Поиск

Ортштейнообразование (часть 5)
20.10.2012

Процесс формирования конкреций на обломках минералов был воспроизведен Тен Хак Муном в условиях лабораторного опыта. Автор смешивал мелкие фракции кварца и полевых шпатов, предварительно очищенных от окислов железа и марганца, с агаризованной почвенной вытяжкой, содержавшей сульфаты железа, марганца и растертый гель ульминофульватного комплекса. В эту смесь был внесен посевной материал (культуры железомарганцевых бактерий), и через 14—20 сут после начала опыта на зернах минералов было обнаружено появление темно-бурых колоний. Через 2 мес минеральные частицы были отделены от среды и высушены при 150 °С. Благодаря наличию на их поверхности железистых пленок они притягивались электромагнитом. Аналогичные частички из контрольной, не засеянной микроорганизмами среды этим свойством не обладали. Образование микроконкреций вокруг частичек минералов автор наблюдал и в педоскопах с нанесенным на их стенки полужидким агаром, содержавшим сульфат марганца и растертые минералы.
По имеющимся данным, входящие в состав конкреций железо и марганец большей частью представлены в почвах неокристаллизованными, аморфными формами. Результаты концентрирования железа и марганца микроорганизмами зависят от состава микрофлоры и от тех условий, в которых микроорганизмы проявляют свою жизнедеятельность. Это сказывается, по-видимому, и на валентном состоянии окисленного марганца. В отложениях Caulococcus и Metallogenium Б.В. Перфильев и Д.Р. Габе обнаруживали преимущественно трехвалентный марганец, К.П. Гродзинская, работавшая с культурами неспецифических окислителей марганца, большей частью наблюдала образование Mn2O3, реже — Mn3O4, а четырехвалентный марганец появлялся только в условиях щелочной среды. Схемы окисления марганца, предложенные X. Эрлихом и Г.А. Дубининой, предполагают образование MnO2. Конкреции содержат окислы как трех-, так и четырехвалентного марганца.
Формы накопления железа и марганца в почвах, преобладание конкреций или только бурых и охристых прослоек зависят от механического состава почв и степени их увлажнения. Для формирования конкреций необходимо не только наличие соответствующих бактерий в микрофлоре, но и водно-воздушного режима, обеспечивающего устойчивость формирующихся новообразований. При неустойчивом водном режиме микроортштейны могут быстро растворяться под влиянием наступившего анаэробиоза и развития восстановительных процессов.
При микроскопировании шлифов некоторых подзолистых почв тяжелого механического состава нам неоднократно приходилось наблюдать микроортштейны с размытыми контурами. Это явление свидетельствует о растворении менее плотной периферической части конкреции.
Несмотря на высокую активность процессов окисления марганца и железа в почвах Сахалина, Тен Хак Мун большей частью не обнаруживал формирования железомарганцевых конкреций. Железисто-марганцевые новообразования в профиле этих почв были представлены не конкрециями, а главным образом прослойками и бурыми или охристыми пятнами. Автор связывает отсутствие конкреций в данных почвах с их частым периодическим переувлажнением, вызывающим развитие восстановительных процессов и неустойчивость окисленных форм железа и марганца. По его мнению, образующаяся гидроокись марганца быстро растворяется органическими кислотами — продуктами распада растительных остатков.
Возможно, что неустойчивость формирующихся железомарганцевых новообразований в островных почвах усугубляется еще и ярко выраженным доминированием марганца над железом, который легче переходит в подвижное состояние, чем железо.
В отличие от островных почв подзолистые почвы характеризуются большей частью наличием железомарганцевых конкреций в их профиле. В течение вегетационного сезона локализация максимального развития железомарганцевых бактерий в почве может перемещаться в соответствии с изменяющимися окислительно-восстановительными условиями. Однако горизонты с признаками их максимальной геохимической деятельности вполне определенные. В подзолах и подзолистых почвах легкого механического состава конкреции образуются преимущественно в иллювиальном и отчасти в подзолистом горизонтах, а в почвах, сформированных на тяжелых механических породах, — в подзолистом и аккумулятивном.
Ортштейнообразование в целом следует рассматривать как такой элементарный почвенно-микробиологический процесс, в котором активная концентрирующая деятельность почвенных микроорганизмов сочетается с физико-химическими явлениями накопления железа и марганца, обусловленными реакциями аутооксидации и адсорбцией этих элементов. Микроорганизмы косвенным образом часто являются инициаторами и упомянутых абиогенных процессов. Это может происходить в случаях повышения pH среды в результате их жизнедеятельности или вследствие отрицательного заряда поверхности микробных клеток, на которой адсорбируются гидроокиси. Кроме того, образующиеся биологическим путем на микробных клетках отложения окисленных форм железа и марганца в дальнейшем становятся, как мы видели, своеобразными центрами физико-химического окисления и накопления этих элементов.
Имеющиеся данные о микроструктуре конкреций доказывают, что, несмотря на возможность окисления и аккумуляции железа и марганца чисто химическим путем, в условиях почвы процесс ортштейнообразования всегда протекает при участии микроорганизмов.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Введите два слова, показанных на изображении: *