硫酸亞鐵作為一種常見的化學(xué)物質(zhì)，在土壤修復(fù)及改良等方面具有重要應(yīng)用，其對不同類型土壤中微生物群落的影響機(jī)制是當(dāng)前研究的重要課題。以下將從不同土壤類型出發(fā)，詳細(xì)闡述硫酸亞鐵對土壤微生物群落影響的具體機(jī)制。

在污染土壤中的作用機(jī)制

• 六價(jià)鉻污染土壤：在六價(jià)鉻污染土壤中，機(jī)械化學(xué)還原法結(jié)合硫酸亞鐵可有效降低六價(jià)鉻的浸出濃度。添加七水合硫酸亞鐵作為還原劑時(shí)，六價(jià)鉻浸出濃度由 115 mg?L?¹ 降至 0.16 mg?L?¹ 。這一過程不僅改變了土壤中鉻的化學(xué)形態(tài)，還間接影響了微生物群落。因?yàn)榱鶅r(jià)鉻對微生物具有毒性，其濃度降低使得微生物生存環(huán)境改善。六價(jià)鉻向三價(jià)鉻的轉(zhuǎn)化，改變了土壤的氧化還原電位，一些適應(yīng)還原環(huán)境的微生物得以生長，從而改變了微生物群落結(jié)構(gòu)。
• 鎘和砷污染的水稻土：對于鎘（Cd）和砷（As）污染的水稻土，施加硫酸亞鐵（FeSO? ）會(huì)導(dǎo)致可提取的 Cd 和特定吸附的 As 含量降低。同時(shí)，與對照相比，Shannon 指數(shù)增加，Simpson 多樣性指數(shù)降低。這表明硫酸亞鐵改變了土壤中重金屬的生物有效性，影響了微生物的生存壓力，進(jìn)而影響群落多樣性。此外，硫酸亞鐵促進(jìn)了鐵膜的形成，減少了 Cd 和 As 從根部到地上部分及籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)，這一過程也可能影響根際微生物群落，因?yàn)殍F膜的形成改變了根際微環(huán)境，如氧化還原狀態(tài)和養(yǎng)分有效性，進(jìn)而影響微生物的種類和數(shù)量。
• 釩污染的礦區(qū)土壤：在釩（V）污染的礦區(qū)土壤中，硫酸亞鐵改性的污泥生物炭能顯著改變釩的形態(tài)和生物有效性。水提取態(tài)、酸溶性（F1）和五價(jià)態(tài)的 V 在土壤中分別降低高達(dá) 99%、95% 和 55%，而可還原態(tài)（F2）和可氧化態(tài)（F3）分別增加高達(dá) 45% 和 76%。這一變化是由于生物炭導(dǎo)致土壤 pH 降低、鐵濃度升高引起的吸附和沉淀、有機(jī)質(zhì)含量增加導(dǎo)致的還原和絡(luò)合以及變形菌門的微生物還原等綜合作用。這些變化影響了土壤微生物的生存環(huán)境，改變了微生物群落結(jié)構(gòu)，例如變形菌門在釩的微生物還原過程中發(fā)揮作用，其相對豐度可能發(fā)生改變。

在堆肥相關(guān)土壤中的作用機(jī)制

• 雞糞堆肥：在雞糞堆肥過程中添加硫酸亞鐵，影響了高溫期的真菌群落結(jié)構(gòu)。它提高了真菌群落的多樣性，富集了多數(shù)與木質(zhì)纖維素降解相關(guān)的優(yōu)勢真菌。這是因?yàn)榱蛩醽嗚F可能為某些真菌提供了鐵營養(yǎng)，促進(jìn)其生長繁殖，同時(shí)改變了堆肥微環(huán)境的氧化還原電位和酸堿度，有利于木質(zhì)纖維素降解真菌的生長。這些真菌的變化進(jìn)一步影響了堆肥的腐殖化進(jìn)程，而堆肥性質(zhì)的改變又會(huì)對后續(xù)施用于土壤時(shí)土壤微生物群落產(chǎn)生影響。
• 牛糞秸稈堆肥：向牛糞和玉米秸稈混合材料中添加 5% 硫酸亞鐵，降低了堆肥的 pH 值。高通量測序結(jié)果表明，添加硫酸亞鐵降低了細(xì)菌物種的豐富度和種群多樣性。在高溫期前期，硫酸亞鐵抑制了放線菌門，使厚壁菌門成為最優(yōu)勢種群（相對豐度 53.5%）。這可能是因?yàn)榱蛩醽嗚F導(dǎo)致的酸性環(huán)境更適合厚壁菌門生長，而抑制了放線菌門。硫酸亞鐵增加了高溫期芽孢桿菌屬（Bacillus）的豐度，表明該屬對酸性環(huán)境耐受性強(qiáng)。不同的微生物種群變化影響了堆肥中木質(zhì)纖維素的降解過程，進(jìn)而影響堆肥質(zhì)量和后續(xù)對土壤微生物群落的影響。

在其他類型土壤中的作用機(jī)制

• 淹水水稻土（用于濕地植物研究）：在淹水的水稻土中研究硫酸亞鐵（100 和 500 mg/kg）和硝酸鉛（0, 100, 500 和 1000 mg/kg）對濕地植物（寬葉香蒲，Typha latifolia L.）根際微生物群落的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨著鉛添加量的增加，根上鐵膜量和吸附在鐵膜上的磷量減少。當(dāng)鐵鉛比為 1:1 時(shí)，植物對磷的利用最大。根際土壤中磷脂脂肪酸（PLFAs）總量比非根際土壤高 23% - 59%，革蘭氏陰性菌、好氧菌和甲烷氧化菌的相對豐度在根際土壤中也更高。這表明硫酸亞鐵通過影響鐵膜形成和磷的吸附利用，改變了根際微環(huán)境，進(jìn)而影響了微生物群落結(jié)構(gòu)。
• 垃圾填埋場污染土壤：在垃圾填埋場污染土壤中，施加硫酸亞鐵顯著增強(qiáng)了污染土壤中的微生物活性。土壤 pH 隨著硫酸亞鐵的施用呈現(xiàn)下降趨勢，例如在 15 天后，0 和 80 mmol kg?¹ 硫（以硫酸亞鐵形式）處理的土壤 pH 從 8.12 降至 7.38；25 天后，從 8.56 降至 7.78 。硫酸亞鐵的施用雖然使芥菜對重金屬的吸收和干物質(zhì)產(chǎn)量有所變化，但顯著增加了土壤中銅（Cu）、鋅（Zn）和錳（Mn）的溶解度。這可能是因?yàn)榱蛩醽嗚F降低土壤 pH，使這些重金屬的溶解度增加，為微生物提供了更多可利用的養(yǎng)分，從而增強(qiáng)了微生物活性，改變了微生物群落結(jié)構(gòu)。