三、锰循环

锰是植物、动物和许多微生物的基本痕量元素。像铁的循环一样微生物作用下的锰循环主要在它的氧化和还原态之间进行。由此自然环境中存在的锰是还原(Mn²⁺)和氧化(Mn⁴⁺)两种价态，锰离子的稳定性取决于pH值和氧化还原电位。Mn²⁺在酸性(pH值低于5.5)好氧条件及高pH值厌氧条件均能保持稳定。在pH值大于8的好氧环境中Mn²⁺会自发地被氧化成Mn⁴⁺离子，氧化产物(MnO₂)不溶于水。在某些海洋和淡水生境中，锰的沉积可以形成特征性的锰瘤(manganese nodules)。锰瘤中的锰开始存在于厌氧沉积物中，后被氧化和沉积而形成锰瘤，细菌对锰瘤的形成有一定的作用。

土壤水体中的许多细菌和真菌具有催化氧化Mn²⁺成为Mn⁴⁺的能力。

Mn²⁺+1/2O₂+H₂─→O MnO₂+2H+

ΔG'O=－7.0kcal/mol=－29.4kJ/mol

细菌(嘉利翁氏菌属(Gallionella)、生金菌属(metallogenium)、球衣菌属、纤发菌属、芽孢杆菌属、假单胞菌属和节杆菌属)和真菌(曲霉、镰孢、头孢等)的许多菌株具有以氧化酶或过氧化氢酶氧化Mn²⁺的能力，这其中诱导型和组成型兼有。这些细菌可以从Mn²⁺的氧化中取得能量，并用于固定CO₂，以化能自养方式生长。氧化态锰沉积在细胞表面上。和铁一样，广泛分布和异质的细菌类群在厌氧环境下代谢使Mn⁴⁺还原成Mn²⁺，从而增加锰的溶解性和流动性。有的细菌(如腐败希瓦化菌(Shewanella putrefaciens))能专一性利用MnO₂作为它们的唯一电子受体。此外微生物代谢的还原产物也可以和Mn⁴⁺发生反应，把Mn⁴⁺还原成Mn²⁺。