[研究目的]探究了产黄青霉菌(Penicillium chrysogenum)对不同难溶性磷酸盐(磷酸铁、磷酸铝和磷酸三钙)的溶解效率及机理.[试验方法]供试产黄青霉菌株为本研究筛选的高效解磷真菌菌株.试验采用蒙金娜液体培养基,分别加入磷酸铁(FePO4·2H2O,Fe-P)、磷酸铝(AlPO4,Al-P)和磷酸三钙[Ca3(PO4)2,Ca-P]作为难溶性磷源,接种产黄青霉菌孢子悬液培养.在培养 1、3、5 天后,过滤培养液,测定滤液pH、溶磷量、有机酸含量及酶活性,采用红外光谱和扫描电镜-能谱分析Fe-P、Al-P和Ca-P处理滤渣的矿物官能团和形貌变化.[结果]青霉菌对难溶性磷酸盐的溶解量随着培养时间的延长而增加.在培养 5 天后,Fe-P、Al-P和Ca-P的溶磷量分别为 153.8、215.9 和 569.4 mg/L,对Ca-P的溶解量最高.红外光谱图显示,Fe-P、Al-P和Ca-P的PO43−振动吸收峰强度发生了不同程度的减弱.随着培养时间的延长,培养液pH均呈下降趋势,在培养 5 天后,Fe-P、Al-P和Ca-P处理的培养液pH由培养初期的 6.5 分别下降至 2.0、2.3 和 5.0.对于不同难溶性磷酸盐,青霉菌分泌的丙酮酸脱氢酶、柠檬酸合成酶活性以及有机酸含量不同,与Al-P和Ca-P处理相比,Fe-P处理显著增强了青霉菌中丙酮酸脱氢酶和柠檬酸合成酶活性,草酸和柠檬酸分泌量分别为 1086.6 和 806.4 mg/L,而在Al-P和Ca-P处理中,分泌的有机酸主要是草酸,分泌量分别为 261.1 和 201.3 mg/L.草酸对Fe-P、Al-P和Ca-P的释放率分别为 14.8%、32.4%和 39.6%,分别比柠檬酸高出 37、3 和 2 倍.通过扫描电镜发现,草酸可与Ca-P螯合形成草酸钙(CaC2O4).[结论]产黄青霉菌对不同难溶性磷酸盐的释放能力表现为Ca-P>Al-P>Fe-P.与Al-P和Ca-P相比,Fe-P能够提高产黄青霉菌丙酮酸脱氢酶和柠檬酸合成酶的活性,从而促进产黄青霉菌分泌更多的草酸和柠檬酸.虽然草酸溶解难溶性磷酸盐的能力强于柠檬酸,但是与Fe-P相比,Ca-P抑制了产黄青霉菌分泌草酸的能力.因此,利用产黄青霉菌活化土壤难溶性磷酸盐时,可通过添加Fe-P诱导提高其分泌柠檬酸和草酸的能力.
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