磷是作物三大營養要素之一。據調查，我國土壤缺磷的面積較大，約占總耕地面積的2/3，除了人工施用化學磷肥以外，施用以能夠分解土壤中難溶態磷的微生物肥料，使其在作物根際形成一個磷素供應較充分的微區，為改善作物磷供應也是一個重要途徑。此類微生物肥料在我國套用面積較大，在農業生產中表現出一定的效果，套用前景看好。
基本介紹
- 中文名：解磷微生物肥料
- 性質：三大營養要素之一
- 總耕地面積：2/3
- 分解：土壤中難溶態磷的微生物肥料
- 套用基礎：有機酸
套用基礎,解磷微生物種類,生產和套用,菌種篩選,磷細菌肥料的生產,質量標準,使用方法及其效果,
套用基礎
⑴土壤中有一些種類的微生物在生長繁殖和代謝過程中能夠產生一些有機酸，如乳酸、檸檬酸和一些酶，如植物酶類物質，使固定在土壤中的難溶性磷如磷酸鐵、磷酸鋁以及有機磷酸物礦化成作物能吸收利用的可溶性磷，供作物使用。
⑵土壤中的磷酸鹽常以磷酸三鈣為主，這些磷酸鹽的溶解性差，難於被植物吸收。土壤中一些細菌和真菌能產生有機酸、碳酸、硝酸或硫酸，均能增加磷酸三鈣的溶解性，提高土壤可溶性磷的含量，提高土壤磷的有效利用率。
⑶通過土壤磷細菌和其他微生物的呼吸作用釋放CO2，降低土壤環境pH值使難溶性磷酸鹽轉化為可溶性磷酸鹽；有些細菌釋放的H2S與磷酸鐵作用，生成可溶性磷酸鹽，可提高土壤磷的有效利用率。
用人工繁殖的方法將在實驗室分離、篩選出的分解難溶性磷能力強的微生物在工業發酵條件下生產，製成微生物肥料，施用於田間，以改善作物磷素營養供應，促進作物生長並達到增產作用。
解磷微生物種類
可以分解難溶性磷化合物的微生物種類很多，也比較複雜。有人根據它們分解的底物，將它們分為分解有機磷的微生物和分解無機磷的微生物，但這種劃分的根據並不十分充分。目前研究和套用的主要有以下屬中的一些種。
芽胞桿菌屬（BACILLUS）如巨大芽胞桿菌（B.MEGATHERIUM）、枯草芽胞桿菌（B.SUBTILIS）、矮小芽胞桿菌（B.PUMILIS）、短小芽胞桿菌（B.BREⅥS）、環狀芽胞桿菌（B.CIRCULANS）、蠟狀芽胞桿菌（B.CEREUS）、膠凍樣芽胞桿菌（B.MUCILAGINOSUS）；
類芽胞桿菌屬（PANIBACILLUS）如多粘類芽胞桿菌（P.POLYMYXA）；
假單胞菌屬（PSEUDOMONAS）如螢光假單胞菌（PS.FLUORESCENS）、放射假單胞菌（PS.RADIOBACTER）、草生假單胞菌（PS.HERBCOLA）、纖細假單胞菌（PS.GRACILIS）；
節桿菌屬中的一些種ARTHROBACTER SPP.
色桿菌屬中的一些種CHROMOBACTERSPP.
分枝桿菌屬（MYCOBACTERIUM）中的一些種；
氧化硫硫桿菌THIOBACILLUSTHIOOⅪDANS
類芽胞桿菌屬（PAENIBACILLUS）中的一些種；
真菌的某些種類：如拜萊青黴（Penicillum bilaii）。
生產中套用最早、目前套用最廣的解磷微生物是巨大芽胞桿菌（B.megatherium）。典型的巨大芽胞桿菌的特徵是：革蘭氏染色陽性，嚴格好氧；在營養瓊脂培養基上，細胞柱狀到橢圓或梨形，菌體大小一般為寬1.2～1.5微米、長2～5微米，趨於扭曲短鏈；在孢子囊內形成不多於1個的抗熱芽胞，為中生到端生，形狀為橢圓形或圓形不等；菌落生長豐富，不擴展，有光澤或較暗，有時微皺，生長後期一般帶黃色，長時間培養生長物和培養基可變成褐色或黑色；接觸酶陽性；水解澱粉和酪素；V-P反應和卵黃反應陰性。
值得注意的是，蠟狀芽胞桿菌、假單胞菌中有一些種是動、植物病原菌，所以對此類微生物作為生產菌種應有明確的鑑定，至少須鑑定到種，確定是非病原菌後才能套用。解磷真菌由於工業化生產問題未能很好解決，使用受到一定的限制。
生產和套用
菌種篩選
1 篩選原理初篩是根據在缺磷的合成基礎培養基中，加入控制磷源，初步分離出不同的土壤磷細菌。分離有機磷細菌時，通常以卵磷脂為控制磷源；分離無機磷細菌時用磷酸三鈣或磷礦粉為控制磷源，從而初篩出有一定解磷、溶磷能力的菌株，再經過多次復篩選出優良純菌株。
2 篩選步驟
2.1 取樣。采5～15 cm深度的土為樣品。
2.2 菌株的分離。稱取10 g土樣，用無菌生理鹽水稀釋至108～109倍。選取兩級稀釋液，吸取0.1～0.2 m1，滴於已滅菌凝固的控制磷源培養基平板上。每一個稀釋度重複3次，放於28～30%恆溫下培養24 h。
2.3 分離用的缺磷合成培養基。①蒙金娜有機磷細菌培養基：葡萄糖（C6H12O6）10 g，硫酸銨[(NH4）2SO4]0.5 g，氯化鈉（NaCl)O.3 g，硫酸鎂（MgSO4·7H2O)O.3 g，硫酸亞鐵（FeSO4），硫酸錳（MnSO4·H2O)0.03 g；碳酸鈣（CaCO3）5.0 g，氯化鉀（KCl)0.3 g，磷酸三鈣[Ca3(PO4）]25.0 g，卵磷脂0.3 g，瓊脂18～20 g，pH值7.2～7.4。②改進的有機磷細菌培養基：碳酸鈣（CaCO3）1.0 g，瓊脂20 g，其他同蒙金娜有機磷細菌培養基。③無機磷細菌培養基：葡萄糖（C6H12O6）10 g，硫酸銨[(NH4）2SO4]，氯化鈉（NaCl)0.3 g，硫酸鎂（MgSO4·7H2O)O.3 g，硫酸亞鐵（FeSO4·7H2O)O.03 g，硫酸錳（MnSO4·H2O)0.03 g，碳酸鈣（CaCO3）5.0 g，氯化鉀（KCl)0.3 g，磷酸
三鈣[Ca3(PO4）2]5.0 g，瓊脂18～20 g，pH值7.0～7.5。
分離無機磷細菌時常用磷酸三鈣（化學純），按0.5%加入基礎培養基，分裝150 ml三角瓶，每瓶100 ml，98 kPa滅菌30 min。
2.4 解磷、溶磷菌株的篩選。培養24～36 h後開始挑選菌株，若在有機磷、無機磷平板上的菌落周圍產生透明圈，說明培養基中的卵磷脂、磷酸三鈣被該菌分解和轉化。因此，即以有無透明圈及透明圈大小作為淘汰一部分菌落的依據。
2.5 有效菌株的復篩。復篩以有機磷含量為標準，採用液體搖瓶培養，培養基成分與分離培養基相同。用250～300m1三角瓶分裝，每瓶100 ml，精確稱取磷源分裝各瓶。將初選斜面菌株懸液定量接種與三角瓶內，30℃恆溫振盪培養5～9 d，每3 d用鉬銻抗比色法測定溶液中有機磷的含量，評價菌株分解卵磷脂和轉化磷酸三鈣的能力。
磷細菌肥料的生產
磷細菌的解磷和溶磷作用，在農業生產上日益受到重視。因此生產和套用磷細菌肥料已成為微生物肥料的一個重要品種。目前主要採用液體發酵固體吸附生產工藝，產品有液體菌劑、粉狀和固體顆粒3種。培養方法如下：
1 菌種培養
1.1 斜面固體培養。20%馬鈴薯汁1 000 ml，碳酸鈣（Ca-CO3）5.0 g，瓊脂20 g，自然pH值。滅菌後將保藏菌種接種到固體斜面培養基上，（36±1）℃培養24 h後置於4℃冰櫃中保存待用。
1.2 三角瓶液體或克氏瓶固體培養。先將斜面菌種轉接液體培養基中，振盪培養；或克氏瓶固體培養。麥麩浸汁1 000 m1，碳酸鈣（CaCO3）5.0 g，自然pH值。
1.3 種子罐液體培養。種子罐液體培養液配方同三角瓶液體培養基，一般投料為罐容量的2/3左右。然後接種到種子罐中，培養10 h後，每隔2 h抽樣檢驗和計數。鏡檢無雜菌，菌體正常，酶毫升菌液的菌數達到20×108～30×1010時，將無雜菌的種子罐發酵液接種到發酵罐中，接種量10%～20%。
2 發酵罐培養
空罐和所有管道在投料前高壓蒸汽滅菌，壓力98～147 kPa高壓蒸汽滅菌30 min，待罐溫降至28～30℃時接種。
將無雜菌的種子罐發酵液通過壓力接種到發酵罐中，接種量10%～20%。培養基配方與培養條件同種子罐。在大罐培養正常情況下，也可將大罐菌液作種子，接種到另一大罐中。接種量適當加大，可縮短發酵周期。
培養10 h後每隔2 h抽樣檢查雜菌和計數，達到質量要求後方可放罐。放罐前須測定含菌量。
3 造粒和烘乾載體乾燥、粉碎，原料混合成粒劑，混合吸附，造粒烘乾。
質量標準
1 一液體磷細菌肥料技術標準
淺黃或灰白色渾濁液體，稍有沉澱，微臭或無臭味；解磷細菌菌數≥1.5億個/ml；pH值4.5～8.0；雜菌率≤5.O%；有效期≥6月。
2 固體磷細菌肥料技術標準
.2.1 粉狀固體磷細菌肥料技術標準。粉未狀、鬆散、濕潤、無黴菌塊、無霉味、微臭；水分25%～50%；解磷細菌菌數≥1.O億個/ml；通過孔徑0.20 nm標準篩的篩余物≤10%；pH值6.O～7.5；雜菌率≤10%；有效期/>6月。
2.2 顆粒固體磷細菌肥料技術標準。鬆散、黑色或灰色顆粒，微臭；水分≤10%；解磷細菌菌數≥0.5億個/ml；全部通過2.5～4.5 nm孔徑的標準篩；pH值6.O～7.5；雜菌率≤20%；有效期≥6月。
使用方法及其效果
1 磷細菌的使用方法
1.1 作種肥。用顆粒微生物肥料15～22.5 kg/hm2與種肥混合使用。
1.2 作基肥。用顆粒微生物肥料15～22.5 kg/hm2與其他肥料混合使用。
1.3 蘸秧根。水稻秧苗用磷細菌肥30～45 kg/hm2蘸根，加水稀釋成糊狀。處理水稻秧苗除蘸根外，最好秧田播種時也用磷細菌肥料。
1.4 拌種。固體菌肥料10.5～22.5 kg/hm2，加水2倍稀釋成糊狀，液體菌肥料4～8 kg/hm2，加水4倍稀釋攪勻後，將菌液與種子拌勻，晾乾後即可播種，防止陽光直接照射。
2 磷細菌的套用效果研究表明：玉米、花生、油菜、水稻、蔬菜在使用解磷微生物肥料後，比同等條件下沒有使用解磷微生物肥料產量都有不同程度的增加，最多可增加194%。同時解磷微生物肥料的肥效比其他肥料持續時間長。
3 解磷微生物肥料套用的注意事項解磷微生物肥料的套用須注意的幾個問題：①應了解其解磷的範圍和環境，一般以用在缺磷而有機質較豐富的土壤上效果較好。②與磷礦粉配合使用效果好。③結合堆肥使用效果較單施為好，即在堆肥中先接入解磷微生物肥料，發揮其分解作用，然後將堆肥翻人土壤。④如不同類型的解磷菌種互不拮抗，可複合使用。
4解磷微生物肥料的套用前景解磷微生物肥料在中國的套用已有多年，但發展不快，套用不普遍。原因是多方面的，其中重要的是解磷微生物種類多，解磷機理不盡相同且較複雜，雖然有一些研究，但不深入；此類微生物施入土壤後的活動和消長動態、解磷作用發揮的條件不十分明確；加之菌劑質量不能保證，因而生產套用受到很大限制。只要克服以上難題，解磷微生物肥料的發展前景將十分廣闊。
解磷微生物肥料的生產與一般微生物肥料的生產和質量要求相同，主要是固體吸附劑類型。由於一些菌種是產芽胞的，所以也有生產芽胞粉劑的。芽胞粉劑有容易使用、保存期長的優點。
