解磷微生物的研究進(jìn)展淺談

邱旭　崔俊濤　程偉

【摘 要】磷是土壤有效成分的重要組成部分，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人類需求也隨之增大，人們向土壤中不斷的投加化學(xué)肥料，宏觀上雖然提高了糧食產(chǎn)量，但有大部分的磷元素植物不能吸收，只有極少部分的磷會留下，供植物吸收利用。這樣不僅浪費資源，環(huán)境也會被污染。解磷菌是一種既可以吸收土壤中的無機(jī)磷又可以吸收有機(jī)磷的一種微生物，通過自身的新陳代謝將磷固定在體內(nèi)，最后再排出體外的磷就可以被植物吸收利用。因此，解磷微生物是當(dāng)前最受關(guān)注和最有價值的研究課題，對合理施肥和保護(hù)土壤也具有較高的實際意義。

【關(guān)鍵詞】土壤污染；解磷微生物；可溶性磷

Discussion on the research progress of phosphate-solubilizing microorganisms

QIU Xu1 CUI Jun-tao1 CHENG Wei2

（1.College of Resources and Environmental Sciences， Jilin Agricultural University， Changchun Jilin 130118， China；

2.Jilin province jia bo biolog ical techology co.， LTD， Changchun Jilin 130000， China）

【Abstract】Phosphorus is an important part of the soil effective constituent， human demand is increasing with the development of economy， and result in constantly increasing addition of chemical fertilizer to soil， in terms of macroscopical level， the grain yields are improved， but most of the phosphorus cannot be utilized by plants， and most of them remained in the soil， this is not only a waste of resources， but also pollution to the environment. phosphate-solubilizing microorganisms are microbes which not only can absorb inorganic phosphorus but also can absorb organic phosphorus in the soil， they can fix the phosphorus through metabolism， and then release to the soil， the phosphorus are turned into absorbable phosphorus for plants by this way. Therefore， the phosphate-solubilizing microorganisms has become a hot area of research， and it also has a high practical value for rational fertilization and protection of the soil.

【Key words】Soil pollution； Phosphate-solubilizing microorganism； Soluble phosphorus

0 前言

和許多國家一樣，我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)是科技之本。隨著城市進(jìn)程的加快，需要投加化學(xué)肥料來提高糧食產(chǎn)量，但目前化學(xué)肥料利用率較低，導(dǎo)致了土地資源利用不合理、土壤環(huán)境污染情況加重等一系列問題。

土壤的有效成分很多，磷就是其中一個。大多數(shù)都是土壤中的除土壤礦物以外的無機(jī)磷和土壤有機(jī)磷才能被微生物分解利用和轉(zhuǎn)化。與此同時，土壤中的磷也被微生物固定著，從而有效地減少土壤中無機(jī)磷的淋失和土壤對磷的固定，提高了土壤中的有效磷含量。對土壤的充分利用和防治污染都具有重大意義。

1 解磷微生物的解磷機(jī)制和分類

解磷菌種類繁多，包括解磷細(xì)菌、解磷真菌、解磷放線菌等。它們種類不同，解磷機(jī)制也各不相同。有機(jī)酸酸解機(jī)制被認(rèn)為是重要的解磷機(jī)制之一，即微生物分泌的有機(jī)酸對難溶性磷酸鹽進(jìn)行酸解作用，降低 pH值，而且有機(jī)酸還可通過鰲合作用或交換反應(yīng)與Ca2+、Fe2+、Fe3+、A13+等結(jié)合，從而使難溶磷酸鹽溶解[1-2]。其中解磷細(xì)菌主要有芽孢桿菌屬（Bacillus）、假單孢菌屬（Pseudomonas）、土壤桿菌屬（Agrobacerium）、黃桿菌屬（Flavobacterium）、歐文氏菌屬（Erwinia）等。解磷真菌有青霉屬（Penicillium）、曲霉屬（Aspergillus）、鐮刀菌屬（Fusarium）、根霉屬（Rhizopus）、AM菌根菌（Arhusclar mycorrhiza fungus）、小菌核菌屬（Sclerotium）等，還有一些解磷放線菌[3-5]，有研究者證實解磷放線菌大多數(shù)是鏈霉菌屬[6]。

2 目前國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

最早在20世紀(jì)初，人們就發(fā)現(xiàn)了微生物與土壤磷之間的關(guān)系。Sackett（1908）[7]首先篩選出了50多株細(xì)菌，其中30多株可以把難溶的復(fù)合物磷源進(jìn)行轉(zhuǎn)化可溶的磷源。隨后前蘇聯(lián)學(xué)者蒙基娜（1935）從土壤中分離到一種解磷巨大芽孢桿菌能分解核酸和卵磷脂，之后前蘇聯(lián)以及東歐各國都將其投入生產(chǎn)，來用于發(fā)展自己國家的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)。1948年，Gerretsen做了對照試驗，他分別往土壤中施加了不溶性磷肥，與此同時，投加可以解磷的微生物進(jìn)行對比，經(jīng)對照實驗表明，投加了微生物的土壤植物生長的更加茂盛，因此，可以證明微生物可將難溶性磷轉(zhuǎn)變成可利用的磷，供植物吸收利用。最后，他分離出了這些微生物[8]。從此，許多科學(xué)家都致力于解磷微生物的研究，也相繼有了更多的研究進(jìn)展。

20世紀(jì)50年代，我國前東北農(nóng)科所分離出了第一株巨大芽孢桿菌，它能有效的分解土壤中的有機(jī)磷。此后，同一年，假單胞菌（Pseudomonas

spp.）也被中科院分離出來，具有相同的功能，兩者都是從東北的黑土和灰化土中分離而出，都具有分解核酸和卵磷脂的能力。從此，我國也走上了利用微生物來治理土壤的道路。自20世紀(jì)80年代以后，越來越多的復(fù)合解磷菌劑應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，大部分都是由多種芽孢桿菌組成，但這些解磷細(xì)菌的遺傳穩(wěn)定性差，這些菌劑在生產(chǎn)上使用的效果并不理想。

目前，青霉是一種解磷效果非常好的土壤真菌，受到國際上的認(rèn)可。研究表明，用青霉來處理土壤或者種子能大大提高土壤中的有效磷的含量，可利用的磷增加了，就能使農(nóng)作物更好的吸收和利用磷，提高產(chǎn)量。Gulden、Vessey和Heisinger（2001）分別在加拿大的兩個地區(qū)用青霉來接種豌豆，對其生長狀態(tài)進(jìn)行仔細(xì)研究，研究結(jié)果顯示其根、莖、葉的生長情況都有顯著提高。另外，還有文獻(xiàn)報道接種青霉還具有一定的后效[9-11]。目前，加拿大已經(jīng)大量投入使用。

3 解磷菌研究意義和展望

磷是植物生長發(fā)育所必須的營養(yǎng)物質(zhì)，也是制約我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因素。磷是不可再生資源，目前世界上，包括中國、美國、摩洛哥和其他國家在內(nèi)，每年都會從地下開采成百萬噸的磷礦石，制成磷酸鹽肥料，用于農(nóng)業(yè)發(fā)展。我國是發(fā)展中的大國，科技的發(fā)展離不開農(nóng)業(yè)，也離不開資源。所以，為了更有效的保護(hù)環(huán)境節(jié)省資源，用微生物來調(diào)節(jié)土壤中的磷元素狀態(tài)迫在眉睫。據(jù)報道，人們每年都向土壤中施加肥料，但其中70%～90%的磷都難以被植物利用，土壤全磷量雖然很高，但其有效磷卻微乎其微。利用微生物來提高磷肥的有效性，把不可利用的磷變?yōu)榭衫?。變廢為寶。所以，致力于研究聚磷菌的影響因子，篩選出更加高效的聚磷菌具有十分深遠(yuǎn)的意義，對發(fā)展持續(xù)高效農(nóng)業(yè)也具有十分深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。

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[責(zé)任編輯：王楠]