Топырақтану оқулық
Жалпы физикалық қасиеттердің топырақты мекендейтін тірі организмдерге əсері
жүктеу/скачать 6.35 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Моно- жəне дисахаридтер
- Крахмал
Жалпы физикалық қасиеттердің топырақты мекендейтін тірі организмдерге əсеріТопырақ – тірі дене. Топырақтың құрамында тек өлі минерал- ды заттар ғана емес, əр кезде азды көпті тірі организмдер, түрлі микроорганизмдер мен қарапайым майда жəндіктер болады. Бұлар топырақтың тірі бөлігін құрайды. Микроорганизмдер табиғаттың ыстық суығына да, оттегінің бары-жоғына да, ортаның қышқылдығы мен сілтілігіне де қарамайды, барлық жағдайға бейім келеді. Тек оларға қажетті ылғал мен қорек зат орын алса, сондықтан олар табиғаттың барлық бұрышында да кездеседі. Олар топырақтың бір бөлігі болып саналады. Топырақтың тірі бөлігіне өсімдіктердің тірі тамырлары да жатады, өйткені өсімдіктің тамырынсыз топырақ пай- да болмайды. Моно- жəне дисахаридтер өсімдік қалдықтарында болады жəне ыдыраған сайын мөлшерлері өзгеріп тұрады. Орташа мөлшері – 4-9%. Көбінесе, бұлар микроорганизмдерге қорек болғандықтан, топырақтарда өте тез ыдырайды. Крахмал құрамында белок, целлюлоза бар. Ферменттердің əсерінен ыдырағыш келеді, өсімдіктер шіріген сайын оның мөлшері кемиді. Өте баяу ыдырайтын топырақтағы органикалық зат – целлюло- за. Оны микроорганизмдер тек 5%-ы ғана ыдырата алады. Органикалық зат – топырақтың ажырамас бөлігі,топырақ түзілу жəне құнарлылық осы затқа тəуелді. Ол ұлпалық құрылысын жоғалтпаған органикалыққалдықтардан жəне табиғатыбиохимиялық жаңа түзілімдер – қарашіріктерден құралады, олар спецификалық жоғарғы молекуляр азоттының органикалық қосындылардың комплексі болып табылады. Топырақтағы органикалық заттар, тіршілігін тоқтатқан өсім- діктердің, жануарлардың, жəндіктердің қалдықтарынан құралады. Бір гектар қара топырақта жыл сайын 7 тонна, құрғақ ауалы ылғалдылықтағы,өсімдіктердің жер бетіндегі қалдықтары, 27 тоннаға жуық тамырлары жиналады. Ал шөп аймақтағы сұр топырақтардың бір гектарында 1 тонна өсімдіктердің жер бетіндегі қалдықтары, 15 тоннаға жуық тамырлары қалады. Орталық аймақта көп жылдық дақылдар орналасқан топырақтың 1 метрлік қабатында гектарына 15 тоннадай, ал бір жылдық дақылдардың астында 3-5 тоннадай тамыр жиналады. Өсімдік қалдықтары (жер бетіндегі жəне тамырлар) топырақтағы органикалық заттардың негізгі көзі болып табылады. Топырақтың органикалық заты негізінен төрт элементтен тұрады. Олар: көміртегі, оттегі, сутегі жəне азот. Осы элементтердің қатысуымен төмендегідей күрделі органикалық қосылыстардың маңызды топтары құрылады: көмірсулар (моно-, ди- жəне полисахаридтер). Өсімдік қалдықтарында негізінен полисахаридтер болады. Олардың ішінен көп таралғаны клетчатка, немесе целлюлоза (С5Н10О5). Шөптік өсімдіктерде оның мөлшері 40%, ал ағашта 60%-ға жетеді. Клетчатка суда ерімейді, күшті қышқылдарды қыздырғанда гидролизденеді. Ол микроорга- низмдермен ыдырауы мүмкін. Полисахаридтерге хитин жатады. Ол саңырауқұлақтар жамылғысының клеткаларының, шаян тəріздестердің жəне шіркейлердің қабыршықтарының құрамына кіреді; лигнин-клетка қабырғаларына сіңетін жоғары молекулялары қосындылардың тобы. Өсімдік қалдықтарында оның мөлшері 30- 40%-ға жетуі мүмкін; азотты заттар-белоктар (ақуыздар) немесе протеиндер. Олар протоплазманың жəне өсімдік клеткаларының ядроларының негізгі бөлігі болып табылады. Шөптік өсімдіктерде белоктың мөлшері 10- 14%-ға дейін жетеді. Белоктар суда ерімейді, сілтілерде колоидтық ерітінділерді құра алады. Күшті қышқылдардың əсерінен белок- тар гидролизденеді жəне амин қышқылдарына ыдырайды. Азотты заттардың қатарына хлорофил жəне алколоидтар жатады. майлар-өсімдік қалдықтарында бұлардың мөлшері үлкен емес, клетка ядросына жəне тұқым құрамына кіреді. Өсімдік қалдықтарында аз мөлшерде смололық заттар жəне тері илеуге қолданылатын заттар (дубильдік) кездеседі. Өсімдік қалдықтарында 5%-ға жуық күлдік элементтер: Са,Мд,К,Р,S,Fe, AI, сонымен қатар микроэлементтер бар. Топырақтың органикалық заты жеке кезеңдерде спецификалық қасиеттерге ие бола отырып, биологиялық жəне биохимиялық алмасулардың ұзақ жолын өтеді. Бұл алмасулар күрделі қосылыстардың қарапайым қосылыстарға ыдырау жолымен жүреді. Алмасулар, СО2,Н2О,NH3 түзіліп, толық минерализациялануға дейін тоқтамайды. Ыдырау нəтижесінде органикалық қалдықтардың 1/10- 1/3 бөлігіне жуығы жаңа тұрақты қосылыстар-қарашірікті құрады. Топырақтағы органикалық қалдықтардың ыдырау жылдамдығы оның ылғалдану дəрежесіне жəне температураға байланысты. Ауалы- құрғақ өсімдік қалдықтары топырақта минерализацияланбайды десе де болады. Ылғал жетіспейтін жағдайларда физика-химиялық құбылыстар басым түседі. Бұл құбылыс қара топырақтарда көктемде жəне күзде байқалады. Өйткені осы мезгілдерде топырақ ылғалды болып, органикалық заттың ыдырауына ықпал етеді. Жазда топырақ кеуіп кетеді де, ыдырау бəсеңдейді. Топырақ ылғалдылығы өскен сайын органикалық заттардың ыдырауы жеделдейді, бірақ шексіз болмайды. Топырақ ылғалдылығы артқан сайын ондағы оттегінің мөлшері азая береді де, аэробтық процестер анаэробтыққа ауысады. Аэробтық ыдырау кезінде минерализацияның соңғы өнімі CO2 жəне H2O құрылады. Анаэробтық ыдырау өнімдерінде тотықтанбаған жəне жеткілікті түрде тотықтанбаған заттар басым. Бұлар микроорганизмдердің тіршілігін бəсеңдетіп, ыдырауды тежейді. Органикалық заттардың ыдырауы басылып, майлардың, балауыз заттардың жəне смолалардың битумдануы ғана байқалады. Жар- тылай ыдыраған, жартылай торфты жəне торфты масса анаэробтық жағдайларда пайда болып, жиналады. Азотсыз заттардың ыдырауы (ашу типі) майлы қышқылды, ме- танды, сутекті болып келетін бактериялардың əрекетінен баста- лады. Ағаштық денелердің құрамдас бөліктері мысалы лигнин, саңырауқұлақтармен бұзылып ыдырайды. Лигнинің шіріктік заттарға айналуы химиялық жолмен, тотықтық энзимдердің қатысуымен əрі қарай жалғастырылады. Қанттар бактериялармен бұзылып ыдырай- ды. Нəтижесінде органикалық қышқылдар түзіледі, CH4 жəне Н, со- дан кейін, СО2жəне Н2О бөлініп шығады. Азоттық қосылыстар жəне майлар бактериялармен, зеңденген саңырауқұлақтармен жəне актиномиценттермен ыдыратылады. Нəтижесінде глицерин жəне майлы қышқылдар құрылады. Смола- лар, балауызды жəне дубильдік заттар өте жай ыдырайды. Себебі олар микробтардың əсеріне төзімді. Белок қарапайым қосылыстарға ыдырап, амин қышқылын жəне N4H түзеді. Гумус. Топыраққа түсетін органикалық қалдықтардың гумусқа (қарашірікке) айналуы күрделі биохимиялық процесс болып та- былады. Бұл процесс топырақтағы микроорганизмдердің, өзара əрекеттесуінің арқасында өтіп жатады. Топыраққа түсетін жəне оның бетінде жататын өсімдіктердің өлі қалдықтары микроорга- низмдермен ыдырайды. Микроорганизмдер үшін осы қалдықтар азық жəне энергия көзі болып табылады. Ыдырауға ұшыраған өсімдіктердің өлі қалдықтары өздерінің морфологиялық белгілерін жоғалтады. Олардың бір бөлігі автотрофты микробтармен толықтай минерал- данады да пайда болған күлдік заттар қайтадан жасыл өсімдіктермен сіңіріледі. Қалған бөлігін гететрофты микроорганизмдер пайдалана- ды. Нəтижесінде олардың денелерінде туынды белок, көмірсулар, майлар жəне басқа органикалық заттар түзіледі. Осындай жолмен көбейген гететрофты микробтар уақыт өте келе тіршілігін тоқтатады да денелерді ыдыратуға ұшырайды. Фульвоқышқылдар. Фульвоқышқылдар да құрамында азо- ты бар жоғары молекулярлы органикалық қышқылдарға жатады. Олар элементарлық құрамына қарай гуминдерден көміртегінің аз мөлшерімен, оттегінің көбірек мөлшерімен айрықшаланады. Фульвоқышқылдар суда, қышқылдарда жəне сілтілерде де жақсы ериді. Ерітінділердің түсі концентрациясына байланысты сабан өңдес сарыдан қызғылт сарыға дейін құбылады. Судағы ерітіндісінің күшті қышқылдық реакциясы болады. Фульвоқышқылдар топырақтық минералдардың химиялық үгітілу процесін жеделдетеді. Олар гу- миндерге қарағанда, белсендірек түрде топырақтың минералдық бөлігімен комплекстер құрады. Мұндай комплекстерді фульваттар деп атайды. Сілтілі жəне сілтілі-жерлік металдардың фульваттары жақсы ерімелі жəне жылжымалы келеді. Фульвоқышқылдардың темірмен жəне алюминиймен қосылыстарының ерігіштігі төмендеу болады. Фульваттардың ерігіштігі жəне жылжымалылығы топырақтағы органикалық жəне минералдық қосылыстардың азаюы- на əкеп соғады. Оны күлгін топырақтардың түзілуінен байқауға бо- лады. Гуминдер. Гумустың ең инертті бөлігі. Ол сілтілерде ерімейді. Негізінде бұл топырақтың минералдық бөлігімен жəне өзара берік байланысқан гуминдік жəне фульвоқышқылдардың топтары. Гуминдердің құрамына инертті тұнба түйіршіктері жəне толығымен гуминденбеген органикалық қалдықтар кіреді. Топырақта түзіліп жиналатын гумустың мөлшері жəне сапа- сы топыраққа келіп түсетін органикалық заттарға, топырақтың химиялық қасиеттеріне, оның сулық, ауалық жəне жылу тəртібіне байланысты болады. Мысалы, ағаш қалдықтарынан аз мөлшерде са- пасы нашар гумус түзіледі. Ал шөптік өсімдіктердің қалдықтарынан көп мөлшерде гумус түзіліп, топырақта жақсы бекіп жиналады. Органикалық қалдықтардың ыдырауы жеткілікті ылғалдылықта, қолайлы температурада жəне жақсы ауа тəртібінде жеделдейді. Тіпті толықтай минералдануға дейін барады. Осының əсерінен топырақта гумус көп жиналмайды. Өсімдік қалдықтары ылғалы өте көп жəне төмен температура жағдайларында нашар ыдырай- ды да, торфтың жиналуы байқалады. Гумустың ең көп мөлшері топырақтың ылғалдылығы жəне оның температурасының қолайлы арақатынасы жағдайында түзіледі. Осындай жағдай мол өсімдік жамылғысы бар далалық аймақта байқалады. Бұл жерлерде гумусқа бай қара топырақтар түзілген. Осы аймақтан солтүстікке жəне оңтүстікке қарай топырақтағы гумустың мөлшері біртіндеп азая береді (18-кесте). кесте жүктеу/скачать 6.35 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|