多糖对水稻土中异化Fe(Ⅲ)还原过程的影响

本研究通过土壤泥浆厌氧培养的方法,在水稻土中添加不同质量浓度淀粉和纤维素,探讨多糖作为电子供体对异化Fe(Ⅲ)还原过程的影响。结果表明,在2种水稻土泥浆的厌氧培养过程中,淀粉、纤维素可以促进水稻土中的异化Fe(Ⅲ)还原,其质量浓度在0～20 g/L时,Fe(Ⅱ)最大累积量和速率常数随质量浓度增加而增大,其对土壤中Fe(Ⅲ)氧化物异化还原的促进作用与土壤pH、有机质和无定形铁含量有关。对培养过程中pH与异化铁还原动力学数据的比较发现,在微生物正常生长的pH范围内,较低的pH利于Fe(Ⅲ)的还原。     

水稻土的研究——Ⅺ.低湿地土壤上发育的水稻土铁还原酶活性初探

本文研究了江苏里下河地区低湿地土壤上发育的水稻土铁还原酶活性特征与氧化铁的形态、铁的活化及水稻土的发育度之间的关系。结果表明,所有供试土壤剖面的耕层的铁还原酶活性都较高,不同发育度的水稻土具有不同的剖面分布规律。脱潜型水稻土剖面上下层铗还原酶活性均较高,且有随深度增加而上升的趋势,而脱潜潴育型水稻土则随深度而下降。铁还原酶活性是与土壤通气、透水、氧化还原状况、氧化铁活化度、有机质含量等理化性状有密切关系的综合性生物学参数。它在一定程度上能反映低湿地水稻土的发育度。此外,本文还对铁还原酶活性的测定方法作了探索,尝试性地提出了自然铁还原酶活性的概念。自然铁还原酶活性的测定,简便易行,洲定时条件较为接近田间实际状况。     

不同浓度硫酸盐对水稻土中异化铁还原过程的影响

研究不同电子受体之间的竞争关系对揭示厌氧水稻土中微生物作用导致的氧化还原过程变化机理具有重要的理论意义.本研究采用土壤泥浆厌氧培养、人工合成氧化铁体系接种土壤浸提液厌氧培养及接种铁还原菌纯培养等试验方法,通过向培养体系中添加SO2-4,探讨了硫酸盐作为竞争电子受体对不同铁还原体系中Fe(Ⅲ)还原的影响.结果表明,在2种水稻土的泥浆培养过程中,Fe(Ⅲ)还原速率均随着SO2-4浓度增加而降低,但Fe(Ⅱ)的最终累积量却较对照处理有明显的增加.添加硫酸盐对Fe(Ⅲ)还原速率(k)的影响表现为:石灰性水稻土＞酸性水稻土;而最终Fe(Ⅱ)累积增加率则为:酸性水稻土＞石灰性水稻土.由接种不同水稻土浸提液的培养试验看出,添加SO2-4后Fe(Ⅲ)还原受到显著的抑制,但随着培养时间延长Fe(Ⅲ)还原反应依然可以进行,并且Fe(Ⅱ)累积量最终达到与CK相同的水平.在接种铁还原菌的纯培养试验中,添加SO2-4对供试的4株铁还原菌的Fe(Ⅲ)还原过程并未产生抑制效应,表明铁还原菌本身并不受硫酸盐的影响.     

电子穿梭物质对异化Fe(Ⅲ)还原过程的影响

选择采自吉林(JL)、四川(SC)、江西(JX)和浙江(ZJ)的水稻土样品,采用微生物混合培养和土壤泥浆厌氧恒温培养的方法,研究了电子穿梭物质蒽醌-2,6-二磺酸盐(AQDS)对异化铁还原的影响。用Logistic方程对异化铁还原过程进行模拟,并对异化铁还原特征及Fe(Ⅲ)还原的最大累积量(a)、反应速率常数(c)、最大反应速率(Vmax)等参数进行了比较。结果表明,在微生物混合培养试验中。添加AQDS能够明显加速Fe(Ⅲ)的还原,随着AQDS浓度的增大,Fe(Ⅱ)产生的速率越大,且在铁还原反应中不同来源微生物对AQDS的敏感性不同。在土壤泥浆培养中,添加AQDS可明显增大Fe(Ⅱ)累积量,并且随着AQDS浓度增大,在JX和ZJ水稻土中表现出a值不断增大,其中JX水稻土的增加幅度最大,而JL和SC水稻土的a值则随AQDS浓度增大而减小;除JL水稻土外,其他水稻土中铁还原速率常数均随着AQDS浓度的增加呈先增加后降低的趋势,表明过量的AQDS对土壤中的铁还原反应具有一定的毒害作用。试验证明AQDS不仅能促进微生物对土体中易还原氧化铁的还原,而且也能使部分较难还原的晶体氧化铁被还原。     

不同铁浓度对苹果砧木Fe3+还原酶活性的影响

通过营养液培养的方法,研究了不同铁浓度处理对4种苹果砧木植物铁含量以及根系Fe3+还原酶活性的影响.结果表明,缺铁导致砧木根系Fe3+还原酶活性增加.砧木种类不同,培养溶液中铁浓度不同,Fe3+还原酶活性也有所不同.随着培养液中铁浓度的增加,根中Fe3+还原酶活性逐渐降低.在缺铁胁迫条件下,各砧木根系中Fe3+还原酶活性达最高水平,即小金海棠＞M26＞八棱海棠＞SH40.在最适铁浓度水平下,SH40和八棱海棠根系中铁含量高于枝叶中铁含量,对缺铁较敏感,容易表现缺铁黄化现象.而小金海棠和M26根系中铁含量低于枝叶中铁含量,对缺铁不敏感,不易表现出缺铁黄化现象.     

硫酸盐作为共存电子受体对微生物Fe(Ⅲ)还原过程的影响

Fe(Ⅲ)和SO42-都是水稻土中主要的电子受体,对厌氧过程中的电子传递起着重要作用。本研究采用土壤浸提液厌氧培养和纯培养的试验方法,探讨了SO42-作为电子竞争受体对不同水稻土微生物群落和铁还原细菌的Fe(Ⅲ)还原过程的影响。土壤浸提液培养试验结果表明,添加SO42-后Fe(Ⅲ)还原受到显著的抑制,Fe(Ⅲ)反应速率随着浓度的增加而降低。随着培养时间延长,Fe(Ⅲ)还原反应依然可以进行,Fe(Ⅱ)最终累积量达到与CK2相同的水平。在利用铁还原菌的纯培养试验中,添加SO42-对供试的四株铁还原菌的Fe(Ⅲ)还原过程并未产生抑制效应,表明铁还原菌本身并不受SO42-的影响。     

淹水培养时间对水稻土中Fe（Ⅲ）异化还原能力的影响

为了模拟水稻土淹水过程,探讨不同淹水培养时间水稻土中铁还原微生物群落利用不同碳源的活性变化特征,以接种不同淹水时期的浙江水稻土浸提液作为微生物群落来源,以人工合成的Fe(OH)3为惟一的电子受体,不同碳源作为惟一电子供体,在30℃恒温条件下厌氧培养,定期测定Fe(Ⅱ)含量和pH值变化,采用Logistic 模型进行动力学分析.研究结果表明,葡萄糖作为电子供体时,不同淹水时期的微生物群落总体上对Fe(OH)3还原反应有较快的响应;丙酮酸盐作为碳源时,铁还原反应启动的时间整体迟于葡萄糖,Fe(Ⅱ)累积量在反应30d才表现出显著累积并逐渐趋于稳定;淹水20d的微生物群落能最先利用乳酸盐还原Fe(Ⅲ),反应15 d的Fe(Ⅱ)累积量达到601.60 mg·L-1;淹水30 d的铁还原微生物群落对乙酸盐的利用能力增强,最大Fe(Ⅱ)累计量升高到538.47 mg·L-1,Fe(Ⅲ)还原率达到75.8l%.不同淹水时期利用各种碳源的体系pH表现为葡萄糖从中性下降至酸性,丙酮酸盐和乳酸盐中性偏酸,乙酸盐的pH略微偏碱,不同淹水时期出现的水稻土微生物群落结构不同是导致Fe(OH)3还原能力不同的主要原因.不同的碳源利用可以指示不同的铁还原微生物群落变化:淹水培养早期的铁还原微生物群落对葡萄糖和丙酮酸盐的利用较为迅速和显著,同一时期出现的微生物群落不能以乙酸盐作为电子供体;淹水培养后期的铁还原微生物群落以乳酸盐和乙酸盐为优势碳源来还原Fe(OH)3.     

耐镉细菌与土壤胶体作用对镉形态的影响

【目的】探讨耐镉细菌对红壤、赤红壤和棕色石灰土3类型土壤胶体镉吸附性能的影响及细菌—土壤胶体复合体上所吸附镉形态的变化,为重金属污染土壤的生物修复提供理论依据。【方法】从矿区镉污染土壤中筛选分离出一株耐镉细菌,同时提取红壤、赤红壤和棕色石灰土3种土壤胶体,研究接种耐镉细菌后3种土壤胶体吸附镉的变化及细菌—土壤胶体复合体上所吸附镉形态的变化。【结果】接种耐镉细菌能提高3种土壤胶体对镉的吸附,以红壤有机—无机复合胶体的提高幅度最大;接种耐镉细菌使3种类型土壤胶体上弱酸可溶态和残渣态的镉含量降低,而可还原态和可氧化态含量则提高。接菌后,红壤胶体和赤红壤（自然土）无机胶体上不同形态镉含量为残渣态〉可还原态〉弱酸可溶态〉可氧化态,而赤红壤（耕作土）胶体和棕色石灰土胶体则为可还原态〉残渣态〉弱酸可溶态〉可氧化态。【结论】接种耐镉细菌能促进土壤胶体上镉形态由无效态向有效态转化,提高镉的有效性。     

耐镉细菌与土壤胶体作用对镉形态的影响

【目的】探讨耐镉细菌对红壤、赤红壤和棕色石灰土3类型土壤胶体镉吸附性能的影响及细菌—土壤胶体复合体上所吸附镉形态的变化,为重金属污染土壤的生物修复提供理论依据。【方法】从矿区镉污染土壤中筛选分离出一株耐镉细菌,同时提取红壤、赤红壤和棕色石灰土3种土壤胶体,研究接种耐镉细菌后3种土壤胶体吸附镉的变化及细菌—土壤胶体复合体上所吸附镉形态的变化。【结果】接种耐镉细菌能提高3种土壤胶体对镉的吸附,以红壤有机—无机复合胶体的提高幅度最大;接种耐镉细菌使3种类型土壤胶体上弱酸可溶态和残渣态的镉含量降低,而可还原态和可氧化态含量则提高。接菌后,红壤胶体和赤红壤（自然土）无机胶体上不同形态镉含量为残渣态＞可还原态＞弱酸可溶态＞可氧化态,而赤红壤（耕作土）胶体和棕色石灰土胶体则为可还原态＞残渣态＞弱酸可溶态＞可氧化态。【结论】接种耐镉细菌能促进土壤胶体上镉形态由无效态向有效态转化,提高镉的有效性。     

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。     

长白山及五大连池火山灰土电荷零点的初步研究

本文采用电位滴定法测定了长白山、五大连池火山灰土的电荷零点(ZPC),分析了影响电位滴定曲线形状、ZPC高低及其位移的因素。研究结果表明,两地火山灰土的ZPC均以C层最高,B层次之,A层最低;长白山剖面A、Bw、C三层的ZPC分别为2.65,4.20,4.35;五大连池削面A、Bw、C三层的ZPC分别为3.20,3.25,3.40;两地火山灰土的ZPC都有不同程度的位移,即ZPC均落在滴定零点(ZPT)的酸侧,说明两地火山灰土均为恒表面电位型胶体和恒表面电荷型胶体的复合体系,两地土壤不同层次中ZPC位移量大小顺序均为:A层>Bw层>C层。     

磁处理对〈2μm土壤胶体比表面的影响

本文主要研究了棕壤和黑土〈２μｍ土壤胶体经磁处理后，比表面值的变化以及腐殖质、游离氧化铁、磁场强度及胶体水分子持量等对比表面值磁效应的影响。研究结果表明，磁处理（０．１￣０．５Ｔ）可明显降低土壤胶体比表面值。不同胶体的比表面值磁降低效应以去腐殖质胶体〉原胶体〉去游离氧化铁胶体为序。不同磁场强度和不同胶体水分子持量分别以０．５Ｔ的磁场和最大吸湿状态下，磁处理后比表面值降低最多。此磁效应可至少保持３个     

中国南方土壤中白色土层的特征及其成因分析

为了解具有“漂白层”土壤的分布规律、准确识别“漂白层”,为土壤调查制图提供依据,从中国南方地区的浙江、福建和贵州等省采集了25个含白色土层的土壤剖面,分析这一地区土壤中白色土层的特征及其与地形、成土母质等的关系。结果表明,中国南方地区白色土层在质地、游离氧化铁和有机质含量等性状上有较大的变化。根据土壤颜色与游离氧化铁的剖面分布特征,可把研究的25个剖面中白色土层分为受母质影响的白色土层、受复合成土过程作用的白色土层和离铁作用形成的白色土层等3类。受母质影响的白色土层并非离铁作用的结果,其成因与母质中游离氧化铁含量较低或叠加母质有关;受复合成土过程作用的白色土层,其颜色与游离氧化铁存在不一致现象,白色土层是前期离铁作用的结果,而后期氧化铁在结构面上的淀积掩盖了漂白层的离铁特征;离铁作用形成的白色土层是真正用于土壤类别鉴定的“漂白层”,其游离氧化铁含量明显低于其上覆或下伏土壤,以河谷平原、丘陵山地缓坡及山丘凹垅中的分布最为集中,其微地形表现为地表倾斜、低凹,易接受附近高处的水流,但地表一般不会积水,具有土内侧向排水的特点。为了区别于受母质影响的白色土层,建议在“漂白层”的鉴定标准中增加游离氧化铁含量与其上覆或下伏土壤的比较,建议标准为“漂白层的游离氧化铁含量为其上覆或下伏土壤的75%以下”。     

几种土壤及其铁锰结核中粘粒矿物组合的研究

以我国几种常见土壤及相应土壤铁锰结核为试验材料,应用Ｘ－射线衍射,研究了土壤和铁锰结核中层状硅酸盐和氧化铁的类型组合。结果表明：１）从南到北,从供试红壤到砂姜黑土,其层状硅酸盐矿物组合变化表现为由１：１型高岭为主变为以２：１型水云母为主,１．４ｎｍ矿物中由１．４ｎｍ过渡矿物转变为蛭石;从不含蒙脱石到含有一定量的蒙脱石。供试铁锰结核与相应土壤中的层状硅酸盐矿物组合及含量消长趋势在总体上基本一致。２）     

硫酸盐对土壤铁矿物还原转化及砷释放的影响

为研究硫酸盐对受酸性矿山废水污染土壤中Fe和As转化释放的影响,设计开展灭菌、非灭菌和加硫非灭菌3组淹水释放实验,在厌氧手套箱中连续处理30 d,每5天取样一次,测定上清液pH、氧化还原电位(Eh)、Fe(Ⅱ)和As浓度,以及土壤中盐酸提取态Fe(Ⅱ)和As的含量。结果表明:实验初始阶段,在微生物的作用下,土壤悬液pH升高、Eh降低,硫酸盐的添加会增强这一趋势。实验前5 d为铁矿物还原转化阶段,土壤中Fe和As活化速率较高,释放速率也较大,硫酸盐的加入会增大活化释放量。之后,随还原性增强,硫酸盐大量被还原,亚铁硫化物矿物生成,土壤中的铁矿物被继续活化但速率降低,加硫非灭菌组仍有较高的活化量,同时土壤被活化的As含量减少,释放Fe和As的过程被抑制,促使溶液中Fe(Ⅱ)和As的浓度降低。实验后15 d,虽然受生成铁矿物沉淀的控制,溶液Fe浓度能够持续维持在较低水平,但As浓度却持续增加,硫酸盐的加入会增加As的释放量。     

三江并流区土壤氧化铁及其发生学意义研究

采集云南省西部怒江、澜沧江、金沙江三江并流区8种不同类型土壤,进行土壤氧化铁及其发生学意义研究。结果表明,发育于第三纪古红土和玄武岩母质上的土壤全铁含量较高,铁游离度较低,活性铁和铁活化度也较低。不同类型土壤全铁含量由低到高依次为：高山草甸土〈紫色土〈黄棕壤〈棕色针叶林土〈棕壤〈红壤〈石灰土〈暗棕壤。棕壤、石灰土的土壤铁富集明显,处于富铁化阶段;红壤、紫色土、黄棕壤的土壤铝富集超过铁,铁的游离度很高,已进入富铝化阶段;暗棕壤、棕色针叶林土、高山草甸土的土壤风化发育尚停留在脱盐基的硅铝化阶段。     

几种土壤中不同形态铁及无定形硅铝的比较研究

分析研究白浆土、黑土和草甸土三类土壤不同形态铁和无定形硅铝表明,游离氧化铁的量在各类土中均为表层大于底层;铁的活化度白浆土高于黑土,而白浆土的白浆层又高于腐殖质层和淀积层;无定形硅、铝在白装土中层次之间分异明显,说明有淋淀现象发生,在黑土和草甸土中差异不大;新鲜有机质对铁的活化有显著作用,络合态铁和土壤腐殖质含量呈明显的正相关。     

污灌对塿土镍形态的影响

本文采用田间调查的方法研究了长期污灌对土镍形态的影响，探讨了用土壤镍形态作为指标评价土壤镍污染的可能性。结果表明，污灌带入到土壤中的镍聚集在土壤耕层，未向下迁移转化，污灌能明显增加耕层土壤碳酸盐结合态，铁锰氧化物结合态和有机质结合态镍的量，对残渣态镍没有影响。     

铜陵铜尾矿废弃地中氧化铁研究

[目的]对铜尾矿废弃地中的氧化铁进行研究,探讨不同类型氧化铁对土壤形成过程的影响。[方法]以铜陵2处不同时间弃置的铜尾矿废弃地为对象,采用化学分析法研究了自然生态恢复过程中3类铁氧化物（无定形氧化铁、游离氧化铁和络合态氧化铁）的含量。[结果1尾矿废弃物无定形氧化铁含量为（1．73±0．77）～（9．68±2．94）g/kg,氧化铁活化度为（4．80±3．85）％-（91．94±4．34）％;游离氧化铁、晶质态氧化铁含量和游离度分别为（9．10±1．57）～（42．77±12．69）、（2．50±0．57）～（42．05±13．46）g／kg和（8．17±1．77）％～（20．02．±5．38）％;成土时间较短的杨山冲铜尾矿废弃地不同发育层尾矿中3种氧化铁含量差异较小,而弃置时间较长的铜官山尾矿废弃地随深度增加无定形氧化铁逐渐降低,游离氧化铁和络合态氧化铁逐渐增加。相关分析表明：2处尾矿废弃地pH值与无定形氧化铁含量及氧化铁活化度呈极显著正相关．而与游离氧化铁含量、铁游离度、晶质态氧化铁含量和络合态氧化铁含量呈极显著负相关;有机质含量与无定形氧化铁含量和氧化铁活化度呈极显著负相关,而与游离氧化铁含量、游离度及晶质态氧化铁含量呈极显著正相关.目前,铜陵铜尾矿废弃地尚处于成土过程的初期阶段,大量问题仍有待于进一步研究。[结论]探索了自然生态恢复过程中尾矿废弃地中铁氧化物的形态、含量变化特征及其影响因素,为进一步揭示铜尾矿及类似尾矿废弃物的成土过程、成土机制等理论研究提供参考。