微生物在磷循环中的作用

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微生物在磷循环中的作用

　磷是包括微生物在内的所有生命体中不可缺少的元素。在生物大分子核酸、高能量化合物ATP、以及生物体内糖代谢的某些中间体中，都有磷的存在。在自然界中，磷的循环包括可溶性无机磷的同化、有机磷的矿化、不溶性磷的溶解等。可溶性的无机磷化物被微生物吸收后合成有机磷化物，成为生命物质结构组分（同化作用）。在土壤中，许多的细菌、放线菌和霉菌等含有植酸酶和磷酸酶，能够将含磷的有机物分解（异化作用），产生的无机磷化物可被植物吸收利用。土壤中的磷酸或可溶性的磷酸盐与土壤中的一些盐基结合，形成不溶性的磷酸盐。在天然水体中，大部分的磷存在于水下的沉积物中。不过，生活在土壤和水体中的一些微生物，通过代谢产生的硝酸、硫酸和有机酸又可将不溶性的磷酸盐溶解，从而使自然界中的磷素循环周而复始的不断进行。应当指出，如果人类活动将含磷物质大量排放到水环境中，可溶性磷酸盐浓度过高会造成蓝细菌及其它藻类大量增殖，即常说的富营养化作用，从而破坏环境的生态平衡。

磷素循环示意图

土壤中的磷存在于有机化合物及无机化合物中，总磷量为 400～1200毫克/千克土，但植物能利用的可溶性磷酸盐不到总磷量的5%，所以农田中经常缺磷。无机磷进入土壤很容易被固结，形成难溶性钙盐或铁铅磷酸盐。解决土壤中缺乏可利用磷的关键性问题，微生物在促进难溶性磷酸盐溶解和有机磷迅速矿化方面能起积极作用。

土壤中有很多微生物代谢产酸，可促进难溶性磷酸盐溶解，溶磷能力较强的有假单胞菌属、分枝杆菌属、微球菌属、芽孢杆菌属等属中的一些种和青霉属、曲霉属、镰刀菌属等属真菌。这些微生物产多元有机酸（如柠檬酸）、可与钙、镁、铁等离子进行整合作用，增加难溶无机磷化物的溶解度。

硝化细菌和硫氧化细菌产生的硝酸与硫酸，有利于岩石矿物中磷酸的释放。此外，溶解性较低的磷酸高铁盐在厌氧条件下还原成亚铁盐，而细菌作用产生的硫化氢与磷酸亚铁作用生成硫化铁，释放出磷酸。

土壤中的有机磷化物主要有核酸、磷脂和植酸钙镁。大量腐生微生物能迅速分解核酸和磷脂，释放出磷酸。分解能力较强的有黑曲霉、巨大芽孢杆菌和某些假单胞菌。

土壤中分离得到的微生物尽管有30～50%的菌株具分解植酸钙镁的能力，可能是因为它与粘土矿物结合在一起的原因而分解缓慢。

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