丁香酸在促进癸二醇硝化抑制活性中的应用，该物质与1,9‑癸二醇的组合使用能更高效地通过抑制亚硝化单胞菌的活性来抑制土壤、植物根际的硝化过程，提高氮素利用率，减少硝态氮的淋失，进而减少反硝化过程的氮素损失和温室气体氧化亚氮的排放。本发明专利技术中添加丁香酸能够在同等硝化抑制活性条件下降低1,9‑癸二醇的作用浓度，节约了相对投入成本，同时丁香酸和1,9‑癸二醇均是来源于植物的化学结构稳定的脂溶性物质，改善了传统硝化抑制剂具有的易流失、时效短以及可能造成环境污染的问题，提高了硝化抑制效率。
Application of Syringic Acid in Promoting Nitrification Inhibitory Activity of Decanediol
The application of syringic acid in promoting the nitrification inhibitory activity of sebaceous glycol can inhibit the nitrification process of soil and plant rhizosphere more effectively by inhibiting the activity of nitrosomonas, improve the utilization rate of nitrogen, reduce the leaching of nitrate nitrogen, and then reduce the nitrogen loss in denitrification process and the emission of greenhouse gas nitrous oxide. The addition of syringic acid in the present invention can reduce the concentration of 1,9 decanediol under the same nitrification inhibitory activity and save the relative input cost. At the same time, both syringic acid and 1,9 decanediol are lipid-soluble substances with stable chemical structure from plants, which improves the loss-prone, short time-consuming and environmental pollution problems of traditional nitrification inhibitors and enhances the nitrate content. Chemical inhibition efficiency.
【技术实现步骤摘要】
丁香酸在促进癸二醇硝化抑制活性中的应用
本专利技术涉及硝化抑制剂研究领域，具体涉及丁香酸在促进癸二醇硝化抑制活性中的应用。
技术介绍
土壤中有机物矿化产生的NH4+以及通过肥料添加的NH4+，容易被带负电的黏土和土壤有机物功能团所吸附而限制其流失。但是NH4+易被土壤中的硝化微生物通过硝化作用转化为NO3-。相比于NH4+，NO3-与土壤的吸附作用较弱，易通过淋溶、径流等途径流失，导致氮素的直接损失，同时还严重污染地下水及地表水，造成面源污染等环境问题；而且，土壤中反硝化作用的进行，会将NO3-转化为N2及N2O流失到环境中，造成土壤氮素的进一步损失。同时，N2O作为一种温室气体，其增温潜势是CO2的298倍，与全球变暖和对流层臭氧损耗密切相关，对环境潜在的破坏愈加严重，其重要来源之一即农田生态系统中氮素的硝化、反硝化过程。在农业生态系统中，由于硝化作用的直接或者间接作用导致的氮素损失，植物吸收转化利用的氮肥不超过30%，作物氮素利用率较低。为了减少硝化作用的氮素损失，在生产实践中人们常采取一些氮肥管理措施以及施用缓控释肥，但是随之增加的人力、农资成本不容小觑，且效果不尽理想。此外，农业生产中常配合氮肥使用一些合成硝化抑制剂，这能够有效控制土壤氮素损失、提高作物氮素利用率，然而这些硝化抑制剂存在价格高、性能不稳定、使用繁琐、容易造成环境污染、影响自然生态系统的生物多样性等局限性。生物硝化抑制剂是一类植物合成或者分泌的具有硝化抑制能力的化合物，相比于合成硝化抑制剂，其来源于植物提取物或者根系分泌物，具有易获取、环境友好等优点。已有文献报道水稻根系分泌物中存在特定的硝化抑制物质1,9-癸二醇，具有较好的硝化抑制效果。另外土培实验表明1,9-癸二醇能够同时抑制AOB和AOA的amoA基因丰度从而抑制土壤的硝化作用，这是合成硝化抑制剂所不具备的。然而土培实验发现1,9-癸二醇起作用的剂量浓度较大，且1,9-癸二醇的合成成本较高，这使得其在实际推广应用中有一定难度。但植物的根系分泌物是一类复杂的混合物，其中含有多种活性成分，自然环境中植物最终表现出的抑制活性，不仅与具有抑制潜力的单体物质有关，各物质之间的互作也是影响植物分泌物抑制活性的重要因素。因而，挖掘一些天然化合物与1,9-癸二醇共同施用，使得在不影响硝化抑制活性的前提下，降低1,9-癸二醇的作用浓度，从而降低使用成本是非常必要的。
技术实现思路
解决的技术问题：本专利技术提供丁香酸在促进1,9-癸二醇的硝化抑制活性中的应用。该物质与1,9-癸二醇的组合使用能更高效地通过抑制亚硝化单胞菌的活性来抑制土壤、植物根际的硝化过程，提高氮素利用率，减少硝态氮的淋失，进而减少反硝化过程的氮素损失和温室气体氧化亚氮的排放。本专利技术中添加丁香酸能够在同等硝化抑制活性条件下降低1,9-癸二醇的作用浓度，节约了相对投入成本，同时丁香酸和1,9-癸二醇均是来源于植物的化学结构稳定的脂溶性物质，改善了传统硝化抑制剂具有的易流失、时效短以及可能造成环境污染的问题，提高了硝化抑制效率。技术方案：丁香酸在促进1,9-癸二醇抑制亚硝化单胞菌的亚硝化活性中的应用。所述亚硝化单胞菌为Nitrosomonaseuropaea(NBRC14298)和Nitrosomonasstercoris(NBRC110753)。丁香酸在制备促进1,9-癸二醇抑制亚硝化单胞菌的亚硝化活性制剂中的应用。丁香酸在制备减少农田氮素损失组合物中的应用。对19个水稻品种的根系分泌物进行收集、浓缩，利用欧洲亚硝化单胞菌测定其亚硝化抑制活性。对其中具有显著效应的品种进行进一步筛选，挑选根系分泌物具有显著抑制效应的品种和具有相反效果的品种，对其组分进行GC/MS鉴定。通过两者组分对比，在具有显著抑制效应的水稻品种武运粳7的根系分泌物中，鉴定得到丁香酸(4-Hydroxy3,5-dimethoxybenzoicacid，分子量198.18)，该化合物对亚硝化单胞菌无显著抑制活性，但是其在1,9-癸二醇抑制亚硝化单胞菌的亚硝化活性中具有明显的促进效应，其效应浓度为10̴500µg·mL-1。有益效果：(1)本专利技术将丁香酸应用于促进1,9-癸二醇的硝化抑制活性中，丁香酸在低剂量下能够高效促进1,9-癸二醇对亚硝化单胞菌的抑制作用，减少农田土壤硝化过程造成的氮素损失和环境问题；(2)本专利技术中1,9-癸二醇在市场上无标准品，为公司合成品，且合成成本较高，约为600元/克，而丁香酸为化工类产品，其市场销售价格约为1.5元/克，丁香酸的添加能够促进1,9-癸二醇的硝化抑制活性，可以解决1,9-癸二醇作用剂量浓度大、合成成本较高等问题，降低了相对投入成本。(3)本专利技术中丁香酸和1,9-癸二醇均是脂溶性化合物，化学结构稳定，在土壤和水体中不易流失，能保证应用的稳定性和高效性。(4)本专利技术中丁香酸和1,9-癸二醇皆是源于植物的“绿色”有机物质，可以解决常规化学合成硝化抑制剂时效短、效果差、易污染的问题，同时为构建高效抑制农田生态系统硝化过程、提高氮素利用率的生物生态技术提供新的方法和思路。附图说明图1为本专利技术的水稻品种武运粳7根系分泌物组分的GC/MS分析谱图。本专利技术1,9-癸二醇为20.04min出峰的物质，丁香酸为27.44min出峰的物质。图2为本专利技术丁香酸在1,9-癸二醇对于亚硝化微生物Nitrosomonaseuropaea硝化抑制活性中的影响图（mean±SE，n=3），不同的小写字母表示组间有显著差异（P<0.05）。图3为本专利技术丁香酸在1,9-癸二醇对于亚硝化微生物Nitrosomonasstercoris的硝化抑制活性中的影响图（mean±SE，n=3），不同的小写字母表示组间有显著差异（P<0.05）。具体实施方式以下实施例可使本领域技术人员更全面地理解本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。实施例1丁香酸在1,9-癸二醇对于亚硝化微生物Nitrosomonaseuropaea硝化抑制活性中的影响1.1实验设计(1)标准品：丁香酸标准品，订购于Sigma-Aldrich公司(St.Louis,MO,USA)，称取固体粉末溶解于DMSO中。1,9-癸二醇标准品，定制于药明康德新药开发有限公司(WuXiAppTec)，干冰冷冻过程中（常温下为粘稠状液态物质）称取固体粉末溶解于DMSO中。(2)微生物菌株：欧洲亚硝化单胞菌(Nitrosomonaseuropaea)(NBRC14298)，购于日本技术评价研究所生物资源中心(BiologicalResourceCenter,NITE,Japan）。(3)微生物培养基：HEPES培养基，1L液体培养基中含(NH4)2SO42.5g，KH2PO40.5g，HEPES11.92g，NaHCO30.5g，MgSO4·7H2O100mg，CaCl2·2H2O5mg，Fe-EDTA75mg，pH7.8-8.0。(4)微生物的培养：将欧洲亚硝化单胞菌接种于HEPES培养基中，30℃、200rpm、黑暗条件下培养（好氧），每次转接后7-9天进入稳定期。(5)亚硝化活性抑制实验收集培养7天的菌液，5000g离心20min，重新悬浮于新鲜无菌的HEPES培养基中直至OD600约为1.0，其浓缩本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.丁香酸在促进1,9‑癸二醇抑制亚硝化单胞菌的亚硝化活性中的应用。
【技术特征摘要】
1.丁香酸在促进1,9-癸二醇抑制亚硝化单胞菌的亚硝化活性中的应用。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于所述亚硝化单胞菌为Nitrosomonaseuropaea(NBRC14298)和Nitrosomonasstercoris(N...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆玉芳，张晓楠，施卫明，
申请(专利权)人：中国科学院南京土壤研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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