光照与铁作用下土壤有机质降解路径的组成依赖性及其碳损失评估

《Nature Communications》：Organic matter composition modulates its degradation under the combined effects of iron (oxyhydr)oxides and light

　　

摘要

光照地表土壤和浅海沉积物中有机质（OM）降解的程度对全球碳氮循环至关重要。与铁的氧化物/氢氧化物的结合可以减少降解，但光在铁 - 有机质相互作用中的作用研究尚不充分。在此我们表明，有机质的组成决定了其对铁和光的截然不同反应。含羧基和/或羟基的有机质发生氧化和脱羧反应，释放二氧化碳，而类蛋白质的羧基 - 胺有机质则通过缩合和聚合形成交联产物，降解程度有限。铁和光通过增强电子转移和可见光吸收来促进氧化 - 脱羧反应，而铁促进蛋白质展开，光可能为聚合提供能量。在相当于一个月累计日光照射的高辐照条件下，对代表性阳光暴露表土有机质的条件评估表明，羧基和/或羟基型有机质的潜在碳损失约为 8%，而羧基 - 胺型有机质约为 1%。光化学促进的酰胺形成可能限制有机质降解和碳损失，为碳管理和基于过程的碳循环模型提供依据。