草酸青霉菌HB1溶磷能力及作用机制

一些功能微生物具有溶磷能力且同一菌株对不同难溶性磷酸盐的溶解能力存在差异。该研究以草酸青霉菌HB1为研究对象,通过固体平板培养试验、摇瓶培养试验和土壤培养试验系统研究了不同磷源(磷酸钙、磷矿粉、磷酸铁、磷酸铝)与氮源(铵态氮、硝态氮)供应下HB1溶磷能力及其作用机制,并验证了其在高、低不同磷水平土壤中的溶磷能力。结果表明,接种HB1的不同磷源培养基上均有溶磷圈出现,根据溶磷圈直径/菌落直径初步确定HB1溶解磷酸钙的能力较强;摇瓶培养试验表明供试磷源为磷酸钙、磷酸铁时HB1发酵液中有效磷含量为884、265 mg/L(铵态氮),或945、206 mg/L(硝态氮),其溶磷能力不受氮源形态影响;磷矿粉为磷源时,HB1发酵液中有效磷含量可达199 mg/L(供应铵态氮),为硝态氮供应的7.14倍;而磷酸铝为磷源时,HB1发酵液中有效磷含量为120 mg/L(供应硝态氮),为铵态氮供应的3.29倍;此外,供应铵态氮条件下,HB1对难溶性磷酸盐的溶解能力与介质中pH值呈显著的负相关关系。HB1接种于不同磷水平的土壤中培养21 d,在低磷和高磷土壤中HB1均能有效定殖且增加了土壤有效磷含量,比不接菌对照分别增加45.00%和14.17%。综上,草酸青霉菌HB1对磷酸钙和磷矿粉的溶磷效果较好,并通过分泌氢质子酸解含磷矿物实现溶磷作用,且HB1在低磷土壤中溶磷能力较强。     

三种溶磷真菌对不同磷源溶解效果的比较研究

报道了溶磷菌株P39(Aspergilusspp.)和P66、P2.3(Penicilliumspp.)在液体培养条件下对5种难溶性磷源的溶解效果。试验结果表明,3种溶磷菌株在所有磷源培养基中生长良好,但它们之间的溶磷量相差很大,菌株P39对不同磷源的溶磷效果为磷酸铁>磷酸铝>磷酸钙>宜昌磷矿粉>摩洛哥磷矿粉,其溶磷率分别达到96.60%、84.00%、66.05%、61.43%和41.52%;P66菌株对不同磷源的溶磷效果为磷酸铝>磷酸钙>摩洛哥磷矿粉>宜昌磷矿粉>磷酸铁,溶磷率分别为78.18%、58.45%、41.09%、33.00%和14.27%;而菌株P2.3对不同磷源的溶磷效果要小于菌株P39和P66,研究结果表明P2.3菌株对磷酸铁不具有溶磷活性,对其它4种不同磷源的溶磷效果为磷酸钙>磷酸铝>摩洛哥磷矿粉>宜昌磷矿粉。对不同菌株培养滤液可滴定酸含量和pH测定结果发现,菌株P39的培养滤液可滴定酸含量与pH值之间存在直线相关,菌株P66和P2.3处理的二者相关性不显著,表明不同的溶磷菌株在不同磷源条件下,可能从有机酸组成和含量两方面发生了变化而影响对难溶性磷的溶解。     

不同种类解磷微生物的溶磷效果及其磷酸酶活性的变化

比较了不同种类的微生物菌株对不同种类难溶性磷酸盐及磷矿粉的溶解能力。结果发现,细菌、酵母、霉菌在解磷方面均有一定作用,发挥着不同优势。磷酸钙、磷酸铝、磷酸铁等难溶性磷酸盐容易被酵母菌、霉菌溶解,而磷矿粉容易被巨大芽孢杆菌溶解,显示不同微生物与不同磷源的亲和溶解能力不同。不同种类磷酸盐或磷矿粉对微生物磷酸酶活力的影响不同,贫磷条件可以促进酸性和碱性磷酸酶活性的增加     

一株土生克雷伯氏杆菌(k.pneumoniae)溶磷能力的初步研究

本文采用固、液体无机磷培养基研究了一株从土壤中分离得到的土生克雷伯氏杆菌102菌株,在室内纯培养条件下的溶磷能力。平板透明圈试验结果表明:菌落与菌落+透明圈直径之比为2.4~4.0;液体纯培养条件下,在无可溶性磷存在时其溶解磷矿粉的量高达72.83mg P L-1,在含有10mg P L-1、20mg P L-1磷酸二氢钾时102菌溶解磷矿粉的量分别为61.92、66.36mg P L-1;高效液相色谱测定102菌发酵液中主要含有乙酸、乳酸等有机酸。     

溶磷真菌的筛选及配施难溶态磷对土壤磷素有效性的影响

为研究溶磷真菌菌群对土壤磷素有效性的影响,首先在室内对3株不同种类溶磷真菌(1株属于被孢霉属Z1,1株为青霉属Z2,1株为黑曲霉Z3)的组合效应进行了研究,确定了最佳的菌株组合Z1+Z2+Z3,试验选用Z1、Z2、Z3组成菌群作为试验菌株;然后通过盆栽油菜试验研究溶磷真菌配施难溶态磷(磷酸三钙和磷矿粉)对土壤磷素有效性的影响。结果表明:溶磷真菌处理土壤有效磷、有机质、碱性磷酸酶、蔗糖酶含量和油菜产量分别比基质处理显著增加了60.00%,20.21%,56.45%,53.81%,14.38%,溶磷真菌配施难溶态磷上述各指标都高于单施溶磷真菌处理;单施溶磷真菌对土壤最大吸磷量的影响与基质无差异,溶磷真菌配施难溶态磷可以显著降低土壤最大吸磷量,溶磷真菌+磷酸三钙和溶磷真菌+磷矿粉处理土壤最大吸磷量比溶磷真菌处理显著减少158.7,47.6 mg/kg,溶磷真菌各处理土壤吸附常数都低于对应的基质处理,溶磷真菌可以降低土壤对磷的吸附。在土壤上溶磷真菌应与难溶态磷配合施用,对提高土壤磷素有效性有积极的作用。     

黑土区高效溶磷真菌筛选及其溶解磷矿粉效果的研究

黑土区高效溶P真菌筛选及其溶解磷矿粉效果的试验结果表明 ,溶P真菌溶P效果高于溶P细菌 ,且其溶P性状稳定。曲霉菌“P39”、“P37”和青霉菌“P6 6”、“P1”溶P效果高于其他供试菌 ,菌株之间溶P活性与培养液pH值和有机酸含量间不存在必然相关性 ,推测不同菌株间溶P活性差异与菌株产生的有机酸种类和数量有关     

一株红壤花生根际溶磷真菌的分离、鉴定及溶磷能力的研究

为提高磷素利用率,从花生根际土壤样品中筛选到一株溶磷能力强的菌株B1-A,结合菌落形态特征和ITS rDNA序列分析将其鉴定为黑曲霉(Aspergillus niger)。菌株B1-A的不同接种量(1%,3%,5%)在两种难溶性磷酸盐(FePO4,AlPO4)培养液的溶磷量和pH随时间动态变化表明溶磷量均与pH呈显著负相关,B1-A的溶磷量与接种量、培养时间、磷矿粉浓度有关,实验结果表明菌株B1-A在接种量为3%～5%、培养时间168 h、云南磷矿粉浓度为3 g L-1、江西磷矿粉浓度为5 g L-1时溶磷效果较好。菌株B1-A对磷酸三钙、磷酸铝、磷酸铁、磷矿粉有较强的溶解能力,最高溶磷量分别为418.7、942.3、242.2、177.4 mg L-1,有望为开发高效红壤微生物磷肥提供种质资源。     

一株耐盐溶磷真菌的筛选、鉴定及其生物肥料的应用效果

【目的】 从内蒙古种植向日葵的盐碱地中筛选高效溶磷真菌，为农业生产中增产节肥，开发耐盐、溶磷微生物肥料提供菌种资源。 【方法】 利用形态特征和ITS rDNA序列鉴定菌株；LC-MS技术测定菌株M2在液体培养基中分泌有机酸和植物激素含量，明确菌株M2的溶磷和促生机理。采用液体摇床培养试验测定了鉴定菌株的溶磷能力。试验处理包括:在磷酸三钙、磷酸铝和5个磷矿的磷矿粉制备的100 mL难溶磷磷源 (含5 g/L难溶磷) 中，接入1 mL灭菌培养液对照，和分别接种1 mL斜卧青霉菌P83和草酸青霉菌M2共15个处理。置于28℃、160 r/min摇床培养，分别于3、6和9 d，取菌液5 mL，在12000 r/min、4℃离心5 min，取上清液测定有效磷含量。采用含NaCl的固体培养基测定菌株的耐盐性。NaCl含量分别为0%、5%、7.5%、10%和12.5%的PDA平板中接入溶磷菌，置于28℃恒温培养箱中5 d，观察并记录菌丝的生长状况。采用盆栽试验方法检验了菌株的溶磷能力。以玉米种子 (郑单958) 为供试作物，以水稻土、黏性潮土、盐潮土和石灰性潮土为供试土壤，以Ca₃(PO₄)₂、AlPO₄ 和昆阳磷矿粉 (RP) 为供试磷源 (磷源用量为1.0 g/kg土壤)。设置只加入灭菌草炭和Pikovskaya培养液对照，分别接种溶磷菌P83、M2，共计38个处理，144盆。玉米播种40天后收获，测定植株鲜重、干重和玉米根际土壤有效磷含量。田间试验以花生为供试作物，设置只加灭菌草炭和Pikovskaya培养液对照和分别接种ATCC20851、P83、M2溶磷菌剂三个处理。花生生长155 d后收获，称量花生植株鲜重和干重、花生果实鲜重和干重，同时采集花生根部土壤测定有效磷含量。 【结果】 溶磷菌株M2鉴定为草酸青霉 (Penicillium oxalicum)。液体培养基摇床培养6 d后，接种菌株M2，以Ca₃(PO₄)₂为磷源的上清液中有效磷含量达972 mg/L，Ca₃(PO₄)₂溶解率为59.2%；以AlPO₄为磷源的有效磷含量达988 mg/L，溶解率为48.2%；以江苏锦屏、贵州开阳、云南晋宁、河北钒山和云南昆阳磷矿粉为磷源的有效磷释放量达21.0～556 mg/L。菌株M2在7.5%NaCl培养基中正常生长。盆栽试验结果发现，菌株M2对玉米植株促生效果显著，玉米植株鲜重比不接种菌剂 (CK) 提高26.4%～99.2%、干重增加20.0%～262.9%，土壤有效磷提高19.2～25.3 mg/kg。菌株M2与4种土壤的适配性均高于对照菌株P83。田间小区花生产量结果显示，接种溶磷菌剂M2增产效果最好，花生果实产量达4.50 t/hm2，比CK增加0.85 t/hm2，增产23.29%。菌株M2 在含有磷酸三钙、磷酸铝和开阳磷矿粉3种难溶磷培养液中经过6 d培养，均产生7种有机酸，其中草酸和柠檬酸含量最高，分别为653.46 mg/L和269.61 mg/L；培养液中均能检测到吲哚乙酸 (IAA) 和玉米素，IAA含量为32.38～66.17 mg/L，玉米素浓度为0.05～0.07 mg/L。 【结论】 获得了一株耐盐、高效溶解多种难溶磷的草酸青霉菌M2，可显著增加土壤有效磷，促进玉米生长和花生增产，与4种典型土壤适配性好，具有良好的农业应用前景。      

K_3解磷菌的解磷机理及其对缓冲容量的响应

以对磷酸三钙具有高效溶解作用且对玉米苗生长有促生效果的假单胞菌K3为模式菌株,采用NBRIP液体培养基研究了解磷菌K3的解磷机制及缓冲容量对其解磷量的影响。结果表明,解磷菌K3液体摇瓶培养7 d后,培养液中水溶性磷从6.54μg/mL增加至655.23μg/mL,pH从7.00降至3.99。高效液相色谱测定发现,K3菌液中的主要代谢产物为苹果酸、乳酸和草酸,浓度分别为47.39 mmol/L、25.67 mmol/L和1.89 mmol/L。人工模拟K3菌株产生的有机酸及调节培养基不同pH值对磷酸三钙溶解度影响的试验表明,有机酸的螯合作用是解磷细菌K3菌株解磷的主要机理,而调节培养基pH对解磷的作用有限。液体摇瓶和土培试验结果显示,土壤缓冲容量对K3解磷菌的解磷效应有显著的抑制作用。     

K3解磷菌的解磷机理及其对缓冲容量的响应

以对磷酸三钙具有高效溶解作用且对玉米苗生长有促生效果的假单胞菌K3为模式菌株,采用NBRIP液体培养基研究了解磷菌K3的解磷机制及缓冲容量对其解磷量的影响。结果表明,解磷菌K3液体摇瓶培养7 d后,培养液中水溶性磷从6.54 μg/mL增加至655.23 μg/mL,pH从7.00降至3.99。高效液相色谱测定发现,K3菌液中的主要代谢产物为苹果酸、乳酸和草酸,浓度分别为47.39 mmol/L、25.67 mmol/L和1.89 mmol/L。人工模拟K3菌株产生的有机酸及调节培养基不同pH值对磷酸三钙溶解度影响的试验表明,有机酸的螯合作用是解磷细菌K3菌株解磷的主要机理,而调节培养基pH对解磷的作用有限。液体摇瓶和土培试验结果显示,土壤缓冲容量对K3解磷菌的解磷效应有显著的抑制作用。     

有机酸根与铝氧化物表面吸附磷的解吸

研究了有机酸根离子与合成铝氧化物表面吸附磷解吸的相互关系。结果表明:（1）有有机酸时比无有机酸时吸附的磷具有更高的解吸率,无草酸且加磷pH为4时,0.01molL-1KCI对磷的解吸率最低,草酸与磷共存且pH为6时磷的解吸率最高;（2）高浓度有机酸可解吸低浓度有机酸难解吸的磷,草酸难解吸的磷可为等浓度的柠檬酸极解吸;（3）不同浓度草酸和柠檬酸对铝-草酸复合物吸附磷的解吸率比对Al（OH)x的低,而对铝-柠檬酸复合物吸附磷的解吸率则比对Al（OH）x的高;（4）柠檬酸对铝-磷复合物中磷的解吸量随柠檬酸浓度升高而增大。这些结果证明,有机酸对铝氧化物吸附磷的解吸机理包括配位交换和溶解,有机酸可促进磷的解吸,提高磷的有效性。     

改性磷矿粉对油菜幼苗生长和土壤性质的影响

用γ-聚谷氨酸（γ- PGA）与摩洛哥磷矿粉（MPR）混合处理后,在红壤、黄棕壤、黄褐土上分别进行了油菜幼苗盆栽试验和土壤培养试验。结果表明,盆栽试验中,3种土壤上改性磷矿粉处理的生物量都高于其它处理。红壤上,改性磷矿粉处理与对照（CK）和磷酸二氢钙（SP）相比达到显著差异。改性磷矿粉处理的油菜幼苗含磷量和吸磷量都高于相应的单施磷矿粉处理,甚至显著高于SP;并可提高植株的磷吸收效率和磷肥利用率。在土壤培养试验中,磷矿粉施入3种土壤后,均能提高土壤pH值、有效磷和交换性钙镁含量,降低红壤中交换性铝含量。上述各指标增加或降低幅度大小顺序均为:改性磷矿粉磷矿粉对照。     

中低品位磷矿资源高效利用机制与途径研究进展

磷矿是生产磷肥的原料,是不可再生的重要战略资源。高品位磷矿开采过度,面临枯竭。充分利用中低品位磷矿,是磷资源可持续高效利用的关键。中低品位磷矿有效磷含量低,提高磷的活化利用效率是综合利用中低品位磷矿的核心。然而,对中低品位磷矿的利用大多重视物理和化学方法的活化效应,忽视了植物自身根际效应的活化作用。植物通过调控根系形态与生理,以及根际互作效应,促进对中低品位磷矿养分的活化与吸收。这种基于根际过程的生物活化是磷资源高效利用的重要途径。本文在总结中低品位磷矿中磷的活化方法的基础上,提出了通过强化作物根际效应,挖掘植物的生物学潜力,提高作物对中低品位磷矿的综合利用效率,为磷资源的可持续利用提供科学依据。本文主要从根际效应层面剖析了中低品位磷矿高效利用的技术原理与途径。充分发挥作物高效利用磷的生物学潜力,有效利用作物的根际特性,实现土壤–作物–磷肥的匹配,开发“绿色”新型磷肥将是未来实现磷资源可持续利用的有效途径。加强磷矿中全量养分的综合利用也是未来研究的重点方向。     

Relative importance of protons and solution calcium concentration in phosphate rock dissolution by organic acids

A series of experiments was conducted to quantify the relative contribution of protons and other mechanisms to the dissolution of phosphate rocks (PRs) from six countries in solutions of low-molecular-weight-aliphatic organic acids. The amounts of P and Ca released after 3 d of incubation at 28°C were determined in all the experiments. In the first experiment the solubility of the PRs < 500 μm particle size) in 100 M (25 mL g^-1 PR) oxalic, tartaric, and citric acids was compared with that in three mineral acids and four chelating compounds. There were no differences in the amount of P released by the mineral acids, but the organic acids released more P than could be accounted for by protonation. The chelating compounds were the least effective. In the second experiment, 1 g each of Sri Lanka and Togo PRs was incubated with 2.5 mmol of the organic acids using three acid concentration (mM) : acid volume ratios (250:10, 100:25, and 25:100). The amount of P dissolved from the PRs and the amount of acid remaining in the filtrate were about the same for all three treatments. A mixture of the organic acids and the respective Na-salts was prepared at six different acid: salt ratios in the third experiment. Total acid concentration in all the solutions was 100 mM. Higher proportion of the Na-salt in the mixture decreased PR dissolution, while the amount of the acid remaining in the filtrate increased. The Ca concentration in the filtrate showed an opposite trend. The results indicated that PR dissolution by the organic acids was initially dependent on protonation, which accounted for only 13–38% of the amount of P dissolved. Most of the amount of P dissolved could therefore be attributed to other mechanisms. Removal of dissolved Ca from the solution appears to be the major factor controlling the subsequent dissolution of the PRs. The ability of tartaric and oxalic acids to dissolve effectively the PRs was attributed to the formation of an insoluble calcium compound which was precipitated from the solution. For the use of organic acids as a potential amendment for improving the P availability of PRs, the Ca binding power of the organic acids should also be considered.     

应用放射性磷矿粉进行土壤性质对植物吸收磷素的影响的研究

用P³²标记的磷肥已在磷素营养的研究中得到广泛的应用,并且已经有了不少的综合性总结^[1,2,3]。但是,应用放射性磷矿粉来研究其肥效的报告,则还极为有限。