[發明專利]甾醇類化合物在抑制反硝化微生物脫氮活性中的應用

有效

• 申請號: 201510767401.4
• 申請日: 2015-11-11
• 公開（公告）號: CN105330493B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 陸玉芳;施衛明;孫力
• 申請（專利權）人: 中國科學院南京土壤研究所
• 主分類號: C05G3/08
• 分類號: C05G3/08
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐循文

甾醇類化合物在抑制反硝化微生物脫氮活性中的應用，結構式為本發明化合物能在低劑量下高效抑制反硝化微生物的活性，避免實際應用過程中因抑制有益微生物生長而引起土壤微生物群落結構失衡現象；本發明化合物是一種脂溶性化合物，在土壤和水體中不易流失，能保證應用的穩定性和高效性；本發明提供一種“綠色”反硝化抑制劑，可以減少農田生態系統中硝酸鹽的反硝化損失，從而提高土壤肥力。

技術領域

本發明屬于農田氮素損失阻控技術研究領域，具體涉及一種甾醇類化合物在抑制反硝化微生物脫氮活性中的應用。

背景技術

自20世紀70年代以來，我國化肥氮的年使用量快速增加，對我國農業發展發揮了巨大作用。但是，過量氮肥的施用和大量氮素的流失，不僅造成資源浪費和經濟損失，而且導致環境污染問題日趨嚴重。我國氮肥在農田去向比例中，作物吸收只占35％、氨揮發損失11％、硝化-反硝化損失34％、淋洗損失2％、地表徑流損失5％、未知部分13％，氮肥利用率比發達國家低10～20個百分點。因此，在我國農業高度集約化種植條件下，如何通過調控氮素損失的關鍵過程，提高氮肥利用率，減少氮素損失，同時緩解由此造成的環境問題，是農田氮素調控領域的研究熱點。

反硝化是農田氮素損失的主要途徑之一，是由反硝化微生物將硝酸鹽轉化還原為氮氣和氧化亞氮的生物學過程。目前針對反硝化氮素損失的調控措施中，主要通過施用硝化抑制劑來抑制土壤硝化作用，從而減少硝酸鹽產生。但對于已被轉化成硝酸鹽的氮素，需要抑制其反硝化損失，使更多的硝酸鹽能被作物利用。然而，以往研究大都忽略了自然界中植物對反硝化的抑制效應。浮萍是一種在農田地區廣泛存在的小型浮葉植物，對農田生態系統氮素調起了重要作用。植物根系能通過分泌特定的化合物或本身植物殘體，改變根際微生物的反硝化活性和群落結構。因此，強化植物-微生物的根際效應，如添加能抑制反硝化微生物脫氮的特定化合物，將有效減少土壤硝酸鹽的反硝化損失，提高氮肥利用率，為農田氮素調控技術提供新的方法和思路。

目前市場上常用的能減少農田硝酸鹽損失的制劑，主要以硝化抑制劑類的化學品為主，如2-氯-6-三氯甲基吡啶(CP)、雙氰胺(DCD)、3,4-二甲基吡唑磷酸鹽(DMPP)，主要作用是抑制土壤硝化過程，它們對于抑制氮素主要損失的反硝化過程有較大局限性。而且，這些化合物成本較高，在土壤和水體中易流失和被微生物分解。至今，植物源能抑制微生物反硝化除氮的特定化合物鮮有報道，而這類“綠色”物質在植物-微生物根際信號傳導過程起了重要作用，能切實抑制反硝化微生物的活性，在農田氮素損失阻控領域具有廣闊的應用前景。

發明內容

解決的技術問題：本發明提供一種甾醇類化合物在抑制反硝化微生物脫氮活性中的應用。該物質能通過抑制反硝化微生物的活性來減弱氮素去除效率，以解決農田生態系統中大量氮素反硝化損失(氮肥利用率低)的技術難題，同時本發明的“植物源”物質也能改善外加化學硝化抑制劑易流失和被微生物分解的問題，大大增強對反硝化微生物轉化農田土壤硝酸鹽的抑制效率，節約外加氮肥增效劑的成本。

技術方案：甾醇類化合物豆甾醇

在抑制反硝化微生物脫氮活性中的應用。

所述反硝化微生物為熒光假單胞菌(Pseudomonas fluorescens)。

上述甾醇類化合物豆甾醇抑制熒光假單胞菌的反硝化活性。

上述甾醇類化合物豆甾醇減少農田氮素反硝化損失。

上述甾醇類化合物豆甾醇添加濃度為5-60mg·L^-1。

抑制熒光假單胞菌反硝化活性的組合物，有效成分為上述甾醇類化合物豆甾醇。

減少農田氮素反硝化損失的組合物，有效成分為上述甾醇類化合物豆甾醇。

有益效果：(1)本發明化合物能在低劑量下高效抑制反硝化微生物的活性，避免實際應用過程中因抑制有益微生物生長而引起土壤微生物群落結構失衡現象；