Бактерии, солюбилизирующие фосфаты
Фосфаторастворимые бактерии (ПСБ) – это полезные бактерии, способные растворять неорганический фосфор из нерастворимых соединений. [1] Р-солюбилизационная способность ризосферных микроорганизмов считается одним из важнейших свойств, связанных с фосфатным питанием растений. Принято считать, что механизм солюбилизации минеральных фосфатов штаммами PSB связан с высвобождением низкомолекулярных органических кислот , посредством которых их гидроксильные и карбоксильные группы хелатируют катионы [ион, имеющий на себе положительный заряд.], связанные с фосфатом. , тем самым переводя его в растворимые формы. PSB был представлен сельскохозяйственному сообществу как фосфатное биоудобрение . Фосфор (Р) является одним из важнейших макроэлементов, необходимых растениям, и вносится в почву в виде фосфорных удобрений. Однако большая часть растворимых неорганических фосфатов, вносимых в почву в качестве химического удобрения, быстро иммобилизуется и становится недоступной для растений. [2] В настоящее время основной целью управления фосфором в почве является оптимизация растениеводства и минимизация потерь фосфора из почв. ПСБ привлекли внимание агрономов как почвенные инокуляты для улучшения роста растений и повышения урожайности. Когда PSB используется с фосфоритом , это может сэкономить около 50% потребности урожая в фосфорных удобрениях. [ нужна ссылка ] Использование ПСБ в качестве инокулянтов увеличивает поглощение фосфора растениями. Простая инокуляция семян ПСБ дает урожайность, эквивалентную 30 кг P 2 O 5 /га или 50 процентам потребности в фосфорных удобрениях. В качестве альтернативы PSB можно применять посредством фертигации или гидропонных операций. Многие различные штаммы этих бактерий были идентифицированы как PSB, включая штаммы Pantoea agglomerans (P5), Microbacterium laevaniformans (P7) и Pseudomonas putida (P13), которые являются высокоэффективными нерастворимыми солюбилизаторами фосфатов. Недавно исследователи из Университета штата Колорадо продемонстрировали, что консорциум из четырех бактерий синергически растворяет фосфор гораздо быстрее, чем любой отдельный штамм. [3] Махамуни и Патил (2012) выделили четыре штамма фосфатолюбилизирующих бактерий из сахарного тростника (VIMP01 и VIMP02) и ризосферы сахарной свеклы (VIMP03 и VIMP 04). Изолятами были штаммы Burkholderia, названные VIMP01, VIMP02, VIMP03 и VIMP04. Культуры VIMP (изолят Института сахара Васантдада, полученные Махамуни и Патилом) были идентифицированы как штамм Burkholderia cenocepacia VIMP01 (JQ867371), штамм гладиолусов Burkholderia VIMP02 (JQ811557), штамм гладиолусов Burkholderia VIMP03 (JQ867372) и штамм видов Burkholderia VIMP04 (JQ867373). [4]
Кроме того, соединения фосфата (P) способны иммобилизовать тяжелые металлы, особенно Pb, в загрязненных средах посредством осаждения фосфатов тяжелых металлов. Однако большинство соединений фосфора плохо растворяются в почвах, поэтому их трудно использовать для иммобилизации металлов. Бактерии, солюбилизирующие фосфаты (ПСБ), могут усиливать фосфат-индуцированную иммобилизацию металлов для очистки загрязненной почвы. Однако существует ограничение на количество фосфатов, которые можно добавлять в окружающую среду из-за проблемы эвтрофикации. [5]
Фосфат часто адсорбируется на поверхности различных минералов, например железосодержащих минералов. Последние данные свидетельствуют о том, что бактерии, растущие в условиях фосфорного голодания, выделяют молекулы, хелатирующие железо. Учитывая геохимическое взаимодействие этих двух элементов, авторы предполагают, что некоторые бактерии способны растворять железосодержащие минералы, чтобы получить доступ к адсорбированному фосфату. [6]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ю. П. Чен; П.Д. Рекха; АБ Арун; Ф.Т. Шен; В.-А. Лай; СиСи Янг (2006). «Фосфаторастворимые бактерии из субтропической почвы и их способность растворять трикальцийфосфат». Прикладная экология почв . 34 (1): 33–41. дои : 10.1016/j.apsoil.2005.12.002 . (требуется подписка)
- ^ Мохаммад Али Мальбуби; Парвиз Оулия; Мандана Бехбахани; Элахе Сарокхани; Сара Моради; Багер Яхчалы; Али Дельжу; Камбиз Морабби Херави (2009). «Солюбилизация органических и неорганических фосфатов тремя высокоэффективными изолятами почвенных бактерий». Всемирный журнал микробиологии и биотехнологии . 25 (8): 1471–1477. дои : 10.1007/s11274-009-0037-z . S2CID 55724070 .
- ^ Баас, Питер; Белл, Колин; Манчини, Лорен М.; Ли, Мелани Н.; Конант, Ричард Т.; Валленштейн, Мэтью Д. (14 июня 2016 г.). «Консорциум по мобилизации фосфора Mammoth P™ улучшает рост растений» . ПерДж . 4 : е2121. дои : 10.7717/peerj.2121 . ISSN 2167-8359 . ПМЦ 4911952 . ПМИД 27326379 .
- ^ 6
- ^ Парк Дж. Х., Болан Н., Мегарадж М. и Найду Р. (2011). Выделение бактерий, солюбилизирующих фосфаты, и их потенциал для иммобилизации свинца в почве. Журнал опасных материалов, 185(2), 829-836.
- ^ Романо С., Бондарев В., Кёллинг М., Диттмар Т., Шульц-Фогт Х.Н. (2017). «Ограничение фосфатов вызывает растворение осажденного железа морской бактерией Pseudovibrio sp. FO-BEG1» . Границы микробиологии . 8 (364): 364. doi : 10.3389/fmicb.2017.00364 . ПМЦ 5348524 . ПМИД 28352252 .
- Махамуни С.В. и Патил А.С. (2012). Микробиологический консорциум. Обработка отработанного промывочного и прессованного шлама винокуренного завода через систему компостирования в ямах и валках. Журнал химических, биологических и физических наук. 2(2):847-855.