屈服点
溶磷菌的解磷促生效应及其在未来农业中的应用前景作者：陆瑞霞 曾庆飞 王小利限流熔断器
来源：《现代园艺·下半月园林版》 2014年第8期
陆瑞霞 曾庆飞 王小利
温度自动控制系统
（贵州省草业研究所，贵州贵阳550006）
摘 要：溶磷菌是农业生态系统中的一类重要土壤微生物，能将无效态的磷元素转变成可被植物直接吸收利用的可溶性磷，作为环境友好的生物因子，在“白农业”、绿农业的发展过程中发挥着重要作用。本文综述了溶磷菌的溶磷特性、溶磷机理及已发现的溶磷菌种类，并对植物根际溶磷菌的溶磷促生效应及其在现代农业中的应用前景作了简略分析。十一刀
关键词：溶磷菌；促生效应；未来农业；应用前景
磷是植物生长发育所必需的大量营养元素之一，当植株体内缺磷时，蛋白质、核酸、辅酶等重要生物分子的合成都会受到影响，进而导致植物分枝减少，植株矮小。在农田土壤中，磷是以磷酸盐的化合状态存在的，不同土壤类型中其化合形式也有所不同。我国南方土壤中主要存在着蓝铁矿（Fe3(PO4)2·2H
2O）、粉红磷铁矿（FePO4·2H2O）及闭蓄态磷酸盐等；在北方的石灰性土壤中，磷酸二钙、磷酸八钙、磷酸十钙（氟磷灰石，羟基磷灰石）等钙镁磷酸盐是主要的存在形式。各地土壤中都含有一定比例的铝磷酸盐。化合态中的磷由于与土壤中的Fe3+、Ca2+和Al3+等结合而呈水不溶性，很难被植物吸收，所以农业生产中每年必须向土壤施入大量的可溶性磷肥。不过，作物对当季所施磷肥的利用率一般只有5%～10%，加上作物的后效，也不超过25%，施入土壤的大部分磷肥实际上是以无效态累积于土壤中的。因此，为了挖掘土壤中潜在的磷库资源，降低化肥过量施用所造成的环境污染，寻开发具有溶磷能力的土壤微生物便成了发展绿农业的重要任务之一。
1 溶磷菌及其优势存在区域
溶磷菌是对存在于植物根际和自然土壤中能使难溶性或不溶性的磷转化为易于被植物吸收利用的可溶性磷的微生物的总称，它们是农业生态系统中一类重要的土壤微生物。第一株溶磷菌是前苏联学者蒙金娜于1935年从土壤中分离得到的，鉴定后被命名为解磷巨大芽孢杆菌。此后，不同种类的溶磷菌相继从玉米、小麦、果树、林木以及牧草等作物根际分离获得。Sperber等（1958）发现不同土壤中溶磷微生物的数量存在很大差异，大部分溶磷微生物出现于植物根际土壤。Kobus（1962）报道溶磷菌在土壤中的数量受土壤物理结构、有机质含量、土壤类型、土壤肥力、耕作方式和措施等因素的影响。赵小蓉等（2001）发现溶磷菌的分布表现出强烈的根际效应，即根际土壤的数量比土体要多。土壤溶磷微生物数量除与土壤类型有关外，还与加入土壤中的磷源种类有着一定关系。迄今为止，活性
较强的溶磷菌主要分离于作物根际的不同部位。
阮筠庭插画 2 溶磷菌的溶磷机理
溶磷菌将难溶性的磷酸盐转化为可溶态是一个复杂的过程，不同溶磷菌不仅溶磷能力存在很大差异，而且菌株之间的溶磷机制也不尽相同。对于溶磷菌的溶磷机理，至目前为止，学者们提出了以下3种观点。一是认为微生物的溶磷能力与微生物分泌有机酸类物质有关，这些酸既能降低pH值，又可与铁、铝、钙等离子结合，从而使难溶性磷酸盐溶解。其作用的大小不仅取决于分泌酸的种类和数量，更与其能与磷酸根离子鳌和的离子多少，尤其是土壤中的Ca2+多少有关。二是认为，一些微生物能够溶解磷矿粉等难溶性磷酸盐，原因是在其代谢过程中能分泌质子，使培养介质的酸度升高，从而导致磷酸盐溶解。如Illmer等认为，对于Penicillium iogriseum和Pesudomonas sp (PI 18/89) 的溶磷作用主要是由于产生质子。第三方面，一些溶磷菌只有在介质中有NH4+存在时，才具有溶解无机磷酸盐的能力；多硫细菌属的细菌依靠氧化硫产生硫酸来溶解难溶性磷；一些产气杆菌能以分段的方式水解肌醇多磷酸盐，产生几种多磷酸盐中间物。总的来说，一种溶磷菌可能同时存在多个溶磷机理，迄今为止对溶磷机理的了解还不是很清楚，有待进一步地研究探讨。
3溶磷菌的种类
溶磷菌最初主要是从春小麦、冬小麦以及夏玉米的根际土壤中分离筛选获得的。继后，研究人员先
后从枣树、苜蓿、红豆草、披碱草、燕麦、草地早熟禾、百脉根、葛藤、扁穗雀麦、鸭茅、白三叶、地八角、杉木、马尾松等植物根际土壤中分离筛选出不同的溶磷菌株，它们分属不同的种类，包括勒克氏菌属、肠杆菌属、芽孢杆菌属、假单胞菌属、克雷伯氏菌属和节杆菌属等等。目前报道的能够分解难溶性磷化合物的微生物种类很多，亦很复杂。有学者根据溶磷微生物分解的底物，将它们分为分解有机磷的微生物和分解无机磷的微生物。分解无机磷的微生物主要有：硫杆菌、欧文氏菌属、无杆菌属的一些种；分解有机磷的微生物主要有黄杆菌属、沙雷氏菌属、变形菌属和芽孢杆菌属的一些种。另外，链霉菌属、节杆菌属和假单胞菌属的一些种，既能分解无机磷也能分解有机磷。溶磷真菌主要是青霉属、根霉属和曲霉属，而溶磷放线菌则大部分为链霉菌属。
4 溶磷菌的促生效应
除溶磷作用外，多数溶磷菌株还具有另外的活性功能，如肠杆菌属溶磷菌对AlPO4和FePO4有溶解效果；一些溶磷细菌还能分泌生长素（IAA）、赤霉素（GA）或激动素类物质，这些物质在根毛区很容易被吸收利用。另外，一些分离自禾本科植物的根瘤菌同时具有结瘤固氮和溶解磷矿的功能，它们被称为解磷根瘤菌。姚拓等从禾本科植物根际分离的联合固氮菌株大多数具有分泌IAA的能力。解磷根瘤菌以及能分泌植物生长激素的溶磷菌都属于植物根际促生菌（PGPR），PGPR能明显促进植物特别是植物根系的生长，同时还具有抑制几丁质酶活性、拮抗病原菌、利于有益细菌定植于植物根系的作用，对作物生长和产量提高具有很好的促进效应。
5溶磷菌在未来农业中的应用前景
高潮艺术 未来农业是一个由传统农业向现代农业转变并最终实现农业现代化的一个过程，这是世界农业发展的主旋律。未来农业的特点之一就是发展绿、环保、高效、安全的有机农业，那么，以微生物肥料、微生物农药、微生物食品、微生物饲料等为核心的微生物农业即“白农业”将成为未来农业可持续发展的主要方向之一。溶磷菌作为微生物肥料的组成部分，在改善土壤磷素营养、节约资源、提高作物产量和保护环境方面，将发挥出重要作用。到目前为止，分离培养的具有极强溶磷能力的溶磷菌种类虽然还不是很多，而且尚存在溶磷菌株在自然土壤中的生存竞争力不强、溶磷能力退化较快等问题，但如果通过从酶学、分子生物学水平上解析溶磷菌溶解难溶性无机磷和降解有机磷的机制，分离、克隆溶磷作用过程中的关键功能基因，采用分子遗传学手段转移高效溶磷功能基因，改良微生物菌种，尤其是有区域优势的土著菌株，并将分子生物学技术与传统的微生物学技术相结合，分析不同区域的优势溶磷微生物种，分离培养优势溶磷菌株，特别是可产孢子的溶磷真菌，研究开发出高效的微生物制剂，相信溶磷微生物作为改善土壤磷素营养和节约磷肥资源的生物因子，作为环境友好的微生物肥料，在未来可持续农业、生态农业的建设发展过程中，必将具有广阔的应用前景。
（责任编辑 王蔓）
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