土壤可溶性有機(jī)質(zhì)是土壤有機(jī)碳分解礦化的重要中間形態(tài),也是微生物主要的能量來源。將可溶性有機(jī)質(zhì)區(qū)分為親水性和疏水性兩類不同性質(zhì)的化合物,有助于闡明土壤有機(jī)質(zhì)的微生物分解機(jī)制。
中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所蘇以榮研究員團(tuán)隊(duì)以13C-標(biāo)記秸稈中提取的親水、疏水可溶性有機(jī)碳為材料,研究了親水、疏水可溶性有機(jī)碳在兩種不同土壤(旱地和水田)中的礦化及激發(fā)效應(yīng)。結(jié)果表明,培養(yǎng)前期,親水性碳本身礦化和激發(fā)效應(yīng)快于疏水性碳,對(duì)土壤有機(jī)碳礦化的累積激發(fā)量也大于疏水可溶性有機(jī)碳;培養(yǎng)結(jié)束時(shí)(40天),兩種有機(jī)碳的礦化量及其累積激發(fā)量差異不顯著。磷脂脂肪酸 (PLFAs)結(jié)果表明,兩種土壤中細(xì)菌偏好利用親水性碳,真菌偏好利用疏水性碳。根據(jù)細(xì)菌和真菌的不同生長策略:細(xì)菌為快速生長r-策略者、真菌為慢速生長型K-策略者,其激發(fā)效應(yīng)分別以表觀激發(fā)和真實(shí)激發(fā)為主。正是由于細(xì)菌、真菌分別對(duì)親水、疏水性有機(jī)碳的偏好利用,導(dǎo)致前期親水性碳的礦化和激發(fā)效應(yīng)強(qiáng)度大于疏水性碳。研究為解釋土壤有機(jī)碳激發(fā)效應(yīng)的微生物機(jī)制提供科學(xué)依據(jù)。
研究以題為Preferential uptake of hydrophilic and hydrophobic compounds by bacteria and fungi in upland and paddy soils和Divergent mineralization of hydrophilic and hydrophobic organic substrates and their priming effect in soils depending on their preferential utilization by bacteria and fungi分別發(fā)表在Soil Biology and Biochemistry和Biology and Fertility of Soils上。該研究得到了國家自然科學(xué)基金(41671298,41877035,31870503,41977100)和廣西自然科學(xué)基金(2018GXNSFAA138020)等項(xiàng)目支持。
旱地和稻田土壤中親水、疏水性有機(jī)碳在細(xì)菌和真菌PLFAs的轉(zhuǎn)化量,及其在細(xì)菌和真菌總PLFAs中所占的比例
親水、疏水有機(jī)碳的土壤激發(fā)效應(yīng)機(jī)制示意圖