CN117042614A - 固存大气碳并对其进行定量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于通过提高植物中碳的利用和储存，以及以耐降解有机聚合物的形式增加植物和土壤物质中碳的固存，从而减少有害大气气体诸如温室气体(GHG)的材料和方法。

Description

固存大气碳并对其进行定量的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年11月5日提交的美国临时专利申请第63/110,070号的权益，该申请通过引用方式整体并入本文。

背景技术

在大气中捕获热量的气体被称为“温室气体”或“GHG”，包括二氧化碳、甲烷、一氧化二氮和氟化气体(“美国气候变化指标(Climate Change Indicators in the UnitedStates)”，2016年，第四版，美国国家环境保护局第六分局，下文中称为“2016年EPA报告”)。

二氧化碳(CO₂)通过燃烧化石燃料(煤、天然气和油)、固体废物、树木和木材产品以及作为某些化学反应(例如水泥的制造)的产物进入大气。二氧化碳通过例如植物吸收作为生物碳循环的一部分从大气中除去。

甲烷(CH₄)在煤、天然气和油的生产和运输期间排放。甲烷排放也来自于家畜动物的生产，许多家畜动物的消化系统包含产甲烷微生物。此外，其他农业实践和污水池与城市固体废物填埋场中有机废物的腐烂会产生甲烷排放。

一氧化二氮(N₂O)在工业活动期间和在化石燃料和固体废物的燃烧期间排放。在农业中，过度施用含氮肥料和不良土壤管理实践也会导致一氧化二氮排放增加。

氟化气体，包括例如氢氟烃、全氟化碳、六氟化硫和三氟化氮，是从多种工业过程中排放的、合成的强温室气体(2016年温室气体概述(Overview of Greenhouse Gases2016))。

基于来自全世界监测站的最近的测量和来自南极和格陵兰的冰层中捕获的气泡中较老空气的测量，例如二氧化碳的全球大气浓度在过去几百年中显著上升(2016年EPA报告，例如6、15)。

尤其是自从18世纪开始的工业革命以来，人类活动通过燃烧化石燃料、砍伐森林和进行其他工业活动，增加了大气中温室气体的量。许多排放到大气中的温室气体在大气中停留很长时间，从十年到几千年不等。随着时间的推移，这些气体通过化学反应或通过排放汇(sink)(诸如从大气中吸收温室气体的海洋和植物)从大气中除去。

因为每种温室气体具有不同的寿命和不同的捕获大气中的热量的能力，并且为了能够比较不同的气体，通常使用每种气体的全球变暖潜势(global warming potential)将排放转化为二氧化碳当量，全球变暖潜势衡量在排放后100年的时间段内估计给定量的气体对全球变暖有多少影响。

基于这些考虑，EPA确定了由温室气体引起的加热效应，也称为“辐射强迫(radiative forcing)”，从1990年起已经增加了约37％(2016年EPA报告，16)。

尽管在1990年至2010年之间全球所有主要温室气体的排放都增加了，但占全球总排放的约四分之三的二氧化碳净排放增加了42％，而甲烷排放增加了约15％，氟化气体排放增加了一倍，以及一氧化二氮排放增加了约9％(2016年EPA报告，14)。

世界各国领导人已尝试通过条约和其他国家间协议来抑制GHG排放的增加。一种这样的尝试是通过使用碳信用体系(carbon credit system)。碳信用(carbon credit)是表示有权排放一吨二氧化碳或等量GHG的可交易证书或许可证的通称。在典型的碳信用体系中，管理机构对经营者可产生的GHG排放量设置配额。超出这些配额的经营者需要从尚未用完其碳信用的其他经营者处购买额外的配额。

碳信用体系的一个目标是鼓励公司投资更环保的技术、机械和实践，以便从这些信用的交易中获益。根据联合国气候变化框架公约(UNFCCC)的京都议定书，许多国家已经同意在国际上受GHG减排政策的约束，包括通过排放信用交易。虽然美国不受京都议定书的约束，并且尽管在美国没有中央国家排放交易体系(central national emissionstrading system)，但是一些州，诸如加利福尼亚州和东北的一些州，已经开始采用这种交易方案。

降低大气CO₂水平的一种策略是碳固存，或碳转移，例如从大气转移到土壤有机物质。碳在地球的生物圈、土壤圈、水圈、岩石圈和大气之间交换并储存在以下主要汇中：(1)作为生物圈中活的和死的生物体中的有机分子；(2)作为大气中的CO₂；(3)作为土壤中的有机物质；(4)作为化石燃料和沉积岩，诸如岩石层中的石灰石、白云石和白垩；以及(5)在海洋中作为溶解的CO₂和海洋生物的碳酸钙壳(参见，例如，Pidwirny 2006)。

根据碳汇的性质，碳固存可以几种方式实现：通过无机化学反应，其引起碳酸盐/碳酸氢盐形式的CO₂与溶解的矿物质和盐结合，形成化合物诸如碳酸钙和碳酸镁；通过植物光合作用，其利用阳光将来自空气和水的CO₂结合以形成储存在植物组织中的葡萄糖；通过植物生物质生长，其中包含富碳分子的地上和地下植物组织的量增加；以及间接通过微生物将植物和动物组织的生物质分解成其他化合物，例如碳水化合物、蛋白质、有机酸、腐殖质、蜡、煤、油和天然气。

全球变暖可能导致更急剧的温度波动、增加的全球降水、洪水和干旱以及海面温度和海平面的变化；因此，需要减少温室气体，尤其是CO₂，以减缓这些有害影响。

发明内容

本发明提供了用于减少有害大气气体诸如温室气体(GHG)的材料和方法。在具体的实施方案中，通过提高植物中碳的利用和储存以及增加植物和土壤物质中碳的固存来实现有害大气气体的减少。

在优选的实施方案中，本发明提供了减少大气二氧化碳的方法，其中将包含一种或多种有益的土壤定居微生物和/或其生长副产物的组合物施用于植物的一部分(例如根)和/或其周围环境(例如土壤)。

在某些实施方案中，该一种或多种微生物定殖于土壤和/或植物的根，并且为植物提供一种或多种益处，该一种或多种益处通过增强气生植物组织和地下植物组织的生长和/或健康而导致碳的利用和储存增强。

在某些实施方案中，该植物组织包含耐降解有机聚合物。因此，在优选的实施方案中，本发明的方法导致这些耐降解有机聚合物在植物组织中的累积增加。

在某些实施方案中，该耐降解有机聚合物是多糖、聚芳族化合物和/或聚酯。在优选的实施方案中，该耐降解有机聚合物在例如至少10年、15年或25年或更长时间内不容易生物降解。在植物中发现的耐降解有机聚合物的示例包括但不限于木栓质(suberin)、角质(cutin)、角碳(cutan)和木质素(lignin)。

在具体的实施方案中，该耐降解有机聚合物是木栓质，一种主要存在于植物组织外层的细胞壁中的聚酯，在植物组织外层中它用作内部植物组织和外部环境之间的保护屏障。

除了增强植物对碳的利用和储存之外，组合物的施用还可增加土壤碳固存。在某些实施方案中，通过增强土壤中植物根的生长和/或增加植物根中耐降解有机聚合物的累积来实现土壤碳固存的增加。

在某些实施方案中，根据本发明处理的植物是活的多年生植物。多年生植物的生长和/或健康增强还可导致碳的累积增加，并因此导致碳固存，这些碳例如以耐降解有机聚合物的形式存在于气生植物组织和地下植物组织中。有利地，以这种形式固存的碳只要植物存活就可保持固存和/或无限期固存。更进一步地，随着植物大小的增长和累积额外的耐降解有机聚合物，固存的碳量将在植物的整个生命中持续增加。

在某些实施方案中，植物是一年生植物和/或作物植物，其中植物组织的部分在植物死亡之后和/或在收获气生组织之后留下。

在优选的实施方案中，剩余的植物组织被土壤覆盖。在一些实施方案中，剩余的植物组织是已经位于地平面以下的地下组织(例如，根组织)。在一些实施方案中，剩余的植物组织是气生组织(例如，茎和/或叶)，其优选地埋在土壤下不受耕作干扰的深度处。

有利地，在某些实施方案中，剩余植物组织中的耐降解有机聚合物在植物死亡后的多年内，例如至少5年、10年、25年、50年或100年或更长时间内不分解。因此，虽然植物组织的其他部分可能分解，但耐降解有机聚合物保留在土壤中以固存其中的碳而不受土壤顶层的耕作或移动的干扰。

在优选的实施方案中，本发明方法还包括进行一种或多种测量，以评估本发明方法对GHG产生和/或产生减少和/或对植物和/或土壤中碳的累积的影响。

在某些实施方案中，评估GHG的产生可采取在采用本发明方法之前和之后测量GHG排放的形式。测量GHG排放可包括直接排放测量和/或燃料输入的分析。

在某些实施方案中，一个地点(例如，农场地点、草皮(turf)或草地(sod)农场、牧场或森林生态系统)的碳含量可通过例如定量植物的地上和/或地下生物质来测量。在一些实施方案中，碳浓度(例如，树木的碳浓度)被假定为生物质的约40％至50％。

生物质定量可采取例如在样品区收获植物并测量植物干燥前后不同部分的重量的形式。生物质定量也可使用非破坏性的观察方法进行，诸如测量植物的例如树干直径、高度、体积和其他物理参数。也可使用远程定量，例如，激光轮廓测量和无人机分析。

在一些实施方案中，农场地点、草地或草皮农场、牧场或草原、水生生态系统或森林生态系统的碳含量可进一步包括取样和测量取样区的枯枝落叶、木质碎片和/或土壤有机物质的碳含量。

在一个实施方案中，该评估包括定量根据本发明方法处理的植物组织和/或土壤的样品中累积的木栓质和/或其他耐降解有机聚合物的量。这种评估可包括，例如组织学分析和/或色谱研究。

在一些实施方案中，本发明可用于减少参与例如农业、家畜生产、林业/再造林和牧场管理的经营者所使用的碳信用的数量。在一些实施方案中，本发明可用于“碳农业”，其中种植植物是为了在大片土地中固存碳。

在某些实施方案中，本发明提供了微生物基产品，以及使用这些微生物基产品减少大气GHG、提高碳利用率和/或增强碳的固存的方法。在一个实施方案中，本发明提供了微生物基组合物，这些组合物可增强土壤的性质，并且增加植物的地上和地下生物质—包括耐降解有机聚合物诸如木栓质。有利地，本发明的微生物基产品和方法是环境友好的、无毒的和成本有效的。

具体实施方式

本发明提供了用于减少有害大气气体诸如温室气体(GHG)的材料和方法。在具体的实施方案中，通过提高植物中碳的利用和储存，以及通过在地下植物组织和/或土壤中累积耐降解有机聚合物来增加土壤物质中碳的固存，从而实现有害大气气体的减少。

在某些实施方案中，还提供了用于评估和/或定量植物物质和/或土壤物质中的碳固存的方法。

选择的定义

如本文所用，“农业”意指用于食品、纤维、生物燃料、药物、化妆品、补充剂、观赏目的和其他用途的植物的栽培和育种。根据本发明，农业也可包括园艺学、景观美化、园艺、植物保护、林业和再造林、牧场和草原恢复、果树学、树木栽培和农艺学。农业中还包括土壤的护理、监测和维护。

如本文所用，在涉及有害物时所使用的术语“控制”意指杀死有害物、使有害物丧失能力、使有害物停止活动或减少有害物的种群数量或以其他方式使有害物基本上不能造成伤害。

如本文所用，“分离的”或“纯化的”化合物基本上不含与其天然相关的其他化合物(诸如细胞物质)。纯化或分离的多核苷酸(核糖核酸(RNA)或脱氧核糖核酸(DNA))不含在其天然存在状态下位于其侧翼的基因或序列。纯化或分离的多肽不含在其天然存在状态下位于其侧翼的氨基酸或序列。在微生物菌株的上下文中，“分离的”意指将菌株从其天然存在的环境中取出。因此，分离的菌株可作为例如生物学上纯净的培养物或与载体结合的孢子(或其他形式的菌株)存在。

如本文所用，“生物学上纯净的培养物”是从与其天然相关的材料中分离的培养物。在一个优选的实施方案中，该培养物已经从所有其他活细胞中分离出来。在进一步优选的实施方案中，与自然界中存在的相同微生物的培养物相比，生物学上纯净的培养物具有有利的特征。这些有利的特征可为，例如，提高了一种或多种生长副产物的产量。

在某些实施方案中，纯化的化合物按重量计占所需化合物的至少60％。优选地，制剂按重量计占所需化合物的至少75％、更优选地至少90％并且最优选地至少99％。例如，纯化的化合物是指按重量计占所需化合物的至少85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、98％、99％或100％(质量比)的化合物。通过任何合适的标准方法(例如柱色谱法、薄层色谱法或高效液相色谱法(HPLC)分析测量纯度。

如本文所用，“促进”意指改善或增加。例如，促进的植物健康意指改善植物的生长和茁壮成长的能力(其包括增加的种子发芽和/或出苗)；改善的抵御有害物和/或疾病的能力；以及改善的在环境应激源诸如干旱和/或过度浇水的情况下存活的能力。促进的植物生长和/或增强的植物生物质意指增加植物在地上和地下的大小和/或质量(例如增加冠层/叶片体积、高度、树干厚度、分枝长度、新枝长度、蛋白质含量、根大小/密度和/或总体生长指数)，和/或改善植物达到所需大小和/或质量的能力。提高的产量意指改善作物中植物产生的终产物，例如通过增加每株植物的果实、叶、根和/或块茎的数量和/或大小，和/或改善果实、叶、根和/或块茎的质量(例如改善味道、质地、白利糖度、叶绿素含量和/或颜色)。

“代谢物”是指由代谢产生的任何物质(例如，生长副产物)或参与特定代谢过程所必需的物质。代谢物可以是作为代谢的起始材料、中间产物或终产物的有机化合物。代谢物的示例包括但不限于生物表面活性剂、生物聚合物、酶、酸、溶剂、醇、蛋白质、维生素、矿物质、微量元素和氨基酸。

本发明利用“微生物基组合物”，其意指包含由于微生物或其他细胞培养物的生长而产生的组分的组合物。因此，这些微生物基组合物可包含微生物本身和/或微生物生长的副产物。这些微生物可以营养状态、孢子或分生孢子形式、菌丝形式、任何其他繁殖体形式或这些形式的混合。这些微生物可为浮游的或生物膜的形式或两者的混合。例如，这些生长副产物可为代谢物、细胞膜成分、蛋白质和/或其他细胞组分。这些微生物可为完整的或裂解的。在优选的实施方案中，这些微生物与它们生长在其中的生长培养基一起存在于微生物基组合物中。例如，细胞可以每克或每毫升组合物中至少1×10⁴CFU、1×10⁵CFU、1×10⁶CFU、1×10⁷CFU、1×10⁸CFU、1×10⁹CFU、1×10¹⁰CFU、1×10¹¹CFU、1×10¹²CFU、1×10¹³CFU或更高CFU的浓度存在。

本发明还提供了“微生物基产品”，这些微生物基产品是将在实践中应用以实现期望结果的产品。该微生物基产品可仅仅是从微生物培养过程中收获的微生物基组合物。另选地，该微生物基产品可包含已添加的其他成分。这些附加的成分可包括，例如稳定剂、缓冲剂、合适的载体(诸如水、盐溶液或任何其他合适的载体)、为支持微生物进一步生长而添加的营养物、非营养生长促进剂和/或有助于在其所施用的环境中跟踪微生物和/或组合物的试剂。该微生物基产品还可包含微生物基组合物的混合物。该微生物基产品还可包含微生物基组合物的一种或多种组分，已经以某种方式(诸如但不限于过滤、离心、裂解、干燥、纯化等)对该一种或多种组分进行了加工。

如本文所用，“聚合物”是指通过将一个或多个称为单体的类似分子单元键合在一起而制备的任何大分子化合物。聚合物包括合成聚合物和天然聚合物。示例性的聚合物包括橡胶、淀粉、树脂、树胶(例如，瓜尔胶、黄原胶和文莱胶)、氯丁橡胶、尼龙、PVC、硅树脂、纤维素、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚胺、多糖(例如，果聚糖)、多核苷酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚羟基链烷酸酯(PHA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己内酯(PCL)、聚乙醇酸(PGA)、聚羟基丁酸酯(PHB)、聚酯，诸如聚丙交酯(PLA)、聚丙烯酰胺(PAM)等。

术语聚合物中还包括术语“生物聚合物”、“生物学聚合物”或“有机聚合物”，如本文所用，其意指天然聚合物质或存在于活生物体中或由活生物体产生的聚合物质。生物聚合物可包括，例如，多核苷酸、多糖、聚酯和多肽。生物聚合物的具体示例包括但不限于橡胶、木栓质、黑色素、木质素、纤维素、黄原胶、瓜尔胶、韦兰胶、果聚糖、藻酸盐和许多其他物质。

如本文所用，“有害物”是除人以外的任何生物体，其对人或人所关注的事情(例如，农业、园艺学)是破坏性的、有毒的和/或有害的。在一些但不是所有的情况下，有害物可为致病生物体。有害物可引起感染、侵染和/或疾病或者是感染、侵染和/或疾病的媒介，或者它们可简单地以活组织为食或对活组织造成其他物理伤害。有害物可为单细胞或多细胞生物体，包括但不限于病毒、真菌、细菌、寄生虫、原生动物和/或线虫。

如本文所用，“预防”状况或事件或状况或事件的“预防”意指延迟、抑制、压制、阻止和/或最大程度地降低状况或事件的发生、扩大或发展。预防可包括但不要求无限期的、绝对的或完全的预防，这意味着状况或事件仍然可能在以后发展。预防可包括降低这种状况或事件发生的严重性，和/延缓其发展至更严重或扩大的状况或事件。

本文提供的范围应理解为该范围内的所有值的简写。例如，范围1至20应理解为包括来自1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20的任何数字、数字组合或子范围以及所有介于上述整数之间的小数值(例如1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8和1.9)。至于子范围，特别考虑了从该范围的任一端点延伸的“嵌套子范围”。例如，示例性范围1至50的嵌套子范围可在一个方向上包括1至10、1至20、1至30和1至40或者在另一个方向上包括50至40、50至30、50至20和50至10。

如本文所用，“减少”是指负变化，术语“增加”是指正变化，其中该负变化或正变化为至少0.25％、0.5％、1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％。

如本文所用，“参考”是指标准或对照条件。

如本文所用，“土壤改良剂”或“土壤调节剂”是添加到土壤中以增强土壤性质和/或根际的任何化合物、材料或者化合物或材料的组合。土壤改良剂可包括有机和无机物质，并且还可包括例如肥料、杀虫剂和/或除草剂。营养丰富、排水良好的土壤对于植物的生长和健康是必需的，因此，土壤改良剂可通过改变土壤的营养物和水分含量来增强植物生物质。土壤改良剂也可用于改善土壤的许多不同品质，包括但不限于土壤结构(例如，防止压实)；提高营养物浓度和储存能力；改善干燥土壤的保水性；以及改善渍水土壤的排水性。

如本文所用，“表面活性剂”是指降低相间表面张力(或界面张力)的化合物。表面活性剂用作例如洗涤剂、湿润剂、乳化剂、发泡剂和分散剂。“生物表面活性剂”是由活生物体产生的表面活性剂。

过渡术语“包括”与“包含”或“含有”同义，是包含性的或开放式的，并且不排除其他未列举的要素或方法步骤。相比之下，过渡短语“由……组成”排除了权利要求中未指定的任何要素、步骤或成分。过渡短语“基本上由...组成”将权利要求的范围限制在指定的材料或步骤内以及“那些实质上不影响本要求保护的发明的基本和新颖特征的材料或步骤”。术语“包括”的使用考虑了“由”或“基本上由”列举的组分“组成”的其他实施方案。

除非特别说明或从上下文显而易见，否则本文所用的术语“或”应理解为包含性的。除非特别说明或从上下文显而易见，否则如本文所用，术语“一”、“一个”和“该”应理解为单数或复数。

除非特别说明或从上下文显而易见，否则如本文所用，术语“大约”应理解为在本领域的正常公差范围内，例如在平均值的2个标准偏差内。大约可理解为在规定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％内。

本文中变量的任何定义中的化学基团列表的描述包括作为任何单个基团或所列基团的组合的变量的定义。本文中变量或方面的实施方案的描述包括作为任何单个实施方案或与任何其他实施方案或其部分组合的实施方案。

本文引用的所有参考文献都通过引用方式整体并入本文。

碳的固存和定量

在优选的实施方案中，本发明提供了减少大气二氧化碳水平的方法，其中将包含一种或多种有益的土壤定殖微生物和/或其生长副产物的组合物施用于植物的一部分(例如根)和/或其周围环境(例如土壤)。

在某些实施方案中，该一种或多种微生物定殖于土壤和/或植物的根，并且为植物提供一种或多种益处，该一种或多种益处通过增强气生植物组织和地下植物组织的生长和/或健康而导致碳的利用和储存增强。

在一些实施方案中，本发明方法增加植物的地上和地下生物质，其包括例如增加的叶体积、增加的茎和/或树干直径、增强的根生长和/或增加的密度和/或增加的植物总数。在一个实施方案中，这通过改善植物根生长的根际的整体适宜性，例如通过改善根际的营养物和/或水分保留性质来实现。

在一些实施方案中，本发明微生物基组合物的微生物可促进例如需氧菌、酵母和/或真菌对根和/或根际的定殖。

在一个实施方案中，定殖的促进可导致土壤微生物组的生物多样性改善。如本文所用，改善生物多样性是指增加土壤中微生物物种的种类。在一些实施方案中，改善的生物多样性包括增加土壤中需氧菌物种、酵母物种和/或真菌物种与厌氧微生物的比率。

例如，在一个实施方案中，本发明组合物的微生物可定殖于根、土壤和/或根际，并且促进其他固定营养物的微生物(例如根瘤菌(Rhizobium)和/或菌根(Mycorrhizae))的定殖，以及促进富碳植物组织累积的其他内源和/或外源微生物的定殖。

在一个实施方案中，改善的土壤生物多样性促进营养物溶解和/或摄取增强。例如，某些需氧菌物种，诸如解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)，可酸化土壤并将NPK肥料溶解为植物可用的形式。

在一个实施方案中，该方法可用于增强有益分子穿透根细胞外层，例如，在根际的根-土壤交界处。

在优选的实施方案中，本发明方法增强植物对碳的利用和储存，这是通过增加植物组织和/或土壤中耐降解有机聚合物的累积来实现的。在一些实施方案中，通过利用已经被修饰以产生大于正常量的特定耐降解有机聚合物的植物来进一步增加耐降解有机聚合物的累积。

在某些实施方案中，该耐降解有机聚合物是多糖、聚芳族化合物和/或聚酯。在植物中发现的示例包括但不限于木栓质、角质、角碳和木质素。在优选的实施方案中，由于例如耐降解有机聚合物的化学结构的复杂性质，它们在植物死亡后例如至少1年、至少5年、至少25年、至少100年或甚至至少1,000年不容易生物降解。

在一个实施方案中，该耐降解有机聚合物是木质素。如本文所用，木质素是存在于维管植物和一些藻类的支持组织的细胞壁中的一组芳族交联聚合物的通称。木质素的主要结构单元是羟基肉桂醇(或木质素单体)、松柏醇和芥子醇，以及少量的对香豆醇。

木质素在木材和树皮的细胞壁形成中很重要，因为它们不容易分解并且为植物提供刚性结构。另外，木质素保护细胞壁多糖免受微生物降解，使其抗腐蚀。木质素的生物合成可在植物中由应激源诸如创伤、感染、代谢压力和细胞壁结构的改变来诱导。

在一个实施方案中，该耐降解有机聚合物是角质和/或角碳，两者均为形成疏水性植物角质层的蜡质聚合物。角质层覆盖植物的所有气生表面，并且有助于防止水分损失和/或过热。角质是包含通过酯键和环氧键交联的相互酯化的ω羟基酸的聚酯。角碳是基本上抗腐蚀的、不可皂化的烃聚合物。

在一个具体的实施方案中，该耐降解有机聚合物是木栓质，一种在特化植物细胞壁中发现的亲脂性大分子，在任何需要对周围环境的隔绝或保护的地方。更具体地，木栓质是由苯丙素、长链脂肪酸和脂肪醇以及羟基脂肪酸和二羧酸组成的聚酯。木栓质是一种细胞壁成分，充当限制水、溶质、气体和离子交换的高效屏障。木栓化细胞壁还可限制病原体侵入，并且在一些植物中为从根到厌氧根基质的径向氧损失提供屏障。

除了增强植物对碳的利用和储存之外，本发明组合物的微生物在根和/或土壤中的定殖也可增加土壤碳固存。在某些实施方案中，通过增强土壤中植物根的生长和/或增加植物根中耐降解有机聚合物的累积来实现土壤碳固存的增加。

在某些实施方案中，根据本发明处理的植物是活的多年生植物。多年生植物的生长和/或健康增强还可导致碳的累积增加，并因此导致碳固存，这些碳以耐降解有机聚合物的形式存在于气生植物组织和地下植物组织中。有利地，以这种形式固存的碳只要植物存活就可保持固存和/或无限期固存。更进一步地，随着植物大小的增长和累积额外的耐降解有机聚合物，固存的碳量将在植物的整个生命中持续增加。

在某些实施方案中，植物是一年生植物和/或作物植物，其中植物组织的部分在植物死亡之后和/或在收获气生组织之后留下。

在优选的实施方案中，剩余的植物组织被土壤覆盖。在一些实施方案中，剩余的植物组织是已经位于地平面以下的地下组织(例如，根组织)。在一些实施方案中，剩余的植物组织是气生组织(例如，茎和/或叶)，其优选地埋在土壤下不受耕作干扰的深度处。

有利地，在某些实施方案中，剩余植物组织中的耐降解有机聚合物在植物死亡后的多年内，例如至少25年、至少100年或甚至至少1,000年内不分解。因此，虽然植物组织的其他部分可能分解，但耐降解有机聚合物保留在土壤中以固存其中的碳而不受土壤顶层的耕作或移动的干扰。

在一些实施方案中，微生物和植物的根之间的相互作用促进根中耐降解有机聚合物的累积和/或累积的增加。在一个实施方案中，这是由于微生物在与根形成关联时在根形成的微观开口，这刺激了保护性屏障分子诸如木栓质和/或木质素的生物合成。

在一些实施方案中，在将组合物施用至地点之前，该方法包括评估该地点的本地条件，确定针对本地条件自定义的组合物的优选配方(例如，微生物和/或生长副产物的类型、组合和/或比例)，以及用该优选配方生产组合物。

这些本地条件可包括，例如土壤条件(例如，土壤类型、土壤微生物群的种类、土壤有机质含量的量和/或类型、GHG前体底物的量和/或类型、存在的肥料或其他土壤添加剂或改良剂的量和/或类型)；作物和/或植物条件(例如，正在生长的植物的类型、数量、年龄和/或健康)；环境条件(例如，当前气候、季节或一年中的时间)；该地点的GHG排放的量和类型；组合物的施用方式和/或比率，以及与该地点相关的其他条件。

在评估之后，可确定用于组合物的优选配方，使得组合物可针对这些本地条件来自定义。然后优选在距施用地点300英里内，优选200英里内，甚至更优选100英里内的微生物生长设施处培养组合物。

在一些实施方案中，定期评估本地条件，例如每年一次、每年两次或甚至每月一次。这样，可根据需要实时修改组合物配方以满足变化的本地条件的独特需要。

在优选的实施方案中，本发明方法还包括进行一种或多种测量，以评估本发明方法对GHG产生和/或产生减少和/或对植物和/或土壤中碳的累积的影响。

可在向该地点施用微生物基组合物之后的某个时间点进行测量。在一些实施方案中，在约1周或更短、2周或更短、3周或更短、4周或更短、30天或更短、60天或更短、90天或更短、120天或更短、180天或更短，和/或1年或更短之后进行测量。

此外，测量可随时间重复。在一些实施方案中，测量每日、每周、每月、双月、半月、半年和/或每年重复。

在某些实施方案中，评估GHG的产生可采取测量来自一个地点的GHG排放的形式。具有电子捕获检测功能的气相色谱法通常用于在实验室环境中测试样品。在某些实施方案中，GHG排放还可使用例如通量测量和/或原位土壤探测在现场进行。通量测量例如利用包围土壤区域的空间来分析从土壤表面到大气的气体排放，然后通过观察一段时间内空间内气体的累积来估计通量。探头可用于生成土壤气体剖面图，从测量土壤中某一深度处的所需气体的浓度开始，并直接在探头和周围表面条件之间进行比较(Brummell和Siciliano2011，118)。

测量GHG排放还可包括其他形式的直接排放测量、气相色谱-质谱(GC-MS)和/或燃料输入分析。直接排放测量可包括，例如，识别污染作业活动(例如，燃料燃烧型汽车)和直接通过连续排放监测系统(CEMS)测量那些活动的排放。燃料输入分析可包括计算所使用的能源的量(例如，消耗的电量、燃料量、木材量、生物质量等)，确定燃料源中例如碳的含量，并且将该碳含量应用于所消耗的燃料量以确定排放量。

在某些实施方案中，一个地点(例如，农场地点、作物、草地或草皮农场、牧场/草原或森林)的碳含量可通过例如定量植物的地上和/或地下生物质来测量。通常，碳浓度(例如，树木的碳浓度)被假定为生物质的约40％至50％。

生物质定量可采取例如在样品区收获植物并测量植物干燥前后不同部分的重量的形式。生物质定量也可使用非破坏性的观察方法进行，诸如测量植物的例如树干直径、高度、体积和其他物理参数。也可使用远程定量，例如，激光轮廓测量和/或无人机分析。

在一些实施方案中，一个地点的碳含量可进一步包括取样和测量取样区的枯枝落叶、木质碎片和/或土壤的碳含量。尤其是，可分析土壤，例如，使用干烧来确定总有机碳(TOC)百分比；用高锰酸钾氧化分析检测活性炭；以及通过堆密度测量(每单位体积的重量)将碳百分比转化为吨/英亩。

在一个实施方案中，该评估包括鉴定在根据本发明方法处理的植物组织和/或土壤的样品中累积的耐降解有机聚合物的类型和/或对其定量。优选地，该方法普遍适用于和/或适用于评估所有植物类型。

在一个实施方案中，该评估包括进行植物组织的组织学分析。在一个实施方案中，该评估包括提取和任选地溶解该耐降解有机聚合物，并且进行液相色谱(LC)、气相色谱(GC)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、拉曼光谱、质谱(MS)和/或核磁共振(NMR)光谱中的一种或多种。

在一些实施方案中，本发明可用于减少参与例如农业、家畜生产、林业/再造林和牧场管理的经营者所使用的碳信用的数量。在一些实施方案中，本发明可用于“碳农业”，其中种植植物是为了在大片土地中固存碳的非商业目的。

施用方式

如本文所用，将组合物或产品“施用”到地点是指使组合物或产品与一个地点接触，使得该组合物或产品可对该地点产生影响。该影响可是由于例如微生物生长和定殖，和/或代谢物、酶、生物表面活性剂或其他微生物生长副产物的作用。施用方式取决于组合物的配方，并且可包括例如喷洒、浇灌、喷灌、注射、铺展、混合、浸泡、雾化和喷雾。配方可包括，例如液体、干燥和/或可湿性粉末、可流动粉末、粉尘、颗粒、丸剂、乳液、微胶囊、片剂、油、凝胶、糊剂和/或气溶胶。在一个示例性实施方案中，在通过例如将组合物溶解在水中制备组合物之后施用组合物。

在一个实施方案中，施用组合物的地点是将种植或生长植物(例如，作物、田地、果园、树林、牧场/草原或森林)的土壤(或根际)。本发明的组合物可与灌溉流体预混合，其中组合物渗透过土壤并且可被运送到例如植物的根以影响根微生物组。

在一个实施方案中，将组合物施用于有或无水的土壤表面，其中土壤施用的有益效果可通过降雨、喷灌、漫灌或滴灌来激活。

在一个实施方案中，该地点是植物或植物部分。该组合物可作为种子处理直接施用于其上，或施用于植物或植物部分的表面(例如，根、块茎、茎干、花、叶、果实或花的表面)。在一个具体实施方案中，使该组合物与植物的一个或多个根接触。该组合物可直接施用于根，例如通过喷洒或浸泡根，和/或间接地，例如通过将该组合物施用于植物生长的土壤(或根际)。该组合物可在种植之前或种植时施用于植物的种子，或施用于植物的任何其他部分和/或其周围环境。

在一个实施方案中，其中该方法用于大规模的环境中，诸如在柑橘林、牧场或草原、森林、草地或草皮农场或农作物中，该方法可包括将该组合物施用至与用于供应水、肥料、杀虫剂或其他液体组合物的灌溉系统的水箱中。因此，植物和/或植物周围的土壤可用该组合物处理，例如，通过土壤注射、土壤淋湿、使用中心枢轴灌溉系统、用在种子犁沟上的喷雾器、使用微喷头、使用淋湿喷洒器、使用喷杆喷洒器、使用洒水器和/或使用滴灌器。有利地，该方法适用于处理数百英亩土地。

在一个实施方案中，其中该方法用于较小规模的环境中，例如家庭花园或温室中，该方法可包括将该组合物(与水和其他任选的添加剂混合)倒入手持式草坪和花园喷洒器的罐中，并用该组合物喷洒土壤或另一地点。该组合物也可在标准的手持式喷壶中混合并倾倒在地点上。

植物和/或它们的环境可在栽培植物的过程中的任何时间点进行处理。例如，可在将种子种植于土壤之前、同时或之后将该组合物施用于土壤。也可在此后植物发育和生长期间的任何时间点(包括在植物开花、结果时，以及在叶子脱落期间和/或之后)施用该组合物。

在一个实施方案中，与在未处理的环境中生长的植物相比，根据本发明的方法和组合物导致以下项中的一者或多者的增加：植物的根质量、茎直径、植物高度、冠层密度、叶绿素含量、花数、芽大小、芽密度、叶表面积和/或营养物摄取，增加了至少1％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％、150％、200％或更多。

在一个实施方案中，与未处理的植物和/或土壤相比，根据本发明的方法和组合物导致木栓质、角质、角碳和/或木质素在植物和/或土壤中的累积增加至少1％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％、150％、200％或更多。

在一个实施方案中，与未处理的土壤相比，根据本发明的方法和组合物导致土壤碳含量增加至少1％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％、150％、200％或更多。

目标植物

如本文所用，术语“植物”包括但不限于任何类型的木本、观赏或装饰物种、作物或谷类、水果植物或蔬菜植物、花或树、大型藻类或微藻类、浮游植物和光合藻类(例如，绿藻莱茵衣藻)。“植物”还包括单细胞植物(例如，微藻类)和大量分化成在植物发育的任何阶段存在的群体(例如，团藻)或结构的多个植物细胞。这样的结构包括但不限于果实、种子、枝条、茎干、叶、根、花瓣等。植物可以是独立的，例如在花园中，或者可以是许多植物中的一种，例如作为果园、作物或牧场的一部分。

如本文所用，“作物植物”是指任何种类的植物或藻类，为人类、动物或水生生物体的盈利和/或生计而种植，或被人类使用(例如，纺织品、化妆品和/或药物生产)，或被人类观赏以获得乐趣(例如，在景观美化或花园中的花或灌木)，或用于工业、商业或教育的任何植物或藻类或其部分。作物植物可以是通过传统的育种和优化方法或通过生物技术和重组方法或这些方法的组合而获得的植物，包括转基因植物和植物变种。

可受益于本发明的产品和方法的施用的作物植物的类型包括但不限于：行作物(例如，玉米、大豆、高粱、花生、马铃薯等)、大田作物(例如，苜蓿、小麦、谷物等)、树作物(例如，核桃、杏仁、山核桃、榛子、开心果等)、柑橘作物(例如，橙子、柠檬、葡萄柚等)、水果作物(例如，苹果、梨、草莓、蓝莓、黑莓等)、草皮作物(例如，草地)、观赏植物作物(例如，花、藤等)、蔬菜(例如，番茄、胡萝卜等)、藤本作物(例如，葡萄等)、林业(例如，松树、云杉、桉树、杨树等)、牧场(用于供养放牧动物的植物的任何混合)。

本发明适用的植物的另外的示例包括但不限于，谷类和草(例如，小麦、大麦、黑麦、燕麦、稻、玉米、高粱、玉米)、甜菜(例如，糖或饲料甜菜)；水果(例如，葡萄、草莓、树莓、黑莓、梨果类水果、核果、软果、苹果、梨、李子、桃、杏仁、樱桃或浆果)；豆科作物(例如，菜豆、小扁豆、豌豆或大豆)；油料作物(例如，油菜、芥菜、罂粟、橄榄、向日葵、椰子、蓖麻、可可或花生)；葫芦科植物(例如，南瓜、黄瓜、南瓜或甜瓜)；纤维植物(例如，棉花、亚麻、大麻或黄麻)；柑橘类水果(例如，橙子、柠檬、葡萄柚或红桔)；蔬菜(例如，菠菜、莴苣、芦笋、卷心菜、胡萝卜、洋葱、番茄、马铃薯或柿子椒)；樟科(例如，鳄梨、樟或樟脑)；以及烟草、坚果、药草、香料、药用植物、咖啡、茄子、甘蔗、茶、胡椒、葡萄藤、啤酒花、车前草科、胶乳植物、切花和观赏植物。

在某些实施方案中，作物植物是柑橘植物。根据本发明的柑橘植物的示例包括但不限于，橙子树、柠檬树、酸橙树和葡萄柚树。其他示例包括柚子(Citrus maxima)、枸橼(Citrus medica)、大翼橙(Citrus micrantha)、橘(Citrus reticulata)、葡萄柚(Citrusparadisi)、金桔(Citrus japonica)、澳洲手指青柠(Citrus australasica)、澳洲圆青柠(Citrus australis)、澳洲沙漠青柠(Citrus glauca)、沙石青柠(Citrus garrawayae)、卡卡杜青柠或汉普蒂杜青柠(Citrus gracilis)、罗素河青柠(Citrus inodora)、新几内亚野生青柠(Citrus warburgiana)、布朗河手指青柠(Citrus wintersii)、马来西亚卡丹沙柠檬/马来西亚克杜克拉柠檬(Citrus halimii)、印度野橘(Citrus indica)、马蜂橙(Citrusmacroptera)和凯西大翼橙(Citrus latipes)、墨西哥青柠(Citrus x aurantiifolia)、苦橙(Citrus x aurantium)、波斯青柠(Citrus x latifolia)、柠檬(Citrus x limon)、黎檬(Citrus x limonia)、甜橙(Citrus x sinensis)、瓯柑(Citrus x tangerina)、帝王柠檬、橘柚、橙柚、橘橙、金诺橘、清见橙、明尼橘柚、白金葡萄柚、丑橘、佛手柑、枸橼、香柠檬、血橙、四季橘、克莱门氏小柑橘、梅尔柠檬和香橙。

在一些实施方案中，作物植物是柑橘植物的亲缘植物，诸如月橘、香吉果和枸橘(Citrus trifolata)。

目标植物的其他示例包括属于绿色植物总科的所有植物，特别是单子叶植物和双子叶植物，包括饲料或饲料豆类、观赏植物、粮食作物、树木或灌木，这些饲料或饲料豆类、观赏植物、粮食作物、树木或灌木选自槭树属(Acer)、猕猴桃属(Actinidia)、秋葵属(Abelmoschus)、剑麻(Agave sisalana)、冰草属(Agropyron)、西伯利亚剪股颖(Agrostisstolonifera)、葱属(Allium)、苋属(Amaranthus)、欧洲沙茅草(Ammophila arenaria)、菠萝(Ananas comosus)、番荔枝属(Annona)、旱芹(Apium graveolens)、落花生属(Arachis)、波罗蜜属(Artocarpus)、石刁柏(Asparagus officinalis)、燕麦属(Avena)(例如，燕麦(A.sativa)、野燕麦(A.fatua)、地中海燕麦(A.byzantina)、叶用野燕麦(A.fatuavar.sativa)、杂交燕麦(A.hybrida))、杨桃(Averrhoa carambola)、簕竹属(Bambusa)、冬瓜(Benincasa hispida)、巴西坚果(Bertholletia excelsea)、甜菜(Beta vulgaris)、芸苔属(Brassica)(例如，欧洲油菜(B.napus)、欧洲油菜亚种(B.rapa ssp.)[油菜籽、油菜、芜菁油菜])、粉叶蛭果柑(Cadaba farinosa)、茶树(Camellia sinensis)、美人蕉(Cannaindica)、苜蓿大麻(Cannabis sativa)、辣椒属(Capsicum)、高薹草(Carex elata)、番木瓜(Carica papaya)、大花假虎刺(Carissa macrocarpa)、山核桃属(Carya)、红花(Carthamustinctorius)、栗属(Castanea)、吉贝(Ceiba pentandra)、苦苣(Cichorium endivia)、樟属(Cinnamomum)、西瓜(Citrullus lanatus)、柑桔属(Citrus)、椰子属(Cocos)、咖啡属(Coffea)、芋头(Colocasia esculenta)、可乐属(Cola)、黄麻属(Corchorus)、芫荽(Coriandrum sativum)、榛属(Corylus)、山楂属(Crataegus)、藏红花(Crocus sativus)、南瓜属(Cucurbita)、黄瓜属(Cucumis)、菜蓟属(Cynara)、胡萝卜(Daucus carota)、山蚂蝗属(Desmodium)、龙眼(Dimocarpus longan)、薯蓣属(Dioscorea)、柿属(Diospyros)、稗属(Echinochloa)、油棕属(Elaeis)(例如，非洲油棕(E.guineensis)、美洲油棕(E.oleifera))、子(Eleusine coracana)、苔麸(Eragrostis tef)、蔗茅属(Erianthus)、枇杷(Eriobotrya japonica)、桉属(Eucalyptus)、红果仔(Eugenia uniflora)、荞麦属(Fagopyrum)、水青冈属(Fagus)、高羊茅(Festuca arundinacea)、无花果(Ficus carica)、金桔属(Fortunella)、草莓属(Fragaria)、银杏(Ginkgo biloba)、大豆属(Glycine)(例如，大豆(G.max)、黄豆(Soja hispida)或野生大豆(Soja max))、陆地棉(Gossypiumhirsutum)、向日葵属(Helianthus)(例如，向日葵(H.annuus))、萱草(Hemerocallisfulva)、木槿属(Hibiscus)、大麦属(Hordeum)(例如，大麦(H.vulgare))、番薯(Ipomoeabatatas)、胡桃属(Juglans)、莴苣(Lactuca sativa)、山黧豆属(Lathyrus)、小扁豆(Lensculinaris)、亚麻(Linum usitatissimum)、荔枝(Litchi chinensis)、百脉根属(Lotus)、广东丝瓜(Luffa acutangula)、羽扇豆属(Lupinus)、森林地杨梅(Luzula sylvatica)、番茄属(Lycopersicon)(例如，番茄(L.esculentum)、樱桃番茄(L.lycopersicum)、梨形番茄(L.pyriforme))、硬皮豆属(Macrotyloma)、苹果属(Malus)、凹缘金虎尾(Malpighiaemarginata)、马米杏(Mammea americana)、芒果(Mangifera indica)、木薯属(Manihot)、人心果(Manilkara zapota)、苜蓿(Medicago sativa)、草木樨(Melilotus)、薄荷属(Mentha)、细叶芒(Miscanthus sinensis)、苦瓜属(Momordica)、黑桑(Morus nigra)、芭蕉属(Musa)、烟草属(Nicotiana)、木犀榄属(Olea)、仙人掌属(Opuntia)、鸟爪豆属(Ornithopus)、稻属(Oryza)(例如，水稻(O.sativa)、阔叶稻(O.latifolia))、稷(Panicummiliaceum)、柳枝稷(Panicum virgatum)、紫果西番莲(Passiflora edulis)、欧防风(Pastinaca sativa)、狼尾草属(Pennisetum)、鳄梨属(Persea)、欧芹(Petroselinumcrispum)、虉草(Phalaris arundinacea)、菜豆属(Phaseolus)、梯牧草(Phleumpratense)、刺葵属(Phoenix)、芦苇(Phragmites australis)、酸浆属(Physalis)、松属(Pinus)、阿月浑子(Pistacia vera)、豌豆属(Pisum)、早熟禾属(Poa)、杨属(Populus)、牧豆树属(Prosopis)、李属(Prunus)、番石榴属(Psidium)、石榴(Punica granatum)、西洋梨(Pyrus communis)、栎属(Quercus)(例如，栓皮栎(Q.suber L))、萝卜(Raphanussativus)、波叶大黄(Rheum rhabarbarum)、茶藨子属(Ribes)、蓖麻(Ricinus communis)、悬钩子属(Rubus)、甘蔗属(Saccharum)、柳属(Salix)、接骨木属(Sambucus)、黑麦(Secalecereale)、芝麻属(Sesamum)、白芥属(Sinapis)、茄属(Solanum)(例如，马铃薯(S.tuberosum)、红茄(S.integrifolium)或番茄(S.lycopersicum))、二色高粱(Sorghumbicolor)、菠菜属(Spinacia)、蒲桃属(Syzygium)、万寿菊属(Tagetes)、酸豆(Tamarindusindica)、可可(Theobroma cacao)、车轴草属(Trifolium)、鸭茅状摩擦禾(Tripsacumdactyloides)、黑小麦(Triticosecale rimpaui)、小麦属(Triticum)(例如，普通小麦(T.aestivum)、硬粒小麦(T.durum)、圆锥小麦(T.turgidum)、非洲小麦(T.hybernum)、莫迦小麦(T.macha)、浮小麦(T.sativum)、一粒小麦(T.monococcum)或软粒小麦(T.vulgare))、小旱金莲(Tropaeolum minus)、旱金莲(Tropaeolummajus)、越桔属(Vaccinium)、野豌豆属(Vicia)、豇豆属(Vigna)、香堇菜(Viola odorata)、葡萄属(Vitis)、玉米(Zea mays)、沼生菰(Zizania palustris)、枣属(Ziziphus)等。

目标植物还可包括但不限于玉米(Zea mays)、芸苔属(例如，欧洲油菜、芸苔、芥菜)，特别是用作种子油来源的那些芸苔属、苜蓿(Medicago sativa)、水稻(Oryzasativa)、黑麦(Secale cereale)、高粱属(二色高粱、普通高梁)、粟(例如，珍珠粟(Pennisetum glaucum))、黍(Panicum miliaceum)、狗尾粟(Setaria italica)、子(Eleusine coracana)、向日葵(Helianthus annuus)、红花(Carthamus tinctorius)、小麦(Triticum aestivum)、大豆(Glycine max)、烟草(Nicotiana tabacum)、马铃薯(Solanumtuberosum)、花生(Arachis hypogaea)、棉花(海岛棉、陆地棉)、甘薯(Ipomoea batatus)、木薯(Manihot esculenta)、咖啡(咖啡属)、椰子(Cocos nucifera)、菠萝(Ananascomosus)、柑橘树(柑橘属)、可可(Theobroma cacao)、茶树(Camellia sinensis)、香蕉(芭蕉属)、鳄梨(Persea americana)、无花果(Ficus casica)、番石榴(Psidium guajava)、芒果(Mangifera indica)、橄榄(Olea europaea)、番木瓜(Carica papaya)、腰果(Anacardium occidentale)、澳洲坚果(Macadamia integrifolia)、杏仁(Prunusamygdalus)、甜菜(Beta vulgaris)、甘蔗(甘蔗属)、燕麦、大麦、蔬菜、观赏植物和针叶树。

目标蔬菜植物包括番茄(Lycopersicon esculentum)、莴苣(例如，Lactucasativa)、青豆(Phaseolus vulgaris)、利马豆(Phaseolus limensis)、豌豆(山黧豆属)和黄瓜属的成员诸如黄瓜(C.sativus)、哈密瓜(C.cantalupensis)和甜瓜(C.melo)。观赏植物包括杜鹃花(杜鹃类属)、绣球花(Macrophylla hydrangea)、芙蓉花(Hibiscusrosasanensis)、玫瑰(蔷薇属)、郁金香(郁金香属)、水仙花(水仙属)、矮牵牛(Petuniahybrida)、康乃馨(Dianthus caryophyllus)、一品红(Euphorbia pulcherrima)和菊花。可应用于这些实施方案的针叶树包括，例如，松树，诸如火炬松(Pinus taeda)、湿地松(Pinuselliotii)、黄松(Pinus ponderosa)、黑松(Pinus contorta)和孟德松(Pinus radiata)；花旗松(Pseudotsuga menziesii)；西部铁杉(Tsuga canadensis)；云杉(Picea glauca)；红杉(Sequoia sempervirens)；真冷杉，诸如银冷杉(Abies amabilis)和香脂冷杉(Abiesbalsamea)；和雪松，诸如西部红雪松(Thuja plicata)和阿拉斯加黄雪松(Chamaecyparisnootkatensis)。这些实施方案的植物包括作物植物(例如，玉米、苜蓿、向日葵、芸苔、大豆、棉花、红花、花生、高粱、小麦、粟、烟草等)，诸如玉米和大豆植物。

目标草皮草包括但不限于：一年生早熟禾(Poa annua)、一年生黑麦草(Loliummultiflorum)、加拿大早熟禾(Poa compressa)、紫羊茅(Festuca rubra)、细弱剪股颖(Agrostis tenuis)、匍匐翦股颖(Agrostis palustris)、沙生冰草(Agropyrondesertorum)、冰草(Agropyron cristatum)、硬羊茅(Festuca longifolia)、草地早熟禾(Poa pratensis)、鸭茅(Dactylis glomerate)、多年生黑麦草(Lolium perenne)、红羊茅(Festuca rubra)、小糠草(Agrostis alba)、粗早熟禾(Poa trivialis)、羊羊茅(Festucaovine)、无芒雀麦草(Bromus inermis)、高羊茅(Festuca arundinacea)、梯牧草(Phleumpretense)、绒毛剪股颖(Agrostis canine)、碱茅(Puccinellia distans)、蓝茎冰草(Agropyron smithii)、狗牙草(狗牙根属)、奧古斯丁草(Stenotaphrum secundatum)、结缕草(结缕草属)、百喜草(Paspalum notatum)、地毯草(Axonopus affinis)、假俭草(Eremochloa ophiuroides)、铺地狼尾草(Pennisetum clandesinum)、海雀稗(Paspalumvaginatum)、格兰马草(Bouteloua gracilis)、野牛草(Buchloe dactyloids)、垂穗草(Bouteloua curtipendula)。

其他所需植物包括提供所需种子的谷类植物、油料种子植物和豆科植物。所需种子包括谷物种子，诸如玉米、小麦、大麦、水稻、高粱、黑麦、小米等。油料种子植物包括棉花、大豆、红花、向日葵、芸苔、玉米、苜蓿、棕榈、椰子、亚麻、蓖麻、橄榄等。豆科植物包括豆类和豌豆。豆类包括瓜尔豆、刺槐豆、胡芦巴、大豆、菜豆、豇豆、绿豆、利马豆、蚕豆、小扁豆、鹰嘴豆等。其他感兴趣的植物包括大麻(例如，苜蓿大麻、印度大麻和野生大麻)和工业大麻。

在某些具体的实施方案中，该植物是木本树木，诸如软木树(栓皮栎)。在其他实施方案中，该植物是马铃薯。

在一些实施方案中，该植物已经被遗传修饰以产生增加量的本文公开的木栓质和/或其他耐降解有机聚合物，例如，该增加量比野生型和/或标准作物植物多至少1％、5％、10％、20％、50％、75％或至少95％。因此，在某些实施方案中，根据本发明处理的植物是木栓质“过剩生产者”。

所有植物和植物部分都可根据本发明进行处理。在本文中，植物应理解为意指所有植物和植物种群，诸如需要和不需要的野生植物或作物植物(包括天然存在的作物植物)。作物植物可以是通过传统的育种和优化方法或通过生物技术和重组方法或这些方法的组合而获得的植物，包括转基因植物和植物变种。

植物组织和/或植物部分应理解为意指植物的所有气生部分与器官和地下部分与器官，诸如新枝、叶、花、根、针叶、茎、茎干、果实、种子、块茎和根茎。植物部分还包括作物材料和无性与有性繁殖材料，例如扦插、块茎、根茎、切片和种子。

组合物

在一个实施方案中，本发明提供了包含一种或多种微生物和/或微生物生长副产物的组合物，其中该一种或多种微生物是有益的、非致病性的、土壤定殖的微生物。该组合物可用于例如通过改善植物碳利用和储存和/或增强土壤中碳的固存来减少温室气体。在一些实施方案中，该组合物包含一种或多种微生物，该一种或多种微生物也可用于增强根际性质、增强植物生物质和/或增强植物组织和土壤中富含碳的、耐降解的分子的累积。

在优选的实施方案中，微生物生长副产物是生物表面活性剂和/或酶，尽管其他代谢物也可存在于组合物中。

有利地，在优选的实施方案中，根据本发明的微生物基组合物是无毒的，并且可以高浓度施用而不引起刺激，例如对人或其他非有害动物的皮肤或消化道的刺激。因此，当在活生物体(诸如种植者和家畜)存在的情况下施用该微生物基组合物时，本发明尤其有用。

在一个实施方案中，多种微生物可一起使用，其中该微生物产生针对植物组织和土壤中耐降解分子的累积的协同益处。

组合物中微生物和其他成分的种类和比例可针对施用时特定的本地条件来定制和优化，例如，处理哪种土壤类型、植物和/或作物；施用组合物时是什么季节、气候和/或一年中的什么时间；以及正在利用什么施用方式和/或比率。因此，该组合物可针对任何给定的地点来定制。

例如，根据本发明有用的微生物可为细菌、酵母和/或真菌的非植物致病菌株。这些微生物可为天然的或基因修饰微生物。例如，可用特定基因转化微生物以表现出特定的特征。这些微生物也可为所需菌株的突变体。如本文所用，“突变体”意指参照微生物的菌株、遗传变体或亚型，其中与参照微生物相比，该突变体具有一种或多种遗传变异(例如点突变、错义突变、无义突变、缺失、重复、移码突变或重复扩增)。制备突变体的方法是微生物学领域公知的。例如，为此目的广泛采用了UV诱变和亚硝基胍。

在一个实施方案中，该微生物是酵母或真菌。根据本发明，适合使用的酵母和真菌物种包括短梗霉属(Aureobasidium)(例如，出芽短梗霉(A.pullulans))、布拉霉属(Blakeslea)、假丝酵母属(Candida)(例如，蜜生假丝酵母(C.apicola)、熊蜂生假丝酵母(C.bombicola)、诺达假丝酵母(C.nodaensis))、隐球菌属(Cryptococcus)、德巴利酵母属(Debaryomyces)(例如，汉逊德巴利酵母(D.hansenii))、虫霉属(Entomophthora)、有孢汉逊酵母属(Hanseniaspora)(例如，葡萄汁有孢汉逊酵母(H.uvarum))、汉逊酵母属(Hansenula)、伊萨酵母属(Issatchenkia)、克鲁维酵母属(Kluyveromyces)(例如，巴斯德毕赤酵母(K.phaffii))、香菇(Lentinula edodes)、被孢霉属(Mortierella)、菌根真菌、迈耶氏酵母(Meyerozyma)(季也蒙迈耶氏酵母(M.guilliermondii)、卡利比克迈耶氏酵母(M.caribica))、青霉属(Penicillium)、须霉属(Phycomyces)、毕赤酵母属(Pichia)(例如，异常毕赤酵母(P.anomala)、季也蒙毕赤酵母(P.guilliermondii)、西方毕赤酵母(P.occidentalis)、库德里阿兹威毕赤酵母(P.kudriavzevii))、侧耳属(Pleurotus)(例如，平菇(P.ostreatus))、拟酵母属(Pseudozyma)(例如，蚜虫拟酵母(P.aphidis))、酵母属(Saccharomyces)(例如，布拉氏酵母(S.boulardii sequela)、啤酒酵母(S.cerevisiae)、托鲁拉酵母(S.torula))、斯塔莫酵母(Starmerella)(例如，熊蜂生斯塔莫酵母(S.bombicola))、球拟酵母属(Torulopsis)、木霉菌属(Trichoderma)(例如，贵州木霉菌(T.guizhouse)、里氏木霉菌(T.reesei)、哈茨木霉菌(T.harzianum)、康宁木霉菌(T.koningii)、钩状木霉菌(T.hamatum)、绿色木霉菌(T.viride))、黑粉菌属(Ustilago)(例如，玉米黑粉菌(U.maydis))、威克汉姆酵母属(Wickerhamomyces)(例如，异常威克汉姆酵母(W.anomalus))、拟威尔酵母属(Williopsis)(例如，木拉克拟威尔酵母(W.mrakii))、接合酵母属(Zygosaccharomyces)(例如，拜耳接合酵母(Z.bailii))等。

在某些实施方案中，这些微生物是细菌，包括革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌。这些细菌可以是，例如农杆菌属(Agrobacterium)(例如，放射形农杆菌(A.radiobacter))、固氮菌属(Azotobacter)(维涅兰德固氮菌(A.vinelandii)、圆褐固氮菌(A.chroococcum))、固氮螺菌属(Azospirillum)(例如，巴西固氮螺菌(A.brasiliensis))、芽孢杆菌属(Bacillus)(例如，解淀粉芽孢杆菌、环状芽孢杆菌(B.circulans)、坚强芽孢杆菌(B.firmus)、侧孢芽孢杆菌(B.laterosporus)、地衣芽孢杆菌(B.licheniformis)、巨大芽孢杆菌(B.megaterium)、胶冻样芽孢杆菌(B.mucilaginosus)、多粘芽孢杆菌(B.polymyxa)、枯草芽孢杆菌(B.subtilis)、侧孢短芽孢杆菌(Brevibacilluslaterosporus))、弗拉特氏菌属(Frateuria)(例如，金黄弗拉特氏菌(F.aurantia))、微杆菌属(Microbacterium)(例如，产左聚糖微杆菌(M.laevaniformans))、黏细菌(例如，黄色黏球菌(Myxococcus xanthus)、橙色标桩菌(Stignatella aurantiaca)、纤维堆囊菌(Sorangium cellulosum)、玫瑰红小黏球菌(Minicystis rosea))、多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)、泛菌属(Pantoea)(例如，成团泛菌(P.agglomerans))、假单胞菌属(Pseudomonas)(例如，铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)、绿针假单胞菌产金色亚种(P.chlororaphis subsp.aureofaciens)(克吕沃尔(Kluyver))、恶臭假单胞菌(P.putida))、根瘤菌属(Rhizobium spp.)、红螺菌属(Rhodospirillum)(例如，深红红螺菌(R.rubrum))、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)(例如，少动鞘氨醇单胞菌(S.paucimobilis))和/或氧化硫硫杆菌(Thiobacillus thiooxidans)(嗜酸性氧化硫硫杆菌(Acidothiobacillus thiooxidans))。

在某些实施方案中，该微生物是能够固定和/或溶解土壤中的氮、钾、磷和/或其他微量营养素的微生物。

在一个实施方案中，该微生物是固氮微生物或固氮生物，其选自以下项的物种，例如固氮螺菌属、固氮菌属、绿菌科(Chlorobiaceae)、蓝藻科(Cyanothece)、弗兰克氏菌属(Frankia)、克雷伯氏菌属(Klebsiella)、根瘤菌(rhizobia)、芽孢杆菌属、束毛藻属(Trichodesmium)、迈耶氏酵母和一些古细菌。在一个实施方案中，该固氮微生物是维涅兰德固氮菌。在一个实施方案中，解淀粉芽孢杆菌NRRL B-67928和/或枯草芽孢杆菌B4NRRLB-68031是固氮微生物。

在一个实施方案中，该微生物是钾动微生物或KMB，其选自例如胶冻样芽孢杆菌、金黄弗拉特氏菌或摩西球囊霉菌(Glomus mosseae)。在一个实施方案中，钾动微生物是金黄弗拉特氏菌。在一个实施方案中，钾动微生物是异常威克汉姆酵母NRRL Y-68030。

在一个实施方案中，该微生物是能够将大气中的一氧化二氮转化为土壤中的氮的非反硝化微生物，例如，发酵成对杆菌(Dyadobacter fermenters)。

在一个实施方案中，在本发明的微生物基组合物中使用微生物的组合，其中这些微生物彼此协同工作以增强植物生物质和/或增强根际性质。

在具体的示例性实施方案中，根据本发明使用的微生物选自以下的一种或多种：木霉菌属(例如，哈茨木霉菌、绿色木霉菌、康宁木霉菌和贵州木霉菌)；芽孢杆菌属(例如，解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和侧孢短芽孢杆菌)；季也蒙迈耶氏酵母；西方毕赤酵母；异常威克汉姆酵母；和汉逊德巴利酵母(Debaryomyces hansenii)。

在一个具体实施方案中，该组合物包含解淀粉芽孢杆菌，以及木霉菌属诸如哈茨木霉菌T-22和/或贵州木霉菌。

在一个实施方案中，该组合物包含解淀粉芽孢杆菌NRRL B-67928“B.amy”。解淀粉芽孢杆菌“B.amy”微生物的培养物已经保藏于农业研究服务北方地区研究实验室(NRRL)(1400Independence Ave.,S.W.,Washington,DC,20250,USA)。该保藏物已由保藏机构指定为登记号NRRL B-67928，保藏日期为2020年2月26日。

在一个实施方案中，该组合物包含枯草芽孢杆菌NRRL B-68031“B4”。B4微生物的培养物已经保藏于农业研究服务北方地区研究实验室(NRRL)(1400Independence Ave.,S.W.,Washington,DC,20250,USA)。该保藏物已由保藏机构指定为登记号NRRL B-68031，保藏日期为2021年5月10日。

在一个实施方案中，该组合物包含异常威克汉姆酵母NRRL Y-68030。这一微生物的培养物已经保藏于农业研究服务北方地区研究实验室(NRRL)(1400Independence Ave.,S.W.,Washington,DC,20250,USA)。该保藏物已由保藏机构指定为登记号NRRL Y-68030，保藏日期为2021年5月10日。

本发明的每种培养物都已经在一定条件下保藏，这些条件确保在本专利申请未决期间，待授权的专利和商标的专员确定的人员可根据37CFR 1.14和35U.S.C 122获得培养物。该保藏物可根据外国专利法的要求在提交本申请的对应物或其后代的国家中获得。然而，应当理解的是，保藏物的可用性不构成在减损政府行为授予的专利权的情况下实践本发明的许可。

此外，将根据《布达佩斯微生物保藏条约》的规定，本发明的培养物保藏物将被储存并向公众开放。即，在最近一次要求提供保藏物样本之后的至少五年的时间内以及任何情况下在保藏日期之后至少30(三十)年的时间内或在可能发布的公布培养物的任何专利的可实施期限内，应极其小心地储存该培养物保藏物，以保持其存活且未受污染。如果保藏机构因保藏物的状况而无法按要求提供样本，则保藏机构应承认有责任更换保藏物。一旦公开本发明的专利授权，对公众获得本发明的培养物保藏物的所有限制就将被不可撤回地解除。

在一个具体实施方案中，组合物中包含的每种微生物的浓度为组合物的1×10⁶CFU/g至1×10¹³CFU/g、1×10⁷CFU/g至1×10¹²CFU/g、1×10⁸CFU/g至1×10¹¹CFU/g或1×10⁹CFU/g至1×10¹⁰CFU/g。

在一个实施方案中，组合物的总微生物细胞浓度为至少1×10⁶CFU/g，包括至多1×10⁹CFU/g、1×10¹⁰CFU/g、1×10¹¹CFU/g、1×10¹²CFU/g和/或1×10¹³CFU/g或更多CFU/g。在一个实施方案中，本发明组合物的微生物按重量计占总组合物的约5％至20％，或约8％至15％，或约10％至12％。

该组合物可包含剩余的发酵底物和/或纯化的或未纯化的生长副产物，诸如酶、生物表面活性剂和/或其他代谢物。该微生物可为活的或无活性的。

本发明的微生物和微生物基组合物具有许多有益的性质，这些特性可用于例如增加植物生物质和/或增强耐降解有机聚合物的累积。例如，这些组合物可包含由微生物生长产生的产物，诸如生物表面活性剂、蛋白质和/或酶，以纯化的或粗制的形式。此外，这些微生物可促进植物生长，诱导生长素产生，使得土壤中的营养物能够溶解、吸收和/或平衡，并且保护植物免受害虫和病原体的侵害。

在一个实施方案中，本发明组合物的微生物能够产生生物表面活性剂。在另一个实施方案中，生物表面活性剂可由其他微生物单独产生，并以纯化的形式或以粗制的形式添加到组合物中。粗制形式的生物表面活性剂可包含例如，生物表面活性剂和由培养产生生物表面活性剂的微生物所产生的剩余发酵培养基中的其他细胞生长产物。该粗制形式的生物表面活性剂组合物可包含约0.001％至约90％、约25％至约75％、约30％至约70％、约35％至约65％、约40％至约60％、约45％至约55％或约50％的纯净的生物表面活性剂。

生物表面活性剂形成由多种微生物诸如细菌、真菌和酵母产生的一类重要的次级代谢物。作为两亲性分子，微生物表面活性剂降低了液体、固体和气体的分子之间的表面张力和界面张力。此外，根据本发明的生物表面活性剂是可生物降解的，具有低毒性，在溶解和降解土壤中的不可溶性化合物方面是有效的，并且可使用低成本的可再生资源来生产。生物表面活性剂可抑制不良的微生物粘附到多种表面上，防止生物膜的形成，并且可具有强大的乳化和破乳性质。此外，生物表面活性剂还可用于改善润湿性并实现土壤中的肥料、营养物和水的均匀溶解和/或分布。

根据本发明方法的生物表面活性剂可选自例如，低分子量糖脂(例如槐糖脂、纤维二糖脂、鼠李糖脂、甘露糖赤藓糖醇脂和海藻糖脂)、脂肽(例如，表面活性素、伊枯草菌素、丰原素、关节炎素和地衣素)、黄酮脂、磷脂(例如，心磷脂)、脂肪酸酯，以及高分子量聚合物诸如脂蛋白、脂多糖-蛋白质复合物和多糖-蛋白质-脂肪酸复合物。

该组合物可包含按重量计0.001％至10％、0.01％至5％、0.05％至2％和/或0.1％至1％浓度的一种或多种生物表面活性剂。

该组合物可包含发酵培养基，该发酵培养基含有活的和/或无活性的培养物、纯化的或粗制形式的生长副产物(诸如生物表面活性剂、酶和/或其他代谢物)和/或任何残留的营养物。

发酵产物可在进行或不进行提取或纯化的情况下直接使用。如果需要，采用文献中描述的标准的提取和/或纯化方法或技术可很容易地实现提取和纯化。

该组合物中的微生物可以活性或非活性形式，或以营养细胞、生殖孢子、菌丝体、菌丝、分生孢子或任何其他形式的微生物繁殖体的形式存在。该组合物还可含有这些微生物形式中的任何微生物形式的组合。

在一个实施方案中，当组合物中有微生物菌株的组合时，使不同的微生物菌株单独生长，然后混合在一起以产生组合物。

有利地，根据本发明，该组合物可包含培养过微生物的培养基。该组合物可为例如按重量计，至少1％、5％、10％、25％、50％、75％或100％的生长培养基。该组合物中生物质的量按重量计可为，例如0％至100％，包括其间的所有百分比。

在一个实施方案中，该组合物优选地被配制为用于施用至土壤、种子、整株植物或植物部分(包括但不限于根、块茎、茎干、花和叶)。在某些实施方案中，该组合物被配制为例如液体、粉尘、颗粒、微颗粒、丸剂、可湿性粉末、可流动粉末、乳液、微胶囊、油或气溶胶。

为了改善或稳定该组合物的效果，如果需要，可将该组合物与合适的佐剂混合，然后原样使用或稀释后使用。在优选的实施方案中，该组合物被配制为液体、浓缩液体或干粉或颗粒，这些干粉或颗粒可与水和其他组分混合以形成液体产品。在一个实施方案中，该组合物可包括除了渗压剂物质之外的葡萄糖(例如，糖蜜形式)，以确保干燥产品在储存和运输期间的最佳渗透压。

这些组合物可单独使用或与其他化合物和/或方法组合使用，以有效地促进植物健康、生长和/或产量，和/或补充组合物中微生物的生长。例如，在一个实施方案中，该组合物可包括用于促进植物和/或微生物生长的营养物和/或微量营养素(诸如镁、磷酸盐、氮、钾、硒、钙、硫、铁、铜和锌)和/或一种或多种益生元(诸如生物炭海带提取物、富里酸、壳多糖、腐殖酸盐和/或腐殖酸)，以及/或者可与这些营养物和/或微量营养素和/或该一种或多种益生元同时施用。它们确切的材料和量可由受益于本公开的种植者或农业科学家来确定。

这些组合物还可与其他农业化合物和/或作物管理系统组合使用。在一个实施方案中，该组合物可任选地包含例如，天然和/或化学杀虫剂、驱虫剂、除草剂、肥料、水处理物、非离子表面活性剂和/或土壤改良剂，或与它们一起施用。然而，优选地，该组合物不包含苯菌灵、十二烷基二甲基氯化铵、过氧化氢/过氧乙酸、抑霉唑、丙环唑、戊唑醇或氟菌唑，以及/或者不与它们一起施用。

如果该组合物与相容的化学添加剂混合，则优选地在添加本发明组合物之前用水稀释这些化学品。

可向组合物中添加其他组分，例如，缓冲剂、载体、在相同或不同设施中生产的其他微生物基组合物、粘度调节剂、防腐剂、用于微生物生长的营养物、跟踪剂、灭微生物剂、其他微生物、表面活性剂、乳化剂、润滑剂、溶解度控制剂、pH调节剂、防腐剂、稳定剂和抗紫外光剂。

该微生物基组合物的pH应适合所需的微生物。在一个优选的实施方案中，该组合物的pH为约3.5至7.0、约4.0至6.5或约5.0。

任选地，该组合物可在使用前储存。优选地，储存时间较短。因此，储存时间可小于60天、45天、30天、20天、15天、10天、7天、5天、3天、2天、1天或12小时。在一个优选的实施方案中，如果该产品中存在活细胞，则将该产品储存在较冷的温度下，例如低于20℃、15℃、10℃或5℃。

然而，这些微生物基组合物可在不进行进一步稳定、保存和储存的情况下使用。有利地，这些微生物基组合物的直接使用保持了微生物的高活力，降低了外来试剂和不良的微生物造成污染的可能性，并且保持了微生物生长副产物的活性。

在其他实施方案中，考虑到例如预期用途、预期的应用方法、发酵容器的大小和从微生物生长设施到使用位置的任何运输方式，可将该组合物(微生物、生长培养基或微生物和培养基)置于适当大小的容器中。因此，其中放置了该微生物基组合物的容器可以是例如1品脱至1000加仑或更大。在某些实施方案中，这些容器是1加仑、2加仑、5加仑、25加仑或更大。

本发明组合物可单独使用或与用于有效促进植物健康、生长和/或产量的其他化合物，以及用于有效处理和防止植物病原性有害物的其他化合物组合使用。例如，该方法可与用于促进植物和/或微生物生长的营养物和/或微量营养素(诸如镁、磷酸盐、氮、钾、硒、钙、硫、铁、铜和锌)的来源和/或一种或多种益生元(诸如海带提取物、富里酸、壳多糖、腐殖酸盐和/或腐殖酸)同时使用。它们确切的材料和量可由受益于本公开的种植者或农业科学家来确定。

在一个实施方案中，该组合物包含生物炭或木炭和/或与生物炭或木炭同时施用，该生物炭或木炭通过例如在无氧情况下热解作物废物和其他生物质而产生。在某些实施方案中，生物炭与土壤处理组合物的微生物协同作用，提供额外的土壤碳源并促进营养物的溶解、较大根的生长和更健壮植物生物质的生长。在一些实施方案中，生物炭可吸附和脱附肥料，从而提供缓释施用并在植物吸收之前降低浸出和脱氮的风险。

这些组合物还可与其他农业化合物和/或作物管理系统组合使用。在一个实施方案中，该组合物可任选地包含例如，天然和/或化学杀虫剂、驱虫剂、除草剂、肥料、水处理物、非离子表面活性剂和/或土壤改良剂，和/或与它们一起施用。

在一个实施方案中，本发明组合物与表征为以下项的农业化合物相容使用：防垢剂，诸如羟基亚乙基二膦酸；

杀菌剂，诸如硫酸链霉素和/或(放射形农杆菌菌株K84)；

灭微生物剂，诸如二氧化氯、二癸基二甲基氯化铵、卤代杂环和/或过氧化氢/过氧乙酸；

肥料，诸如N-P-K肥料、硝酸铵钙17-0-0、硫代硫酸钾、氮(例如，10-34-0、KuglerKQ-XRN、Kugler KS-178C、Kugler KS-2075、Kugler LS 6-24-6S、UN 28、UN 32)和/或钾；

杀真菌剂，诸如百菌清、代森锰锌六亚甲基四胺、三氧化二铝、嘧菌酯、芽孢杆菌属(例如，地衣芽孢杆菌菌株3086、枯草芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌菌株QST 713)、苯菌灵、啶酰菌胺、唑菌胺酯、克菌丹、萎锈灵、地茂散、百菌清、硫酸铜、氰霜唑、氯硝胺、烯酰吗啉，土菌灵、甲基硫菌灵、咪唑菌酮、氯苯嘧啶醇、咯菌腈、氟啶酰菌胺、氟酰胺、异菌脲、代森锰锌、代森锰、甲霜灵、咯菌腈、甲霜灵、甲霜灵、腈菌唑、氟噻唑吡乙酮、五氯硝基苯(五氯硝基苯)、磷酸、霜霉威、敌稗、唑菌胺酯、巨型虎杖(Reynoutria sachalinensis)、链霉菌属(Streptomyces)(例如，灰绿链霉菌(S.griseoviridis)菌株K61、利迪链霉菌(S.lydicus)WYEC 108)、硫、尿素、噻苯咪唑、甲基硫菌灵、福美双、三唑酮、三唑醇和/或乙烯菌核利；

生长调节剂，诸如嘧啶醇、矮壮素、二氨基叠氮化物、多效唑和/或烯效唑；

除草剂，诸如草甘膦、乙氧氟草醚和/或二甲戊乐灵；

杀虫剂，诸如乙酰甲胺磷、印楝素、苏云金芽孢杆菌(B.thuringiensis)(例如，以色列(israelensis)亚种菌株AM 65-52)、球孢白僵菌(Beauveria bassiana)(例如，菌株GHA)、西维因、毒死蜱、氰虫酰胺、环丙氨嗪、三氯杀螨醇、二嗪农、呋虫胺、吡虫啉、玫烟色棒束孢(例如，阿波普卡菌株97)、林丹和/或马拉硫磷；

水处理物，诸如过氧化氢(30％至35％)、膦酸(5％至20％)和/或亚氯酸钠；

以及糖脂、脂肽、避蚊胺、硅藻土、香茅、精油、矿物油、大蒜提取物、辣椒提取物和/或任何已知的商业和/或自制杀虫剂，这些杀虫剂由受益于本公开的技术人员确定其是相容的。

优选地，该组合物不包含以下化合物和/或不与以下化合物同时施用，或不在以下化合物施用之前或之后7天至10天内施用：苯菌灵、十二烷基二甲基氯化铵、过氧化氢/过氧乙酸、抑霉唑、丙环唑、戊唑醇或氟菌唑。

在某些实施方案中，这些组合物和方法可用于增强其他化合物的效力，例如通过促进杀虫化合物渗透到植物或有害物中，或增强营养物对植物根的生物利用度。微生物基产品还可用于补充其他处理，例如抗生素处理。有利地，本发明有助于减少为了有效治疗和/或预防细菌感染而必须施用至作物或植物的抗生素的量。

根据本发明的微生物的生长

本发明利用了用于培养微生物和制备微生物代谢物和/或其他微生物生长副产物的方法。本发明还利用了适于按所需规模培养微生物和制备微生物代谢物的培养过程。这些培养过程包括但不限于深层培养/发酵、固态发酵(SSF)及其变型、混合和/或组合。

如本文所用，“发酵”是指在受控条件下细胞的培养或生长。该生长可以是需氧的或厌氧的。在优选的实施方案中，使用SSF和/或其改进的形式培养微生物。

在一个实施方案中，本发明提供了用于制备生物质(例如活细胞材料)、细胞外代谢物(例如小分子和蛋白质)、残余营养物和/或细胞内组分(例如酶和其他蛋白质)的材料和方法。

根据本发明采用的微生物生长容器可为任何工业用发酵罐或培养反应器。在一个实施方案中，该容器可具有功能性调节装置/传感器或可与功能性调节装置/传感器连接以测量培养过程中的重要因素(诸如pH、氧气、压力、温度、湿度、微生物密度和/或代谢物浓度)。

在另一个实施方案中，该容器还能够监测容器内微生物的生长(例如测量细胞数量和生长期)。另选地，可从容器中取出每日样本，并通过本领域已知的技术(诸如稀释平板涂布技术)进行计数。稀释平板涂布是用于估计样品中的生物体的数量的简单技术。该技术还可提供一个指数，通过该指数可比较不同的环境或处理。

在一个实施方案中，该方法包括在培养过程中补充氮源。例如，氮源可为硝酸钾、硝酸铵、硫酸铵、磷酸铵、氨、尿素和/或氯化铵。这些氮源可单独使用或两种或两种以上组合使用。

该方法可对生长中的培养物进行充氧。一个实施方案利用空气的缓慢运动来去除含氧量低的空气并引入充氧空气。在深层发酵的情况下，充氧空气可为通过机械装置每天补充的环境空气，该机械装置包括用于机械搅动液体的叶轮和用于向液体供应气泡以将氧气溶解到液体中的空气喷布器。

该方法还可包括在培养过程中补充碳源。碳源可为碳水化合物(诸如葡萄糖、蔗糖、乳糖、果糖、海藻糖、甘露醇和/或麦芽糖)、有机酸(诸如乙酸、富马酸、柠檬酸、丙酸、苹果酸、丙二酸和/或丙酮酸)、醇(诸如乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、异丁醇和/或甘油)以及脂肪和油(诸如大豆油、芥花油、米糠油、橄榄油、玉米油、葵花油、芝麻油和/或亚麻籽油)等。这些碳源可单独使用或两种或两种以上组合使用。

在一个实施方案中，培养基中含有微生物的生长因子和微量营养素。当培育不能产生它们需要的维生素中的所有维生素的微生物时，这尤其是优选的。培养基中还可含有无机营养物，包括微量元素，诸如铁、锌、铜、锰、钼和/或钴。此外，维生素、必需氨基酸和微量元素的来源可例如以面粉或粗粉(诸如玉米粉)的形式或提取物(诸如酵母提取物、马铃薯提取物、牛肉提取物、大豆提取物和香蕉皮提取物)的形式等或以纯化的形式包含在内。还可含有氨基酸，例如，那些用于蛋白质生物合成的氨基酸。

在一个实施方案中，还可含有无机盐。可使用的无机盐可为磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸氢二钠、硫酸镁、氯化镁、硫酸铁、氯化铁、硫酸锰、氯化锰、硫酸锌、氯化铅、硫酸铜、氯化钙、氯化钠、碳酸钙和/或碳酸钠。这些无机盐可单独使用或两种或两种以上组合使用。

在一些实施方案中，培养方法还可包括在培养过程之前和/或期间往培养基中加入其他的酸和/或抗菌剂。抗菌剂或抗生素用于保护培养物免受污染。

另外，还可添加消泡剂以防止在深层培养期间形成和/或积聚泡沫。

混合物的pH应适合所需的微生物。缓冲剂和pH调节剂(诸如碳酸盐和磷酸盐)可用于将pH稳定在优选的值附近。当存在高浓度金属离子时，可能需要在培养基中使用螯合剂。

微生物可以浮游形式或作为生物膜生长。在生物膜的情况下，容器内可具有基质，微生物可在该基质上以生物膜状态生长。该系统还可具有例如施加刺激(诸如剪切应力)的能力，该刺激可促进和/或改善生物膜生长特性。

在一个实施方案中，用于培养微生物的方法在约5℃至约100℃，优选地15℃至60℃，更优选地25℃至50℃下进行。在另一个实施方案中，培养可在恒温下连续进行。在另一个实施方案中，培养过程中可改变温度。

在一个实施方案中，该方法和培养过程中使用的设备是无菌的。培养设备(诸如反应器/容器)可与灭菌装置(例如高压釜)分离，但与之相连。培养设备还可具有在开始接种之前进行原位灭菌的灭菌单元。可通过本领域已知的方法对空气进行灭菌。例如，环境空气在被引入容器之前可穿过至少一个过滤器。在其他实施方案中，可对培养基进行巴氏灭菌，或任选地根本不进行加热，其中可利用低水活度和低pH来控制不良细菌的生长。

在一个实施方案中，本发明还提供了一种用于通过在适于生长和代谢物产生的条件下培养本发明的微生物菌株来制备微生物代谢物(例如生物表面活性剂、酶、蛋白质、乙醇、乳酸、β-葡聚糖、肽、代谢中间物、多不饱和脂肪酸和脂质)和任选地纯化代谢物的方法。例如，通过该方法产生的代谢物含量可为至少20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％或90％。

由所需的微生物产生的微生物生长副产物可保留在微生物中或分泌到生长培养基中。该培养基可含有稳定微生物生长副产物活性的化合物。

例如，发酵培养基的生物质含量可为5g/L至180g/L或更高或10g/L至150g/L。

例如，细胞浓度可为至少1×10⁶CFU/mL至1×10¹³CFU/mL、1×10⁷CFU/mL至1×10¹²CFU/mL、1×10⁸CFU/mL至1×10¹¹CFU/mL或1×10⁹CFU/mL至1×10¹⁰CFU/mL。

用于培养微生物和制备微生物副产物的方法和设备可分批、准连续或连续进行。

在一个实施方案中，在培养完成时(例如，在例如达到所需的细胞密度或特定代谢物的密度时)去除所有微生物培养组合物。在这个分批过程中，在收获第一批次时，开始一个全新的批次。

在另一个实施方案中，在任一时间仅去除一部分发酵产物。在该实施方案中，具有活细胞、孢子、分生孢子、菌丝和/或菌丝体的生物质作为新培养批次的接种剂保留在容器中。被取出的组合物可为无细胞培养基或含有细胞、孢子或其他生殖繁殖体和/或其组合。这样，产生了准连续系统。

有利地，该方法不需要复杂的设备或很高的能量消耗。所需微生物可小规模或大规模地就地培养和利用，甚至仍与它们的培养基混合在一起。

有利地，该微生物基产品可在远程位置产生。微生物生长设施可通过利用例如太阳能、风能和/或水力发电而离网运行。

微生物基产品的制备

本发明的一种微生物基产品仅仅是含有微生物和/或由微生物产生的微生物代谢物和/或任何残留营养物的发酵培养基。发酵产物可在不进行提取或纯化的情况下直接使用。如果需要，采用文献中描述的标准的提取和/或纯化方法或技术可很容易地实现提取和纯化。

该微生物基产品中的微生物可以活性或非活性形式，或者以营养细胞、生殖孢子、分生孢子、菌丝体、菌丝或任何其他形式的微生物繁殖体的形式。该微生物基产品还可含有任何这些形式的微生物的组合。

在一个实施方案中，不同的微生物菌株单独生长，然后混合在一起以产生该微生物基产品。微生物可任选地与它们生长在其中的培养基混合，并在混合前干燥。

在一个实施方案中，不同菌株未混合在一起，而是作为单独的微生物基产品施用于植物和/或其环境。

该微生物基产品可在不进行进一步稳定、保存和储存的情况下使用。有利地，这些微生物基产品的直接使用保持了微生物的高活力，降低了外来试剂和不良的微生物造成污染的可能性，并且保持了微生物生长副产物的活性。

在从生长容器收获该微生物基组合物时，可在将收获的产物放置到容器中或以其他方式运输以供使用时添加另外的组分。例如，这些添加剂可为缓冲剂、载体、在相同或不同设施中制备的其他微生物基组合物、粘度调节剂、防腐剂、用于微生物生长的营养物、表面活性剂、乳化剂、润滑剂、溶解度控制剂、跟踪剂、溶剂、灭微生物剂、抗生素、pH调节剂、螯合剂、稳定剂、抗紫外光剂、其他微生物以及常用于此类制剂的其他合适的添加剂。

在一个实施方案中，可添加缓冲剂，包括有机酸和氨基酸或它们的盐。合适的缓冲剂包括柠檬酸盐、葡糖酸盐、酒石酸盐、苹果酸盐、乙酸盐、乳酸盐、草酸盐、天冬氨酸盐、丙二酸盐、葡庚糖酸盐、丙酮酸盐、半乳糖二酸盐、葡糖二酸盐、丙醇二酸盐、谷氨酸盐、甘氨酸、赖氨酸、谷氨酰胺、甲硫氨酸、半胱氨酸、精氨酸以及它们的混合物。也可采用磷酸和亚磷酸或它们的盐。合成缓冲剂适合使用，但优选地使用天然缓冲剂(诸如上面列出的有机酸和氨基酸或它们的盐)。

在另一个实施方案中，pH调节剂包括氢氧化钾、氢氧化铵、碳酸钾或碳酸氢钾、盐酸、硝酸、硫酸或混合物。

该微生物基组合物的pH应适合所需的微生物。在一个优选的实施方案中，该组合物的pH为约3.5至7.0、约4.0至6.5或约5.0。

在一个实施方案中，配方中可包含另外的组分，诸如盐(诸如碳酸氢钠或碳酸钠、硫酸钠、磷酸钠、磷酸二氢钠)的水性制剂。

在某些实施方案中，可将粘附物质添加到组合物中以延长产品与植物部分的粘附。可使用聚合物(诸如带电荷的聚合物)或多糖基物质(例如，黄原胶、瓜尔胶、果聚糖、木聚糖、结冷胶、凝胶多糖、支链淀粉、葡聚糖等)。

在优选的实施方案中，商品级黄原胶用作粘附剂。树胶的浓度应基于商业产品中树胶的含量来选择。如果黄原胶是高纯度的，则0.001％(w/v-黄原胶/溶液)就足够了。

在一个实施方案中，可将葡萄糖、甘油和/或甘油配制品添加到该微生物基产品中，以在储存和运输期间用作例如渗压剂。在一个实施方案中，可含有糖蜜。

在一个实施方案中，益生元可添加到该微生物基产品中和/或与该微生物基产品同时施加，以促进微生物生长。例如，合适的益生元包括海带提取物、富里酸、壳多糖、腐殖酸盐和/或腐殖酸。在一个具体实施方案中，益生元的施用量为约0.1L/英亩至约0.5L/英亩，或约0.2L/英亩至约0.4L/英亩。

在一个实施方案中，将特定营养物添加到该微生物基产品中和/或与该微生物基产品同时施加，以促进微生物接种和生长。这些可包括，例如，可溶性钾碱(K2O)、镁、硫、硼、铁、锰和/或锌。这些营养物可衍生自例如氢氧化钾、硫酸镁、硼酸、硫酸亚铁、硫酸锰和/或硫酸锌。

任选地，该产品可在使用前储存。优选地，储存时间较短。因此，储存时间可小于60天、45天、30天、20天、15天、10天、7天、5天、3天、2天、1天或12小时。在一个优选的实施方案中，如果该产品中存在活细胞，则将该产品储存在较冷的温度下，例如低于20℃、15℃、10℃或5℃。

微生物基产品的本地生产

在本发明的某些实施方案中，微生物生长设施按所需规模制备新鲜的高密度的微生物和/或所需的微生物生长副产物。微生物生长设施可位于施用地点或其附近。该设施以分批、准连续或连续培养的方式制备高密度的微生物基组合物。

本发明的微生物生长设施可位于将使用该微生物基产品的位置(例如，柑橘园)。例如，微生物生长设施距离使用位置可不到300英里、250英里、200英里、150英里、100英里、75英里、50英里、25英里、15英里、10英里、5英里、3英里或1英里。

因为微生物基产品可在不借助于传统微生物制备的微生物稳定、保存、储存和运输过程的情况下在本地产生，所以可产生密度高得多的微生物，从而在现场应用中可用到体积更小的微生物基产品，或者在必要时允许密度高得多的微生物应用，以实现期望的功效。这允许生物反应器按比例缩小(例如，较小的发酵容器和更少的起始材料、营养物和pH控制剂的供应)，这使得该系统效率很高，并且可不再需要对细胞进行稳定或将细胞从其培养基分离出来。微生物基产品的本地生产也有助于将生长培养基包含在产品中。培养基可含有在发酵期间产生的尤其适合本地使用的试剂。

本地制备的高密度健壮微生物培养物在现场比那些在供应链中停留了一段时间的微生物培养物更有效。本发明的微生物基产品与传统产品相比尤其有利，在传统产品中，细胞已经与发酵生长培养基中存在的代谢物和营养物分离。运输时间的缩短实现了按照本地需求所要求的时间和体积生产和交付新鲜批次的微生物和/或其代谢物。

本发明的微生物生长设施制备新鲜的微生物基组合物，该微生物基组合物包含微生物本身、微生物代谢物和/或微生物在其中生长的培养基的其他组分。如果需要，该组合物可具有高密度的营养细胞或繁殖体或营养细胞和繁殖体的混合物。

在一个实施方案中，微生物生长设施位于将使用该微生物基产品的地点(例如，柑橘园)或其附近，例如在300英里、200英里内或甚至在100英里内。有利地，这允许组合物被定制用于特定的位置。微生物基组合物的配方和效力可针对在施用时特定的本地条件定制，例如，处理哪种土壤类型、植物和/或作物；施用组合物时是什么季节、气候和/或一年中的什么时间；以及正在利用什么施用方式和/或比率。

有利地，分布式微生物生长设施提供了一种针对当前依赖于远距离的工业规模生产者的问题的解决方案。由于上游处理延迟、供应链瓶颈、不适当的储存和妨碍了例如活的高细胞计数产品和细胞最初生长于其中的相关培养基和代谢物的及时交付和施用的其他意外事件，这些生产者的产品质量受到影响。

此外，通过本地生产组合物，可依据特定位置和施用时存在的条件实时调节配方和效力。这提供了优于在中心位置预先制备并具有例如对于给定位置可能不是最优的固定比例和配方的组合物的优点。

微生物生长设施能够定制微生物基产品，以提高与目的地区的协同作用，从而提供了制造的灵活性。有利地，在优选的实施方案中，本发明的系统利用天然存在的本地微生物及其代谢副产物的力量来改善GHG管理。

单个容器的培养时间可为例如1天至7天或更长。培养产物可以许多不同方式中的任一种方式收获。

在例如发酵24小时内进行本地生产和交付可得到纯净的高细胞密度组合物并显著降低运输成本。考虑到在开发更有效和更强大的微生物接种剂方面的快速发展前景，消费者将从这种快速交付微生物基产品的能力中受益匪浅。

实施例

从以下通过举例说明的方式给出的实施例中，可更好地理解本发明及其许多优点。以下实施例说明了本发明的一些方法、应用、实施方案和变型。它们不应被认为是对本发明的限制。可对本发明进行许多更改和修改。

实施例1—组合物

本文举例说明了根据本发明的某些实施方案的组合物，用于减少GHG、改善碳利用和/或增强碳的固存。该实施例不旨在作为限制。包含其他种类的微生物的配方，无论是代替还是补充这里所列举的那些，都可以包含在组合物中。

该组合物包含微生物接种剂，该微生物接种剂包括木霉菌属真菌和芽孢杆菌属细菌。在具体的情况下，该组合物包含哈茨木霉菌和解淀粉芽孢杆菌。甚至更具体地，解淀粉芽孢杆菌菌株可以是解淀粉芽孢杆菌NRRL B-67928。

在一个实施方案中，该组合物可包含按重量计1％至99％的木霉菌和按重量计99％至1％的芽孢杆菌。在一些实施方案中，木霉菌与芽孢杆菌的细胞计数比为约1:9至约9:1、约1:8至约8:1、约1:7至约7:1、约1:6至约6:1、约1:5至约5:1或约1:4至约4:1。

该组合物可包含约1×10⁶CFU/mL至1×10¹²CFU/mL、1×10⁷CFU/mL至1×10¹¹CFU/mL、1×10⁸CFU/mL至1×10¹⁰CFU/mL或1×10⁹CFU/mL木霉菌属；以及约1×10⁶CFU/mL至1×10¹²CFU/mL、1×10⁷CFU/mL至1×10¹¹CFU/mL、1×10⁸CFU/mL至1×10¹⁰CFU/mL、或1×10⁹CFU/mL的芽孢杆菌。

该组合物可与另外的“起始物”材料混合和/或与它们同时施用，以促进组合物中微生物的初始生长。这些起始物材料可包括例如益生元和/或纳米肥料(例如，Aqua-Yield,NanoGro^TM)。

这种生长促进“起始物”材料的一种示例性配方包括：

可溶性钾碱(K2O)(1.0％至2.5％，或约2.0％)

镁(Mg)(0.25％至0.75％，或约0.5％)

硫(S)(2.5％至3.0％，或约2.7％)

硼(B)(0.01％至0.05％，或约0.02％)

铁(Fe)(0.25％至0.75％，或约0.5％)

锰(Mn)(0.25％至0.75％，或约0.5％)

锌(Zn)(0.25％至0.75％，或约0.5％)

腐殖酸(8％至12％，或约10％)

海带提取物(5％至10％，或约6％)

水(70％至85％，或约77％至80％)。

将微生物接种物和/或任选的促进生长的“起始物”材料与水在灌溉系统罐中混合并施用至土壤。

在具体情况下，该组合物包含10.0重量％的微生物接种物和90重量％的水，其中该接种物包括1×10⁸CFU/mL哈茨木霉菌和1×10⁹CFU/mL解淀粉芽孢杆菌。

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Claims (23)

1.一种在植物和/或土壤物质中固存碳的方法，所述方法包括将包含一种或多种有益微生物和/或一种或多种微生物生长副产物的组合物施用于植物和/或土壤，使得所述一种或多种微生物定殖于所述植物的根和/或所述土壤，

其中所述有益微生物为细菌、酵母和/或真菌，

其中所述微生物的所述定殖为所述植物提供一种或多种益处，所述一种或多种益处通过增强所述植物的气生植物组织和地下植物组织的生长和/或健康而导致碳的利用和储存增强，并且

其中所述气生植物组织和地下植物组织的所述增强的生长和/或健康导致所述植物组织中一种或多种耐降解有机聚合物的增强的累积，所述耐降解有机聚合物选自木栓质、角质、角碳和木质素。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述有益微生物选自哈茨木霉菌Trichodermaharzianum、绿色木霉菌Trichoderma viride、康宁木霉菌Trichoderma koningii、贵州木霉菌Trichoderma guizhouse、解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens、枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis、巨大芽孢杆菌Bacillus megaterium、多粘芽孢杆菌Bacilluspolymyxa、地衣芽孢杆菌Bacillus licheniformis、侧孢短芽孢杆菌Brevibacilluslaterosporus、季也蒙迈耶氏酵母Meyerozyma guilliermondii、西方毕赤酵母Pichiaoccidentalis、异常威克汉姆酵母Wickerhamomyces anomalus和汉逊德巴利酵母Debaryomyces hansenii。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述植物是多年生植物，并且其中碳在所述耐降解有机聚合物中以不定时间段固存和/或只要所述植物存活就无限期固存。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述植物是一年生植物或作物植物，并且其中所述气生植物组织和/或地下植物组织的部分在所述植物死亡之后和/或在收获所述气生组织之后留下。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述留下的气生植物组织和/或地下植物组织的所述部分被土壤覆盖在不受耕种干扰的深度处，并且其中所述耐降解有机聚合物在所述植物死亡和/或收获后至少1年内在所述土壤中不分解。

6.根据权利要求1所述的方法，其中将所述组合物直接施用于所述植物的根。

7.根据权利要求1所述的方法，其中将所述组合物施用于土壤。

8.根据权利要求1所述的方法，其中使用灌溉系统将所述组合物施用于所述植物和/或所述土壤。

9.根据权利要求1所述的方法，其中将所述组合物与选自氮、磷和钾的一种或多种营养物的来源一起施用。

10.根据权利要求1所述的方法，其中将所述组合物与选自海带提取物、富里酸、壳多糖、腐殖酸盐和腐殖酸的益生元同时施用于所述植物和/或土壤。

11.根据权利要求1所述的方法，其中使用手持式草坪和花园喷洒器将所述组合物喷洒到所述植物和/或其周围环境上。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括测量以评估所述方法对固存碳的影响。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述测量包括进行植物组织的组织学分析以定量所述植物组织中所述耐降解有机聚合物的所述累积。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述测量包括从所述土壤和/或所述植物组织提取所述耐降解有机聚合物，并对所提取的耐降解有机聚合物进行LC、GC、NMR光谱、拉曼光谱、质谱或FTIR光谱，以定量所述聚合物在所述土壤和/或植物组织中的所述累积。

15.一种增加木栓质在植物组织和/或土壤中的累积的方法，所述方法包括将包含一种或多种有益微生物和/或一种或多种微生物生长副产物的组合物施用于植物和/或土壤，使得所述一种或多种微生物定殖于所述植物的根和/或所述土壤，

其中所述有益微生物为细菌、酵母和/或真菌，所述细菌、酵母和/或真菌选自哈茨木霉菌、绿色木霉菌、康宁木霉菌、贵州木霉菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、侧孢短芽孢杆菌、季也蒙迈耶氏酵母、西方毕赤酵母、异常威克汉姆酵母和汉逊德巴利酵母，

其中所述微生物的所述定殖为所述植物提供一种或多种益处，所述一种或多种益处通过增强所述植物的气生植物组织和地下植物组织的生长和/或健康而导致碳的利用和储存增强，并且

其中所述气生植物组织和地下植物组织的所述增强的生长和/或健康导致所述气生植物组织和地下植物组织中木栓质的增强的累积。

16.一种用于增强植物组织和/或土壤中的碳固存的组合物，所述组合物包含一种或多种有益微生物和一种或多种微生物生长副产物，所述一种或多种有益微生物选自哈茨木霉菌、绿色木霉菌、康宁木霉菌、贵州木霉菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、侧孢短芽孢杆菌、季也蒙迈耶氏酵母、西方毕赤酵母、异常威克汉姆酵母和汉逊德巴利酵母。

17.根据权利要求16所述的组合物，所述组合物包含解淀粉芽孢杆菌和哈茨木霉菌。

18.根据权利要求17所述的组合物，其中所述解淀粉芽孢杆菌为菌株NRRL B-67928。

19.根据权利要求17所述的组合物，所述组合物包含细胞计数比为1:4的哈茨木霉菌和解淀粉芽孢杆菌NRRL B-67928。

20.根据权利要求16所述的组合物，所述组合物包含枯草芽孢杆菌NRRL B-68031或异常威克汉姆酵母NRRL Y-68030。

21.根据权利要求16所述的组合物，所述组合物还包含葡萄糖、甘油和丙三醇中的一者或多者。

22.根据权利要求16所述的组合物，所述组合物还包含一种或多种益生元，所述一种或多种益生元选自生物炭、海带提取物、富里酸、壳多糖、腐殖酸盐和腐殖酸。

23.根据权利要求16所述的组合物，所述组合物被配制为干粉或干颗粒。