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稻田土壤中产甲烷菌的生长和繁殖

来源:环保网

稻田土壤是生物合成甲烷的另一个主要场所.   在稻田中,O2、NO3-、Fe3+和SO42-被迅速消耗掉,并产生大量的CO2,为产甲烷菌的生长和繁殖创造了有利条件.  甲烷的生成是其微环境主要的生化过程,光合作用固定的碳素大约有3% ~ 6%被转化为甲烷.  由于稻田的氧气分压较大,并且相对干燥,所以稻田的产甲烷菌相对其它生境的产甲烷菌有较强的氧气耐受性和抗旱能力.  稻田中的产甲烷菌类群主要有Methanomicrobiaceae、Methanobacteriaceae和Methanosarcinaceae,它们利用的底物一般是 H2/CO2和乙酸. 
 
研究发现稻田里产甲烷菌的生长和代谢具有一定的特殊规律性.  
 
第一,产甲烷菌的群落组成能保持相对恒定.  当然也有一些例外,如氢营养产甲烷菌在发生洪水后就会占主要优势.  
 
第二,稻田里的产甲烷菌的群落结构和散土里的产甲烷菌群落结构是不一样的.  不可培养的水稻丛产甲烷菌群(Rice Cluster Ⅰ) 作为主要的稻田产甲烷菌类群,其甲烷产生主要原料主要是H2/CO2.  而在其他的散土中,乙酸营养产甲烷菌是主要的类群,甲烷主要来源于乙酸.  造成这种差别可能是由于稻田里氧气的浓度要比散土中高,而在稻田里的氢营养产甲烷菌具有更强的氧气耐受性.  
 
第三,氢营养产甲烷菌的种群数量随着温度的升高而增大.  
 
第四,生境中相对高的磷酸盐浓度对乙酸营养产甲烷菌有抑制效应.  这些特有的规律有助于人们清楚地了解稻田里甲烷的产生机制,从而采取相关的措施防止水稻田里碳素的流失.