低分子量有机酸对土壤微生物碳源代谢特征的影响

发布时间：2019-08-10 10:14

【摘要】：应用MicroResp~(TM)方法研究了4种低分子量有机酸作用下土壤微生物对不同类型碳源的代谢特征.结果表明,甲酸、草酸、柠檬酸处理下土壤微生物碳源总利用率均高于对照,苯甲酸则与对照没有差异.各有机酸之间进行比较,柠檬酸处理下土壤微生物对碳源总利用率最高,苯甲酸最低;碳源代谢的Shannon指数大小顺序为苯甲酸柠檬酸≈草酸甲酸;综合而言,柠檬酸处理下土壤微生物代谢能力最强.4种低分子量有机酸处理下,4大类碳源底物的利用率大小顺序表现为糖类氨基酸类羧酸类≈芳香族类,其中,海藻糖和γ-氨基丁酸的利用率占碳源总利用率的比例最高.主成分分析结果表明,有机酸处理下土壤微生物群落变化的敏感碳源是糖类;各有机酸处理的土壤微生物代谢特征都与对照显著不同,柠檬酸处理下碳源代谢特征与其它3种有机酸明显不同.综上所述,甲酸、草酸、柠檬酸能够提高土壤微生物碳源代谢能力,其中柠檬酸效果最好,可将添加较高浓度的柠檬酸作为提高土壤碳周转率的一种方式.
【图文】：

368环境化学36卷酸处理下，3种浓度的碳源利用率基本都表现出了糖类最高，氨基酸类次之，羧酸类和芳香族类最低的规律．在草酸处理中，中浓度时，氨基酸类碳源的利用率远高于糖类，而后者又显著高于芳香族类和羧酸类，在低浓度和高浓度下，芳香族类和羧酸类的利用率依然是最低的．芳香族类碳源含有一个苯环，微生物难以利用［24］，因而其利用率较低．由于本研究各处理皆是将有机酸加入到土壤中，因而各处理土壤的pH值较低，在MicroＲesp法测定过程中，当添加羧酸类的碳源后，测定孔中土壤的pH更低，导致土壤酶活性降低，从而使得羧酸类底物的利用率相对较低．图1低分子量有机酸作用下土壤微生物对碳源总利用率(a)和Shannon指数(b)Fig．1Totalutilizationrateofsoilmicrobetocarbonsources(a)andShannonindex(b)underlowmolecularweightorganicacidtreatments图2甲酸、草酸、柠檬酸、苯甲酸处理下土壤微生物对4大类碳源底物的利用率Fig．2Utilizationrateofsoilmicrobeto4typesofcarbonsourcesunderformicacidtreatment，oxalicacidtreatment，citricacidtreatmentandbenzoicacidtreatment值得指出的是，本文所使用的15种碳源包括甲酸、草酸和柠檬酸，在各有机酸处理中，与有机酸相同的底物碳源的利用率都随着酸浓度的增加而大幅提高:在甲酸处理中，低、中、高3种浓度下甲酸利用率分别达到了2．98μgCO2·g－1·h－1、4．90μgCO2·g－1·h－1、12．43μgCO2·g－1·h－1，分别比对照处理提高了0．19倍、0．96倍和3．97倍;草酸处理中，碳源草酸的利用率分别比对照提高了0．36倍、1．95倍和4．96倍;

368环境化学36卷酸处理下，3种浓度的碳源利用率基本都表现出了糖类最高，氨基酸类次之，羧酸类和芳香族类最低的规律．在草酸处理中，中浓度时，氨基酸类碳源的利用率远高于糖类，而后者又显著高于芳香族类和羧酸类，在低浓度和高浓度下，芳香族类和羧酸类的利用率依然是最低的．芳香族类碳源含有一个苯环，微生物难以利用［24］，因而其利用率较低．由于本研究各处理皆是将有机酸加入到土壤中，因而各处理土壤的pH值较低，在MicroＲesp法测定过程中，当添加羧酸类的碳源后，测定孔中土壤的pH更低，导致土壤酶活性降低，，从而使得羧酸类底物的利用率相对较低．图1低分子量有机酸作用下土壤微生物对碳源总利用率(a)和Shannon指数(b)Fig．1Totalutilizationrateofsoilmicrobetocarbonsources(a)andShannonindex(b)underlowmolecularweightorganicacidtreatments图2甲酸、草酸、柠檬酸、苯甲酸处理下土壤微生物对4大类碳源底物的利用率Fig．2Utilizationrateofsoilmicrobeto4typesofcarbonsourcesunderformicacidtreatment，oxalicacidtreatment，citricacidtreatmentandbenzoicacidtreatment值得指出的是，本文所使用的15种碳源包括甲酸、草酸和柠檬酸，在各有机酸处理中，与有机酸相同的底物碳源的利用率都随着酸浓度的增加而大幅提高:在甲酸处理中，低、中、高3种浓度下甲酸利用率分别达到了2．98μgCO2·g－1·h－1、4．90μgCO2·g－1·h－1、12．43μgCO2·g－1·h－1，分别比对照处理提高了0．19倍、0．96倍和3．97倍;草酸处理中，碳源草酸的利用率分别比对照提高了0．36倍、1．95倍和4．96倍;
【作者单位】： 辽宁工程技术大学环境科学与工程学院;重庆三峡学院三峡库区水环境演变与污染防治重庆高校市级重点实验室;
【基金】：辽宁省自然科学基金(2015020805) 国家自然科学基金(41301248) 辽宁省科学事业公益研究基金(2015002011) 中国科学院水库水环境重点实验室开放基金项目(RAE2014BA01B) 教育部春晖计划项目(Z2015133) 重庆市教委科学技术研究项目(KJ1601016)资助~~
【分类号】：S154.3

【参考文献】

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本文编号：2525157