《土壤微生物生态工程》—解磷菌（63）

磷素是植物生长必需的三大营养要素之一，以多种方式参与植物体内各种生理生化过程，对促进植物的生长发育和新陈代谢起着重要的作用。我国有74%的耕地土壤缺磷，全磷质量分数一般为0. 02% -0.11%，土壤中95%的有机磷和无机磷处于无效形式，植物很难直接吸收利用。大部分磷与土壤中的Ca2+、Fe3+、Fe2+、AL3+结合，形成难溶性磷酸盐，还造成土壤板结。施入的磷肥当季作物利用率为5%～25%，长期施用磷肥导致大多数农田土壤潜在的磷库含量很大，而提供作物生长发育的磷流却很少，土壤缺磷是“遗传学缺磷”而非“土壤学缺磷”，磷供给不足，已成为我国农业生产中最重要的限制因素之一。如何提高磷的利用率一直是农学家关注的问题，成为解决磷缺乏问题的关键。

人们在20世纪初开始注意到微生物与土壤磷之间的关系。1908年，Sackett等发现一些难溶性的复合物施入土壤中，可以被作为磷源而应用，他们从土壤中筛选出50株细菌，其中36株在平板上形成了内眼可见的溶磷圈。1948年Gerretsin发现植物施入不溶性的磷肥，经接种土壤微生物后，促进了植株的生长，增加磷的吸收。

（一）解磷微生物

 解磷微生物(Phosphate-solubilizingmicroorganisms，PSM)是一类能够将植物难以吸收的磷转化为可利用状态的微生物，这类解磷微生物除了可以活化土壤中难溶性的磷外，还可以通过影响植物根系分泌物的种类和数量，以增加植物根系对周围K、Ca、Mg、Fe、Zn等营养元素的吸收，使植物能够适应酸性、缺磷等不良环境。解磷微生物包括细菌、真菌和放线菌。按分解底物分为两类：一类是能够分解无机磷化合物的称为解无机磷微生物，一类是具有分解有机磷化合物能力的称为解有机磷微生物。但由于解磷微生物解磷机理复杂，相当一部分的解磷既能分泌有机酸溶解无机磷盐，又能分泌磷酸酶物质分解有机磷，因而很难准确区分无机磷和有机磷微生物。

解磷微生物有强烈的根际效应，即解磷微生物的种类、数量、分布和菌种与根际环境间相互关系等均受根际微域环境的影响本书第四章第二节微生物与磷循环已具体介绍解磷微生物的种类。

解磷菌在土壤中的数量及生态分布，受土壤质地、有机质含量、土壤粪型、耕作栽培方式的影响。尹瑞玲对我国旱地土壤解磷微生物的研究表明，解磷微生物平均约为107 cfu/g土，占整个土壤微生物的27. 1%～82. 1%。其中以细菌所占比例最大。解磷微生物数量因土壤而异，黑钙土>黄棕壤>白土>红壤>砖红壤>瓦碱土。在黑钙土中锯磷菌以芽孢杆菌和假单孢杆菌为主，而黄棕壤和红壤中的解磷菌种类繁多。林启美等调查了农田、林地、草地和菜地等4种不同土壤生态环境中解磷菌数量和种群结构，发现前3种土壤中的有机磷细菌只有菜地土壤的10%，但农田土壤中解磷细菌的总数所占比例并不低。耕地土壤解有机解磷菌主要是芽孢杆菌属，林地和菜地则主要是假单孢杆菌属，解无机磷细菌种类比较少。

解磷菌在植物根圈不同区域的数量分布表现出强烈的根际效应，即根际土际的数量要比非根际高得多。Katznelson对从小麦根际解磷细菌的分布研究表明，从根面上分离的磷细菌的数量要比非根际土和根际土区高18倍和6倍。林启美和赵小蓉研究结果也表明小麦和玉米根际土壤解磷菌数量要比非根际高1～2个数量级。

（二）解磷菌的作用机理

微生物的解磷机制复杂多样，因菌株的不同而有所不同。本书第四章第二节就解磷机理已进行详细介绍。