 |
|
|
БИОЛОГИЯ ПОЧВ |
Глава 2. УЧАСТИЕ ПОЧВЕННЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ В ЦИКЛАХ ОСНОВНЫХ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В БИОСФЕРЕ И ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССАХ
|
Смотрите также:
Мейен - Из истории растительных династий
Биографии биологов, почвоведов
|
ПРЕВРАЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗА
Железо относится к элементам с переменной валентностью, и это обусловливает его разную подвижность в восстановительных и окислительных условиях. В первом случае оно активно мигрирует, во втором — инертно. Таким образом, основную роль в миграции железа в почве играет окислительно-восстановительная обстановка.
В виде железоорганических соединений железо мигрирует легко, в виде FeS04 — слабо, а трехвалентное железо подвержено коллоидной миграции. Железо в почве содержится в следующих формах: в составе минералов (биотит, амфибол, пироксен); окисное нерастворимое (лимонит, гетит); растворимое — FeC03 (вивианит); псевдорастворимое — железо-гумусовые комплексы. В дерново-подзолистых почвах иллювиальные горизонты содержат 4—7% железа, а в красноземе его запас составляет 8-17%.
Участие микроорганизмов в превращениях железа в почве может быть прямым и косвенным. Рассмотрим несколько примеров.
1. Окисление железа в кислой среде происходит с участием специфических железобактерий, например Thiobacillus ferrooxidans. Процесс окисления Fe2+->Fe3+ идет за счет кислорода воздуха и с образованием энергии, которая используется в форме АТФ для фиксации С02 по типу хемосинтеза. Истинные железобактерии — хемолитоавто- трофы.
2. Окисление железа в нейтральной среде (в почвах гумидной зоны) — процесс побочный для осуществляющих его микроорганизмов и идет без использования ими энергии этого окисления. Как показала Г. А. Дубинина, он проводится микробами-гетеротрофами, которые удаляют этим путем образующуюся в их метаболических процессах перекись водорода. Эта функция у них проявляется только в специфических экологических условиях. К этой группе микроорганизмов относятся представители самых разных групп прокариот. Из них е почве распространены микоплазмы и представители рода Arthrobac- ter, а в воде — нитчатые, скользящие и цианобактерии.
Микоплазмы (класс MolHcutes) — сапрофиты, но в олиго- трофных условиях способны паразитировать на других прокариота? или эукариотных организмах, например на грибах. Они окисляют железо и марганец, откладывая окислы <на'поверхности. Это мелкие полиморфные клетки, прорастающие нитями. К ним относятся Metallo- genium symbioticum и Gallionella ferrugirtea.
Артробактерии — типичные почвенные бактерии со сложным циклом развития. К ним относятся многие бактерии, образующие отложения железа, которые были по-разному описаны на основании морфологических наблюдений их развития на стеклах обрастания или е педоскопах: Siderocapsa, Siderobacter, Sideronema, Naumaniella, Fer• ribacterium.
3. Разложение железогумусовых комплексов в почве производят гетеротрофные микроорганизмы, осаждающие железо в виде конкреций и прослоек. Наиболее типичный для этого процесса организм — почвенная бактерия Seliberia stellata, описанная Т. В. Аристовской Морфологически — это стебельковая бактерия, у которой стебелью закручены спирально, а отдельные клетки собираются в розетки.
4. Мобилизация железа, из почвенных минералов происходит зг счет тех же механизмов, которые приводят к освобождению калия т. е. благодаря образованию микроорганизмами слизей, фенольньп соединений, щелочей. При этом образуются комплексные соединения в которых железо мигрирует и аккумулируется в определенных гори зонтах почв.
5. Восстановление железа при сопряженном окислении органиче ского вещества или водорода происходит в анаэробных условия? с участием гетеротрофных микроорганизмов-полифагов (ВасШш или Clostridium) или анаэробных водородных бактерий и- Pseudomotias, у которых Fe3+ выступает в качестве акцептора элек трона и может быть заменен молекулярным кислородом в аэробные условиях или кислородом нитратов — в анаэробных. Восстановленное железо образует нерастворимый минерал — вивианит.
Таким образом, в превращениях железа в почве участвуют в основном микроорганизмы с неспецифическими функциями. Истинные железобактерии — группа облигатно-ацидофильных автотрофных бактерий, участвующие также и в превращениях серы.
|
|
|
|
К содержанию книги: И. П. БАБЬЕВА, Г. М. ЗЕНОВА, Д.Г.ЗВЯГИНЦЕВ
|
Последние добавления:
Вильямс. Травопольная система земледелия
Качинский - Жизнь и свойства почвы
Вернадский - химическое строение биосферы