Роль почвенных микроорганизмов в круговороте биофильных элементов в природе. Часть III

Только микроорганизмы способны выделять и использовать молекулярный водород. Активные продуценты молекулярного водорода (анаэробные бактерии) осуществляют брожение разнообразных органических соединений. Кроме них, Н2 выделяют бактерии-азотфиксаторы (диазотрофы), широко распространенные в почвах. Содержание водорода в тропосфере Земли составляет 2,2 млрд т, ежегодно в атмосферу поступает около 33 млн т молекулярного водорода, 10-18% которого образуется микроорганизмами.

 

Бактерии, окисляющие молекулярный водород (водородные бактерии), в наибольшем количестве представлены в почвах, причем имеются виды, способные и выделять, и потреблять его. Потребление молекулярного водорода микроорганизмами в почвах достигает 120 млн т в год, в значительной степени они под держивают концентрацию водорода в атмосфере.

Почвенные микроорганизмы (микроскопические грибы и бактерии) переводят труднорастворимые соединения фосфора (апатит, оксиапатит, фторапатит, вивианит, фосфорит), а также разнообразные органические соединения (фитин, нуклеиновые кислоты, гумусовые вещества) в доступные для высших организмов формы. Растворение неорганических соединений осуществляют многие гетеротрофные бактерии, но наиболее активно этот процесс проводят микоризные грибы.

Круговорот серы в природе осуществляют в основном бактерии. Соединения серы в почвах представлены сульфатами и сульфидами и в небольших концентрациях тиосульфатом, сульфитом, политионатами и органическими формами. Бак- герии-автотрофы переводят эти соединения в сероводород в ходе бактериальной сульфатредукции, наиболее активно протекающей при возникновении в почве анаэробных условий. В больших масштабах сульфатредукция идет в рисовниках, в затопленных и болотных почвах. Образующийся сероводород редко выделяется из почв, в основном связываясь ионами металлов в сульфиды, придающие почвенным горизонтам черный цвет. В окислительных условиях (при снижении уровня грунтовых вод, осушении болот, спуске воды с рисовых чеков) сульфиды легко окисляются до сульфатов.

Для почв характерен круговорот азота, осуществляемый только микроорганизмами. Главные звенья такого круговорота на Земле - азотфиксация, нитрификация и денитрификация - проводятся в основном почвенными бактериями.

Микробиологическая фиксация молекулярного азота играла главную роль в создании азотного статуса биосферы и в поддержании его в течение нескольких миллиардов лет. Ведущее положение микробной азотфиксации сохраняется и в настоящее время в естественных экосистемах и в агроэкосисте- мах, где используются азотные удобрения.