喀斯特稻田泥土微氧生物亚铁氧化耦合碳异化及砷固定研讨获停顿

水稻根际等微氧前提泥土中微生物驱动亚铁氧化进程较为广泛，造成的铁氧化物外表正电荷丰厚，可无效阻止重金属从泥土向动物体迁徙。然而，微氧情况进程及其多元素耦合轮回研讨，因为研讨伎俩限定及症结证据获取的难度，未能无效明白。中国迷信院地球化学研讨所情况地球化学国度重点试验室研讨员刘承帅课题组与广东省迷信院生态情况与泥土研讨所副研讨员童辉等单干，采取氛围可控式手套箱研讨系统，在后期证明了亚铁通过微氧型铁氧化菌氧化积淀，并进一步老化成水铁矿，该进程能无效氧化并固定活性态As(Ⅲ)（Geochimica et Cosmochimica Acta， 2019， 265， 95-108）。研讨发现，铁和砷的生物氧化进程中，年夜多半微生物必要无机物作为碳源提供能量供其成长，然则喀斯特碳酸盐岩发育泥土中，碳次要以碳酸盐模式存在，微生物若何应用有机碳获取能量进行亚铁和砷氧化的进程仍不明白。

针对这一成绩，课题组应用稳定同位素核算探针技术（DNA-SIP）进一步研讨了喀斯特稻田泥土微氧亚铁氧化进程中的碳固定机制及砷的转化纪律。成果标明，亚铁氧化进程中碳的异化速度最高可达8.02 mmol C m-2 d-1，与之前报道的陆地中亚铁或硫氧化进程中的碳异化速度接近。Bradyrhizobium、Cupriavidus、Hyphomicrobium、Kaistobacter、Mesorhizobium、Rhizobium为系统中次要参加碳异化的功效微生物。通过对高通量数据的预测阐发，发现卡尔文轮回（Calvin-Benson-Bassham）为微氧亚铁氧化菌固碳的次要路径。固碳的同时，生物亚铁氧化进程造成的铁氧化物能无效吸附固定系统中的砷，共积淀态砷次要以As(V)模式存在，阐明砷的生物氧化能匆匆进砷的积淀，并造成二次矿物。研讨标明，微氧型铁氧化菌驱动的亚铁氧化耦合碳固定进程能添加泥土中无机碳含量，并能匆匆进砷的氧化以及砷在铁氧化物外表的吸附作用，无效下降砷的作物可应用性。该研讨关于应用泥土铁轮回进步泥土肥力及下降重金属净化危险具备紧张的撑持作用。

相关研讨结果颁发在Environmental Science and Technology上，并被遴选为封面论文。研讨任务获得国度自然迷信基金名目和中科院前沿迷信重点研讨筹划等的赞助。(100yiyao.com）