氧化铁是土壤中最为丰富的金属氧化物,在土壤形成过程及土壤氧化还原反应中起着十分重要的作用。土壤淹水后,一些厌氧微生物可利用 Fe作为电子受体,氧化有机物和氢气,使 Fe还原为Fe。这种异化Fe(Ó)还原是水稻土和厌氧沉积物中氧化铁还原的主要途径。国内在水稻土铁的微生物转化研究中,较多注重于异化铁还原过程,对Fe(Ò)的微生物氧化的研究少见报道。鉴于光合细菌在铁微生物氧化过程中的重要作用,深入探讨光合微生物与水稻土中铁氧化还原的关系,对于进一步阐明土壤氧化铁的环境意义具有重要的理论价值。

本研究选择不同水稻土样品,采用土壤泥浆厌氧恒温培育的方法,研究光照对不同土壤中氧化铁还原过程的影响程度,以期明确不同水稻土中潜在的微生物铁循环转化方式,为利用土壤铁的氧化还原作用净化环境提供必要的理论依据。在载玻片上滴加一滴蒸馏水,用解剖针从光照处理培养瓶中挑取少量绿色菌体,放入载玻片上的液滴中,用解剖针将其分散,盖上盖玻片,镜检并记录观察结果。不同处理的土壤泥浆取出2瓶,用无水乙醇定量地将土壤泥浆洗入研钵中,使乙醇的终浓度为 80%,迅速研磨离心,取上清液分别测定663nm和 645nm波长下光合色素提取液的吸光度值。

水稻土中最终生成的Fe(Ò)数量与土壤中可还原的氧化铁含量有关,而铁还原速率则受铁还原微生物活性及土壤中氧化铁组成影响。与避光培养比较,由光照转为避光培养后的铁还原速率减小,表明光照能够导致土壤中铁氧化还原平衡状态的变化,这种氧化还原平衡状态与土壤中铁还原微生物及能够氧化Fe(Ò)的微生物相互竞争有关。正是由于蓝细菌利用光合系统Ò进行产氧的光合作用,从而导致了Fe(Ò)的氧化,验证了厌氧光照培养中得到的光合微生物为蓝细菌。

在另外两种土壤中未观察到光合微生物菌体的大量繁殖,故光照培养时也未出现Fe的氧化现象。尽管人们已经注意到了淹水稻田会有一定数量的水藻产生,并推测由于藻类光合作用产生的氧气可导致土壤氧化还原电位升高,使土壤中诸如 Fe和S2-氧化。但在严格厌氧条件下探讨光合微生物与氧化铁还原的关系国内还未见系统的报道。本研究选择了四种典型的水稻土,通过厌氧光照培养试验发现,仅有两种土壤(SC和TJ水稻土) 中有光合微生物的大量繁殖,并且对Fe浓度有显著的影响,这两种土壤均属于石灰性土壤。表明光照条件是影响石灰性土壤中厌氧铁还原的重要因素。传统上将这些光合微生物归于藻类,然而新的分类方法已将其命名为蓝细菌。中国粮油仪器网  http://www.grainyq.com/