土壤解磷菌知多少

磷素是作物所需的大量元素之一,对于作物的产量和品质举足轻重。土壤中95%的磷为生物无效态磷。尽管近几十年来,我国磷肥施用量逐渐增加,速效磷平均含量以每年1mg/kg的速度增长,但是我国仍有74%的土壤缺磷。磷肥存在施用量高,而利用率低的问题,不仅造成了肥料的浪费,还对土壤质量以及水质带来了危机。因此开发利用微生物替代肥料已成为当务之急。解磷微生物成为微生物肥料的开发利用已成为人类关注的焦点。今天我们就来探讨探讨解磷微生物的故事。

缺磷与磷污染

解磷微生物

解磷微生物是一类能够将植物难以吸收的磷转化为可利用状态的微生物,这类解磷微生物除了可以活化土壤中难溶性的磷外,还可以通过影响植物根系分泌物的种类和数量,以增加植物根系对周围钾、钙、锰、铁、铁、锌的营养元素的吸收。

解磷机理

关于微生物的解磷机理,有三种观点,目前被人们广泛接受的是产酸机制,因为许多科学家通过研究发现,大部分无机磷微生物在代谢过程中会产生柠檬酸、乳酸、苹果酸等有机酸。这些有机酸,既能降低培养介质的pH值,又能与Ca2+、Fe3+、Fe2+、Al3+等离子螯合而使难溶性磷酸盐溶解。第二种观点认为是微生物的解磷作用主要是由于在其代谢过程中分泌质子的缘故,使介质的pH值降低,从而使磷矿粉溶解。第三种观点认为微生物的解磷过程是一个动态的分段过程。在以难溶的无机磷为磷源的培养基上,解磷微生物在生长过程中,微生物产酸,使部分难溶的无机磷溶解;微生物在培养基上继续生长,改变它们的代谢机制,释放乳酸、琥珀酸、NH4+等有机代谢物于基质中,迫使微生物再次利用这些化合物作为能源或营养源,导致第二次磷的释放。

解磷微生物的种类

具有解磷作用的微生物种类很多,目前报道的具有解磷作用的细菌类有芽孢杆菌、假单胞杆菌、欧文氏菌、土壤杆菌、沙雷氏菌、黄杆菌、肠细菌、微球菌、固氮菌、根瘤菌、沙门氏菌、色杆菌、产碱菌、节细菌、硫杆菌、埃希氏菌;解磷真菌类有青霉菌、曲霉菌、根霉、镰刀菌、小菌核菌;放线菌有链霉菌;AM根菌。

解磷微生物种类

解磷微生物的数量和分布

土壤是微生物生长的良好场所,解磷微生物主要分布在根际土壤中,并且受土壤质地、土壤类型、土壤有机质、作物类型、耕作方式等的影响。以土壤类型为例,解磷微生物数量因土壤而异,表现为黑钙土>黄棕壤>白土>红壤>砖红壤>瓦碱土。以作物类型为例,不同的作物根际分布的解磷微生物种类不同,小麦主要是芽孢杆菌属、假单胞菌属、链霉菌属,而豆科植物主要是假单胞菌属、黄杆菌属和欧文菌属。

解磷微生物的应用

世界很多国家都已将解磷微生物应用于农业生产。解磷菌能提高小麦和水稻种子产量和秸秆产量,能增加洋葱、西红柿、香蕉、马铃薯、柑橘、咖啡等栽培作物产量。在国外,一些解磷能力强的菌株已被制成生物菌肥,进行推广应用。而我国解磷微生物菌剂的研究起步较晚,虽然解磷微生物在农业生产上日益受到重视,但发展不快,应用不普遍。

解磷微生物菌剂增加油菜产量和生长状况的影响

我国74%的土壤缺磷,解磷微生物在我国的前景广阔,我们要持续推进微生物解磷机制的研究,推动微生物肥料在农业中的大面积推广使用,这对于磷矿资源不足,且面临化肥污染的我国尤为重要。

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