生長，改變它們的代謝機制，釋放乳酸、琥珀酸、NH4+等有機代謝物于基質(zhì)中，迫使微生物再次利用這些化合物作為能源或營養(yǎng)源，導(dǎo)致第二次磷的釋放。
解磷微生物的種類
具有解磷作用的微生物種類很多，目前報道的具有解磷作用的細(xì)菌類有芽孢桿菌、假單胞桿菌、歐文氏菌、土壤桿菌、沙雷氏菌、黃桿菌、腸細(xì)菌、微球菌、固氮菌、根瘤菌、沙門氏菌、色桿菌、產(chǎn)堿菌、節(jié)細(xì)菌、硫桿菌、埃希氏菌；解磷真菌類有青霉菌、曲霉菌、根霉、鐮刀菌、小菌核菌；放線菌有鏈霉菌；AM根菌。
解磷微生物的數(shù)量和分布
土壤是微生物生長的良好場所，解磷微生物主要分布在根際土壤中，并且受土壤質(zhì)地、土壤類型、土壤有機質(zhì)、作物類型、耕作方式等的影響。以土壤類型為例，解磷微生物數(shù)量因土壤而異，表現(xiàn)為黑鈣土＞黃棕壤＞白土＞紅壤＞磚紅壤＞瓦堿土。以作物類型為例，不同的作物根際分布的解磷微生物種類不同，小麥主要是芽孢桿菌屬、假單胞菌屬、鏈霉菌屬，而豆科植物主要是假單胞菌屬、黃桿菌屬和歐文菌屬。
解磷微生物的應(yīng)用
世界很多國家都已將解磷微生物應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。解磷菌能提高小麥和水稻種子產(chǎn)量和秸稈產(chǎn)量，能增加洋蔥、西紅柿、香蕉、馬鈴薯、柑橘、咖啡等栽培作物產(chǎn)量。在國外，一些解磷能力強的菌株已被制成生物菌肥，進行推廣應(yīng)用。而我國解磷微生物菌劑的研究起步較晚，雖然解磷微生物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上日益受到重視，但發(fā)展不快，應(yīng)用不普遍。
我國74%的土壤缺磷，解磷微生物在我國的前景廣闊，我們要持續(xù)推進微生物解磷機制的研究，推動微生物肥料在農(nóng)業(yè)中的大面積推廣使用，這對于磷礦資源不足，且面臨化肥污染的我國尤為重要。