Abstract
Kinetics of nitrate (NO3−) reduction and ferrous iron (Fe(II)) oxidation in paddy soil were investigated under anoxic conditions at circumneutral pH using three different treatments (i.e., Lactate + Fe(II), Lactate + NO3−, and Lactate + NO3− + Fe(II)). The results revealed that NO3− could be rapidly reduced to nitrite (NO2−) within two days in treatments of Lactate + NO3− and Lactate + NO3− + Fe(II), and the presence of Fe(II) facilitated the NO2− reduction. Whereas no obvious Fe(II) oxidation was observed in treatment of Lactate + Fe(II), Fe(II) oxidation took place only when NO3− was added. Illumina high-throughput sequencing used to profile the diversity and abundance of microbial communities showed that the phyla of Proteobacteria and Firmicutes had a dominant presence in all three treatments with lactate. Acidaminobacter, Proteiniclasticum, Alkaliphilus, and Natronincola_Anaerovirgula were found to be the dominant genera during NO3− reduction without Fe(II) after addition of lactate, and all were seldom reported to be associated with NO3− reduction. Azospira, Zoogloea, and Dechloromonas dominated during NO3− reduction in the presence of Fe(II), and all are betaproteobacterial NO3−-reducing bacteria that do not produce ammonium as end products of NO3− reduction. Whereas Azospira, Zoogloea, and Dechloromonas have been isolated or identified from NO3−-reducing Fe(II) oxidation culture previously, the NO2− produced by these NO3− reducing bacteria can also oxidize Fe(II) abiotically, resulting in facilitated NO2− disappearance in the treatment of Lactate + NO3− + Fe(II). These findings increase our understanding of the processes of NO3− reduction in the absence and presence of Fe(II) in anoxic paddy soil at circumneutral pH and extend our knowledge of the microbial communities involved in these processes.
บทคัดย่อ
จลนศาสตร์ของไนเตรต (NO3-) ลดลงและเหล็กเหล็ก (Fe (II)) ออกซิเดชันในดินนาข้าวถูกตรวจสอบภายใต้เงื่อนไขที่ pH ซิก circumneutral ใช้สามการรักษาที่แตกต่างกัน (เช่นนม + Fe (II), นม + NO3- และ น้ำนม + NO3- + Fe (II)) ผลการศึกษาพบว่า NO3- อาจจะลดลงอย่างรวดเร็วไนไตรท์ (NO2-) ภายในสองวันในการรักษาให้น้ำนม + NO3- และให้น้ำนม + NO3- + Fe (II) และการปรากฏตัวของเฟ (II) การอำนวยความสะดวกการลด NO2- . ในขณะที่ไม่ชัดเจน Fe (II) การเกิดออกซิเดชันเป็นข้อสังเกตในการรักษาให้น้ำนม + Fe (II), เฟ (II) การเกิดออกซิเดชันที่เกิดขึ้นเฉพาะเมื่อ NO3- ถูกเพิ่มเข้ามา Illumina ลำดับสูง throughput ใช้โปรไฟล์ที่หลากหลายและความอุดมสมบูรณ์ของกลุ่มจุลินทรีย์ที่แสดงให้เห็นว่าไฟลัมของ Proteobacteria และ Firmicutes มีสถานะที่โดดเด่นในทั้งสามการรักษาด้วยการให้น้ำนม Acidaminobacter, Proteiniclasticum, Alkaliphilus และ Natronincola_Anaerovirgula พบว่าเป็นคนจำพวกที่โดดเด่นในช่วงลด NO3- โดยไม่ต้องเฟ (II) หลังจากที่นอกเหนือจากการให้น้ำนมและทั้งหมดได้รับรายงานไม่ค่อยจะเกี่ยวข้องกับการลด NO3- Azospira, Zoogloea และ Dechloromonas ครอบงำในช่วงลด NO3- ในการปรากฏตัวของเฟ (II) และทุกคนมีความ betaproteobacterial NO3 - ลดแบคทีเรียที่ไม่ได้ผลิตแอมโมเนียเป็นผลิตภัณฑ์ที่สิ้นสุดของการลด NO3- ในขณะที่ Azospira, Zoogloea และ Dechloromonas ได้รับการแยกหรือระบุจาก NO3 - ลด Fe (II) วัฒนธรรมการเกิดออกซิเดชันก่อนหน้านี้ NO2- ที่ผลิตโดย NO3- แบคทีเรียเหล่านี้ยังสามารถลดการออกซิไดซ์เฟ (II) abiotically ผลในการอำนวยความสะดวก NO2- หายตัวไป ในการรักษาให้น้ำนม + + เฟ NO3- (ii) การค้นพบเหล่านี้จะเพิ่มความเข้าใจในกระบวนการของการลด NO3- ในกรณีที่ไม่มีและการปรากฏตัวของเฟ (II) ในดินนาซิกของเราที่ pH circumneutral และขยายความรู้ของเราของกลุ่มจุลินทรีย์ที่มีส่วนร่วมในกระบวนการเหล่านี้
การแปล กรุณารอสักครู่..