解磷微生物及其应用研究综述

尽管土壤磷素含量丰富,但其中大部分磷不能为植物吸收利用,如何将土壤中不能为植物吸收利用的难溶性磷转化为植物可吸收利用的可溶性磷,成为人们日益关心的问题.利用土壤中解磷微生物分解土壤难溶性磷是解决植物缺磷的一条重要途径.本文主要综述了解磷微生物的研究历史、作用机制以及目前我国在磷细菌肥料方面做的工作,并对解磷微生物应用进行了展望.     

土壤解磷微生物研究进展

综述了具有解磷能力的微生物在不同土壤、作物根际中的数量及种群分布,论述了解磷微生物的种类、分布、数量、解磷机制、解磷效果的研究进展。     

成都市郊区土壤芽孢杆菌的解磷、解钾潜力

采用稀释平板法对成都市郊区27个土壤样品进行了芽孢杆菌的分离,获得333个菌株。在解磷、解钾培养基上分析其解磷、解钾能力。结果表明,约有15%的土壤芽孢杆菌菌株分解无机磷的效果显著,分属15种芽孢杆菌,其中地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、巨大芽孢杆菌(B.megaterium)和短小芽孢杆菌(B.pumilus)为分解无机磷的优势芽孢杆菌。多数菌株也能在有机磷和钾细菌培养基上生长,但分解能力较差。     

毛竹根部解磷细菌的筛选及多样性研究

本研究对毛竹(Phyllostachys pubescens)根部(包括根际、根面及内生细菌)解磷细菌进行了筛选,并通过16S rDNA序列分析对其多样性进行了初步研究。从179株毛竹根部细菌中筛选出26株解磷细菌,包括14株根际细菌、8株根面细菌、4株内生细菌。其中,芽孢杆菌BK24的解磷活性最高,其解磷活性达到369.06 mg/L。16S rDNA序列分析表明:26株解磷细菌中,13株属于厚壁菌门(Firmicutes,50.00%),5株属于变形菌门β亚群(Betaproteobacteria,19.23%),4株属于变形菌门γ亚群(Gammaproteobacteria,15.38%),4株属于放线菌门(Actinobacteria,15.38%)。芽孢杆菌属(Bacillus,38.46%)和伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia,19.23%)为优势菌属。     

解磷菌株黑曲霉PSFM发酵条件优化研究

【目的】利用液体培养法探究不同碳源、氮源、无机盐和微量元素浓度以及发酵时间、温度、初始pH、转速、接种量等条件对解磷菌解磷特性的影响,获得解磷菌的最佳发酵培养基和培养条件。【方法】采用单因素及正交试验法,对一株分离自土壤的解磷真菌黑曲霉（Aspergillus niger）PSFM菌株的基础发酵培养基和发酵条件（发酵时间0～10d、温度20～40℃、初始pH值3.0～11.0、接种量1%～11%、转速120～300rpm）进行优化,测定其发酵液吸光度值,以解磷量的高低作为评价发酵培养基及发酵条件优劣的指标。【结果】分别在无机磷和有机磷液体培养基、简单培养基（SP）、NBRIY、NBRIP、NBRIYP培养基中培养6d后,以无机磷液体培养基的PSFM菌株解磷能力最高,解磷量为526.42mg/L。在12种不同碳源培养基中,PSFM均能正常生长,其解磷能力由大到小依次为：木糖〉葡萄糖〉乳糖〉蔗糖〉麦芽糖〉半乳糖〉山梨糖〉甘露糖〉果糖〉可溶性淀粉〉鼠李糖〉甘油。以硝酸钠、尿素、酵母浸膏、氯化铵、硝酸镁、硝酸铵、色氨酸、乙酸铵、牛肉浸膏、胰-蛋白胨、甘氨酸、酪氨酸、丙氨酸和精氨酸为氮源时,硫酸铵为唯一氮源的解磷效果最好,菌株PSFM发酵液中有效磷含量最高（990.31mg/L）。菌株PSFM的解磷能力均随着最佳培养基中NaCl、KCl、MgSO4·7H2O、FeSO4·7H2O和MnSO4·7H2O浓度的增加呈先提高后降低趋势,当其浓度分别为0.03%、0.01%、0.03%、0.001%、0.001%时,菌株PSFM的解磷能力均最强。在不同发酵条件下,以发酵6d、温度28℃、初始pH6.0、5%接种量、转速300rpm的PSFM解磷能力最强,解磷量分别为599.24、528.23、603.69、530.57和731.48mg/L。【结论】最适合PSFM菌株的基础发酵培养基为无机磷液体培养基,碳源为1.0%木糖,氮源为0.10%硫酸铵,最佳无机盐配方为：NaCl0.10g/L、KCl0.70g/L、MgSO·47H2O 0.70g/L、FeSO4·7H2O 0.01g/L、MnSO·47H2O 0.01g/L;最佳培养条件为：温度28℃,初始pH6.0,转速180rpm,接种量5%,发酵时间为6d。     

复合菌剂解无机磷条件优化研究

研究采用单纯形重心设计方法对3株耐高温解无机磷菌株(P1、P2、P3)进行了复合功能菌剂的组合,并通过响应曲面法(RSM)建立了耐高温功能复合菌剂解磷条件的二次多项数学模型,对复合菌剂的解磷条件进行优化.对7组实验水平的分析结果表明:组合4(P1:P2:P3=0:50％:50％)各个菌株间能够相互促进,协同共生效果最佳,解磷量为241.70 mg·L-1,显著高于各单株菌与其他组合.中心组合实验Box-Behnken对影响复合功能菌剂解磷量的5个关键因素[培养时间(x1)、培养温度(x2)、pH(x3)、磷矿粉添加量(x4)、接种量(xs)]的最佳水平范围及其交互作用进行设计.试验数据多元拟合结果表明:(1)培养时间一次项、pH一次项、培养时间和pH交互项、培养时间和磷矿粉添加量交互项、温度和磷矿粉添加量交互项、以及所有二次项均达到极显著水平(P＜0.01).(2)培养时间、pH对复合功能菌剂解磷量影响较强,其他因素的影响效果由大到小依次为接种量、磷矿粉添加量、温度.(3)优化得到耐高温复合功能解磷菌剂最佳解磷条件为培养时间7.18d,培养温度49.98℃,pH6.63,磷矿粉添加量6.21 g·L-1,接种量6.07％.验证试验表明,响应曲面法可以科学有效构建复合菌剂解磷条件的数学模型,合理优化解磷条件的影响因素.     

真菌F2的解磷能力及其生长动态研究

实验分别采用以Ca3(PO4)2或卵磷脂为唯一磷源的液体培养基接种真菌(F2),在25℃,180r/min条件下振荡培养132h,通过不同时间取样测定培养液的pH、速效磷含量、菌丝体重和菌体所吸收的磷含量,研究真菌F2的生长动态及解磷能力。结果表明:随着培养时间的延长,培养液pH逐渐降低,溶磷量逐渐增加,菌体重量增加;菌株的溶磷量、菌丝体重量与培养液的pH存在负相关关系;F2解无机磷(Ca3(PO4)2)的能力要强于解有机磷(卵磷脂)的能力;F2菌株在摇床培养108h时,菌丝体重量达到最大值,其解磷效果也最佳。     

一株柠条内生解磷菌的分离鉴定及实时荧光定量PCR检测

结合形态观察与16S rDNA序列测定对柠条根系内分离筛选得到的解磷细菌C9进行鉴定,Blast比对结果表明C9为泛菌(Pantoea vagans)。在无机磷液体培养基培养条件下,用钼锑抗比色法研究它的解磷能力。结果表明,随着时间的延长,培养液中速效磷含量逐渐增加到4.45mg/L,溶液pH可降至4.2。进一步利用实时荧光定量 PCR 检测柠条根系中、柠条根际土壤与柠条根围土壤中该细菌存在的相对基因拷贝数,结果发现该基因在3种样品中的数量为:柠条根系>柠条根际土壤>柠条根围土壤,表明泛菌解磷细菌能聚集生长在柠条根系内,随着与根系接触距离的增加而呈逐级递减趋势。     

连作大豆根际促生菌的筛选鉴定及促生效果研究

为获得抗（耐）连作障碍的植物根际促生菌（plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR）,解决连作障碍对大豆的不良影响,从黑龙江大庆市林甸县试验基地采集连作多年的大豆根际土,从中分离筛选具有解磷和固氮的功能的菌株,进行形态学、生理生化指标、16S r DNA分子生物学鉴定,并对菌株的解磷、分泌IAA(3-吲哚乙酸)能力及ACC脱氨酶活性进行测定,对菌株对种子萌发和苗期的促生作用进行研究和分析。结果得到22株PGPR菌株经鉴定分别属于假单胞菌属（Pseudomonas）,肠杆菌属（Enterobacter）,土壤杆菌属（Agrobacterium）,柠檬酸杆菌属（Citrobacter）,沙雷氏菌属（Serratia）,克雷伯氏菌属（Klebsiella）。菌株的有效溶磷量范围为0.19～17.49 mg·L-1;菌株均有固氮能力;菌株的IAA产量范围为17.72～88.21μg·m L-1;菌株的ACC脱氨酶活性范围为0.33～0.67 U·mg-1。一株菌株对大豆种子萌发有显著促进作用;两株菌株对大豆苗期促生效果明显。研究结果可为后续PGPR微生物...     

生态二铵生态环保增产增效

<正>生态二铵是在传统二铵基础上,采用低温插层成膜技术嫁接高科技益生菌和生物活性物质,并添加中微量元素,从而使其一方面通过嫁接解磷解钾细菌等有益菌群,修复土壤,消除土壤中有害菌群,净化土壤环境;分解土壤中无效的磷钾供植物吸收利用,从而疏松土壤,促进作物扎根,阻止磷肥向无效化转化,提高化肥利用率,同时微生物代谢产生的氨基酸刺激作物发芽和生长,降解农药在土壤中的残留,减轻除草剂药害;一方面增加