長(zhǎng)期淹水管理導(dǎo)致水稻土多處于厭氧狀態(tài)，因此其有機(jī)碳礦化過程及其關(guān)鍵影響因子與旱地土壤相比具有特殊性。厭氧有機(jī)碳礦化多與氧化還原過程耦合，其中鐵的異化還原對(duì)厭氧有機(jī)碳礦化的貢獻(xiàn)可高達(dá)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(jī)碳礦化及其對(duì)不同晶型鐵氧化物的響應(yīng)仍不清楚。
因此，中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所吳金水研究員團(tuán)隊(duì)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(biāo)記乙酸，并追蹤乙酸碳和土壤原有有機(jī)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(duì)水稻土厭氧有機(jī)碳礦化過程的影響機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，鐵氧化物可以作為電子受體和有機(jī)碳吸附體分別起到促進(jìn)和抑制有機(jī)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(jìn)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(qiáng)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(jī)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(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所青年創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和湖南省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目支持。
不同微生物生物量下針鐵礦和水鐵礦對(duì)水稻土厭氧有機(jī)碳礦化的影響示意圖