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, влагодержание. 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-кислотообразователи, например, нитрификаторы, тионовые бактерии, микромицеты. 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.

Литература

1. Аристовская Т.В. Микробиология процессов почвообразования. Л.: Изд-во ЛГУ. 1980, 246 с.

2. Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. М.:Изд-во Моск. Ун-та, 1983, 248 с.

3. Грабович М.Ю. Участие прокариот в круговороте серы // Соросовский образовательный журнал, 1999, №12, с. 16-20.

4. Громов Б.В., Павленко Г.В. Экология бактерий. Л.: Изд-во ЛГУ, 1989. 248 c.

5. Громов Б.В. Удивительный мир архей // Соросовский Образовательный Журнал. 1997. № 4. C. 23-26.

6. Заварзин Г.А. Бактерии и состав атмосферы. М.: Наука, 1984.– 199 с.

7. Заварзин Г.А., Колотилова Н.Н. Введение в природоведческую микробиологию: Учебное пособие.– М.: Книжный дом «Университет», 2001. – 256 с.

8. Кальдерные микроорганизмы / Под ред. Г.А. Заварзина. M.: Наука, 1989. 120 c.

9. Камшилов М.М. Эволюция биосферы. Изд. Наука,1974.С. 254

10. Кондратьева Е.Н. Хемолитотрофы и метилотрофы. М.: Изд-во МГУ, 1983. 172 c.

11. Малахов В.В. Вестиментиферы - автотрофные животные // Соросовский Образовательный Журнал. 1997. № 9. C. 18-26.

Рис. 8

71