Konceptuell modell av effekten av järnoxider på CO2-utsläpp i anaerob rismark med olika nivåer av MBC. Kredit:LI Yuhong
I risfält, vattenhantering skapar långsiktiga anaeroba förhållanden där mineralisering av organiskt kol i marken (SOC) till stor del är kopplat till redoxprocesser. Järnoxider är ett av huvudmineralerna i risjordar, och över 80 % av markens anaerobiska andning beror på järnreduktion.
Dessutom, under anaeroba förhållanden, mikrobiella samhällen som är funktionella för redoxprocesser är mest ansvariga för andning och nedbrytning. Dock, hur förändringar på mikrobiell biomassa och samhällen kan påverka SOC-mineralisering och järnoxidernas roll i denna process är fortfarande oklart.
En forskargrupp ledd av professor Wu Jinshui från Institute of Subtropical Agriculture (ISA) vid den kinesiska vetenskapsakademin genomförde ett experiment genom att tillsätta acetat ( 13 C-märkt) och järnoxider (dvs. ferrihydrit och goetit) till orumigerade och gasade jordar under anaeroba förhållanden för att avslöja effekterna av järnoxider och mikrobiell biomassa på organisk C-mineralisering i anoxiska risjordar.
Järnoxider kan tillhandahålla elektronacceptorer som främjar mineralisering av organiskt material, och adsorbera vissa organiska ämnen som begränsar deras mineralisering.
Forskarna fann att i den icke-fumigerade jorden med hög mikrobiell biomassa, ferrihydrit och goetit, två typiska järnoxider i jorden som skiljer sig åt i sin kristallinitet, hade olika effekter på acetatmineralisering.
Goetit fungerade främst som elektronacceptorer och ökade acetatmineralisering, medan ferrihydrit bidrog till både järnreduktion och acetatadsorption, vilket resulterar i den lilla negativa effekten på acetatmineralisering.
Dock, SOC- och acetatmineralisering var känslig för förändring av mikrobiell biomassa. När den mikrobiella biomassan var låg (dvs efter gasning), järnoxidtillsats minskade CO 2 utsläpp, både från acetat och SOC, eftersom järnoxidernas dominerande roll var att adsorbera och begränsa acetattillgängligheten för mikroorganismer.
Dessa resultat understryker vikten av mikrobiell biomassa för att förändra järnoxidernas roll i den organiska C-mineraliseringen i jordar under anaeroba förhållanden.
Studien publicerades i Jordars biologi och fertilitet .
