解析OM质量和土壤质地对人工模拟土壤微生物介导结构形成的影响( Disentangling the effects of OM quality and soil texture on microbially mediated structure formation in artificial model soils )

FB Bucka VJMNL Felde S Peth I Kgel-Knabner

矿物颗粒与土壤有机质(SOM)的相互作用是土壤结构形成过程中一个重要而复杂的过程，土壤质地和有机质性质的影响交织在一起。在SOM中，残留有大小不一的颗粒有机物(POM)，以及共存的微生物坏死体。这些有机质残留物经过微生物腐烂，其产物稳定颗粒连接，从而诱导聚集形成。我们开发了一个实验装置，在可控的实验室环境中研究早期土壤结构形成。用含有不同质地矿物混合物（粘土壤土、壤土和砂壤土）的人工土壤微宇宙，在恒定水张力下进行了30天的短期培养。OM分别作为两种不同大小的POM（分别为0.63-2mm和<63m)或细菌坏死块（枯草芽孢杆菌）添加。矿物混合物的干混和培养过程导致了颗粒间的相互作用和砂粒的细颗粒涂层，表现为比表面积(N2-BET)的减小。有机质残留物很快被微生物吸收和降解（在培养的前10天内CO2释放达到峰值），从而诱导形成水稳性团聚体。两种粒径的聚甲醛主要诱导大团聚体(0.63～30mm)的形成，其质量贡献率为72%～91%。细菌坏死体诱导了与质地有关的大团聚体和微团聚体（63-200米）的形成，在富砂混合体中有较大的团聚体。PLFA分析表明，不同的聚集体大小与发达微生物群落的差异有关。细菌坏死体诱导了以细菌为主的微生物群落，而POM培养了较高相对丰度的真菌，其菌丝可以在所有质地上缠绕和稳定大的聚集体。所形成的集料是水稳的，但机械稳定性很低。用机械加载框架进行干式破碎表明，很低的力(<4N)就足以破碎骨料。微生物生长和有机质残留物的降解导致有机质斑块在孵育后占矿物表面的不到17%，表明聚集体是松散连接的结构，由一些加工过的有机质斑点作为胶合接头结合在一起。这种最初形成的支架将颗粒保持在适当的位置，以进一步稳定过程，并抵抗浸入水中，但对机械力没有稳定性。

SciDown文献求助系统（解决99%问题） Public Download Elsevier ResearchGate