<<
>>

МОБИЛИЗАЦИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ФОСФОРА

Фосфор в составе неорганических соединений входит в структуру первичных минералов или содержится в почве в виде нерастворимых солей Са, Fe и А1. В качестве фосфорных удобрений применяют фос-

Накопление сульфида железа приводит к образованию черного ила. С жизнедеятельностью сульфатвосстанавливающих бактерий связывают процесс биогенного содонакопления. Провинции, где формируются содовые солончаки, приурочены к низменным местам, например к поймам рек, понижениям вокруг болот. Если коренные породы в этих местах обогащены сульфатами, то в анаэробных условиях при затоплении и разложении органического вещества образуется H2S, который затем путем химических реакций преобразуется в Na2S и далее в соду:

Na2S + Н20 + C02-*-Na2C03.

Сульфатредуцирующие бактерии способны к образованию карбонатных минералов. В определенных условиях их клетки бывают инкрустированы кристаллами кальцита.

Окисление сероводорода и других недоокисленных соединений серы происходит с участием разных специфических групп серных бактерий. В аэробных условиях окисление производят бесцветные серобактерии и тионовые, в анаэробных — фотосинтезирующие пурпурные и зеленые бактерии.

Бесцветные серобактерии сходны по строению с нитчатыми цианобактериями. Основное их отличие от последних — отсутствие пигмента. Нити серобактерий либо свободно плавают в воде (Beggiatoa), либо прикрепляются одним концом к неподвижным предметам, к растениям или водорослям (Thiothrix). Они обитают в кислородной зоне водоемов и производят окисление поступающего из анаэробной зоны H2S до S2, которую откладывают внутри клеток. Так как для их обильного развития требуется градиент 02 и H2S, то они образуют в толще воды пленку на границе аэробной и анаэробной зон. В Черном море, например, такая пленка была обнаружена на глубине 200 м. Энергии окисления H2S до S2 оказывается достаточно для биологического связывания С02. Поэтому серобактерии — хемолитоавтотрофы, использующие химическую энергию окисления неорганической серы в виде H2S для синтеза органических веществ из С02. Впервые это явление исследовал С. Н. Виноградский в 1888 г. С этой работой связано открытие хемосинтеза у микроорганизмов.

Фотосинтезирующие серные бактерии, как и бесцветные нитчатые серобактерии, в основном обитатели водоемов, но в отличие от последних они анаэробы. Наличие в клетках пигментов бактериопурпурина или бактериохлорофилла обусловливает соответственно красную или зеленую окраску этих бактерий. Пурпурные бактерии (Chromatium) откладывают серу внутри клеток, а зеленые (Chlorobium) — вне клеток. В почвенных условиях они имеют небольшое значение, но могут быть активны на затопляемых участках почв рисовых полей. Фотосинтезирующие бактерии замыкают анаэробный цикл серы за счет окисления поступающего из анаэробной зоны H2S, образуемого сульфат- редуцирующими бактериями.

Одноклеточные тионовые бактерии широко распространены в почвах. Впервые в чистую культуру тионовые бактерии выделил в 1904 г. М. Бейеринк, который дал им название Thiobacillus. Это название до сих пор сохраняется за одной из групп тионовых бактерий, хотя известно, что они не образуют спор. К настоящему времени среди тионовых бактерий описаны новые роды — Thiospirillum, Sulfolobus и Thiomicrospira. Эти бактерии в аэробных условиях окисляют H2S, сульфиды, тиосульфат, тетратионат, молекулярную серу и роданистые соединения до серной кислоты. Энергия окисления используется на синтез органических веществ из С02 через цикл Кальвина, как у всех автотрофных организмов. Акцептором электрона и водорода у них может выступать свободный кислород (Thiobacillus thiooxidans) или в анаэробных условиях — кислород нитратов (77*. denitrificans). Бактерии Th. ferrooxidans окисляют восстановленные соединения не только серы, но и железа. Среди тионовых бактерий есть уникальные виды, способные развиваться в очень кислых почвах с pH 3 и даже ниже (Th. thiooxidans) или в щелочных (Th. thioparus).

Тионовые бактерии благодаря образованию сильной серной кислоты участвуют в природном сернокислотном выветривании, увеличивают подвижность нерастворимых фосфатов. Под действием этих бактерий происходит подкисление почв при добавлении серы к почвам со щелочной реакцией.

Тионовые бактерии используются и в практической деятельности для выщелачивания металлов из руд. Бактериальное выщелачивание металлов за счет окисления содержащихся в руде сульфидов позволяет вести добычу металла из бедного минерального сырья. Бактериальные методы выщелачивания обеспечивают один из этапов гидрометаллургии при минимальных энергозатратах.

Помимо биологического цикла серы в атмосфере Земли происходят превращения серусодержащих газов без участия живых организмов. Сера в виде сернистого газа образуется в результате сжигания нефти, а частично появляется в форме H2S и S02 при извержении вулканов. Эти соединения окисляются в атмосфере, и образующаяся серная кислота возвращается на поверхность Земли и в почву. Вокруг промышленных районов таким путем происходит сильное подкисление почв вплоть до полной гибели растительности вблизи некоторых химических предприятий. Это одна из проблем охраны почв от техногенных загрязнений.

<< | >>
Источник: И. П. БАБЬЕВА, Г. М. ЗЕНОВА. Биология почв. 1983

Еще по теме МОБИЛИЗАЦИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ФОСФОРА:

  1. Мобилизация неорганических соединений фосфора
  2.   Определение неорганического фосфора в сыворотке крови с ва- надат-молибденовым реактивом (по Пулсу в модификации В. Ф. Коромыслова и Л. А. Кудрявцевой).  
  3. Содержание и формы соединений фосфора в почвах
  4. Определение фосфор- и хлорорганических соединений
  5. Захороненный углерод и его мобилизация
  6. ЗАХОРОНЕННЫЙ УГЛЕРОД И ЕГО МОБИЛИЗАЦИЯ
  7. ФАКТОРЫ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ СРЕДЫ Вода как среда обитания животных
  8. ПРЕВРАЩЕНИЯ ФОСФОРА
  9. ОТЫСКИВАНИЕ ИСТОЧНИКОВ КОРМА. МОБИЛИЗАЦИЯ ПЧЕЛ НА ЕГО СБОР
  10. ФОСФОР и СЕРА
  11. ПРЕВРАЩЕНИЯ ФОСФОРА
  12. Определение подвижных форм фосфора по Мачигину.
  13. Азот и фосфор в глобальном аспекте
  14. МИНЕРАЛИЗАЦИЯ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ