biochar has been shown to condition

biochar has been shown to condition soils, effectively decreasing the bulk density and improving aggregate formation, soil water holding capacity, and nutrient retention (Lehmann et al., 2003; Chan et al., 2008; Karhu et al., 2011; Major et al., 2012). Meta- analyses of publications containing biochar field trials and green- house studies reveal that biochar application resulted in average increased above ground biomass ranging from a conservative 10% (Jeffery et al., 2011) to 30% (Biederman and Harpole, 2013). To date, the economic costs associated with biochar production, trans- portation, and application are major factors that limit its wide- spread use (Brown et al., 2011; Mukherjee and Lal, 2014). If bio- char is used as an inoculum carrier, this can potentially facilitate the development of many different biotechnology products for agri- culture, including biofertilizers using PGPR and plant-disease suppressive bacteria or soil inoculants that can be used for reme- diation of contaminated soils.
While biochar can be produced from many different feedstocks, the physical and chemical properties of biochar will vary depending on the type of feedstock and the pyrolysis process used to produce the material (Novak et al., 2009; Enders et al., 2012; Kloss et al., 2012). Pyrolysis temperature and time are both important vari- ables in determining the properties of the final product. Pyrolysis temperature refers to the highest treatment temperature (HTT) achieved during the pyrolysis process and can range between 200 and 1000 C (Sohi et al., 2010). Additionally, different biochars show divergent effects on soil microbial activity, transport, and diversity, likely due to indirect changes to the soil's chemical properties (Steinbeiss et al., 2009; Abit et al., 2012; Muhammad et al., 2014). While not yet well investigated, both the feedstock and HTT will likely affect the suitability of different biochars as carrier materials.
When evaluating new materials as carriers for PGPR, the ability to support high population densities of the inoculant after incor- poration into soil is a primary criterion. The carrier also should not detrimentally affect the activity of the introduced bacteria, for example by adsorbing signal compounds, antibiotics, and plant growth hormones that are excreted by the cells. Many PGPR have the capacity to produce exogenous plant growth hormones, an activity which has been correlated to increased total root length, branching, and root hair formation (Patten and Glick, 2002; Spaepen et al., 2008). Here, we specifically assess an enzyme that is involved in the production of the auxin compound, indole-3- acetic acid (IAA). Enterobacter cloacae UW5 serves as a well- studied strain for IAA production by the indole pyruvate pathway (Patten and Glick, 2002). Indole-3-pyruvate-decarboxylase (IpdC) is an enzyme essential for IAA generation via this pathway and the expression of the ipdC gene is induced by tryptophan (Trp) (Spaepen et al., 2007; Ryu and Patten, 2008). Another important PGPR trait is the ability of some microorganisms to produce 1- aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) deaminase. Plants generate high levels of ethylene under conditions of abiotic stress, which can accumulate in the rhizosphere and in turn inhibit root elongation, thereby reducing water and nutrient uptake and plant yields. Many soil bacteria can produce ACC deaminase, which de- grades ACC, the precursor to ethylene (Blaha et al., 2006). PGPR with ACC deaminase activity have been shown to improve plant growth during flooding and drought conditions and in soils affected by salinity or heavy metals (Glick et al., 2007). Bacterial ACC deaminase has been best studied in Pseudomonas putida UW4, and the expression of the gene encoding this enzyme is positively regulated by the ACC compound (Cheng et al., 2008). The activities of each of these enzymes were determined to be essential to plant growth promotion by the given PGPR strains (Li et al., 2000; Patten and Glick, 2002). Hence, any interference of biochar with the expression of the enzyme genes could result in loss of benefits associated with these microorganisms.
2. Materials and methods
2.1. Carrier materials
Sunshine® sphagnum peat moss was purchased from Fisons Horticulture Inc. (Ontario, Canada) and vermiculite was manufac- tured by Therm-O-Rock West, Inc (Chandler, AZ, USA). All biochars materials were prepared via slow pyrolysis in a 2128 cm3 steel cylinder within a 42 19 14 cm3 muffle furnace fitted with an inlet for N2 gas (flow rate 0.5 LPM) and were left at the highest treatment temperature for 2e2.5 h (300 C) or 1e1.5 h (600 C). The raw feedstocks used in this study were generated as waste prod- ucts. Feedstocks included palm fronds (yard waste from Riverside, CA), pine wood (Lowes, Riverside, CA), coconut shells (Coconut King, Hobe Sound, FL), pistachio nut shells (Fiddyment Farms, Roseville, CA), and stone fruit pits (Wawona Frozen Foods, Clovis, CA).
2.2. Biochar characterization
Carbon and nitrogen analysis was performed on a FlashEA 1112 Elemental Analyzer (Thermo Electron). Permanganate oxidizable carbon was determined using the method described by Weil et al. (2003). Biochar pH and electrical conductivity (EC) were deter- mined using previously described methods (Thompson et al., 2001; Rajkovich et al., 2012). Briefly, 1 g of biochar was suspended in 20 ml deionized water and shaken at 180 rpm for 1.5 h. The pH was measured using an Accumet® basic AB15 pH meter and electrical conductivity (EC) readings were determined using an Accumet® model 20 pH/conductivity meter (Fisher Scientific). Biochar surface hydrophobicity was determined for dry, fresh biochar sieved through a 0.5 mm mesh using the molarity-ethanol-drop (MED) test (Doerr, 1998; Kinney et al., 2012). MED values from 1 to 2 indicate hydrophilic samples, whereas values of 3e4 are slightly to moderately hydrophobic, and 5e7 is indicative of extremely hy- drophobic materials.
As recommended by the International Biochar Initiative (“IBI Certification Program Manual: Requirements and Procedures for Biochar Certification,” 2013), specific surface areas were deter- mined using the Brunauer, Emmett, and Teller (BET) N2 method on an ASAP 2020 Physisorption Analyzer (Micromeritics) as outlined in the Active Standard ASTM D6556 (D24 Committee, 2010). The % water holding capacity (WHC) for the carriers were determined after the materials were saturated in water for 24 h, then allowed to air dry for 1 h. Values for %WHC were calculated using the mass of water retained in the material per g dry material 100. The phys- ical structure and surface pore opening diameters for the 300 C biochars were visualized using a Hitachi TM 1000 tabletop envi- ronmental scanning electron microscope (ESEM). Pore opening diameters were measured using TM-1000 software (Hitachi High- Technologies Corporation, Tokyo, Japan).
2.3. Bacterial strains, culture conditions, and transformation
E. cloacae UW5 was generously provided by Dr. Cheryl Patten (University of New Brunswick, Canada). P. putida UW4 was kindly donated by Dr. Bernard Glick (University of Waterloo, Canada). Microbial cultures were grown at 30 C, on an orbital shaker at 170 r min1, in LuriaeBertani (LB) medium (Difco), unless otherwise specified. Electrocompetent UW5 cells were prepared using methods described by Conte et al. (2013). The UW5 cells were transformed with a rhizosphere stable plasmid, pSMC21, carrying a bright mutant of green fluorescent protein (GFP) (Hale et al., 2014). Expression of GFP, plasmid stability, and normal growth were verified previously (Hale et al., 2014).
L. Hale et al. / Soil Biology & Biochemistry 81 (2015) 228e235 229

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

มีการแสดง biochar สภาพดินเนื้อปูน ลดความหนาแน่นจำนวนมาก และปรับปรุงรวมก่อ กำลัง และรักษาธาตุอาหาร (Lehmann และ al., 2003 น้ำดินได้อย่างมีประสิทธิภาพ Al. จันทร์ร้อยเอ็ด 2008 Karhu et al., 2011 หลัก et al., 2012) Meta-วิเคราะห์สิ่ง biochar ฟิลด์ทดลองและศึกษากรีนเฮาส์เปิดเผยว่า แอพลิเคชัน biochar ผลเฉลี่ยเพิ่มขึ้นเหนือพื้นดินชีวมวลตั้งแต่หัวเก่า 10% (เจฟ et al., 2011) 30% (Biederman และ Harpole, 2013) วัน ต้นทุนทางเศรษฐกิจที่เกี่ยวข้องกับการผลิต biochar ทรานส์ portation และแอพลิเคชันปัจจัยสำคัญที่จำกัดการใช้ทั้งวง (Brown et al., 2011 Mukherjee ก Lal, 2014) ถ้าใช้อักขระไบโอเป็นผู้ขนส่งมี inoculum นี้อาจสามารถช่วยพัฒนาผลิตภัณฑ์เทคโนโลยีชีวภาพที่แตกต่างกันมากสำหรับ agri-วัฒนธรรม รวมทั้ง biofertilizers ที่ใช้ PGPR และแบคทีเรียโรคพืช suppressive หรือ inoculants ดินที่สามารถใช้สำหรับ reme-diation ของดินเนื้อปูนปนเปื้อนในขณะที่สามารถผลิต biochar จากวมวลแตกต่างกันมาก คุณสมบัติทางกายภาพ และเคมีของ biochar จะแตกต่างกันตามชนิดของวัตถุดิบและกระบวนการชีวภาพที่ใช้ในการผลิตวัสดุ (โนวัคในฮวาร์ et al., 2009 สาขาร้อยเอ็ด al., 2012 Kloss et al., 2012) ไพโรไลซิอุณหภูมิและเวลามีทั้งสำคัญวารี ables ในการกำหนดคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ไพโรไลซิอุณหภูมิถึงสูงสุดรักษาอุณหภูมิ (ชที) ในระหว่างกระบวนการไพโรไลซิ และสามารถช่วงระหว่าง 200 และ 1000 C (โซฮี et al., 2010) นอกจากนี้ biochars ต่าง ๆ แสดงผลกิจกรรมจุลินทรีย์ดิน ขนส่ง และ หลากหลาย อาจเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางเคมีของดิน (Steinbeiss et al., 2009 อ้อมขันติธรรม โรงแรมร้อยเอ็ด al., 2012 มุหัมมัด et al., 2014) ในขณะที่ยังไม่ได้ สอบสวนดี วัตถุดิบและชทีจะมีแนวโน้มส่งผลกระทบต่อความเหมาะสมของ biochars แตกต่างกันตามวัสดุที่ผู้ขนส่งเมื่อประเมินวัสดุใหม่เป็นสายการบินสำหรับ PGPR ความสามารถในการรองรับความหนาแน่นประชากรสูงของ inoculant ที่หลัง incor-poration ลงในดินเป็นเกณฑ์หลัก บริษัทขนส่งควรไม่ detrimentally ส่งผลต่อกิจกรรมของแบคทีเรียนำ ตัวอย่าง โดย adsorbing สารสัญญาณ ยาปฏิชีวนะ และฮอร์โมนเจริญเติบโตพืชที่ excreted จากเซลล์ PGPR หลายมีกำลังในการผลิตฮอร์โมนการเจริญเติบโตพืชบ่อย กิจกรรมซึ่งได้ถูก correlated ที่เพิ่มความยาวรากทั้งหมด สาขา และก่อรากผม (แพทเท็นปอนด์แคมและ Glick, 2002 Spaepen et al., 2008) ที่นี่ เราโดยเฉพาะประเมินเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องในการผลิตอินโดลผสม ออกซิน -3 - กรดอะซิติก (IAA) Enterobacter cloacae UW5 บริการเป็นดี-ศึกษาต้องใช้สำหรับการผลิต IAA โดยอินโดล pyruvate ทางเดิน (แพทเท็นปอนด์แคมและ Glick, 2002) อินโดล-3-pyruvate-decarboxylase (IpdC) เป็นเอนไซม์จำเป็นสำหรับการสร้าง IAA ผ่านทางเดินนี้ และค่าของยีน ipdC จะเกิดจากทริปโตเฟน (Trp) (Spaepen et al., 2007 Ryu กแพทเท็นปอนด์แคม 2008) ติด PGPR สำคัญอื่นคือ ความสามารถของจุลินทรีย์บางผลิต deaminase (บัญชี) กรด 1-aminocyclopropane-1-carboxylic พืชสร้างระดับสูงของเอทิลีนภายใต้เงื่อนไขของความเครียด abiotic ที่สามารถสะสมในไรโซสเฟียร์จะยับยั้ง elongation ราก ทำให้ลดการดูดซับน้ำและธาตุอาหารและโรงงาน ในดินแบคทีเรียสามารถผลิต deaminase บัญชี บัญชีที่เกรดเด สารตั้งต้นเอทิลีน (Blaha และ al., 2006) PGPR กับบัญชีกิจกรรม deaminase ได้รับการแสดงเพื่อปรับปรุงพืชการเจริญเติบโต ในสภาพน้ำท่วมและภัยแล้ง และดินเนื้อปูนที่ได้รับผลกระทบ โดยเค็มหรือโลหะหนัก (Glick และ al., 2007) บัญชี deaminase จากแบคทีเรียได้รับการศึกษาส่วนในลี putida UW4 และค่าของยีนเอนไซม์นี้เข้าบวกกำหนดบัญชีผสม (Cheng et al., 2008) กิจกรรมของเอนไซม์เหล่านี้ถูกกำหนดเป็นสิ่งสำคัญในการส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช โดยสายพันธุ์ PGPR ที่กำหนด (Li et al., 2000 แพทเท็นปอนด์แคมแล้ว Glick, 2002) ดังนั้น การรบกวนของ biochar นิพจน์ของยีนเอนไซม์อาจทำสูญเสียผลประโยชน์ที่เกี่ยวข้องกับจุลินทรีย์เหล่านี้2. วัสดุและวิธีการ2.1 การขนส่งวัสดุร้านซันไชน์®ยากพรุตะไคร่จาก Fisons พืชสวน Inc. (ออนตาริโอ แคนาดา) และ vermiculite เป็น manufac-tured โดย Therm-O-ร็อคตะวันตก Inc (Chandler, AZ สหรัฐอเมริกา) วัสดุ biochars ทั้งหมดได้เตรียมทางไพโรไลซิช้าใน 2128 cm3 เหล็กทรงกระบอกภายในมี 42 19 14 cm3 เตาเตาอาบอ่าวสำหรับก๊าซ N2 (กระแสอัตรา 0.5 LPM) และมีอุณหภูมิสูงสุดรักษา h 2e2.5 (300 C) หรือ 1e1.5 h (600 C) วมวลวัตถุดิบที่ใช้ในการศึกษานี้มีสร้างเป็นผลิตภัณฑ์ ucts เสีย วมวลรวม fronds ปาล์ม (ลานขยะจากริเวอร์ไซด์ CA), ไม้สน (Lowes ริเวอร์ไซด์ CA), เปลือกมะพร้าว (มะพร้าวคิง เสียง Hobe, FL), เปลือกถั่วพิสตาชิโอ (ฟาร์ม Fiddyment, Roseville, CA), และหลุมหินผลไม้ (แช่แข็ง Wawona โคลวิส CA)2.2. Biochar จำแนกวิเคราะห์คาร์บอนและไนโตรเจนที่ดำเนินการในการวิเคราะห์ธาตุ FlashEA 1112 (เทอร์โมอิเล็กตรอน) คาร์บอน oxidizable permanganate ถูกกำหนดโดยใช้วิธีอธิบายโดย Weil et al. (2003) Biochar ค่า pH และค่าการนำไฟฟ้า (EC) ได้ขัดขวาง - ขุดใช้ก่อนหน้านี้อธิบายวิธีการ (ทอมป์สันและ al., 2001 Rajkovich et al., 2012) สั้น ๆ g 1 ของ biochar ถูกหยุดชั่วคราวในน้ำ deionized ปริมาณ 20 ml และเขย่าที่ 180 รอบต่อนาทีสำหรับ 1.5 h PH ถูกวัดโดยใช้การ Accumet ®พื้นฐาน AB15 ค่า pH วัด และอ่านค่าการนำไฟฟ้า (EC) ได้กำหนดใช้รูปแบบ Accumet ®วัดค่า pH/นำ 20 (Fisher วิทยาศาสตร์) กำหนด Biochar hydrophobicity ผิวสำหรับ sieved ผ่านตาข่าย 0.5 mm ที่ใช้การทดสอบ (MED) ปล่อย molarity เอทานอล (Doerr, 1998; biochar สด แห้ง Kinney et al., 2012) ค่า MED 1 2 ระบุตัวอย่าง hydrophilic ในขณะที่ค่าของ 3e4 มีเล็กน้อยถึงปานกลาง hydrophobic และ 5e7 ส่อมากฮี drophobic วัสดุแนะนำ โดยริ Biochar อินเตอร์เนชั่นแนล ("กรรมาธิการรับรองโปรแกรมด้วยตนเอง: ข้อกำหนดและขั้นตอนการรับรอง Biochar, " 2013), พื้นที่เฉพาะพื้นผิวถูกขัดขวาง - ขุดโดยใช้วิธี Brunauer, Emmett และ N2 เบิก (BET) ในตัวโดยเร็ว 2020 Physisorption วิเคราะห์ (อนุภาคศาสตร์) เป็นอธิบายในการใช้งานมาตรฐาน ASTM D6556 (D24 กรรมการ 2010) %น้ำถือกำลัง (WHC) สำหรับสายการบินที่ถูกกำหนดหลังจากวัสดุไม่อิ่มตัวในน้ำ 24 ชม แล้วอนุญาตให้อากาศแห้ง 1 h. ค่าสำหรับ% WHC ถูกคำนวณโดยใช้มวลของน้ำที่สะสมในวัสดุต่อกรัมวัสดุแห้ง 100 มีอยู่จริง - ical โครงสร้างและพื้นผิวรูขุมขนที่เปิดปัจจุบันสำหรับ biochars 300 C มี visualized ใช้เป็น 1000 TM ฮิตาชิ ronmental สามารถ tabletop การสแกนกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (ESEM) ปัจจุบันการเปิดรูขุมขนถูกวัดโดยใช้ซอฟต์แวร์ TM-1000 (บริษัทเทคโนโลยีสายฮิตาชิ โตเกียว ญี่ปุ่น)2.3. แบคทีเรียสายพันธุ์ วัฒนธรรมเงื่อนไข และการแปลงE. cloacae UW5 ตัวมีจัดให้ โดย Dr. Cheryl แพทเท็นปอนด์แคม (มหาวิทยาลัยรัฐนิวบรันสวิก แคนาดา) P. putida UW4 ได้กรุณาบริจาค โดยดร. Bernard Glick (มหาวิทยาลัยวอเตอร์ลู แคนาดา) วัฒนธรรมจุลินทรีย์เติบโตที่ 30 C ในเชคเกอร์การโคจรที่ 170 r min 1 ในสื่อ LuriaeBertani (ปอนด์) (Difco), Electrocompetent UW5 เซลล์ได้อาหารโดยวิธีอธิบายโดย Conte et al. (2013) UW5 เซลล์ถูกแปลง ด้วยเป็นไรโซสเฟียร์มี plasmid, pSMC21 แบก mutant สว่างของโปรตีนเรืองแสงสีเขียว (GFP) (ช่อง et al., 2014) มีการตรวจสอบนิพจน์ GFP, plasmid เสถียรภาพ และเจริญเติบโตปกติก่อนหน้านี้ (ช่อง et al., 2014)L. ช่อง et al. / ดินชีววิทยาและชีวเคมี 81 228e235 (2015) 229

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

biochar ได้รับการแสดงให้เห็นถึงสภาพดินได้อย่างมีประสิทธิภาพลดลงความหนาแน่นและการปรับปรุงการก่อตัวรวมกำลังการผลิตน้ำดินการถือหุ้นและการเก็บรักษาสารอาหาร (มาห์ et al, 2003;. จัน, et al, 2008;. Karhu et al, 2011;. และที่สำคัญ al., 2012) ความคิดเห็น RSS วิเคราะห์ของสิ่งพิมพ์ที่มีการทดลองภาคสนาม biochar และการศึกษาบ้านสีเขียวเปิดเผยว่าโปรแกรม biochar ส่งผลให้เฉลี่ยเพิ่มขึ้นเหนือพื้นดินชีวมวลตั้งแต่อนุรักษ์นิยม 10% (เจฟฟรี et al., 2011) ถึง 30% (เดอร์และ Harpole, 2013) จนถึงปัจจุบันต้นทุนทางเศรษฐกิจที่เกี่ยวข้องกับการผลิต biochar, portation ทรานส์และการประยุกต์ใช้เป็นปัจจัยสำคัญที่ จำกัด การแพร่กระจายกว้างของการใช้ (บราวน์และคณะ, 2011;. และเคลาล, 2014) ถ้าถ่านชีวภาพถูกนำมาใช้เป็นพาหะเชื้อนี้อาจจะสามารถอำนวยความสะดวกในการพัฒนาผลิตภัณฑ์เทคโนโลยีชีวภาพที่แตกต่างกันสำหรับวัฒนธรรมเกษตรรวมทั้ง biofertilizers ใช้ PGPR และแบคทีเรียปราบโรคพืชหรือจุลินทรีย์ดินที่สามารถนำมาใช้สำหรับ diation reme- ของการปนเปื้อน . ดิน
ในขณะที่ biochar สามารถผลิตได้จากวัตถุดิบที่แตกต่างกันหลายคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของ biochar จะแตกต่างกันขึ้นอยู่กับชนิดของวัตถุดิบและกระบวนการไพโรไลซิที่ใช้ในการผลิตวัสดุ (โนวัค et al, 2009;.. Enders, et al, 2012 ; Kloss และคณะ, 2012). อุณหภูมิไพโรไลซิและเวลาที่มีทั้งเอเบิลส์ตัวแปรสำคัญในการกำหนดคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์สุดท้าย อุณหภูมิไพโรไลซิหมายถึงการรักษาอุณหภูมิสูงสุด (HTT) ประสบความสำเร็จในระหว่างกระบวนการไพโรไลซิและสามารถอยู่ในช่วงระหว่าง 200 และ 1000 องศาเซลเซียส (Sohi et al., 2010) นอกจากนี้ biochars ที่แตกต่างกันแสดงให้เห็นผลกระทบที่แตกต่างกันเกี่ยวกับกิจกรรมของจุลินทรีย์ดิน, การขนส่งและความหลากหลายน่าจะเกิดจากการเปลี่ยนแปลงทางอ้อมเพื่อดินคุณสมบัติทางเคมี (Steinbeiss et al, 2009;.. Abit, et al, 2012;. มูฮัมหมัดและคณะ, 2014) ในขณะที่ยังไม่ได้ตรวจสอบอย่างดีทั้งวัตถุดิบและ HTT มีแนวโน้มที่จะส่งผลกระทบต่อความเหมาะสมของ biochars แตกต่างกันตามวัสดุที่ผู้ให้บริการ.
เมื่อประเมินวัสดุใหม่เป็นผู้ให้บริการสำหรับ PGPR ความสามารถในการรองรับความหนาแน่นของประชากรสูงของหัวเชื้อหลังจาก PORATION จัดตั้งขึ้นลงไปในดินเป็น เกณฑ์หลัก ผู้ให้บริการยังไม่ควรส่งผลกระทบต่อพอได้กิจกรรมของแบคทีเรียที่แนะนำเช่นโดยการดูดซับสารประกอบสัญญาณยาปฏิชีวนะและฮอร์โมนเจริญเติบโตของพืชที่ถูกขับออกจากเซลล์ PGPR หลายคนมีความสามารถที่จะผลิตฮอร์โมนเจริญเติบโตของพืชจากภายนอก, กิจกรรมที่ได้รับการเพิ่มความสัมพันธ์กับความยาวของรากรวมกิ่งและการสร้างรากผม (เสื้อและกลิก 2002;. Spaepen et al, 2008) ที่นี่เราโดยเฉพาะการประเมินการทำงานของเอนไซม์ที่มีส่วนเกี่ยวข้องในการผลิตสารออกซิน, indole-3 กรดอะซิติก (IAA) Enterobacter น้ำใต้ดิน UW5 ทำหน้าที่เป็นอย่างดีการศึกษาสายพันธุ์สำหรับการผลิต IAA โดยทางเดินไพรูอินโดล (เสื้อและกลิก, 2002) Indole-3-ไพรู-decarboxylase (IPDC) เป็นเอนไซม์ที่จำเป็นสำหรับการสร้าง IAA ผ่านทางเดินนี้และการแสดงออกของยีน IPDC ถูกชักนำโดยโพรไบโอ (Trp) (Spaepen et al, 2007;. Ryu และเสื้อ 2008) อีกลักษณะ PGPR ที่สำคัญคือความสามารถของจุลินทรีย์บางอย่างในการผลิตกรด 1- aminocyclopropane-1-carboxylic (ACC) deaminase พืชสร้างระดับสูงของเอทิลีนภายใต้เงื่อนไขของความเครียด abiotic ซึ่งสามารถสะสมอยู่ในบริเวณรากและในทางกลับยับยั้งความยาวของรากซึ่งจะช่วยลดการดูดน้ำและธาตุอาหารพืชและอัตราผลตอบแทน แบคทีเรียในดินจำนวนมากสามารถผลิต deaminase ACC ซึ่งพืชเกษตรเกรด ACC, ปูชนียบุคคลที่เอทิลีน (บลา et al., 2006) PGPR กับกิจกรรม deaminase แม็กได้รับการแสดงเพื่อปรับปรุงการเจริญเติบโตของพืชในช่วงน้ำท่วมและภาวะภัยแล้งและในดินรับผลกระทบจากความเค็มหรือโลหะหนัก (กลิก et al., 2007) deaminase ACC แบคทีเรียที่ดีที่สุดได้รับการศึกษาใน Pseudomonas putida UW4, และการแสดงออกของยีนของเอนไซม์นี้ถูกควบคุมในแง่บวกโดยสารประกอบ ACC (Cheng et al., 2008) กิจกรรมของแต่ละเอนไซม์เหล่านี้ได้รับการพิจารณาให้เป็นสิ่งจำเป็นในการส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชโดยสายพันธุ์ที่ได้รับ PGPR (Li et al, 2000;. เสื้อและกลิก, 2002) ดังนั้นการแทรกแซงใด ๆ ของ biochar กับการแสดงออกของยีนเอนไซม์อาจทำให้เกิดการสูญเสียผลประโยชน์ที่เกี่ยวข้องกับจุลินทรีย์เหล่านี้.
2 วัสดุและวิธีการ
2.1 วัสดุ Carrier
Sunshine®พืชมอสพีทมอสซื้อมาจาก Fisons พืชสวนอิงค์ (Ontario, Canada) และได้รับการผลิตที่ vermiculite tured โดย Therm-O-ร็อคเวสต์, Inc (Chandler, AZ, USA) ทั้งหมดวัสดุ biochars ได้จัดทำผ่านทางไพโรไลซิช้าใน 2,128 cm3 ถังเหล็กภายใน 42 19 14 cm3 เตาเผาพอดีกับขาเข้าสำหรับก๊าซ N2 (อัตราการไหล 0.5 ลิตรต่อนาที) และถูกทิ้งไว้ที่รักษาอุณหภูมิสูงสุด 2e2.5 ต่อชั่วโมง (300 องศาเซลเซียส) หรือ 1e1.5 ต่อชั่วโมง (600 องศาเซลเซียส) วัตถุดิบดิบที่ใช้ในการศึกษาครั้งนี้ได้รับการสร้างขึ้นเป็น ucts หลากเสีย วัตถุดิบรวมปาล์ม (เสียหลาจากริเวอร์ไซด์, CA) ไม้สน (เวส, ริเวอร์ไซด์, CA) กะลามะพร้าว (Coconut คิง Hobe Sound, FL) เปลือกถั่วพิสตาเชีย (ฟาร์ม Fiddyment, Roseville, CA) และผลไม้หิน หลุม (Wawona อาหารแช่เยือกแข็ง, โคลวิส, CA).
2.2 ลักษณะ biochar
คาร์บอนไนโตรเจนและการวิเคราะห์ที่ได้ดำเนินการใน FlashEA 1112 ธาตุวิเคราะห์ (เทอร์โมอิเลคตรอน) คาร์บอนด่างทับทิมออกซิไดซ์ที่ถูกกำหนดโดยใช้วิธีการอธิบายโดย Weil และคณะ (2003) ค่า pH biochar และการนำไฟฟ้า (EC) ได้รับการขุดประการโดยใช้วิธีการอธิบายไว้ก่อนหน้า (ธ อมป์สัน, et al, 2001;.. RAJKOVICH, et al, 2012) สั้น ๆ 1 กรัม biochar ถูกระงับใน 20 มิลลิลิตรน้ำกลั่นปราศจากไอออนและเขย่าที่ 180 รอบต่อนาทีเป็นเวลา 1.5 ชั่วโมง พีเอชได้รับการวัดโดยใช้เครื่องวัดค่า pH AB15 พื้นฐานAccumet®และการนำไฟฟ้า (EU) การอ่านได้รับการพิจารณาโดยใช้รูปแบบการAccumet® 20 พีเอช / การนำเมตร (Fisher Scientific) hydrophobicity ผิว biochar ถูกกำหนดสำหรับแห้ง biochar สดร่อนผ่าน 0.5 มมตาข่ายที่ใช้เอทานอล molarity วาง (MED) การทดสอบ (Doerr 1998;. นนี่, et al, 2012) ค่า MED 1-2 แสดงให้เห็นตัวอย่างที่ชอบน้ำในขณะที่ค่านิยมของ 3e4 เล็กน้อยที่จะไม่ชอบน้ำปานกลางและ 5e7 เป็นตัวบ่งชี้ของวัสดุ drophobic เชียมาก.
ตามคำแนะนำของนานาชาติ Biochar สร้างสรรค์ ("IBI คู่มือการใช้งานโปรแกรมการรับรอง: ความต้องการและวิธีการ Biochar รับรอง "2013), พื้นที่ผิวจำเพาะเป็นประการที่ขุดโดยใช้ Brunauer, เอ็มเม็ตและ Teller (BET) วิธีการ N2 บน ASAP 2020 Physisorption วิเคราะห์ (อนุภาคศาสตร์) ตามที่ระบุในมาตรฐาน ASTM D6556 ใช้งาน (D24 คณะกรรมการ, 2010) ความจุน้ำ% สัดส่วนการถือหุ้น (WHC) สำหรับผู้ให้บริการได้รับการพิจารณาหลังจากวัสดุที่ได้รับการอิ่มตัวในน้ำเป็นเวลา 24 ชั่วโมง, ได้รับอนุญาตให้อากาศแห้งเป็นเวลา 1 ชั่วโมง ค่าสำหรับ% WHC จะถูกคำนวณโดยใช้มวลของน้ำที่เก็บไว้ในวัสดุต่อกรัมวัสดุแห้ง 100 โครงสร้าง iCal ต่อ Physical และพื้นผิวรูขุมขนเปิดสำหรับขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 300? C biochars ถูกมองเห็นโดยใช้ Hitachi TM 1000 โต๊ะแวดล้อม ronmental อิเล็กตรอนแบบส่องกราด กล้องจุลทรรศน์ (Esem) รูขุมขนเปิดเส้นผ่าศูนย์กลางวัดโดยใช้ซอฟแวร์ TM-1000 (Hitachi High-คอร์ปอเรชั่น Technologies, โตเกียว, ญี่ปุ่น).
2.3 สายพันธุ์แบคทีเรียเงื่อนไขวัฒนธรรมและการเปลี่ยนแปลง
E. น้ำใต้ดิน UW5 ถูกจัดให้เห็นแก่ตัวโดยดร. เชอริลเสื้อ (มหาวิทยาลัยนิวบรุน, แคนาดา) P. putida UW4 รับบริจาคมาจากดร. เบอร์นาร์ดกรุณากลิก (มหาวิทยาลัยวอเตอร์ลู, แคนาดา) วัฒนธรรมจุลินทรีย์มีปลูกอยู่ที่ 30 องศาเซลเซียสบนเครื่องปั่นวงโคจรที่ 170 R นาที 1 ใน LuriaeBertani (LB) กลาง (Difco) เว้นแต่ระบุไว้ Electrocompetent เซลล์ UW5 ได้จัดทำขึ้นโดยใช้วิธีการอธิบายโดยคอนเต้และคณะ (2013) เซลล์ UW5 ถูกเปลี่ยนด้วยพลาสมิดที่มีเสถียรภาพบริเวณราก, pSMC21 ถือกลายพันธุ์ที่สดใสของสีเขียวเรืองโปรตีน (GFP) (เฮ et al., 2014) การแสดงออกของ GFP เสถียรภาพพลาสมิดและเจริญเติบโตตามปกติได้รับการตรวจสอบก่อนหน้านี้ (เฮ et al., 2014).
ลิตร เฮลและคณะ / ชีวะดินและชีวเคมี 81 (2015) 228e235 229

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ไบโอชาร์ได้แสดงสภาพดินได้อย่างมีประสิทธิภาพลดความหนาแน่นและการปรับปรุงการรวมน้ำดินถือความจุ และการเก็บรักษาอาหาร เลห์มันน์ et al . , 2003 ; ชาน et al . , 2008 ; karhu et al . , 2011 ; สาขา et al . , 2012 )อภิวิเคราะห์สิ่งพิมพ์ที่มีไบโอชาร์แปลงทดลองและการศึกษาบ้านสีเขียว - เปิดเผยว่าไบโอชาร์โปรแกรมส่งผลให้เฉลี่ยเพิ่มขึ้นเหนือพื้นดิน ชีวมวล ตั้งแต่อนุลักษณ์ 10 % ( Jeffery et al . , 2011 ) 30 % ( biederman และ harpole 2013 ) วันที่ , ต้นทุนทางเศรษฐกิจที่เกี่ยวข้องกับการผลิตไบโอชาร์ , trans - portation ,และการประยุกต์ใช้เป็นปัจจัยที่จำกัดการแพร่กระจายกว้าง - ใช้สีน้ำตาล et al . , 2011 ; ชี และลัล 2014 ) ถ้าไบโอ - ชาถูกใช้เป็นพาหะเชื้อนี้สามารถอำนวยความสะดวกในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ชีวภาพที่แตกต่างกันมากสำหรับ Agri - วัฒนธรรมรวมทั้งการใช้ปุ๋ยชีวภาพและมีแนวโน้มโรคพืชปราบแบคทีเรียหรือหัวเชื้อดินที่สามารถใช้สำหรับ - diation REME ของดินปนเปื้อน
ในขณะที่ไบโอชาร์สามารถผลิตได้จากวัตถุดิบที่แตกต่างกันมาก คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของไบโอชาร์จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชนิดของวัตถุดิบและกระบวนการผลิตที่ใช้ในการผลิตวัสดุ ( โนวัค et al . 2009 ; เ นเดอร์ส et al . ,2012 ; มะรุม et al . , 2012 ) อุณหภูมิการเผาและเวลาสำคัญทั้งคู่ วารี - บิลในการกำหนดคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย อุณหภูมิไพโรไลซีส หมายถึง การรักษาอุณหภูมิสูงสุด ( HTML5 ) ได้ในระหว่างกระบวนการไพโรไลซิสและสามารถช่วงระหว่าง 200 และ 1 , 000  C ( sohi et al . , 2010 ) นอกจากนี้ biochars ต่างแสดงผลต่อกิจกรรมของจุลินทรีย์ดินที่แตกต่างกัน ,การขนส่งและความหลากหลาย น่าจะเกิดจากการเปลี่ยนแปลงทางเคมีคุณสมบัติทางอ้อมของดิน ( steinbeiss et al . , 2009 ; abit et al . , 2012 ; มูฮัมหมัด et al . , 2010 ) ในขณะที่ยังไม่ได้ศึกษา ทั้งวัตถุดิบและ HTML5 จะอาจส่งผลกระทบต่อความเหมาะสมของวัสดุที่แตกต่างกัน เช่น biochars .
เมื่อประเมินวัสดุใหม่สำหรับมีแนวโน้มเป็นพาหะ ,ความสามารถในการรองรับความหนาแน่นของประชากรสูง Inoculant หลังจาก incor - poration ลงไปในดินเป็นเกณฑ์หลัก ผู้ให้บริการยังไม่ควรส่งส่งผลกระทบต่อกิจกรรมของ แนะนำ แบคทีเรีย เช่น สารดูดซับสัญญาณ ยาปฏิชีวนะ และการเจริญเติบโตฮอร์โมนที่ถูกขับออกมาจากเซลล์ หลายมีแนวโน้มค่อนข้างมีศักยภาพในการผลิตพืชการเจริญเติบโตฮอร์โมนกิจกรรม ซึ่งได้มีการเพิ่มความยาวรากแตกแขนง , รวม , และการสร้างรากผม ( แพทเทิร์น และ กลิค , 2002 ; spaepen et al . , 2008 ) ที่นี่ เราโดยเฉพาะประเมินมีเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องในการผลิตของออกซิน สารประกอบ indole-3 - กรดน้ำส้ม ( IAA )เชื้อ Enterobacter uw5 ทำหน้าที่เป็นอย่างดี - ศึกษาสายพันธุ์เพื่อการผลิตอินโดลไพรูเวท ( IAA โดยทางวง และ กลิค , 2002 ) indole-3-pyruvate-decarboxylase ( IPDC ) เป็นเอนไซม์ที่จำเป็นสำหรับการสร้าง IAA ผ่านทางเดินและการแสดงออกของยีนเกิดจาก IPDC ทริปโตเฟน ( TRP ) ( spaepen et al . , 2007 ; ริว และ แพทเทิน , 2008 )ลักษณะที่สำคัญอีกประการหนึ่ง คือ ความสามารถมีแนวโน้มของจุลินทรีย์ผลิตกรด 1 - aminocyclopropane-1-carboxylic ( ACC ) ทำแผนที่ . พืชสร้างระดับสูงของเอทิลีนภายใต้เงื่อนไขของความเครียด ไร่ ซึ่งสามารถสะสมในราก และรากข้าวจะยับยั้ง การลดน้ำและการดูดใช้ธาตุอาหารและผลผลิตของพืช แบคทีเรียในดินที่สามารถผลิตทำแผนหลายบัญชี ,ซึ่งเดอ - เกรด ACC , สารตั้งต้นเอทิลีน ( บราฮา et al . , 2006 ) มีแนวโน้มกับกิจกรรมทำแผนบัญชีได้รับการแสดงเพื่อปรับปรุงการเจริญเติบโตของพืชในช่วงน้ำท่วมและความแห้งแล้งและดินที่ได้รับผลกระทบจากความเค็ม หรือโลหะหนัก ( Glick et al . , 2007 ) ทำแผนที่จากบัญชีที่ดีที่สุดได้ศึกษาในส่วนของ uw4 enrichment ,และการแสดงออกของยีนเอนไซม์นี้การเข้ารหัสบวกการควบคุมโดยผสมบัญชี ( เฉิง et al . , 2008 ) กิจกรรมของแต่ละเอนไซม์เหล่านี้ถูกระบุว่าเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชให้มีแนวโน้มสายพันธุ์ ( Li et al . , 2000 ; แพทเทิร์น และ กลิค , 2002 ) ดังนั้นรบกวนใด ๆของไบโอชาร์ที่มีการแสดงออกของยีนควบคุมเอนไซม์อาจส่งผลในการสูญเสียของผลประโยชน์ที่เกี่ยวข้องกับจุลินทรีย์เหล่านี้ .
2 วัสดุและวิธีการ
2.1 . ผู้ให้บริการวัสดุ
แสงแดด®พืชมอสพีทมอสซื้อมาจาก fisons พืชสวน อิงค์ ( Ontario , แคนาดา ) และเวอร์มิคูไลท์ เป็นครั้งสุดท้าย โดย therm-o-rock tured ตะวันตก Inc ( Chandler , AZ , USA )ทั้งหมด biochars เตรียมวัสดุผ่านการไพโรไลซิสช้าใน 2128 cm3 กระบอกสูบเหล็กภายใน 42 19 14 cm3 เตาเผาพอดีกับช่องสำหรับก๊าซ N2 ( อัตรา 0.5 ของเหลวไหล ) และ ถูกทิ้งไว้ที่อุณหภูมิสูงสำหรับการรักษา 2e2.5 H ( 300  C ) หรือ 1e1.5 H ( 600  C ) ดิบ วัตถุดิบที่ใช้ในการศึกษาครั้งนี้ ได้สร้างขึ้นเป็นขยะแยง - ucts .วัตถุดิบ ได้แก่ ปาล์ม ( หลาขยะจาก Riverside , CA ) ไม้สน ( Lowes ริเวอร์ไซด์ แคลิฟอร์เนีย ) , กะลามะพร้าว ( Coconut กษัตริย์ Hobe Sound , FL ) , ถั่วพิตาชิโอ หอย ( ฟาร์ม fiddyment Roseville , CA ) และหินหลุมผลไม้ ( วาโวนาอาหารแช่แข็ง โคลวิส , CA )
2.2 . ไบโอชาร์ลักษณะ
คาร์บอนและไนโตรเจนวิเคราะห์ข้อมูลบน flashea 1112 ธาตุวิเคราะห์ ( อิเล็กตรอนร้อน )ด่างทับทิม oxidizable คาร์บอนถูกกำหนดโดยใช้วิธีการที่อธิบายโดยวีล et al . ( 2003 ) อ ไบโอชาร์ค่าการนำไฟฟ้า ( EC ) และถูกยับยั้ง - ขุดโดยใช้วิธีการที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ ( Thompson et al . , 2001 ; rajkovich et al . , 2012 ) สั้น 1 กรัมของไบโอชาร์ถูกแขวนลอยในน้ำคล้ายเนื้อเยื่อประสาน 20 ml และหวั่นไหวที่ 180 rpm สำหรับ 1.5 ชั่วโมงการวัด pH accumet ®พื้นฐาน ab15 เครื่องวัดค่าการนำไฟฟ้า ( EC ) การอ่านและวิเคราะห์โดยใช้แบบจำลองค่า pH / accumet ® 20 เมตร ( ฟิชเชอร์ทางวิทยาศาสตร์ ) ไม่ชอบผิวไบโอชาร์ตั้งใจสำหรับแห้ง , ไบโอชาร์สดผ่านตาข่ายขนาด 0.5 มม. ใช้โมลาริตีเอทานอลลดลง ( Med ) ทดสอบ ( ดอร์ , 1998 ; Kinney et al . , 2012 )ด้วยคุณค่าจาก 1 ไป 2 ระบุว่า ตัวอย่างน้ำ ในขณะที่คุณค่าของ 3e4 อยู่เล็กน้อย ) ปานกลาง และ 5e7 บ่งบอกถึง HY มาก - วัสดุ drophobic .
เป็นที่แนะนำโดยความคิดริเริ่มไบโอชาร์ อินเตอร์เนชั่นแนล ( " มีนัย รับรองโปรแกรมคู่มือ : ความต้องการและขั้นตอนการรับรองไบโอชาร์ " 2013 ) พื้นที่ผิวจำเพาะถูกยับยั้ง - ขุดการใช้ brunauer ,เอ็มเม็ต และเทลเลอร์ ( พนัน ) n2 วิธีบน ASAP 2020 ดูดซับ Analyzer ( สหภาพมาลายา ) ตามที่ระบุในงาน d6556 ASTM มาตรฐาน ( คณะกรรมการ d24 2010 ) % น้ำความจุถือ ( SPM ) สำหรับผู้ที่ได้รับการพิจารณาจากวัสดุที่อิ่มตัวในน้ำ 24 ชั่วโมง แล้วอนุญาตให้อากาศแห้ง 1 ชั่วโมงค่า % การอุ้มน้ำได้โดยใช้มวลน้ำสะสมในวัสดุ / กรัมวัสดุแห้ง 100 copper - โครงสร้างผิวรูขุมขนเปิด iCal และทำการ 300  C biochars เป็นปรากฏการณ์การใช้ Hitachi TM 1000 โต๊ะ Envi - ronmental กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ( ESEM ) ขนาดรูขุมขนเปิดถูกวัดโดยใช้ซอฟต์แวร์ tm-1000 ( สูง - เทคโนโลยี บริษัท ฮิตาชิ โตเกียวญี่ปุ่น ) .
2.3 แบคทีเรีย , สภาพวัฒนธรรม และการเปลี่ยนแปลง
E . วิธี uw5 ถูกพลั่กโดยดร. เชอริล แพทเทิน ( มหาวิทยาลัยแมนิโทบา , แคนาดา ) P.putida uw4 ได้กรุณาบริจาคโดย ดร. เบอร์นาร์ด กลิค ( University of Waterloo , แคนาดา ) เชื้อจุลินทรีย์เติบโต 30  C บนเครื่องปั่นโคจรที่ 170 R มิน  1 ใน luriaebertani ( LB ) ขนาดกลาง ( difco )นอกจากที่ระบุไว้ electrocompetent uw5 เซลล์เตรียมโดยใช้วิธีการที่อธิบายโดยดยุค et al . ( 2013 ) เซลล์ uw5 ถูกเปลี่ยนด้วยพลาสมิด psmc21 รากมั่นคง , แบกสดใสกลายพันธุ์ของโปรตีนเรืองแสงสีเขียว ( GFP ) ( เฮล et al . , 2010 ) การแสดงออกของ GFP เสถียรภาพพลาสมิดและการเติบโตปกติ ยืนยันก่อนหน้านี้ ( เฮล et al . , 2010 ) .
แอลเฮล et al .ชีววิทยาชีวเคมี / ดิน& 81 ( 2015 ) 228e235 229