Поиск

Биогенная аккумуляция железа (часть 1)
20.10.2012

В разных типах почв круговорот железа не только протекает с разной интенсивностью, но и проявляется в различных формах. Накопление трехвалентного железа характерно для почв целого ряда территорий. Однако биохимический механизм и особенности аккумуляции данного элемента в каждом случае достаточно специфичны. В одних почвах железо накапливается преимущественно в виде металлоргалических комплексов, в других — главным образом в форме свободных окисей и гидроокисей, обусловливающих появление охристых прослоек, пятен, железомарганцевых конкреций или ортштейновых плит на определенной глубине почвенного профиля.
Концентрирование минерального железа в почвах может быть результатом окисления его закисных форм микроорганизмами или следствием разложения железоорганических соединений. Для иллюстрации разнообразия процесса сопоставим, как протекает данный процесс в терра росса, подзолистых и бурых почвах.
По данным М.А. Глазовской и Е.И. Парфеновой, изучавших терра росса южного Крыма, накопление железа, обусловливающего типичную окраску рассматриваемых почв, процесс биологической природы, связанный с жизнедеятельностью железобактерий. Непосредственным источником железа в данных условиях служит сульфид железа, который и подвергается окислению микроорганизмами. Наличие сульфида в выветривающихся известняках авторы считают основной предпосылкой для образования терра росса. Несмотря на то что процесс биогенного окисления железа был воспроизведен в лабораторных условиях, непосредственные его возбудители остались по существу неидентифицированными. Обнаружив, что одновременно с окислением железа окислялась и сера, авторы предположили, что в процессе принимают участие не только железо-, но и серобактерии. He исключено, что окисление обоих элементов обусловлено жизнедеятельностью каких-то серожелезных тиобацилл. Судя по полученным результатам, при образовании терра росса трехвалентное железо накапливается в результате окисления его двухвалентной неорганической формы и, видимо, никак не связано с минерализацией каких-либо железоорганических соединений.
В подзолистых и бурых лесных почвах господствующим механизмом аккумуляции минеральных форм данного элемента является деструкция железоорганических комплексов микроорганизмами, иногда сопровождающаяся одновременным окислением освобождающегося в двухвалентной форме железа. Органические соединения, способные к образованию металлорганических комплексов с железом, играют здесь огромную роль в его мобилизации, перемещении, а в подзолистых почвах — ив закреплении в определенных горизонтах почвенного профиля.
Минерализация железоорганических соединений — основная предпосылка для развития процесса ортштейнообразования в этих почвах. Французские исследователи установили, что минерализация железоорганических соединений, окисление и накопление железа в бурых почвах протекают интенсивнее, чем в подзолистых. Вероятно, поэтому и содержание трехвалентного железа в них обычно выше. Энергичное разложение органических соединений в бурых почвах препятствует миграции железа в форме железоорганических комплексов. Этому процессу противостоит процесс минерализации комплексных соединений, способствующий закреплению железа в верхнем горизонте почвы и отчасти в горизонте В. В подзолистых почвах, где минерализация протекает не столь интенсивно, железо мигрирует и накапливается в профиле почвы как в комплексном состоянии, так и в минеральной форме.