Alte circuite biogeochimice

Alte circuite biogeochimice

Circuitul fierului

Fierul reprezinta un element important pentru activitatea sistemelor biologice. In circuitul fierului are loc procese de mineralizare, de imobilizare,oxidare si reducere. In habitatele natural, mai ales in sol, se gasesc in conditii aerobe formele de Fe oxidate (ferice), ar in conditii anaerobe formele reduse de Fe (feroase).

Mare majoritate a microorganismelor, care participa la circuitul fierului, au proprietatea de a acumula compusi cu fier, fie in celulele lor, fie in si pe componentele extraparietale (teci, stract mucos,capsula. Fierul fixat in substantele organice (plante, animale, microorganisme) este mineralizat pe cale microbiologica cu formare de forme oxidate sau reduse (de Fe). Fierul provine in sol si din reducerea minereurilor primare sau secundare, care dau o coloratie specifica.

Astfel in solurile cu exces de umiditate apare o coloratie bruna cauzata de oxidul de fier (limonit), iar in solurile desescate este raspandit hidroxidul de fe (geotitul). Coloritul rosu este produs de hemolit, cel verde de gluconit, iar cel albastru de vivianit.

Fierul compusilor organic sau de alterare este in general insolubil si el tb mobilizat de microorganism din genurile: Alternaria sp., Arthrobacter (siderocapsulatus), Aspergillus sp. Bacillus sp., Corynebactrium sp., Clorothrix (fusca), Crenothrix sp., Caulococcus sp., Escherichia sp., Gallionella sp., Kusnezovia sp., Klebsiella sp., Leptothrix ( cholodnii, lophorea, ochracea, pseudoochracea), Hyphomicrobium sp. , Metallogenium (personatum, symbioticum), Mycrococcus sp. , Mycobacterium sp. , Naumanniella sp., Ochrobium sp. , Pedomicobium sp. , Pseudomonas sp. , Sphaerotilus sp. ,Siderocapsa sp., Sideromonas sp., Sideronema sp., Siderococcus sp., Siderobacter sp., Siderophacus sp. ,Caulobacter sp., Thiobacillus sp., Toxothrix sp. , Seliberia sp., Clostridium sp. , Proteus sp. , Pyricularia sp. , Pilobolus sp. , Trichoderma sp., Torulopsis sp. , Fusarium sp..

In conditii de sol, cu aerare insuficienta, la o reactive acida si in prezenta acizilor humici reducatori apare orizontul gleic ( ca urmare a formarii bicarbonatului feros) de culoare albastruie-vinetie (solubil). Formele de fier pseudosolubile sunt reprezentate prin complexe feroase, humice, fero si ferisilicice ( incarcate cu electricitate negative) si se gasesc dispersate in solul cu reactie usor acida sau neutral ( in present calciului difuzat). Problema solubilizarii sau insolubilizarii fierului, in sol, este legata de o serie de factori edafici. Reactiile de oxidare si de reducere a fierului sunt reversibile, existand un echilibru dinamic intre formele de fier bivalent si trivalent.

Fierul , care se gaseste in resturile vegetale si animale, este pus in libertate in timpul proceselor normale de descompunere. Daca la aceasta descompunere participa, in special microorganism anaerobe ( Sporovibrio ferrooxidans), atunci fierul este pus in libertate in forma redusa. In cazul in care la aceasta descompunere participa microorganism aerobe ( Thiobacillus ferrooxidans), atunci vor rezulta forme oxidate de fier trivalent. Ionii de fier, care apar in timpul descompunerii, sunt apoi fixati de anionii din solutia solului (NH +,SO +, CO -,PO -) si folositi ca nutrienti de catre plante[FeSO , FeCl , si Fe(PO ]. Reducerea fierului, ca process biologic desfasurat in anaerobioza, are implicatii in podzolirea si gleizarea solurilor. Stagnarea apei in solurile cu continut ridicat in argila determina formarea de compusi cu fier bivalent, care confera o consistent lipicioasa solului si o coloratie specifica ( verzui-cenusie sau vinetie).

Circuitul manganului

Manganul este un element indispensabil pt toate sistemele biologice, deoarece intra in compizitia enzimelor respiratorii si a celor implicate in sinteza proteica. In sol manganul provine din roci (manganit, husmanit) si din descompunerea resturilor organice (vegetale, animale si ale microorganismelor). In metabolizarea managanului un rol important il au microorganismele: Aeromonas sp., Arthobacter sp. , Aspergillus sp. , Aureobasidium (bolleyi), Bacillus sp. , Coniothyrium, Caulobacter, Citrobacter sp. , Chromobacterium, Corynebacterium, Cryptococcus (Albidus), Curvularia ( Brachyspora, Inaequalis, Lunata), Cytophaga, Flabobacterium, Gallionella, Hyphomicrobium, Leptothrix, Mellanogenium, Neurospora, Nocardia, Ocianospirillium, Pedomicrobium, Periconia (Circinata), Phialophora (Mustea), Plectosphaerella (Cucumeris), Proteus, Pseudomonas, Siderocapsa, Sphaerotilus( Manganifera, Discophros), Streptomyces, Vibro, Robillarda (Sessiles), Fusarium( Vasinfectum),. Pt plante sunt utilizate ca nutrienti formele de mangan bivalente. Cantitatea disponibila de nutrienti cu mangan, pt plante, este influentata de insusirile fizice, (temperature, umiditate), chimice (ph, potential redox, raporul C:N, compozitia rocilor) si biologice (microorganism oxidante sau reducatoare) ale solului. In solurile cu continut ridicat de C de Ca sip e cele alcaline, plantele manifesta deseori carente de mangan. In solurile acide (ph=5), sarurile cu mangan se pot acumula in cantitate mare devenind astfel toxice pt plante.

In rizosfera, prin prezenta unor substante organice reducatoare excretate de radacini, microorganismele manganice sunt capabile sa asigure nutrienti cu mangan necesari pt o buna crestere si dezvoltare a plantelor.

Circuitul potasiului

Potasiul este un element important pt toate sistemele biologice, ca regulator osmotic in celula si participant la sinteza carbohidratilor si proteinelor. Se gaseste in sol sub forma de minerale, fosfat de potasiu, muscovite, biotit, in humus si in resturile organice, sub forma de acetat de potasiu, oxalat de potasiu si butirat de potasiu.

Prezenta nutrientilor cu potasiu in sol (KN0 , K CO , KHCO , K SO , K PO ), asigura nutritia plantelor si valorificarea formelor de azot. La carenta cu potasiu, in plante, are loc o acumulare de nitrati, amide, aminoacizi si este perturbata biosinteza carbohidrantilor. Microorganismele din sol asigura eliberarea nutrientilor cu potasiu pt toate sistemele biologice prin genurile: Aspergillus (niger) Bacillus( circulans, gommeux, karzemieniwski, mucilaginosus, silicens), Mucor ( racemosus), Penicillium( martensii, negricans), Rhizopus (nigricans), Zygorhynchus. In procesul de biodegradare a mineralelor din sol participa alaturi de microorganism si acizi oraganici excretati, in rizosfera si de radacinile plantelor.

Circuitul calciului

In circuitul biologic al calciului, microorganismele din sol intervin in descompunerea subst organice si solubilizarea calciului fixat anorganic din minerale si roci (care contin calciu). Sub forma de carbonat de calciu se gaseste in dolomit, piatra de var, marmura, fosfat de calciu, in gips si pe albastru, iar sub forma de fosfat de calciu si alti compusi in fosforita, apatite, feldspati si hornblende. In cadrul proceselor de reducere, produse de microorganism, compusii organici si minerali ai calciului sunt pusi in libertate sub forma de ioni. Ionii de calciu se combina cu NO , SO ²,PO ³, i timpul nitrificarii si mobilizarii fosfatilor farmanduse compusi cum sunt:Ca CO , Ca(HCO , CaSO , Ca(NO , CaHPO si Ca (PO Sub actiunea acizilor anorganici si organic , numeroase saruri, sunt convertite in nutrienti accesibili pt sisemele biologice (plante, microorganism).

In aceste procese participa, atat microorganismele specifice(care produc acizi, apa oxigenata), cat si specific. Dintre micoorganismele specifice pt metabolizatrea calciului mai inportante sunt: Aspergillus sp. ,Penicillium sp., Amanitopsis (vaginata), Pseudomonas (aeruginosa, calciphila, calciprecipitans, calcis), Rahizo cotonia (solani), Fusarium (ocxysporum, var. nicotianae), Chaetonium sp., Acetobacter (melanogenum, vinilandii, xylinum), Gluconobacter( suboxydans), Aerobacter (aerogenes).

Circuitul magneziului

Magneziul este o component importanta a clorofilelor si a numeroaselor substante organice proteice. In sol se gaseste in dolomite, magnetite, hornblende, augit,olivine, talc, clorit, serpentin, vermiculite, montmorilonit, si diverse substante organice si organominerale.

Solurile acide, sunt in general slab aprovizonate cu magneziu pe cand cele neutere si alcaline au aprovizionare buna. Magneziul este important pt microorganism si plante fiind un component esential pt clorofile, pt enzime reducatare si de fosforilare si pentru sinteza proteica.

Pentru plante este foarte important raportul dintre calciu si magneziu. Acest raport este optim in cazul in care calciul este de 7 ori mai mare decat magneziu active. In cazul in care acest raport variaza, fata de cel optim, apar dereglari, atat in nutritia cu calciu, cat sic ea cu magneziu.

Un rol important in nutritia plantelor il au sulfatul de magneziu(Mg SO ), (care reprezinta o sursa accesibila atat de magneziu cat si de sulf) si carbonatul de magneziu (Mg CO

In ciurcuitul magneziului un rol important il au microorganismele: Alternaria( tenuis), Allomyces (arbscula), Aspergillus (niger,terreus), Azotobacter sp., Botrytis (cincera), Penicillum (glaucum), Phycomyces (blakesleeanus), Scerotiun sp., Sclerotinia( fruticola).