氨氧化微生物生死循环过程对土壤碳中和贡献的评估方法技术

技术编号：39803143 阅读：9 留言：0更新日期：2023-12-22 02:34

本发明专利技术涉及环境碳中和分析方法领域，具体公开了氨氧化微生物全生命周期对土壤碳中和贡献的评估方法，包括

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【技术实现步骤摘要】
氨氧化微生物生死循环过程对土壤碳中和贡献的评估方法

[0001]本专利技术涉及环境碳中和分析方法领域，具体涉及氨氧化微生物生死循环过程对土壤碳中和贡献的评估方法
。

技术介绍

[0002]碳中和
(carbon neutrality)
，节能减排术语
。
碳中和是指国家
、
企业
、
产品
、
活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量，通过植树造林
、
节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”。
[0003]硝化微生物是化能自养生物，它利用
CO2为碳源将其固定在土壤有机碳
(SOC)
库中
。
这部分
C
输入可以抵消硝化过程产生的部分温室气体
N2O。
且在草地土壤中已得到证实
N2O
排放
/CO2固定的抵消率高达
4.72
％
。
然而，人们期望的大量微生物的老化和衰老可能已经发生，微生物的死亡将产生大量的微生物源性有机碳
。
据估计，微生物残体贡献了一半以上的土壤有机碳
。
然而，微生物代谢产物和残体也可以分解为二氧化碳
。
虽然已有大量有关土壤微生物自养作用的报道，但土壤中的化能自养硝化微生物的研究很少，而且没有考虑氨氧微生物的生与死之间的权衡，甚至...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
氨氧化微生物全生命周期对土壤碳中和贡献的评估方法，其特征在于，包括：
DNA
‑
SIP
微宇宙培养阶段
I
，培养结束后检测
N2O
的含量
、
土壤有机碳
SOC
含量
、
土壤有机碳
SOC
的
13
C
原子百分比；通过提取培养结束后的土壤的总
DNA
，检测获得氨氧化微生物的基因丰度，分析得活性氨氧化微生物细胞增加量；有机碳降解的微宇宙培养阶段
II
，培养结束后检测
CO2的含量和
CO2的
13
C
原子百分比；利用得到的活性氨氧化微生物细胞增加量计算获得氨氧化微生物对有机碳的贡献；利用
DNA
‑
SIP
微宇宙培养阶段
I
的培养结束测得的土壤有机碳
SOC
含量和有机碳
SOC
的
13
C
原子百分比，以及有机碳降解的微宇宙培养阶段
II
结束后的测得的
CO2含量和
CO2的
13
C
原子百分比计算得到致死率；利用
DNA
‑
SIP
微宇宙培养阶段
I
培养结束后测得的
N2O
的含量
、
土壤有机碳
SOC
的
13
C
原子百分比和土壤有机碳
SOC
含量，以及有机碳降解的微宇宙培养阶段
II
培养结束后测得的
CO2的含量和
CO2的
13
C
原子百分比计算得到净温室气体
CO2排放量；利用
DNA
‑
SIP
微宇宙培养阶段
I
培养结束后测得的
N2O
的含量
、
土壤有机碳
SOC
的
13
C
原子百分比和土壤有机碳
SOC
含量，以及有机碳降解的微宇宙培养阶段
II
培养结束后测得的
CO2的含量和
CO2的
13
C
原子百分比计算得到碳中和贡献率；基于氨氧化微生物对有机碳的贡献
、
致死率
、
净温室气体
CO2排放量和碳中和贡献率评估氨氧化微生物全生命周期对土壤碳中和贡献的影响
。2.
根据权利要求1所述的氨氧化微生物全生命周期对土壤碳中和贡献的评估方法，其特征在于，活性氨氧化微生物对有机碳的贡献率因土壤类型差异而不同，氨氧化微生物致死率与其对有机质的贡献成反比；净温室气体
CO2排放量越大说明该类型土壤产生的温室气体排放量越高，可根据碳中和贡献率的大小提供降低温室气体排放的土壤施肥策略
。3.
根据权利要求1所述的氨氧化微生物全生命周期对土壤碳中和贡献的评估方法，其特征在于，所述氨氧化微生物对有机碳的贡献是活性
AOB
对有机碳的贡献和活性
AOA
对有机碳的贡献之和；活性
AOB
对有机碳的贡献＝活性
AOB
细胞质量
/(
活性
AOB+
活性
AOA
细胞质量和
)*
13
C
‑
SOC
I
；活性
AOA
对有机碳的贡献＝活性
AOA
细胞质量
/(
活性
AOB+
活性
AOA
细胞质量和
)*
13
C
‑
SOC
I
；活性细胞质量＝活性细胞数
*
细胞质量；式中，
13
C
‑
SOC I
表示
DNA
‑
SIP
微宇宙培养阶段
I
的有机碳
13
C
‑
SOC
净产生量，活性细胞数表示
DNA
‑
SIP
微宇宙培养阶段
I
的活性氨氧化微生物细胞增加量，氨氧化微生物的细胞数量分别为
AOA
和
AOB
；有机碳
13
C
‑
SOC
净产生量由土壤有机碳
SOC
的
13
C
原子百分比和土壤有机碳
SOC
含量计算所得，计算公式如下：
13
C
‑
SOC
I
＝
SOC
I
*(SOC
‑
13
C
％
I
－
1.08)/100
式中，
13
C
‑
SOC I
表示
DNA
‑
SIP
微宇宙培养阶段
I
的有机碳
13
C
‑
SOC
净产生量，
SOC
I
表示
DNA
‑
SIP
微宇宙培养阶段
I
的土壤有机碳含量，
SOC
‑
13
C
％1表示
DNA
‑
SIP
微宇宙培养阶段
I
的土壤有机碳
SOC
的
13
C
原子百分比
。
4.
根据权利要求3所述的氨氧化微生物全生命周期对土壤碳中和贡献的评估方法，其特征在于，致死率用于评估氨氧化微生物细胞死亡带来的有机碳损失，计算公式如下
:
致死率＝
(
13
C
‑
CO
2II
)/(
13
C
‑
SOC I
)*100
式中，
13
C
‑
CO
2II
表示有机碳降解的微宇宙培养阶段
II
的
13
C
‑
CO2净排放量，
13
C
‑
SOC I
表示
DNA
‑
SIP
微宇宙培养阶段
I
的有机碳
13
C
‑
SOC
净产生量；所述有机碳降解的微宇宙培养阶段
II
的
13
C
‑
CO2净排放量计算公式如下：
13
C
‑
CO
2II
＝
CO
2II
*(CO2‑
13
C
％
II
－
1.08)/100
式中，
13
C
‑
CO
2II
表示有机碳降解的微宇宙培养阶段
II
的
13
C
‑
CO2净排放量，
CO
2II<...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄学茹，贾仲君，
申请(专利权)人：中国科学院东北地理与农业生态研究所，
类型：发明
国别省市：

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