《土壤微生物生态工程》—微生物解磷机制的研究（47）

土壤有机磷主要有核酸、磷酸肌醇（植酸）和磷脂三大类。解磷微生物存在对有机磷的降解矿化作用，土壤中还有大量微生物能够溶解无机固定态磷，使其转化为可溶性磷。即解磷微生物存在对无机固定态磷的溶解作用。根据解磷菌作用对象的不同，可将解磷菌分为有机磷微生物（能够矿化有机磷化合物的微生物）和无机磷微生物（能够将植物难以吸收的无机磷酸盐转化为可直接吸收利用形态的可溶性磷的微生物）。

1．有机酸

一般认为溶磷菌之所以能溶解土壤中难溶态磷酸盐，是因为这些微生物能分泌有机酸从而具有溶磷作用。微生物释放的有机酸一方面可以使土壤pH值局部降低，使磷酸钙、磷酸铝、磷酸铁等难溶态磷酸盐在酸性条件下溶解；另一方面，这些有机酸能与铝、铁、钙、镁等金属离子发生络合或螫合作用，从而将与之结合的磷酸根释放出来。边武英等发现细菌能够分泌苹果酸、丙酸、乳酸、乙酸、柠檬酸，不同菌株之间差异很大；真菌分泌的有机酸种类比较复杂，菌株之间差别也比较大，主要有草酸、酒石酸、乳酸、乙酸、柠檬酸、丁二酸等。

2．质子

不少人认为微生物溶磷的机制是质子与磷酸盐的交换作用。微生物在代谢活动过程中产生大量的质子，使培养介质酸度升高导致磷酸盐溶解。林启美等发现解磷量与培养液中的pH值存在一定的相关性，同时也发现培养介质pH值的下降并不是微生物解磷的必要条件。

3．酶解作用

土壤中的有机磷化合物主要有肌醇磷酸盐、植酸盐、磷脂等，当磷成为土壤微生物和植物生长的主要限制因子时，微生物和植物根就分泌胞外磷酸酶，水解有机磷，释放出生物有效磷。土壤中许多微生物都能够分泌酸性或碱性磷酸酶，将植酸盐、磷脂等含磷有机化合物转化为简单的无机化合物。

4．微生物解磷的分子生物学机制

20世纪90年代初期，科学家对细菌是否具有难溶性磷酸盐矿物溶解基因的研究越来越多。1994年Goldstein和Liu报道细菌的解磷能力直接受培养基中可溶态磷酸盐水平的调节，且细菌溶解矿物磷酸盐的功能可随培养基中临界的磷浓（毫摩尔级）的增加或减少而被开启或关闭。Goldstein等人还进行了解磷基因克隆的尝试，美国科学家在1985年报道了解磷基因的克隆和表达，Torriani A等人的研究证实了有关有机磷的溶解基因系统的存在。这些研究结果提示，从分子水平对解磷微生物进行研究，可以分离和克隆相关的解磷基因。