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

 

УЧАСТИЕ ПОЧВЕННЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ В РАЗРУШЕНИИ И НОВООБРАЗОВАНИИ МИНЕРАЛОВ

 

Рассмотренные выше превращения калия, железа, алюминия, фосфора и серы, а также редких элементов связаны с процессами разрушения и новообразования минералов в почвах. Эти процессы, с одной стороны, обеспечивают потребности растений и почвенных микроорганизмов в элементах минерального питания, а с другой — влияют на такие свойства почвы, как ее поглотительная способность, структура, влагоудержание. Таким образом, в совокупности процессы образования минералов и их деструкции формируют тот комплекс свойств, который определяет почвенное плодородие.

 

Минеральные элементы аккумулированы в литосфере и в ходе почвообразовательного процесса вовлекаются в биологический круговорот и попадают в биосферу. Именно в этом звене два круговорота — большой геологический и малый биологический — тесно сплетаются между собой.

 

Процессы извлечения зольных веществ из почвообразующих пород имеют значение не только на первых стадиях формирования почв, когда это единственный источник элементов питания, но и в тех условиях развитых почв, где имеет место активный вынос растворимых веществ из почвенного профиля.

 

Микроорганизмам почвы принадлежит важнейшая, хотя и не исключительная, роль в деструкции минералов почвообразующих пород.

 В этих процессах участвуют водоросли, лишайники, грибы, бактерии и актиномицеты. Особое значение имеют микроорганизмы-кислотооб- разователи, например, нитрификаторы, тионовые бактерии, микроми- цеты. Несомненно, велика роль лишайниковых кислот. Под корочками литофильных лишайников всегда можно обнаружить слой разрушенной горной породы.

 

О биохимических механизмах деструкции минералов было сказано в разделе о превращениях калия. В результате воздействия на минералы кислот, слизей и щелочей происходит либо полное растворение минерала с образованием аморфных продуктов распада, либо ионы калия, например, изоморфно замещаются ионами водорода и натрия без разрушения кристаллических решеток минерала. Химические элементы, входящие в состав минерала, извлекаются необязательно пропорционально их содержанию и соотношению в исходном материале. Биологическое выветривание может привести к преобразованию одного минерала в другой благодаря изменению химического состава при избирательном извлечении элементов. Например, при разложении алюмосиликатов с участием гетеротрофных бактерий происходит последовательное извлечение сначала щелочных элементов, затем щелочноземельных и в последнюю очередь — кремния и алюминия.

 

Устойчивость минералов к микробному разрушению определяется не только прочностью структуры кристаллической решетки, но и условиями среды, в которой протекает процесс, а также специфичностью микрофлоры и, следовательно, биохимическим механизмом ее воздействия на минерал. В природе наиболее интенсивная деструкция минералов протекает в подзолистых почвах и там, где идет процесс латеритизации. В первом случае происходит накопление Si02, во втором — полуторных окислов R2O3. Т. В. Аристовская (1980) так описывает процесс обогащения иллювиальных горизонтов подзолистых почв свободными полуторными окислами: «Образующиеся при разложении опада агрессивные органические соединения, преимущественно органические кислоты и полифенолы, фильтруясь через почвенную толщу, вызывают распад минералов породы и, связываясь с R2O3, увлекают их в нижележащие горизонты, оставляя за собой обогащенный кремнеземом подзолистый горизонт. При минерализации закрепившихся в иллювиальном горизонте железо- и алюмоорганических соединений накапливаются свободные полуторные окислы».

 

Микроорганизмы почвы участвуют не только в рассеивании элементов, содержащихся в минералах, но и в минералообразовании.

 

Биогенное образование глинистых минералов — распространенный, но очень слабо изученный процесс. Отправным пунктом в изучении роли микроорганизмов в глинообразовании могут служить данные по превращению кремния, алюминия и железа, отчасти рассмотренные выше.

 

О возможности биогенного образования минералов гидроокиси алюминия (бокситов) с участием микроорганизмов свидетельствуют материалы, полученные Т. В. Аристовской (1980) по разложению алюмоорганических соединений с отложением алюминия на микробных структурах. Другой возможный путь — использование Si02 алюмосиликатов низшими организмами с освобождением алюминия.

 

Микроорганизмы в почвах образуют не только глинозем, но и участвуют в отложениях других минералов — сульфидных, карбонатных, фосфатных, железистых, силикатных. Некоторые минералы возникают как новообразования, другие — в результате преобразования исходных. Минералогический состав почв формируется под влиянием тех и других процессов.

 

Карбонатные минералы в почвах — продукты биогенного происхождения. Кальциты образуются при осаждении кальция углекислотой, выделяемой при дыхании, брожении и неполном окислительном разложении органических веществ самыми разнообразными почвенными организмами. Осаждение кристаллов кальцита показано в культурах анаэробных сульфатвосстанавливающих бактерий, аэробных дрожжей и псевдомонад.

 

Кремний в почвах составляет около 35% массы всех химических элементов, а содержащие его минералы — 97% всей массы земной коры, в почве кремний находится в виде кремнезема, кислородного соединения Si02. Он активно поглощается растениями, диатомовыми водорослями, микроорганизмами при разрушении ими минералов. Основная масса биогенного кремнезема поступает в почву с растительными остатками в виде поликремниевых кислот. Далее, в зависимости 0т условий, кремнезем либо выносится в нижние горизонты почв в виде фитолитов, либо подвергается растворению, либо кристаллизуется и превращается во вторичный кварц. Фитолиты растворяются в щелочной среде, создаваемой некоторыми микроорганизмами, например уробактериями.

 

Возможность миграции биогенного кремнезема в кислых растворах не доказана. Кристаллизация фитолитов и преобразование их во вторичный кварц происходит в почвах районов с сухим климатом. Роль микроорганизмов в процессах преобразования аморфного кремнезема во вторичный кварц сводится к освобождению фитолитов от органических веществ. Дальнейшая кристаллизация — процесс* химический, а не биологический. Источником вторичного кварца может быть и растворенный кремнезем, переходящий в нерастворимую форму под влиянием щелочных продуктов микробов.

 

Процессы минералообразования при разложении сульфидов детально исследованы на примере тионовых бактерий Thiobacillus fer- rooxidans. В кислой среде они окисляют первичные сульфиды, из которых образуются новые вторичные минералы, например, из сульфида свинца — галенита образуется англезит. Основной сурьмяный минерал антимонит под действием Th. ferrooxidans превращается в сенар- монтит, который далее в кислой среде может окисляться в Sb205 с участием Stibiobacter senarmontii, либо в нейтральных условиях превращается в ЭЬгОз Th. thioparus subsp. antimoniticum.

 

 

 

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