Поиск

Почвообразование под влиянием наскальных микроорганизмов
29.10.2015

Исследованиями Н.А. Красильникова, Д.М. Новогрудского, В.О. Taycoнa, М.А. Глазовской, И.А. Ассинг, И.В. Александровой, Н. Н. Сушкиной и других установлено повсеместное присутствие обильной микрофлоры на базальтах и туфах Армении, на серпентинах, гранитах и гранито-гнейсах Северного Кавказа и Центрального Тянь-Шая, горных породах Крыма и Памира как на малых высотах, так и на высоте 2—4 тыс. м над ур. моря, Д.М. Новогрудский и Н.А. Красильников обнаружили, что еще до поселения лишайников на поверхности скал появляются различные виды бактерий из родов Bacterium, Mycobacterium и Pseudomonas. В первичных «бактериальных почвах», имеющих мощность 1—5 мм, обнаружены олигонитрофилы, аммонификаторы и нитрификаторы.
Вопрос о роли микроорганизмов в наскальном почвообразовании высокогорной Арктики был рассмотрен Н.Н. Сушкиной, Ею установлено, что в этих условиях примитивные почвы и наскальный мелкозем обычно обильно населены микроорганизмами. Количество их часто исчисляется сотнями тысяч и даже миллионами в 1 г почвы, состав этих микроорганизмов также довольно разнообразен. Он представлен в основном неспороносными бактериями и микобактериями, актиномицеты и грибы — малочисленны (табл. 75). Среди наскальных микроорганизмов широко распространены, кроме того, диатомовые, синезеленые и зеленые одноклеточные водоросли, а также их спутники — коккобактерии.

Почвообразование под влиянием наскальных микроорганизмов

Все эти микроорганизмы отличаются исключительной приспособленностью к суровым условиям внешней среды (периодическое безводие, отсутствие органического вещества и соединений азота, мерзлота и резкие колебания температуры). Некоторые из них обходятся ничтожным количеством органического вещества и азота либо совсем не нуждаются в них, обладая способностью усваивать атмосферный азот (микобактерии, олигонитрофилы) и синтезировать органические азотистые соединения (автотрофные бактерии, серобактерии, железобактерии, нитрификаторы и т. д.). Особой приспособленностью в этом отношении отличаются диатомовые, синезеленые и зеленые водоросли, которые являются фотосинтезирующими организмами. Многие из синезеленых водорослей способны еще и фиксировать азот.
Зольный состав массы микроорганизмов изучен плохо, но все же есть указания на то, что общее содержание золы в сухом веществе бактериальной ткани достигает 7—10%, В сухом веществе бактериальной ткани содержится 10—12% азота (N), 2—5% фосфора (P2O5), 1—2,5% калия (К2О), 0,3—0,8% магния (MgO) и кальция (CaO). Обычно в небольших количествах присутствуют также соединения железа, кремнезема, серы, меди и др. Зольность одноклеточных водорослей много выше и достигает 20—40%; в составе золы водорослей содержится значительное количество кальция, натрия, серы, хлора, фосфора, а у диатомовых, кроме того, много кремнезема.
Как отмечают И.В. Александрова и Н.Н. Сушкина, микроорганизмы при начальном почвообразовании формируют свой специфический устойчивый «микробный ценоз», который исчезает в более развитых почвах. Установлено, что такие микробные ценозы образуют гумусовые кислоты, близкие к фульвокислотам, что весьма активирует процессы выветривания пород и минералов.
Присутствие в составе биомассы скальных микроорганизмов минеральных веществ свидетельствует о разрушении ими монолитных горных пород. Поглощение зольных веществ микроорганизмами происходит непропорционально содержанию этих веществ в горных породах и минералах. Некоторые элементы, имеющие относительно большее физиологическое значение (фосфор, сера, калий, кальций), поглощаются избирательно.
О разрушении микроорганизмами кристаллической решетки алюмосиликатных минералов известно по исследованиям В.И. Вернадского, который указывал на возможность разрушения каолинита под воздействием диатомовых водорослей. А.П. Виноградов и Е.А. Бойченко экспериментально показали, что накрит разрушается при воздействии водорослей и азотобактера. Н.П. Ремезовым и его сотрудниками было доказано сильное разрушающее влияние почвенных бактерий на первичные и вторичные минералы. В.Г. Александровым и Г.А. Заком установлено, что под влиянием бактерий разрушаются минералы и увеличивается подвижность калия и его доступность для растений.
Исследованиями Н.А. Красильникова, И.А. Ассинг и М.А. Глазовской доказано повсеместное распространение процессов разрушения кислых, щелочных и ультращелочных магматических пород под воздействием микроорганизмов в результате их жизнедеятельности.
Разрушение горных пород происходит не равномерно, а очагами, местонахождение которых обусловлено наличием менее прочных минералов (слюды, биотит, ортоклаз). Судя по иследованиям М.А. Глазовской и Н.А. Красильникова, под воздействием скальных микроорганизмов в образующемся мелкоземе появляются аморфные опаловидные формы кремнезема, гидроокиси железа, вторичные глиноподобные минералы, напоминающие по своим свойствам монтмориллонит, бейделлит, серицит. Одновременно накапливаются органические, органо-минеральные и минеральные соединения, являющиеся уже продуктами этого «эмбрионального» почвообразовательного процесса.
Скальные микроорганизмы продуцируют мелкие стяжения углекислого кальция, обычно аморфные, которые позже переходят в кристаллическую форму. Скопления микробиогенного углекислого кальция достигают иногда заметных размеров, образуя налеты и корки. В конечном итоге формируется некоторое количество микробной органо-минеральной мелкоземистой пыли, которую, конечно, нельзя рассматривать как почву, но которая, представляя сочетание органических азотистых и минеральных соединений, прошедших через переработку микроорганизмами, служит субстратом для поселения более высокоразвитых организмов, какими являются грибы и лишайники.
Микроагрегаты, органические остатки и растворимый материал систематически поступают в общий геохимический поток продуктов выветривания и почвообразования от возвышенностей к низменностям и океану. Этот материал смывается водой, увлекается ветром и в последующем участвует в образовании эоловых, делювиальных, аллювиальных и морских отложений.