Журнал микробных и биохимических технологий

Абстрактный

Влияние размера пор и активности воды на выживаемость Rhizobium tropici в носителях биоугольного инокулянта

Стивен Дж. Ванек, Дженис Тис, Бинг Ванг, Келли Хэнли и Йоханнес Леманн

Исследования, изучающие биоуголь (пиролизованную биомассу) в качестве носителя микробного инокулянта, могут позволить более широкое использование микробов-инокулянтов и выяснить взаимосвязи между неспорообразующими бактериями, такими как ризобии, и их микросредами обитания в носителях и почвах. Мы протестировали 32 биоугля в качестве среды обитания для Rhizobium tropici (CIAT 899), чтобы количественно оценить влияние распределения размеров пор, химических характеристик и добавления глины на численность бактерий, как при шестимесячном хранении при 27 °C, так и в условиях сушки. Измерения нажимной пластиной и микрографический анализ дали коррелированные оценки среднего размера макропор (0,3-30 мкм) в различных носителях биоугля (r = 0,80, p < 0,0001). Размер макропор был отнесен к первому основному компоненту вариации свойств биоугля, наряду с содержанием минералов, полученных из растительного сырья. В условиях влажного хранения ряд биоуглей были эквивалентны торфу в качестве микробных носителей. Численность Rhizobium tropici в этих инкубациях хранения демонстрировала квадратичную зависимость от размера пор биоугля (p < 0,001) с максимальной численностью при размере макропор 13,6 мкм (нажимная пластина) или 10,1 мкм (микрофотографии). Численность была ниже для биоуглей с более высоким содержанием летучих веществ ASTM (p < 0,001) и увеличивалась за счет содержания минералов, полученных из растительного сырья в биоуглях (p < 0,01). Добавление гетита и монтмориллонита к биоуглю перед пиролизом увеличивало макропоры размером < 0,3 мкм. Добавленный гетит снизил выживаемость бактерий, в то время как монтмориллонит увеличил численность R. tropici в крупнопористом сосновом биоугле в 10 раз (p < 0,05) и улучшил ее выживаемость в 2–11 раз (p < 0,001) в четырех биоуглях после сушки в течение 10 дней. Мы пришли к выводу, что оптимизация распределения размеров пор и химических свойств биоугля является многообещающей стратегией для производства материалов-носителей, которые столь же эффективны, как добытый облученный торф для неспорообразующих бактерий, таких как R. tropici.