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《硅酸盐细菌解钾作用机理的综合效应》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第22卷第2期矿物学报Vol.22.No.22002年6月ACTAMINERALOGICASINICAJun.,2002文章编号:10004734(2002)02017904硅酸盐细菌解钾作用机理的综合效应1222连宾傅平秋莫德明刘丛强(1.贵州工业大学化学与生物工程学院发酵工程与生物制药省重点实验室,贵州贵阳550003;2.中国科学院地球化学研究所,贵州贵阳550002)摘要:硅酸盐细菌能释放土壤含钾硅酸盐矿物中的磷、钾、硅等元素,直接供给植物生长利用,同时亦
2、具有固氮能力。这为挖掘土壤潜在肥力、发展可持续农业提供了一条新的思路。本文分析了硅酸盐细菌对钾长石、伊利石的解钾作用过程,细菌矿物复合体的形成,细菌对矿物的溶蚀作用,矿物晶体结构与细菌的解钾作用关+系,复合体微环境的变化对细菌解钾作用的影响以及细菌对K的主动吸收等,从微生物矿物学的角度讨论了硅酸盐细菌对含钾硅酸盐矿物解钾作用的机理问题,提出了硅酸盐细菌解钾作用综合效应的看法,并就农业生产上的利用问题指出,应根据当地的土壤环境,选择适宜的生产菌种和吸附剂,并配合使用其它化学肥料和有机肥料。关键词:
3、硅酸盐细菌;解钾作用机理;综合效应;生物肥料+中图分类号:P579;S143.31文献标识码:A作者简介:连宾,男,1964年生,博士,研究员,主要从事土壤微生物方面研究.硅酸盐细菌是目前广泛应用于微生物肥料中盐细菌解钾作用及其实验做过介绍,本文将在此的一种重要功能菌,可以分解土壤中含钾铝硅酸基础上进一步从微生物矿物学的角度对硅酸盐细[1~4]盐矿物,具有溶磷、解钾及固氮能力。针对有菌解钾作用机理及过程进行分析,并讨论有关硅关硅酸盐细菌的解钾作用机理问题,曾有研究者酸盐细菌制剂在农业生产中
4、有效利用的问题。提出酸解、酶解、荚膜吸收、胞外多糖形成等观1硅酸盐细菌对含钾硅酸盐矿物解[1~4]点,但迄今为止,尚未在硅酸盐细菌发酵液中钾作用发现能破坏矿物晶体结构的酶,且硅酸盐细菌在培养基中产生酸量极小,仅凭微弱的酸性很难浸硅酸盐细菌解钾作用实验选用的含钾硅酸盐出矿物中的钾,而且有关硅酸盐细菌借助荚膜物矿物为钾长石和伊利石,实验方法详见文献质来吸收钾素养料亦缺乏实验证据。近年来的一[4,10]。通过在人工培养条件下研究细菌对这两些相关研究报道为硅酸盐细菌解钾作用机理提供种矿物的解钾作用,
5、利用电子显微镜观察细菌作[5]了有益的启示。Grudev在含有铝硅酸盐的铁矾用后在矿物表面留下的痕迹(蚀象,微裂隙),用土中利用硅酸盐细菌淋滤硅,发现矿物中的硅得X射性衍射手段探讨细菌作用后矿物晶体结构及[6]以浸出;Karavaiko在加入磨碎的石英样品的晶胞参数的变化等,作者认为以下几方面与硅酸Ashby培养基中进行实验,发现硅酸盐细菌能分盐细菌对含钾硅酸盐矿物的解钾作用密切相关。解石英中的SiOSi键;一些研究还表明硅酸细菌矿物复合体的形成:硅酸盐细菌在培盐细菌对矿物结构的破坏作用与
6、其胞外多糖的形养基中增殖,产生大量多糖物质,通过其粘结作[7~9]成及低分子量的酸性代谢产物有关。这些成用,使矿物颗粒与细胞物质纠结在一起,进而形成果显示,硅酸盐细菌解钾作用既是生物学现象,也细菌矿物复合体,这种复合体的形成促使细菌细[4,10]涉及若干矿物学问题。作者近几年曾对硅酸胞与矿物颗粒进一步接触,甚至可在小分子如培养基中水分子的帮助下,使矿物晶格层间域增大,收稿日期:20010923从而有助于钾离子的释放。基金项目:中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实溶蚀作用:当硅酸盐细
7、菌在含有含钾硅酸盐验室基金;贵州省自然科学基金矿物的培养基中生长,随着细胞数量及细胞物质180矿物学报2002年+的增多,使细菌矿物复合体中有机物质与矿物颗衡状态,促使矿物降解及更多K的释放。粒的相互作用增大,这将促进硅酸盐细菌对矿物协同作用:矿物在细菌作用下所释放出的钾表面的溶蚀作用,由于生物的机械蚀刻作用十分应是上述多种因素协同作用的综合结果。各种因+微弱,因此溶蚀作用的进行只能首先选择矿物表素互相促进,互相影响,共同导致矿物中K的逐面非常脆弱
8、的部分如棱角、微裂隙处发生。被侵步析出。由于具体的某个矿物只不过是物质在一蚀下来的微小颗粒被包裹在细胞碎片(有机物质)定的理化条件下,在特定的时间和空间范围内处于暂时的平衡状态中的一种形式,因此矿物周围中,从而使开始形成的细菌矿物复合体结合更为充分、牢固。随着时间的延长,细胞物质以无孔理化条件的改变会影响到矿物的存在形式,在细菌的作用下,矿物所发生的变化应该是逐步的,从不入的特征,向矿物颗粒的间隙及深层延伸,并量变到质变的过程。进一步促进了溶蚀作用的进行。矿物晶体结构与细菌的
