细菌在两种土壤矿物表面吸附的热力学分析

来源：土壤学报杂志2011年第2期北京时间：

作者：荣兴民,黄巧云,陈雯莉,蔡鹏,梁巍

单位：荣兴民，华中农业大学农业微生物学国家重点实验室；rongxm@mail.hzau.edu.cn,黄巧云，华中农业大学农业微生物学国家重点实验室；qyhuang@mail.hzau.edu.cn,陈雯莉，华中农业大学农业微生物学国家重点实验室；,蔡鹏，华中农业大学农业微生物学国家重点实验室；,梁巍，华中农业大学农业微生物学国家重点实验室；,

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）在代表性土壤粘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(GH)和静电力自由能变(GEL)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，有利于细菌在粘粒矿物表面的吸附；而静电力自由能为正，表明细菌-矿物间存在静电斥力。疏水自由能显著大于静电力自由能，表明疏水作用在粘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它研究技术结合。

关键词：细菌;黏粒矿物;表面热力学;吸附自由能

基金资助：国家自然科学基金项目（面上项目，重点项目，重大项目）