西北农林最新成果 | STOEN ：微生物驱动碳氮转化的有机改良剂适用性评价

昵称34950227 2022-01-12

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编译：微科盟索亚，编辑：微科盟索亚、江舜尧。

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导读

2022年1月10日，西北农林科技大学资源环境学院吕家珑教授团队等人在Science of the Total Environment发表题为《Evaluation of the applicability of organic amendments from microbially driven carbon and nitrogen transformations》的文章。猪粪（PM）、麦秸（WS）、堆肥产物（CP）和改良堆肥产物（IC）是非常重要的农业有机资源。在本研究中，通过土壤培养试验和田间验证，评价了它们作为土壤有机肥料（OFs）的适用性及其对土壤性质的影响。理化性质差异分析表明，麦秸的碳氮比最高，CP中芳香族化合物含量高于PM和WS。土壤培养实验结果表明，OFs促进了相关微生物驱动的碳氮转化及其功能代谢。PM处理活性有机碳/土壤有机碳（LOC/SOC）和溶解有机碳/土壤有机碳（DOC/SOC）比例最高，而WS处理最低。WS处理的净氮矿化速率和硝化速率最高，而PM处理的净氮矿化速率最低。此外，在田间试验中也得到了类似的结果。因此，从土壤碳氮循环和微生物群落的变化来看，堆肥产物更适用于农业土壤。此外，紫外分光光度测试结果表明，与CP相比，IC中的芳香结构数量最多。综上所述，在4种OFs中，CP更有利于固定碳，为作物提供有效氮。

亮点：

1. 通过土壤培养和田间试验，评价了有机肥的适用性。

2. 与猪粪和麦秸相比，堆肥产物含有更多的芳香族化合物

3. OFs促进相关微生物驱动的碳氮转化及其功能代谢

4. 在四种有机肥中，堆肥产物更有利于固定碳和为作物提供有效氮

关键词：适用性、有机改良剂、土壤培养实验、碳氮动态、微生物群落

图文摘要

论文ID

原名：Evaluation of the applicability of organic amendments from microbially driven carbon and nitrogen transformations

译名：微生物驱动的碳和氮转化有机改良剂适用性的评价

期刊：Science of theTotal Environment

IF：7.963

发表时间：2022.01.10

通讯作者：吕家珑

通讯作者单位：西北农林科技大学资源环境学院

DOI号：10.1016/j.scitotenv.2022.153020

实验设计

土壤培养试验：选择添加四种有机肥改良剂猪粪（PM）、麦秸（WS）、堆肥产物（CP）和改良堆肥产物（IC）进行为其77天土壤培养试验。样品采集后分为两份，一份用于理化性质分析及FTIR检测，另一份用于微生物测序分析。大田实验：为其2年大田试验（2016-2017）处理选择与土壤试验处理相同的等量换算。收获小麦后，采集表层土壤（0~20 cm），进行理化性质测定。

结果

表1. 四种有机肥料的元素组成和化学性质

图1. 从不同OFs中提取DOC的FTIR光谱的透射率（DOC：可溶性有机碳；OFs：有机肥料；PM：猪粪；WS：麦秸；CP：堆肥产物；IC：改良堆肥产物）。

图2. （a）不同LOC成分占SOC的比例；（b）DOC紫外光谱图；（c）不同OF改良剂对土壤净氮矿化速率的影响；（d）土壤培养实验后，不同OF改良剂对土壤净硝化速率的影响；CK：对照；PM：猪粪；WS：麦秸；CP：堆肥产物；IC：改良堆肥产物；LOC：不稳定有机碳；EOC：提取有机碳；DOC：可溶性有机碳；SOC：土壤有机碳。

图3. 在门水平上与碳相关（a）和氮相关（b）微生物的相对丰富度；通过培养试验筛选出与氮转化相关的27个属（c）；CK：对照；PM：猪粪；WS：麦秸；CP：堆肥产物；IC：改良堆肥产物。

图4. 通过phylogenetic investigationof communities by reconstruction of unobserved states（PICRUSt）得到的微生物功能变化；（a）生化代谢途径；（b）第二级KEGG预测与碳水化合物相关的功能的相对丰度；CK：对照；PM：猪粪；WS：麦秸；CP：堆肥产物；IC：改良堆肥产物；A：Metabolism；B：Genetic Information Processing；C：Cellular Processes；D：Environmental Information Processing；E：Organismal Systems；F：Human Diseases。