Как показали наши предыдущие исследования, процесс биогенной аккумуляции железа в подзолистых почвах не только приводит к появлению железистых прослоек или конкреций, но оказывает и более глубокое влияние на морфологию этих почв и развитие подзолообразовательного процесса. Для иллюстрации рассмотрим механизм образования иллювиального и подзолистого горизонтов в песчаных подзолах. Поступающие в иллювиальный горизонт и закрепляющиеся в нем в соответствии с концепцией В.В. Пономаревой органо-минеральные комплексы гумусовых кислот с R2O3 используются обитающими здесь микроорганизмами как источники углерода и энергии. В результате минерализации органической части комплекса первоначальные соотношения между количеством R2O3 и органического вещества изменяются, и иллювиальный горизонт обогащается свободными гидроокисями железа и алюминия.
Освободившиеся при минерализации комплексов полуторные окислы накапливаются в форме ортштейнов, а частично вновь связываются с поступающими из вышележащих горизонтов свежими порциями гумусовых кислот (преимущественно фульвокислот) в органо-минеральные комплексы. Благодаря этому создается определенное равновесие между аккумуляцией и разложением гумуса в иллювиальном горизонте.
В разных условиях характер иллювиального горизонта может быть различным. Он зависит, во-первых, от того, какой из компонентов R2O3 преобладает в данной почве. Комплексы, образованные фульвокислотами с железом, содержат меньше органического вещества, чем комплексы, содержащие преимущественно алюминий. Во-вторых, в хорошо аэрируемых почвах минерализация комплексов протекает интенсивнее, чем в переувлажненных почвах, приуроченных к пониженным элементам рельефа. Благодаря этому в первом случае R2O3 будут освобождаться значительно интенсивнее, чем во втором. При избытке свободных гидроокисей в иллювиальном горизонте поступающие в него свежие порции фульвокислот в первую очередь свяжутся с R2O3, и разрушение минералов почвообразующей породы будет тем самым заторможено. В случае замедленной минерализации свободных гидроокисей может оказаться недостаточно для нейтрализации всех поступающих сверху фульвокислот, и их избыток будет воздействовать на минералы породы, ускоряя таким образом увеличение мощности подзолистого горизонта.
Следовательно, превращение полуторных окислов в иллювиальном горизонте представляет собой своеобразный буфер, предохраняющий гумус от вымывания, а почвенные минералы — от быстрого разрушения. Энергичная минерализация комплексов в сочетании с незначительным притоком гумусовых кислот из вышележащих горизонтов приводит к интенсивному накоплению свободных R2O3 в почвах и созданию иллювиальных горизонтов «минерального» характера, типичных для железистых подзолов и поверхностно-подзолистых почв. При слабой минерализации гумуса и интенсивном притоке его сверху образуются иллювиальные горизонты, обогащенные органическим веществом, что характерно для гумусовоиллювиальных подзолов.
В первом случае дальнейшее увеличение мощности подзолистого горизонта произойдет значительно медленнее, чем во втором (рис. 7). В природных условиях биогенной аккумуляции железа большей частью сопутствует одновременное концентрирование марганца. Совместная деятельность микроорганизмов, обеспечивающих накопление этих элементов, находит свое выражение в процессе возникновения железомарганцевых прослоек в профиле почвы и в ортштейнообразовании. Поэтому, прежде чем перейти к обсуждению закономерностей ортштейнообразования, необходимо остановиться на основных этапах круговорота марганца.