MAOM储存土壤中大部分碳氮，主要由富氮微生物残体组成，传统观点认为其通过矿物吸附稳定存在。然而，MAOM的分解潜力及内在调控机制尚不明确：氮富集化合物是因强矿物吸附而稳定，还是因化学易降解性而快速分解？有机-有机相互作用对MAOM稳定性的影响也不清楚。此外，MAOM碳饱和机制存在争议，需明确其内在性质（组成、碳负载）对持久性的调控作用。这些问题限制了对土壤碳库动态的预测能力，亟需深入研究。

富氮MAOM的分解潜力是否更高？其内在性质（分子组成、碳负载）如何调控分解？

（1）构建13C标记的微生物/植物源MAOM，通过30天培养监测CO2释放及同位素特征，结合热解-气相色谱/质谱和氨基酸分析表征分子组成。

（2）实验1:在不同纯矿物（蒙脱石、高岭石和针铁矿）上构建了组成和 OC 负载量不同的微生物源和植物源 MAOM（即MAOM-microbe和MAOM-plant），随后与来自两个森林和两个草地地点的表层土壤混合后进行分解，这些地点具有不同的气候和土壤特性。

（3）实验2：在蒙脱石基质上构建了三种不同有机碳负载的微生物来源MAOM（MAOM-microbe），并在同一草地表层土壤中进行分解。

（4）实验3：将实验1获得的部分MAOM-microbe经高压灭菌和洗涤处理以去除富含氮的细胞内化合物，随后在人工土壤中与未经灭菌的MAOM-microbe共同进行降解，以比较不同组成（主要为氮化合物）的MAOM-microbe降解效果。

（5）测定指标：pH、MBC、MBN、13C、酶活和矿物比表面积。

图1  实验设计。MAOM-_microbe和MAOM-_plant分别指微生物来源和植物来源的矿物结合有机质（MAOM）。在实验3中，MAOM-_microbe进一步进行高压灭菌处理或不处理，以形成氮（N）含量的对照组。

（1）与构建在相同类型矿物上的 MAOM-plant相比，MAOM-microbe具有更高的 OC 和 N 含量、更高的含氮化合物和多糖的相对丰度、更高的 OC 占据的矿物表面积和 OC 表面覆盖率，但 OC/N 比更低，脂肪族和烷基的相对丰度也更低（图 2a），总体微生物分解能力在处理组之间没有差异（图2b）。MAOM-microbe的分解百分比高于MAOM-plant（p < 0.05；图2c）。

图2实验1中不同热解产物组的相对丰度（a）、原生土壤有机碳（SOC）的分解（b）以及添加的矿物相关有机碳（MAOC）的分解（c）

（2）MAOC 的分解百分比与含氮化合物的丰度、氨基酸含量、OC 负载量、土壤 OC/N 比以及测试土壤酶的活性呈正相关，但与脂肪族的相对丰度、土壤 pH 值和 MBC 呈负相关（p < 0.05；图 3a），含氮化合物是解释 MAOM 分解的最重要变量，其次是 MBC、氨基酸含量、β-葡萄糖苷酶和土壤 pH 值（图 3b）。

图3  MAOC 分解、土壤性质及与矿物结合有机质（MAOM）相关参数之间的斯皮尔曼相关性，并通过线性逐步回归模型识别出驱动 MAOC 分解的主要因素(a)，解释 MAOC 分解的变量重要性评估(b)

（3）构建的 MAOM-microbe的 OC 负载量随着从MAOM-microbe 低到MAOM-microbe高的 OC 含量增加而增加（p < 0.05；图 4a,b），热裂解分析显示：随着 MAOM-microbe OC 含量的增加，脂肪族和烷基的相对丰度降低，而含氮化合物增加（p < 0.05；图 4c）。相关性和逐步回归分析揭示，含氮化合物、脂肪族的丰度和 OC/N 比是影响 MAOM 分解的主要因素（p < 0.05；图 4e-j）。

图4 微生物来源有机物与三种有机碳（OC）负荷下蒙脱石的特性（实验2）。 OC 含量 (a)； OC 负荷 (b)；不同有机物热解产物组的相对丰度 (c) ； 30天培养期间 MAOC 的分解 (d)； MAOC 分解与氮（N）化合物、脂肪族化合物、烷基、OC/N 比值、OC 负荷以及氨基酸含量相对丰度的相关性 (e–j)

（4）与未经高压灭菌的 MAOM-microbe相比，高压灭菌并未改变实验3 中 MAOM 的 OC 负载量或氨基酸（p > 0.05；图 5c,e）。然而，高压灭菌使 OC 含量、氮含量和含氮化合物的相对丰度显著降低，同时增加了脂肪族的相对丰度（p < 0.05；图 5a,b,d）。相对于未经高压灭菌的构建物，高压灭菌后 MAOM-microbe的分解比例显著降低（；p<0.05；图 5f）。高压灭菌引起的 MAOC 分解变化MAOC与含氮化合物相对丰度的变化呈线性正相关（p < 0.01；图 6g），但与 OC 负载量或脂肪族相对丰度的变化无关（p >0.05；图 5h,i）

图5  实验3中三种矿物相关的高压灭菌和未高压灭菌微生物来源有机物的特性。 有机碳(OC)、氮(N)和氨基酸的含量 (a–c)；不同类型有机物热解产物的相对丰度 (d) ；OC负载量(e) ； 30天培养期间矿物相关OC(MAOC)的分解 (f)；高压灭菌引起的MAOC分解变化与N化合物、脂肪族化合物、OC负载量及氨基酸含量相对丰度的相关性 (g–j) 。

（1）MAOM分解与氮化合物（包括氨基酸）丰度正相关，氮化合物是分解的首要预测因子。富氮微生物残体优先通过有机-有机相互作用吸附于矿物表面，而非直接结合未占据矿物位点，导致更高碳负载和分解潜力。

（2）MAOM碳负载与氮化合物丰度正相关，高碳负载MAOM因多层堆积更易分解。

（3）灭菌处理去除富氮化合物后，MAOM分解显著降低，验证氮化合物对分解的驱动作用。

（4）氮富集MAOM分解速率高于植物源MAOM，微生物源MAOM因高氮含量和有机-有机相互作用更易降解。