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。