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微生物生物量的变化转移了氧化铁在缺氧水稻土中有机碳矿化中的作用

在稻田中,水管理会造成长期厌氧条件,在这种条件下,土壤有机碳(SOC)的矿化作用很大程度上与氧化还原过程结合在一起。氧化铁是稻田土壤中的主要矿物质之一,超过80%的土壤厌氧呼吸取决于铁的还原。

另外,在厌氧条件下,对氧化还原过程起作用的微生物群落主要负责呼吸和分解。但是,微生物生物量和群落的变化如何影响SOC矿化以及氧化铁在此过程中的作用尚不清楚。

由中国科学院亚热带农业研究所(ISA)的吴金水教授领导的研究小组进行了一项实验,在未熏蒸和熏蒸后添加乙酸盐(13 C标记)和氧化铁(即水铁矿和针铁矿)厌氧条件下的土壤,以揭示氧化铁和微生物生物量对缺氧水稻土中有机碳矿化的影响。

氧化铁可以提供促进有机物矿化的电子受体,并吸收某些限制其矿化的有机物化合物。

研究人员发现,在未经熏蒸的微生物生物量较高的土壤中,三水铁矿和针铁矿中,两种典型的结晶性不同的土壤铁氧化物对乙酸盐矿化的影响不同。

针铁矿主要充当电子受体并增加乙酸盐的矿化作用,而水铁矿有助于铁的还原和乙酸盐的吸附,因此对乙酸盐矿化的负面影响很小。

然而,SOC和乙酸盐矿化对微生物生物量的变化敏感。当微生物生物量较低时(即熏蒸后),添加氧化铁会降低乙酸盐和SOC的CO 2排放量,因为氧化铁的主要作用是吸附微生物并限制乙酸盐对微生物的可及性。

这些结果凸显了微生物生物量在厌氧条件下改变土壤中有机碳矿化中铁氧化物的作用的重要性。

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