水稻中氧化鐵的還原特性
氧化鐵是土壤中最為豐富的金屬氧化物,在土壤形成過程及土壤氧化還原反應(yīng)中起著十分重要的作用。土壤淹水后,一些厭氧微生物可利用 Fe作為電子受體,氧化有機(jī)物和氫氣,使 Fe還原為Fe。這種異化Fe(Ó)還原是水稻土和厭氧沉積物中氧化鐵還原的主要途徑。國內(nèi)在水稻土鐵的微生物轉(zhuǎn)化研究中,較多注重于異化鐵還原過程,對Fe(Ò)的微生物氧化的研究少見報道。鑒于光合細(xì)菌在鐵微生物氧化過程中的重要作用,深入探討光合微生物與水稻土中鐵氧化還原的關(guān)系,對于進(jìn)一步闡明土壤氧化鐵的環(huán)境意義具有重要的理論價值。
本研究選擇不同水稻土樣品,采用土壤泥漿厭氧恒溫培育的方法,研究光照對不同土壤中氧化鐵還原過程的影響程度,以期明確不同水稻土中潛在的微生物鐵循環(huán)轉(zhuǎn)化方式,為利用土壤鐵的氧化還原作用凈化環(huán)境提供必要的理論依據(jù)。在載玻片上滴加一滴蒸餾水,用解剖針從光照處理培養(yǎng)瓶中挑取少量綠色菌體,放入載玻片上的液滴中,用解剖針將其分散,蓋上蓋玻片,鏡檢并記錄觀察結(jié)果。不同處理的土壤泥漿取出2瓶,用無水乙醇定量地將土壤泥漿洗入研缽中,使乙醇的終濃度為 80%,迅速研磨離心,取上清液分別測定663nm和 645nm波長下光合色素提取液的吸光度值。
水稻土中最終生成的Fe(Ò)數(shù)量與土壤中可還原的氧化鐵含量有關(guān),而鐵還原速率則受鐵還原微生物活性及土壤中氧化鐵組成影響。與避光培養(yǎng)比較,由光照轉(zhuǎn)為避光培養(yǎng)后的鐵還原速率減小,表明光照能夠?qū)е峦寥乐需F氧化還原平衡狀態(tài)的變化,這種氧化還原平衡狀態(tài)與土壤中鐵還原微生物及能夠氧化Fe(Ò)的微生物相互競爭有關(guān)。正是由于藍(lán)細(xì)菌利用光合系統(tǒng)Ò進(jìn)行產(chǎn)氧的光合作用,從而導(dǎo)致了Fe(Ò)的氧化,驗證了厭氧光照培養(yǎng)中得到的光合微生物為藍(lán)細(xì)菌。
在另外兩種土壤中未觀察到光合微生物菌體的大量繁殖,故光照培養(yǎng)時也未出現(xiàn)Fe的氧化現(xiàn)象。盡管人們已經(jīng)注意到了淹水稻田會有一定數(shù)量的水藻產(chǎn)生,并推測由于藻類光合作用產(chǎn)生的氧氣可導(dǎo)致土壤氧化還原電位升高,使土壤中諸如 Fe和S2-氧化。但在嚴(yán)格厭氧條件下探討光合微生物與氧化鐵還原的關(guān)系國內(nèi)還未見系統(tǒng)的報道。本研究選擇了四種典型的水稻土,通過厭氧光照培養(yǎng)試驗發(fā)現(xiàn),僅有兩種土壤(SC和TJ水稻土) 中有光合微生物的大量繁殖,并且對Fe濃度有顯著的影響,這兩種土壤均屬于石灰性土壤。表明光照條件是影響石灰性土壤中厭氧鐵還原的重要因素。傳統(tǒng)上將這些光合微生物歸于藻類,然而新的分類方法已將其命名為藍(lán)細(xì)菌。中國糧油儀器網(wǎng) http://www.52lvi.cn/
