土壤中鐵的生物化學(xué)

  土壤中鐵的轉(zhuǎn)化依賴于微生物的活動(dòng)，這些活動(dòng)可以是直接的，也可能是間接的影響
這種元素的化合物，在分類上不同類群的非特異養(yǎng)微生物參與了鐵循環(huán)的某些階段，而
其它階段則是在所稱為鐵細(xì)菌的作用下進(jìn)行的。
  鐵細(xì)菌是在地質(zhì)學(xué)上有重大意義的微生物，它們?cè)阼F的轉(zhuǎn)化中有著特異的，非同一般
的作用，簡(jiǎn)明這些微生物的結(jié)構(gòu)、生態(tài)學(xué)及生物化學(xué)，對(duì)于理解某些重要的自然過程是
必不可少的，因此我們認(rèn)為土壤中鐵的轉(zhuǎn)化可從描述主要代表性鐵細(xì)菌的一般特征開始
。
  鐵細(xì)菌的主要類群
  鐵細(xì)菌的類群包括：1、能靠利用二價(jià)鐵氧化作用的能量生長(zhǎng)的微生物和2、能產(chǎn)生在
形態(tài)上明顯的高鐵氧化物沉淀的微生物，雖然在生理學(xué)上的機(jī)理不同，但在土壤中，巖
石營(yíng)養(yǎng)和異養(yǎng)的兩種微生物對(duì)鐵的代謝是重要的，并且在考慮土壤剖面中鐵的積累時(shí)也
一定要涉及到這兩種微生物。
  在座標(biāo)上，鐵細(xì)菌的天然生境可以由處于鐵/鐵邊緣界限上的平行四邊形來(lái)表示，已
證明氧化鐵的微生物可以在分解反應(yīng)所產(chǎn)生的產(chǎn)物穩(wěn)定地方生存，否則，這種反應(yīng)在熱
力學(xué)上是不合適的，而且產(chǎn)物子不能積累。
  基于上述考慮，PH可以作為區(qū)分鐵細(xì)菌主要生群的一個(gè)因素。
  在離子鐵穩(wěn)定的地方由大氣氧飽和的介質(zhì)中發(fā)育的微生物，該類群的代表菌是氧化亞
鐵硫桿菌。
  在低氧壓和降低EN條件下，在中性和稍酸性環(huán)境中發(fā)育的微生物，硫化亞鐵和碳酸亞
鐵可作為這些微生物的底物，可溶性鐵化合物的濃度一般極低，同時(shí)必須連續(xù)提供底物
，這就是一個(gè)“真鐵細(xì)菌”類群，對(duì)該類群有一個(gè)古老的德語(yǔ)稱呼，把它們叫作褐鐵華
生成菌，這個(gè)類群是典型的產(chǎn)鐵淡水菌類，它有二個(gè)主要代表虱纖發(fā)菌屬和鐵柄桿菌屬
。
  高鐵的還原作用，可以由產(chǎn)生還原性物質(zhì)及由使EN降至高鐵穩(wěn)定值以下的微生物引起
，盡管為了找到能還原高鐵化合物的特種微生物曾作了許多嘗試，并且許多研究工作者
在試驗(yàn)條件下分離到了能產(chǎn)生這種過程的微生物，但還是要接受這樣一種認(rèn)識(shí)，在嫌氣
條件下鐵的還原作用是由于總微生物區(qū)系對(duì)有機(jī)化合物非特異性分解作用引起的。
  用顯微鏡觀察鐵柄桿菌屬像一團(tuán)螺旋形的細(xì)絲狀物或線狀物，在絲狀物的一端，有時(shí)
可以看到末端細(xì)胞，但并不是經(jīng)常能見到，據(jù)觀察，鐵柄菌屬的柄狀物是由旁邊細(xì)胞分
泌的氫氧化鐵形成的，這種描述現(xiàn)在獲得許多作者的支持，電子顯微鏡照片可以重觀由
細(xì)菌細(xì)胞分泌絲狀物質(zhì)從開始到結(jié)束的整個(gè)過程，這種物質(zhì)不是純氫氧化鐵，因?yàn)殍F溶
解后還留有基模。
  某些粘細(xì)菌如原襄粘細(xì)菌屬可以分泌出粘狀長(zhǎng)索并被鐵的沉淀物所覆蓋，另一些研
究人員把細(xì)絲物看作是鐵柄桿菌屬唯一有生命成分，但是他們承認(rèn)，在純培養(yǎng)中沒找到
細(xì)胞，按第三種意見，鐵柄桿菌屬有一復(fù)雜的生活史，且細(xì)胞以及絲狀體都存在，這個(gè)
結(jié)論是根據(jù)顯微鏡檢查和不易于解釋的圖像而作出的。
  我們均已觀察到了有膜襄的存在。

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