Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

БИОЛОГИЯ ПОЧВ

Глава 2. УЧАСТИЕ ПОЧВЕННЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ В ЦИКЛАХ ОСНОВНЫХ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В БИОСФЕРЕ И ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССАХ

 

ПОЧВЕННЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ В ЦИКЛАХ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В БИОСФЕРЕ И ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССАХ

 

Смотрите также:

 

Жизнь в почве

 

Почва и почвообразование

 

Почвоведение. Типы почв

почвы

 

Химия почвы

 

Круговорот атомов в природе

 

Книги Докучаева

докучаев

 

Происхождение жизни

 

Геология

геология

Основы геологии

 

Геолог Ферсман

 

Черви и почвообразование

дождевые черви

 

Дождевые черви

 

Вернадский. Биосфера

биосфера

 

Геохимия - химия земли

 

Гидрогеохимия. Химия воды

 

Минералогия

минералы

 

Земледелие. Агрохимия почвы

 

Справочник агронома

 

Удобрения

 

Происхождение растений

растения

 

Ботаника

 

Биология

биология

 

Эволюция биосферы

 

Земледелие

 

растения

 

Тимирязев – Жизнь растения

 

Жизнь зелёного растения

зелёные растения

 

Геоботаника

 

Мхи

 

Водные растения

 

Общая биология

общая биология

 

Лишайники

 

Мейен - Из истории растительных династий

Мейен из истории растительных династий

 

Удобрения для растений

 

Биографии биологов, почвоведов

Биографии почвоведов

 

Эволюция

 

Микробиология

микробиология

 

Пособие по биологии

 

ДРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

 

За счет включения разных механизмов почвенные микроорганизмы участвуют, по-видимому, в превращениях всех без исключения элементов, которые имеются в земной коре. Практически нет ни одного элемента, который тем или иным путем не подвергался бы воздействию микроорганизмов или их метаболитов. Одни элементы вовлекаются в биологический круговорот, входя в состав органических веществ в процессе ассимиляции, другие окисляются, восстанавливаются или аккумулируются, третьи осаждаются или растворяются, извлекаются из минералов, подвергаются миграции, включаются в комплексы и т. д. и т. п.

 

Очень важны превращения, связанные с микроэлементами, которые необходимы микроорганизмам в очень малых дозах, но при этом роль их необычайно велика, так как они входят в состав ферментов и определяют их активность. Такова, например, роль молибдена, входящего в активный центр ферментов азотного цикла — нитрогеназы и нитратредуктазы; кобальта, ответственного за функции витамина Bi2; меди, которая включается в простетическую группу ферментов — оксидаз.

 

Известен ряд микроэлементов, которые не входят непосредственно в молекулы ферментов, но косвенно влияют на их активность и направление обмена веществ.

 

К таковым относятся мышьяк, цинк, бор и др.

 

Мышьяк, например, входит в состав всех живых клеток в микроколичествах. Его превращения в почве связаны с деятельностью микроорганизмов.

 

Содержание мышьяка в почвах обычно невысокое —» от 0,001 до 0,0001%. Оно наиболее высоко в черноземах и в органогенных горизонтах почв лесной зоны. Количество мышьяка увеличивается очень сильно за счет техногенных процессов. В его превращениях, аккумуляции и миграции участвуют грибы и бактерии. Окисление арсенита в арсенат — процесс биологический, о чем свидетельствует угнетение его азидом натрия, подавляющим дыхание. Среди бактерий, обусловливающих процесс окисления арсенитов, были описаны неспоровые грамотрицательные палочки из группы псевдомонад. Некоторые микроорганизмы ответственны за удаление мышьяка из почвы путем образования газообразных его соединений. Часть мышьяка фиксируется (иммобилизуется) клетками микроорганизмов за счет включения в обменные внутриклеточные реакции.

 

Бор в почвах в основном входит в состав органических соединений, из которых он освобождается микроорганизмами. Роль бора проявляется в образовании и функционировании клубеньков на бобовых растениях, так как он участвует в развитии сосудистой системы растений. Бор влияет на азотфиксацию клубеньковых бактерий, азотобактера и цианобактерий, а также стимулирует развитие многих аэробных и анаэробных бактерий и грибов. При малом содержании бора в почве или в условиях, затрудняющих его выведение из органических соединений, микроорганизмы выступают как конкуренты высших растений в отношении этого элемента, прочно удерживая его в своих клетках в составе органических веществ.

 

Для многих элементов известны только отдельные звенья превращений, связанных с деятельностью почвенных микроорганизмов. Есть сведения, например, о связывании цинка органическими соединениями ь метаболизме грибов; о включении кобальта в молекулу Bi2 при синтезе этого витамина и др.

 

Микроорганизмы способны к аккумуляции в своих клетках эле- ментов, которые содержатся в микроколичествах в почвах. Методам* радиоавтографии показано, что микробные клетки накапливают естественно-радиоактивные элементы, такие как уран, торий, радий. Нг пленке после периода экспонирования микробных колоний, выращен ных в присутствии указанных элементов, подсчитывают число тре ков — следов радиоактивного распада элементов, аккумулированные микроорганизмами.

 

Тионовая бактерия Thiobacillus ferrooxidans вызывает окисленж сульфидов и косвенно влияет на миграцию таких элементов, ка* Си, Zn, Ni и других, путем создания активного химического окислител5 Fe2(S04)3- Его взаимодействия с соединениями урана и ванадия изме няют валентное состояние этих элементов.

 

Известна роль микроорганизмов в процессах фракционирована стабильных изотопов некоторых элементов — углерода, азота, серы селена, лития.

Примером может служить деятельность бактерий, уча ствующих в превращениях серы. Первичная сера Земли представлен сульфидами. Изотопный состав серы в горных породах подвержен зна чительным колебаниям. За стандарт изотопного состава серы прини мается сера, метеоритов. Отклонения в соотношении легких (32S) тяжелых (33S, 34S, 36S) изотопов серы есть результат последующег разделения атомов разного веса.

 

Появление кислорода в газовой оболочке Земли привело к образованию сульфатов. При их восстановлю нии биологическим путем сульфатредуцирующие бактерии производя фракционирование изотопов серы: в H2S они переводят атомы легко серы 32S, а в остаточном сульфате накапливается избыток тяжелог изотопа 34S. Таким образом, изотопный состав серы океанически сульфатов утяжелен на несколько процентов по сравнению с серо метеоритов, а сульфидные месторождения обогащены легким изотс пом серы. По возрасту биогенных отложений серных руд делают по пытки определить время появления кислорода на Земле, так как оно примерно совпадает с началом сульфатредукции.

 

В естественных биогеохимических провинциях, где почва обогащена молибденом, медью, ванадием, свинцом, бором, марганцем, почвенные микроорганизмы проявляют повышенную способность к связыванию этих элементов по сравнению с обедненными провинциями, что связано, возможно, с адаптационными явлениями в отношении этих геохимических факторов среды

 

Итак, вовлечение разных элементов в биологический круговорот идет разными путями и имеет разные механизмы. Углерод и азот вовлекаются в построение органических веществ и в основе их циклов лежат процессы синтеза и минерализации органических макромолекул, фиксация и возврат газообразных продуктов в атмосферу. Превращения фосфора и серы связаны с органическими веществами и разрушением минералов. В превращениях калия, железа, марганца, алюминия большую роль играют процессы разрушения и новообразования минералов, которые рассматриваются ниже. И превращения органических веществ, и разложение почвообразующих пород имеют две стороны: обеспечение растений элементами питания и роль в почвообразовании.

 

 

 

К содержанию книги: И. П. БАБЬЕВА, Г. М. ЗЕНОВА, Д.Г.ЗВЯГИНЦЕВ

 

 

Последние добавления:

 

Вильямс. Травопольная система земледелия

 

История русского почвоведения

 

Качинский - Жизнь и свойства почвы

 

Вернадский - ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО

 

Вернадский - химическое строение биосферы