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中科院研究人员在土壤解磷微生物取得进展 单细胞拉曼光谱功不可没

2019/5/22编辑:Ma Liang 人气:4386

【导读】磷作为促进植物生长的三大元素之一,对植物的根、花、果实都有益处,它能使树木生长良好发育,同时还能提高植物抗寒、抗旱的能力。合理施用磷肥,可增加作物产量,改善作物品质,因此磷是农作物养殖中要重点添加的养分。但是随着磷肥的大量施用,土壤中积累了很多固定态磷,大大降低了磷素的生物有效性。这不仅造成了磷肥的浪费,更是对磷元素的浪费。

据了解,磷是一种不可再生资源,这就意味着磷元素会随着人类不断地开采、使用而逐渐变少。磷矿是有限资源,据估计,以目前的磷矿储备,大概还能继续开采100年,因此,磷又被称为“正在消失的元素”。因此,活化土壤中的固定态磷已经成为未来发展可持续农业和磷肥利用的重要战略。

微生物是地球上能量和物质的保存者和改变者。在微生物的作用下,物质可以降解或变成其他形式。解磷微生物可以通过释放有机酸来溶解土壤中的钙和磷,或者通过释放活性磷酸酶来激活土壤中的有机磷,从而使磷元素能够重新进入生物体。这对于磷元素的可持续利用和缓解磷矿资源危机具有重要的作用。

然而,环境微生物具有不可纯培养性,因此给活化固定态磷的磷肥利用战略带来了限制。但科学家们发现,从单细胞水平上研究环境微生物可克服纯培养或富集培养的限制,实现在环境介质下的原位研究,而拉曼光谱可在单细胞水平上对微生物进行无损检测。近日,中国科学院城市环境研究所朱永官研究团队发展了利用单细胞拉曼结合重水标记筛选高活性土壤解磷微生物的新方法,该方法可以无损检测土壤环境中不可培养的微生物,从而挖掘出具有强解磷功能的微生物。利用该方法,科学家们不仅能快速筛选出解磷微生物,还能深入认识未知环境菌群,深入解析磷循环功能菌及其活性。

该研究得到科技部国家重点研发计划和国家自然科学基金等的资助,相关论文发表在国际期刊Analytical Chemistry上。

每一点科研进展,都是值得欣喜的进步,因为我们无法预料到它将为我们之后的生产、生活带来多大的便利。土壤解磷微生物研究取得的进展,将为最终实现土壤中固定态磷活化、缓解磷资源枯竭带来什么,我们拭目以待吧。

资料来源:中国科学院城市环境研究所

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(来源: 化工仪器网 )

标签:光谱,仪器,设备

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