矿物种类对微生物利用木质素形成细胞代谢产物及矿物-菌体残留物的特性影响

摘要：

微生物驱动下的木质素降解与腐殖质形成关系密切,然而在真实土壤环境中腐殖化进程无法摆脱矿物的参与,为探索矿物对于木质素参与腐殖化进程的影响机制,文章采用液体摇瓶培养法,通过向添加高岭石、蒙脱石、针铁矿、δ-MnO2或三羟铝石的木质素培养液中接种复合菌剂,试图在110 d培养期间动态考察其细胞代谢产物的总有机碳(TOC)含量、光密度值(E4/E6)以及矿物-菌体残留物的回收率,进而明确5种土壤常见矿物对于微生物利用木质素所得产物的特性影响.结果表明:(1)培养10 d后,针铁矿、δ-MnO2和三羟铝石对于矿物-菌体残留物回收率的促进作用要大于高岭石和蒙脱石,110 d培养结束后,针铁矿对于矿物-菌体残留物回收率的提升效果最大,而蒙脱石影响下的回收率最小.与未添加矿物的条件(CK1)相比,δ-MnO2、三羟铝石、高岭石和蒙脱石的参与均有利于持续稳定培养期间沉淀物质的回收率;(2)在整个培养期间,高岭石参与下细胞代谢产物的TOC含量均为最大,而δ-MnO2参与下的TOC含量皆为最小;(3)在5种矿物的添加条件下,微生物利用木质素所形成的细胞代谢产物,其有机碳分子结构先有所复杂而后再趋于简单,尽管如此,在培养结束后,其分子复杂程度均高于CK1处理,与各自培养10d的结果相比,高岭石、蒙脱石和三羟铝石均有利于细胞代谢产物中有机碳分子结构的复杂化,而针铁矿和δ-MnO2却使其结构更加简单.

关键词：矿物、微生物、木质素、矿物-菌体残留物、细胞代谢产物

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分类号：S154.2(土壤学)

资助基金：国家自然科学基金项目41401251;吉林省科技厅优秀青年人才基金项目20170520091JH;吉林省教育厅“十三五”科学技术研究项目吉教科合字[2016]第207号

在线出版日期：2018-03-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1415-1422