硫酸盐还原的动态过程调控了稻田土壤中砷的迁移和形态变化，这些变化是对根系分泌物的响应

《Plant and Soil》：Dynamics of sulfate reduction regulate arsenic mobilization and speciation in paddy soils in response to root exudates

水稻土砷迁移受根部分泌物与硫酸盐还原协同调控。通过厌氧微宇宙实验发现，柠檬酸、草酸和葡萄糖促进铁氧化物还原，使孔隙水砷浓度升高11.6%-46.3%（草酸效应最强），而硫酸盐还原形成铁硫化物固定砷，降低孔隙水砷4.6%-22.5%。同时硫条件增强微生物砷甲基化，DMA和DMMTA分别增加52.6%-127.5%和14.3%-99.9%。

　　

摘要

背景与目的

已有研究表明，根系分泌物会影响稻田土壤中砷（As）的迁移性和形态变化。然而，富含硫的条件如何与根系分泌物相互作用，从而调节由铁（Fe）和硫驱动的砷迁移及形态变化，目前尚不清楚。

方法

在厌氧稻田土壤微宇宙实验中，研究了砷的形态变化和铁的矿物学特性。实验中添加了柠檬酸、草酸和葡萄糖作为根系分泌物，同时设置了不同浓度的硫酸盐（0、5和25 mM）。

结果

根系分泌物促进了铁（氧化物）氢氧化物的还原，使孔隙水中砷的浓度增加了11.6%–46.3%，其中草酸的促进作用最强，其次是柠檬酸和葡萄糖。硫酸盐的还原作用促进了铁硫化物的形成，这些铁硫化物固定了砷，使孔隙水中的砷浓度相对于无硫酸盐处理组降低了4.6%–22.5%。较高的硫化物通量增强了铁硫化物的沉淀，从而加强了砷的固定作用。此外，与无硫酸盐处理组相比，硫酸盐的还原作用促进了微生物对砷的甲基化和硫醇化反应，使二甲基砷（DMA）和二甲基单硫砷（DMMTA）的产量分别增加了52.6%–127.5%和14.3%–99.9%。

结论

根系分泌物通过促进砷从固相释放到孔隙水中来增强砷的迁移性，而硫酸盐的还原作用则通过将其转化为硫化物矿物部分抵消了这一过程。砷的固定程度取决于硫酸盐的通量。这些发现强调了在模拟根际条件下，硫酸盐还原作用在调节稻田土壤中砷迁移性和形态变化中的关键作用。