第六章微生物與生物地球化學(xué)循環(huán)之磷循環(huán)

1、微生物與生物地球 化學(xué)循環(huán)之磷循環(huán) 講授內(nèi)容 1 磷素循環(huán)概述 2 微生物在磷素循環(huán)各環(huán)節(jié)中的作用機(jī)制 3 當(dāng)前主要研究方向 4 論文舉例 磷素循環(huán)概述 巖礦 1.91010t 陸地生物 2.6109t 土壤 9.6161010t 海洋沉積物 8.41014t 海洋生物 512107t 海洋溶解 8.01010t 幾類主要磷庫幾類主要磷庫 有機(jī)磷 可溶性 磷酸鹽 難溶性 磷酸鹽 微生物 作用 植物與 微生物 吸收 與土壤鹽 基結(jié)合 產(chǎn)酸微生 物作用 自然界磷的轉(zhuǎn)化與循環(huán)自然界磷的轉(zhuǎn)化與循環(huán) 2 微生物在磷素循環(huán)各環(huán)節(jié)中的作用機(jī)制微生物在磷素循環(huán)各環(huán)節(jié)中的作用機(jī)制 u 有機(jī)磷的礦化作用 u 難溶

2、性磷化合物的溶解 u 磷的微生物同化作用 2.1 有機(jī)磷的礦化作用有機(jī)磷的礦化作用 核糖核酸核糖核酸 微生微生 物酶物酶 核糖核糖+磷酸磷酸+嘌呤嘌呤+嘧啶嘧啶 有機(jī)磷化物被礦 化過程中是否有 磷釋放，取決于 其C/P：C/P300，吸磷 植酸植酸 微生微生 物酶物酶 磷酸磷酸+環(huán)已烷環(huán)已烷 植酸的分子結(jié)構(gòu)植酸的分子結(jié)構(gòu) 磷脂酸磷脂酸+水水 微生微生 物酶物酶 醇類醇類+磷酸磷酸 卵磷脂卵磷脂 微生微生 物酶物酶 甘油甘油+磷酸磷酸+脂肪酸脂肪酸 2.2 難溶性磷化合物的溶解難溶性磷化合物的溶解 難溶性磷化合物 （鈣磷、鐵鋁磷） 微生物產(chǎn)酸 溶解作用 磷酸+其它產(chǎn)物 鐵磷 微生物氧化還原反應(yīng)

3、Fe3 + Fe2+ 磷酸+其它產(chǎn)物 磷酸+其它產(chǎn)物 脫硫弧菌 硫鐵礦 2.3 磷的微生物同化作用磷的微生物同化作用 小分子有 機(jī)磷化物 PO43- 微生物吸收同化 同化條件：自身C/P100/1；環(huán)境N/P 10/1 3 當(dāng)前主要研究方向當(dāng)前主要研究方向 微生物量磷與供磷 微生物量磷與環(huán)境 磷污染 無機(jī)磷、無機(jī)磷、 有機(jī)磷有機(jī)磷 微生物體微生物體植物體植物體 吸收吸收 礦化礦化 吸收吸收 無機(jī)磷、無機(jī)磷、 有機(jī)磷有機(jī)磷 微生物體微生物體 吸收吸收 礦化礦化 面源污染面源污染 論文舉例 題目：不同施肥模式下稻田土壤微生物生不同施肥模式下稻田土壤微生物生 物量磷對(duì)土壤有機(jī)碳和磷素變化的響應(yīng)物量磷

4、對(duì)土壤有機(jī)碳和磷素變化的響應(yīng) 目的：揭示稻田土壤微生物生物量磷對(duì)環(huán)目的：揭示稻田土壤微生物生物量磷對(duì)環(huán) 境變化的反應(yīng)境變化的反應(yīng) 思路：不同施肥試驗(yàn)思路：不同施肥試驗(yàn)采土樣采土樣分析指標(biāo)分析指標(biāo) 結(jié)論結(jié)論 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 1)不施化肥,收獲物全部移出系統(tǒng)(CK) 2)不施化肥,收獲物中養(yǎng)分循環(huán)利用(C) 3)施化肥N,收獲物移出系統(tǒng)(N) 4)在施化肥N的基礎(chǔ)上,收獲物中養(yǎng)分循環(huán)利用(N +C) 5)施化肥N、P,收獲物移出系統(tǒng)(NP) 6)在施化肥N、P的基礎(chǔ)上,收獲物中養(yǎng)分循環(huán)利用(NP+C) 7)施化肥N、P、K,收獲物移出系統(tǒng)(NPK) 8)在施化肥N、P、K的基礎(chǔ)上,收獲物中養(yǎng)分循環(huán)利用

5、(NPK +C). 1990 年大田試驗(yàn)前土壤基本肥力性狀 有機(jī)碳全氮全磷速效磷pHAl-PFe-PCa-PO-P有機(jī)磷 15.4 gkg -1 1.88 gkg -1 0.60 gkg -1 16.25.7431.6 mgkg - 1 104.8 m g kg-1 67.4m Kg -1 129.9 mg kg -1 166.3 mgkg - 1. Olsen-P有機(jī)PAl-PCa-PMB-C MB-P MB-P與其它指標(biāo)的相關(guān)性 極顯著相關(guān)；顯著相關(guān) 1）相關(guān)分析表明,土壤MB-P ( y)與Olsen-P ( x) 之間存在顯著的線性相 關(guān)關(guān)系,其回歸方程為y (mgkg- 1 ) =

6、0.5039x2 (mg kg- 1 ) + 15.66 ( R =0.824, P 0.05) 但是在土壤Olsen-P含量低于7.0mgkg- 1的情況下,無論是否存在有機(jī)養(yǎng) 分循環(huán)利用處理,土壤MB-P含量都顯著高于土壤Olsen-P ( P 15.0mgkg- 1 ) ,MB-P占土壤全磷比例 與Olsen-P占土壤全磷比例接近.說明說明MB-P是土壤有效磷的重要來源是土壤有效磷的重要來源。 2）相關(guān)分析表明,土壤MB-P ( y)與有機(jī)磷( x)呈極顯著的相關(guān)關(guān)系, 表表 明明MB-P主要同化于有機(jī)磷。主要同化于有機(jī)磷。 3）相關(guān)分析表明, 土壤MB-P與Al-P、Ca-P呈顯著正相關(guān)( P 0.05) , 但 與Fe-P、O-P的相關(guān)性未達(dá)到顯著水平.土壤微生物對(duì)稻田土壤土壤微生物對(duì)稻田土壤Al-P、 Fe-P、Ca-P和和O-P的利用可能是促進(jìn)其向有效磷方向的利用可能是促進(jìn)其向有效磷方向 轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵途徑轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵途徑 分析與結(jié)論分析與結(jié)論 4）當(dāng)MB-C /MB-P值較