解磷菌是什么菌?解磷微生物种类及分布
解磷菌一般指通过菌体生长繁殖过程中分泌的代谢物或者与其他菌体协同产生某些作用,将难溶性的磷转化为能被植物吸收的有效磷,便于植物直接吸收利用。根据解磷菌作用底物不同,解磷菌分为有机磷分解菌和无机磷分解菌,两者之间没有严格界限,部分菌种同时具备降解有机磷和无机磷作用。
解磷微生物种类及分布
细菌、真菌和放线菌中都具有解磷功能的微生物种类,在不同生态环境土壤中也均有解磷功能微生物分布,解磷菌在土壤中的数量及种类受环境因素、土壤类型、土壤理化性状、人为干扰等因素影响。我国旱地土壤中的溶磷菌数量大约为107cfu/g,占土壤微生物总数的27%~82%,其中解磷类细菌所占比例最大。解磷细菌数量与土壤有机质含量密切相关,因土壤类型而异,黑钙土溶磷菌最多,达4.89×107cfu/g,瓦碱土最少,只有2×104cfu/g。
林启美等在研究不同生态系统的土壤中溶磷细菌数量时发现,溶磷类细菌不仅总数差异很大,而且细菌总数占总菌数的比例也有很大差异。易艳梅等发现,溶磷微生物在不同生态区土壤中的分布各不相同,磷矿区土壤中溶磷微生物数量和种群丰度普遍高于重金属污染区和盐渍区。在极端生态环境条件下,也存在解磷菌,Pankaj等从印度喜马拉雅地区玉米根际土壤中筛选出的波状假单胞菌(Pseudomonascorrugata),经过诱发突变后,在4~28℃条件下,具有良好的解磷能力。Gaind等在1991年从45℃的高温环境中发现枯草芽胞杆菌、环状芽胞杆菌(Bacilluscirculans)及3株黑曲霉都具有良好的解磷性能。
根际效应明显影响解磷菌的分布,即根际土壤中的解磷菌类数量比其周围土体多,但并不一定是根际微生物的优势菌群。Sperber发现,植物根际土壤解磷菌数量远大于其他区域土壤的数量。Katznelson等对小麦根圈解磷菌筛选结果为根际土壤中的解磷菌比非根际土壤高6~18倍。赵小蓉等对小麦和玉米土壤解磷菌的研究表明,根际土壤比非根际土壤解磷菌数量高10~100倍。
不同植物根际解磷菌数量种类也有很大差异,辽宁省微生物科学研究院采集50多种野生植物根际土壤筛选解磷菌,结果表明在同一地点采集的不同种类植物,其根际解磷菌数量、种类差异巨大,具有解磷圈菌落数量最高比最低高10倍以上。Sundara等发现,小麦根际解磷菌主要是芽胞杆菌属和埃希氏菌属,Elliott等分析春小麦根际解磷菌主要是芽胞杆菌属、假单胞菌属和链霉菌属。
易艳梅等发现,磷矿区土壤中溶磷微生物数量和种群丰度普遍高于重金属污染区和盐渍区,但优势种属间数量差异不明显;重金属污染土壤中解磷细菌比例较高,但种群单一,优势种群为巨大芽胞杆菌,重金属污染区解磷细菌数量与土壤重金属综合污染指数呈显著正相关(P<0.01),解磷细菌丰度与有机质含量呈显著正相关(P<0.05);盐渍土中解磷细菌少,优势种群为假单胞杆菌属(Pseudomonas)、芽胞杆菌属(Bacillus)和黄单胞杆菌属(Flavobacterium),其数量和种群丰度分别与有机质和有效磷含量呈显著相关关系(P<0.05)。
耕作措施影响土壤中解磷菌类微生物数量,臧威等研究发现,小麦、水稻、玉米、大豆根际土壤中分布大量解磷菌,菌数达到(2.15~6.68)×105cfu/g,涉及解磷菌群明显不同,分别涉及9、11、13、12个菌属。
李双喜等研究发现,生物耕作处理土壤中无机磷分解菌最多,表层(0~5 cm)的无机磷分解菌为1.14×106个/g,生物耕作及免耕处理分别是机械耕作的1.42、1.29倍,不同处理间无机磷分解菌数量差异显著,接种蚯蚓和免耕处理都能增加无机磷分解菌的数量;吴瑕等发现,间作和栽培作物明显比不种植任何作物土壤中解磷菌数量多,番茄、分蘖洋葱根际及无苗对照土壤中无机磷分解细菌数量均呈先下降后上升的趋势,间作番茄根际土壤无机磷细菌数量明显高于单作和无苗对照,且在定植第23天和37天时,差异均达显著水平(P<0.05);分蘖洋葱在定植第23天时,间作分蘖洋葱根际土壤中无机磷细菌数量显著低于单作,而间作后期,单作和间作土壤无机磷细菌数量无显著差异,但两种处理均显著高于无苗对照(P<0.05)。秸秆还田明显增加土壤中有机质含量,还可促进土壤麦角固醇积累,其对溶磷微生物群体和高效溶磷菌生长均有促进作用,并且可显著增加耕层土壤中细菌、霉菌、放线菌、解磷解钾菌、硝化细菌和反硝化细菌等数量,改善土壤微生物的群落结构和功能多样性。
解磷微生物种类
解磷菌种类繁多,目前已经报道的解磷菌有20多个属,其中具有解磷作用的细菌种类及数量最多,并且目前市场上应用最多的解磷菌也是细菌,如巨大芽胞杆菌。具有解磷作用的细菌种类主要有芽胞杆菌属、假单胞杆菌属、欧文氏菌属(Erwinia)、伯克氏菌属(Burkholderia)、土壤杆菌属(Agrobacterium)、西地西菌属(Cedecea)、沙雷氏菌属(Serratia)、黄杆菌属(Flavobaccterium)、肠细菌属(Enterbacter)、微球菌属(Micrococcus)、固氮菌属(Azotobacter)、不动细菌属(Acinetobacter)、根瘤菌属(Bradyrhizobium)、沙门氏菌属(Salmonella)、色杆菌属(Clromobacterium)、产碱菌属(Alcaligenes)、节细菌属(Arthrobacter)、硫杆菌属(Thiobacillus)和埃希氏菌属(Escherichia)。
已经筛选出且被证明具有解磷作用的真菌种类比较少,实际应用于生产的种类更少,在生产上应用比较多的具有解磷作用的真菌主要是菌根菌类。具有解磷功能的真菌类群主要有青霉菌属(Penicillium)、曲霉菌属(Aspergillus)、链格孢属(Alternaria)、根霉属(Rhizopus)、短梗霉属(Aureobasidium)、镰刀菌属(Fusarium)、踝节菌属(Talaromyces)、小菌核菌属(Sclerotium)、酵母菌属(Saccharomyces)和菌根菌(Arbuscularmy)。
具有解磷作用的放线菌主要是链霉菌属(Streptomyces),虽然链霉菌属放线菌解磷作用相对较差,但由于其独特的防病功能,使其具有较好的应用前景。
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