Efecto de los cationes metálicos con diferentes valencias en la composición de humus del suelo pardo oscuro mezclado con virutas de madera
Autores: Wang, Nan; Liu, Zhijiang; Bai, Chengxin; Li, Ren; Li, Min; Wang, Ying; Yu, Wenting; Liu, Pingxin; Yin, Ruisi; Wang, Shuai
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Efecto de los cationes metálicos con diferentes valencias en la composición de humus del suelo pardo oscuro mezclado con virutas de madera
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Iones metálicos
Humificación
Virutas de madera
Fe
Mn
K
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Para aclarar la contribución del efecto de puenteo de tres cationes metálicos (K, Mn y Fe) en la humificación de virutas de madera ricas en lignina y enriquecer aún más la teoría de la humificación de la lignina, se adoptó un método de incubación en interiores con temperatura y humedad constantes. K, Mn y Fe se utilizaron como aditivos, con CK como control para estudiar la influencia diferencial de los cationes metálicos con diferentes valencias en la composición del humus del suelo marrón oscuro mezclado con virutas de madera. Se analizaron el cambio en los contenidos de C de la sustancia soluble en agua (C), ácido extraído húmico (C) y humina (C), valor deltalog de HE, relación atómica y espectros de FTIR del ácido húmico (HA), y la relación del contenido de C del ácido húmico al ácido fúlvico (C/C) del suelo marrón oscuro mezclado con virutas de madera después de 0, 30, 80 y 150 días de incubación, y se llegó a las siguientes conclusiones: (1) La adición de cationes metálicos, independientemente de su valencia, podría mejorar efectivamente la utilización microbiana y el consumo de WSS, y el efecto fue el siguiente: Fe > Mn > K. La adición de tres cationes metálicos podría inhibir efectivamente la mineralización y reducir la pérdida de TOC, y el efecto podría verse así: Fe > Mn > K. (2) Aunque el contenido de C disminuyó primero y luego aumentó con la incubación, la adición de iones de Fe y Mn aumentó el contenido de C, mostrando que Fe > Mn, y los iones de K no tuvieron un efecto significativo. A lo largo de la incubación, la estructura de las moléculas de HE cambió primero a través de un proceso complejo y luego a través de un proceso simple. Comparando el cambio antes y después de la incubación, la estructura general de las moléculas de HE tendía a ser más simple con el control CK, y HE se volvió más complicado con la adición de Fe y Mn; sin embargo, la adición de K tuvo poco efecto en la estructura de las moléculas de HE. (3) Al final de la incubación, la adición de iones de Fe, Mn y K fortaleció la condensación molecular de HA y su grado de aromatización, mientras que el control CK sin cationes metálicos añadidos causó que las moléculas de HA se descompusieran y obtuvieran un mayor grado alifático. Además, el número de grupos funcionales que contienen O y compuestos que contienen N en las moléculas de HA aumentó en diferentes grados independientemente del cation metálico añadido. La descomposición de las virutas de madera llevó a una entrada parcial de los productos de descomposición en el componente HA, que luego fue consumido nuevamente por mineralización continua. Después de la incubación, los polisacáridos en las moléculas de HA fueron consumidos solo con la adición de iones de Mn. Los iones de Fe y Mn tenían mayores ventajas en aumentar la relación C/C y mejorar la calidad del humus que los iones de K. (4) La adición de cationes metálicos podría inhibir efectivamente la mineralización y descomposición del componente Hu, entre los cuales los iones de Fe tuvieron el efecto más significativo, seguidos por los iones de Mn. En comparación con los cationes monovalentes (K), los cationes polivalentes (Fe y Mn) tenían la ventaja de un efecto de puenteo, y su adición promovió la utilización microbiana de WSS, redujo efectivamente la pérdida de TOC, aumentó el contenido de C, complicó su estructura molecular, mejoró la calidad del humus e inhibió la descomposición de Hu. Independientemente del cation metálico añadido, el grado de policondensación y aromatización molecular de HA se vio reforzado, y el número de grupos funcionales de O y compuestos que contienen N en las moléculas de HA aumentó.
Descripción
Para aclarar la contribución del efecto de puenteo de tres cationes metálicos (K, Mn y Fe) en la humificación de virutas de madera ricas en lignina y enriquecer aún más la teoría de la humificación de la lignina, se adoptó un método de incubación en interiores con temperatura y humedad constantes. K, Mn y Fe se utilizaron como aditivos, con CK como control para estudiar la influencia diferencial de los cationes metálicos con diferentes valencias en la composición del humus del suelo marrón oscuro mezclado con virutas de madera. Se analizaron el cambio en los contenidos de C de la sustancia soluble en agua (C), ácido extraído húmico (C) y humina (C), valor deltalog de HE, relación atómica y espectros de FTIR del ácido húmico (HA), y la relación del contenido de C del ácido húmico al ácido fúlvico (C/C) del suelo marrón oscuro mezclado con virutas de madera después de 0, 30, 80 y 150 días de incubación, y se llegó a las siguientes conclusiones: (1) La adición de cationes metálicos, independientemente de su valencia, podría mejorar efectivamente la utilización microbiana y el consumo de WSS, y el efecto fue el siguiente: Fe > Mn > K. La adición de tres cationes metálicos podría inhibir efectivamente la mineralización y reducir la pérdida de TOC, y el efecto podría verse así: Fe > Mn > K. (2) Aunque el contenido de C disminuyó primero y luego aumentó con la incubación, la adición de iones de Fe y Mn aumentó el contenido de C, mostrando que Fe > Mn, y los iones de K no tuvieron un efecto significativo. A lo largo de la incubación, la estructura de las moléculas de HE cambió primero a través de un proceso complejo y luego a través de un proceso simple. Comparando el cambio antes y después de la incubación, la estructura general de las moléculas de HE tendía a ser más simple con el control CK, y HE se volvió más complicado con la adición de Fe y Mn; sin embargo, la adición de K tuvo poco efecto en la estructura de las moléculas de HE. (3) Al final de la incubación, la adición de iones de Fe, Mn y K fortaleció la condensación molecular de HA y su grado de aromatización, mientras que el control CK sin cationes metálicos añadidos causó que las moléculas de HA se descompusieran y obtuvieran un mayor grado alifático. Además, el número de grupos funcionales que contienen O y compuestos que contienen N en las moléculas de HA aumentó en diferentes grados independientemente del cation metálico añadido. La descomposición de las virutas de madera llevó a una entrada parcial de los productos de descomposición en el componente HA, que luego fue consumido nuevamente por mineralización continua. Después de la incubación, los polisacáridos en las moléculas de HA fueron consumidos solo con la adición de iones de Mn. Los iones de Fe y Mn tenían mayores ventajas en aumentar la relación C/C y mejorar la calidad del humus que los iones de K. (4) La adición de cationes metálicos podría inhibir efectivamente la mineralización y descomposición del componente Hu, entre los cuales los iones de Fe tuvieron el efecto más significativo, seguidos por los iones de Mn. En comparación con los cationes monovalentes (K), los cationes polivalentes (Fe y Mn) tenían la ventaja de un efecto de puenteo, y su adición promovió la utilización microbiana de WSS, redujo efectivamente la pérdida de TOC, aumentó el contenido de C, complicó su estructura molecular, mejoró la calidad del humus e inhibió la descomposición de Hu. Independientemente del cation metálico añadido, el grado de policondensación y aromatización molecular de HA se vio reforzado, y el número de grupos funcionales de O y compuestos que contienen N en las moléculas de HA aumentó.