不同微生物接种顺序对木质素-矿物复合体腐殖质组成的差异影响

来源：中国土壤与肥料杂志2025年第3期北京时间：

作者：曹志伟，王明硕，孙海航，黄玉宝，刘坪鑫，殷睿思，王楠

单位：(吉林农业科技学院农学院，吉林 吉林 132101)

摘要：为探讨不同微生物类群接种顺序在不同类型矿物参与下形成木质素-矿物复合体腐殖质组成的差异影响，采用液体摇瓶法，在分别装有针铁矿(Goe)、三羟铝石(Bay)、δ-MnO2(MnO)、高岭石(Kao)和蒙脱石(Mon)的木质素培养液中接种由巨型芽孢杆菌(Bacillus megaterium，B)、灰色链霉菌(Streptomyces griseus，S)、黑曲霉(Aspergillus niger，A)3种菌株全排列组成的6种微生物接种顺序(ABS、ASB、BAS、BSA、SBA和SAB)，以此揭示历经腐殖化作用木质素-矿物复合体腐殖质组成的差异，探索细菌、放线菌及真菌三者不同接种顺序对木质素腐殖化作用的差异影响。结果表明:(1)基于Kao的添加，各接种顺序在培养后均促使类胡敏酸(HLA)分子结构的脂族化，使分子缩聚程度降低，尤以A.niger→B.megaterium→S.griseus的接种顺序影响最显著，添加Mon也表现为相同规律；(2)Goe、MnO和Bay对HLA形成的促进作用要高于Kao和Mon，其中以Goe效果最佳，基于上述5种矿物的添加，在B.megaterium→A.niger→S.griseus接种顺序下，HLA分子更易遭致降解。相反，A.niger→B.megaterium→S.griseus接种顺序配合Goe或MnO的添加更易促进HLA碳含量(CHLA)的积累；(3)同等条件下，Goe对腐殖质品质的改善效果显著高于其他矿物；MnO添加条件，历经110 d培养，唯有B.megaterium→A.niger→S.griseus的接种顺序使HLA与类富里酸(FLA)碳含量之比(CHLA/CFLA)持续降低，其余接种顺序均不同程度地提高了CHLA/CFLA。基于Bay或Kao的添加，S.griseus→A.niger→B.megaterium接种顺序的培养均使CHLA/CFLA提高，而Mon添加、结合S.griseus→B.megaterium→A.niger的接种顺序使CHLA/CFLA增加幅度达到最大；(4)接种顺序相同、矿物种类不同会影响培养后类胡敏素(HLu)碳含量(CHLu)的丰缺，恰当的接种顺序辅以适当的矿物类型会促进HLu的分解，如Kao添加辅以S.griseus→A.niger→B.megaterium的接种顺序、A.niger→S.griseus→B.megaterium搭配Goe的添加、A.niger→B.megaterium→S.griseus结合MnO的添加均可有效促进HLu的降解。Goe对腐殖质品质的改善效果最佳，尤其是在A.niger→B.megaterium→S.griseus接种培养下更易促进HLA的形成，而A.niger→S.griseus→B.megaterium辅以Goe的添加更易促进惰性腐殖质组分——HLu的分解并使其向其他活性腐殖质组分转化。

关键词：微生物;接种顺序;木质素;金属(氢)氧化物;黏土矿物

基金资助：基金项目:国家级大学生科技创新创业训练计划项目(GJ202211439015)；吉林市科技创新发展计划项目(20230103002)。