直播主題| 土壤非共生固氮的能量限制特征與機(jī)制

日期： 2024-12-06

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# 栢暉 #

—特色檢測(cè)指標(biāo)—

土壤、植物酶活檢測(cè)

氨基糖、PLFA及其同位素、磷組分

木質(zhì)素酚、CUE、有機(jī)氮組分、有機(jī)酸

氨基酸、微生物量碳氮磷、同位素等

苯多羧酸、紅外光譜、微生物多樣性等

其他土壤、植物、水體等常規(guī)檢測(cè)指標(biāo)均可測(cè)定

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直播主題| 土壤非共生固氮的能量限制特征與機(jī)制

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土壤鐵鋁氧化物及其結(jié)合態(tài)有機(jī)碳在生態(tài)環(huán)境中的差異性分析

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2025 - 05 - 30

在生態(tài)土壤研究中，土壤鐵鋁氧化物和鐵結(jié)合態(tài)有機(jī)碳是兩類不同的組分，它們?cè)谛纬蓹C(jī)制、生態(tài)功能及研究意義上存在顯著差異。鐵鋁氧化物和鐵結(jié)合態(tài)有機(jī)碳在有機(jī)碳固存中的雙向作用：鐵結(jié)合有機(jī)碳（OC-Fe）是MAOC的重要組成部分，通過形成Fe-有機(jī)復(fù)合物在SOC的積累和保存中起著至關(guān)重要的作用。Fe通過三種主要機(jī)制促進(jìn)SOC的積累:促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的形成、與溶解有機(jī)碳的吸附和共沉淀以及改變微生物活動(dòng)。同樣，Al可以吸附到活性表面位點(diǎn)或與土壤固相共沉淀，從而增強(qiáng)SOC的穩(wěn)定性。因此， Fe- Al氧化物可以加速OC- Fe的積累并在SOC封存中發(fā)揮關(guān)鍵作用。編輯搜圖以下是兩者的主要區(qū)別： 1. 定義與組成鐵鋁氧化物化學(xué)本質(zhì)：主要是鐵（Fe）和鋁（Al）的氧化物、氫氧化物及其水合礦物，如赤鐵礦（Fe?O?）、針鐵礦（FeOOH）、三水鋁石（Al(OH)?）等。來源：由原生礦物風(fēng)化或次生礦物形成，受土壤pH、氧化還原條件及氣候影響。特點(diǎn)：無機(jī)礦物相，具有高比表面積和可變電荷，對(duì)磷、重金屬等有強(qiáng)吸附能力。鐵結(jié)合態(tài)有機(jī)碳化學(xué)本質(zhì)：有機(jī)碳（如腐殖酸、多糖等）通過吸附、共沉淀或配位鍵與鐵氧化物結(jié)合形成的復(fù)合體。來源：有機(jī)質(zhì)與鐵鋁氧化物的相互作用，常見于厭氧-有氧交替環(huán)境（如濕地、水稻土）。特點(diǎn)：有機(jī)-無機(jī)復(fù)合體，是土壤碳庫的重要穩(wěn)定形式。 ------------- 2. 形成機(jī)制鐵鋁氧化物通過化學(xué)風(fēng)化（如硅酸鹽礦物分解）或氧化還原過程（如Fe²?氧化為Fe³?）形成。受土壤pH和Eh（氧化還原電位）調(diào)控，酸性或厭氧條件促進(jìn)溶解，中性/好氧條件促進(jìn)沉淀。鐵結(jié)合態(tài)有機(jī)碳吸附作用：有機(jī)碳通過靜電或配體交換吸附在鐵氧化物表面。共沉淀：有機(jī)質(zhì)與鐵離子共同沉淀形成混合相（如鐵-有機(jī)膠體）。微團(tuán)聚體保護(hù)：鐵鋁氧化物作為...
文獻(xiàn)解讀| 土壤有機(jī)碳閾值控制肥料對(duì)全球農(nóng)田碳積累的影響

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2025 - 05 - 22

文獻(xiàn)解讀原名：Soil organic carbon thresholds control fertilizer effects on carbon accrual in croplands worldwide譯名：土壤有機(jī)碳閾值控制肥料對(duì)全球農(nóng)田碳積累的影響期刊：Nature CommunicationsIF：14.7發(fā)表日期：2025.3第一作者：凌俊中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院養(yǎng)分利用與管理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室# 背景恢復(fù)土壤肥力和緩解全球變暖的舉措在于重建土壤有機(jī)碳（SOC）。氮（N）肥對(duì)作物產(chǎn)量至關(guān)重要，由于顆粒有機(jī)碳（POC）和礦物結(jié)合有機(jī)碳（MAOC）對(duì)氮肥施用的響應(yīng)不同，氮肥施用對(duì)土壤碳積累的影響難以預(yù)測(cè)。為了闡明這些影響，我們通過全球薈萃分析與大陸規(guī)模的田間試驗(yàn)相結(jié)合，研究初始SOC含量如何與氮肥相互作用來影響全球農(nóng)田土壤的SOC積累。# 假設(shè)（1）氮肥施用促進(jìn)了植物生產(chǎn)力和大團(tuán)聚體的形成，從而增加了POC的積累和穩(wěn)定；（2）在土壤SOC匱乏的土壤中，資源化學(xué)計(jì)量和微生物養(yǎng)分需求之間的不平衡阻礙了微生物殘?bào)w碳（MBC）的形成和POC的分解，從而削弱了MAOC的積累；（3）較高的微生物代謝效率和微生物殘?bào)w量，再加上礦物保護(hù)，增加了富含SOC土壤中MAOC的含量。# 材料與方法（1）為了確定初始SOC含量是否影響POC和MAOC響應(yīng)氮肥的全球變化，我們編制了一個(gè)數(shù)據(jù)庫，包括來自全球118個(gè)野外站點(diǎn)的609個(gè)POC和MAOC變化的配對(duì)觀察值（圖1），涵蓋了非常廣泛的初始SOC含量范圍（0.79~46.1g kg-1）；圖1研究地點(diǎn)的全球分布（2）中國四個(gè)試驗(yàn)地點(diǎn)位于曲周（QZ，9.49 g kg-1）、長武（CW，9.51 g kg-1）、四平（SP，16.3 g kg-1）和雅安（YA，17.4 g kg...
微生物碳利用效率18O標(biāo)記-研究與應(yīng)用方向分析

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2025 - 05 - 13

18O標(biāo)記技術(shù)的關(guān)鍵研究方向1、方法學(xué)優(yōu)化標(biāo)記實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：比較不同底物（簡單糖類 vs. 復(fù)雜有機(jī)物）對(duì)CUE的影響，明確18O-H?O標(biāo)記時(shí)長與劑量效應(yīng)。干擾因素控制：區(qū)分非生物過程（如化學(xué)氧化）對(duì)18O-CO?的貢獻(xiàn)，需通過滅菌對(duì)照實(shí)驗(yàn)校正。同位素分析技術(shù)：結(jié)合氣相色譜-同位素比值質(zhì)譜（GC-IRMS）或激光光譜，提高18O-CO?檢測(cè)靈敏度。2、生態(tài)機(jī)制解析微生物群落的影響：研究不同菌群（如真菌vs.細(xì)菌、r策略vs. K策略）的CUE差異，結(jié)合高通量測(cè)序（16S rRNA/ITS）關(guān)聯(lián)群落結(jié)構(gòu)。環(huán)境脅迫響應(yīng)：干旱、升溫、pH變化如何通過改變CUE影響碳分配（如：脅迫常降低CUE，增加呼吸損耗）。底物化學(xué)性質(zhì)：木質(zhì)素、纖維素等復(fù)雜底物通常導(dǎo)致更低CUE，需驗(yàn)證18O標(biāo)記在不同底物中的適用性。3、模型整合與驗(yàn)證將18O-CUE數(shù)據(jù)納入土壤碳模型（如Michaelis-Menten動(dòng)力學(xué)、Microbial Mineral Carbon Stabilization, MIMICS），改進(jìn)微生物生長-呼吸參數(shù)化過程。驗(yàn)證“微生物效率-碳截存”假說：高CUE是否真能促進(jìn)土壤有機(jī)碳積累（爭議點(diǎn)：高CUE可能減少胞外酶分泌，反而抑制降解）。實(shí)際應(yīng)用方面1、氣候變化與碳循環(huán)預(yù)測(cè)量化微生物呼吸對(duì)全球變暖的正反饋（低CUE → 更多CO?釋放），改進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)模型中的碳周轉(zhuǎn)模塊。評(píng)估土地利用變化（如農(nóng)田耕作、森林砍伐）對(duì)土壤微生物功能的影響。2、土壤健康與農(nóng)業(yè)管理通過調(diào)控CUE優(yōu)化有機(jī)肥施用（如添加易降解碳源提高CUE，促進(jìn)微生物生物量積累）。指導(dǎo)免耕或覆蓋耕作，減少擾動(dòng)對(duì)微生物群落的破壞，維持高CUE。3、污染修復(fù)與生態(tài)工程污染物（如重金屬、石油烴）脅迫下微生物CUE的變化可指示土壤恢復(fù)潛力。設(shè)計(jì)合成微生物群落，定向提升降解效率（如：高CUE菌株可能更快轉(zhuǎn)化有機(jī)污染物）。更多檢測(cè)相關(guān)內(nèi)容...
土壤碳轉(zhuǎn)化——從分子級(jí)視角理解碳氮循環(huán)

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2025 - 04 - 30

土壤回旋共振質(zhì)譜是一種高分辨率、高靈敏度的質(zhì)譜分析技術(shù)，基于帶電粒子在磁場(chǎng)中以回旋運(yùn)動(dòng)的頻率與外加射頻共振時(shí)的檢測(cè)原理。這類質(zhì)譜儀一般用于檢測(cè)復(fù)雜混合物中的微量有機(jī)或無機(jī)化合物，能夠提供高精度的分子質(zhì)量和結(jié)構(gòu)信息。在生態(tài)土壤研究中，可以在以下幾個(gè)方面拓寬我們的視野： 1、高靈敏檢測(cè)土壤中痕量有機(jī)物 ? 檢測(cè)土壤有機(jī)質(zhì)組分如氨基糖、木質(zhì)素衍生物、脂類等； ? 能區(qū)分同分異構(gòu)體，有助于理解有機(jī)碳轉(zhuǎn)化路徑； ? 可研究腐殖質(zhì)演化和穩(wěn)定機(jī)制。 2. 剖析微生物代謝產(chǎn)物與土壤代謝指紋 ? 識(shí)別微生物代謝過程中生成的標(biāo)志性代謝物； ? 結(jié)合同位素示蹤，能用于土壤微生物C/N代謝流的定量追蹤； ? 有助于研究微生物驅(qū)動(dòng)的碳氮循環(huán)機(jī)制。 3. 輔助土壤碳庫穩(wěn)定性研究 ? 通過精細(xì)分子分辨率識(shí)別穩(wěn)定/易變組分； ? 判斷某些特定有機(jī)物的生物可利用性與持久性； ? 有助于理解土地利用/管理對(duì)碳庫穩(wěn)定的影響。 4. 環(huán)境污染物檢測(cè) ? 檢測(cè)痕量有機(jī)污染物（如農(nóng)藥、PAHs、抗生素殘留等）； ? 在污染溯源與降解路徑解析中發(fā)揮重要作用； ? 與多種污染物的形態(tài)分析結(jié)合，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。 5、在生態(tài)研究中的典型應(yīng)用案例： ? 熱帶森林與農(nóng)田轉(zhuǎn)換對(duì)有機(jī)碳分子結(jié)構(gòu)的影響研究； ? 利用15N標(biāo)記+CRMS解析土壤有機(jī)氮轉(zhuǎn)化路徑； ? 通過檢測(cè)抗生素類殘留探討畜禽糞肥對(duì)土壤微生物生態(tài)的擾動(dòng)； ? 研究火燒/干旱脅迫下微生物代謝產(chǎn)物的變化與碳流穩(wěn)定性。上述提到的項(xiàng)目栢暉生物均可測(cè)定，更多相關(guān)信息歡迎聯(lián)系文末工作人員詳細(xì)溝通。-THE END-栢暉生物成立于...

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案例名稱：孵化中心

說明：栢暉生物科技有限公司項(xiàng)目孵化中心成立于2015.06.01日，研發(fā)領(lǐng)域涉及生物試劑耗材、儀器、新產(chǎn)品開發(fā)及各生物科技服務(wù)類項(xiàng)目等。自成立以來，陸續(xù)吸引了大批專家教授加盟合作，并與全國數(shù)十家高校及知名企業(yè)建立了良好的合作關(guān)系。中心共有博士及以上學(xué)位骨干人員10人，專門負(fù)責(zé)公司新產(chǎn)品研發(fā)等工作，已成功研發(fā)出無線溫度監(jiān)控器及NO檢測(cè)試劑盒等產(chǎn)品（詳情見成功案例），另有細(xì)胞分選儀等三個(gè)項(xiàng)目正在積極孵化當(dāng)中。

2017 - 05 - 31

案例名稱：孵化中心流程

說明：

2017 - 07 - 17