西北農林最新成果 | STOEN ：微生物驅動碳氮轉化的有機改良劑適用性評價

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編譯：微科盟索亞，編輯：微科盟索亞、江舜堯。

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導讀

2022年1月10日，西北農林科技大學資源環境學院呂家瓏教授團隊等人在Science of the Total Environment發表題為《Evaluation of the applicability of organic amendments from microbially driven carbon and nitrogen transformations》的文章。豬糞（PM）、麥秸（WS）、堆肥產物（CP）和改良堆肥產物（IC）是非常重要的農業有機資源。在本研究中，通過土壤培養試驗和田間驗證，評價了它們作為土壤有機肥料（OFs）的適用性及其對土壤性質的影響。理化性質差異分析表明，麥秸的碳氮比最高，CP中芳香族化合物含量高于PM和WS。土壤培養實驗結果表明，OFs促進了相關微生物驅動的碳氮轉化及其功能代謝。PM處理活性有機碳/土壤有機碳（LOC/SOC）和溶解有機碳/土壤有機碳（DOC/SOC）比例最高，而WS處理最低。WS處理的凈氮礦化速率和硝化速率最高，而PM處理的凈氮礦化速率最低。此外，在田間試驗中也得到了類似的結果。因此，從土壤碳氮循環和微生物群落的變化來看，堆肥產物更適用于農業土壤。此外，紫外分光光度測試結果表明，與CP相比，IC中的芳香結構數量最多。綜上所述，在4種OFs中，CP更有利于固定碳，為作物提供有效氮。

亮點：

1. 通過土壤培養和田間試驗，評價了有機肥的適用性。

2. 與豬糞和麥秸相比，堆肥產物含有更多的芳香族化合物

3. OFs促進相關微生物驅動的碳氮轉化及其功能代謝

4. 在四種有機肥中，堆肥產物更有利于固定碳和為作物提供有效氮

關鍵詞：適用性、有機改良劑、土壤培養實驗、碳氮動態、微生物群落

圖文摘要

表1. 四種有機肥料的元素組成和化學性質

圖1. 從不同OFs中提取DOC的FTIR光譜的透射率（DOC：可溶性有機碳；OFs：有機肥料；PM：豬糞；WS：麥秸；CP：堆肥產物；IC：改良堆肥產物）。

圖2. （a）不同LOC成分占SOC的比例；（b）DOC紫外光譜圖；（c）不同OF改良劑對土壤凈氮礦化速率的影響；（d）土壤培養實驗后，不同OF改良劑對土壤凈硝化速率的影響；CK：對照；PM：豬糞；WS：麥秸；CP：堆肥產物；IC：改良堆肥產物；LOC：不穩定有機碳；EOC：提取有機碳；DOC：可溶性有機碳；SOC：土壤有機碳。

圖3. 在門水平上與碳相關（a）和氮相關（b）微生物的相對豐富度；通過培養試驗篩選出與氮轉化相關的27個屬（c）；CK：對照；PM：豬糞；WS：麥秸；CP：堆肥產物；IC：改良堆肥產物。

圖4. 通過phylogenetic investigationof communities by reconstruction of unobserved states（PICRUSt）得到的微生物功能變化；（a）生化代謝途徑；（b）第二級KEGG預測與碳水化合物相關的功能的相對豐度；CK：對照；PM：豬糞；WS：麥秸；CP：堆肥產物；IC：改良堆肥產物；A：Metabolism；B：Genetic Information Processing；C：Cellular Processes；D：Environmental Information Processing；E：Organismal Systems；F：Human Diseases。

圖5. 為期兩年的大田試驗采收后栽培層土壤SOM、DOC、MBC、TN、MBN和NO₃^--N的變化；CK：對照；PM：豬糞；WS：麥秸；CP：堆肥產物；IC：改良堆肥產物；SOM：土壤有機質；DOC：可溶性有機碳；MBC：微生物碳；TN：總氮；MBN：微生物氮。