Почвоведение Том 1 - Белицина Г.Д.
ISBN 5-06-001159-3
Скачать (прямая ссылка):
382
между дневными и ночными, летними и зимними температурами, периодичность увлажнения вплоть до полного обсыхания в связи с отсутствием у субстрата свойства влагоемкости, отсутствие органического вещества и азота, легкодоступных зольных элементов, прямое воздействие солнечной радиации. В этих экстремальных экологических условиях первыми поселенцами являются разнообразные автотрофные микроорганизмы, среди которых преобладают неспороносные бактерии и микобактерии, способные к азотфиксации (табл. 72). Присутствуют в составе микрофлоры и водоросли — диатомовые, зеленые, синезеленые. На более поздних стадиях в группировках микроорганизмов появляются гетеротрофы — аммонификаторы и другие микробы, грибы, актиномицеты, нуждающиеся для своей жизнедеятельности в синтезированном другими организмами органическом веществе.
Таблица 72. Микрофлора примитивных почв на скальных породах, тыс. г (Н. А. Красильников, 1956)
Горная порода и район Мико- бактерии Бактерии Актино- мицеты Грибы Всего
споро- носные неспоро- носные
Базальт, Армения 120 30 335 12 3 500
Красный туф, Армения 17 2 40 1 0,1 60
Известняк, Крым 180 40 560 18 2 800
Поскольку большинство микроорганизмов этой стадии — автотрофы, способные создавать биомассу путем хемосинтеза или фотосинтеза, усваивая С, N, и О атмосферы при наличии даже следовых количеств воды в среде, в частности за счет конденсации паров воды на холодной поверхности камня или в микротрещинах, они должны получать из субстрата минеральные элементы. Биомасса бактерий этой стадии почвообразования довольно богата элементами питания, она имеет высокую зольность порядка 7—10%, содержит 10—12% азота. Специфичен состав зольных элементов (%) бактерий: Р2О5 — 42—52,
К,О + Ш2О — 25—30, СаО + MgO — 15—18, Бе2О3 — 1 — 10, S03 — 3—4. Зольность водорослей такая же или даже выше, но в составе золы больше щелочно-земельных элементов, чем щелочных. В золе диатомей существенную роль играет кремнезем.
Присутствие в золе микроорганизмов зольных элементов связано с их поступлением из разрушающихся минералов горной породы, причем поступлением избирательно, не в тех соотношениях, в которых эти элементы содержатся в минералах. Способность многих микроорганизмов разрушать минералы была неоднократно показана прямыми экспериментами. Н. П. Ремезов, Н. Н. Сушкина и Л. Е. Новороссова (1947) показали опытным
383
путем разрушение многих первичных и вторичных минералов «силикатными» бактериями. Н. Н. Сушкина и И. П.Цюрупа позднее продемонстрировали освобождение более 50% первоначального содержания калия из микроклина, биотита и бентонита после трехмесячного воздействия почвенных бактерий.
Естественно, что одновременно с биологическим выветриванием идет и физическое выветривание породы и слагающих ее минералов. Поскольку устойчивость к выветриванию разных минералов различна, процесс идет неравномерно, отдельными очагами, но постепенно охватывает всю поверхность породы.
В результате под воздействием микроорганизмов образуется незначительное количество мелкозема — органо-минеральной микробной пыли, которая ни в коей мере еще не является почвой, но уже представляет собой субстрат для поселения более требовательных к условиям среды организмов. Этот новообразованный субстрат имеет существенные отличия от исходной породы: в нем содержатся органическое вещество и азот, аккумулированы биофильные элементы — Р, К, Са, S, Mg и др., а также продукты гидролиза силикатов и алюмосиликатов — гидроксиды Fe, Al, Mn, опаловидный кремнезем, стяжения СаСО3, с одной стороны, с другой — вторичные глинистые или глиноподобные переходные минералы с еще не полностью оформленной кристаллической решеткой.
В различных условиях среды образующиеся почвопленки имеют разный состав и характер. В холодных (арктика) и жарких (субтропики, тропики) пустынях образуются карбонатные, солевые, железисто-марганцевые, кремнеземистые налеты, корки типа «пустынного загара» в связи с отсутствием водного оттока продуктов выветривания и интенсивной кристаллизацией вторичных соединений. В гумидных условиях идет выщелачивание подвижных продуктов выветривания и относительное обогащение остатка неподвижными. Во всех случаях имеет место сдувание материала ветром и его накопление в микродепрессиях, трещинах.
На образованном микроорганизмами мелкоземе поселяются лишайники, характерные для второй стадии первичного почвообразования.
21.3. Почвообразование под покровом лишайников
Лишайники относятся к низшим растениям, тело (талом) которых состоит из симбиотического переплетения грибного мицелия и клеток зеленых или желтозеленых, а иногда и синезеленых водорослей, способных к фотосинтезу. Для экологии лишайников, которых насчитывается несколько десятков тысяч видов, характерными особенностями служат: а) симбиоз гетеротрофного и фотосинтезирующего автотрофного компонентов в едином организме; б) высокая устойчивость к инсоляции и высушиванию; в) способность поглощать воду из атмосферы при низкой относительной влажности воздуха; г) способность
384
прочного прикрепления к плотному субстрату путем образования грибных присосок разного вида (гаустории, апрессории, импрес-сории); д) способность проникать своими гифами в субстрат. Указанные особенности позволяют лишайникам приспособиться к суровым экологическим условиям скальных поверхностей.
