淺談土壤解磷菌的應(yīng)用

◎林祥群，劉婷婷，劉文玉

（新疆石河子職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 石河子 832000）

淺談土壤解磷菌的應(yīng)用

◎林祥群，劉婷婷，劉文玉

（新疆石河子職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 石河子 832000）

根據(jù)現(xiàn)階段磷的利用效果，提出解磷菌的必要性，簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)解磷菌的種類、分布、作用機(jī)理。通過國(guó)內(nèi)外有關(guān)解磷菌的研究報(bào)道，提出解磷菌的研究方向。

解磷菌；研究狀況；研究方向

1　研究解磷菌的必要性

磷元素對(duì)于植物來說是非常重要的，但是植物對(duì)土壤中的大部分有機(jī)磷和無機(jī)磷卻不能直接吸收利用。我國(guó)74%的耕地土壤缺磷，而且土壤中95%以上的磷為無效磷。施用磷肥能增加作物對(duì)磷的吸收，但作物對(duì)磷肥的當(dāng)季利用率一般只有5%～25%，由于耕地長(zhǎng)期施用磷肥，大部分磷肥作為無效態(tài)在耕地土壤中積累，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成一定的影響。此外，在2015年農(nóng)業(yè)部關(guān)于印發(fā)《到2020年化肥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》中，明確提出要減少化學(xué)肥料用量，進(jìn)一步提高肥料利用率。因此，如何通過比較生態(tài)且快速的措施，將土壤中大量蘊(yùn)藏的無效態(tài)的磷釋放出來，并轉(zhuǎn)化為能夠被植物吸收和利用的有效磷，解磷菌的研究順理成章地成了國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)。

2　解磷菌的概況

2.1解磷菌的分類及分布

具有解磷作用的微生物種類很多，也比較復(fù)雜。按分解底物的不同，將解磷菌分為無機(jī)解磷菌和有機(jī)解磷菌。但由于解磷機(jī)理復(fù)雜，相當(dāng)部分的解磷菌既能分泌有機(jī)酸溶解無機(jī)磷鹽，又能分泌磷酸酶物質(zhì)分解有機(jī)磷，因此很難真正區(qū)分無機(jī)解磷菌和有機(jī)解磷菌。根據(jù)解磷微生物的種類，解磷菌主要包括細(xì)菌、真菌和放線菌等。目前報(bào)道的解磷菌有土壤桿菌屬、曲霉菌屬、固氮菌屬、青霉菌屬、根瘤菌屬和產(chǎn)堿菌屬等20多種。其中，解磷真菌主要是青霉屬、曲霉屬和根霉屬。而解磷放線菌則絕大部分為鏈霉菌屬。解磷真菌雖然數(shù)量和種類都少于解磷細(xì)菌，但其解磷能力都高出解磷細(xì)菌幾倍或更多，而且遺傳性狀更穩(wěn)定。因此，很多學(xué)者較多地把關(guān)注點(diǎn)放在了真菌解磷菌。

解磷菌在土壤中的數(shù)量及生態(tài)分布，受土壤質(zhì)地、土壤類型、耕作栽培方式、有機(jī)質(zhì)含量等的影響。一般存在黑鈣土＞黃棕壤＞白土＞紅壤＞磚紅壤＞瓦堿土，即解磷菌的分布與土壤肥力有一定的正相關(guān)性。解磷菌在根際土壤中的數(shù)量明顯高于非根際土壤，即表現(xiàn)出明顯的根際效應(yīng)。同時(shí)，由于根圈微生物的群落分布受根系分泌物及根脫落物的影響，導(dǎo)致不同植物根圈微生物的組成有很大差別，這種作用也影響解磷菌的群落組成。

2.2解磷菌作用機(jī)理研究

測(cè)定微生物的解磷能力一般有3種方法。一是平板法（PVK），將解磷菌在含有難溶性磷酸鹽或有機(jī)磷的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，測(cè)定菌落周圍產(chǎn)生解磷菌的大??；二是液體培養(yǎng)法（NBRIP），將解磷細(xì)菌接種到含難溶性磷酸鹽的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間，用鉬藍(lán)比色法測(cè)定培養(yǎng)液中可溶性磷的含量；三是土壤培養(yǎng)法，測(cè)定土壤中有效磷含量。

有關(guān)解磷菌的解磷機(jī)理，不同學(xué)者持有不同觀點(diǎn)。有關(guān)有機(jī)解磷菌的降解機(jī)制有3種說法：一是解磷菌在其生命活動(dòng)中產(chǎn)生各種不同的有機(jī)酸，該酸影響pH值變化，從而改變環(huán)境酸度，促進(jìn)難溶性磷的溶解；二是NH4+和菌在土壤中的呼吸作用影響環(huán)境中的pH，對(duì)解磷機(jī)理現(xiàn)今還沒有比較統(tǒng)一的說法，有待更進(jìn)一步的研究和探討；三是解磷機(jī)制認(rèn)為是前兩者復(fù)合的動(dòng)態(tài)分段過程。解磷微生物在土壤當(dāng)中受不同條件制約，在不同時(shí)期表現(xiàn)出一種動(dòng)態(tài)的解磷過程，本身充滿復(fù)雜性。而有關(guān)無機(jī)解解磷菌的解磷機(jī)制，研究者主要認(rèn)為無機(jī)磷微生物活動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生一系列酶，引起有機(jī)磷酸鹽礦化而形成可溶性磷被植物吸收利用。

3　解磷菌的研究現(xiàn)狀

國(guó)外開展解磷菌的研究較早，20世紀(jì)初歐洲就相繼有人研究了土壤中微生物轉(zhuǎn)化磷的機(jī)制。目前，國(guó)外較多研究集中于分子生物學(xué)水平菌種的分離、培養(yǎng)，鑒定及生物菌肥的推廣應(yīng)用。在我國(guó)解磷菌的研究始于20世紀(jì)50年代。目前，較多研究仍集中于解磷菌種的篩選培育上，如陳倩、劉善江等（2014年）從山西省礦區(qū)復(fù)墾區(qū)土壤樣品中篩選出適應(yīng)性最強(qiáng)菌株泛菌屬；王亞藝、李松齡等（2012年）從青海省主要農(nóng)耕區(qū)16種作物的根際土壤中分離篩選出適合青海省農(nóng)作區(qū)推廣的高效解磷茵。有關(guān)解磷菌對(duì)植物生長(zhǎng)、營(yíng)養(yǎng)吸收及產(chǎn)量和品質(zhì)影響的報(bào)道也很多，如李振東、陳秀蓉等（2013年）選擇乳白香青草種土壤中分離篩選鑒定出副球菌屬細(xì)菌對(duì)玉米的生長(zhǎng)有明顯的促進(jìn)作用。同時(shí)，有關(guān)不同微生物相互作用及復(fù)合生物肥也有報(bào)道，如方萍等發(fā)現(xiàn)在稻田中施用固氮、解磷、解鉀微生物肥料，可顯著增加土壤及水稻根系微生物菌株數(shù)量及種類，且趨根性明顯，對(duì)提高土壤肥力及促進(jìn)水稻生長(zhǎng)效果良好；2014年鄧?yán)?、李蓉等通過不同配比固氮和解磷茵的研究，獲得了杉木根際促生菌復(fù)合肥的最佳配方，并測(cè)定其復(fù)合肥促生效果明顯；吳文麗、洪堅(jiān)平等2015年研究報(bào)道增施解磷菌肥可提高復(fù)墾土壤有機(jī)質(zhì)含量，影響有機(jī)磷各組分含量，從而提高磷的有效性。

4　解磷菌在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中存在的問題及應(yīng)用前景

盡管解磷菌是現(xiàn)階段學(xué)者研究的熱點(diǎn)，也取得了一定的成果，但其研究仍存在一定的局限性：①研究多集中于地上植物體，而對(duì)解磷菌自身研究較少，如施入土壤后的解磷菌自身活動(dòng)規(guī)律、消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)、自身解磷作用的發(fā)揮條件；②有關(guān)解磷微生物與地上作物、地下根系、土壤之間作用關(guān)系的研究不夠透徹；③有關(guān)特定植物自身所能分離鑒定的解磷菌種較少；④有關(guān)解磷菌劑所需濃度與土壤、植物間比例關(guān)系的研究較少。為此，在以后的研究中，要注意從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：①采用分子生物學(xué)方法對(duì)解磷菌的解磷機(jī)制進(jìn)行更加深入透徹的研究；②研究解磷微生物與其他微生物的相互作用關(guān)系、組合效果，從而制取針對(duì)不同作物的復(fù)合肥料；③研究特定作物的根面、根際土壤中解磷菌的分離篩選，從而獲取適合該作物自身的穩(wěn)定、高效解磷菌；④研究解磷菌與病原微生物的相互關(guān)系，從而促進(jìn)解磷菌在病蟲害防御中更好地發(fā)揮作用；⑤研究解磷菌肥料，改善生態(tài)環(huán)境，大力推廣解磷菌肥料的應(yīng)用，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

5　小結(jié)

磷是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的“瓶頸”元素之一，但是依靠施用磷肥解決磷元素匱乏，又將引起資源浪費(fèi)、土壤板結(jié)，環(huán)境惡化等諸多弊端。因此，當(dāng)前有關(guān)解磷菌的研究備受關(guān)注，不僅要熟悉現(xiàn)階段有關(guān)解磷菌分類、分布、篩選鑒定等知識(shí)，更要結(jié)合分子生物學(xué)對(duì)解磷菌機(jī)理深入研究，探討解磷菌與其他微生物間的相互關(guān)系，從而制作多種生物復(fù)合肥，依據(jù)各地實(shí)際狀況篩選分離特定植物的穩(wěn)定高效菌種，挖掘解磷菌自身優(yōu)勢(shì)在抗病蟲害，改善生態(tài)環(huán)境，促農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展中的巨大作用。

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Discussthe Application of Soil Phosphate Solubilizing Bacteri

Lin Xiangqun， Liu Tingting， Liu Wenyu
（Xinjiang Shihezi Vocational and Technological College， Shihezi 832000， China）

This papere putted forward the necessity of the phosphate solubilizing bacteria according to the stage of phosphorus utilization effect. The type phosphate solubilizing bacteria and it's distribution，mechanism be simply illustrated in this article. This article also proposed the research direction of phosphate solubilizing bacteria based on the domestic and foreign relevant research reports.

Phosphate solubilizing bacteria； Research status； Research direction

S154.3

10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2016.06.003

林祥群（1980-），女，新疆石河子人，碩士研究生，講師，主要研究方向：食品教學(xué)科研。