稻田土壤有機碳密度一般顯著高于旱地土壤,因此其有機碳礦化的加劇將向大氣釋放大量溫室氣體CO2,進而影響全球氣候變化。水稻根部表面通常沉積一層無定型鐵氧化物(簡稱為鐵膜,Fe plaque)。鐵膜處于稻田好氧/厭氧交替界面,并且鐵膜中的鐵主要以微生物能利用的活躍非晶質氧化鐵的形式存在,因此,鐵膜上鐵的氧化還原過程可能與稻田有機碳的礦化過程相耦合。目前,尚不清楚水稻根表鐵膜是否顯著影響稻田CO2排放,其中的具體機制缺乏深入研究。
中國科學院遺傳與發育生物學研究所農業資源研究中心研究員秦樹平研究團隊以典型水稻土為研究對象,探明了水稻根表鐵膜對稻田CO2排放速率、Fe-SOC濃度、微生物群落結構以及碳分解/鐵循環功能基因表達的影響規律;通過13C同位素標記等技術明確了鐵膜對稻田土壤有機碳礦化的影響機制。研究發現,與無鐵膜水稻之對照處理相比,根表誘導鐵膜之水稻處理顯著提高了CO2排放量以及與土壤有機碳降解相關基因的表達水平。以上結果表明,水稻根表鐵膜促進了水稻土有機碳的微生物礦化過程。室內控制實驗證明,鐵膜中的三價鐵作為有機碳礦化的電子受體加速了稻田有機碳的礦化過程,進而提升了稻田CO2排放速率。該研究為深入理解稻田土壤有機碳礦化的微生物過程提供了新視角,為降低稻田溫室氣體排放提供了新的理論依據。
相關研究成果以Rice root Fe plaque enhances oxidation of microbially available organic carbon via Fe(III) reduction-coupled microbial respiration為題,在Soil Biology and Biochemistry上發表。研究工作得到國家自然科學基金項目、國家重點研發計劃青年科學家項目的資助。
二氧化碳和硝基苯作為典型的溫室氣體和水體污染物,亟待處理。當前的處理方法是將二氧化碳還原為低附加值的碳質燃料,將硝基苯還原為毒性較低的苯胺。然而,硝基苯和二氧化碳也是潛在的碳氮資源。因此,一種一箭雙雕......
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多年凍土區經歷了顯著的氣候變暖,其增溫速率為全球平均值的2~4倍。氣候變暖引起的凍土融化會導致多年凍土中長期封存的有機質被微生物分解,以CO2等溫室氣體的形式釋放至大氣,從而加劇氣候變暖。作為劇烈的凍......
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生態系統退化導致大量溫室氣體排放,而退化生態系統通常是溫室氣體排放源。當前,全球尺度上生態恢復影響溫室氣體排放的方向、程度和機制尚不清楚。中國科學院武漢植物園張克榮團隊和張全發團隊,收集了全球已有的觀......
西安交通大學費強教授團隊通過商業工具模擬工業生產流程,經全生命周期評價和技術經濟可行性分析,評估了以餐廚垃圾厭氧消化產生的沼氣(CO2和CH4)為原料制備生物航煤的生物制造路徑的環境影響和經濟性,近日......
全國溫室氣體自愿減排交易市場啟動儀式22日上午在北京舉行。中共中央政治局常委、國務院副總理丁薛祥出席活動,宣布全國溫室氣體自愿減排交易市場啟動。啟動儀式上,丁薛祥和大家一起觀看了全國溫室氣體自愿減排交......