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毕业论文课题相关文献综述
1.研究背景
磷是细胞内磷酸腺苷、磷酯、核酸及含磷辅酶的重要组成成分，对农作物的生长发育、产量构成及品质提高有重要作用[1]。我国74%的耕地土壤缺磷，其含量低于5mg/kg的耕地占总耕地面积的56.17%，5~10mg/kg的占30.55%，高于10mg/kg的仅为13.97%[2]。由于土壤供磷数量有限，植物对土壤中的大部分有机磷和无机磷却不能直接吸收利用，磷又是作物生长所需的大量元素，因此，磷是作物生长的限制因子。从1950年开始，我国大部分地区开始向土壤中施入化学磷肥，但磷肥利用率很低，磷肥的当季利用率一般只有10%~20%，施入的磷肥大部分被土壤中的钙、铁、铝等固定，不能被植物吸收利用。长期大量地使用化肥会明显造成土壤板结、土壤保水力下降、草地退化等不良后果。化学磷肥是由磷矿石生产的，而作为不可再生矿产资源的磷矿石也会枯竭，将土壤中固定的磷肥重新利用是节省磷肥资源的重要途径[3-4]。随着磷矿资源匮乏与作物需磷量增加矛盾的日益尖锐，以及农资成本逐渐增加与环境恶化等问题日益突出，大力研究解磷微生物及开发利用相关菌肥已成为学者和专家的当务之急[5]。解磷微生物产生的植酸酶、核酸酶和磷酸酶等加速了植酸、核酸、磷脂等含磷有机化合物的分解，其分泌的有机酸可与无机磷进行螯合，使难溶磷转化成为有效磷，可以促进磷素释放，改善植物磷素营养。因此，将解磷微生物作为生物肥料，具有生产成本低、应用效果好、不污染环境等优点，施用后不仅能使农作物增产，而且可改善土壤结构，提高土壤有机质含量，提高土壤中磷的利用效率，节肥增产，并对改良盐碱地以及对培育和充分发挥土壤生态肥力具有重要意义[6]。
2.解磷微生物的种类
解磷微生物(Phosphatesolubilizingmicroorganism，PSM)是一类能够将植物以吸收利用的磷转化为可利用形态的微生物，可促进植物对磷的吸收，使植物能够适应酸性、缺磷等不良环境[7]。有人根据解磷微生物分解的底物，将其分为分解有机磷的微生物和分解无机磷的微生物。分解有机磷的微生物包括巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌(B.scereuss)等芽孢杆菌属(Bacillus)的一些种；沙雷氏菌属(Serrattia)的一些种和变形菌属(Proteus)中的一些种；此外还有节杆菌属(Arthrobacter)的一些种。分解无机磷的微生物主要有假单孢菌属(Pseudomonas)的某些种，如草生假单孢菌(P．herbicola)等；无色杆菌属(AchIomobacter)的一些种；黄杆菌属(Flavobacterium)的某些种和氧化硫硫杆菌(Thiobacillusthiooxidans)。链霉菌属(Streptomyces)的一些种既能分解无机磷也能分解有机磷。解磷真菌主要是青霉属(Penicillium)、曲霉菌属(Aspergillus)和根霉属(Phizopus)，而解磷放线菌则大部分为链霉菌属[8-9]。
3.解磷微生物的解磷机理
关于微生物的解磷机理，有三种观点，第一种是产酸机制，第二种机理认为是分泌质子的缘故，第三种观点认为解磷过程是一个动态的分段过程。目前被人们广泛接受的是产酸机制，由于微生物分泌出有机酸，这些酸既能降低pH值，又可与铁、铝、钙等离子结合，从而使难溶性磷酸盐溶解。Sperber等研究表明，解磷细菌产生的有机酸主要有生乳酸、羟基乙酸、延胡索酸、琥珀酸等。试验证明，这些有机酸能够螯合金属离子Ca2 ，使难溶磷释放出来，即使菌液灭活后，仍有部分有机酸能够发挥溶磷作用．其作用的大小不仅取决于分泌酸的种类和数量，更与其机制的缓冲性及能与磷酸根离子螯合的离子多少，尤其是土壤中的Ca2 多少有关[10-12]。
4.解磷微生物的应用
利用解磷微生物制成的微生物肥料具有重大开发应用价值。微生物肥料除了在提供作物可吸收磷素及解磷作用外，还具备下列优点：①提高农作物对其它营养元素的吸收能力。解磷微生物可以对植物根系周围的铜、钙等微量元素进行吸附，并以此来改善植物营养，提高产量；②肥力效果明显．解磷微生物肥料溶解难溶性磷素，提供给植物可直接吸收利用的优质磷素化合物，而化学磷肥在施用过程中有相当一部分由于固定作用而损失；③对植物病害具有拮抗或抑制的能力．当解磷菌肥被接种在植物根际后，由于基数巨大并能够大量生长繁殖，成为植物根际的优势菌，从而可减少病原微生物的繁殖机会；④增产节能，肥料的生产工艺简单，投资少，见效快，效益好。由于采用从土壤中直接分离优质解磷微生物菌株或其高效突变株作为肥料，故不存在生产过程中向环境排放污染物的过程，因此对环境没有污染[13-14]。此外解磷微生物重金属(Pb，Cr，Cd等)对土壤造成的污染有很大的危害并会带来巨大的经济损失。一旦随食物链进入生物体，会在体内进行累积，严重危害到生物的生长发育与繁殖。有研究表明，根际解磷活性微生物具有降低污染土壤中重金属胁迫的内在能力。将解磷菌接种于土壤后，可降低重金属的毒性进而保护植物免受毒害，应用解磷菌对土壤中的重金属进行还原或脱毒是一种经济有效的生物修复技术[15]。
5.课题展望
对于解磷微生物的研究已经有几十年的历史，随着微生物学与分子生物学等学科发展与生物技术的不断突破，从自然界获得或经过人工改造的解磷微生物种类越来越多。很多微生物除了具有解磷作用外．还可以同时降解土壤中芳香族化合物和除草剂等污染物，或者将其中的重金属脱毒，不但可以用于修复土壤环境，还有助于对水体富营养化的治理，应用前景非常广阔。解磷微生物肥料在我国应用已有一段时间，但发展缓慢，应用不普遍，其原因很多．其中主要的是解磷微生物的种类繁多，分解机制不尽相同且较复杂，解磷机理还不十分明确，对施入土壤中的解磷微生物的活动规律和消长动态以及解磷作用的发挥条件不太了解[16]。今后在解磷微生物的研究上应注意以下方面方面：筛选高效解磷微生物时应注意从特定植物的根面和根际筛选，以更好地适应作物，筛选解磷微生物时可与长期定位实验相结合；注重影响解磷微生物解磷能力的因素及与解钾、固氮等其他微生物间的相互作用，以开发出复合型解磷微生物；注重从分子生物学角度分析及提取解磷微生物的高效解磷基因，结合基因工程技术，更加高效地利用解磷基因。
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