微生物基因丰度及胞外酶活性在秸秆还田固碳中的应用

本发明公开了微生物基因丰度及胞外酶活性在秸秆还田固碳中的应用。属于固碳技术领域。利用BG、AP、MBC、酸杆菌丰度和变形菌丰度的变化表征新碳的生成,BG、AP、MBC、酸杆菌丰度和变形菌丰度越高,则新碳生成量越多。针对养分可利用性与土壤新碳生成强度的关系,本发明又通过先进的多因子分析方法,定量分析微生物生物量、胞外酶活性和微生物分类单元等关键因子对土壤新碳生成的贡献率及潜在微生物机制。增强和扩展了对不同土壤状况、不同N、P和S养分添加水平下,秸秆添加对土壤新碳生成潜在微生物机制的理解,为揭示SOC动态变化的关键微生物步骤和优化农业生态系统中的养分管理提供了新的证据。

专利类型: 发明专利
申请(专利)号: CN202110564620.8
申请日期: 2021年5月24日
公开(公告)日: 2021年6月18日
公开(公告)号: CN112979356A
主分类号: C05F11/08,C,C05,C05F,C05F11
分类号: C05F11/08,C05G3/80,C,C05,C05F,C05G,C05F11,C05G3,C05F11/08,C05G3/80
申请(专利权)人: 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所
发明(设计)人: 蔡岸冬,武红亮,肖婧,王斌,万云帆,高清竹,李玉娥
主申请人地址: 100081 北京市海淀区中关村南大街12号
专利代理机构: 北京慕达星云知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人: 崔自京
国别省市代码: 北京;11
主权项: 1.微生物基因丰度及胞外酶活性在秸秆还田固碳中的应用,其特征在于,利用BG、AP、MBC、酸杆菌丰度和变形菌丰度的变化表征新碳的生成; BG、AP、MBC、酸杆菌丰度和变形菌丰度越高,则新碳生成量越多; 随着新碳的生成,MBC含量提高了1.1~1.6倍; 随着新碳的生成,酸杆菌丰度和变形菌丰度提高了1.0~1.8倍; 随着新碳的生成,AP活性提高了4.5倍。 2.如权利要求1所述的微生物基因丰度及胞外酶活性在秸秆还田固碳中的应用,其特征在于,所述新碳为秸秆碳转移进入土壤的碳,用NFC表示,计算公式如下: NFC=(Net-13C×100–Net-C×atom%13Csoil)/(atom%13Cresidue–atom%13Csoil)(1) 其中,Net-13C是样品atom%13C的净变化;Net-C是样品稳定SOC的净变化;atom%13Csoil是初始土壤的atom%13C;atom%13Cresidue是初始秸秆的atom%13C; Net-13C=[(Csample×atom%13Csample–Csoil×atom%13Csoil)×1000]/100(2) Net-C=(Csample–Csoil)×1000(3) 其中Csample是样品的稳定SOC含量,atom%13Csample是样品的atom%13C,Csoil是初始土壤稳定SOC含量。 3.如权利要求2所述的微生物基因丰度及胞外酶活性在秸秆还田固碳中的应用,其特征在于,新碳生成量占秸秆碳投入总量的10.7~14.9%。 4.如权利要求1所述的微生物基因丰度及胞外酶活性在秸秆还田固碳中的应用,其特征在于,BG、AP、MBC、酸杆菌丰度和变形菌丰度对土壤新碳生成的影响分别为25.9~27.8%、18.5~29.5%、10.1~14.7%、8.1~13.9%、5.0~6.1%。 5.如权利要求1所述的微生物基因丰度及胞外酶活性在秸秆还田固碳中的应用,其特征在于,酸杆菌丰度和变形菌丰度的增长及酸杆菌和变形菌通过对BG和AP获取酶的投资以从作物秸秆中进行微生物碳同化。 6.如权利要求1所述的微生物基因丰度及胞外酶活性在秸秆还田固碳中的应用,其特征在于,所述酸杆菌丰度随时间延长而增加; MBC含量随时间延长先增加后减少。 7.如权利要求1所述的微生物基因丰度及胞外酶活性在秸秆还田固碳中的应用,其特征在于,BG、AP和MBC直接影响新碳的生成; BG影响新碳生成的路径系数为-0.54; AP影响新碳生产的路径系数为-0.48; MBC影响新碳生成的路径系数为-0.21~-0.19。 8.如权利要求1所述的微生物基因丰度及胞外酶活性在秸秆还田固碳中的应用,其特征在于,酸杆菌丰度通过影响BG、AP和MBC,间接影响新碳的生成。 9.如权利要求1所述的微生物基因丰度及胞外酶活性在秸秆还田固碳中的应用,其特征在于,BG通过影响AP间接影响MBC途径。 10.如权利要求1~9任一所述的微生物基因丰度及胞外酶活性在秸秆还田固碳中的应用,其特征在于,所述秸秆还田的具体操作为,在待改善土壤中施入如下组分:12.5g/kg的秸秆、16.3~49.0mg/kg的硝酸铵、12.2~36.5mg/kg的磷酸二氢钾和3.3~10.0mg/kg的硫酸铵。
法律状态: 公开