温度及AQDS对氧化铁微生物还原过程的影响

【目的】研究水稻土中微生物铁还原过程的温度效应，揭示不同铁还原微生物的作用机理。【方法】采用5种水稻土为供试材料，分别提取微生物群落或分离铁还原菌株；以人工合成氧化铁作为惟一电子受体，在无机盐培养体系中接种土壤浸提液或具有铁还原功能的菌株，厌氧恒温培养；通过对接种液的不同温度处理（40，50，60，70℃）、对培养温度的控制（30和50℃）以及向体系中添加AQDS，探讨温度及AQDS对氧化铁微生物还原过程的影响。【结果】将来源于吉林、天津和湖南水稻土的浸提液在40～70℃处理1h后作为接种液，随着处理温度的升高，其Fe（Ⅱ）产生量和反应速率均呈逐渐降低趋势。在30和50℃培养温度下，来源于吉林、天津和四川的3种水稻土微生物群落添加AQDS可使Fe（111）还原的反应速率常数增加10％～288％，而温度变化的增加幅度仅为6％～17％；对分离自四川和江西水稻土中的6株铁还原菌的纯培养试验发现，菌株JX—a08的Fe（Ⅱ）最大累积量、还原速率常数、最大反应速率及铁还原率均随培养温度的升高明显增加，表明菌株JX-a08更适于在50℃下生长。【结论】于40～70℃升温处理后，来源于吉林、天津和湖南水稻土微生物群落的铁还原能力受到一定程度抑制；添加AQDS可显著增加来源于吉林、天津和四川水稻土的3种微生物群落的铁还原反应速率；在6株铁还原菌的纯培养试验中发现了1株更适于在50℃下生长的菌株。

纤维素作为电子供体对异化铁还原过程的影响

【目的】明确不同来源的铁还原微生物对纤维素的利用特征,探讨不同水稻土中铁还原微生物群落利用纤维素功能的差异,以及电子供体浓度与氧化铁还原的关系。【方法】以来源于吉林、天津、四川的水稻土为供试材料,分别采用土壤泥浆培养、水稻土微生物群落厌氧培养及纯培养试验方法,研究了添加纤维素作为电子供体对氧化铁微生物还原过程的影响。【结果】土壤泥浆厌氧恒温培养试验表明,与不添加纤维素的对照相比,添加5-40 g/L纤维素后,四川、吉林和天津水稻土中Fe（Ⅲ）还原的最大潜势分别增加10.5%-16.0%,-1.9%-0.6%及5.3%-14.4%,反应速率常数分别增加19%-89%,53%-96%及75%-164%,最大反应速率（Vmax）分别增加37%-109%,41%-79%及74%-148%。不同纤维素处理间的pH值有明显变化。在接种吉林、天津、四川和湖南水稻土微生物群落的处理中,当纤维素质量浓度为2-10 g/L时,其Fe（Ⅱ）的累积量分别为341.62-493.87,90.75-246.78,164.02-540.16和235.47-488.75 mg/L。随着添加纤维素浓度的增大,Vmax亦呈增大趋势。12株铁还原菌株的纯培养试验中,有4株菌的Fe（Ⅲ）还原率达到20.9%-23.6%,6株菌的Fe（Ⅲ）还原率为16.17%-19.94%,2株菌的Fe（Ⅲ）还原率仅为9.64%和9.66%。【结论】添加纤维素可使Fe（Ⅲ）还原的最大反应速率及速率常数增加,添加的纤维素浓度越大,其增加幅度越大。不同水稻土微生物群落,利用纤维素还原铁的能力具有明显差异。与接种不同水稻土微生物群落的铁还原过程相比,纯培养试验的Fe（Ⅱ）累积量明显较低,12株铁还原菌株直接利用纤维素的能力也较为有限。