Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Фосфор составляет 0,12 % массы земной коры. Содержание его в разных типах почв колеблется от 0,1% до 0,18 %. По значению в питании растений и животных фосфор занимает второе место после азота. Он входит в состав белков, нуклеиновых кислот, аденозинфосфорных кислот, фитина, фосфолипидов и других жизненно-важных макромолекул клетки.
В 1 га почвы содержится до 2 т валового фосфора, т.е. намного больше, чем необходимо для получения высоких урожаев растений. Однако большая часть фосфора в почве находится в форме, недоступной для усвоения растениями. Это, прежде всего, фосфор органических соединений растительного и животного происхождения, на который приходится от 10% до 50 % всего запаса фосфора в почве. Отщепляемая при разложении белков фосфорная кислота обычно образует в почве трудно растворимые соединения, которые практически не усваиваются растениями.
Фосфор в почве представлен также неорганическими фракциями, в первую очередь, фосфатами кальция, входящими в состав первичных минералов, а также в состав минеральных удобрений. Но коэффициент использования фосфора растениями из минеральных удобрений очень низок и составляет всего 15%-20 %. Роль почвенной микрофлоры в трансформации фосфорных соединений заключается, в первую очередь, в минерализации фосфоорганических соединений, а также в переводе нерастворимых форм неорганического фосфора в растворимые соединения, доступные растениям.
Разложение фосфоорганических соединений в почве происходит ферментативным путем за счет активной жизнедеятельности микроорганизмов. При разложении фосфоорганических соединений часть фосфора фиксируется в клетках микроорганизмов. Поэтому при внесении в почву органических удобрений, бедных фосфором (например, соломы), в процессе минерализации органики весь фосфор может быть потреблен самими микроорганизмами, что ведет к фосфорному голоданию растений.
Многие почвенные микроорганизмы способны переводить нерастворимые в воде соединения фосфора в растворимую форму. К таким микроорганизмам относятся бактерии родов Micrococcus, Bacillus, Pseudomonas, Mycobacterium, а также актиномицеты и плесневые грибы.
Перевод нерастворимых соединений в растворимые связан со способностью микроорганизмов в процессе жизнедеятельности образовывать минеральные и органические кислоты. Из минеральных кислот чаще всего образуется угольная кислота при растворении диоксида углерода, выделяемого микроорганизмами. Угольная кислота является слабой кислотой, но и она способна растворять нерастворимые фосфаты:
Ca3(PO4)2 + 2CO2 + 2H2O → 2CaHPO4 + Ca(HCO3)2
Более сильными по действию являются азотная и серная кислоты, продуцируемые соответственно нитрифицирующими и тионовыми бактериями. Эти кислоты активно переводят нерастворимые фосфаты кальция в растворимые соединения:
Ca3(PO4)2 + 4HNO3 → Ca(H2PO4)2 + 2Ca(NO3)2
Ca3(PO4)2 + H2SO4 → 2CaHPO4 + CaSO4
В почве всегда можно обнаружить присутствие таких органических кислот; как уксусная, лимонная, молочная, пропионовая и другие, растворяющие фосфор из минералов.
Перевод фосфатов в растворимую форму, доступную для питания растений, является основным движущим звеном вовлечения фосфора в биологический круговорот.
Процессы трансформации органических и неорганических соединений серы
Сера, как азот и фосфор, является одним из основных элементов питания растений и животных и играет важную роль в биохимических процессах, протекающих в живом веществе. Она входит в состав некоторых аминокислот (цистеин, цистин, метионин), белков, растительных эфирных масел и алкалоидов. При разложении отмирающих растений и животных органически связанная сера минерализуется, превращаясь в сероводород.
В природе сера находится в составе как органических, так и неорганических соединений. В неорганических соединениях сера присутствует в окисленной форме (сульфаты, сульфиты) и в восстановленной форме (сероводород, сульфиды). Помимо этого, в природе имеются запасы молекулярной серы. Основными серосодержащими органическими соединениями являются аминокислоты, белки, тиомочевина и некоторые алкалоиды.
Остатки растений, животных и микроорганизмов являются богатым источником веществ, содержащих серу. Подсчитано, что в органической фракции почвы содержится от 50% до 70 % запасов серы.
Цикл трансформации соединений серы (рис. 30) включает окислительные и восстановительные звенья, основную роль в которых играют микроорганизмы. Среди них наиболее активны бактерии родов Proteus, Bacillus, Arthrobacter и плесневые грибы. В аэробных условиях процесс разложения органических веществ сопровождается образованием сероводорода, сульфатов и молекулярной серы. В анаэробных условиях белки и аминокислоты разлагаются с образованием сероводорода и летучих соединений типа меркаптанов.
Рис. 30. Круговорот серы в природе
В процессе минерализации органических соединений серы часть серы усваивается и фиксируется самой микробной клеткой. Этот процесс получил название иммобилизации. Окисление сероводорода, молекулярной серы и других недоокисленных соединений серы получило название сульфофикации. Этот процесс ведут специфические группы автотрофных микроорганизмов; в аэробных условиях серные и тионовые бактерии, а в анаэробных условиях -фотосинтезирующие серные пурпурные и зеленые бактерии.
Дата публикования: 2015-11-01; Прочитано: 3631 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!