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糖酸类化合物的解磷机理研究

2020-06-21白旭皓杨洋董永华

江苏农业科学 2020年9期

白旭皓 杨洋 董永华

关键词:葡萄糖酸;2-酮基葡萄糖酸;木糖酸;磷酸钙;磷酸镁;解磷机理

磷是植物生长中不可或缺的三大元素之一[1],是植物体内结构化合物的重要组成元素,可参与细胞的物质运输、信息交流和能量交换等生命活动,如果在植物生长过程中缺少磷元素,会影响细胞的分裂增殖和其他生命活动[2]。磷具有极强的化学反应性,使得土壤中的磷元素多以难溶性磷酸盐的形式存在,导致磷在农业生产中普遍缺乏[3]。施用可溶性磷酸盐是为植物提供磷的主要途径,但是由于磷酸根易与土壤中的钙、镁等其他金属离子形成难溶性化合物而固定在土壤中,降低了磷的使用效率。据统计,约有80%的磷肥最终转化为难溶性化合物而无法被植物吸收利用[4]。因此,减少磷的沉淀、增加土壤中有效磷的含量,成为农业生产中长期关注的研究热点。

研究发现,土壤中存在的细菌[5]、真菌[6]、放线菌[7]等多种微生物的代谢物可以将难溶性磷酸盐转化为可溶性形态。关于微生物的溶磷机制,主要有氢质子交换[8]、螯合理论[9]、磷酸酶蛋白理论[10]和氧化还原理论[11]。合成有机酸是微生物溶磷的重要化学基础,而具有合成葡萄糖酸、2-酮基葡萄糖酸能力的微生物通常具有优良的溶磷效果[12-15]。利用微生物溶解土壤中的难溶性磷酸盐不仅绿色可持续,而且成本较低,具有较高的应用价值。克雷伯氏肺炎杆菌(Klebsiella pneumoniae)属于肠杆菌科克雷伯氏菌属,广泛存在于水、植物、土壤及动物中,是重要的根际微生物[16-18]。……

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