長期淹水管理導致水稻土多處于厭氧狀態(tài)，因此其有機碳礦化過程及其關鍵影響因子與旱地土壤相比具有特殊性。厭氧有機碳礦化多與氧化還原過程耦合，其中鐵的異化還原對厭氧有機碳礦化的貢獻可高達80%，這過程中涉及到許多特殊的功能微生物，土壤微生物生物量不同意味著這些功能微生物群落大小上的差異，然而，土壤微生物生物量大小是否或者如何影響水稻土厭氧有機碳礦化及其對不同晶型鐵氧化物的響應仍不清楚。
因此，中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所吳金水研究員團隊通過向熏蒸和不熏蒸水稻土添加不同晶型鐵氧化物（水鐵礦和針鐵礦）以及13C-標記乙酸，并追蹤乙酸碳和土壤原有有機碳的礦化和轉(zhuǎn)化過程，從而揭示了鐵氧化物和微生物生物量對水稻土厭氧有機碳礦化過程的影響機制。研究發(fā)現(xiàn)，鐵氧化物可以作為電子受體和有機碳吸附體分別起到促進和抑制有機碳礦化的作用。在添加了乙酸的土壤中，針鐵礦的電子受體作用大于吸附作用，其添加促進了乙酸來源的二氧化碳排放，但水鐵礦的吸附作用更大，其添加抑制了乙酸來源二氧化碳排放。在添加了乙酸的熏蒸土壤中，微生物生物量較小，針鐵礦和水鐵礦均呈現(xiàn)出更強的吸附作用，都降低了二氧化碳排放量。結(jié)果表明，微生物生物量水平?jīng)Q定了鐵氧化物在水稻土厭氧有機碳礦化過程中的作用方向。
該研究以Contrasting response of organic carbon mineralisation to iron oxide addition under conditions of low and high microbial biomass in anoxic paddy soil為題發(fā)表在Biology and Fertility of Soils上。該研究得到了國家自然科學基金、中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所青年創(chuàng)新團隊和湖南省自然科學基金等項目支持。
不同微生物生物量下針鐵礦和水鐵礦對水稻土厭氧有機碳礦化的影響示意圖