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中科院研究人員在土壤解磷微生物取得進展 單細胞拉曼光譜功不可沒

2019/5/22編輯:Ma Liang 人氣:2679

【導讀】磷作為促進植物生長的三大元素之一,對植物的根、花、果實都有益處,它能使樹木生長良好發育,同時還能提高植物抗寒、抗旱的能力。合理施用磷肥,可增加作物產量,改善作物品質,因此磷是農作物養殖中要重點添加的養分。但是隨著磷肥的大量施用,土壤中積累了很多固定態磷,大大降低了磷素的生物有效性。這不僅造成了磷肥的浪費,更是對磷元素的浪費。

據了解,磷是一種不可再生資源,這就意味著磷元素會隨著人類不斷地開采、使用而逐漸變少。磷礦是有限資源,據估計,以目前的磷礦儲備,大概還能繼續開采100年,因此,磷又被稱為“正在消失的元素”。因此,活化土壤中的固定態磷已經成為未來發展可持續農業和磷肥利用的重要戰略。

微生物是地球上能量和物質的保存者和改變者。在微生物的作用下,物質可以降解或變成其他形式。解磷微生物可以通過釋放有機酸來溶解土壤中的鈣和磷,或者通過釋放活性磷酸酶來激活土壤中的有機磷,從而使磷元素能夠重新進入生物體。這對于磷元素的可持續利用和緩解磷礦資源?;哂兄匾淖饔?。

然而,環境微生物具有不可純培養性,因此給活化固定態磷的磷肥利用戰略帶來了限制。但科學家們發現,從單細胞水平上研究環境微生物可克服純培養或富集培養的限制,實現在環境介質下的原位研究,而拉曼光譜可在單細胞水平上對微生物進行無損檢測。近日,中國科學院城市環境研究所朱永官研究團隊發展了利用單細胞拉曼結合重水標記篩選高活性土壤解磷微生物的新方法,該方法可以無損檢測土壤環境中不可培養的微生物,從而挖掘出具有強解磷功能的微生物。利用該方法,科學家們不僅能快速篩選出解磷微生物,還能深入認識未知環境菌群,深入解析磷循環功能菌及其活性。

該研究得到科技部國家重點研發計劃和國家自然科學基金等的資助,相關論文發表在國際期刊Analytical Chemistry上。

每一點科研進展,都是值得欣喜的進步,因為我們無法預料到它將為我們之后的生產、生活帶來多大的便利。土壤解磷微生物研究取得的進展,將為最終實現土壤中固定態磷活化、緩解磷資源枯竭帶來什么,我們拭目以待吧。

資料來源:中國科學院城市環境研究所

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(來源: 化工儀器網 )

標簽:光譜,儀器,設備

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