Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


”частие почвенных микроорганизмов в разрушении и новообразовании минералов




–ассмотренные выше превращени€ серы, фосфора, железа, алюмини€, кали€, а также редких элементов св€заны с процесса≠ми разрушени€ и новообразовани€ минералов в почвах. Ёти про≠цессы, с одной стороны, обеспечивают потребности растений и почвенных микроорганизмов в элементах минерального питани€, а с другой Ч вли€ют на такие свойства почвы, как ее поглоти≠тельна€ способность, структура, влагоемкость. “аким образом, в совокупности процессы деструкции минералов и их образовани€ формируют тот комплекс свойств, который во многом определ€≠ет качество почвы.

ћинеральные элементы аккумулированы в литосфере и в ходе почвообразовательного процесса вовлекаютс€ в биологический круговорот и попадают в биосферу. »менно в этом звене два круговорота Ч большой геологический и малый биологический Ч тесно переплетаютс€ между собой.

ѕроцессы извлечени€ зольных веществ из почвообразующих пород имеют значение не только на первых стади€х формирова≠ни€ почв, когда это €вл€етс€ единственным источником элемен≠тов питани€, но и в тех услови€х развитых почв, где имеет место активный вынос питательных веществ из почвы. Ќовые пита≠тельные вещества поступают как из минералов почвенного про≠фил€, так и из материнской породы, откуда они извлекаютс€ корн€ми растений, а также с помощью микроорганизмов.

ћикроорганизмам почвы принадлежит важнейша€ роль в дест≠рукции минералов почвообразующих пород. ћикробы воздей≠ствуют на минералы кислотами, щелочами, хелатами, образуют кремнийорганические соединени€, веро€тно, существуют другие еще не раскрытые механизмы. Ќеобходимо отметить только, что в образовании минералов, например кремневой коробочки у ди≠атомовых водорослей, очевидно, действуют сложные генетичес≠ки запрограммированные механизмы укладки Si02 в определен≠ном пор€дке, чтобы коробочка имела определенную форму и характерный дл€ данного вида рисунок. —казанное относитс€ к построению раковин из —а—03.

¬ процессах разрушени€ минералов участвуют лишайники, водоросли, корни растений, грибы, бактерии и актиномицеты. ќсобое значение имеют микроорганизмы-кислотообразователи, например нитрификаторы, тионовые бактерии, микромицеты. ѕод корочками литофильных лишайников всегда можно обнаружить слой разрушенной горной породы.

ќ биохимических механизмах деструкции минералов было сказано в разделе о превращении кали€. ¬ результате воздейст≠ви€ на минералы кислот, слизей и щелочей происходит либо полное разрушение минерала с образованием аморфных продук≠тов распада, либо ионы кали€, например, изоморфно замещают≠с€ ионами водорода и натри€ без разрушени€ кристаллических решеток минерала. ’имические элементы, вход€щие в состав минерала, необ€зательно извлекаютс€ пропорционально их со≠держанию и соотношению в исходном материале. Ѕиологическое выветривание может привести к преобразованию одного мине≠рала в другой благодар€ изменению химического состава при избирательном извлечении элементов. Ќапример, при разложе≠нии алюмосиликатов с участием гетеротрофных бактерий проис≠ходит последовательное извлечение сначала щелочных элемен≠тов, затем щелочноземельных и в последнюю очередь кремни€ и алюмини€.

”стойчивость минералов к микробному разрушению опреде≠л€етс€ не только прочностью структуры кристаллической решет≠ки, но и услови€ми среды, в которой протекает процесс, а также специфичностью комплекса микроорганизмов и, следовательно, биохимическими механизмами их воздействи€ на минерал. ¬ природе наиболее интенсивна€ деструкци€ минералов протекает в подзолистых почвах (сиаллитный тип выветривани€) и там, где идет процесс латеритизации (аллитный тип выветривани€). ¬ первом случае идет накопление Si02, во втором Ч полуторных окислов R2O3. “.¬. јристовска€ (1980) так описывает процесс обогащени€ иллювиальных горизонтов подзолистых почв свобод≠ными полуторными окислами: Ђќбразующиес€ при разложении опада агрессивные органические соединени€, преимущественно органические кислоты и полифенолы, фильтру€сь через почвен≠ную толщу, вызывают распад минералов породы, и, св€зыва€сь с R203, увлекают их в нижележащие горизонты, оставл€€ за собой обогащенный кремнеземом подзолистый горизонт. ѕри минера≠лизации закрепившихс€ в иллювиальном горизонте железо- и алюмоорганических соединений накапливаютс€ свободные по≠луторные окислыї.

ћикроорганизмы почвы участвуют не только в рассеивании элементов, содержащихс€ в минералах, но и в минералообразовании. ќ возможности биогенного образовани€ минералов гид≠роокиси алюмини€ (бокситов) с участием микроорганизмов го≠ворилось выше. ƒругой возможный путьЧ непосредственное извлечение гидроокиси алюмини€ из алюмосиликатов.

ћикроорганизмы в почвах не только образуют глиноземы, но и участвуют в отложени€х других минералов Ч сульфидных, кар≠бонатных, фосфатных, железистых, силикатных. Ќекоторые ми≠нералы возникают как новообразовани€, другие Ч в результате преобразовани€ исходных минералов. ћинералогический состав почв формируетс€ под вли€нием тех и других процессов, хот€ экспериментальных доказательств пока очень мало.

 арбонатные минералы в почвах Ч продукты биогенного про≠исхождени€.  альциты образуютс€ при осаждении кальци€ уг≠лекислотой, выдел€емой при дыхании, брожении и неполном окислительном разложении органических веществ самыми раз≠нообразными почвенными организмами. ќсаждение кристаллов кальцита показано в цианобактериальных матах и в некоторых других бактериальных сообществах.

 ремний в почвах составл€ет около 35% массы всех химиче≠ских элементов, а содержащие его минералы Ч кварц и силика≠ты Ч 97% всей массы земной коры. ¬ почве кремний часто нахо≠дитс€ в виде кремнезема, кислородного соединени€ (Si02). –оль биологического фактора в круговороте кремни€ неоспорима. ќн активно поглощаетс€ растени€ми, диатомовыми водоросл€ми, микроорганизмами при разрушении ими минералов.

Ёкспериментально доказано, что в присутствии как автотроф≠ных (Thiobacillus thioparus), так и гетеротрофных (Bacillus mucilaginosus) бактерий и продуктов их метаболизма не только возра≠стает скорость извлечени€ кремни€ из кварца, но и расшир€етс€ диапазон pH от 6,4 до 8,5, при котором активно протекает про≠цесс разрушени€ силоксанной св€зи SiЧќЧSi Ч основной хими≠ческой св€зи силикатов. –азрыв силоксанной св€зи кварца бакте≠ри€ми Ч процесс косвенный и зависит от накоплени€ метаболитов в специфических услови€х среды, а также образовани€ кремнийорганических соединений.

ќсновна€ масса биогенного кремнезема поступает в почву с растительными остатками в виде поликремниевых кислот. ƒа≠лее, в зависимости от условий, кремнезем либо выноситс€ в ниж≠ние горизонты почв в виде фитолитов, либо подвергаетс€ раст≠ворению, либо кристаллизуетс€ и превращаетс€ во вторичный кварц. ‘итолиты раствор€ютс€ в щелочной среде, создаваемой некоторыми микроорганизмами, например уробактери€ми. ћиг≠раци€ биогенного кремнезема в кислых растворах идет очень медленно.  ристаллизаци€ фитолитов и преобразование их во вторичный кварц происходит в почвах районов с сухим клима≠том. –оль микроорганизмов в процессах преобразовани€ аморф≠ного кремнезема во вторичный кварц сводитс€ к освобождению фитолитов от органических веществ. ƒальнейша€ кристаллиза≠ци€ Ч процесс химический, а не биологический. »сточником вторичного кварца может быть и растворенный кремнезем, пере≠ход€щий в нерастворимую форму под вли€нием щелочных мик≠робных метаболитов.

ѕроцессы минералообразовани€ при разложении сульфидов детально исследованы на примере тионовых бактерий Thiobacillus ferrooxidansи р€да других. ¬ кислой среде они окисл€ют первичные

сульфиды, из которых образуютс€ новые вторичные минералы, например из сульфида свинца (галенита) образуетс€ англезит. ќсновной сурьм€ный минерал антимонит Sb2S3 под действием Thiobacillusferrooxidans превращаетс€ в сенармонтит, который далее в кислой среде может окисл€тьс€ в Sb205 с участием Stibiobacter senarmontii(хемолитоавтотроф).

—ведени€ по разрушению и образованию минералов в почве стро€тс€ в основном на распределении их по почвенному про≠филю исход€ из того, что материнска€ порода, на которой обра≠зовалась почва, была в минералогическом отношении однород≠ной. ќднако, она могла быть и неоднородной и тогда все рассуждени€ подобного рода тер€ют смысл. Ќеобходимы пр€≠мые эксперименты по разрушению минералов, но таких опытов очень мало и результаты довольно противоречивы. — микробио≠логической точки зрени€ хорошо изучены только минералы, со≠держащие серу, железо, отчасти фосфор и марганец, и образова≠ние карбонатов.

—лайды, презентации

 онтрольные вопросы:

1. Ёлементарные почвенно-биологические процессы

2. –азложение растительных остатков и формирование подстилки

3.  акие группы микроорганизмов почвы участвуют в образовании гумуса

4. ќбразование и разложение гумуса

5. ”частие почвенных микроорганизмов в разрушении и новообразовании минералов

6. ќбщих свойства мела≠нопротеидов и гуминовых кислот

7. “ри типа гумуса Ч муль, модер и мор

8. Ѕиохимическа€ концепци€ гумусообразовани€

Ћитература:

7. «в€гинцев ƒ.√., Ѕабьева ».ѕ., «енова √.ћ. Ѕиологи€ почв: ”чебник. - 3-е изд., испр. и доп. - ћ.: »зд-во ћ√”, 2005.

8. «в€гинцев ƒ.√. ћикроорганизмы и почва. ћ.: ћ√”, 1987.

9. Ѕабьева ».ѕ., «енова √.ћ. Ѕиологи€ почв. ћ.: ћ√”, 1989. с.336.

10. ћирчинк “.√.ѕочвенна€ микологи€.-ћ.: »зд. ћ√”,1986.

 

 

Ћекци€ 17-18





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2016-11-20; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 2562 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

„еловек, которым вам суждено стать Ц это только тот человек, которым вы сами решите стать. © –альф ”олдо Ёмерсон
==> читать все изречени€...

622 - | 593 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.012 с.