第六章微生物与生物地球化学循环之磷循环

1、微生物与生物地球 化学循环之磷循环 讲授内容 1 磷素循环概述 2 微生物在磷素循环各环节中的作用机制 3 当前主要研究方向 4 论文举例 磷素循环概述 岩矿 1.91010t 陆地生物 2.6109t 土壤 9.6161010t 海洋沉积物 8.41014t 海洋生物 512107t 海洋溶解 8.01010t 几类主要磷库几类主要磷库 有机磷 可溶性 磷酸盐 难溶性 磷酸盐 微生物 作用 植物与 微生物 吸收 与土壤盐 基结合 产酸微生 物作用 自然界磷的转化与循环自然界磷的转化与循环 2 微生物在磷素循环各环节中的作用机制微生物在磷素循环各环节中的作用机制 u 有机磷的矿化作用 u 难溶

2、性磷化合物的溶解 u 磷的微生物同化作用 2.1 有机磷的矿化作用有机磷的矿化作用 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 有机磷化物被矿 化过程中是否有 磷释放，取决于 其C/P：C/P300，吸磷 植酸植酸 微生微生 物酶物酶 磷酸磷酸+环已烷环已烷 植酸的分子结构植酸的分子结构 磷脂酸磷脂酸+水水 微生微生 物酶物酶 醇类醇类+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 难溶性磷化合物的溶解难溶性磷化合物的溶解 难溶性磷化合物 （钙磷、铁铝磷） 微生物产酸 溶解作用 磷酸+其它产物 铁磷 微生物氧化还原反应

3、Fe3 + Fe2+ 磷酸+其它产物 磷酸+其它产物 脱硫弧菌 硫铁矿 2.3 磷的微生物同化作用磷的微生物同化作用 小分子有 机磷化物 PO43- 微生物吸收同化 同化条件：自身C/P100/1；环境N/P 10/1 3 当前主要研究方向当前主要研究方向 微生物量磷与供磷 微生物量磷与环境 磷污染 无机磷、无机磷、 有机磷有机磷 微生物体微生物体植物体植物体 吸收吸收 矿化矿化 吸收吸收 无机磷、无机磷、 有机磷有机磷 微生物体微生物体 吸收吸收 矿化矿化 面源污染面源污染 论文举例 题目：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 物量磷对土壤有机碳和磷素变化的响应物量磷

4、对土壤有机碳和磷素变化的响应 目的：揭示稻田土壤微生物生物量磷对环目的：揭示稻田土壤微生物生物量磷对环 境变化的反应境变化的反应 思路：不同施肥试验思路：不同施肥试验采土样采土样分析指标分析指标 结论结论 试验设计 1)不施化肥,收获物全部移出系统(CK) 2)不施化肥,收获物中养分循环利用(C) 3)施化肥N,收获物移出系统(N) 4)在施化肥N的基础上,收获物中养分循环利用(N +C) 5)施化肥N、P,收获物移出系统(NP) 6)在施化肥N、P的基础上,收获物中养分循环利用(NP+C) 7)施化肥N、P、K,收获物移出系统(NPK) 8)在施化肥N、P、K的基础上,收获物中养分循环利用

5、(NPK +C). 1990 年大田试验前土壤基本肥力性状 有机碳全氮全磷速效磷pHAl-PFe-PCa-PO-P有机磷 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有机PAl-PCa-PMB-C MB-P MB-P与其它指标的相关性 极显著相关；显著相关 1）相关分析表明,土壤MB-P ( y)与Olsen-P ( x) 之间存在显著的线性相 关关系,其回归方程为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的情况下,无论是否存在有机养 分循环利用处理,土壤MB-P含量都显著高于土壤Olsen-P ( P 15.0mgkg- 1 ) ,MB-P占土壤全磷比例 与Olsen-P占土壤全磷比例接近.说明说明MB-P是土壤有效磷的重要来源是土壤有效磷的重要来源。 2）相关分析表明,土壤MB-P ( y)与有机磷( x)呈极显著的相关关系, 表表 明明MB-P主要同化于有机磷。主要同化于有机磷。 3）相关分析表明, 土壤MB-P与Al-P、Ca-P呈显著正相关( P 0.05) , 但 与Fe-P、O-P的相关性未达到显著水平.土壤微生物对稻田土壤土壤微生物对稻田土壤Al-P、 Fe-P、Ca-P和和O-P的利用可能是促进其向有效磷方向的利用可能是促进其向有效磷方向 转化的关键途径转化的关键途径 分析与结论分析与结论 4）当MB-C /MB-P值较