ПРЕВРАЩЕНИЯ АЛЮМИНИЯ

Алюминий — один из наиболее распространенных элементов. По содержанию в земной коре он занимает третье место после кислорода и кремния, а из металлов — первое. В почве алюминий находится в составе первичных и вторичных минералов, гидроокиси и солей, в форме различных алюмоорганических соединений.

Соединения алюминия малоподвижны в слабощелочной и нейтральной средах и приобретают подвижность в кислых. Например, в почвах гумидных областей с низкими значениями pH алюминий образует растворимые органоминеральные комплексы с фульвокислотами и активно мигрирует по почвенному профилю. Интервал pH, в котором фульваты алюминия подвижны, меньше, чем у фульватов Fe. Повышение pH и разложение алю- моорганических комплексов приводят к осаждению алюминия. Биогенные процессы преобразования его исследованы слабо. Участие микроорганизмов прямое или косвенное в цикле превращения алюминия в почвах можно рассмотреть на следующих примерах (рис. 88): 1) мобилизации алюминия из первичных и вторичных минералов, 2) разложения (минерализации) алюмоорганических соединений, 3) аккумуляции гидроокиси алюминия.

Минералы почвообразующей породы — это первоисточник всех содержащихся в почве форм алюминия. Освобождение алюминия из первичных и вторичных минералов может происходить в результате выноса остальных, более подвижных в соответствующих условиях химических элементов.

Рис. 88. Превращения алюминия

При выветривании алюмосиликатов полуторные окислы алюминия (глинозем) и железа в зависимости от физико-химического режима почв или выносятся из определенных почвенных горизонтов, или, наоборот, закрепляются в них.

Один из важных механизмов мобилизации алюминия из кристаллических решеток алюмосиликатов — хелатизация. В этом процессе участвуют, с одной стороны, продукты микробного синтеза и микробного разложения растительных остатков, с другой — специфические органические вещества почвы — гумусовые кислоты. Образующиеся алюмоорганические соединения широко распространены в почвах. Например, комплексы алюминия с фульвокислотами в значительных количествах закрепляются и накапливаются в иллювиальных горизонтах подзолистых почв.

Алюмоорганические соединения не только образуются в самой почве, но и поступают в нее с растительными остатками в виде комплексов алюминия с органическими кислотами, аминокислотами и белками. Далее в зависимости от экологических условий алюмоорганические соединения в почве претерпевают различные превращения: выносятся за пределы почвенного профиля, минерализуются, закрепляются в составе гумусовых веществ. Первые два процесса характерны для почв влажных субтропиков, третий — для почв подзолистой зоны.

Процессы минерализации алюмоорганических комплексных соединений связаны с жизнедеятельностью почвенных микроорганизмов. Экспериментальных работ в этой области пока очень мало. В разложении этих веществ участвуют грибы в комплексе с организмами группы микоплазм — Metallogenium. В присутствии органоминеральных соединений алюминия гифы грибов Penicil- lium sp. в симбиозе с Metallogenium покрываются отложениями гидроокисей алюминия. Микроорганизмы типа Metallogenium могут участвовать в накоплении алюминия, а также железа и марганца (см. выше) в почвенном профиле.