摘要：綜述土壤解磷微生物的種類、分布、解磷機制、解磷能力、對植物生長發(fā)育的影響、與其他功能微生物的相互作用，并對解磷微生物制荊在實際應(yīng)用中存在的問題和今后研究的方向進行闡釋，旨在為解磷微生物的開發(fā)應(yīng)用研究提供信息。

關(guān)鍵詞：解磷微生物；研究；進展

中圖分類號：Q939.9

文獻標志碼：A

磷是植物生長所必需的礦質(zhì)元素之一，是植物體內(nèi)核酸及多種酶、輔酶、三磷酸腺苷(ATP)等的重要組成部分，并以多種方式參與植物體內(nèi)的光合作用和生理生化過程，對促進植物的生長發(fā)育和新陳代謝具有重要作用。自然界的磷庫主要存在于土壤中，其循環(huán)主要在土壤、植物和微生物之間進行。土壤作為植物磷素的供給源，其供磷水平的高低影響著植物的生長發(fā)育。

土壤中的磷主要是以無機磷化合物和有機磷化合物2種形態(tài)存在，其中無機磷約占全磷含量的30％～50％。土壤中無機磷的形態(tài)主要有原生和次生礦物。原生礦物約有200種，主要是磷灰石，其主要成分是鈣氟磷灰石(Ca₃F(PO₄)₃)和氫氧磷灰石(Ca₁₀(PO₄)₅(OH)₂)。次生礦物主要指化合態(tài)即沉淀態(tài)的磷酸鹽，它有2種類型，第1類是閉蓄態(tài)磷，是指磷酸鐵和磷酸鋁被氧化鐵形成的酸膜包蔽，閉蓄態(tài)磷活性低，向土壤供磷能力弱；第2類是非閉蓄態(tài)磷，包括磷酸鐵、磷酸鋁和磷酸三鈣。我國南方的磚紅壤中非閉蓄態(tài)磷以磷酸鐵為主，磷酸鋁和磷酸的鈣鹽很少，而閉蓄態(tài)的磷酸鹽占無機磷量的80％；北方的石灰性土壤中，非閉蓄態(tài)磷的磷酸鈣占無機磷量的60％～80％，磷的鐵和鋁鹽極少。土壤中磷素約30％～50％是有機磷，土壤有機磷中大部分是肌醇類，約占60％，核酸約占5％～10％，其他如磷脂、磷蛋白、磷酸糖，各占1％～2％，還有相當一部分有機磷的形態(tài)目前仍不十分清楚。土壤有機磷中5％～10％存在于微生物體內(nèi)，30％～50％以植酸鈣鎂形態(tài)存在。

土壤中的磷植物很難直接吸收利用，作為中國磷肥的主要品種過磷酸鈣和磷銨等，無論在北方石灰性土壤還是南方酸性土壤，因土壤強烈的固磷作用，當季利用率不足20％，造成資源浪費。國土資源部已把磷礦列為2010年不能滿足國民經(jīng)濟需要的礦種之一。因此，如何挖掘土壤潛在的磷庫資源，提高磷肥利用率，降低化肥施用量造成的環(huán)境污染，發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)，成為當前農(nóng)業(yè)研究的熱點問題。

土壤磷素循環(huán)是以微生物活動為中心的，微生物的活動對土壤磷的轉(zhuǎn)化和有效性影響很大。研究表明，土壤中存在大量的微生物具有很強的解磷功能，能夠?qū)⒅参镫y以吸收利用的磷轉(zhuǎn)化為可吸收利用的形態(tài)，具有這種能力的微生物稱為解磷菌或溶磷菌(phosphorous-solubilizing microorganisms，PSMs)。本文通過對國內(nèi)外有關(guān)解磷微生物在土壤中的種類與分布，解磷微生物的分離、篩選和鑒定，解磷機制，解磷能力的測定方法以及解磷微生物的開發(fā)應(yīng)用等方面的研究進行回顧。

1 解磷微生物的研究概況

1.1 解磷微生物的種類與分布

解磷微生物(PSMs)是指土壤中能夠?qū)㈦y溶性磷轉(zhuǎn)化為植物能夠吸收利用的可溶性磷的一類特殊的微生物功能類群，包括解磷細菌、解磷真菌和解磷放線菌。其中，能夠?qū)⒅参镫y以吸收的無機磷酸鹽轉(zhuǎn)化為植物可直接吸收利用形態(tài)的微生物稱為解無機磷微生物，能夠礦化有機磷化合物的稱為解有機磷微生物。但由于解磷微生物解磷機理復(fù)雜，相當一部分的解磷微生物既能分泌有機酸溶解無機磷，又能分泌磷酸酶分解有機磷，因而很難準確區(qū)分無機磷和有機磷微生物。

具有解磷能力的微生物已報道的有二十幾個屬。目前主要研究和應(yīng)用的解磷細菌按其種屬進行歸類，包括芽孢桿菌屬(Bacillus)、歐文氏菌屬(Er-winia)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、土壤桿菌屬(Agrobacterium)、沙雷氏菌(Serratia)、黃桿菌屬(Flavobacterium)、腸細菌屬(Enterbacter)、微球菌屬(Micrococcus)、固氮菌屬(Azotobacter)、沙門氏菌屬(Salmonella)、色桿菌屬(Chromabacterium)、產(chǎn)堿菌屬(Alcaligenes)、節(jié)細菌屬(Arthrobacter)、硫桿菌屬(Thiobacillus)、埃希氏菌屬(Escherichi-a)。關(guān)于解磷真菌方面的研究報道相對較少，具有解磷作用的真菌主要有青霉屬(Penicillium)、曲霉屬(Aspergillus)、根霉屬(Rhizopus)、鐮刀菌屬(Fu-sarium)、小菌核菌屬(Sclerotium)、AM菌根菌(Arbuscular mycorrhiza)等。對解磷放線菌的研究主要是針對鏈霉菌屬(Streptomyces)。研究層次多集中在對新的解磷菌株的篩選和解磷效果分析等方面。

土壤中解磷微生物的種群生態(tài)分布受土壤、植被、環(huán)境以及管理因素等的影響，并且表現(xiàn)出強烈的根際效應(yīng)。尹瑞齡等研究發(fā)現(xiàn)我國干旱地區(qū)土壤解磷菌數(shù)量平均為10⁷cfu/g，黑鈣土中解磷菌最多，為4.89×10⁷cfu/g，瓦堿土最少，為2×10⁴cfu/g。林啟美等對農(nóng)田(小麥－玉米)、草坪(羊茅)、林地(榆樹)和菜地(花椰菜等)根際土壤解磷微生物數(shù)量和種群結(jié)構(gòu)進行研究，發(fā)現(xiàn)有機磷細菌比無機磷細菌多，解有機磷細菌主要是芽孢桿菌屬，其次是假單胞菌屬，解無機磷細菌主要是假單胞菌屬；菜地根際解磷細菌數(shù)量和種類最多，農(nóng)田最少。Ponmurugan P和Copi C對不同糧食和飼草作物解磷細菌種群密度和分布類型的研究顯示，花生根際解磷細菌種群密度最高，鴨腳稗、高粱和玉米根際土壤解磷細菌種群密度最低。羅明等研究了不同施肥措施對棉田土壤磷細菌的影響，結(jié)果表明有機肥與N，P，K化肥合理的配施能有效促進磷細菌的生長繁殖，化肥中以氮肥的促進作用最為顯著。不同的作物其根際的解磷菌種群結(jié)構(gòu)也有差異，Elliott等報道小麥根際解磷菌主要為芽孢桿菌屬(Bacillus)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、歐文氏菌屬(Erwinia)、鏈霉菌屬(Streptomyces)和埃希氏菌屬(Escherichia)。趙小蓉等的另一項研究表明，玉米和冬小麥根際土壤解磷菌數(shù)量要比非根際高1～2個數(shù)量級，且夏玉米收獲時期根際有機磷細菌主要是假單胞菌屬和黃桿菌屬，無機磷細菌主要是歐文氏菌屬，而冬小麥苗期根際土壤的有機磷細菌主要為假單胞菌屬，無機磷細菌主要為假單胞菌屬和歐文氏菌屬，根際微生物種群結(jié)構(gòu)的差異可能是受根系分泌物類型的影響。于翠等以大青葉為材料，研究其根際與非根際解磷細菌的數(shù)量和種群結(jié)構(gòu)動態(tài)，結(jié)果表明大青葉根際與非根際解磷細菌主要以芽孢桿菌屬為主，不同生育期種類不同，其中新梢停長期根際解磷細菌種類較其他時期復(fù)雜，類群最為豐富，共分離到6個菌屬。不管怎樣，影響解磷微生物種類、種群結(jié)構(gòu)和生態(tài)分布的因素很多，包括植物類型、生育期及長勢、土壤類型及其管理措施、環(huán)境因素等，這些因素的影響程度和影響途徑還需要進一步的研究。

1.2 解磷微生物的作用機制研究

微生物的解磷過程十分復(fù)雜，存在多種機理。一般認為磷細菌在其生命活動中產(chǎn)生有機酸如乳酸、羥基乙酸、延胡索酸、琥珀酸、檸檬酸等，這些有機酸可以溶解土壤中難溶性的磷酸鹽。研究證實，假單胞菌屬(Pseudomonas sp.)溶解磷灰石與其分泌的葡萄糖酸有關(guān)；此外，2～酮基葡萄糖酸、草酸、檸檬酸、乳酸和氨基酸等也都被證實與解磷微生物的溶磷有關(guān)。王富民等發(fā)現(xiàn)黑曲霉(Aspergillus niger)在發(fā)酵培養(yǎng)液中產(chǎn)生草酸、檸檬酸等多種酸。分泌有機酸對難溶性磷化合物進行酸解作用被認為是微生物重要的溶磷機制之一。林啟美等研究指出，曲霉、青霉、歐文氏桿菌和腸桿菌等之所以具有溶解磷礦粉的能力，主要是由于分泌有機酸直接溶解了磷礦粉，但對于腸桿菌和歐文氏菌，可能有機酸也起了絡(luò)合和螯合作用。另外，解磷微生物通過呼吸作用放出CO₂，降低環(huán)境pH值，從而引起磷酸鹽的溶解。微生物腐解植物殘體而產(chǎn)生胡敏酸和富里酸，這2種酸能與復(fù)合磷酸鹽中的鈣、鐵和鋁螫合，釋放出磷酸鹽，它們也能與鐵、鋁及磷酸鹽形成穩(wěn)定的可溶性復(fù)合物，這些復(fù)合物可以被植物吸收利用。微生物對鈣離子的吸收使磷酸根進入土壤溶液。解磷微生物能夠通過NH⁺₄的同化作用放出質(zhì)子，降低pH，引起磷酸鹽溶解。磷細菌能釋放出硫化氫，可與磷酸作用，產(chǎn)生磷酸亞鐵和可溶性磷酸鹽。

土壤中有機磷的組成很復(fù)雜，據(jù)報道磷脂占1％，核酸或核酸的降解產(chǎn)物占5％～10％，肌醇六磷酸鹽(植素)占60％，另外還有其他形式的有機磷。酶解作用是有機磷降解的主要途徑，當磷是土壤微生物和植物生長發(fā)育的主要限制因子時，土壤微生物分泌的酸性或堿性磷酸酶將植酸鹽、磷脂等有機磷化物水解，轉(zhuǎn)化為簡單的無機化合物為植物所吸收利用。有研究表明，當有效磷低于一定閾值使得微生物感受到低磷脅迫時，胞內(nèi)堿性磷酸酶會被誘導(dǎo)合成并不斷積累，其酶量可達到胞內(nèi)總蛋白的6％，磷細菌還有可能先將有機磷酸酯轉(zhuǎn)運入胞內(nèi)再進行酶解來降解有機磷。一般認為微生物降解有機磷或礦物磷等非可溶性磷源的能力決定于胞內(nèi)磷水平并受胞外有效磷濃度的影響。但在實驗室條件下對磷脂酶C(Phospholipase C，)的研究還發(fā)現(xiàn)某些磷脂酶c的基因不受外源磷水平調(diào)控，也有人分離到1株解磷能力不受胞內(nèi)磷水平影響的菌株。

1.3 解磷微生物的解磷能力

1.3.1 測定方法 微生物解磷能力常用的測定方法有3種：①將解磷微生物菌株在含有難溶性磷酸鹽的固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)，測定菌落周圍產(chǎn)生的透明圈的大小。②將含解磷微生物的菌株和不溶性磷化物的培養(yǎng)液進行液體培養(yǎng)，測定培養(yǎng)液中可溶性磷的含量。③將解磷微生物菌株進行土培或砂培，測定土壤或沙子中的有效磷含量。如何測定微生物分解的磷，目前有多種方法，一種是將培養(yǎng)液過濾，用鉬藍比色法測定濾液中的磷含量；另一種是采用離心的方法，除去微生物細胞，測定離心后上清液中磷的含量。有人將菌株接種于培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時間后，再加入HCl震蕩過濾后測定，其認為能被HCl提取出的磷是微生物分解出來的磷。所有這些方法都不包括微生物生物量磷，因為微生物在生長繁殖時，不僅分解難溶性的磷化合物，而且還同化一部分分解出來的磷，所以微生物量磷也是微生物分解的一部分。趙小蓉等。采用熏蒸、消煮方法測定砂培過程中微生物分離出來的磷，以期找到準確測定微生物解磷能力。

1.3.2 解磷能力 無機磷細菌的主要作用是分解無機磷化合物，如磷酸鈣、磷灰石等；有機磷細菌的主要作用是礦化有機磷化合物如核酸、磷脂等。不同種類的細菌解磷能力不同，而且同一細菌對不同磷酸鹽的分解能力也有不同。鐘傳青等比較了不同種類的微生物菌株對不同種類難溶性磷酸鹽及磷礦粉的溶磷能力，磷酸鈣、磷酸鋁、磷酸鐵等難溶性磷酸鹽易被酵母菌、霉菌溶解，而磷礦粉易被巨大芽孢桿菌溶解。Paul等測定從豆科植物根際分離出來的幾株芽孢桿菌屬溶解Ca₃(PO₄)₂的效果表明，溶磷能力最強的是巨大芽孢桿菌(Bacillus megateruium)，最弱的為短芽孢桿菌(Bacillusbrevis)。Molla等的研究也表明不同菌株分解Ca₃(PO₄)₂的能力有很大差異。Murdyk報道在美國南部的海岸沙灘上，細菌分解磷酸鹽的順序為：磷酸氫鈣＞磷酸鐵鹽＞磷酸鎂鹽＞磷酸鈣鹽＞磷酸鋁鹽，并且堿性磷酸鹽較酸性磷酸鹽易被分解。曾廣勤等研究結(jié)果顯示，解磷細菌HM0332和HM48-3菌株以磷礦粉為磷源，在純培養(yǎng)條件下產(chǎn)生有機酸分解轉(zhuǎn)化磷礦粉，有效磷轉(zhuǎn)化率(即解磷強度)分別為8.28％和7.26％。林啟美等發(fā)現(xiàn)以磷礦粉為唯一的磷源培養(yǎng)解磷菌，解磷能力較強的菌株為假單胞菌屬和歐文氏菌屬。目前研究報道較多的溶磷真菌多為曲霉屬和青霉屬，其中黑曲霉是一種溶磷效果非常好的菌株。Cerezine等報道了液體培養(yǎng)過程中，隨著黑曲霉菌絲體的生長，對不溶性磷酸鹽的溶解能力增強。范丙全等篩選得到2株具有溶磷作用的草酸青霉菌菌株P(guān)8和Pn1，在不同培養(yǎng)條件下測定它們的溶磷能力，并與拜萊青霉菌ATCC20851和解磷巨大芽孢桿菌ATCC14581進行比較，在固體培養(yǎng)基上草酸青霉菌P8和Pnl表現(xiàn)較強的溶解Ca₃(PO₄)₂，Ca₃H₂(PO₄)₈·5H₂O，CaHPO₄，F(xiàn)ePO₄和骨粉的能力。劉長霞等從海濱鹽堿土篩選出4種耐鹽無機解磷真菌，在不同NaCl濃度發(fā)酵培養(yǎng)中表現(xiàn)出較強的解磷能力。王富民等從土壤中篩選出高效溶磷真菌黑曲酶菌株AP-2，能使土壤速效磷含量增加141.94％。

1.4 解磷微生物對植物生長發(fā)育的影響

接種解磷細菌的良好效果一般被推斷為解磷菌通過改善土壤磷素營養(yǎng)而促進植物生長；但也有人認為解磷微生物所釋放的磷量很少，接種解磷菌增加植物吸收磷量，是由于解磷菌分泌的生長調(diào)節(jié)物質(zhì)促進了根系生長的結(jié)果，或是解磷菌具有解磷和促進生長的雙重作用。目前已發(fā)現(xiàn)解磷微生物能夠產(chǎn)生生長素(IAA)、赤霉素(GA)、細胞分裂素(CK)、鐵載體、揮發(fā)性氫氰酸(HCN)等物質(zhì)，具有植物根際促生細菌(plant growth promotingrhi-zobacteria，PGPR)菌株的許多特性。另外，有研究發(fā)現(xiàn)，接種解磷細菌還能夠增加植物對鉀、鈣、鎂和鋅等營養(yǎng)元素的吸收，這可能是由于土壤中的磷與Ca²⁺，F(xiàn)e³⁺，Al³⁺等離子結(jié)合形成難溶性磷酸鹽，不能被植物直接吸收利用，而解磷細菌分泌的有機酸與Ca²⁺，Mg²⁺，F(xiàn)e²⁺，F(xiàn)e³⁺，Al³⁺等離子以多種形式結(jié)合，使難溶性磷酸鹽中的磷釋放出來，為植物提供可吸收的磷，同時這些與酸結(jié)合的金屬離子也變成可被植物吸收利用的形態(tài)。因此，接種解磷細菌還能夠增加植物對鉀、鈣、鎂、鐵、鋅等營養(yǎng)元素的吸收。

1.5 解磷微生物與其他功能微生物的相互作用

林啟美等研究纖維素分解菌和解磷細菌的相互作用時發(fā)現(xiàn)，先接種纖維素分解菌，28℃培養(yǎng)4d后再接種無機磷細菌，不僅砂中水溶性磷含量大幅度增加，消煮后磷含量更高，達到49.90mg/kg，比同時接種2種細菌的處理增加了2倍多，也比同時加入葡萄糖的處理提高近一半。這充分說明由于纖維素分解稻草產(chǎn)生可利用的糖類物質(zhì)，為無機磷細菌的生長繁殖提供了充足的碳源，使解磷菌能夠發(fā)揮作用。王志等通過固氮、解磷、解鉀細菌制劑的肥效實驗表明，單菌制劑施入土壤均能增加土壤速效磷養(yǎng)分含量，并對小麥產(chǎn)量性狀產(chǎn)生有益的影響，混合菌劑作用效果更加顯著，1:1:1混合菌劑拌種可使小麥產(chǎn)量增加12.56％，具有較好的肥料效果。秦芳玲等研究表明，在土培和砂培基質(zhì)上單接種解磷細菌對紅三葉草生長及其磷營養(yǎng)狀況影響不大，單接種菌根真菌則顯著促進了紅三葉草的生長和對磷的吸收，雙接種條件下菌根菌與解磷細菌對紅三葉草的生長和磷營養(yǎng)改善表現(xiàn)出明顯的耦合效應(yīng)，這在沙培條件下表現(xiàn)尤為突出，由此說明菌根菌和解磷細菌2種微生物之間存在密切的交互作用。王富民等用研制的解磷固氮菌劑給小麥拌種后結(jié)果顯示，當磷細菌和固氮菌同時存在于土壤中時，均優(yōu)于單獨固氮菌和單獨磷細菌存在于土壤的情況，這可能是由于磷細菌的存在，增加了土壤水溶性磷含量，為固氮菌提供磷素營養(yǎng)，而固氮菌的存在不但增加了土壤的氮素含量，并且在其生命活動中合成和分泌的生理活性物質(zhì)，加速了磷細菌芽孢的萌發(fā)。從上述結(jié)果可以看出，磷細菌和固氮菌、VA真菌(vesicular-arbuscular mycorrhiza)的相互作用對植物的生長發(fā)育效果是顯著的，但目前這方面的研究還較少，加強解磷細菌與其他功能微生物相互作用的研究十分重要。

1.6 解磷微生物的研究手段和分子生物學(xué)研究

20世紀80年代以來，對解磷微生物分子生物學(xué)方面的研究越來越多，并在解磷微生物的分子鑒定、解磷基因的克隆及其表達方面已取得了可喜的成績。李繁等從水稻(Oryza sativa)、蕃茄(Lyco-persicon esculentum)、月季花(ROSa chinens)、白樺樹(Betula platyphylla)、玉米(Zea mays)根際土壤樣品中分離篩選出7株解有機磷細菌，通過生理生化實驗、16SrDNA序列分析、G+C含量、DNA-DNA雜交等研究方法確定分離出的解磷微生物分屬于假單胞菌屬、芽孢桿菌屬、不動桿菌屬和寡氧單胞菌屬。楊慧等從湖南、湖北、云南等地磷礦開采場的土壤樣品中篩選到一株溶磷能力較強的菌株P(guān)21，結(jié)合生理生化指標和16SrDNA序列分析，鑒定其屬于草生歐文氏菌菠蘿變種(Erwinian herbi-cola vat.ananas)。NaiK等從433株熒光假單胞菌屬中篩選出具有解磷酸三鈣的80株菌，數(shù)值分類顯示出在相似性系數(shù)為0.76處聚為3個主要表型，在表型特征的基礎(chǔ)上，16SrRNA系統(tǒng)發(fā)育分析表明，測試菌株分別為P。seudomonas aeruginosa，P.mosselii，P.monteiEi，P.plecoglossicida，P.putz-da，P.fulva and P.fluorescens。董昌金等利用LuxAB基因標記法對分離出的巨大芽孢桿菌菌株P(guān)D01進行了熒光標記，傳代實驗證明，解磷細菌PD01-Lux在細菌傳代過程中有少量質(zhì)粒丟失，含熒光標記基因Lux AB的質(zhì)粒在細菌分裂過程中基本上能穩(wěn)定遺傳。

Khasawneh等發(fā)現(xiàn)E.coli中存在磷酸鹽調(diào)節(jié)子phoA和phoB因子，在phoB的啟動下，細菌細胞可以吞噬有機酯中的無機磷，并加快所吞噬Pi的透膜運輸，以此來充當磷饑餓拯救系統(tǒng)，該代謝過程中涉及的另一個重要的基因為phoA，它編碼堿性磷酸酶，當E.coli-K菌株處于磷酸鹽饑餓狀態(tài)時，這一啟動子及信號肽序列將指導(dǎo)合成大量的堿性磷酸酶并分泌到細胞的周質(zhì)空間。Wanner等應(yīng)用基因重組技術(shù)揭示了phoA基因的表達是磷酸鹽饑餓誘導(dǎo)的結(jié)果。Goldstein等從草生歐文氏菌(E.herbicola)中篩選分離并克隆了PQQ(吡咯奎啉醌)合成基因(pqqE)，該基因?qū)僬T導(dǎo)型基因，編碼GDH途徑中葡萄糖脫氫還原酶的輔酶在細菌利用葡萄糖并產(chǎn)酸的過程中起關(guān)鍵作用，可以促進細菌對無機磷的溶解作用，該基因在E.coli HB101中表達并能產(chǎn)生葡萄糖，使原本無溶磷能力的E.coli具有溶解羥基磷灰石的能力，證明了該基因具有溶解無機磷的功能。Babukhan等從洋蔥假單胞菌(P.cepacia)中分離出基因gabY，與存在于細胞膜上的組氨酸通透酶系統(tǒng)中的膜結(jié)合蛋白HisQ具有高度同源性。目前已克隆的有關(guān)細菌促進無機磷溶解的基因大多與細菌產(chǎn)酸有直接關(guān)系或起調(diào)節(jié)作用，而其他種類的無機磷溶解基因報道較少。

2 解磷微生物的應(yīng)用和存在的問題

2.1 解磷微生物的應(yīng)用

1935年，前蘇聯(lián)學(xué)者蒙基娜從土壤中分離到1種解磷巨大芽孢桿菌(B.megatherium phosphatic-um)能分解核酸和卵磷脂，并于1947年大量生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用于前蘇聯(lián)和東歐各國，據(jù)報道接種后土壤中P₂O₅提高15％以上。1996—1999年，印度農(nóng)業(yè)研究所在印度新德里研究了溶磷微生物對水稻和小麥產(chǎn)量及磷吸收的影響，結(jié)果表明加入溶磷菌的情況下，小麥和水稻的糧食和秸稈的產(chǎn)量以及水稻和小麥對磷的吸收均有所增加。2001年，Ves-sey等在加拿大的2個地區(qū)用菌株P(guān).bilatii接種豌豆，對其根形態(tài)、根長等參數(shù)的研究表明該菌株具有強大的解磷能力，該菌制成的菌劑已在加拿大商品化生產(chǎn)。我國磷細菌的研究始于20世紀50年代，磷細菌應(yīng)用研究始于60年代。1955年，陳延偉等從北京小麥根際土壤中分離出1種產(chǎn)酸性無孢子桿菌，具有較強的溶解磷酸三鈣的能力。90年代研究人員把從小麥根際土壤中分離出的1種具有較強溶解磷酸三鈣能力的無孢子桿菌接種到玉米和谷子的砂培實驗表明，玉米干物質(zhì)量比對照增加了32％～45％，谷子干物質(zhì)量比對照增加了51％。近些年，隨著人們環(huán)境保護意識的增強和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施，微生物肥料的研究及開發(fā)得到了高度重視，從而使微生物在提高土壤養(yǎng)分利用率上發(fā)揮著巨大的作用。目前，我國已有生物肥料生產(chǎn)企業(yè)500多家，基本上都進行解磷肥料的生產(chǎn)。

2.2 實際應(yīng)用中存在的問題

解磷微生物肥料在我國應(yīng)用已有一段時間，但發(fā)展不快，應(yīng)用不普遍，其中主要原因是：①解磷微生物種類繁多，分解機制不盡相同且較復(fù)雜。因此，對于不同的土壤和植物類型，與其相適應(yīng)的磷細菌種類難以確定。②解磷機理還不十分清楚，磷細菌肥料施入土壤后活動規(guī)律和變化動態(tài)以及解磷作用發(fā)揮的最佳條件還不太清楚。③對于解磷細菌肥料解磷特性的生理學(xué)和遺傳學(xué)研究較少，尤其是在指示和調(diào)節(jié)方面。④大量研究發(fā)現(xiàn)，單用菌肥效果不很明顯，所以要將解磷微生物肥料和其他微生物肥料和磷肥配合使用，可能會有更好的效果。⑤分離篩選時，對于一些具有優(yōu)良性狀的解磷微生物要進行不斷篩選和復(fù)壯，以提高其解磷的功能。⑥解磷肥料對不同作物的作用效果及施用量會有所不同，應(yīng)注意使解磷肥料最大限度地發(fā)揮功效。

3 研究和發(fā)展趨勢

磷素是植物生長必需的三大營養(yǎng)元素之一，我國土壤普遍缺磷，耕地全磷的質(zhì)量分數(shù)一般為0.02％～0.11％，且土壤有效態(tài)磷素只占土壤全磷含量的2％～3％。磷素供給不足成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要限制因素，如何提高土壤磷庫中難溶性磷素資源的利用率是解決磷缺乏問題的關(guān)鍵。解磷微生物制成的微生物肥料生產(chǎn)成本低，應(yīng)用效果好，施用后不僅能使農(nóng)作物增產(chǎn)，而且能提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和減少化學(xué)磷肥施用量，因此，解磷微生物的研究開發(fā)在農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中具有重要的意義。

目前，解磷微生物的研究已從篩選、鑒定、田間效果實驗向大田應(yīng)用、解磷機制和解磷微生物的基因工程改良研究階段轉(zhuǎn)變，其中基因工程技術(shù)為解磷微生物的研究和應(yīng)用帶來了新的希望。解磷微生物在我國的研究主要集中在高效解磷菌株的篩選和生態(tài)特征等方面，關(guān)于解磷微生物的分子生物學(xué)作用機理以及根際微域生理生態(tài)學(xué)研究相對不足，應(yīng)在以下幾個方面加強研究工作：

1)在高效解磷微生物菌株篩選上，應(yīng)該加強解磷微生物在不同土壤、不同植物、不同環(huán)境條件下的生理生態(tài)研究。重點從特定植物的根面、根際土壤中篩選，以獲得與相應(yīng)植物親和性好、易于在根際定植的菌株，從而更有利于其解磷能力的發(fā)揮。同時，注重解磷微生物與植物根系生長發(fā)育和吸收功能之間的關(guān)系以及根際微生物區(qū)系構(gòu)筑過程中的作用和特點。

2)加強解磷微生物與其他功能微生物，如自生固氮菌、根瘤菌、VA菌根菌、硅酸鹽細菌等的相互作用，特別是解磷微生物與病原菌發(fā)生發(fā)展的關(guān)系，為研制多功能高效復(fù)合菌劑奠定基礎(chǔ)。

3)從酶學(xué)和分子生物學(xué)方面進一步加強解磷微生物解磷機理研究，為解磷微生物肥料的制備提供理論依據(jù)和技術(shù)基礎(chǔ)。

4)構(gòu)建高效解磷工程菌株，提高解磷能力，同時注意與植物相關(guān)基因的研究，借助基因工程增強植物主動吸收磷的能力。

(責(zé)任編輯、校對 魏 樂)