解磷微生物应用研究与展望
药用植物根际微生物研究进展

药用植物根际微生物研究进展一、本文概述药用植物作为中医药学的重要组成部分,其独特的药用价值和生态适应性一直受到广泛关注。
近年来,随着生物技术的快速发展,药用植物根际微生物的研究逐渐成为新的研究热点。
根际微生物,包括细菌、真菌、放线菌等,与药用植物的生长、发育及次生代谢产物的合成密切相关。
本文旨在综述药用植物根际微生物的研究进展,包括根际微生物的多样性、功能及其与药用植物互作的机制,以期为药用植物资源的合理开发与利用,以及提高药用植物品质和产量提供理论支撑和实践指导。
通过综述国内外相关文献,本文梳理了药用植物根际微生物的研究现状,重点分析了根际微生物对药用植物生长、次生代谢及抗逆性的影响。
本文还探讨了根际微生物在药用植物生态系统中的作用,以及其在药用植物种植、病虫害防治等方面的应用前景。
通过深入研究和探索,我们期望能够更好地理解药用植物与根际微生物之间的相互作用关系,为药用植物的可持续发展提供科学依据。
二、药用植物根际微生物的种类与功能药用植物根际微生物是一个复杂而多样的微生物群落,主要包括细菌、真菌、放线菌等。
这些微生物与药用植物之间形成了密切的共生关系,对药用植物的生长发育和次生代谢产物的合成具有重要影响。
细菌类微生物:在药用植物根际中,细菌是最主要的微生物群体之一。
它们可以通过固氮、解磷、解钾等方式改善土壤环境,促进药用植物的生长。
一些细菌还具有产生抗生素、植物生长激素等有益物质的能力,对药用植物的病害防治和生长调控具有重要作用。
真菌类微生物:药用植物根际中的真菌主要包括菌根真菌、内生真菌和外生真菌等。
菌根真菌能够与药用植物形成共生体,增强植物对水分和养分的吸收能力;内生真菌则能够定殖在药用植物体内,促进植物的生长和次生代谢产物的合成;外生真菌则主要存在于药用植物根际土壤中,通过分解有机物质为药用植物提供养分。
放线菌类微生物:放线菌在药用植物根际中也扮演着重要角色。
它们能够产生多种抗生素和次生代谢产物,对药用植物的病害防治和次生代谢产物的合成具有重要影响。
农药的微生物降解综述

农药的微生物降解综述一、本文概述农药在农业生产中扮演着重要的角色,对于防治病虫害、提高农作物产量和质量具有不可替代的作用。
然而,农药的广泛使用也带来了严重的环境污染问题。
农药在环境中的残留不仅影响土壤和水质,还会对生态系统和人类健康造成潜在威胁。
因此,研究和开发有效的农药降解技术成为了环境科学领域的重要课题。
本文旨在对农药的微生物降解技术进行综述,探讨其原理、影响因素、研究现状和发展趋势,以期为农药残留治理和环境保护提供理论支持和实践指导。
本文将介绍农药微生物降解的基本原理,包括微生物降解的类型、降解过程中的关键酶和降解途径等。
分析影响农药微生物降解的主要因素,如微生物种类、环境因素和农药性质等。
接着,综述国内外在农药微生物降解领域的研究现状,包括降解效果、降解机制和实际应用等方面的成果。
展望农药微生物降解技术的发展趋势,探讨未来可能的研究方向和应用前景。
通过本文的综述,旨在为读者提供一个全面、深入的农药微生物降解技术概览,为农药残留治理和环境保护提供有益参考。
也期望能够激发更多学者和研究人员关注农药微生物降解领域,共同推动该技术的创新和发展。
二、农药微生物降解的基本原理农药微生物降解的基本原理主要涉及生物催化过程,这一过程由特定的微生物群体通过酶的作用,将农药分子分解为较小、无害或低毒的化合物。
这一生物过程包括酶与农药分子的相互作用,导致农药分子结构的改变,最终转化为二氧化碳、水和其他简单的无机物。
在农药微生物降解过程中,关键的步骤是农药分子与微生物酶之间的识别与结合。
微生物通过分泌特定的酶,如水解酶、氧化还原酶和裂解酶等,这些酶能够攻击农药分子的特定化学键,导致其结构破坏。
例如,某些水解酶能够水解农药中的酯键或酰胺键,而氧化还原酶则能够氧化或还原农药分子中的特定官能团。
微生物降解农药的能力与其遗传特性密切相关。
微生物通过基因编码产生特定的降解酶,这些酶对农药分子具有高度的特异性和催化活性。
随着环境适应性的演化,一些微生物能够产生多种降解酶,以适应不同种类农药的降解需求。
生物工程的应用前景与展望

生物工程的应用前景与展望当今,新的科学革命浪潮中引人注目的遗传工程(即生物工程)给许多领域带来飞跃发展。
例如癌症、高血压、遗传性疾病、老化等机理的阐明,胰岛素、生长激素、干扰素、酶等徽生物工业产品产率的提高,赋予农作物以耐寒、高产等优良特性的育种等等,世界各国都予以重视,正积极研究开发。
由于生物工程技术的迅速发展,迫使我们不得不对生物工程的概念和应用发展有所认识和了解。
本文对此试作详细讨论。
伴随着生命科学的新突破,现代生物技术已经广泛地应用于工业、农牧业、医药、环保等众多领域,产生了巨大的经济和社会效益。
食品方面首先,生物技术被用来提高生产效率,从而提高食品产量.其次,生物技术可以提高食品质量.例如,以淀粉为原料采用固定化酶(或含酶菌体)生产高果糖浆来代替蔗糖,这是食糖工业的一场革命.第三,生物技术还用于开拓食品种类.利用生物技术生产单细胞蛋白为解决蛋白质缺乏问题提供了一条可行之路。
目前,全世界单细胞蛋白的产量已经超过3000万吨,质量也有了重大突破,从主要用作饲料发展到走上人们的餐桌。
材料方面通过生物技术构建新型生物材料,是现代新材料发展的重要途径之一.首先,生物技术使一些废弃的生物材料变废为宝。
例如,利用生物技术可以从虾、蟹等甲壳类动物的甲壳中获取甲壳素.甲壳素是制造手术缝合线的极好材料,它柔软,可加速伤口愈合,还可被人体吸收而免于拆线。
其次,生物技术为大规模生产一些稀缺生物材料提供了可能。
例如,蜘蛛丝是一种特殊的蛋白质,其强度大,可塑性高,可用于生产防弹背心、降落伞等用品。
利用生物技术可以生产蛛丝蛋白,得到与蜘蛛丝媲美的纤维。
第三,利用生物技术可开发出新的材料类型。
例如,一些微生物能产出可降解的生物塑料,避免了“白色污染"。
能源方面生物技术一方面能提高不可再生能源的开采率,另一方面能开发更多可再生能源。
首先,生物技术提高了石油开采的效率。
其次,生物技术为新能源的利用开辟了道路。
现代生物技术越来越多地运用于农业中,使农业经济达到高产、高质、高效的目的。
微生物在生物科学中的作用与应用

微生物在生物科学中的作用与应用微生物是一类微小的生物体,包括细菌、真菌、病毒等。
虽然微小,但微生物在生物科学中的作用与应用却是不可忽视的。
本文将从微生物在环境保护、医学研究、食品生产和工业领域的应用等方面进行探讨。
一、微生物在环境保护中的作用和应用1. 氮循环:微生物通过氮循环过程中的固氮、氨化、硝化和反硝化作用,有助于维持土壤中氮元素的平衡。
在农业生产中,微生物还能促进植物对氮的吸收利用。
2. 有机物分解:微生物在自然界中起到分解有机物的重要作用,能够降解植物残体、动物尸体等有机物质,并将其还原为无机物质,为生态系统的循环提供养分。
3. 污水处理:微生物在污水处理中被广泛应用。
通过好氧微生物和厌氧微生物的协同作用,可以高效地降解有机废水和去除污水中的氮、磷等营养物质,使废水得到净化和循环利用。
二、微生物在医学研究中的作用和应用1. 疾病诊断:微生物在疾病诊断中的应用十分重要。
医生通过对患者进行微生物学检查,可以确定病原微生物的种类和数量,从而制定合理的治疗方案。
2. 抗生素研发:抗生素是微生物产生的天然产物,具有杀菌或抑制菌落生长的作用。
对微生物的深入研究有助于发现新的抗生素,缓解因多重耐药菌株带来的医疗难题。
3. 免疫调节:微生物与人体的免疫系统之间存在联系。
通过研究微生物与免疫系统的相互作用,可以开发出新型的免疫调节剂,用于治疗免疫相关性疾病。
三、微生物在食品生产中的作用和应用1. 面包发酵:酵母菌是发酵面包的主要微生物。
酵母菌分解淀粉生成二氧化碳,使面团发酵膨胀,从而制成松软可口的面包。
2. 酒类酿造:酒类的酿造离不开微生物的参与。
啤酒、葡萄酒和白酒等传统酒精饮品的发酵过程中,微生物如酵母菌会将糖转化为酒精和二氧化碳。
3. 发酵食品:一些传统的发酵食品如酱油、酱豆腐、腐乳等,都是在微生物的作用下产生的。
微生物通过发酵过程改变食物的口味和质地,丰富了人们的饮食。
四、微生物在工业领域的作用和应用1. 生物燃料:利用微生物转化废弃物和农作物残渣等可再生资源,生产出生物燃料。
吸附除磷剂的研究进展

当代化工研究Modern Chemical Research4本刊特稿2020•21吸附除磷剂的研究进展*万琼1贾真真彳喻盈捷彳向勇°刘云芳彳(1.湖南石油化工职业技术学院湖南4140122•北京化工大学材料科学与工程学院北京1000293•深圳清华大学研究院广东5180574.丽中环境工程科技(上海)有限公司上海210203)摘耍:磷元素是导致水体富营养化等现象的关键因素之一,对我们的用水安全已造成了巨大影响,因此磷的去除是亟需解决的重要环保问题。
吸附法作为重要的除磷技术之一,具有处理能力强、材料来源广泛、运行成本低等优点,已在众多实际工程中得到应用。
本文结合近年来污水吸附除磷领域的最新动态,根据吸附剂的来源和组成的综合考虑,分类介绍了天然无机基、可再生资源基、废弃物基、碳基、合成无机基和其它新型除磷剂的研究现状,展望了吸附除磷剂的未来研究方向。
关键词:吸附剂;除磷;污水;吸附法;改性中阖分类号:X5文就标识码:AResearch Progress in Pnospnorus-removal AbsorbentsWan Qiong1,Jia Zhenzhen2,Yu Yingjie3,Xiang Yong4,Liu Yunfang2(l.Hu'nan Petrochemical Vocational Technology College,Hu'nan,4140122.College of Materials Science and Engineering,Beijing University of Chemical Technology,Beijing,1000293.Research Institute of Tsinghua University in Shenzhen,Guangdong,5180574.Sinopuri Environmental Engineering Science and Technology(Shanghai)Co.,Ltd.,Shanghai,210203)Abstracts Phosphorus element as one of t he key f actors in water-body eutrophication,h as had a great impact on our water safety.Therefore, phosphorus removal has become an important environmental p roblem urgently to solve.Adsorptionmethod is a very important de-phosphate technology and has many advantages,such as strong absorbing capacity,abundant material,low cost and so on.This method has also been widely used in many practical wastewater treatments.In this paper,combined with the latest development in the f ield of w astewater adsorption and p hosphorus removal in recent years,according to the comprehensive consideration of the source and composition of a dsorbents,the research status of n atural inorganic based,renewable resource based,waste based,carbon based,synthetic inorganic base and other new p hosphorus removal agents are introduced,and the f uture research direction of a dsorption phosphorus removal agent is prospected.Key wordst absorbent}phosphate removal^wastewater;absorption method^modification随着社会的快速发展,人们工作和生活质量不断提高,水体污染状况却日益堪忧,已对社会的可持续发展产生了严重威胁。
微生物农药的开发和应用前景

中 图 分 类 号 :1 S
文献标识码 : A
文 章 编 号 :6 23 9 (0 0 1—3 80 1 7 —1 8 2 1 ) 30 4 -2
微生物农药是 指 由微 生物及其 代谢 产物 加工 制成 的具 主 要 是 以 细 菌 、 菌 和 病 毒 为 主 。细 菌 杀 虫 剂 是 微 生 物 农 真
性。
() 掘 新 的杀 虫 功 能 。 最 初 人 们 仅 将 苏 云 金 杆 菌 集 2发 中 于 鳞 翅 目害 虫 有 效 , 目前 已 了解 到其 对 9 目 6 0种 有 害 个 0
生 物 均 有 毒 杀 作 用 () 合 基 因工 程 菌 的 进 行 构 建 。 近 年 来 人 们 正 尝 试 3融 将 对 不 同 靶 标 害 虫 有 高 毒 力 的 基 因 进 行 重 组 , 拓 宽 杀 虫 以 谱 、 高毒力和延缓 抗性 。 提 ( ) 化 发 酵 条 件 。 研 究 人 员 为 获 得 高 效 价 的 发 酵 培 4优
上 , 生 孢 子 吸 水 后 萌发 而 长 出 芽 管 或 形 成 附 着 孢 , 入 昆 分 侵
虫 体 内 , 丝 体 在 昆 虫 体 内 不 断 繁 殖 , 成 病 理 变 化 和 物 理 菌 造 () 接作 为农 药使 用 的微 生 物 , 直接 利 用 细菌 、 1直 即 真 变化而导致 昆虫死 亡 。真菌 杀 虫剂 具有 防治 谱广 , 效 期 残 菌 、 毒来防治病 、 、 害 。 病 虫 草 长 , 散力 强 等 特 点 。缺 点 在 于 作 用 缓 慢 , 染 过 程 长 , 扩 侵 作
有 杀 虫 、 菌 、 草 、 鼠 或 调 节 植 物 生 长 等 具 有 农 药 活 性 药 中应 用 最 广 泛 , 时 也 是 效 果 最 好 的 一 类 。按 照 用 途 , 杀 除 杀 同 微 的物 质 。 全 世 界 生 物 农 药 产 品 中 , 生 物 农 药 占 到 近 9 % , 微 O 国内出现大规模 产业化 的生物农药主要也 是微生物农药 。 生 物 农 药 可 分 为 微 生 物 杀虫 剂 、 生 物 杀 菌 剂 、 生物 除 草 微 微 剂等 。
反硝化除磷技术研究进展

第7期高峰,等:反硝化除磷技术研究进展-79-反硝化除磷技术研究进展高峰',李明?(1.山东省德州生态环境监测中心,山东德州253000;2.德州市生态环境监控中心,山东德州253000)摘要:主要简述了反硝化除磷技术的原理及其工艺运行的主要影响因素,分析了运用反硝化除磷工艺的单污泥系统(A/O、UCT、MUCT、BCFS、SBR)和双污泥系统(A?N、Dephanox、A?N/SBR)的运行特点。
关键词:反硝化除磷;原理;影响因素;工艺中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1008-021X(2021)07-0079-02Application Status and Research Progress of Denitrifying Phosphorus Removal TechnologyGao Feng',Li Ming1(1.Dezhou Ecological Environment Monitoring Center of Shandong Province,Dezhou253000China;2.Dezhou City Ecological Environment Monitoring Center,Dezhou253000,China)Abstract:In this paper,the principle of denitrifying phosphorus removal technology and the main influencing factors of its operation are described,and the operating characteristics of single sludge system(A?/O,UCT,MUCT,BCFS,SBR)and double sludge system(A N,Dephanox,A?N/SBR)using denitrifying phosphorus removal process are analyzed.Key words:denitrifying phosphorus removal;principle;influencing factors;process反硝化除磷是指反硝化除磷菌在缺氧的条件下,以硝酸盐代替氧为电子受体,同步完成反硝化脱氮和过量吸磷过程。
植物磷素营养与磷肥

钾肥主要作用是促进植物对水分和养分的运输,提高植物的抗逆性。适量的钾肥能够促进 植物对磷的吸收和利用,提高磷肥效果。但是,过量施用钾肥可能会对植物吸收其他养分 产生拮抗作用。
04
CHAPTER
磷肥的增产效果与环境影响
磷肥对作物产量的影响
促进作物生长
磷肥能够促进作物的根系发育和光合 作用,提高作物对水分和养分的吸收 能力,进而提高产量。
02
CHAPTER
磷肥的种类与特性
天然磷肥
天然磷肥是指直接从自然界中获取的 磷矿资源,经过加工制成的肥料。其 主要成分是磷酸钙、磷酸镁等,含有 植物生长所需的磷元素。
天然磷肥的优点是含磷量高,使用方 便,但其缺点是含有杂通过化学方法合成的磷肥,主要成分是磷酸一 铵、磷酸二铵等。
土壤中磷的含量
土壤中磷的含量因土壤类型、土壤质 地、土壤pH值等因素而异。一般来 说,土壤中有效磷的含量较低,因此 需要施用磷肥来补充。
土壤中磷的分布
土壤中磷的分布不均匀,通常集中在 土壤表层。这主要是因为磷素在土壤 中的移动性较差,难以渗透到深层土 壤中。
磷肥的施用方法
01
基肥
基肥是在播种或种植前施用的肥料,主要作用是为植物提供持续的营养
磷肥与其他肥料的配合施用
有机肥料
有机肥料富含有机质和微生物,能够改善土壤结构,提高土壤保水保肥能力。同时,有机 肥料中的有机酸能够促进土壤中磷的释放,提高磷的有效性。
氮肥
氮肥与磷肥的配合施用对植物生长至关重要。适量的氮肥能够促进植物对磷的吸收和利用 ,提高磷肥的利用率。但是,过量施用氮肥会导致植物对磷的吸收受到抑制,因此应合理 搭配氮磷比例。
05
CHAPTER
植物磷素营养与磷肥的研究 进展
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Hans Journal of Agricultural Sciences 农业科学, 2020, 10(6), 380-385 Published Online June 2020 in Hans. http://www.hanspub.org/journal/hjas https://doi.org/10.12677/hjas.2020.106056
文章引用: 王怡凡, 刘巍, 李洪顺, 朱其立, 冷伟峰, 李延锋, 朱建强. 解磷微生物应用研究与展望[J]. 农业科学, 2020, 10(6): 380-385. DOI: 10.12677/hjas.2020.106056
Applied Research and Outlook of P-Solubilizing Microbes
Yifan Wang1, Wei Liu2, Hongshun Li2, Qili Zhu2, Weifeng Leng2, Yanfeng Li2*, Jianqiang Zhu1* 1Engineering Research Center of Ecology and Agricultural Use of Wetland, Ministry of Education, Yangtze
University, Jingzhou Hubei 2Linyi Limited Company of China Sinochem Agriculture R & D Center, Linyi Shandong
Received: May 20th, 2020; accepted: Jun. 4th, 2020; published: Jun. 11th, 2020
Abstract Phosphorus is an important nutrient element for plant, which impacts vegetation growth and meta-bolism. Based on literature search and analysis, the paper summarized species of P-solubilizing mi-crobes and their phosphate-solubilizing mechanisms, as well as their application in agricultural production practice, probed into technical approaches to enhance utilization rate of phosphorus in soil, looked forward to applied research of P-solubilizing microbes, finally pointed out the striving direction in the future in light of problems existed in the research and application of P-solubilizing microbes.
Keywords P-Solubilizing Microbes, Agricultural Application, Research Progress, Outlook
解磷微生物应用研究与展望 王怡凡1,刘 巍2,李洪顺2,朱其立2,冷伟峰2,李延锋2*,朱建强1* 1长江大学,湿地生态与农业利用教育部工程研究中心,湖北 荆州
2中化农业(临沂)研发中心有限公司,山东 临沂
收稿日期:2020年5月20日;录用日期:2020年6月4日;发布日期:2020年6月11日
摘 要 磷是重要的植物营养元素,影响植物的生长和代谢。在文献调查与分析的基础上,本文归纳总结了解磷*通讯作者。 王怡凡 等 DOI: 10.12677/hjas.2020.106056 381 农业科学
菌的种类、解磷机理以及在生产中的应用,探讨了提高土壤中磷素利用率的技术途径,对解磷微生物的应用研究进行了展望,最后,根据解磷菌研究和应用中存在的问题指出了今后努力的方向。
关键词 解磷菌,农业应用,研究进展,展望
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1. 引言 磷是维持植物体正常生长不可或缺的营养元素之一,可提高植物的抗性及其对环境的缓冲能力,在植物体的新陈代谢活动中发挥着重要作用。对于缺磷土壤,农业生产实践中,人们通常施用磷肥来解决磷素缺乏问题,但磷在土壤中易被固定,转化效率较低且对土壤、水体以及生态环境等造成了负面影响。土壤中存在大量的有益微生物,其中解磷微生物即解磷菌能够将难溶性的磷通过其代谢活动转化为土壤和植物可吸收利用的形态;同时,由于解磷菌对于土壤、植物以及环境之间的物质循环等具有积极影响,而受到了广泛地关注。因此,本文将重点围绕解磷菌的研究与应用进行阐述。
2. 解磷菌分类及其功能 在生态系统中,磷在土壤、植物以及微生物之间进行流通,主要以无机磷和有机磷两种形式存在,其中难溶性磷约占全磷的95% [1]。在农业生产中,人们采用施磷肥的方法来解决土壤缺磷问题,但是磷元素进入土壤中易与Mg2+、Ca2+、Al3+、Fe3+等阳离子结合,形成难溶性的磷酸盐,如磷酸钙、磷酸铁、
磷酸铝等,导致磷肥利用率较低(约15%左右)。众所周知,土壤中存在着大量有益微生物,对土壤肥力演变、植物生长发育以及它们之间的物质循环等具有重要影响。H. Ram等田间试验结果表明,根际有益微生物如溶磷真菌(Phosphate-solubilizing fungus, PSF)能提高土壤磷素有效性,提高作物产量[2]。其中解磷微生物即解磷菌(phosphate-solubilizing microorganisms, PSM)能够将土壤中植物难以吸收利用的磷转化为容易吸收利用的形态,如Ca(H2PO4)2、KH2PO4、NaH2PO4、Mg(H2PO4)2、CaHPO4、MgHPO4等。张云
霞的盆栽小麦试验结果表明,解磷菌B. sub-tilis JT-1作为生物菌肥,施用后不仅能提高植物对磷的利用率,而且使农作物增产[3]。 由于气候条件、土壤类型、土壤性质、作物类型、根际环境、种植模式、施肥情况以及管理水平等的不同,导致解磷菌的种类和数量存在差异。解磷菌主要分为细菌、真菌、放线菌。根据其分解底物的不同,分为解无机磷微生物和解有机磷微生物。研究表明,有些微生物如链霉菌属(Streptomy, ces)既可以溶解有机磷,又可以溶解无机磷,所以它们之间没有明确的界限[4] [5] [6]。其中,解磷细菌的种类和研究较多,主要涉及芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、固氮菌(Azotobacter)、土壤杆菌属(Agrobacterium)、黄杆菌属(Flavobacterium)、欧文氏菌属(Erwinia)等[5] [7]。在这些解磷细菌中,研究应用较多的是巨大芽孢杆菌和胶质芽孢杆菌,它们的解磷能力最强[1] [8]。解磷真菌主要有青霉菌属(Penicillium)、曲霉菌属(Aspergillus)、镰刀菌属(Fusarium)以及AM菌根属(Arbusclar mycorrhiza)等,应用报道较多的是解磷能力强的曲霉和青霉。解磷放线菌主要有链霉菌属(Streptomyces)和小单胞菌属(Micromonospora)等[7] [9]。此外,相关研究发现[10],有的蓝细菌也具有解磷功能,如繁育拟惠氏蓝细王怡凡 等 DOI: 10.12677/hjas.2020.106056 382 农业科学
菌(Westiellopsisprolifica)和鱼腥藻(Anabaena)等。虽然解磷真菌在数量和种类上较解磷细菌少,但是其解磷能力更强、更持久、更稳定,究其原因是许多解磷细菌在进一步纯化培养后,其解磷能力逐渐减弱且不再恢复,而解磷真菌的解磷能力较为稳定[10]。 同时,解磷菌也能促进植物对Ca、N、Fe、K、Mg、Zn等营养元素的吸收,但由于土壤含磷量本底值的不同,这种促进作用会有所差异;除此之外,解磷菌还具有促进植物生长和抑制土壤病原菌等功能。Sarkar等研究发现,PSB与TSP (三重磷酸盐)混合使用,能增加水稻株高、单株分蘖数以及植株矿质营养含量[11]。Singh等研究表明,土壤解磷细菌具有促进植物生长的作用[12]。彭静静等表明葡糖醋杆菌 qzr14应用于黄瓜苗,具有抵抗病原的功能[1]。总结前人研究可得,解磷菌在提高营养元素利用率、恢复土壤结构、改良土壤理化性状及维持生态环境稳态等过程中发挥着重要作用[8] [13]。Srivastwa P.等的盆栽试验结果表明[14],微生物菌株添加到盐土中能够改善土壤pH、电导率、速效磷、速效氮等理化性质,增产提质,从而达到“减肥增效”的目的。因此,如何充分地利用解磷菌的功能来提高土壤中磷的有效性以及改良土壤已经成为研究焦点以及亟待解决的问题。
3. 关于解磷菌的解磷机理研究 目前,一般认为解磷菌解磷是一个动态的过程,且解磷的机理较为复杂。研究者通常从生理生化和分子生物学角度,解析解磷菌的解磷机理。 从生理生化角度看,解磷菌之所以能够解难溶性无机磷,主要是加入解磷菌后产生了各种类型的小分子有机酸,主要包括葡萄糖酸、酮葡萄糖酸、苹果酸、草酸、酒石酸、乙酸、丙酮酸等酸性物质。这些有机酸可以与难溶性磷酸盐中的钙、铁、铝等阳离子发生螯合作用或者通过降低环境的PH,从而溶解并释放出磷酸根。在碱性土壤中,解磷菌释放的有机酸在一定程度上减轻了根际土壤的碱性胁迫,进一步提高了土壤和植物对磷的利用率。有研究表明[15],解磷菌呼吸作用释放的CO2能够间接的提高磷的
利用率;解磷菌合成的胞外多糖通过结合其培养基中游离的磷间接参与了无机磷的溶解过程;解磷菌在代谢过程中释放的质子能够降低植物根际环境的PH,可促进土壤和植物对磷的吸收。但通过释放CO2、
质子以及合成胞外多糖来溶解难溶性磷酸盐,远不如释放小分子有机酸的作用大。所以,目前普遍认为解磷菌溶解无机磷的主要机制是释放各类小分子有机酸。需要提出的是,土壤类型、作物类型等不同,有机酸在种类和数量上会有所差异[1] [16]。 关于解磷菌能解难溶性有机磷的机理,从生理生化角度看,主要是解磷菌可利用合成磷酸酶(磷酸单酯酶、磷酸二酯酶和磷酸三酯酶)、水解磷酸酯来溶解有机磷[15]。磷酸酶可分为酸性磷酸酶和碱性磷酸酶,它们能够将难溶性有机磷降解为可溶性的小分子以供植物和土壤之需。此外,同一解磷菌株可以兼具解无机磷和解有机磷的功能[15]。 一些研究者借助分子生物技术和基因克隆等手段,从分子生物学角度研究解磷菌溶解难溶性磷的作用机理,目前主要是通过研究菌株产酸及其分泌水解酶的相关基因的手段了解其分子学机理。Hilda Rodríguez等认为[17],克隆与矿物磷酸盐增溶有关的基因,例如那些影响有机酸合成的基因以及磷酸酶编码基因,将是这种基因操作程序的第一步;López-Bucio等指出[18],细菌柠檬酸合成酶基因在烟草根系表达时增加了有机酸的分泌以及植物磷的有效性。Rossolini等从洋葱伯克霍尔德菌中分离出了一个促进磷酸酶活性的基因[19],指出该基因编码一种外膜蛋白,在培养基中不含可溶性磷酸盐的情况下促进合成,并可能参与P向细胞的转运。Rodriguez等认为,在自然根际细菌中引入或过量表达土壤磷溶(有机和无机)相关基因是提高微生物接种能力的一个非常有效的途径[20]。Jun Lü等认为[21],在大肠杆菌中表达的草酸P.oxalicumC2-mMDH基因可增加有机酸分泌,从而增强磷素溶解。赵为容的试验表明[22],在低磷环境中磷缺陷指示基因表达明显增强,解磷菌株可下调相关基因减弱其表达,对植物有促生作用的