Материал: Іутинська Г.О. Ґрунтова мікробіологія

Представники роду Меіаііодепіит - це подібні мікоплазмам бактерії без клітинної стінки. Розмножуються шляхом брунькування. У життєво­ му циклі мають стадії коків і коків з тонкими нитками (які носять назву араї). За тилом живлення - хемоорганогеторотрофи, аероби живуть сапротрофно або паразитують на грибному міцелії.

У різних мікроорганізмів окиснення заліза має різне біологічне зна­ чення. Так, у ТМоЬасШи$ ferrooxidans воно може бути єдиним джерелом енергії для росту. Цей мікроорганізм традиційно відносять до тіонових бактерій, оскільки він бере участь у кругообігу сірки. У той же час, Т. іетжиайапа окиснює Ре2* до Ре3* через цитокром с і цитохромокеидазу. АТФ, яка утворюється при цьому окисненні використовується для автотрофної фіксації С02.

4Ре2* + 4Н* + 6 8 0 /- + Ог->2 Рег(БО<)з +2Н&.

Далі відбувається гідроліз сульфату заліза з утворенням гідрату окису заліза і сірчаної кислоти:

РвгїБО^з +6Нзр->2 Рв(ОН)3+6Н* + З Б О /'.

Т. іегюохкіапз окиснює пірит у тривалентне залізо і сірчану кислоту, яка діє на породи ґрунту. Мікроорганізм розвивається у кислому сере­ довищі (рН 2,5-5,0), в якому стійкими є Рег* і Ре3*, тому покладів заліза не утворює.

Архебактерії РегтІоЬиз рІасіФя окиснюють Рег* і використовують як акцептор електронів N0а

Відкладення гідроокису заліза може відбуватись у зв'язку з реакці­ єю з кислими муколопісахаридами. Окиснення заліза може бути також як побічна реакція за умов дії гідроксилероксидаз.

Екологічне значення процесів мікробної трансформації заліза за­ лежить від багатьох факторів. Якщо ґрунт знаходиться у стані водонасичення, в ньому розвиваються процеси відновлення заліза, що ство­ рює передумови для розвитку оглеювання. Після затоплення ґрунту во­ дою ЕЬ ґрунтового розчину шведко зменшується, що веде до віднов­ лення нітратів (денітрифікація), а також накопичення органічних кислот, сірководню, водню І метану. За таких умов відновлення заліза визнача­ ється вмістом органічної речовини ґрунту, а також рівновагою між Ре 3*. з одного боку, та Ре2*, ОН, СОг, НзБ - з іншого. Відновлення заліза мо­ жуть викликати мікроорганізми (факультативні анаероби), які при бродінні утворюють відновлені продукти, що потім реагують з окисним залізом.

В затопленому ґрунті спочатку відбувається відновлення нерозчинного Ре3* до розчинного Ре2*. Потім під впливом С02 або хелатутворюючих комплексів залізо переходить в обмінний стан і з'являється у ґрунтово­ му розчині.

159

Особливу зацікавленість викликає питання про роль мікроорганіз­ мів в утворенні залізистих мінералів. В.І. Вернадський, який сформулю­ вав теорію концентраційної функції живої речовини, підтримував Ідею біогенного походження осадкових руд заліза. Геолог А.Ґ. Вологдін за допомогою методу шліфів провів мікроскопічні дослідження залізних руд і виявив структури, подібні за морфологією бактеріям. Біогенну теорію рудоутворення критикував геолог М.М. Страхов, який стверджував, що основну роль у рудоутворення відіграють такі геологічні фактори, як рух земної кори, тектонічні і кліматичні особливості субстратів, у той час як роль залізобактерій є дуже незначною. Пізніше ці протиріччя були з'ясовані завдяки роботам Ф.В. Чухрова, Т.В. Аристовської, які показа­ ли, що залізобактерії виконували важливу роль у первинному осадженні І концентруванні залізистих осадів, які потім піддавалися геологічним перетворенням.

160

Рис. 8.1. Загальна будова молекули гуміновоїкислоти, яка містить ядерні ароматичні компоненти, аліфатичну частину із залишками амінокислот І вуглеводів, а також фнкуціональні групи, які здатні зв’язуватись з іонами Ге2*, Рв3*, Са 2*, А Ґ

У природному стані у ґрунті гумінові кислоти знаходяться у формі солей кальцію і магнію, є колоїдами, міцели яких мають активні амікота карбоксильні групи. Завдяки цьому гумати взаємодіють із мінеральними часточками породи і таким чином закріплюються у ґрунті. Завдяки закріп­ ленню відбувається депонування поживних речовин і енергії.

Фупьеокислоти - це гумусові сполуки, що є гетерогенною групою азатвмісних органічних кислот. Як і гумінові кислоти, вони містять аро­ матичне ядро й аліфатичні бічні ланцгдги. Відмінності від гумінових кис­ лот полягають у тому, що ароматична частина фульвокислот менш кон­ центрована, а в молекулі переважають бічні вуглеводні й амінокислотні компоненти. Внаслідок такої будови молекулярна маса фульвокислот є меншою, ніж гумінових, в елементному складі вуглецю і азоту менше, а кисню - більше порівняно з гуміновими кислотами. Елементний склад фульвокислот такий, (атомні %): 30-37% - С, 34-42% - Н, 1,4-2,5% - N. 2 5 - 30% - О. Лужний розчин фульвокислот забарвлений у світлоабо тем­ но-жовтий колір. Із двовалентними катіонами металів фульвокислоти взаємодіють слабо, вони є більш рухливими у порівняні з гуміновими кислотами. Середні молекулярні маси різних фракцій фульвокислот ко­ ливаються від від 500-600 до 5000-5000.

Г умін (осад, що не гідролізується) являє собою специфічні гумусові сполуки, які дуже міцно зв'язані з мінеральними частинками і їх не маж-

162

на вилучити з ґрунту ні лугами, ні кислотами. У нерозчинні сполуки зв'язується 30-60% від загального вмісту гумусу.

Деякі автори, крім зазначених вище груп гумусових сполук, виділя­ ють перехідні підгрупи: ульмінові, гіматомеланові, фульвенові, фульвінові, фульванові кислоти. Сполуки цих груп відрізняються ступенем конденсації ароматичного ядра та кількісним складом аліфатичних ком­ понентів і функціональних груп.

Для характеристики стану гумусу Я.О. Гришикою І Д.С. Орловим був запропонований перепік показників, наведений у таблиці 8.1.

Таблиця 8.1

Основні показники гум усного стану ф унт ів (за Л.О. Грииіиною ІД.С. Орловим, 1986р.)

163