合成微生物群落促进秸秆腐熟，提高农田土壤有机碳含量

《Environmental Science & Technology》：Synthetic Microbial Community Promotes Straw Humification and Improves Soil Organic Carbon in Cropland

本研究通过稀释-微宇宙培养结合共现网络与功能分析，筛选出促进玉米秸秆腐殖化的关键菌群，构建双菌合成微生物群落（Bacillus siamensis B与Bradyrhizobium japonicum G），其协同代谢增强关键酶活性，从而提升秸秆腐殖化效率。田间试验表明，接种该SynCom可促进微生物碳泵活性，有效提高土壤有机碳含量及多功能性。

　　

秸秆还田被认为是一种有效增加土壤有机碳（SOC）和提升土壤多功能性（SMF）的方法，然而在田间条件下，秸秆的腐殖化速率相对较低，这限制了这些益处的发挥。应用合成微生物群落（SynComs）是促进秸秆腐殖化的一种有前景的策略。然而，在设计功能稳定的SynComs以促进秸秆腐殖化方面仍存在挑战。通过结合逐步稀释-微宇宙培养技术以及共现网络和功能分析，我们确定了在微宇宙中促进玉米秸秆腐殖化的关键菌类。基于这些菌类，我们构建了一个由两种微生物组成的SynCom（Bacillus siamensis B和Bradyrhizobium japonicum G）。通过相互依赖的共生关系，这两种微生物能够促进彼此的生长，增强关键酶（羧甲基纤维素酶、木聚糖酶、木质素过氧化物酶和固氮酶）的活性，从而加速玉米秸秆的腐殖化过程。田间实验进一步表明，接种SynComs能够增强微生物碳转化途径的活性，进而促进秸秆的腐殖化并提高土壤有机碳含量。总体而言，我们提出了一种系统的方法，用于识别和利用关键菌类来构建能够促进玉米秸秆腐殖化并提升土壤有机碳含量的SynComs。