 |
|
|
БИОЛОГИЯ ПОЧВ |
ЦИКЛ УГЛЕРОДА
|
Смотрите также:
Мейен - Из истории растительных династий
Биографии биологов, почвоведов
|
Цикл углерода в почве — важный геохимический цикл, обеспечивающий стабильность углерод-кислородной системы Земли.
С круговоротом углерода связаны важнейшие процессы — фотосинтез и судьба почвенного органического вещества. От динамики этих процессов зависит состояние наземного покрова и атмосферы.
В круговороте углерода и кислорода наиболее четкое выражение находит взаимозависимость и связь всех живых существ на Земле. Благодаря участию в этом цикле микроорганизмов почвы как деструктивного звена происходит замыкание круговорота и совершается циклическое превращение веществ и энергии в биосфере. В этом главнейшая функция почвенных микроорганизмов.
В цикле углерода можно выделить два звена, имеющих планетарные масштабы и связанных с выделением и поглощением кислорода: 1) связывание С02 в процессе фотосинтеза и генерация кислорода; 2) минерализация органических веществ с выделением С02 и затратой кислорода. Первый процесс совершается в основном растениями, второй — микроорганизмами (68).
Углерод в составе биосферы представлен разнообразными формами — от простейших одноуглеродных соединений до сложнейших молекул лигнина. Рассмотрим разные механизмы синтеза углеродных соединений с участием микроорганизмов почвы и разложения органических веществ в ряду от наиболее простых к сложным и стабильным формам углеродных соединений.
Процессы связывания (фиксации) С02
Из углекислоты создается вся первичная органическая продукция. Содержание С02в атмосфере около 0,03%, в почвенном воздухе — на порядок больше. Биологическое связывание С02 происходит в процессах фотосинтеза, хемосинтеза и гетеротрофной фиксации. Фотосинтез в основном происходит в наземном слое биосферы, два последних процесса — преимущественно в почве.
Фотосинтез. Фиксация С02 в фотосинтезе происходит за счет световой энергии: С02 + Н20 + hv -> (СН20) + 02, где hv — световая энергия (69, 70).
На этот процесс в биосфере расходуется 0,1% энергии Солнца, попадающей на Землю. Запасенная в продуктах фотосинтеза энергия служит важным энергетическим источником для ряда процессов, происходящих на Земле. В результате фотосинтеза ежегодно создается 180 млрд т органического вещества, из них 120 млрдт на суше и 60 млрд т в океане и выделяется приблизительно 100 млрд т свободного 02. Фотосинтез осуществляется высшими растениями, водорослями и некоторыми бактериями.
Первичную продукцию суши определил и точно рассчитал в 1864 г. немецкий химик Ю. Либих. В своих расчетах он основывался на продуктивности луга, находившегося около его лаборатории. В дальнейшем (1964— 1974 гг.) проводились исследования по Международной биологической программе. Исследователи определяли продуктивность в самых различных уголках земли: поднимались в горы, с вертолетов высаживались в недоступные районы тропических лесов и болот. Получили много ценных сведений о продуктивности различных экосистем, но в то же время установили, что цифры, рассчитанные Ю. Либихом, являются совершенно точными.
В фотосинтезе участвуют пигменты, содержащиеся в хлоро- пластах (у растений и водорослей) или в мембранных структурах бактерий — хлоросомах, тилакоидах, фикобилисомах.
|
|
К содержанию книги: Почвоведение - биология почвы
|
Последние добавления:
Происхождение и эволюция растений
Биографии ботаников, биологов, медиков
Книги по русской истории Император Пётр Первый