煙曲霉Z5與草酸對層狀硅酸鹽礦物的作用研究.pdf

1、近年來，微生物對粘土礦物的分解作用逐漸被國內(nèi)外的學者重視，成為地球科學研究的重點領(lǐng)域。本文分別研究了微生物及小分子有機酸對粘土礦物結(jié)構(gòu)變化的影響，并進一步討論了該研究在土壤中的生態(tài)學意義。本文在一定程度上揭示了土壤礦物的微生物轉(zhuǎn)化和元素循環(huán)的規(guī)律，為改善根際土壤環(huán)境質(zhì)量提供科學依據(jù)。
　　論文采用本實驗室篩選出來的煙曲霉Z5（Aspergillus fumigatus Z5）分別與硅酸鹽粘土礦物蒙脫石、高嶺土、伊利石共培養(yǎng)，通過S

2、EM、TEM、CLSM、XRD等多項測試手段研究了煙曲霉對上述三種粘土礦物結(jié)構(gòu)的影響，以及礦物對煙曲霉Z5的影響。采用蒙脫石與菌株Z5共培養(yǎng)，分別于8h、24h、36h、48h取樣，研究微生物生長過程中與蒙脫石的作用過程。小分子有機酸是微生物重要的代謝產(chǎn)物，微生物與礦物的作用涉及物理作用，微生物的胞外蛋白，胞外多糖以及小分子有機酸。通過研究小分子有機酸與蒙脫石的作用，為進一步研究微生物與礦物作用奠定一定的基礎(chǔ)。
　　在礦物和微生物

3、作用過程中，煙曲霉Z5通過菌絲生長的機械作用以及代謝產(chǎn)物的化學作用將大的礦物顆粒分解成小的礦物顆粒，菌絲吸附小的礦物顆粒，形成包裹著礦物顆粒的菌絲球。煙曲霉Z5的作用使蒙脫石緊密排列的層狀結(jié)構(gòu)變得卷曲、褶皺;煙曲霉Z5的代謝產(chǎn)物通過破壞蒙脫石結(jié)構(gòu)中的Si-O、 Al-O鍵，置換出蒙脫石層間的Ca、Mg等礦質(zhì)元素，釋放出蒙脫石中的礦質(zhì)元素Si、Al、 Ca、Mg、 Fe，其中以Si和Al的釋放量最多;煙曲霉Z5與蒙脫石作用使得蒙脫石中規(guī)則

4、排列的晶格變得雜亂無序，結(jié)晶度變差;煙曲霉Z5的代謝產(chǎn)物與蒙脫石發(fā)生插層反應(yīng)，使蒙脫石的層間距增大，進一步促進了煙曲霉Z5代謝產(chǎn)物的進入，從而增加溶蝕作用。
　　研究發(fā)現(xiàn)，蒙脫石對微生物的生長代謝同樣有著一定的影響。煙曲霉Z5和蒙脫石共培養(yǎng)后，煙曲霉Z5分泌的代謝產(chǎn)物中的胞外蛋白和胞外多糖明顯增加，脂類物質(zhì)和纖維素減少，煙曲霉Z5的菌絲細胞存活時間增加。
　　草酸是微生物重要的代謝產(chǎn)物，草酸能夠破壞蒙脫石的形貌結(jié)構(gòu)，使蒙脫石