溶磷菌

磷為植物用以合成核酸、蛋白質、磷酯質等的必要成分。磷素與植物能量生化反應有關，許多的酵素代謝中需依賴磷酸化作用，加上磷素是生物遺傳物質核酸之組成成份，與細胞分裂及分生組織之發育有非常重要的關係，是植物生長及生殖不可缺少的大量元素之一。土壤的主要營養元素中，磷素與氮素的行為差異甚大，氮素在土壤之移動及流失容易發生；而磷素在土壤中最不易移動，因此其移動或流失則較不容易發生，而常在農田中累積。

土壤中磷素存在之形式包括無機態及有機態。無機態的磷素常與土壤中的正離子(鈣、鐵、鋁、鎂)結合沉積，形成不易溶性的磷化合物(磷酸鈣、磷酸鐵、磷酸鋁等)，不易被植物吸收利用，需經微生物或有機酸的作用，才能溶解釋放此累積的磷素，供給植物利用；有機態磷則存在於含有許多磷酸鍵的有機化合物上，如磷酯、植酸鈣鎂(phytins)及核酸等，都來自生物體，土壤若含高量有機質，就有豐富的有機態磷，在正常土壤中的有機態磷，需經酵素分解才可供應植物吸收利用磷肥。

土壤微生物中，具有溶解磷能力的微生物總稱為「溶磷微生物」或「溶磷菌」，可將土壤中的無效性磷轉變為有效性磷，促進土壤中固化磷肥的釋出(幫助土壤中不易溶解的無機或有機磷化物溶出)，成為植物能利用之磷，增加土壤優良物理特性，亦能促進植物根系之伸展，有利營養吸收。

目前已知可溶解難溶性磷之微生物包括細菌、放線菌及真菌，常見細菌類如Bacillus, Burkholderia, Etherobacter, Pantoea, Pseudomonas, Rahnella, Thiobacillus等菌屬，真菌類Aspergillus, Penicillium與酵母菌Yarowia等菌屬。一種溶磷菌可能溶解不同磷形態(鈣、鐵、鋁的無機結合磷及有機磷化合物)的能力不盡相同，有的菌種只能溶解磷酸鈣，不一定能溶磷酸鐵或磷酸鋁，有些菌種可溶解多種結合的磷。

溶磷作用產生的原因為微生物或植物產生有機酸，或間接生成無機酸，造成難溶性磷酸鹽中磷酸根的釋出，或分泌酵素加速有機磷的礦質化而釋出磷酸根。有機酸之酸化作用，藉由有機酸解離之氫離子降低ph值，達到溶解磷酸鹽的作用。

一般溶磷微生物可利用分泌特殊物質達到磷酸鈣的溶解，如有機酸類的甲酸、醋酸、丙酸、丁酸、乳酸、檸檬酸、琥珀酸、蘋果酸、葡蔔糖酸、草酸及其他五碳或六碳之酸，這些酸降低了酸鹼度，亦導致不易溶解的磷改變其溶解度，而有一些分泌物，則在鉗合鈣及鐵，促使有效溶解並提高磷素的利用。

除了「非共生性」的溶磷菌能溶解不易溶解型的磷素外，「共生性」的菌根真菌(mycorrhiza)亦可協助作物吸收土壤中不易溶解的鈣結合磷、鐵結合磷及鋁結合磷，這種溶解的特性可能與根分泌物或菌分泌物有關。內生菌根菌能夠幫助植物吸收磷肥，除了增加植物根系與土壤接觸面積大，而且菌根化的根細胞粒腺體增加，細胞核變大，壽命較長，磷酸酵素、ATPase的活性都增加，因此對磷肥的吸收、分解或轉移能力增加。一般在低磷肥狀況下，較有利菌根菌之感染。溶磷菌配合菌根真菌的應用，亦被證明可達到「累加效應」。溶磷菌也常見配合磷礦石粉的施用，而達到增加磷肥吸收及增產的效果。

溶磷菌微生物肥料的間接應用目的是利用溶磷菌於肥料功能外的其他功能，例如根圈保護的功能，促進植物根系生長及吸收水分與養分的能力，延長根系壽命，中和或分解毒害物質，增加植物抗菌及抗旱的能力，提高作物抗逆境移植存活率及提早開花等多功能的特性。