微生物与生化技术杂志

抽象的

孔径和水活度对生物炭接种载体中热带根瘤菌存活的影响

Steven J Vanek、Janice Thies、Bing Wang、Kelly Hanley 和 Johannes Lehmann

研究生物炭（热解生物质）作为微生物接种载体可能使接种微生物得到更广泛的应用，并阐明非孢子形成细菌（如根瘤菌）与载体和土壤中的微生境之间的关系。我们测试了 32 种生物炭作为热带根瘤菌 (CIAT 899) 的栖息地，以量化孔径分布、化学特性和粘土添加对细菌丰度的影响，在 27°C 下储存六个月和干燥条件下均如此。压力板测量和显微分析得出了不同生物炭载体中平均大孔（0.3-30 μm）大小的相关估计值（r=0.80，p<0.0001）。大孔尺寸被指定为生物炭性质变异的第一个主成分，以及来自植物原料的矿物质含量。在潮湿的储存条件下，许多生物炭相当于泥炭作为微生物载体。这些储存培养中的热带根瘤菌丰度与生物炭孔径呈二次函数关系（p<0.001），最大丰度出现在大孔径为 13.6 μm（压力板）或 10.1 μm（显微照片）时。生物炭的 ASTM 挥发物含量越高，其丰度越低（p<0.001），而生物炭中植物原料来源的矿物质含量越高（p<0.01）。在热解之前向生物炭中添加针铁矿和蒙脱石会增加 <0.3 μm 的大孔。添加针铁矿降低了细菌存活率，而蒙脱石使大孔松木生物炭中的热带根瘤菌丰度增加了 10 倍（p<0.05），干燥 10 天后，四种生物炭中的热带根瘤菌存活率提高了 2 至 11 倍（p<0.001）。我们得出结论，优化生物炭的孔径分布和化学性质是一种有前途的策略，可以生产出与开采的辐照泥炭一样有效的载体材料，用于非孢子形成细菌，如R. tropici。