Geoderma | “酶栓”或“铁阀”是保护泥炭地土壤有机碳的关键吗?

Highlights

• 两种不同的机制同时控制了土壤中的苯酚氧化活性。

• O₂与Fe(II)之间的权衡调节了酚氧化酶与SOC矿化。

• Fe(II)添加促进了酚氧化酶活性，但抑制了SOC矿化。

• Fe(III)可以保护低位泥炭土的SOC不被微生物分解。

      泥炭地是最大的天然陆地碳（C）储存地，然而，这种C会变得不稳定，特别是在人为干扰或水位下降的情况下。目前，已有几种不同的范式来诠释泥炭地土壤水分状况与C损失率之间的正/负相关关系，如“酶栓”（‘Enzyme latch’）和“铁阀”（‘Iron gate’）。然而，这些调节机制的相对重要性以及它们是否相互排斥尚未可知。为了解决这个问题，本文对比研究了一个农业管理的低地沼泽泥炭中的土壤水分状况和铁浓度对有机物矿化的影响。第一个50 天的培养研究表明，在水分饱和条件下[持水量（WHC）为120%]，苯酚氧化活性低于65%的WHC，但在此之后，情况发生了逆转。这些结果表明，两种不同的机制可能同时控制苯酚的氧化活性，主导控制因素和最终响应取决于O₂与Fe(II)之间的权衡。虽然Fe(II)的添加增加了苯酚的氧化活性，但各土壤含水量均抑制了SOC的矿化，这意味着低地泥炭土壤的铁可以保护土壤C免受微生物的分解。该研究对理解土壤水分在泥炭土上广泛的生物地球化学功能具有重要意义，并强调了O₂与Fe(II)对苯酚氧化活性和SOC矿化的影响。

论文链接

https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2019.04.023

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