I.V Топырақтың химиялық құрамы
Топырақтың қатты фазасы әртүрлі химиялық заттардан
тұрады, олар үш топқа бөлінеді: минералдық, органикалық және
органо-минералдық. Минералдық қосылыстардың көзі болып
әртүрлі тау жыныстары саналады және олар алғашқы, соңғы
болып екіге бөлінеді; органикалық қосылыстардың көзі немесе
шығу тегі шіріген өсімдіктер және жануарлар қалдықтары,
топырақ ағзаларының тіршілік нәтижесінде қалыптасқан
өнімдері. Органо-минералдық қосындылар органикалық және
минералдық заттардың өзара әрекеттесу нәтижесінде пайда
болады. Осы топтар арасындағы арақатынас әр топырақта әр-
түрлі болады, бірақ көптеген топырақта минералды бөліктердің
үлесі оның жалпы массасының 80-90% құрайды. Органогенді
топырақтарда бұл көрсеткіш 10%-ға дейін төмендейді. Топы-
рақтың құрамына белгілі химиялық элементтердің барлығы
кіреді.
Едәуір кең таралған топырақ элементтері оттегі (49%),
кремний (33%), алюминий (7,13%), темір (3,80%), көміртегі
(2,0%), кальций (1,37%), калий (1,36%), натрий (0,63%), магний
(0,63%), азот (0,10%).
Топырақтағы химиялық элементтердің көпшілігі аз мөл-
шерде ғана болады. Бірақ олар өсімдік тіршілігінде үлкен қыз-
мет атқарады. Олардың қатарына жататындар көміртегі, фос-
фор, күкірт, сонымен қатар микроэлементтер (бор, маргенец,
молибден, мыс, мырыш, кобальт, йод, фтор, т.б.)
Топырақтың органикалық заттары күрделі қосындылар
кешенінен тұрады: ыдыралмаған және топырақта тіршілік
ететін жануарлар мен микроағзалардың төменгі және жоғарғы
сатыдағы өсімдіктер қалдықтарының әртүрлі сатыдағы ыдырау
кезінен және бастапқы органикалық қосындыларда болмаған
арнаулы қосылыстар түзіледі. Осы арнаулы органикалық қосы-
лыстар топырақтың маңызды бөлігін құрайды, оны гумус
( қарашірік) деп атайды. Ол топырақтағы органикалық зат-
тардың 60-90% - ын қамтиды. Топырақтағы негізгі гумус көзі
жасыл өсімдіктердің қалдықтары, олар топырақтағы микро-
ағзалардың белсенді қатынасуының арқасында қалыптасады.
Топырақтағы жануарлар қалдықтарының маңызы мардымсыз
болады.
Көптеген ағзалардың органикалық заттарының негізгі бөлі-
гін көмірсулар құрайды: сахароза, глюкоза, фруктоза, крахмал,
инулин (лат. Inula – өсімдіктер тегінен полисахаридтер топта-
рындағы көмірсулар, одан фруктоза алынады) клетчатка, геми-
целлюлоза және басқалары. Топыраққа органикалық қалдық-
тармен көмірсулардан басқа азотты заттар да түседі (белоктар,
хлорофилдер, алкалоидтар, амин қышқылдары), лигниндер,
шайырлар, воскалар, майлар, дубилдік заттар, органикалық
қышқылдар (қымыздық, лимондық және шараптық) тағы басқа
заттар. Топыраққа органикалық қалдықтармен бірге күлді эле-
менттер түседі, олар: калий, кальций, магний, натрий, кремний,
фосфор, күкірт, темір, алюминий, сонымен қатар микроэлемент-
тер: марганец, бор, мыс, мырыш, молибден, кобальт, йод, бром, т.б.
Өсімдіктерде орташа мөлшермен 5%-ға жуық күл болады.
Бірақ өсімдіктер мен оның мүшелерінің күлділігі жоғарыда
келтірілген орташа мөлшерден едуір ауытқып 10%-ға жетуі
мүмкін (көпжылдық шөп, бактериялар, мүктер мен қыналар),
кейде әуелі 20-30%-ға (балдырлар) жетеді екен.
Топыраққа тап болған алғашқы органикалық қалдықтар
микроағзалар, су, ауа және температура факторларының әсері-
нен әртүрлі өзгеріске түсіп нәтижесінде күрделі органикалық
қосылыста қарапайым заттардың аралық өнімдерге ыдырауы
жүреді.
Белоктар (ақуыз), мысалы, басында гидролизге айналып
пептондарға, пиптендерге ыдырап, содан кейін бос аминқыш-
қылдарына айналады да, бір бөлігі гидролизге ықпал еткен
микроағзалардың денесін қалыптастыруға жұмсалады (белок-
тар), екінші бөлігі көмірқышқыл газы мен суға ыдырайды.
Аминқышқылдарының циклдік құрылымы (финилаланин,
тирозин) микроағзалардың энзимдерінің қатысуы арқылы тоты-
ғып қара қарашірік тәріздес заттар түзеді. Күрделі белоктардың
гидролизі кезінде аминқышқылдарымен қатар көмірсулар,
фосфор қышқылы, азотты гетероциклдік негіздер түзіледі.
Майлардың (липидттердің) гидролиздік кезінде лигнин
(өсімдік жасушасында кездесетін органикалық зат, көбінесе
ағаш тектес өсімдіктерден химиялық жолмен өңдеу арқылы
қатпарлы қағаз алынады, суды сіңіріп ұстау қабілеті жоғары
болғандықтан, жарақаттанған жерді мақтаның орнына таңу
ретінде пайдаланылады ) мен май қышқылдары түзіліп, кейін
олар да сол сияқты ыдырайды.
Көмірсулардың гидролиздік(ыдырау) кезінде моносаха-
ридтер мен органикалық қышқылдар түзіледі. Аэробтық
жағдайда көмірсулар гидролиздік өнімдері щавелдік, сіркеқыш-
қылдық, янтарлық оксиқышқылдық, альдигидтер, спирттер,
сонымен қатар ең соңында көмірқышқылы мен суға дейін
тотығады.
Анаэробтық жағдайда органикалық заттардың ыдырау
барысы анаэробты микробтармен ыдыратқанда тотықсыздану
процесі дамып метан, күкіртті сутек, фосфорлы сутек, аммиак,
сутегі және басқа қосындылардың тотықсыздануы өтеді. Орга-
никалық қалдықтарды бактериялармен, актиномицеттермен
және ашытқы саңырауқұлақтарымен ыдыратқанда олардың өтуі
ауасыз жағдайда жүретіндігіне байланысты, әртүрлі ашу үдерісі
(соңғысы ауа қатысуымен жүруі мүмкін), спирттер, альдигид-
тер, әртүрлі органикалық қышқылдар, ең соңында көмірқышқыл
газы, су және басқа қосындылар түзіледі. Глюкоза, мысалы,
ашытқы саңырауқұлақтар арқылы ыдыраған кезде алдымен
спиртке және көмірқышқыл газына ыдырайды: С
6
Н
12
О
6
+ 2CО
2
+
2С
2
Н
5
ОН.
Спирт С
2
Н
5
ОН сірке қышқылы бактериясының әсерінен
сіркеқышқылы мен суға дейін тотығады: С
2
Н
5
ОН+О
2
=
СН
3
СООН + Н
2
О. Сіркеқышқылы сіркеқышқылы бактериясы-
ның әсерінен көмірқышқыл газы мен суға ыдырайды: СН
3
СООН
= CО
2
+Н
2
О.
Лигнин, воскалар (күңгірт-сұр түсті қоспа), смолалар
(шайырлар), дубилдік заттардың ыдыраулары қиын, бірақ олар
да топырақтағы гумустық заттардың түзілуі үшін маңызды
материал болып саналады. Органикалық қалдықтардың алғашқы
ыдырау барысында түзілген аралық өнімдер топырақтағы мик-
роағзалардың әсерінен толық минералданып, түзілген күлдік
элементтерді жасыл өсімдіктер пайдаланады.
Органикалық қалдықтардың ыдырауында түзілген аралық
өнімнің басқа бір бөлігі микроағзаларға қорек болады. Топырақ
микробтарының синтез нәтижесінде пайда болған жаңа органи-
калық қосылыстар (екінші белоктар, көмірсулар, майлар және
басқа заттар) түзіледі де, гетеротрофтылар тіршілігін аяқтап
өлгеннен кейін олар да ыдырайды.
Соңғы үшінші аралық өнімдердің ыдырауы поликонден-
сация, полимеризация және тотығу реакциясы арқылы микро-
ағзалардың клеткасынан тыс бөлінетін ферменттердің қатысуы-
мен ұзақ уақыт өтеді. Нәтижесінде бірінші органикалық қалдық-
Достарыңызбен бөлісу: |