溶磷微生物及其对植物促生作用的研究进展

磷是植物生长发育的必需营养元素之一,主要以难溶性磷化物形式存在于土壤中,难以被植物直接吸收利用。溶磷微生物作为土壤磷循环中的重要组成一员,能通过酸化、酶解等作用将难溶性磷转化分解为可供植物吸收利用的可溶性磷素,进而提高植物对土壤磷素的利用率,被普遍认为是能促进植物生长的一类重要有益微生物。对溶磷微生物的种类、生态分布特征、溶磷能力检测、溶磷影响因素、溶磷机制以及促生应用现状进行了系统综述,并结合目前溶磷微生物在实际应用中存在的问题,对今后的研究方向进行了展望。     

土壤微生物溶磷分子机理研究进展

土壤中均含有大量的难溶性磷,而有效磷含量一般较低,土壤磷素供给不足常常是制约作物生长发育的重要因素之一。因此,活化土壤难溶性磷,增强土壤供磷能力,一直是人们普遍关注的重要问题。土壤中存在大量的溶磷微生物,这些微生物能够将难溶磷转化为植物能够吸收利用的有效磷。可见,了解这些微生物的溶磷机理,对于利用其溶磷功能、提高土壤磷素利用效率十分重要。本文对近年来微生物溶磷分子机理进行了综述。     

氧化尾矿与白茅根际尾矿中可培养溶磷菌比较研究

溶磷菌是根际促生菌类群中重要组成部分,它转化的磷成为植物生长所需的重要磷源。研究分别从氧化尾矿和白茅根际尾矿中筛选溶磷菌,采用DNA分子技术确定它们的分类地位,并比较它们的溶磷能力和培养液pH的降低值。结果表明,白茅根际尾矿中筛选出的溶磷菌在数量和种类上均多于氧化尾矿,白茅根际尾矿中的筛选的溶磷菌具有更高的溶磷能力,放线菌门溶磷菌的溶磷能力显著低于其他类群的溶磷细菌。白茅根际尾矿中筛选出的隶属于伯克氏菌属的菌株N5-4溶磷能力最强,溶磷量达到536.40 mg L~(-1)。培养过程中,所有溶磷菌培养液的pH均有所降低,除放线菌门的微生物外,培养液pH降低值与溶磷菌的溶磷量存在着显著的正相关性(P0.01,R=0.76)。     

我国旱地土壤的溶磷微生物

研究了我国热带亚热带旱地土壤中的溶磷微生物的数量、组成及其活性。结果表明,旱地土壤的溶磷微生物数量和溶磷强度各不相同,主要取决于土壤的pH和磷源种类。     

生物肥料与生物农药产业现状不容乐观

1生物肥料：研发模式仍较为传统 生物肥料在我国开发利用较早,其在改善作物品质、降低成本、提高产量、减少环境污染、改善土壤性质方面具有重要作用。通过多年的研究积累。我国在固氮、分解土壤有机物质和难溶性矿物、抗病与刺激作物生长、根系共生菌等领域相继开发出微生物土壤接种剂、肥田灵复合生物肥、微生物叶面增效剂、解磷、溶磷、解钾、促生磷、联合固氮细菌等一批生物肥料产品。     

Cd2+ 对无机磷细菌生长及溶磷作用的影响

无机磷细菌(phosphorus solubilization bacteria,PSB)是重要的土壤有益微生物,它们将植物不能吸收的难溶性无机磷转化为有效磷,对土壤磷素供应十分重要。镉是污染土壤的常见重金属,研究Cd~(2+)胁迫下PSB的生长和溶磷能力,可揭示镉污染对土壤无机磷转化供应的影响,为改善植物磷素供应提供有益信息。试验以重庆市缙云山国家森林公园毛竹林地分离的4株假单胞菌为供试菌株,比较它们的溶磷能力,研究了不同浓度Cd~(2+)对PSB生长和溶磷作用的影响。结果表明:供试菌株溶磷能力PSB05PSB09PSB07PSB01,溶磷指数和溶磷率最高值是最低值的2.08倍和4.14倍。摇瓶培养120 h后,培养液pH表现为PSB01PSB07PSB09PSB05,并与培养液中的无机磷含量(y)呈显著负相关(y=–83.148 pH+581.96,R2=0.9052,n=25)。在固体培养时,PSB05的溶磷圈和菌落直径随培养基中Cd~(2+)浓度提高而降低。在Cd~(2+)浓度0.5~2.0 mg/L液体培养基中,PSB05数量较无Cd~(2+)对照减少22.09%~68.18%,草酸、乙酸、柠檬酸和氢离子分泌量显著下降,溶磷量降低5.27%~38.45%。供试菌株的溶磷能力差异显著;高浓度Cd~(2+)抑制PSB05生长、有机酸和氢离子分泌及溶磷作用,不利于土壤供给磷素。     

溶磷细菌Enterobacteria sp EnHy-401对盐渍土壤中小麦生长的影响

盆栽试验结果表明,溶磷菌Enterobacteria sp EnHy-401能较好地在盐渍土壤中定植,并对小麦的生长和矿质营养的吸收有促进作用。与对照相比,生长在经接菌处理盐渍土中的小麦,其地上部分和根系的干重增加了28.1%和14.6%,植株中对磷、钙、钾和镁的吸收率分别提高了34.4%3、6.3%、31.5%6、.3%。该菌株所表现出来的对盐渍土壤中磷素有效性的提高、对小麦吸收K+、Ca2+、Mg2+、P等矿质营养的促进作用以及小麦生长与矿质营养元素吸收之间高度的相关性表明,溶磷菌株Enterobacteria sp.EnHy-401对盐胁迫下小麦生长的促进效应主要是通过改善盐渍土中部分矿质营养的供应,增强植株对P、Ca,Mg、K等营养元素的选择性吸收而实现,该效应受到土壤盐分和营养基质的影响。     

C、N源及C/N比对微生物溶磷的影响

以不同的氮源 (NH4+、NO3- 、尿素 )、不同的碳源 (葡萄糖、蔗糖、糖蜜和淀粉 )及碳氮比 (34∶1、20∶1、5∶1)为培养基研究不同C、N源和C/N比对微生物溶磷的影响。结果发现 ,曲霉 2TCiF2和 4TCiF6在以NO3-为氮源的培养基中表现出强的解磷活力 ,而节杆菌 1TCRi7和 1TCRi14的溶磷活性则在NO3-存在时降低 ,青霉 1TCRiF5、2TCRiF4、肠杆菌 1TCRi15和欧文氏菌 4TCRi2 2则只有在供给NH4+时 ,才具有溶解磷矿粉的能力。加入少量可溶性磷对大多数微生物的溶磷能力没有显著的影响。曲霉 2TCiF2在蔗糖为碳源时溶磷活力最高 ,节杆菌 1TCRi7只有在葡萄糖为碳源时才具有溶磷能力。培养基的C/N比越高 ,曲霉和欧文氏杆菌的溶磷活力越高 ,而青霉和肠杆菌则在C/N比最低时 ,其溶磷活力最强。这些微生物之所以具有溶解磷矿粉的能力 ,主要是由于分泌有机酸 ,但非有机酸物质的络合和螯合作用 ,可能在肠杆菌和欧文氏菌溶磷中起重要作用。氮源、碳源和碳氮比极大地影响微生物的代谢 ,尤其对分泌有机酸等物质的种类可能产生很大的影响。     

溶磷菌对燕麦生物量及植株氮、磷含量的影响

研究了接种10种溶磷菌剂对燕麦(Avena sativa)生物量和植株氮、磷含量的影响.结果表明:10种菌剂在单独接种菌剂(S)和菌剂+半量磷肥(SHP)处理下均能显著提高燕麦地上生物量;10种菌剂单独接种亦均能使燕麦地下生物量均显著高于CK(p<0.05),而菌剂与半量磷肥同时施用,只有接种Lx174菌剂的燕麦地下生物量显著高于单独施用半量磷肥(HP)和金量磷肥(TP)(p<0.05)的处理,其它菌剂接种的燕麦地下生物量与HP和TP间差异不显著(p>0.05).单独接种溶磷菌剂时,除Lx81和Dm84外的其它8种菌剂均可显著增加植株全磷含量,Lx22,Jx59,Lx174,Lm126显著增加全氮含量.10种菌剂与半量磷肥同时作用,Dm84,Jx59,Lx81,Jm92,Lx174,Dx68显著增加植株全磷含量;Lx22,Jx59,Lx81,Dx84显著增加植株全氮含量.综合分析认为Lx22,Jx59,Lx81,Jm92,Lx174在促进燕麦生长和植株氮、磷吸收方面潜能较大,可作为下一步燕麦溶磷菌肥料研制和开发的菌剂.     

植物根际微生物调控根系构型研究

植物根系构型即根系在其生长介质中的生长与分布,包括根系长度、根系分支和根系生物量等,能够将植物固定在土壤中并有效吸收水分和矿质养分,直接影响植物的生长和发育。根系构型受多种因素的影响,包括土壤水分、养分和根际微生物,传统方式主要依靠化学肥料增加土壤养分进而改善根系生长,但是化学肥料会对环境造成危害,根际微生物作为植物的“第二基因组”,能够改善初生根、侧根和根毛的发育,促进植物的生长和根际养分吸收,近年来基因组学−代谢组学、基因组学−转录组学等多组学关联技术的应用揭示了微生物的促生机制,为微生物菌剂的开发提供了新思路。基于该领域的研究现状,本文阐述了根际微生物（AMF、PGPR、根瘤菌）对根构型的调控机制包括激素调控、固氮、溶磷、释放挥发性有机化合物四个方面,并描述它们通过这四种机制增加植物根系长度、根系分支,促进根毛发育的调控效应,基于上述结论,植物根际微生物可以有效改善根系生长,但实际应用效果还有待研究,量化不同机制的相对贡献率以及提高微生物菌剂在实际应用中的稳定性是后续研究的重点。