农业环境科学学报

作者：鲁雨,周丰武,钟文辉,刘丽,李小方,邓欢

单位：南京师范大学环境学院, 南京 210023,江苏省物质循环与污染控制重点实验室, 南京 210023,南京师范大学地理科学学院, 南京 210023,江苏省物质循环与污染控制重点实验室, 南京 210023,南京师范大学地理科学学院, 南京 210023,江苏省物质循环与污染控制重点实验室, 南京 210023,南京师范大学环境学院, 南京 210023,江苏省物质循环与污染控制重点实验室, 南京 210023,中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心, 石家庄 050022,南京师范大学环境学院, 南京 210023,江苏省物质循环与污染控制重点实验室, 南京 210023

关键词：生物电化学,产电细菌,水稻土,新能源,MFC,

基金：国家自然科学基金项目（41671250）；河北省重点研发专项（18273604D）；江苏省自然科学基金面上项目（BK20171476）

土壤微生物燃料电池（MFC）可以将土壤产电细菌分解有机质产生的化学能转化为电能。为了提高土壤MFC的产电性能，实现持续稳定驱动小功率用电器，本研究发明一种新型复合材料作为阳极，在水稻土中构建了土壤MFC。通过串联两个土壤MFC，将输出电压维持在1 403.3~1 579.9 mV，实现持续驱动电子计时器稳定运行30 d。之后移除电子计时器进行土壤MFCs的电化学测试。功率密度曲线显示串联土壤MFCs最大功率密度5.45 mW·m-2，最大输出功率158.42 μW。电化学阻抗谱分析表明，单个土壤MFC阳极电荷传递电阻分别为16.46 Ω和16.80 Ω。从阳极表面的土壤样品中提取RNA，对逆转录后的16S rRNA进行测序分析。结果显示，土壤MFCs中，阳极上有14个产电细菌相关属，其中地杆菌属（Geobacter）、芽孢杆菌属（Bacillus）、梭菌属（Clostridium）、假单胞菌属（Pseudomonas）和脱硫球茎菌属（Desulfobulbus）16S rRNA的数量均占所有产电细菌相关属总数的10%以上，为最活跃的产电细菌相关属。

来源：2020年第12期

《农业环境科学学报》期刊编辑部

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