硅酸鹽細菌對礦物的風(fēng)化作用及其初步應(yīng)用.pdf

1、本文開展了硅酸鹽細菌對礦物和土壤的風(fēng)化作用模擬試驗，并對硅酸鹽細菌在土壤物理性質(zhì)等方面的作用進行初步研究。 從甘肅西峰黃土中篩選到一株硅酸鹽細菌(silicate bacteria)HTK01，用常規(guī)方法及分子生物學(xué)方法對其進行鑒定，采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP)檢測該菌對三種礦物的解鉀效果，用比色法測定該菌對無機磷和有機磷的解磷能力；試驗?zāi)M該菌對三種礦物及黃土的風(fēng)化作用，利用透射電子顯微鏡(TEM)和掃描電子顯微

2、鏡(SEM)觀察該菌與礦物作用過程中細菌與礦物界面的特征、檢測了細菌對礦物化學(xué)成分變化的影響，探討了該菌對礦物風(fēng)化作用的機理；通過測定該菌對土壤團聚體及水分性質(zhì)變化的影響，初步探討該菌對土壤物理性質(zhì)的作用，并進行初步的應(yīng)用。 硅酸鹽細菌HTK01的常規(guī)方法鑒定及16SrDNA分子鑒定結(jié)果表明，該菌為長桿狀，G<'->，產(chǎn)橢圓至圓形芽孢，菌體大小為0.9-1.3μm×3.O-7.5μm，胞外覆蓋大于菌體幾倍的肥厚莢膜，菌落呈半玻

3、璃珠狀，粘稠難挑起，最適pH值為7.0-8.0，耐鹽濃度較低(O.1％-0.5％NaCI)，30℃為其較為適宜的生長溫度，通過生理生化及其16SrDNA序列鑒定，確定HFK01為膠質(zhì)芽孢桿菌Bacillus muscilaginosus)。由于莢膜物質(zhì)是硅酸鹽細菌的典型特征，其對該菌一系列生理特征意義重大，作者對硅酸鹽細菌的莢膜染色方法進行了比較研究，獲得了一種改進的莢膜染色方法。 分別以鉀長石、黑云母和磷礦粉為礦源，研究了硅

4、酸鹽細菌HTK01在液體培養(yǎng)基中的解K實驗，結(jié)果表明接種組比對照組分別增加30.94％(鉀長石為礦源)、39．49％(黑云母為礦源)和15.72％(磷礦粉為礦源)，此外，HTK01還釋放出礦物試樣中的部分Si和A1。作者對硅酸鹽細菌在液體培養(yǎng)基中釋放鉀的檢測方法也進行了改進。檢測了硅酸鹽細菌HTK01分解無機磷和有機磷的能力，結(jié)果表明接種組比對照組分別增加3.835gg／mI。和0.628μg/mL。 模擬該菌對三種礦物及黃土的

5、風(fēng)化作用，分別靜置培養(yǎng)5、10、20、40和80d，通過電鏡觀察表明細菌對礦物試樣表面發(fā)生了一定溶蝕作用，被細菌作用后的礦粉，顆粒渾圓，邊緣模糊不清，礦物顆粒被大量的菌體物質(zhì)所覆蓋。隨培養(yǎng)時間增加，水溶性K、Si和P等元素都得到一定程度地增加。細菌對不同礦物及不同培養(yǎng)時間的作用效果不同，認為該菌產(chǎn)生的胞外多糖對礦物風(fēng)化起重要作用，并由此分析了硅酸鹽細菌對硅酸鹽礦物風(fēng)化的作用機理。 對土壤物理性質(zhì)研究表明，大粒級數(shù)量有所增加，加菌

6、的土壤水分的蒸發(fā)速度要低于兩種對照樣，飽和滲透速率的結(jié)果也相似，但只發(fā)生在接菌液初期，隨培養(yǎng)時間增加，表現(xiàn)出的差異不大。通過盆栽試驗和田間試驗檢測硅酸鹽細菌HTK01對黃花苜蓿生長的影響，結(jié)果表明該菌劑對苜蓿的株高、根長、根瘤數(shù)及鮮干重均優(yōu)于對照，其對苜蓿的生長具有一定促進作用。 通過研究硅酸鹽細菌對幾種礦物和黃土的風(fēng)化作用，以及對土壤物理性質(zhì)及苜蓿生長影響的初步研究，加深對硅酸鹽細菌與礦物相互作用過程和機理的理解，并為進一步研