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细菌在两种土壤矿物表面吸附的热力学分析
  • ISSN号:0564-3929
  • 期刊名称:《土壤学报》
  • 时间:0
  • 分类:S153.3[农业科学—土壤学;农业科学—农业基础科学]
  • 作者机构:[1]华中农业大学农业微生物学国家重点实验室,武汉430070
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(40571084)和国家杰出青年科学基金项目(40825002)资助
中文摘要:

运用表面热力学方法和扩展的DLVO理论,对两种典型土壤细菌恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)在代表性土壤黏粒矿物高岭石和蒙脱石表面的吸附进行了分析,获得了黏粒矿物与细菌作用的疏水自由能变(△G^H)和静电力自由能变(△G^EL)及总自由能变(△G)。发现疏水自由能为负,显示疏水作用为引力,有利于细菌在黏粒矿物表面的吸附;而静电力自由能为正,表明细菌-矿物问存在静电斥力。疏水自由能显著大于静电力自由能,表明疏水作用在黏粒矿物对细菌吸附时的贡献大于静电力。两种细菌与两种矿物间的总吸附自由能为负值,意味着细菌在矿物表面的吸附是热力学自发过程。高岭石对细菌的吸附自由能大于蒙脱石对细菌的吸附自由能,表明细菌与高岭石间的亲和力较高,吸附更容易发生,这与化学吸附及滴定量热结果一致。表面热力学方法和XDLVO理论在预测细菌-矿物相互作用中有重要意义,但该方法未考虑多种非DLVO效应,如细胞表面多聚物、细菌鞭毛等在吸附反应中的作用,因此还存在一定的局限性,在揭示细菌-矿物相互作用的热力学机理方面还需与其他研究技术结合。

英文摘要:

Based on surface thermodynamics and XDLVO theory, free energy changes induced by hydrophobic interactions (△G^H) , free energy changes originated from electrostatic force (△G^EL) and the total free energy changes in the adsorption of P. putida and B. subtilis on kaolinite and montmorillonite were obtained. The negative values of △G^H and the positive values of △G^EL suggested that the hydrophobic force favors, and the electrostatic force unfavors the bacterial adsorption on kaolinite and montmorillonite. The absolute values of AGn were much larger than those of △G^E , indicating that hydrophobic interactions play a role more important than electrostatic force does in bacterial adsorption. The negative total free energy changes (△G) suggested that the sorption of bacteria on clay minerals is a thermodynamically spontaneous process. Greater △G values for bacterial adsorption on kaolinite than on montmorillonite indicated higher affinity of the bacteria for kaolinite than for montmorillonite.

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期刊信息
  • 《土壤学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国土壤学会
  • 主编:史学正
  • 地址:南京市北京东路71号
  • 邮编:210008
  • 邮箱:actapedo@issas.ac.cn
  • 电话:025-86881237
  • 国际标准刊号:ISSN:0564-3929
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1119/P
  • 邮发代号:2-560
  • 获奖情况:
  • 2003年荣获“百种中国杰出学术期刊”称号,2002年荣获“第三届华东地区优秀期刊奖”,2002年荣获“第三届中国科协优秀期刊二等奖”
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:40223