(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) 。