Төменгі сатыдағы өсімдіктердің техногенді ластанған топырақтың биологиялық белсенділігіне әсері
МАЗМҰНЫ
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
1. Техногенді ластанған топырақ және оның биологиялық
белсенділігін зерттеу проблемасы (әдебиеттік шолу) ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
1.1.Микробты жиынтыќтыњ техногенді ластанған топырақтағы єрекеті ... ... 6
1.2.Топырақ биотасының тіршілігіне топырақтың техногенді
ластануының әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...14
1.3.Балдырлардың шығу тегі және олардың эвалюциясы. ... ... ... ... ... ... ... ..26
2. Зерттеу орны, жағдайы және әдістері (эксперименттік жұмыс) ... ... ... ... 29
2.1. Зерттеу орны мен жағдайы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..29
2.2. Зерттеу жұмысының әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 29
2.2.1.Өсімдік ‰лгілерін биометриялыќ талдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...29
2.2.2.Жер беті м‰шелерін талдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .30
2.2.3.Топырақтың егістік ылғалдылығы мен механикалық
құрамын анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .32
2. 2.4. Микроскоппен жұмыс істеу әдістемесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 36
2.2.5. Қарапайым бояу, жағынды дайындау техникасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... .37
2.2.6. Қоректік орталарды дайындау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...37
2.2.7. Қоректік ортаны және ыдыстарды залалсыздандыру әдістемесі ... ... ..39
2.2.8. Микроағзалардың бояуы. Бактерия ядросының бояуы ... ... ... ... ... ... .40
2.2.9. Грамм әдісі бойынша бактерияларды бояу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..41
2.2.10. Жасанды қоректік ортаға себу әдісімен топырақтағы
микроағзалар санын анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..44
2.2.11. Бактерия штаммын бөліп алу әдісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...46
3. Техногенді ластанған топырақтың биологиялық белсенділігін зерттеу ... ...48
3.1.Төменгі сатыдағы өсімдіктерден суспензия мен штамдарын
. олардың ішінде белсенді дақылдарды алу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 48
3.2. Төменгі сатыдағы өсімдіктердің техногенді ластанған
топырақтың биологиялық белсенділігне әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 51
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .54
Қолданылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...55
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
1. Техногенді ластанған топырақ және оның биологиялық
белсенділігін зерттеу проблемасы (әдебиеттік шолу) ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
1.1.Микробты жиынтыќтыњ техногенді ластанған топырақтағы єрекеті ... ... 6
1.2.Топырақ биотасының тіршілігіне топырақтың техногенді
ластануының әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...14
1.3.Балдырлардың шығу тегі және олардың эвалюциясы. ... ... ... ... ... ... ... ..26
2. Зерттеу орны, жағдайы және әдістері (эксперименттік жұмыс) ... ... ... ... 29
2.1. Зерттеу орны мен жағдайы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..29
2.2. Зерттеу жұмысының әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 29
2.2.1.Өсімдік ‰лгілерін биометриялыќ талдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...29
2.2.2.Жер беті м‰шелерін талдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .30
2.2.3.Топырақтың егістік ылғалдылығы мен механикалық
құрамын анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .32
2. 2.4. Микроскоппен жұмыс істеу әдістемесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 36
2.2.5. Қарапайым бояу, жағынды дайындау техникасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... .37
2.2.6. Қоректік орталарды дайындау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...37
2.2.7. Қоректік ортаны және ыдыстарды залалсыздандыру әдістемесі ... ... ..39
2.2.8. Микроағзалардың бояуы. Бактерия ядросының бояуы ... ... ... ... ... ... .40
2.2.9. Грамм әдісі бойынша бактерияларды бояу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..41
2.2.10. Жасанды қоректік ортаға себу әдісімен топырақтағы
микроағзалар санын анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..44
2.2.11. Бактерия штаммын бөліп алу әдісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...46
3. Техногенді ластанған топырақтың биологиялық белсенділігін зерттеу ... ...48
3.1.Төменгі сатыдағы өсімдіктерден суспензия мен штамдарын
. олардың ішінде белсенді дақылдарды алу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 48
3.2. Төменгі сатыдағы өсімдіктердің техногенді ластанған
топырақтың биологиялық белсенділігне әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 51
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .54
Қолданылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...55
Тақырыптың өзектілігі. Қазір маңызды мәселелердің ішінде экологиялық дағдарыс ерекше орын алады. Қоршаған ортаны өндіріс қалдықтарымен және улыхимикаттармен ластау, табиғи ресурстардың азаюы, табиғи бірлестіктердің бұзылуы - адамзат, соның ішінде экологияның алдында тұрған глобальды мәселелердің бірі.
Соңғы жылдардағы қоршаған ортаға зиян келтіретін техногенді процестердің нәтижесінде пайда болған қалдықтардың микроағзаларға әсерінің түрақтылығын жоғарылататын және өсуіне жағдай жасайтын мәселедер кеңінен талқылануда. Бүкіләлемдік Денсаулық Сақтау Ұйымының мәліметі бойынша 80% аурудың түрі қоршаған ортаның ластануынан болатындығын және адам ағзасына улы заттардың 70% тағам арқылы келіп түсетінін дәлелдеп, адамзат үшін дабыл қағуда[1].
Техногенді қалдықтармен ластанған жерде металдар жинақталып, осы жерде дифференциацияланады. Төменгі сатыдағы өсімдіктерге техногенді ластанулардың әртүрлі әсер етуі топырақ микроағзаларының ассоциациясының өзгеруіне және олардың қатысатын биохимиялық процестерінің өзгеруіне әкеліп соғады. Төменгі сатыдағы өсімдіктер топырақтың құрамындағы органикалық заттарды өсімдіктің сіңіруіне қолайлы жағдайына дейін жеткізеді. Олардың санының және белсенділігінің азаюы өсімдіктің қоректенуіне және топырақтың құнарлылығының азаюына әкеледі. Техногенді ластанулардың топыраққа әсер етуі барысында миграциялық қабілетінің әлсізденуіне және Төменгі сатыдағы өсімдіктер белсенділігі мен таралуының жоғары болатын қарашірік қабатында жинақталуы микробоценоздар үшін үлкен қауіп тудыруда.
Топырақ - ластаушы элементтердің біраз бөлігін өзінде ұстап қалатын активті геохимиялық экран [2]. Осыдан барып, бір бөлігі өсімдіктермен сіңірілсе, екіншісі жер асты суларына қосылады және желмен атмосфераға көтеріліп, ауаны ластайды. Нәтижесінде өсімдік жамылғысы өте кедей болып, тау-кен өндіріс орындары ұзақ уақытқа шөл далаға айналуда [3]. Сол себепті, микроағзалардың физиологиялық топтарының құрамын және таралуының техногенді ластанулардан өзгеруін, топырақ микробоценозының қызметінің өзгеруін анықтау біздің ғылыми-зерттеу жұмысымыздың өзекті мәселесі болды.
Соңғы жылдардағы қоршаған ортаға зиян келтіретін техногенді процестердің нәтижесінде пайда болған қалдықтардың микроағзаларға әсерінің түрақтылығын жоғарылататын және өсуіне жағдай жасайтын мәселедер кеңінен талқылануда. Бүкіләлемдік Денсаулық Сақтау Ұйымының мәліметі бойынша 80% аурудың түрі қоршаған ортаның ластануынан болатындығын және адам ағзасына улы заттардың 70% тағам арқылы келіп түсетінін дәлелдеп, адамзат үшін дабыл қағуда[1].
Техногенді қалдықтармен ластанған жерде металдар жинақталып, осы жерде дифференциацияланады. Төменгі сатыдағы өсімдіктерге техногенді ластанулардың әртүрлі әсер етуі топырақ микроағзаларының ассоциациясының өзгеруіне және олардың қатысатын биохимиялық процестерінің өзгеруіне әкеліп соғады. Төменгі сатыдағы өсімдіктер топырақтың құрамындағы органикалық заттарды өсімдіктің сіңіруіне қолайлы жағдайына дейін жеткізеді. Олардың санының және белсенділігінің азаюы өсімдіктің қоректенуіне және топырақтың құнарлылығының азаюына әкеледі. Техногенді ластанулардың топыраққа әсер етуі барысында миграциялық қабілетінің әлсізденуіне және Төменгі сатыдағы өсімдіктер белсенділігі мен таралуының жоғары болатын қарашірік қабатында жинақталуы микробоценоздар үшін үлкен қауіп тудыруда.
Топырақ - ластаушы элементтердің біраз бөлігін өзінде ұстап қалатын активті геохимиялық экран [2]. Осыдан барып, бір бөлігі өсімдіктермен сіңірілсе, екіншісі жер асты суларына қосылады және желмен атмосфераға көтеріліп, ауаны ластайды. Нәтижесінде өсімдік жамылғысы өте кедей болып, тау-кен өндіріс орындары ұзақ уақытқа шөл далаға айналуда [3]. Сол себепті, микроағзалардың физиологиялық топтарының құрамын және таралуының техногенді ластанулардан өзгеруін, топырақ микробоценозының қызметінің өзгеруін анықтау біздің ғылыми-зерттеу жұмысымыздың өзекті мәселесі болды.
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР
1. Вилесов Г.И., Давыдова О.Е., Мальцева Н.Н., Дульнев .Г., Волкогон В.В., Черняева И.И. Биологическая фиксация молекулярного азота при использовании аммонийно-карбонатных соединений //Микробиол. ж.- 1997. Т.59. № 4. С.51-59.
2. Глаголева О.Б., Умаров М.М., Злотников А.К. Нитрогеназная активность ризосферных диазотрофных бактерий в чистых и смешанных культурах //Микробиология.- 1994. Т.63. № 2. С.221-227.
3. Муромец Е.М., Белавина Н.В., Миронова Т.Н., Каменева С.В. Синтез индолилуксусной кислоты сапрофитной бактерией Agrobacterium radiobacter //Микробиология.- 1997. Т.66. № 4. С.506-513.
4. Ожиганова Г.У. Эффективность использования бактерий рода Azotobacter для инокуляции семян Amarantus cruentus // Диссертация на соискание ученой степени к. биол. наук, Казань. 1993. 186 с.
5. Rajaramamohan R. V., Adhya T.K., Patnaik G.K. et al. Potentials of associative nitrogen fixation for sustainable rice cultivation: 15th World Congr. Soil Sci., Acapulco, July, 1994: Trans. Vol. 4b. Commiss. 3. Poster Sess.- Mexico, 1994. P.185.
6. Sharma R.D., Pareek R.P., Chandra R. Residual effect of phosphate and Rhizobium inoculation in chickpea on succeeding maize and fodder sorghum // J.Indian Soc. Soil Sci. - 1995. V. 43. N4. C.600-603.
7. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. "Микробиология" Агропромиздат
8. Мишустин Е.Н. "Микроорганизмы и продуктивность земледелия" Наука 1972 г.
9. Мишустин Е.Н., Шильникова В.К."Биологическая фиксация азота атмосферы" Наука 1968 г.
10. Общая биология: Учеб. для 10—11-х классов сред, шк./ Под род. Л. К. Беляева, А.О. Рупинского, 3-е изд. М.: Просвещение, 1993.
11. Шлегель //Общая микробиология. М.: Мир, 1987.
12. Kundu B.S., Gaura A.C. Effect of nitrogen fixing and phosphatesolubilising microorganisms as single and Composite inoculants on cotton. // Indian J. Microbiol. № 3. 1980. р. 225-229.
13. Ahmed A.H., Khan S., Mandal R., Ali F. The influenсe of Azotobacter inoculation on the availability of phosphorus in soil. // Int. J. Trop. № 2. 1988. С. 110-113.
14. Reddy M. S. Rahe J. E . Bacillus subtilis B-2 and selected onion rhizobacteria in onion seedling rhizospheres effects on seedling growth and indigenous rhizosphere microflora. Soil Biol. and Biochem. № 3. 1989. р. 379-383.
15. Alagawadi A.P., Gaor A.C. Interaction between Azospirillum brasilense and phosphate solubilizing bacteria and their influence on yield and nutrient uptake of sorghum. // Zbl. Microbiol. № 8. 1988. p. 637-643.
16. Johansen J.E., Binnerup S.J. Contribution of Cytophaga-like Bacteria to the potential of Turnover of Corbon, Nitrogen, and Phosphorus by Bacteria in the Rhizosphere of Barley (Hordeum vulgare L.) // J. Microbiol Ecology. №3, 2002, P. 298-6-306.
17. Garg Annntia Bhatnagar S.K., Alok Kalla., Neeru Narula. // J. Bioresour Tehnol. № 1, 2001, P. 173-175.
18. Hu JY., Ong SL., Ng WJ., Lu F., Fan XJ. A new method for characterizing denitrifying phosphorus removal bacteria by using three different types of electron acceptors. // Water Res. № 12, 2003, P.463-471.
19. Аристовская Т.В. Большой практикум по микробиологии.: М. Высшая
школа, 1962. – 380 с.
20.Ильин В.Б., Степанова М.Д., Гармаш Г.А. Некоторые аспекты загрязнения среды:тяжелые металлы в системе почва-растениеИзв. СО АН СССР. Сер биол.-1980-Вып. 3. 89-99 с.
21.Гринь А.В.,Ли С.К.,Зырин Н.Г., Обухов А.И.,Платонов Г.В.Поступление тяжелых металлов в растения в зависимости от их содержания в почвах/Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах/ Тр 2-го Всесоюз. Совещ.-Л, 1980-198-202 с.
22.Чеботарева Н.А.Результаты разроботки методов анализа почв , растений и удобрений/ Сб. науч. Тр/ ЦИНАО-М.: 1983-29-35 с.
23.Волков С.Н. Землеустройство в условиях земельной реформы: экономика, экология, право.-М.:Былина, 1998
24.Добровольский Г.В.,Никитин Е.Д.Экологические функции почвы.-М.:Изд.МГУ, 1986
25.Карпачевский Л.О.Экоглогическое почвоведение.-М.:Изд.МГУ, 1991
26.Кирюшин В.И.Экологические основы почвоведения.-М.:Колос, 1996
27.Кузнецов М.С., Глазунов Г.П. Эрозия и охрана почв.-М.: Изд.МГУ 1996
28.Минеев В.Г.Экологические проблемы агрохимии.-М.: Изд.МГУ 1988
29. Одум М.Ю.Основы экологии/ Пер.с англ-М.:Мир, 1987
30.Орлова Д.С.,Василевский В.Д.Почвенно-экологический мониторинг и охрана почв.-М.:Изд.МГУ 1994
31.Шилов И.А.Экология.-М.:Высшая школа, 1997
32.Ален Р.Как спасти землю/ Пер. с англ.-М.:Мысль, 1983
33.Влияние атмосферного загрязнения на свойство почв/ Под ред.Л.А.Гришиной.-М.:Изд. МГУ,1990
34.Гербициды и почва: Экологические аспекты применения гербицидов/ Под ред. Е.А.Дмитриева.-М.:Изд. МГУ,1990
35.Голубев А.В.Удобряй не разрушая.-Саратов:Приволжское кн. Изд., 1990
36.Минеев В.Г. Биологическое земледелие и минеральные удобрения.- М.:Колос, 1993
37.Минеев В.Г., Ремпе Е.Г. Агрохимия, биология и экология почвы.- М.: Росагропромиздат, 1990
38.Егорова В.Б. Практикум по микробиологии.: М. МГУ, 1976.
39.Доспехов Б.А. Методика полевого опыта.: М. Агропромиздат. 1985. С.
232-239.
1. Вилесов Г.И., Давыдова О.Е., Мальцева Н.Н., Дульнев .Г., Волкогон В.В., Черняева И.И. Биологическая фиксация молекулярного азота при использовании аммонийно-карбонатных соединений //Микробиол. ж.- 1997. Т.59. № 4. С.51-59.
2. Глаголева О.Б., Умаров М.М., Злотников А.К. Нитрогеназная активность ризосферных диазотрофных бактерий в чистых и смешанных культурах //Микробиология.- 1994. Т.63. № 2. С.221-227.
3. Муромец Е.М., Белавина Н.В., Миронова Т.Н., Каменева С.В. Синтез индолилуксусной кислоты сапрофитной бактерией Agrobacterium radiobacter //Микробиология.- 1997. Т.66. № 4. С.506-513.
4. Ожиганова Г.У. Эффективность использования бактерий рода Azotobacter для инокуляции семян Amarantus cruentus // Диссертация на соискание ученой степени к. биол. наук, Казань. 1993. 186 с.
5. Rajaramamohan R. V., Adhya T.K., Patnaik G.K. et al. Potentials of associative nitrogen fixation for sustainable rice cultivation: 15th World Congr. Soil Sci., Acapulco, July, 1994: Trans. Vol. 4b. Commiss. 3. Poster Sess.- Mexico, 1994. P.185.
6. Sharma R.D., Pareek R.P., Chandra R. Residual effect of phosphate and Rhizobium inoculation in chickpea on succeeding maize and fodder sorghum // J.Indian Soc. Soil Sci. - 1995. V. 43. N4. C.600-603.
7. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. "Микробиология" Агропромиздат
8. Мишустин Е.Н. "Микроорганизмы и продуктивность земледелия" Наука 1972 г.
9. Мишустин Е.Н., Шильникова В.К."Биологическая фиксация азота атмосферы" Наука 1968 г.
10. Общая биология: Учеб. для 10—11-х классов сред, шк./ Под род. Л. К. Беляева, А.О. Рупинского, 3-е изд. М.: Просвещение, 1993.
11. Шлегель //Общая микробиология. М.: Мир, 1987.
12. Kundu B.S., Gaura A.C. Effect of nitrogen fixing and phosphatesolubilising microorganisms as single and Composite inoculants on cotton. // Indian J. Microbiol. № 3. 1980. р. 225-229.
13. Ahmed A.H., Khan S., Mandal R., Ali F. The influenсe of Azotobacter inoculation on the availability of phosphorus in soil. // Int. J. Trop. № 2. 1988. С. 110-113.
14. Reddy M. S. Rahe J. E . Bacillus subtilis B-2 and selected onion rhizobacteria in onion seedling rhizospheres effects on seedling growth and indigenous rhizosphere microflora. Soil Biol. and Biochem. № 3. 1989. р. 379-383.
15. Alagawadi A.P., Gaor A.C. Interaction between Azospirillum brasilense and phosphate solubilizing bacteria and their influence on yield and nutrient uptake of sorghum. // Zbl. Microbiol. № 8. 1988. p. 637-643.
16. Johansen J.E., Binnerup S.J. Contribution of Cytophaga-like Bacteria to the potential of Turnover of Corbon, Nitrogen, and Phosphorus by Bacteria in the Rhizosphere of Barley (Hordeum vulgare L.) // J. Microbiol Ecology. №3, 2002, P. 298-6-306.
17. Garg Annntia Bhatnagar S.K., Alok Kalla., Neeru Narula. // J. Bioresour Tehnol. № 1, 2001, P. 173-175.
18. Hu JY., Ong SL., Ng WJ., Lu F., Fan XJ. A new method for characterizing denitrifying phosphorus removal bacteria by using three different types of electron acceptors. // Water Res. № 12, 2003, P.463-471.
19. Аристовская Т.В. Большой практикум по микробиологии.: М. Высшая
школа, 1962. – 380 с.
20.Ильин В.Б., Степанова М.Д., Гармаш Г.А. Некоторые аспекты загрязнения среды:тяжелые металлы в системе почва-растениеИзв. СО АН СССР. Сер биол.-1980-Вып. 3. 89-99 с.
21.Гринь А.В.,Ли С.К.,Зырин Н.Г., Обухов А.И.,Платонов Г.В.Поступление тяжелых металлов в растения в зависимости от их содержания в почвах/Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах/ Тр 2-го Всесоюз. Совещ.-Л, 1980-198-202 с.
22.Чеботарева Н.А.Результаты разроботки методов анализа почв , растений и удобрений/ Сб. науч. Тр/ ЦИНАО-М.: 1983-29-35 с.
23.Волков С.Н. Землеустройство в условиях земельной реформы: экономика, экология, право.-М.:Былина, 1998
24.Добровольский Г.В.,Никитин Е.Д.Экологические функции почвы.-М.:Изд.МГУ, 1986
25.Карпачевский Л.О.Экоглогическое почвоведение.-М.:Изд.МГУ, 1991
26.Кирюшин В.И.Экологические основы почвоведения.-М.:Колос, 1996
27.Кузнецов М.С., Глазунов Г.П. Эрозия и охрана почв.-М.: Изд.МГУ 1996
28.Минеев В.Г.Экологические проблемы агрохимии.-М.: Изд.МГУ 1988
29. Одум М.Ю.Основы экологии/ Пер.с англ-М.:Мир, 1987
30.Орлова Д.С.,Василевский В.Д.Почвенно-экологический мониторинг и охрана почв.-М.:Изд.МГУ 1994
31.Шилов И.А.Экология.-М.:Высшая школа, 1997
32.Ален Р.Как спасти землю/ Пер. с англ.-М.:Мысль, 1983
33.Влияние атмосферного загрязнения на свойство почв/ Под ред.Л.А.Гришиной.-М.:Изд. МГУ,1990
34.Гербициды и почва: Экологические аспекты применения гербицидов/ Под ред. Е.А.Дмитриева.-М.:Изд. МГУ,1990
35.Голубев А.В.Удобряй не разрушая.-Саратов:Приволжское кн. Изд., 1990
36.Минеев В.Г. Биологическое земледелие и минеральные удобрения.- М.:Колос, 1993
37.Минеев В.Г., Ремпе Е.Г. Агрохимия, биология и экология почвы.- М.: Росагропромиздат, 1990
38.Егорова В.Б. Практикум по микробиологии.: М. МГУ, 1976.
39.Доспехов Б.А. Методика полевого опыта.: М. Агропромиздат. 1985. С.
232-239.
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
ТӨМЕНГІ САТЫДАҒЫ ӨСІМДІКТЕРДІҢ ТЕХНОГЕНДІ ЛАСТАНҒАН ТОПЫРАҚТЫҢ БИОЛОГИЯЛЫҚ
БЕЛСЕНДІЛІГІНЕ ӘСЕРІ
МАЗМҰНЫ
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
1. Техногенді ластанған топырақ және оның биологиялық
белсенділігін зерттеу проблемасы (әдебиеттік
шолу) ... ... ... ... ... ... ... .. ... ..5
1.1.Микробты жиынтыќтыњ техногенді ластанған топырақтағы єрекеті ... ... 6
1.2.Топырақ биотасының тіршілігіне топырақтың техногенді
ластануының
әсері ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... 14
1.3.Балдырлардың шығу тегі және олардың эвалюциясы.
... ... ... ... ... ... ... ..26
2. Зерттеу орны, жағдайы және әдістері (эксперименттік
жұмыс) ... ... ... ... 29
2.1. Зерттеу орны мен жағдайы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..29
2.2. Зерттеу жұмысының
әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... 29
2.2.1.Өсімдік ‰лгілерін биометриялыќ
талдау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ..29
2.2.2.Жер беті м‰шелерін
талдау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
...30
2.2.3.Топырақтың егістік ылғалдылығы мен механикалық
құрамын
анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... 32
2. 2.4. Микроскоппен жұмыс істеу
әдістемесі ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ...36
2.2.5. Қарапайым бояу, жағынды дайындау
техникасы ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...37
2.2.6. Қоректік орталарды
дайындау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
7
2.2.7. Қоректік ортаны және ыдыстарды залалсыздандыру
әдістемесі ... ... ..39
2.2.8. Микроағзалардың бояуы. Бактерия ядросының
бояуы ... ... ... ... ... ... .40
2.2.9. Грамм әдісі бойынша бактерияларды
бояу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...41
2.2.10. Жасанды қоректік ортаға себу әдісімен топырақтағы
микроағзалар санын
анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ...44
2.2.11. Бактерия штаммын бөліп алу
әдісі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .46
3. Техногенді ластанған топырақтың биологиялық белсенділігін
зерттеу ... ...48
3.1.Төменгі сатыдағы өсімдіктерден суспензия мен штамдарын
- олардың ішінде белсенді дақылдарды
алу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 48
3.2. Төменгі сатыдағы өсімдіктердің техногенді ластанған
топырақтың биологиялық белсенділігне
әсері ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ..51
Қорытынды
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... .54
Қолданылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 55
КІРІСПЕ
Тақырыптың өзектілігі. Қазір маңызды мәселелердің ішінде экологиялық
дағдарыс ерекше орын алады. Қоршаған ортаны өндіріс қалдықтарымен және
улыхимикаттармен ластау, табиғи ресурстардың азаюы, табиғи бірлестіктердің
бұзылуы - адамзат, соның ішінде экологияның алдында тұрған глобальды
мәселелердің бірі.
Соңғы жылдардағы қоршаған ортаға зиян келтіретін техногенді процестердің
нәтижесінде пайда болған қалдықтардың микроағзаларға әсерінің
түрақтылығын жоғарылататын және өсуіне жағдай жасайтын мәселедер кеңінен
талқылануда. Бүкіләлемдік Денсаулық Сақтау Ұйымының мәліметі бойынша 80%
аурудың түрі қоршаған ортаның ластануынан болатындығын және адам ағзасына
улы заттардың 70% тағам арқылы келіп түсетінін дәлелдеп, адамзат үшін дабыл
қағуда[1].
Техногенді қалдықтармен ластанған жерде металдар жинақталып, осы жерде
дифференциацияланады. Төменгі сатыдағы өсімдіктерге техногенді
ластанулардың әртүрлі әсер етуі топырақ микроағзаларының ассоциациясының
өзгеруіне және олардың қатысатын биохимиялық процестерінің өзгеруіне
әкеліп соғады. Төменгі сатыдағы өсімдіктер топырақтың құрамындағы
органикалық заттарды өсімдіктің сіңіруіне қолайлы жағдайына дейін
жеткізеді. Олардың санының және белсенділігінің азаюы өсімдіктің
қоректенуіне және топырақтың құнарлылығының азаюына әкеледі. Техногенді
ластанулардың топыраққа әсер етуі барысында миграциялық қабілетінің
әлсізденуіне және Төменгі сатыдағы өсімдіктер белсенділігі мен
таралуының жоғары болатын қарашірік қабатында жинақталуы микробоценоздар
үшін үлкен қауіп тудыруда.
Топырақ - ластаушы элементтердің біраз бөлігін өзінде ұстап қалатын
активті геохимиялық экран [2]. Осыдан барып, бір бөлігі өсімдіктермен
сіңірілсе, екіншісі жер асты суларына қосылады және желмен атмосфераға
көтеріліп, ауаны ластайды. Нәтижесінде өсімдік жамылғысы өте кедей болып,
тау-кен өндіріс орындары ұзақ уақытқа шөл далаға айналуда [3]. Сол себепті,
микроағзалардың физиологиялық топтарының құрамын және таралуының
техногенді ластанулардан өзгеруін, топырақ микробоценозының қызметінің
өзгеруін анықтау біздің ғылыми-зерттеу жұмысымыздың өзекті мәселесі болды.
Зерттеудің мақсаты. Кентау қаласы өндірістерінің қалдық сақтау
орнындағы топырақ микрообиоценозын анықтау. Төменгі сатыдағы өсімдіктердің
таралуына және топырақтың микробиологиялық белсенділігінің динамикасына
салыстырмалы баға беру арқылы заңдылықтарын зерттеу. Зерттеу жұмысы келесі
мәселелерге байланысты:
Жүмыстың міндеттері :
-төменгі сатыдағы өсімдіктер популяциясының динамикасын маусым бойынша
зерттеу;
-төменгі сатыдағы өсімдіктердің техногенді ластануларға сезімталдығын
анықтау;
-қалдық сақтау орындарындағы төменгі сатыдағы өсімдіктердің топырақтың
биологиялық белсенділігіне әсерін анықтау;
Жұмыстың ғылыми жаңалығы. Зерттеу жұмыстарында техногенді ластанған
топырақтардағы төменгі сатыдағы өсімдіктердің биожиынтығының динамикасын,
айлық тыныс алу белсенділігі көрсетілген. Төменгі сатыдағы өсімдіктердің
популяциясын жеке-жеке топқа бөліп, оларды өзара салыстырып топырақтың
биологиялық белсенділігінің динамикасын анықтаған .
Жұмыстың теориялық және практикалық маңызы. Бұл ғылыми- зерттеу
жұмысының нәтижесінде техногенді ластанған топырақтарды топырақ түзілу
процесінің бағытын және аймақтың экологиялық жағдайын болжауға мүмкіндік
береді.
1. ТЕХНОГЕНДІ ЛАСТАНҒАН ТОПЫРАҚ ЖӘНЕ ОНЫҢ БИОЛОГИЯЛЫҚ
БЕЛСЕНДІЛІГІН ЗЕРТТЕУ ПРОБЛЕМАСЫ
(ӘДЕБИЕТТІК ШОЛУ)
1.1.Микробты жиынтыќтыњ техногенді ластанған топырақтағы єрекеті
Микроаѓзалар топыраќта тіршілік ететін тірі аѓзаныњ ішіндегі кµп
зерттелген тобы болып табылады. Ол Е.Н. Мишустин жєне оныњ шєкірттерініњ
ењбектерімен байланысты.
Топыраќтаѓы микроскопиялыќ тіршілік иелері кµп жєне алуан т‰рлі.
Топыраќтаѓы микроаѓзалардыњ негізгі топтарын бактериялар,
сањырауќ±лаќтар, актиномицеттер, кµптеген балдырлар ќ±райды. Б±л аѓзалар
µте кішкентай кµлемдерімен (бактериальды клетканыњ массасы 2,25(1012г,
кµлденењіне 0,5 ... ..1,0 мкм) ерекшеленеді. Олар µте ќысќа уаќыт тіршілік
етуімен (бірнеше саѓаттан бірнеше к‰нге дейін), µте жоѓары ферментативті
белсенділігімен, ќоршаѓан ортаныњ аздаѓан µзгерістеріне
сезімталдылыќтармен жєне токсиндер бµлуімен сипатталынады. Мысалы:
сањырауќ±лаќтарда белгілі жаѓдайларда микотоксиндердіњ бµлінуі [4].
Оттегіне ќатысты оларды аэробтарѓа (оттегін ќажет ететіндер) жєне
анаэробтарѓа (оттегінсіз µмір с‰ретіндер) деп, ќоректенуіне ќарай
автотрофты (µздері органикалыќ заттар т‰зетіндер) жєне гетеротрофтар
(дайын органикалыќ заттармен ќоректенетіндер) деп бµледі.
Микроаѓзалардыњ саны топыраќтыњ экологиялыќ факторларына тєуелді µзгеріп
отырады.
Микроаѓзалар биогеоценоздаѓы зат айналымда мањызды роль
атќарады. Олар органикалыќ ќалдыќтарды минералдап, экож‰йеніњ
биологиялыќ циклдерін жалѓайды.
Жыл сайын ќ±рлыќта µте кµп фитомасса (115-117) ( 1019т синтезделеді,
оныњ т‰сім бµлегіне (20-50) ( 109т келеді. Фитомассаныњ жартысын
жануарлар (6-20() жеп, оны топыраќќа экскремент (10-60() т‰рінде береді.
Т‰рлі єрекеті кезіндегі бµліністері арќылы тамыр жєне тамыр ж‰йесіде
биомассаны толыќтырады. Ол µсімдік фитомассасыныњ 20-90( ќ±райды [5].
Осы органикалыќ заттардыњ айтарлыќтай кµлемі топыраќ микроаѓзалардыњ
єрекеті нєтижесінде минералданады. Олар к‰рделі органикалыќ ќосылыстар
к‰йінен µсімдіктерге сіњімді минералды т‰рге ауысады. Негізгі
ыдыратушылар микроаѓзалар болып табылады. Ыдырау кезіндегі кµміртегі
диоксидініњ 85(-і микроаѓзалар несібесіне, ал 15(-і топыраќ
жануарларына тиеді. Аэробты жаѓдайларда сањырауќ±лаќтар 23-ін,
бактериялар 13 береді. Ары ќарай минералды ќосылыстардан органикалыќ
заттар синтезделеді. Осылайша биологиялыќ айналым ж‰реді.
Органикалыќ заттардыњ трансформациясымен микробты метаболизмніњ газ
тєріздес µнімдерініњ алмасуы топыраќтаѓы микроаѓзалармен І-шілік жєне ІІ-
шілік топыраќ минералдарыныњ µзара єрекеттесуімен ж‰реді. Осы процестіњ
биосфера ‰шін мањыздылыѓын фотосинтезбен молекулалы азот фиксациясымен
ќатар ќоюѓа болады. Себебі минералды элементтер жердегі барлыќ тірі
аѓзалар ‰шін µте ќажет. Олардыњ ќатысуынсыз органикалыќ заттардыњ т‰зілуі
м‰мкін емес. [6].
Топыраќтыњ минералды бµлігі топыраќ микроаѓзаларыныњ тіршілік єрекеті
нєтижесінде т‰зілген, олар органикалыќ жєне бейорганикалыќ ќышќылдыњ,
сілтініњ, ферменттіњ жєне басќа ќосылыстардыњ єсерінен б±зылып отырады.
Мысалы: нитрификация процесі кезінде нитрификациялайтын мкроаѓзалар к‰шті
азот ќышќылын бµледі. Осы процеске ќолайлы жаѓдай туса, 1 жылда
топыраќтыњ 1 га-да 300 кг-ѓа дейін нитрат т‰зілуі м‰мкін болар еді.
Микроаѓзалардыњ тыныс алу процесі кезінде т‰зілетін кµмірќышќыл диоксиді
минералдыњ еруіне тікелей єсер етеді. Мысалы: ерімейтін фосфаттар
кµмірќышќыл газында кµміртегімен судыњ жєне микроаѓзалардыњ µзара єрекеті
нєтижесінде ериді.
Са3 (РО4) + 2 СО2+2Н2О (2 СаНРО4+Са (НСО3)2 (1)
Осы процестіњ ќаншалыќты ќарќынды ж‰руіне байланысты µсімдіктер
ќажетті элементтермен, энергиямен ќамтамасыз етіледі.
Топыраќта органикалыќ ќалдыќтардыњ ыдырауымен ќатар гумификация
процесі де ж‰реді. Осы процестерде микроаѓзалардыњ мањызы зор. Барлыќ
µлі органикалыќ заттар топыраќта биологиялыќ ыдыраумен ќышќылдануѓа –
гумификацияѓа ±шырай отырып, єдетте топыраќты субстраттыњ т±раќты
химиялыќ субстанциясы – гумусты заттарѓа айналдырады. ¤сімдіктер мен
жануарлар ќалдыќтарыныњ гумификациясы кезінде деструкторлардыњ ауысымы
байќалады. Олардыњ т‰рлерініњ ќ±рамы мен даму жылдамдыѓы µсімдіктер мен
жануарлар ќалдыќтарыныњ ќ±рамына кіретін органикалыќ ќосылыстарѓа
байланысты болып келеді. Осы кезде органикалыќ ќалдыќтардыњ ыдырауымен
ќатар жања органикалыќ ќосылыстардыњ синтезделуі ж‰реді. Органикалыќ
ќалдыќтардыњ ыдырау µнімдері кµбіне топыраќтыњ спецификалыќ органикалыќ
заттары – фульво жєне гумин ќышќылыныњ синтезделуіне ж±мсалады.
Фульво ќышќылы топыраќ фаунасы нашар, ќышќылды ортада т‰зіледі. Ал
гумин ќышќылы єлсіз сілтілі, деструкторлары кµптеп кездесетін (єсіресе,
омыртќасыздар мен жауынќ±рттар) топыраќта т‰зіледі. Заттар айналымымен
гумус т‰зе отырып ыдырайтын органикалыќ заттар процесі топыраќта тіршілік
ететін аѓзалардыњ биохимиялыќ ферментативті процесініњ ж‰руініњ нєтижесі
болып табылады. Осы µте к‰рделі ж±мыстарды 1 га жерде бірнеше ѓана
тонна биомассасы бар аѓзалар атќарады. Зат айналымыныњ жылдамдыѓыныњ
жоѓарылауы нєтижесінде деструкторлардыњ биомассалары бірнеше есе µседі
жєне жоѓары µсімдіктердіњ µнімініњ жылдыќ артуына єсер ететінін ескеру
керек [7-10].
Микроаѓзалар биомассасыныњ жањаруы биологиялыќ активті жыл
мезгілініњ єр 10 к‰нінде ж‰реді. Осы бойынша олардыњ зоналы
репродукциясыныњ коэффициенті белгіленген: тундра – 3 (3 ай), тайга - 21
(7 ай), жалпаќ жапыраќты ормандар мен далалы жер - 24 (8 ай), шµлде – 27
(9 ай) жєне тропиктерде - 36 (12 ай).
Гумус топыраќтарда тіршілік ететін аѓзалармен жоѓары µсімдіктердіњ
µзара єрекеттесу жєне єсерлесуі нєтижесінде т‰зіледі. Топыраќ
ќ±нарлыѓыныњ негізі болатын гумустыќ заттардыњ ќ±рылымымен белсенділігі
топыраќ микробиотына тікелей байланысты. Топыраќ микроаѓзаларыныњ газ
тєрізді – атмосфералыќ азотты фиксациялап, µсімдіктер оњай сіњіретін
к‰йге айналдыра алатын ерекше ќасиеттері бар. Топыраќ микроаѓзалары
фиксациялаѓан азот биологиялыќ деп аталады, ал молекулалы азотты
байланыстыратын микроаѓзалар азот фиксаторлары немесе диазотрофтар деп
аталады.
Экож‰йеніњ жылдыќ азотфиксация µнімі шамамен 175-190 млн. т.
ќ±райды. Оныњ 90-10 млн. т. агроэкож‰йеніњ топыраѓына тиесілі. Осыныњ
нєтижесінде биологиялыќ азоттыњ µнімдегі мµлшері: 60-90 (-ке жетеді. Е.Н.
Мишустинніњ мєліметтері бойынша атмосферада немесе адам тіршілік
єрекетініњ ортасында ж‰ретін азотты байланыстыратын биологиялыќ емес
процестіњ нєтижесінде не бары 0,5( фиксацияланѓан азот т‰зіледі.
Азот фиксациялайтын микроаѓзаларды симбиотикалыќ жєне симбиотикалыќ
емес деп ажыратады. Симбиотикалыќ емес микроаѓзалар бос тіршілік
ететіндер (µсімдіктер тамырымен байланыспаѓан) жєне ассоциативтілер
(µсімдік тамырыныњ айналасында, тамыр, топыраќ бетінде тіршілік
ететіндер) деп бµлінеді.
Бос тіршілік ететін микроаѓзалардыњ т‰зетін жылдыќ азот мµлшері
топыраќтардыњ 1 га жерде 10-100 кг-ѓа дейін жетеді. Симбиотикалыќ емес
азотфиксаторларыныњ т‰зетін топыраќ азотыныњ орташа кµлемі 15 кгга.
Ассоциативті азот фиксациясы µсімдіктермен бірлесіп тіршілік ететін
микроаѓзалардыњ тіршілік єрекеттері негізінде т‰зіледі. Б±л жаѓдайларда
т‰зілетін азоттыњ кµлемі ризосфераѓа т‰сетін органикалыќ заттармен
энергияныњ сапасымен мµлшеріне байланысты. Б±л процесс фотосинтез
процесімен тыѓыз байланысты. Симбиотикалыќ азот фиксатор (т‰йнек
бактериясы) µсімдік ±лпаларында тіршілік етіп, µсімдік тамырларымен
жапыраќтарда ерекше µсінділер-т‰йнектердіњ т‰зілуін ќамтамасыз етеді. Осы
т‰йнектерде атмосфера азоты фиксацияланады. Осы µсінділер бактериод деп
аталады жєне б±ршаќ т±ќымдас µсімдіктердіњ азот фиксациялайтын
органеллалары болып табылады.
Е.Н.Мишустинніњ есептеуі бойынша т‰йнек бактерияныњ ќатысуымен ж‰ретін
симбиотикалыќ азот фиксациясы 1 га жерге 60-300 кг дейін азот береді.
Атмосфералыќ азоттыњ фиксациясы кезінде атмосфера, су ќоймалар, топыраќ
ластанбайды.
Топыраќ микроаѓзаларыныњ атмосфералыќ азотты сіњіру ќабілетін
ескере отырып, оларды биопрепаттар жасауда ќолданылады. Егер алѓаш
жасалѓан биопрепараттар, мысалы: нитрагин, симбиотикалыќ микроаѓзалар
(т‰йнек бактериялары) негізінде жасалса, ќазіргі кезде симбиотикалыќ емес
микроаѓзалар (klebsiella, Rhizobium т.б.) негізінде белсенді
биопрепараттар жасалуда.
Жоѓары µсімдіктердіњ тіршілігіне ќажетті алуан т‰рлі заттар
микробты биомассаныњ ќ±рамына кіреді. Олар єсіресе азотќа µте бай. Оныњ
микроаѓзалар клеткасындаѓы мµлшері 12(-ѓа жетеді, ал Р2О5 – 3 (, К2О –
2,2(-ын ќ±райды.
Микробты биомассаныњ биохимиялыќ ќ±рамы да алуан т‰рлі болып келеді.
Оныњ ќ±рѓаќ заттарына: аќуыз-53(, ќант - 16(, нуклеин ќышќылы – 18(,
майлар - 10(, ферменттер - 3(, витаминдер, антибиотиктер жєне басќа да
µсімдікке ќажетті ќосылыстар кіреді.
Топыраќтыњ жыртылатын ќабатыныњ 1 га-да жыл бойы микроаѓзалар 400г
тиамин, 300 г пиридоксин жєне 1 кг никотин ќышќылын синтездейді.
Топыраќќа Azotohaсter ќосќанда витаминдер мµлшері 5 есе артады [8,11-
16].
Топыраќ - µсімдік ж‰йесінде микроаѓзалар µсімдіктіњ физиологиялыќ
к‰йініњ индикаторы болып табылады. Топыраќ микроаѓзаларыныњ ќоршаѓан
ортаныњ аздаѓан µзгерістеріне сезімталдыѓымен жоѓары ферментативті
белсенділігі оларды экож‰йеніњ к‰йімен ондаѓы улы ќосылыстардыњ
біртіндеп нашарлауыныњ индикаторы ретінде ќолдануѓа м‰мкіндік береді.
Топыраќ микроаѓзаларыныњ осы ќасиеттері ќазіргі экологиялыќ
зерттеулерде, єсіресе экож‰йеніњ улы заттар єсерінен µзгеріске ±шырауын
алдын-ала болжауда мањызы зор. Кµптеген топыраќ экологиялыќ факторлардыњ
ішінде, мысалы физикалыќ, химиялыќ, агрохимиялыќ жєне биологиялыќ,
соњѓылары топыраќ-µсімдік ж‰йесінде µсімдіктіњ физиологиялыќ к‰йін
барынша жаќсы сипаттайды. Осы берілген жаѓдай К.А.Тимирязев атындағы
Мәскеу ауылшеруашылық академиясыныњ орманды тєжірибелі саяжайындаѓы
негізгі орман т‰зілушілерініњ к‰йін баќылаѓанда дєлелденген. Мысалы:
белсенді физиологиялыќ к‰йдегі жас кµшеттерде жетілген аѓаштарѓа
ќараѓанда микробтыњ биомасса кµлемі жоѓары болып келеді. ¤сімдік к‰йін
кµрсететін микробтыњ биомасса салмаѓыныњ кµрсеткішініњ жоѓары
сезімталдылыѓы топыраќ - µсімдік ж‰йесінде биологиялыќ айналымыныњ
интесивтілігімен т‰сіндіріледі. Неѓ±рлым µсімдік к‰йі белсенді (яѓни,
µсімдік жас) болса, соѓ±рлым бихимиялыќ процестер жылдам ж‰реді. Осыныњ
нєтижесінде топыраќта тіршілік ететін микроаѓзалар ‰шін ќажетті ќоректік
энергия болып табылатын тамыр т‰зілістерініњ ќалыптасуы ж‰реді. Микробты
биомассаныњ санын Я.П. Худяков формуласы бойынша аныќтайды. Орташа
бактериалды жасушалар массасын 2,92 ( 1012 г деп алады. Шартты т‰рде осы
жасушалардыњ 75( - і µледі деп есептелінеді. Осы шарттар орманды
экож‰йеде бекітілгенімен, олар агроэкож‰йе к‰йіне де сєйкес келеді.
Осылайша µсімдіктердіњ физиологиялыќ к‰йін сипаттайтын микробтыќ
биомасса саны топыраќ-µсімдік ж‰йесініњ т‰зуші кµрсеткіші болып
табылады [17-19].
Микроаѓзалар µздерініњ т‰р алуандылыѓымен сезімталдыѓы арасында
экож‰йе к‰йініњ индикаторы бола алады. Мысалы: биогеоценоз улы ауыр
заттармен ластанѓанда топыраќ тыѓыздыѓы, ондаѓы микробиологиялыќ комплекс
кµрсеткіші µзгереді. Мысалы: жоѓары антропогенді єсерге ±шыраѓан
‰лескілерде аэробты гетеротрофты микроаѓзалар саны 7-10 есе азайѓан.
Сондай-аќ топыраќ-µсімдік ж‰йесіндегі азот айналымы да микроаѓзалардыњ
терењдікке таралуы да (єсіресе: dosus –тыњ ±рыќтары) µзгереді. Табиѓи
ќ±рылымды топыраќтарда (тыѓыздыѓы 0,6-1,0 гсм3) берілген т‰р ±рыќтары
тыѓыздыќ жаѓдайына жаќсы бейімделген кезде ѓана, терењдікке еніп, онда
дамиды.
Экож‰йеде рекрационды салмаќтыњ артуы (тыѓыз 1,3-1,8 гсм3)
топыраќтыњ тыѓыздыѓына єкеледі. Соныњ салдарынан Васillius dosus
±рыќтарыныњ терењдікке енуі тµмендейді. Тыѓыздалумен ластану єсерінен
актиномицеттердіњ репродуктивті функциясы б±зылады да, олардыњ
аспорогенді формалары Niger тобы артады. Ќарастырылѓан жоѓары
индикациялыќ кµрсеткіштерді шымды-к‰лгін топыраќтарда ж‰ргізілген
модельді тєжірибелер нєтижелері де дєлелдейді. Мысалы: топыраќта
ќорѓасынныњ артуы: экож‰йе ќызметтерін айтарлыќтай тµмендетеді (ол
µсімдіктіњ топыраќ асты жєне топыраќ ‰сті м‰шелерініњ µсу жылдамдыѓыныњ
тµмендеуінен кµрінеді), бацилдердіњ т‰р алуандылыѓыныњ тµмендеуімен
патогенді сањырауќ±лаќтардыњ кµбеюі, зарарсыз актиномицеттердіњ азаюымен
олардыњ Niger тобыныњ артуынан кµрінеді. Алынѓан нєтижелерді топыраќ
“денсаулыѓын”, экож‰йе т±раќтылыѓын баѓалаѓанда пайдалануѓа болады.
Микроаѓзалардыњ жоѓары ферментативті белсенділігі олардыњ
топыраќтаѓы уытты заттардыњ ыдырау графигі мањыздылыѓын кµрсетеді. Ыдырау
процесі улы заттардыњ байланысќан т‰рге немесе олардыњ улылыѓы тµмендеген
ќосылыстарѓа ауысуымен іске асады. Осы кезде микроаѓзалар улы заттардыњ
байланысќан т‰рін болмаса улылыѓы тµмендеген ќосылыстарын µсіргіш жєне
энергия материалы ретінде ќолданылады.
Экологиялыќ таза жєне зиянсыз ауылшаруашылыќ µнімдерін алу ‰шін,
топыраќ биотыныњ ќалыптасуы мен дамуына ќолайлы жаѓдай туѓызу керек.
Топыраќтыњ биохимиялыќ ќасиеттерін кµрсететін микробты бірлестіктер
негізінен белгілі бір экологотрофты бірлікті ќ±райтын бірге тіршілік
ететін аѓзалардыњ єр т‰рлілігі. Экож‰йеніњ басќа компонентіне ќараѓанда
микробты бірлестіктер ауылшаруашылыќ экож‰йесін игеру кезіндегі
экологиялыќ жаѓдайлардыњ µзгерісіне жєне басќа да антропогенді єсерлерге
сезімталдылыѓы µте жоѓары. Антропогенді салмаѓыныњ артуынан микробты
бірлестіктер тµрт адаптивті аймаќ ауысымында кµрінетін структуро-
функционалды µзгерістерге ±шырауда. Берілген жаѓдайѓа бейімделуін
ќамтамасыз ететін топыраќтыњ микробтыќ бірлестігініњ белсенді ќызмет
ететін µзгерістерін аныќтайтын єрќайсысыныњ µздеріне тєн єсер етуші
салмаќ аралыќтары болады.
Техногенді ластанған торыақты емдеу агроэкож‰йеніњ мањызды бір
бµлігі болып табылады. Оныњ µнімділігі ауыл шаруашылыѓыныњ тµзімділігін
кµрсетеді. Табиѓи экож‰йеде фитоценоз µнімділігі ішкі механизммен
реттелетін болса, агроэкож‰йеде б±л процесс адаптацияныњ т‰рлі аграрлыќ
єрекеті т‰ріндегі баќылау мен басќаруды талап етеді. Сондыќтан да
µсімдіктер онтогенез кезінде антропогенді єсерлердіњ тікелей немесе
жанама т‰рлеріне шалдыѓып отырады. Б±л жаѓдай т‰сімніњ артуына єкеле
бермейді. Агроэкож‰йеніњ т±раќты кµрсеткіші ретінде белгілі бір уаќыт
аралыѓында берілген µнім дењгейін ±стап т±ру метеожаѓдайдыњ
ауыспалылыѓынан, атмосфералыќ ауаныњ ластануынан, ќышќыл жањбырдыњ
жаууынан, топыраќтыњ ластануынан, топыраќ уыттылыѓыныњ байланысымен
топыраќ микроаѓзаныњ ќажу реакциясынана, ауруларѓа, зиянкестерге, арам
шµптерге ќарсылыѓы тµмен µсімдіктердіњ µсірілуінен, олардыњ
пестицидтерге бейімделуінен жєне де басќа себептерден ќиындайды.
Факторлар єсер ету т‰ріне ќарай шектеуші, ќалыпты, оптимальды,
шаршатушы болып бµлінеді. ¤сімдіктердіњ єрбір табиѓи немесе антропогенді
факторларѓа реакциясы барлыќ биологиялыќ ж‰йелерге тєн белгілі бір
тєуелділік ќисыќ сызыѓына баѓынады. Осы тєуелділік ќисыќ сызыѓында
µсімдік реакциясы типіне сєйкес келетін бірнеше аймаќтар кµрінеді.
¤сімдіктердіњ енгізілген азот мµлшеріне реакциясы 3 типке бµлінеді:
кинетикалыќ, физиологиялыќ, метаболитті. Бірінші тип реакциясы
µсімдіктіњ азотпен ќалыпты жєне шектеуші ќамтамасыз етілуіне тєн,
екіншісі ќалыпты жєне оптимальдісін, ‰шіншісі ќалыпты жєне кинетикалыќ
аймаќта µсімдіктер азот концентрациясыныњ артуына белсенді т‰рде жауап
береді. Ќолданылатын тыњайтќыштардыњ мµлшеріне байланысты µсімдіктердіњ
µнімділігі, тыныс алуы, аќуызды ќосылыстыњ синтезі, µсу процестері
артады.
Физиологиялыќ аймаќта µсімдіктер максимальды µнім бере алады, біраќ
енгізілетін азот мµлшерінен ќ±рѓаќ зат µсімі азаяды. Осы аймаќ
шегіндегі µсімдік аѓзасындаѓы физиологиялыќ µзгерістер патологиялыќ
жаѓдайѓа дейін жетеді.
Метаболитті аймаќќа µсу процесініњ шектелуі тєн. ¤сімдіктерде
метаболизмніњ аралыќ µнімдері жиналып, сіњірілген азот, нитраттардыњ кµп
бµлігі метаболиттенбей, хлорофилдердіњ т‰зілуімен фотосинтездіњ ж‰руі
тµмендейді, минералды заттармен кµмірсулардыњ алмасуы б±зылады.
Нєтижесінде µсімдіктердіњ µнімділігі тµмендейді. Осы аймаќтарда µсетін
µсімдіктер зиянкестермен т‰рлі ауруларѓа шалдыќќыш келеді. Олардыњ µнімі
гигиеналыќ жєне технологиялыќ талаптарѓа сай келмейді. Метаболитті
реакция типініњ кµп белгілері ќ±рамында ќоректік минералды элементтер
мµлшерден тыс кµп болатын немесе керісінше сол элементке м±ќтаж
µсімдіктерде байќалады. ¤сімдіктердіњ м±ќтаждыќ немесе мµлшерден тыс
ќорек режимін ќалпына келтіру оњай (1-ші жаѓдайда минералды тыњайтќыштар
немесе 2-ші жаѓдайда сабан енгізу арќылы) жєне б±л жаѓдайлар
агроэкож‰йеніњ т±раќтылыѓыныњ б±зылуына єкелмейді.
Ауылшаруашылыќ даќылдарын µсірудіњ экологиялыќ ќауіпсіз
технологиясын ќолдану ќазіргі уаќытта да мањызды роль атќарады. ¤йткені
олар табиѓатты пайдаланудыњ мµлшерлі бастауына сєйкес келеді. Мысалы:
оларѓа азотты тыњайтќыштыњ жергілікті ќолдану технологиясы жатады. Б±л
тыњайтќыштар топыраќтыѓы тамыр мекендейтін ќабатындаѓы азот айналымын
реттейді, онтогенез барысында µсімдіктіњ топыраќтыњ азотымен азотты
тыњайтќыштарды ќолдануын реттеп, т‰сімніњ оптимальды сапасыныњ
кµрсеткішініњ артуына баѓытталѓан єсер етеді. Азотты ќосылыстыњ
шоѓырлануы “топыраќ-µсімдік” ж‰йесіне жаќсы єсер етеді жєне осы жаѓдай
µсірілетін даќылдарыныњ ќолайсыз абиотикалыќ факторѓа тµзімділігін
арттырады.
Егер т±ќым себумен тыњайтќыштарды енгізу бір мезгілде ќ±рамалы
сепкіш арќылы ж‰ргізілетін болса, жергілікті ќолдану техникасына сєйкес
азотты тыњайтќыштарды топыраќќа терењдігі 10-12 см жєне себілетін
т±ќымдар ќатарынан 6-7 см ќашыќтыќта енгізеді. Жергілікті ќолдану
кезінде тыњайтќыштарда берілген терењдікке жіњішке лента тєріздес етіп
енгізеді. Егер тыњайтќышты даќылдарды себер алдында енгізетін болса, онда
оларды себілетін т±ќым ќатарларына перпендикуляр орналасады. Дєнді
даќылдар ‰шін тыњайтќыштар лентасыныњ аралыѓы 15 см, отамалы даќылдар да
30 см болуы керек [10].
Техногенді єсерлердіњ алуан т‰рлілігі, антропогенді салмаќтыњ
артуымен кµлемініњ кењеюі, топыраќтыњ негативті µзгерістері топыраќ
патологиясы туралы айтуѓа негіз болады. Осы сияќты ќазіргі
агроэкож‰йеде т‰рлі антропогенді єсерлерден топыраќ ауруѓа ±шыраѓан.
Агроэкож‰йеніњ б±л к‰йі жерді пайдаланумен агроэкож‰йені культивациялау
кезіндегі адаптацияныњ стратегиялыќ жєне тактикалыќ єрекеттерімен тікелей
байланысты. Ќазіргі тањда ѓылыммен практикада биоремедиацияны пайдалану
мен басќарудыњ ќарама-ќарсы екі концепциясы ќалыптасќан. Олар
егіншіліктіњ дєст‰рлі жєне биологиялыќ ж‰йелері негізінде ќ±рылѓан.
Агрохимикаттарды кењ ќолданумен ж‰ретін егіншіліктіњ дєст‰рлі ж‰йесі -
биоремедиацияныњ жоѓары µнімділігініњ шарттарымен т‰сіндіріледі. Осы
концентрацияныњ агрономиялыќ жєне экономикалыќ критерийлері бар. Бірінші
жаѓдайда ауылшаруашылыќ даќылдарыныњ µнімдерініњ артуы ќарастырылса,
екінші жаѓдайда алынѓан µнімніњ материалды жєне финансты шыѓындарды µтеуі
ќарастырылады.
Егіншіліктіњ дєст‰рлі ж‰йелерін к‰шейту агроэкож‰йе компонентініњ
деградацияѓа ±шырауын болдырмаумен ќатар топыраќтыњ табиѓи ќ±нарлылыѓыныњ
жойылуын тµмендетеді. Ќоршаѓан ортамен топыраќтыњ табиѓи тµмендеуіне
єкелетін пестицидтерді, тыњайтќыштармен мелиоранттарды артыќ мµлшерде
пайдалану, жоѓары ылѓалдылыѓымен сипатталатын аймаќтарда ауыр техниканы
пайдалану, топыраќ мелиорациясымен даќылдарды µсірудегі аймаќтыќ
технологиялыќ б±зылуы, оларды пайдаланудыњ мµлшері мен сапасын
ескермейтін экстремальды егіншілікке тєн. Шын мєнісінде интенсивті
егіншілікте даќылдар т‰сімін арттыру аймаќтыњ топыраќтыќ - экологиялыќ
ерекшеліктерін ескеретін топыраќты химизациялаумен µсімдіктерді ќорѓаудыњ
биологиялыќ єдістері арќылы іске асады. Осы жаѓдайлар тєжірибе т‰рінде
дєлелденгенмен неге ауылшаруашылыќ технологиясымен аграрлы секторлары
жаќсы дамыѓан елдерде экологиялыќ жаѓдай нашар? - деген орынды с±раќ тууы
м‰мкін. Осыныњ µзі егіншіліктіњ дєст‰рлі ж‰йесіне деген к‰мєн туѓызып,
оныњ орнына биологиялыќ ж‰йені ќолдану керек екенін кµрсетеді.
Егіншіліктіњ осы ж‰йесініњ алѓашќы даму сатыларында инсектицидтер
орнына µсімдіктерді ќорѓаудыњ биологиялыќ жєне агрономиялыќ єдістерін
ќолдану арќылы µсімдік шаруашылыѓыныњ µнімдерініњ сапасын арттыру басты
баѓытќа алынѓан еді. Соњѓы жылдарда егіншіліктіњ биологиялыќ ж‰йесініњ
ќоршаѓан ортаныњ экологиялыќ таза концепциясы ретінде кењ ауќымды кµлемде
ќарастыруда. Егіншіліктіњ биологиялыќ єдістерін енгізу экономикалыќ
кµрсеткіштіњ тµмендеуіне, энергия шыѓыныныњ µсуіне, ж±мыстыњ кµбеюімен
ќиындауына єкеледі. Егіншіліктіњ биологиялыќ ж‰йесінде минералды
тыњайтќыштардан бас тарту нєтижесінде µнімніњ 40(-ін µндіре алмайды,
біраќ ењбек шыѓыны 25-30(-ке артады. Біраќ егіншіліктіњ биологиялыќ
ж‰йесінде идеялардыњ сенімді теориясы болмауынан тєжірибеге енегізу ќиын.
Мысалы: осы ж‰йеде биологиялыќ идеяларына сєйкес топыраќќа азот
органикалыќ т‰рде енгізіледі (ќ±рамында мочевина кµп мµлшерде болатын
жануарлар экскременті т‰рінде). Сонымен ќатар б±л ж‰йеде синтетикалыќ
жолмен алынѓан мочевинаны ќолдануѓа тыйым салынѓан. Б±дан басќа,
биологиялыќ егіншілікте µсімдік шаруашылыѓыныњ µнімін µндіру кµлемін
ќысќарту есебінен егістік аудандарды кµбейтіп, экож‰йені шыѓынѓа
±шыратуда. Сондыќтан да егіншіліктіњ дєст‰рлі ж‰йесінде аудан бірлігіне
т‰сетін аграрлы салмаќ биологиялыќ егіншілікке ќараѓанда тµмен болуы
м‰мкін.
Осы екі ќарама-ќарсы концепциялардыњ кемшіліктерімен артыќшылыѓын,
агроэкож‰йеге т‰сетін антропогенді ќысымныњ т‰рлерімен ауылшаруашылыќ
µндірістіњ ќызметін к‰шейту, сонымен ќатар ќоршаѓан ортаныњ нашарлауын
ескере отырып, егіншіліктіњ жања ж‰йесін іске ќосу керек. Іске
асырылатын ж‰йе тек ќана агрономиялыќ жєне экономикалыќ тиімділігімен
емес, сонымен ќатар табиѓи ресурстарды жањѓыртумен саќтауды ќамтамасыз
ететін экологиялыќ, технологиялыќ, энергетикалыќ жаѓынан тиімді болуы
ќажет.
Єрбір жаѓдайда критерийлер ж‰йесі µнім сапасы, физиологиялыќ нєтижелер
сияќты кµрсеткіштерді ќосу арќылы кењеюі де, керісінше ќысќаруы да
м‰мкін. Келтірілген критерийлердіњ кµмегімен агроэкож‰йеніњ ќызметі
туралы толыќ мєлімет алуѓа болады, біраќ оларды бірлестіріп ќолдану
бірќатар ќиыншылыќтарды туѓызады. Біріншіден, бір критерий негізінде
жасалѓан нєтижелер екінші критерийлерден алынѓан нєтижеге сєйкес келмеуі
м‰мкін. Екіншіден, критерийлер ќатарын ќ±ру мен олардыњ ќасиеттерін
сипаттайтын табиѓи жєне антропогенді факторлардыњ агроэкож‰йе
компонентіне єсерін баѓалау біршама ќиын болып т±рады. Мысалы,
агроэкож‰йеніњ берілген бір критерийі бойынша максимальды нєтижесі оныњ
ќызметінде нашар жаќтарыныњ жоќ екенін кµрсетпейді, мысалы: минералды
тыњайтќыштармен жерді химияландырудыњ мµлшерін ќалыптан тыс кµбейту
арќылы т‰сімді максимальды жоѓарылату ќоршаѓан орта жаѓдайларыныњ
б±зылуымен ќатар ж‰реді.
Эрозияѓа ќарсы іс-єрекеттер ќоршаѓан орта сапасыныњ жаќсаруымен
агроэкож‰йе ресурстарыныњ саќталынѓан бірден-бір ќ±ралы болып табылады,
біраќ аѓымдаѓы жєне капиталды шыѓындардыњ µсуіне байланысты шайылудыњ
минимальды нормасына жету м‰мкін емес. Агроэкож‰йеніњ тµзімділігін
арттырудаѓы єрекеттерді іске асыру ‰шін µнім сапасымен кµлемі арасындаѓы
µзара келісімділікті, табиѓи жєне техникалыќ шыѓындардыњ мµлшерімен
ќоршаѓан ортаѓа єкелетін зияндыѓын ескеру ќажет. Осы параметрлер
бірігіп егіншіліктіњ ќазіргі жања - адаптивті т‰рін сипаттайды. Ќайсы
бір критерийдіњ басымдылыѓын кµрсететін егіншіліктіњ альтернативті т‰ріне
ќараѓанда, адаптивті-компромисті егіншілік т‰рі критерийлер тепе-
тењдігін ќалыптастыруѓа негізделген биологиялыќ жєне дєст‰рлі
егіншіліктіњ аралыѓы болып табылады. Адаптивті-компромисті егіншілікте
µсімдіктерді минералды ќоректермен барынша ќамтамасыз ету басшылыќќа
алынѓан. Осы стратегиялыќ шешімдерді іске асыру µнім сапасыныњ артуымен,
осы кµрсеткіштердіњ саќталуын, µнім бірліктерініњ ќалыптасуына топыраќпен
тыњайќыштардыњ ќоректік заттарыныњ µзіндік шыѓынѓа ±шырауын тµмендету мен
ќоршаѓан ортаѓа минимальды салмаќ т‰сіруін ќамтамасыз етеді.
Критерийлерді ќалыптастыруда агроэкож‰йелерді б‰тіндей жєне жеке
компоненттерініњ ќызметтерін баѓалау ‰шін т‰рлі параметрлер ќолданады.
Агроэкож‰йедегі µзгерістерді баѓалаудыњ негізгі т‰рі - параметрлерді
салыстыру. Сєйкес стандартты таблица ќ±рылып, онда орта жаѓдайына ќайсы
бір фактордыњ єсер етуі мен єсер етпеуініњ айырымы белгіленеді.
Біраќ б±л салыстыру єдісі кµбіне д±рыс бола бермейді. ¤йткені ол табиѓи
жєне ауылшаруашылыќ экож‰йеніњ алѓашќы айырмашылыѓын кµрсетпейді,
сондай-аќ адам єрекетініњ т‰рлі формаларымен агроэкож‰йеніњ оларѓа
жауаптарын кµрсетпейді. Сондыќтанда агроэкож‰йе ќызметтерін баѓалау ‰шін
арнайы критерийлер ќатарын ќолданады [11,20-22].
Ауылшаруашылыќ єрекетініњ агроэкож‰йеге єсерін баѓалау ‰шін критерий
ретінде егіншініњ экологиялыќ кµрсеткішін ќолданады. Оны есептеу ‰шін
келесі сипаттар ќажет. [14].
Даќыл т‰сімі жєне оныњ кµлемі , олардыњ гумустену коэффиценті,
гумусты минерализациялау массасы жєне ањыздыќ ќалдыќтар кµлемі, эрозия
єсерінен шыѓындалѓан гумусты заттардыњ массасы, µнімніњ ќалыптасуына
кеткен гумус массасы, ауыспалы егістегі айналымдардаѓы даќылдардыњ
ќайталануы жєне ауыспалы егістегі формалар берілген даќыл бµлігі. Осы
параметрлерді модельде ќолданѓан кезде, ауыспалы егістіњ техникалыќ
даќылдармен ќаныѓуы жєне эрозия нєтижесінде гумустыњ белсенді шыѓындалуы
ж‰ретіндігі жєне егіншініњ экологиялыќ кµрсеткішініњ тµмен болуы
ќолданыстаѓы егістіњ жеткіліксіз экологиялыќ ж‰йе екенін дєлелдейді.
Экож‰йеніњ экологиялыќ жаѓдайларымен ластаушыларѓа ќарсы топыраќ
тµзімділігініњ индикаторы ретінде топыраќ бµлшегімен топыраќ рН-ныњ
ќолданылуы, топыраќтыњ ќажу сыйымдылыќтарын аныќтайды. Минералды
тыњайтќыштарѓа µсімдік реакциясын агрономиялыќ жєне физиологиялыќ
нєтижесі, сондай-аќ ќоректік заттарды сіњіру нєтижелері кµрсетеді[23-25].
Бірінші жаѓдайда, негізгі µнім т‰сімініњ артуына кеткен тыњайтќыштыњ
ќоректік заттарын аныќтау, екіншісінде, т‰сімніњ ќалыптасуына кеткен
ќоректік элементтердіњ ќосымша шыѓыны, µсімдіктердіњ ќолданылѓан
тыњайтќыштардан сіњірген формалары мен ќоректік заттар элементтерініњ
олардыњ мµлшеріне ќатынасы. Агроэкож‰йеде макроэлементердіњ жоѓары
кµрсеткішін есептейді.
1.2.Топырақ биотасының тіршілігіне топырақтың техногенді ластануының әсері
Топырақта тіршілік ететін тірі ағзалардың зат және энергия алмасуы
тек қана өзара емес, сонымен қатар топырақтың басқа да құрама бөліктерімен
байланысты болады.
Микроағзаларды зерттеудің негізін қалаған И.В.Вернадский топырақтың
пайдалы генофондын кез-келген ластану түрлерінен сақтаудың мәселелерін
шешудің өте маңызды екендігін атап өткен. Ол топырақ биотасының тіршілігі
және сонымен қатар топырақ ағзалардың химиялық құрамының арасындағы
байланыстарды көрсеткен.
Барлық топырақ биотасы келесі топтарға жіктеледі:
1.микрофлора - бактериялар, актиномицеттер, саңырауқұлақтар, балдырлар.
2.микрофауна (0,002-0,2 мм) - инфузориялар, тамыраяқтылар.
3.мезофауна (0,2-2,0 мм)- - нематодтар, кенелер.
4.макрофауна (2-20 мм) - энхитреидтер, моллюскалар, қоңыздар және олардың
личинкалары.
5.мегафауна (20-200 мм) - жауын құрттар, омыртқалылар.
6.топырақта уақытша мекен ететіндер - тышқан тәрізділер, және т.б.
Топырақтың тірі ағзаларына ауыр металдардың әсер ету механизмі әлі
күнге дейін дәл анықталмаған. Қазіргі уақытта ауыр металдардың түрін
құрамына, санына, микроағзалардың биомассасына, биохимиялық процестерге -
нитрификация, аммонификация, минерализациясына және ферменттердің
белсенділігіне әсер ететіндігі анықталған. Жүргізілген зерттеулердің
әрқилылығына қарамастан алынған қорытындылардың барлығы кез-келген
топырақтың техногенді ластануы биохимиялық процестердің интенсивтілігін
төмендететінін көрсетті.
Әртүрлі топырақтардағы ауыр металдардың улылығын олардың целлюлозаның
азотфиксация, нитрификация және минерализация процестеріне әсер етуі
бойынша бағалауға арналған зерттеу үлкен қызығушылыққа ие. Зерттеушілер
атап өткендей, қара топыраққа да, сұр топыраққа да азотфиксацияның
белсенділігіне басқа элементтермен (Pb, Zn, Cd) салыстырғанда Cd-дің
уаттылығының әсері жоғары болады екен. Топырақтағы Cd-дің максимальді әсері
1мгкг болған жағдайда байқалған. Концентрацияның әрі қарай жоғарылауы
топырақтағы азотфиксацияның белсенділігіне айтарлықтай әсері байқалады.
Қорғасынның 1-10 мгкг концентрациялары аралықтарында болған жағдайда
азотфиксация процесіне қорғасынның әсері анықталмады, керісінше өте аз
конценрацияда бәсең байқалады.
Топырақта қорғасын аз концентрацияда болған жағдайда нитрификация
және аммонификация процестерінің тезделетіндігін басқа да зерттеушілер
байқаған.
Зерттеулер көрсеткендей ауыр металдардың уыттылық дәрежесі топырақтың
химиялық құрамы және оның физика-химиялық қасиеттеріне байланысты болып
келеді. Мысалы, азотфиксация процестерінің белсенділігіне қорғасынның әсері
қаратопырақтармен салыстырғанда сұр топырақтарға күштірек әсер етеді. Бұл
процесс жоғары концентрацияларда да (10мгкг) байқалған. Сұр топырақтардағы
азотфиксация процесінің төмендеуіне басқа да ауыр металдар (Zn, Сu)
айтарлықтай әсер етеді. Қара топырақтардағы ауыр металдардың уыттылығының
төмен болуы негізінен олардың топырақтың кешен түзуші органикалық
бөліктеріне түсіп уыттылығы төмен немесе уытты емесе қосылыстарға айналуы
болып есептеледі. Осыған байланысты сұр топырақтар қарашірікке кедей
болуына қарай оған түскен ауыр металдардың уыттылығы сақталады.
Топырақтың ластануы микроағзалардың санына әсерін зерттеген
Е.Е.Азиев, М.М.Уоров т.б. зерттеушілер қызықты мәліметтер алды.
Табиғи жағдайы әртүрлі екі ауданнан алынған топырақтардағы
микробиологиялық зерттеулердің нәтижелері ластаушы заттарды анықтауға
микроағзалардың индикатор бола алатын түрлерін көрсетті, мысалы ластанған
қара топырарда сезімтал индикатор ретінде актиномицеттер, азотбактериялары
және Lipomyces түрінен ашытқыларды қолдануға болады. Ластану дәрежесі
жоғарылаған сайын олардың саны да кенеттен жоғарылайды. Бірақ, бұл аталған
микроағзалар сұр топырақтардың ластану дәрежесін көрсете алмайды, тіпті
олардың ластанбағандығының белгісі де бола алмайды.
Көптеген зерттеушілердің топырақтағы ауыр металдардың
уыттылығына баға беру кезінде микробиологиялық белгілерді қолдануды
ұсынады, ал кейбіреулері бұған қарсылық білдіреді. Зерттеушілердің
нәтижелері топырақтың ауыр металдармен ластануының салдарынан көптеген
споралы бактериялар және микобактериялардың, актиномицеттердің,
саңырауқұлақтардың санының кенттен төмендеуіне, тіпті кейбір түрлердің
жойылып кетуіне алып келетіндігін көрсетті.
Жоғарыда атап өтілгендей, автокөлік газдарының құрамынан шыққан ауыр
металдар жол жағалауларында майда бөлшектер түрінде ауа ағындарымен
аэрозольдар құрамына еніп, 100 метрге дейінгі жерлерді ластайды. Топыраққа
түскен ауыр металдар жиналып тек қана өсімдіктер мен микроағзаларға ғана
кері әсерін тигізіп қана қоймай, сонымен қатар сол жерде мекен ететін ірі
жануарларға да кері әсері байқалады.
Зерттеулердің нәтижесі Zn, Cd, Pb және т.б. ауыр металдар қоңыз,
жауын құрты, құмырсқа денелерінде жиналу қабілеті (кумулятивті) бар
екендігін көрсетті. Мысалы, зерттеуге алынған жерді құрамында кадмиі бар
сумен өңдегенде жауын құрттардың денесінде 2 сағаттың ішінде оның мөлшері
10 есеге көбейгендігі байқалды. Жауын құрттары және т.б. жануарларауыр
металдарды өздерінің ұлпаларында реттеуге қабілетті. Жауын құрттары Zn, Cd,
Pb өз денесінен жақсы өткізеді.
Топырақтың ауыр металдармен ластануы жануарлардың ағзаларында
морфологиялық өзгерістерге және санының күрт төмендеуіне алып келеді.
Денесінің қысқаруы, қанаттарының ұзындығының өзгеруі және көптеген
уынаяқтылардың ттүрлерінің өзгеруіне алып келуі мүмкін.
Мысалы, жүргізілген зерттеулердің нәтижесінде жол жағалауыандағы
жауын құрттардың орта есеппен 8,5 есеге, өрмекші тәрізділердің - 10,
стофилиниттердің 2,3-2,5 есеге санының төмендегені анықталған Ал, керісінше
автокөлік жүретін жол жағалауларында фитофагтардың саны жоғарылаған.
Ауадағы уытты заттардың концен рациясының жоғарылауы өсімдіктерді зақымдап,
олардың тез көбеюіне жағдай жасайды.
1.3.Балдырлардың шығу тегі және олардың эвалюциясы.
Балдырлардың шығу тегі әлі күнге дейін толық анықталмаған. Олардың
типтерінің арасындағы туыстық байланыстар туралы әртүрлі көз қарастар бар.
Палентологиялық қазба қалдықтар балдырларды жер бетінде алғашқы пайда
болған организмдердің бірі екендігін дәлелдейді. Олардың ішінде жасыл
балдырлардың қалдықтары ең ерте гиологиялық бқабаттардан девон және селор
дәуірлерінен белгілі. Қазіргі кездегі көптеген мәліметтерге қарағанда
өсімдіктер дүниесінің тарихи дамуында балдырлар ең алғашқы өсімдіктер деп
саналады. Алғашқы пайда болған органьизмдер сапрофидтер болуы мүмкін.
Сапрофидті организмдер екі бағытта дамуы ықтимал. Бірінші бағытта жалпы
эвалюциясы күрделену бағытына қарай жүргенімен түссіз формаларын сақ таған.
Эвалюцияның екінші бағыты боялған организмдерді түзуге қарай бағытталған.
Клеткалары пигментке боялған организмдер бірінші рет өсемдіктер дүниесінің
бастамысын оның ішінде балдырларды берген болуы керек. Бұлардан көк жасыл
вегетативтік кезінде талшығының болуына байланысты қозғалғыш келетін бір
клеткалы хризомоноадалолар, эвгленалар, перофидтер және әртүрлі талшықтылар
дамуы мүмкін. Балдырлардың барлығыда жынысты көбеюуінің болмауы, олардың
құрлысының қарапайым екендігін дәлелдейді.
Көк жасыл құрылысы көбеюуі және кей біреулерінің микостровты
қоректенулерінің болуы, олардың бактериялармен филогенетикалық
байланыстарының бар екендігінде дәлелдейді. Бұл ұқсастықтарына қарағанда,
көк жасыл балдырлар мен бактериялар қарапайым организмдерден шығуы тиіс.
Көк жасыл балдырлар қозғалыс кезінің болмау жағына және пигменттерінің
құрамына байланысты қызыл балдырларға жақындайды. Алайда клеткалы
құрылысына қарағанда олардан алшақ тұрады. Дегенмен, олардың арғы
тектерінде бір туыстық байланыстың болуы мүмкін.
Талшықты балдырлардың ішінде эвгленалар ерекше орын алады. Бұлардың
басқа балдырлармен тікелей байланыстары жоқ. Монада құрылысына қарағанда
кейбір жасыл балдырлармен байланыстары болуы ықтимал. Перофитті балдырлар
хризомонадалардың бөлінуі мүмкін. Эвгленалар сияқты перофиттердің де басқа
балдырлармен жоқь болуы тұйық бұтақ.
Альгологияның қысқаша тарихы.Систематика ғылымдарының балдырларды
тексеретін бөлімі альгология деп аталады. Балдырларды бірінші рет плинни,
старши ұсынды. Альгология дегеніміз теңіздің шөптесін бұталары. Орыс ғалымы
М.А.Максимович 1827 жылы Балапан бұталар деп атаудың орнына балдырлар деп
атауды ұсынды. Аз уақыттың ішінде балдырлар деген жаңа ұғым тез тарап
кетті. К.Линидің тұсында ірі покус және ульва сияқты балдырлар ғана белгілі
болатын. Ол балдырларды қыналар мен мүктерге біріктіріп пласификатциялады.
Альгология ғылымының дамуы микраскоп техникасының жетісчтіктері мен клетка
теориясының тікелей дамуына байланысты. Балдырлар жөніндегі ілімнің дамуына
Швет стематика альгологтары неміс ғалымдары, англия ғалымдары еңбектерінің
маңыздары ерекше болады. Бұл кездегі системалардың барлығы
балдырлардың марфологиялық белгілердің және тіршілік орталығына негізделіп
жасалады. Оған қарамастан ол кездегі ғалымдар көптеген балдырларды сипаттап
жазып, олардың суреттерін салды. Оның ішінде кютицингтің атыласы осы кезге
дейін мағынасын жойған жоқ.
XIX ғасырдың 30-40 жылдарынан бастап ғалымдар балдырлардың клеткалық
құрылысының және олардың онтогенезін тексере бастады. Клеткалардың бөлінуін
зерттеу отырып неміс потанирі К.Негели 1817-1891 көп клеткалы таланның
өсуін және бұл процесте төбе клеткасының қызметін атқарады. Ол өсімдігін
зерттеп, оны клеткаланбаған ерекше балдырлар екенін тапты.
Балдырлардың онтогенезін зерттеуде ғалымдардың назары аса маңызды
процесс жынысты және жыныссыз көбеюлерге ерекше көңіл аударды. Жыныссыз
кбөбеюдегі зооспроны И.Ф. Трентепол 1807 жылы жасыл балдырлардан ашты,
алайда көпке дейін зооспоронның атқаратын қызметі ғалымға белгісіз болды.
Тек өткен ғасырдың 50 жылдарында Г.Тюре 1817-1875 және Н.Прингсгейм 1823-
1894 еңбектерінде зооспора арқылы жыныссыз көбею прогресінің болатындығын
анықтады.
Аббад воше 1803 жыл бірінші рет спирогераның зиготасын және басқа тұщы
су балдырларының антиредилері мен оогонилерінің ашты. Бірақ оогони мен
антеридидің балдырлардың жыныстық көбею оргонның қызметін атқаратынын
білді. Балдырда ұрықтану болатын фкусқа тәжірибе жасап, француз ботанигі
Тюре дәлелдеді. Неміс ғалымы Прингсеим тұщы су индогониялары мен басқа
балдырлардың онтогенезін зерттей отырып, жыныссыз көбеюмен жынысты
көбеюдің ауысып отыратынын ашты. Балдырлардың онтогенездік дамуын зерттеу
ХІХ ғасырдың екінші жартысында кең көлемде жүргізіліп ол үшін альгогологтар
цитологиялық әдісті қолдана бастады. Парингсгейм 1869 жылы балдырлардың
изогомиялық ал И.Н. Горожонкин бірінші рет хломидомонададан
готериогамиялық жыныс процестерін ашты. Су мен балдырларда әр түрлі жыныс
процесінің болатындығы анықталды. Орыс альгология ілімінің тууы
академик Г.С.Гмелин есімімен тікелей байланысты.
Балдырлардың онтогенездік дамуын және олардың әртүрлі топтарының
гинетикалық байланыстарын зерттеп, альгология зерттеп ғылымының дамуына
үлкен үлес қосқан орыс юғалымы Л.С.Ценковский боды.ол балдырларды
полиморпизмнің кең тарағандығын дәлелдеді және сол кездегі көпшілік
балдырлардың түрі, тіпті туыс бір түрдің әртүрлі даму сатысы екенін дұрыс
көрсетті. ХІХ ғасырдың аяқ кезінде балдырлардың физиологиясын зерттей
бастаған ғалымдардың бірі орыс батантигі А.П.Артаре.
Цитологиялық әдісті қолдану арқылы альгологтар балдырлардың клеткалық
құрылысының өте күрделі екендігін зерттеп көбеюудің әр түрлеріндегі
цитологиялық ерекшеліктерді анықтады. ХІХ ағсырдың аяғына дейін ұрпақ
ауысумен ядролық пазаларының алмасуы зерттелмеді. Дегенмен цитологиялық
зерттеулер арқылы гапойтты және дипойты пазалардың болатындығы анықталды.
ХІХ ғасырда балдырлардың систематикасы филогинетикалық бағытта
зерттеле бастады. Кейбір типтердің бір-біріне параллел дамылғанын және
олардың бір-бірімен байланыссыз әр түрлі монада құрылысты организмдерде
шыққандығы анықталды.
Сондай-ақ ХХ ғасырдың бас кезінде балдырлардың табиғаттағы таралуымен
оның эвалюциялық ерекшеліктері қоректену тәсілдері зерттеле бастады.
Балдырлардың жыныс айырмашылықтары және түрлердің қалай қалыптасуы
зерттеліп тіршілік жағдайын өзгерту арқылы жыныс белгілерін өзгертуге
болатындығы М.Гартман В.Иоллос анықтады. А.Пашер 1916 хломидо монадалардан
гибрид алып, оның бірінші және екінші ұрпақтарын мұхият зерттеп бұларда
тұқым қуалаудың болатындығын анықтады. салалары сияқты, тез дами бастады.
Советтік альгология ғылымының құралып оның дамуына Г.И.Гайл, Л.А.Зенкев
Л.И.Курсанов жасыл және қызыл балдырлардың цитологиясын, оның
ядропазасының болмауын зерттеді. Меиер жасыл балдырлар мен диатондардың
эвалюциялық дамуын, ол миллер хлороковты және батеридном балдырларының
тарихи дамуын зерттеді. Сөйтіп ботаниканың бір саласы альгология ғылымының
дамуына совет ғалымдары үлкен үлес қосты.
Қаратау өңіріде кездесетін балдырлар.
Біресік өзені
1.Synedra ulna (Nitrsch).
2.Cymbella cymbiformis (Kuetr.)
3.Fragilarie crotonensis Kitt.
4Cyclotella meneghiniana Kuetr.
Қара-бура бұлақ
1.Cymbella aspera (Hhr.)
2.Navicula cryptocephala Kuetr.
3.Synedra ulna (Nitrsch.)
4.Amphora ovalis Kuetr.
Шекер бұлақ
1.Diatoma hiemala Lungb.
2.Mastogloia grevillei W.Sm.
3.Oscilotoria brevis Kuetr.
Хантағы өзені
1.Melosira binderana Kuetr.
2.Diatoma hiemala (Lungb.)
3.Gombohonema olivaceum (Lungb.)
4.Mongeotia calcarea (Cleve.)
Қосқорған суқоймасы
1.Navicula hustedtii Krass.
2.Cymbella aspera (Ehr.)
3.Fragilaria crotonensis Kitt.
4.Ulothrix aequalis Kuetr.
5.Pinnularia undulate Greg.
Микробиология – жай көзге көрінбейтін, ұсақ тірі организмдерді
олардың құрылысы мен биологиялық, биохимиялық қасиеттерін және
табиғатта жүріп жатқан процестердегі ролін, адам тұрмысындағы
пайдасы мен зиянын жан - жақты зерттейтін ғылым.
Микроағзаларының басым көпшілігі – бақтериялар, сонымен қатар
микробиология төменгі сатыдағы саңырауқұлақтарды, микроскоптың ашытқыш
саңырауқұлақтарды ұсақ балдырларды, қарапайым ағзаларды, вирустарды
да зерттейді. Өйткені, бұл ағзалардың сыртқы пішіні, құрылысы өте
ұқсас, әрі сол ортаға тигізетін биохимиялық әсері жағынан да
бірлестікте болады. Микробиология, ботоника зоология ғылымдарының
қарапайым ағзаларды зерттейтін салалары мен тығыз байланысты. Ал
ферменттер мен витаминдерді зерттеуде микробиология, биохимия пәнімен
де ұштасып жатады. Микробиология ғылымның жетістіктері қазіргі
кезде ауыл шаруашылық дақылдарының өнімділігін арттыруда, түрлі
өсімдік пен жануарлардың зиянкестеріне қарсы күресуде, шырынды азық
сүрлемді даярлауда кеңінен қолданылады. Топырақта жүріп жатқан
негізгі биологиялық процестер топырақтың құнарлылығы, оның сапасы
мен құралуы микроағзалар тіршілігіне байланысты. Микроағзалар
тіршілігінің нәтижесінде өсімдіктердің тамыр арқылы қоректенуі
жақсарады. Сөйтіп егіннің өнімділігі артады. Сондықтан микроағзалар
тіршілігінің нәтижесінде топырақта азот, көміртегі және фосфор
элементтерінің көбеюіне мүмкіндік туады.
Жалпы микроағзалар әлемінің табиғаттағы маңызы орасан.
Өсімдіктер мен жануарлар қалдықтары микробтардың қатысуымен шіріп,
ыдырайды. Олардың денесіндегі түрлі химиялық элементтер ауа мен
топыраққа тарайды.
Осының нәтижесінде тіршілікке қажетті заттар қайтадан пайда болады.
Жанар қазба байлықтар – шымтезек, таскөмір, мұнай сияқты заттардың
да микроағзалардың әрекеті нәтижесінде түзілетіні анықталды.
Микроағзалардың тіршілігінің ең бір айқын байқалатын жері –
ашыту процесі. Күнделікті көріп жүрген сыра мен шарап, тағамның
шіріп, бүлінуі және көгеруі бәрі де осы микроағзалардың әсерінен
болады. Микроағзалардың қоршаған ортаны ластанудан тазартуда айта
қаларлықтай маңызы бар. Ірі өндіріс орталықтарында, қалаларда қалдық
заттарының көптеп жиналуы тіршілік үшін аса қауіпті. Сондықтан,
оларды уақытында осы зиянды заттардан тазартудан микроағзаларды
қолданады. [27]
Микробтар бізді қоршаған ортада таралуы күнделікті кездеседі.
Олар топырақта, суда, ауада, өсімдікте, тағамда, заттарда, адам
ағзаларында жануарлар мен өсімдіктен айырмашылығы зат алмасу
процесінде, олар метан, сутек, молекулярлы азот көмірсутек тотығын
пайдаланады да, жануарлар мен өсімдіктер үшін қажетті заттарға
айналады. Мысалы: шіріту процесіне қатысатын микробтар
өсімдіктердің шірігін, жануарлардың мәйітін ыдыратып ауаға 90% СО2
бөледі.
Қоршаған орта микроағзаларының арақатынасының биология ғылымының
арнайы саласы –экология зерттейді.
Микроағзалардың экологиясы – паразиттің құбылысын зоонозды
аурулардың шығу жолдарын, табиғаттағы аурулардың көзін анықтауға
және инфекциялық аурулардың дамуына қарсы күресуге бағытталған.[29]
1.4. Микроағзалардың топырақты қалпына келтірудегі маңызы
Ұлы орыс ғалымы М.В. Ломоносовтың еңбектерінде өздерінің “Жер
қабаттары жайлы” деген еңбегінде топырақ құнарлылығы уақытқа
байланысты. Тау жыныстары мен өсімдіктер қалдықтарының өзара
әрекеттесуімен қалыптасады деп көрсетеді. Топырақтану туралы қазіргі
кездегі түсініктің негізін қалаған В.В. Докучаев ол “Топырақ
табиғаттың ерекше тірі денесі деп қарау керек” деген сөзі
бүгінгіге дейін мағынасын жоғалтқан жоқ. Топырақтың сан алуан типі
негізінен: аналық жыныстардан климаттық және өсімдіктердің әрекетімен
жердің рельфтерінен, топырақ түзілу процесінің әсерінен болатынын
дәлелдеді.
В.В.Докучаев замандасы топырақ жану ғылымына еңбек сіңірген
П.А.Костычев қара топырақ өсімдіктер мен оларды ыдырататын микроағзаны
қарым- қатынасының нәтижесінен түзілетінін дәлелдеді. Топырақ
түзілуінің биологиялық бағытын академик В.Р.Вильямс еңбегінен
кездестіреміз. Ол әрбір топырақ типтеріне сай өзіндік микроағзалар қауымы
тіршілік ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
ТӨМЕНГІ САТЫДАҒЫ ӨСІМДІКТЕРДІҢ ТЕХНОГЕНДІ ЛАСТАНҒАН ТОПЫРАҚТЫҢ БИОЛОГИЯЛЫҚ
БЕЛСЕНДІЛІГІНЕ ӘСЕРІ
МАЗМҰНЫ
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
1. Техногенді ластанған топырақ және оның биологиялық
белсенділігін зерттеу проблемасы (әдебиеттік
шолу) ... ... ... ... ... ... ... .. ... ..5
1.1.Микробты жиынтыќтыњ техногенді ластанған топырақтағы єрекеті ... ... 6
1.2.Топырақ биотасының тіршілігіне топырақтың техногенді
ластануының
әсері ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... 14
1.3.Балдырлардың шығу тегі және олардың эвалюциясы.
... ... ... ... ... ... ... ..26
2. Зерттеу орны, жағдайы және әдістері (эксперименттік
жұмыс) ... ... ... ... 29
2.1. Зерттеу орны мен жағдайы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..29
2.2. Зерттеу жұмысының
әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... 29
2.2.1.Өсімдік ‰лгілерін биометриялыќ
талдау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ..29
2.2.2.Жер беті м‰шелерін
талдау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
...30
2.2.3.Топырақтың егістік ылғалдылығы мен механикалық
құрамын
анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... 32
2. 2.4. Микроскоппен жұмыс істеу
әдістемесі ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ...36
2.2.5. Қарапайым бояу, жағынды дайындау
техникасы ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...37
2.2.6. Қоректік орталарды
дайындау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
7
2.2.7. Қоректік ортаны және ыдыстарды залалсыздандыру
әдістемесі ... ... ..39
2.2.8. Микроағзалардың бояуы. Бактерия ядросының
бояуы ... ... ... ... ... ... .40
2.2.9. Грамм әдісі бойынша бактерияларды
бояу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...41
2.2.10. Жасанды қоректік ортаға себу әдісімен топырақтағы
микроағзалар санын
анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ...44
2.2.11. Бактерия штаммын бөліп алу
әдісі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .46
3. Техногенді ластанған топырақтың биологиялық белсенділігін
зерттеу ... ...48
3.1.Төменгі сатыдағы өсімдіктерден суспензия мен штамдарын
- олардың ішінде белсенді дақылдарды
алу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 48
3.2. Төменгі сатыдағы өсімдіктердің техногенді ластанған
топырақтың биологиялық белсенділігне
әсері ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ..51
Қорытынды
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... .54
Қолданылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 55
КІРІСПЕ
Тақырыптың өзектілігі. Қазір маңызды мәселелердің ішінде экологиялық
дағдарыс ерекше орын алады. Қоршаған ортаны өндіріс қалдықтарымен және
улыхимикаттармен ластау, табиғи ресурстардың азаюы, табиғи бірлестіктердің
бұзылуы - адамзат, соның ішінде экологияның алдында тұрған глобальды
мәселелердің бірі.
Соңғы жылдардағы қоршаған ортаға зиян келтіретін техногенді процестердің
нәтижесінде пайда болған қалдықтардың микроағзаларға әсерінің
түрақтылығын жоғарылататын және өсуіне жағдай жасайтын мәселедер кеңінен
талқылануда. Бүкіләлемдік Денсаулық Сақтау Ұйымының мәліметі бойынша 80%
аурудың түрі қоршаған ортаның ластануынан болатындығын және адам ағзасына
улы заттардың 70% тағам арқылы келіп түсетінін дәлелдеп, адамзат үшін дабыл
қағуда[1].
Техногенді қалдықтармен ластанған жерде металдар жинақталып, осы жерде
дифференциацияланады. Төменгі сатыдағы өсімдіктерге техногенді
ластанулардың әртүрлі әсер етуі топырақ микроағзаларының ассоциациясының
өзгеруіне және олардың қатысатын биохимиялық процестерінің өзгеруіне
әкеліп соғады. Төменгі сатыдағы өсімдіктер топырақтың құрамындағы
органикалық заттарды өсімдіктің сіңіруіне қолайлы жағдайына дейін
жеткізеді. Олардың санының және белсенділігінің азаюы өсімдіктің
қоректенуіне және топырақтың құнарлылығының азаюына әкеледі. Техногенді
ластанулардың топыраққа әсер етуі барысында миграциялық қабілетінің
әлсізденуіне және Төменгі сатыдағы өсімдіктер белсенділігі мен
таралуының жоғары болатын қарашірік қабатында жинақталуы микробоценоздар
үшін үлкен қауіп тудыруда.
Топырақ - ластаушы элементтердің біраз бөлігін өзінде ұстап қалатын
активті геохимиялық экран [2]. Осыдан барып, бір бөлігі өсімдіктермен
сіңірілсе, екіншісі жер асты суларына қосылады және желмен атмосфераға
көтеріліп, ауаны ластайды. Нәтижесінде өсімдік жамылғысы өте кедей болып,
тау-кен өндіріс орындары ұзақ уақытқа шөл далаға айналуда [3]. Сол себепті,
микроағзалардың физиологиялық топтарының құрамын және таралуының
техногенді ластанулардан өзгеруін, топырақ микробоценозының қызметінің
өзгеруін анықтау біздің ғылыми-зерттеу жұмысымыздың өзекті мәселесі болды.
Зерттеудің мақсаты. Кентау қаласы өндірістерінің қалдық сақтау
орнындағы топырақ микрообиоценозын анықтау. Төменгі сатыдағы өсімдіктердің
таралуына және топырақтың микробиологиялық белсенділігінің динамикасына
салыстырмалы баға беру арқылы заңдылықтарын зерттеу. Зерттеу жұмысы келесі
мәселелерге байланысты:
Жүмыстың міндеттері :
-төменгі сатыдағы өсімдіктер популяциясының динамикасын маусым бойынша
зерттеу;
-төменгі сатыдағы өсімдіктердің техногенді ластануларға сезімталдығын
анықтау;
-қалдық сақтау орындарындағы төменгі сатыдағы өсімдіктердің топырақтың
биологиялық белсенділігіне әсерін анықтау;
Жұмыстың ғылыми жаңалығы. Зерттеу жұмыстарында техногенді ластанған
топырақтардағы төменгі сатыдағы өсімдіктердің биожиынтығының динамикасын,
айлық тыныс алу белсенділігі көрсетілген. Төменгі сатыдағы өсімдіктердің
популяциясын жеке-жеке топқа бөліп, оларды өзара салыстырып топырақтың
биологиялық белсенділігінің динамикасын анықтаған .
Жұмыстың теориялық және практикалық маңызы. Бұл ғылыми- зерттеу
жұмысының нәтижесінде техногенді ластанған топырақтарды топырақ түзілу
процесінің бағытын және аймақтың экологиялық жағдайын болжауға мүмкіндік
береді.
1. ТЕХНОГЕНДІ ЛАСТАНҒАН ТОПЫРАҚ ЖӘНЕ ОНЫҢ БИОЛОГИЯЛЫҚ
БЕЛСЕНДІЛІГІН ЗЕРТТЕУ ПРОБЛЕМАСЫ
(ӘДЕБИЕТТІК ШОЛУ)
1.1.Микробты жиынтыќтыњ техногенді ластанған топырақтағы єрекеті
Микроаѓзалар топыраќта тіршілік ететін тірі аѓзаныњ ішіндегі кµп
зерттелген тобы болып табылады. Ол Е.Н. Мишустин жєне оныњ шєкірттерініњ
ењбектерімен байланысты.
Топыраќтаѓы микроскопиялыќ тіршілік иелері кµп жєне алуан т‰рлі.
Топыраќтаѓы микроаѓзалардыњ негізгі топтарын бактериялар,
сањырауќ±лаќтар, актиномицеттер, кµптеген балдырлар ќ±райды. Б±л аѓзалар
µте кішкентай кµлемдерімен (бактериальды клетканыњ массасы 2,25(1012г,
кµлденењіне 0,5 ... ..1,0 мкм) ерекшеленеді. Олар µте ќысќа уаќыт тіршілік
етуімен (бірнеше саѓаттан бірнеше к‰нге дейін), µте жоѓары ферментативті
белсенділігімен, ќоршаѓан ортаныњ аздаѓан µзгерістеріне
сезімталдылыќтармен жєне токсиндер бµлуімен сипатталынады. Мысалы:
сањырауќ±лаќтарда белгілі жаѓдайларда микотоксиндердіњ бµлінуі [4].
Оттегіне ќатысты оларды аэробтарѓа (оттегін ќажет ететіндер) жєне
анаэробтарѓа (оттегінсіз µмір с‰ретіндер) деп, ќоректенуіне ќарай
автотрофты (µздері органикалыќ заттар т‰зетіндер) жєне гетеротрофтар
(дайын органикалыќ заттармен ќоректенетіндер) деп бµледі.
Микроаѓзалардыњ саны топыраќтыњ экологиялыќ факторларына тєуелді µзгеріп
отырады.
Микроаѓзалар биогеоценоздаѓы зат айналымда мањызды роль
атќарады. Олар органикалыќ ќалдыќтарды минералдап, экож‰йеніњ
биологиялыќ циклдерін жалѓайды.
Жыл сайын ќ±рлыќта µте кµп фитомасса (115-117) ( 1019т синтезделеді,
оныњ т‰сім бµлегіне (20-50) ( 109т келеді. Фитомассаныњ жартысын
жануарлар (6-20() жеп, оны топыраќќа экскремент (10-60() т‰рінде береді.
Т‰рлі єрекеті кезіндегі бµліністері арќылы тамыр жєне тамыр ж‰йесіде
биомассаны толыќтырады. Ол µсімдік фитомассасыныњ 20-90( ќ±райды [5].
Осы органикалыќ заттардыњ айтарлыќтай кµлемі топыраќ микроаѓзалардыњ
єрекеті нєтижесінде минералданады. Олар к‰рделі органикалыќ ќосылыстар
к‰йінен µсімдіктерге сіњімді минералды т‰рге ауысады. Негізгі
ыдыратушылар микроаѓзалар болып табылады. Ыдырау кезіндегі кµміртегі
диоксидініњ 85(-і микроаѓзалар несібесіне, ал 15(-і топыраќ
жануарларына тиеді. Аэробты жаѓдайларда сањырауќ±лаќтар 23-ін,
бактериялар 13 береді. Ары ќарай минералды ќосылыстардан органикалыќ
заттар синтезделеді. Осылайша биологиялыќ айналым ж‰реді.
Органикалыќ заттардыњ трансформациясымен микробты метаболизмніњ газ
тєріздес µнімдерініњ алмасуы топыраќтаѓы микроаѓзалармен І-шілік жєне ІІ-
шілік топыраќ минералдарыныњ µзара єрекеттесуімен ж‰реді. Осы процестіњ
биосфера ‰шін мањыздылыѓын фотосинтезбен молекулалы азот фиксациясымен
ќатар ќоюѓа болады. Себебі минералды элементтер жердегі барлыќ тірі
аѓзалар ‰шін µте ќажет. Олардыњ ќатысуынсыз органикалыќ заттардыњ т‰зілуі
м‰мкін емес. [6].
Топыраќтыњ минералды бµлігі топыраќ микроаѓзаларыныњ тіршілік єрекеті
нєтижесінде т‰зілген, олар органикалыќ жєне бейорганикалыќ ќышќылдыњ,
сілтініњ, ферменттіњ жєне басќа ќосылыстардыњ єсерінен б±зылып отырады.
Мысалы: нитрификация процесі кезінде нитрификациялайтын мкроаѓзалар к‰шті
азот ќышќылын бµледі. Осы процеске ќолайлы жаѓдай туса, 1 жылда
топыраќтыњ 1 га-да 300 кг-ѓа дейін нитрат т‰зілуі м‰мкін болар еді.
Микроаѓзалардыњ тыныс алу процесі кезінде т‰зілетін кµмірќышќыл диоксиді
минералдыњ еруіне тікелей єсер етеді. Мысалы: ерімейтін фосфаттар
кµмірќышќыл газында кµміртегімен судыњ жєне микроаѓзалардыњ µзара єрекеті
нєтижесінде ериді.
Са3 (РО4) + 2 СО2+2Н2О (2 СаНРО4+Са (НСО3)2 (1)
Осы процестіњ ќаншалыќты ќарќынды ж‰руіне байланысты µсімдіктер
ќажетті элементтермен, энергиямен ќамтамасыз етіледі.
Топыраќта органикалыќ ќалдыќтардыњ ыдырауымен ќатар гумификация
процесі де ж‰реді. Осы процестерде микроаѓзалардыњ мањызы зор. Барлыќ
µлі органикалыќ заттар топыраќта биологиялыќ ыдыраумен ќышќылдануѓа –
гумификацияѓа ±шырай отырып, єдетте топыраќты субстраттыњ т±раќты
химиялыќ субстанциясы – гумусты заттарѓа айналдырады. ¤сімдіктер мен
жануарлар ќалдыќтарыныњ гумификациясы кезінде деструкторлардыњ ауысымы
байќалады. Олардыњ т‰рлерініњ ќ±рамы мен даму жылдамдыѓы µсімдіктер мен
жануарлар ќалдыќтарыныњ ќ±рамына кіретін органикалыќ ќосылыстарѓа
байланысты болып келеді. Осы кезде органикалыќ ќалдыќтардыњ ыдырауымен
ќатар жања органикалыќ ќосылыстардыњ синтезделуі ж‰реді. Органикалыќ
ќалдыќтардыњ ыдырау µнімдері кµбіне топыраќтыњ спецификалыќ органикалыќ
заттары – фульво жєне гумин ќышќылыныњ синтезделуіне ж±мсалады.
Фульво ќышќылы топыраќ фаунасы нашар, ќышќылды ортада т‰зіледі. Ал
гумин ќышќылы єлсіз сілтілі, деструкторлары кµптеп кездесетін (єсіресе,
омыртќасыздар мен жауынќ±рттар) топыраќта т‰зіледі. Заттар айналымымен
гумус т‰зе отырып ыдырайтын органикалыќ заттар процесі топыраќта тіршілік
ететін аѓзалардыњ биохимиялыќ ферментативті процесініњ ж‰руініњ нєтижесі
болып табылады. Осы µте к‰рделі ж±мыстарды 1 га жерде бірнеше ѓана
тонна биомассасы бар аѓзалар атќарады. Зат айналымыныњ жылдамдыѓыныњ
жоѓарылауы нєтижесінде деструкторлардыњ биомассалары бірнеше есе µседі
жєне жоѓары µсімдіктердіњ µнімініњ жылдыќ артуына єсер ететінін ескеру
керек [7-10].
Микроаѓзалар биомассасыныњ жањаруы биологиялыќ активті жыл
мезгілініњ єр 10 к‰нінде ж‰реді. Осы бойынша олардыњ зоналы
репродукциясыныњ коэффициенті белгіленген: тундра – 3 (3 ай), тайга - 21
(7 ай), жалпаќ жапыраќты ормандар мен далалы жер - 24 (8 ай), шµлде – 27
(9 ай) жєне тропиктерде - 36 (12 ай).
Гумус топыраќтарда тіршілік ететін аѓзалармен жоѓары µсімдіктердіњ
µзара єрекеттесу жєне єсерлесуі нєтижесінде т‰зіледі. Топыраќ
ќ±нарлыѓыныњ негізі болатын гумустыќ заттардыњ ќ±рылымымен белсенділігі
топыраќ микробиотына тікелей байланысты. Топыраќ микроаѓзаларыныњ газ
тєрізді – атмосфералыќ азотты фиксациялап, µсімдіктер оњай сіњіретін
к‰йге айналдыра алатын ерекше ќасиеттері бар. Топыраќ микроаѓзалары
фиксациялаѓан азот биологиялыќ деп аталады, ал молекулалы азотты
байланыстыратын микроаѓзалар азот фиксаторлары немесе диазотрофтар деп
аталады.
Экож‰йеніњ жылдыќ азотфиксация µнімі шамамен 175-190 млн. т.
ќ±райды. Оныњ 90-10 млн. т. агроэкож‰йеніњ топыраѓына тиесілі. Осыныњ
нєтижесінде биологиялыќ азоттыњ µнімдегі мµлшері: 60-90 (-ке жетеді. Е.Н.
Мишустинніњ мєліметтері бойынша атмосферада немесе адам тіршілік
єрекетініњ ортасында ж‰ретін азотты байланыстыратын биологиялыќ емес
процестіњ нєтижесінде не бары 0,5( фиксацияланѓан азот т‰зіледі.
Азот фиксациялайтын микроаѓзаларды симбиотикалыќ жєне симбиотикалыќ
емес деп ажыратады. Симбиотикалыќ емес микроаѓзалар бос тіршілік
ететіндер (µсімдіктер тамырымен байланыспаѓан) жєне ассоциативтілер
(µсімдік тамырыныњ айналасында, тамыр, топыраќ бетінде тіршілік
ететіндер) деп бµлінеді.
Бос тіршілік ететін микроаѓзалардыњ т‰зетін жылдыќ азот мµлшері
топыраќтардыњ 1 га жерде 10-100 кг-ѓа дейін жетеді. Симбиотикалыќ емес
азотфиксаторларыныњ т‰зетін топыраќ азотыныњ орташа кµлемі 15 кгга.
Ассоциативті азот фиксациясы µсімдіктермен бірлесіп тіршілік ететін
микроаѓзалардыњ тіршілік єрекеттері негізінде т‰зіледі. Б±л жаѓдайларда
т‰зілетін азоттыњ кµлемі ризосфераѓа т‰сетін органикалыќ заттармен
энергияныњ сапасымен мµлшеріне байланысты. Б±л процесс фотосинтез
процесімен тыѓыз байланысты. Симбиотикалыќ азот фиксатор (т‰йнек
бактериясы) µсімдік ±лпаларында тіршілік етіп, µсімдік тамырларымен
жапыраќтарда ерекше µсінділер-т‰йнектердіњ т‰зілуін ќамтамасыз етеді. Осы
т‰йнектерде атмосфера азоты фиксацияланады. Осы µсінділер бактериод деп
аталады жєне б±ршаќ т±ќымдас µсімдіктердіњ азот фиксациялайтын
органеллалары болып табылады.
Е.Н.Мишустинніњ есептеуі бойынша т‰йнек бактерияныњ ќатысуымен ж‰ретін
симбиотикалыќ азот фиксациясы 1 га жерге 60-300 кг дейін азот береді.
Атмосфералыќ азоттыњ фиксациясы кезінде атмосфера, су ќоймалар, топыраќ
ластанбайды.
Топыраќ микроаѓзаларыныњ атмосфералыќ азотты сіњіру ќабілетін
ескере отырып, оларды биопрепаттар жасауда ќолданылады. Егер алѓаш
жасалѓан биопрепараттар, мысалы: нитрагин, симбиотикалыќ микроаѓзалар
(т‰йнек бактериялары) негізінде жасалса, ќазіргі кезде симбиотикалыќ емес
микроаѓзалар (klebsiella, Rhizobium т.б.) негізінде белсенді
биопрепараттар жасалуда.
Жоѓары µсімдіктердіњ тіршілігіне ќажетті алуан т‰рлі заттар
микробты биомассаныњ ќ±рамына кіреді. Олар єсіресе азотќа µте бай. Оныњ
микроаѓзалар клеткасындаѓы мµлшері 12(-ѓа жетеді, ал Р2О5 – 3 (, К2О –
2,2(-ын ќ±райды.
Микробты биомассаныњ биохимиялыќ ќ±рамы да алуан т‰рлі болып келеді.
Оныњ ќ±рѓаќ заттарына: аќуыз-53(, ќант - 16(, нуклеин ќышќылы – 18(,
майлар - 10(, ферменттер - 3(, витаминдер, антибиотиктер жєне басќа да
µсімдікке ќажетті ќосылыстар кіреді.
Топыраќтыњ жыртылатын ќабатыныњ 1 га-да жыл бойы микроаѓзалар 400г
тиамин, 300 г пиридоксин жєне 1 кг никотин ќышќылын синтездейді.
Топыраќќа Azotohaсter ќосќанда витаминдер мµлшері 5 есе артады [8,11-
16].
Топыраќ - µсімдік ж‰йесінде микроаѓзалар µсімдіктіњ физиологиялыќ
к‰йініњ индикаторы болып табылады. Топыраќ микроаѓзаларыныњ ќоршаѓан
ортаныњ аздаѓан µзгерістеріне сезімталдыѓымен жоѓары ферментативті
белсенділігі оларды экож‰йеніњ к‰йімен ондаѓы улы ќосылыстардыњ
біртіндеп нашарлауыныњ индикаторы ретінде ќолдануѓа м‰мкіндік береді.
Топыраќ микроаѓзаларыныњ осы ќасиеттері ќазіргі экологиялыќ
зерттеулерде, єсіресе экож‰йеніњ улы заттар єсерінен µзгеріске ±шырауын
алдын-ала болжауда мањызы зор. Кµптеген топыраќ экологиялыќ факторлардыњ
ішінде, мысалы физикалыќ, химиялыќ, агрохимиялыќ жєне биологиялыќ,
соњѓылары топыраќ-µсімдік ж‰йесінде µсімдіктіњ физиологиялыќ к‰йін
барынша жаќсы сипаттайды. Осы берілген жаѓдай К.А.Тимирязев атындағы
Мәскеу ауылшеруашылық академиясыныњ орманды тєжірибелі саяжайындаѓы
негізгі орман т‰зілушілерініњ к‰йін баќылаѓанда дєлелденген. Мысалы:
белсенді физиологиялыќ к‰йдегі жас кµшеттерде жетілген аѓаштарѓа
ќараѓанда микробтыњ биомасса кµлемі жоѓары болып келеді. ¤сімдік к‰йін
кµрсететін микробтыњ биомасса салмаѓыныњ кµрсеткішініњ жоѓары
сезімталдылыѓы топыраќ - µсімдік ж‰йесінде биологиялыќ айналымыныњ
интесивтілігімен т‰сіндіріледі. Неѓ±рлым µсімдік к‰йі белсенді (яѓни,
µсімдік жас) болса, соѓ±рлым бихимиялыќ процестер жылдам ж‰реді. Осыныњ
нєтижесінде топыраќта тіршілік ететін микроаѓзалар ‰шін ќажетті ќоректік
энергия болып табылатын тамыр т‰зілістерініњ ќалыптасуы ж‰реді. Микробты
биомассаныњ санын Я.П. Худяков формуласы бойынша аныќтайды. Орташа
бактериалды жасушалар массасын 2,92 ( 1012 г деп алады. Шартты т‰рде осы
жасушалардыњ 75( - і µледі деп есептелінеді. Осы шарттар орманды
экож‰йеде бекітілгенімен, олар агроэкож‰йе к‰йіне де сєйкес келеді.
Осылайша µсімдіктердіњ физиологиялыќ к‰йін сипаттайтын микробтыќ
биомасса саны топыраќ-µсімдік ж‰йесініњ т‰зуші кµрсеткіші болып
табылады [17-19].
Микроаѓзалар µздерініњ т‰р алуандылыѓымен сезімталдыѓы арасында
экож‰йе к‰йініњ индикаторы бола алады. Мысалы: биогеоценоз улы ауыр
заттармен ластанѓанда топыраќ тыѓыздыѓы, ондаѓы микробиологиялыќ комплекс
кµрсеткіші µзгереді. Мысалы: жоѓары антропогенді єсерге ±шыраѓан
‰лескілерде аэробты гетеротрофты микроаѓзалар саны 7-10 есе азайѓан.
Сондай-аќ топыраќ-µсімдік ж‰йесіндегі азот айналымы да микроаѓзалардыњ
терењдікке таралуы да (єсіресе: dosus –тыњ ±рыќтары) µзгереді. Табиѓи
ќ±рылымды топыраќтарда (тыѓыздыѓы 0,6-1,0 гсм3) берілген т‰р ±рыќтары
тыѓыздыќ жаѓдайына жаќсы бейімделген кезде ѓана, терењдікке еніп, онда
дамиды.
Экож‰йеде рекрационды салмаќтыњ артуы (тыѓыз 1,3-1,8 гсм3)
топыраќтыњ тыѓыздыѓына єкеледі. Соныњ салдарынан Васillius dosus
±рыќтарыныњ терењдікке енуі тµмендейді. Тыѓыздалумен ластану єсерінен
актиномицеттердіњ репродуктивті функциясы б±зылады да, олардыњ
аспорогенді формалары Niger тобы артады. Ќарастырылѓан жоѓары
индикациялыќ кµрсеткіштерді шымды-к‰лгін топыраќтарда ж‰ргізілген
модельді тєжірибелер нєтижелері де дєлелдейді. Мысалы: топыраќта
ќорѓасынныњ артуы: экож‰йе ќызметтерін айтарлыќтай тµмендетеді (ол
µсімдіктіњ топыраќ асты жєне топыраќ ‰сті м‰шелерініњ µсу жылдамдыѓыныњ
тµмендеуінен кµрінеді), бацилдердіњ т‰р алуандылыѓыныњ тµмендеуімен
патогенді сањырауќ±лаќтардыњ кµбеюі, зарарсыз актиномицеттердіњ азаюымен
олардыњ Niger тобыныњ артуынан кµрінеді. Алынѓан нєтижелерді топыраќ
“денсаулыѓын”, экож‰йе т±раќтылыѓын баѓалаѓанда пайдалануѓа болады.
Микроаѓзалардыњ жоѓары ферментативті белсенділігі олардыњ
топыраќтаѓы уытты заттардыњ ыдырау графигі мањыздылыѓын кµрсетеді. Ыдырау
процесі улы заттардыњ байланысќан т‰рге немесе олардыњ улылыѓы тµмендеген
ќосылыстарѓа ауысуымен іске асады. Осы кезде микроаѓзалар улы заттардыњ
байланысќан т‰рін болмаса улылыѓы тµмендеген ќосылыстарын µсіргіш жєне
энергия материалы ретінде ќолданылады.
Экологиялыќ таза жєне зиянсыз ауылшаруашылыќ µнімдерін алу ‰шін,
топыраќ биотыныњ ќалыптасуы мен дамуына ќолайлы жаѓдай туѓызу керек.
Топыраќтыњ биохимиялыќ ќасиеттерін кµрсететін микробты бірлестіктер
негізінен белгілі бір экологотрофты бірлікті ќ±райтын бірге тіршілік
ететін аѓзалардыњ єр т‰рлілігі. Экож‰йеніњ басќа компонентіне ќараѓанда
микробты бірлестіктер ауылшаруашылыќ экож‰йесін игеру кезіндегі
экологиялыќ жаѓдайлардыњ µзгерісіне жєне басќа да антропогенді єсерлерге
сезімталдылыѓы µте жоѓары. Антропогенді салмаѓыныњ артуынан микробты
бірлестіктер тµрт адаптивті аймаќ ауысымында кµрінетін структуро-
функционалды µзгерістерге ±шырауда. Берілген жаѓдайѓа бейімделуін
ќамтамасыз ететін топыраќтыњ микробтыќ бірлестігініњ белсенді ќызмет
ететін µзгерістерін аныќтайтын єрќайсысыныњ µздеріне тєн єсер етуші
салмаќ аралыќтары болады.
Техногенді ластанған торыақты емдеу агроэкож‰йеніњ мањызды бір
бµлігі болып табылады. Оныњ µнімділігі ауыл шаруашылыѓыныњ тµзімділігін
кµрсетеді. Табиѓи экож‰йеде фитоценоз µнімділігі ішкі механизммен
реттелетін болса, агроэкож‰йеде б±л процесс адаптацияныњ т‰рлі аграрлыќ
єрекеті т‰ріндегі баќылау мен басќаруды талап етеді. Сондыќтан да
µсімдіктер онтогенез кезінде антропогенді єсерлердіњ тікелей немесе
жанама т‰рлеріне шалдыѓып отырады. Б±л жаѓдай т‰сімніњ артуына єкеле
бермейді. Агроэкож‰йеніњ т±раќты кµрсеткіші ретінде белгілі бір уаќыт
аралыѓында берілген µнім дењгейін ±стап т±ру метеожаѓдайдыњ
ауыспалылыѓынан, атмосфералыќ ауаныњ ластануынан, ќышќыл жањбырдыњ
жаууынан, топыраќтыњ ластануынан, топыраќ уыттылыѓыныњ байланысымен
топыраќ микроаѓзаныњ ќажу реакциясынана, ауруларѓа, зиянкестерге, арам
шµптерге ќарсылыѓы тµмен µсімдіктердіњ µсірілуінен, олардыњ
пестицидтерге бейімделуінен жєне де басќа себептерден ќиындайды.
Факторлар єсер ету т‰ріне ќарай шектеуші, ќалыпты, оптимальды,
шаршатушы болып бµлінеді. ¤сімдіктердіњ єрбір табиѓи немесе антропогенді
факторларѓа реакциясы барлыќ биологиялыќ ж‰йелерге тєн белгілі бір
тєуелділік ќисыќ сызыѓына баѓынады. Осы тєуелділік ќисыќ сызыѓында
µсімдік реакциясы типіне сєйкес келетін бірнеше аймаќтар кµрінеді.
¤сімдіктердіњ енгізілген азот мµлшеріне реакциясы 3 типке бµлінеді:
кинетикалыќ, физиологиялыќ, метаболитті. Бірінші тип реакциясы
µсімдіктіњ азотпен ќалыпты жєне шектеуші ќамтамасыз етілуіне тєн,
екіншісі ќалыпты жєне оптимальдісін, ‰шіншісі ќалыпты жєне кинетикалыќ
аймаќта µсімдіктер азот концентрациясыныњ артуына белсенді т‰рде жауап
береді. Ќолданылатын тыњайтќыштардыњ мµлшеріне байланысты µсімдіктердіњ
µнімділігі, тыныс алуы, аќуызды ќосылыстыњ синтезі, µсу процестері
артады.
Физиологиялыќ аймаќта µсімдіктер максимальды µнім бере алады, біраќ
енгізілетін азот мµлшерінен ќ±рѓаќ зат µсімі азаяды. Осы аймаќ
шегіндегі µсімдік аѓзасындаѓы физиологиялыќ µзгерістер патологиялыќ
жаѓдайѓа дейін жетеді.
Метаболитті аймаќќа µсу процесініњ шектелуі тєн. ¤сімдіктерде
метаболизмніњ аралыќ µнімдері жиналып, сіњірілген азот, нитраттардыњ кµп
бµлігі метаболиттенбей, хлорофилдердіњ т‰зілуімен фотосинтездіњ ж‰руі
тµмендейді, минералды заттармен кµмірсулардыњ алмасуы б±зылады.
Нєтижесінде µсімдіктердіњ µнімділігі тµмендейді. Осы аймаќтарда µсетін
µсімдіктер зиянкестермен т‰рлі ауруларѓа шалдыќќыш келеді. Олардыњ µнімі
гигиеналыќ жєне технологиялыќ талаптарѓа сай келмейді. Метаболитті
реакция типініњ кµп белгілері ќ±рамында ќоректік минералды элементтер
мµлшерден тыс кµп болатын немесе керісінше сол элементке м±ќтаж
µсімдіктерде байќалады. ¤сімдіктердіњ м±ќтаждыќ немесе мµлшерден тыс
ќорек режимін ќалпына келтіру оњай (1-ші жаѓдайда минералды тыњайтќыштар
немесе 2-ші жаѓдайда сабан енгізу арќылы) жєне б±л жаѓдайлар
агроэкож‰йеніњ т±раќтылыѓыныњ б±зылуына єкелмейді.
Ауылшаруашылыќ даќылдарын µсірудіњ экологиялыќ ќауіпсіз
технологиясын ќолдану ќазіргі уаќытта да мањызды роль атќарады. ¤йткені
олар табиѓатты пайдаланудыњ мµлшерлі бастауына сєйкес келеді. Мысалы:
оларѓа азотты тыњайтќыштыњ жергілікті ќолдану технологиясы жатады. Б±л
тыњайтќыштар топыраќтыѓы тамыр мекендейтін ќабатындаѓы азот айналымын
реттейді, онтогенез барысында µсімдіктіњ топыраќтыњ азотымен азотты
тыњайтќыштарды ќолдануын реттеп, т‰сімніњ оптимальды сапасыныњ
кµрсеткішініњ артуына баѓытталѓан єсер етеді. Азотты ќосылыстыњ
шоѓырлануы “топыраќ-µсімдік” ж‰йесіне жаќсы єсер етеді жєне осы жаѓдай
µсірілетін даќылдарыныњ ќолайсыз абиотикалыќ факторѓа тµзімділігін
арттырады.
Егер т±ќым себумен тыњайтќыштарды енгізу бір мезгілде ќ±рамалы
сепкіш арќылы ж‰ргізілетін болса, жергілікті ќолдану техникасына сєйкес
азотты тыњайтќыштарды топыраќќа терењдігі 10-12 см жєне себілетін
т±ќымдар ќатарынан 6-7 см ќашыќтыќта енгізеді. Жергілікті ќолдану
кезінде тыњайтќыштарда берілген терењдікке жіњішке лента тєріздес етіп
енгізеді. Егер тыњайтќышты даќылдарды себер алдында енгізетін болса, онда
оларды себілетін т±ќым ќатарларына перпендикуляр орналасады. Дєнді
даќылдар ‰шін тыњайтќыштар лентасыныњ аралыѓы 15 см, отамалы даќылдар да
30 см болуы керек [10].
Техногенді єсерлердіњ алуан т‰рлілігі, антропогенді салмаќтыњ
артуымен кµлемініњ кењеюі, топыраќтыњ негативті µзгерістері топыраќ
патологиясы туралы айтуѓа негіз болады. Осы сияќты ќазіргі
агроэкож‰йеде т‰рлі антропогенді єсерлерден топыраќ ауруѓа ±шыраѓан.
Агроэкож‰йеніњ б±л к‰йі жерді пайдаланумен агроэкож‰йені культивациялау
кезіндегі адаптацияныњ стратегиялыќ жєне тактикалыќ єрекеттерімен тікелей
байланысты. Ќазіргі тањда ѓылыммен практикада биоремедиацияны пайдалану
мен басќарудыњ ќарама-ќарсы екі концепциясы ќалыптасќан. Олар
егіншіліктіњ дєст‰рлі жєне биологиялыќ ж‰йелері негізінде ќ±рылѓан.
Агрохимикаттарды кењ ќолданумен ж‰ретін егіншіліктіњ дєст‰рлі ж‰йесі -
биоремедиацияныњ жоѓары µнімділігініњ шарттарымен т‰сіндіріледі. Осы
концентрацияныњ агрономиялыќ жєне экономикалыќ критерийлері бар. Бірінші
жаѓдайда ауылшаруашылыќ даќылдарыныњ µнімдерініњ артуы ќарастырылса,
екінші жаѓдайда алынѓан µнімніњ материалды жєне финансты шыѓындарды µтеуі
ќарастырылады.
Егіншіліктіњ дєст‰рлі ж‰йелерін к‰шейту агроэкож‰йе компонентініњ
деградацияѓа ±шырауын болдырмаумен ќатар топыраќтыњ табиѓи ќ±нарлылыѓыныњ
жойылуын тµмендетеді. Ќоршаѓан ортамен топыраќтыњ табиѓи тµмендеуіне
єкелетін пестицидтерді, тыњайтќыштармен мелиоранттарды артыќ мµлшерде
пайдалану, жоѓары ылѓалдылыѓымен сипатталатын аймаќтарда ауыр техниканы
пайдалану, топыраќ мелиорациясымен даќылдарды µсірудегі аймаќтыќ
технологиялыќ б±зылуы, оларды пайдаланудыњ мµлшері мен сапасын
ескермейтін экстремальды егіншілікке тєн. Шын мєнісінде интенсивті
егіншілікте даќылдар т‰сімін арттыру аймаќтыњ топыраќтыќ - экологиялыќ
ерекшеліктерін ескеретін топыраќты химизациялаумен µсімдіктерді ќорѓаудыњ
биологиялыќ єдістері арќылы іске асады. Осы жаѓдайлар тєжірибе т‰рінде
дєлелденгенмен неге ауылшаруашылыќ технологиясымен аграрлы секторлары
жаќсы дамыѓан елдерде экологиялыќ жаѓдай нашар? - деген орынды с±раќ тууы
м‰мкін. Осыныњ µзі егіншіліктіњ дєст‰рлі ж‰йесіне деген к‰мєн туѓызып,
оныњ орнына биологиялыќ ж‰йені ќолдану керек екенін кµрсетеді.
Егіншіліктіњ осы ж‰йесініњ алѓашќы даму сатыларында инсектицидтер
орнына µсімдіктерді ќорѓаудыњ биологиялыќ жєне агрономиялыќ єдістерін
ќолдану арќылы µсімдік шаруашылыѓыныњ µнімдерініњ сапасын арттыру басты
баѓытќа алынѓан еді. Соњѓы жылдарда егіншіліктіњ биологиялыќ ж‰йесініњ
ќоршаѓан ортаныњ экологиялыќ таза концепциясы ретінде кењ ауќымды кµлемде
ќарастыруда. Егіншіліктіњ биологиялыќ єдістерін енгізу экономикалыќ
кµрсеткіштіњ тµмендеуіне, энергия шыѓыныныњ µсуіне, ж±мыстыњ кµбеюімен
ќиындауына єкеледі. Егіншіліктіњ биологиялыќ ж‰йесінде минералды
тыњайтќыштардан бас тарту нєтижесінде µнімніњ 40(-ін µндіре алмайды,
біраќ ењбек шыѓыны 25-30(-ке артады. Біраќ егіншіліктіњ биологиялыќ
ж‰йесінде идеялардыњ сенімді теориясы болмауынан тєжірибеге енегізу ќиын.
Мысалы: осы ж‰йеде биологиялыќ идеяларына сєйкес топыраќќа азот
органикалыќ т‰рде енгізіледі (ќ±рамында мочевина кµп мµлшерде болатын
жануарлар экскременті т‰рінде). Сонымен ќатар б±л ж‰йеде синтетикалыќ
жолмен алынѓан мочевинаны ќолдануѓа тыйым салынѓан. Б±дан басќа,
биологиялыќ егіншілікте µсімдік шаруашылыѓыныњ µнімін µндіру кµлемін
ќысќарту есебінен егістік аудандарды кµбейтіп, экож‰йені шыѓынѓа
±шыратуда. Сондыќтан да егіншіліктіњ дєст‰рлі ж‰йесінде аудан бірлігіне
т‰сетін аграрлы салмаќ биологиялыќ егіншілікке ќараѓанда тµмен болуы
м‰мкін.
Осы екі ќарама-ќарсы концепциялардыњ кемшіліктерімен артыќшылыѓын,
агроэкож‰йеге т‰сетін антропогенді ќысымныњ т‰рлерімен ауылшаруашылыќ
µндірістіњ ќызметін к‰шейту, сонымен ќатар ќоршаѓан ортаныњ нашарлауын
ескере отырып, егіншіліктіњ жања ж‰йесін іске ќосу керек. Іске
асырылатын ж‰йе тек ќана агрономиялыќ жєне экономикалыќ тиімділігімен
емес, сонымен ќатар табиѓи ресурстарды жањѓыртумен саќтауды ќамтамасыз
ететін экологиялыќ, технологиялыќ, энергетикалыќ жаѓынан тиімді болуы
ќажет.
Єрбір жаѓдайда критерийлер ж‰йесі µнім сапасы, физиологиялыќ нєтижелер
сияќты кµрсеткіштерді ќосу арќылы кењеюі де, керісінше ќысќаруы да
м‰мкін. Келтірілген критерийлердіњ кµмегімен агроэкож‰йеніњ ќызметі
туралы толыќ мєлімет алуѓа болады, біраќ оларды бірлестіріп ќолдану
бірќатар ќиыншылыќтарды туѓызады. Біріншіден, бір критерий негізінде
жасалѓан нєтижелер екінші критерийлерден алынѓан нєтижеге сєйкес келмеуі
м‰мкін. Екіншіден, критерийлер ќатарын ќ±ру мен олардыњ ќасиеттерін
сипаттайтын табиѓи жєне антропогенді факторлардыњ агроэкож‰йе
компонентіне єсерін баѓалау біршама ќиын болып т±рады. Мысалы,
агроэкож‰йеніњ берілген бір критерийі бойынша максимальды нєтижесі оныњ
ќызметінде нашар жаќтарыныњ жоќ екенін кµрсетпейді, мысалы: минералды
тыњайтќыштармен жерді химияландырудыњ мµлшерін ќалыптан тыс кµбейту
арќылы т‰сімді максимальды жоѓарылату ќоршаѓан орта жаѓдайларыныњ
б±зылуымен ќатар ж‰реді.
Эрозияѓа ќарсы іс-єрекеттер ќоршаѓан орта сапасыныњ жаќсаруымен
агроэкож‰йе ресурстарыныњ саќталынѓан бірден-бір ќ±ралы болып табылады,
біраќ аѓымдаѓы жєне капиталды шыѓындардыњ µсуіне байланысты шайылудыњ
минимальды нормасына жету м‰мкін емес. Агроэкож‰йеніњ тµзімділігін
арттырудаѓы єрекеттерді іске асыру ‰шін µнім сапасымен кµлемі арасындаѓы
µзара келісімділікті, табиѓи жєне техникалыќ шыѓындардыњ мµлшерімен
ќоршаѓан ортаѓа єкелетін зияндыѓын ескеру ќажет. Осы параметрлер
бірігіп егіншіліктіњ ќазіргі жања - адаптивті т‰рін сипаттайды. Ќайсы
бір критерийдіњ басымдылыѓын кµрсететін егіншіліктіњ альтернативті т‰ріне
ќараѓанда, адаптивті-компромисті егіншілік т‰рі критерийлер тепе-
тењдігін ќалыптастыруѓа негізделген биологиялыќ жєне дєст‰рлі
егіншіліктіњ аралыѓы болып табылады. Адаптивті-компромисті егіншілікте
µсімдіктерді минералды ќоректермен барынша ќамтамасыз ету басшылыќќа
алынѓан. Осы стратегиялыќ шешімдерді іске асыру µнім сапасыныњ артуымен,
осы кµрсеткіштердіњ саќталуын, µнім бірліктерініњ ќалыптасуына топыраќпен
тыњайќыштардыњ ќоректік заттарыныњ µзіндік шыѓынѓа ±шырауын тµмендету мен
ќоршаѓан ортаѓа минимальды салмаќ т‰сіруін ќамтамасыз етеді.
Критерийлерді ќалыптастыруда агроэкож‰йелерді б‰тіндей жєне жеке
компоненттерініњ ќызметтерін баѓалау ‰шін т‰рлі параметрлер ќолданады.
Агроэкож‰йедегі µзгерістерді баѓалаудыњ негізгі т‰рі - параметрлерді
салыстыру. Сєйкес стандартты таблица ќ±рылып, онда орта жаѓдайына ќайсы
бір фактордыњ єсер етуі мен єсер етпеуініњ айырымы белгіленеді.
Біраќ б±л салыстыру єдісі кµбіне д±рыс бола бермейді. ¤йткені ол табиѓи
жєне ауылшаруашылыќ экож‰йеніњ алѓашќы айырмашылыѓын кµрсетпейді,
сондай-аќ адам єрекетініњ т‰рлі формаларымен агроэкож‰йеніњ оларѓа
жауаптарын кµрсетпейді. Сондыќтанда агроэкож‰йе ќызметтерін баѓалау ‰шін
арнайы критерийлер ќатарын ќолданады [11,20-22].
Ауылшаруашылыќ єрекетініњ агроэкож‰йеге єсерін баѓалау ‰шін критерий
ретінде егіншініњ экологиялыќ кµрсеткішін ќолданады. Оны есептеу ‰шін
келесі сипаттар ќажет. [14].
Даќыл т‰сімі жєне оныњ кµлемі , олардыњ гумустену коэффиценті,
гумусты минерализациялау массасы жєне ањыздыќ ќалдыќтар кµлемі, эрозия
єсерінен шыѓындалѓан гумусты заттардыњ массасы, µнімніњ ќалыптасуына
кеткен гумус массасы, ауыспалы егістегі айналымдардаѓы даќылдардыњ
ќайталануы жєне ауыспалы егістегі формалар берілген даќыл бµлігі. Осы
параметрлерді модельде ќолданѓан кезде, ауыспалы егістіњ техникалыќ
даќылдармен ќаныѓуы жєне эрозия нєтижесінде гумустыњ белсенді шыѓындалуы
ж‰ретіндігі жєне егіншініњ экологиялыќ кµрсеткішініњ тµмен болуы
ќолданыстаѓы егістіњ жеткіліксіз экологиялыќ ж‰йе екенін дєлелдейді.
Экож‰йеніњ экологиялыќ жаѓдайларымен ластаушыларѓа ќарсы топыраќ
тµзімділігініњ индикаторы ретінде топыраќ бµлшегімен топыраќ рН-ныњ
ќолданылуы, топыраќтыњ ќажу сыйымдылыќтарын аныќтайды. Минералды
тыњайтќыштарѓа µсімдік реакциясын агрономиялыќ жєне физиологиялыќ
нєтижесі, сондай-аќ ќоректік заттарды сіњіру нєтижелері кµрсетеді[23-25].
Бірінші жаѓдайда, негізгі µнім т‰сімініњ артуына кеткен тыњайтќыштыњ
ќоректік заттарын аныќтау, екіншісінде, т‰сімніњ ќалыптасуына кеткен
ќоректік элементтердіњ ќосымша шыѓыны, µсімдіктердіњ ќолданылѓан
тыњайтќыштардан сіњірген формалары мен ќоректік заттар элементтерініњ
олардыњ мµлшеріне ќатынасы. Агроэкож‰йеде макроэлементердіњ жоѓары
кµрсеткішін есептейді.
1.2.Топырақ биотасының тіршілігіне топырақтың техногенді ластануының әсері
Топырақта тіршілік ететін тірі ағзалардың зат және энергия алмасуы
тек қана өзара емес, сонымен қатар топырақтың басқа да құрама бөліктерімен
байланысты болады.
Микроағзаларды зерттеудің негізін қалаған И.В.Вернадский топырақтың
пайдалы генофондын кез-келген ластану түрлерінен сақтаудың мәселелерін
шешудің өте маңызды екендігін атап өткен. Ол топырақ биотасының тіршілігі
және сонымен қатар топырақ ағзалардың химиялық құрамының арасындағы
байланыстарды көрсеткен.
Барлық топырақ биотасы келесі топтарға жіктеледі:
1.микрофлора - бактериялар, актиномицеттер, саңырауқұлақтар, балдырлар.
2.микрофауна (0,002-0,2 мм) - инфузориялар, тамыраяқтылар.
3.мезофауна (0,2-2,0 мм)- - нематодтар, кенелер.
4.макрофауна (2-20 мм) - энхитреидтер, моллюскалар, қоңыздар және олардың
личинкалары.
5.мегафауна (20-200 мм) - жауын құрттар, омыртқалылар.
6.топырақта уақытша мекен ететіндер - тышқан тәрізділер, және т.б.
Топырақтың тірі ағзаларына ауыр металдардың әсер ету механизмі әлі
күнге дейін дәл анықталмаған. Қазіргі уақытта ауыр металдардың түрін
құрамына, санына, микроағзалардың биомассасына, биохимиялық процестерге -
нитрификация, аммонификация, минерализациясына және ферменттердің
белсенділігіне әсер ететіндігі анықталған. Жүргізілген зерттеулердің
әрқилылығына қарамастан алынған қорытындылардың барлығы кез-келген
топырақтың техногенді ластануы биохимиялық процестердің интенсивтілігін
төмендететінін көрсетті.
Әртүрлі топырақтардағы ауыр металдардың улылығын олардың целлюлозаның
азотфиксация, нитрификация және минерализация процестеріне әсер етуі
бойынша бағалауға арналған зерттеу үлкен қызығушылыққа ие. Зерттеушілер
атап өткендей, қара топыраққа да, сұр топыраққа да азотфиксацияның
белсенділігіне басқа элементтермен (Pb, Zn, Cd) салыстырғанда Cd-дің
уаттылығының әсері жоғары болады екен. Топырақтағы Cd-дің максимальді әсері
1мгкг болған жағдайда байқалған. Концентрацияның әрі қарай жоғарылауы
топырақтағы азотфиксацияның белсенділігіне айтарлықтай әсері байқалады.
Қорғасынның 1-10 мгкг концентрациялары аралықтарында болған жағдайда
азотфиксация процесіне қорғасынның әсері анықталмады, керісінше өте аз
конценрацияда бәсең байқалады.
Топырақта қорғасын аз концентрацияда болған жағдайда нитрификация
және аммонификация процестерінің тезделетіндігін басқа да зерттеушілер
байқаған.
Зерттеулер көрсеткендей ауыр металдардың уыттылық дәрежесі топырақтың
химиялық құрамы және оның физика-химиялық қасиеттеріне байланысты болып
келеді. Мысалы, азотфиксация процестерінің белсенділігіне қорғасынның әсері
қаратопырақтармен салыстырғанда сұр топырақтарға күштірек әсер етеді. Бұл
процесс жоғары концентрацияларда да (10мгкг) байқалған. Сұр топырақтардағы
азотфиксация процесінің төмендеуіне басқа да ауыр металдар (Zn, Сu)
айтарлықтай әсер етеді. Қара топырақтардағы ауыр металдардың уыттылығының
төмен болуы негізінен олардың топырақтың кешен түзуші органикалық
бөліктеріне түсіп уыттылығы төмен немесе уытты емесе қосылыстарға айналуы
болып есептеледі. Осыған байланысты сұр топырақтар қарашірікке кедей
болуына қарай оған түскен ауыр металдардың уыттылығы сақталады.
Топырақтың ластануы микроағзалардың санына әсерін зерттеген
Е.Е.Азиев, М.М.Уоров т.б. зерттеушілер қызықты мәліметтер алды.
Табиғи жағдайы әртүрлі екі ауданнан алынған топырақтардағы
микробиологиялық зерттеулердің нәтижелері ластаушы заттарды анықтауға
микроағзалардың индикатор бола алатын түрлерін көрсетті, мысалы ластанған
қара топырарда сезімтал индикатор ретінде актиномицеттер, азотбактериялары
және Lipomyces түрінен ашытқыларды қолдануға болады. Ластану дәрежесі
жоғарылаған сайын олардың саны да кенеттен жоғарылайды. Бірақ, бұл аталған
микроағзалар сұр топырақтардың ластану дәрежесін көрсете алмайды, тіпті
олардың ластанбағандығының белгісі де бола алмайды.
Көптеген зерттеушілердің топырақтағы ауыр металдардың
уыттылығына баға беру кезінде микробиологиялық белгілерді қолдануды
ұсынады, ал кейбіреулері бұған қарсылық білдіреді. Зерттеушілердің
нәтижелері топырақтың ауыр металдармен ластануының салдарынан көптеген
споралы бактериялар және микобактериялардың, актиномицеттердің,
саңырауқұлақтардың санының кенттен төмендеуіне, тіпті кейбір түрлердің
жойылып кетуіне алып келетіндігін көрсетті.
Жоғарыда атап өтілгендей, автокөлік газдарының құрамынан шыққан ауыр
металдар жол жағалауларында майда бөлшектер түрінде ауа ағындарымен
аэрозольдар құрамына еніп, 100 метрге дейінгі жерлерді ластайды. Топыраққа
түскен ауыр металдар жиналып тек қана өсімдіктер мен микроағзаларға ғана
кері әсерін тигізіп қана қоймай, сонымен қатар сол жерде мекен ететін ірі
жануарларға да кері әсері байқалады.
Зерттеулердің нәтижесі Zn, Cd, Pb және т.б. ауыр металдар қоңыз,
жауын құрты, құмырсқа денелерінде жиналу қабілеті (кумулятивті) бар
екендігін көрсетті. Мысалы, зерттеуге алынған жерді құрамында кадмиі бар
сумен өңдегенде жауын құрттардың денесінде 2 сағаттың ішінде оның мөлшері
10 есеге көбейгендігі байқалды. Жауын құрттары және т.б. жануарларауыр
металдарды өздерінің ұлпаларында реттеуге қабілетті. Жауын құрттары Zn, Cd,
Pb өз денесінен жақсы өткізеді.
Топырақтың ауыр металдармен ластануы жануарлардың ағзаларында
морфологиялық өзгерістерге және санының күрт төмендеуіне алып келеді.
Денесінің қысқаруы, қанаттарының ұзындығының өзгеруі және көптеген
уынаяқтылардың ттүрлерінің өзгеруіне алып келуі мүмкін.
Мысалы, жүргізілген зерттеулердің нәтижесінде жол жағалауыандағы
жауын құрттардың орта есеппен 8,5 есеге, өрмекші тәрізділердің - 10,
стофилиниттердің 2,3-2,5 есеге санының төмендегені анықталған Ал, керісінше
автокөлік жүретін жол жағалауларында фитофагтардың саны жоғарылаған.
Ауадағы уытты заттардың концен рациясының жоғарылауы өсімдіктерді зақымдап,
олардың тез көбеюіне жағдай жасайды.
1.3.Балдырлардың шығу тегі және олардың эвалюциясы.
Балдырлардың шығу тегі әлі күнге дейін толық анықталмаған. Олардың
типтерінің арасындағы туыстық байланыстар туралы әртүрлі көз қарастар бар.
Палентологиялық қазба қалдықтар балдырларды жер бетінде алғашқы пайда
болған организмдердің бірі екендігін дәлелдейді. Олардың ішінде жасыл
балдырлардың қалдықтары ең ерте гиологиялық бқабаттардан девон және селор
дәуірлерінен белгілі. Қазіргі кездегі көптеген мәліметтерге қарағанда
өсімдіктер дүниесінің тарихи дамуында балдырлар ең алғашқы өсімдіктер деп
саналады. Алғашқы пайда болған органьизмдер сапрофидтер болуы мүмкін.
Сапрофидті организмдер екі бағытта дамуы ықтимал. Бірінші бағытта жалпы
эвалюциясы күрделену бағытына қарай жүргенімен түссіз формаларын сақ таған.
Эвалюцияның екінші бағыты боялған организмдерді түзуге қарай бағытталған.
Клеткалары пигментке боялған организмдер бірінші рет өсемдіктер дүниесінің
бастамысын оның ішінде балдырларды берген болуы керек. Бұлардан көк жасыл
вегетативтік кезінде талшығының болуына байланысты қозғалғыш келетін бір
клеткалы хризомоноадалолар, эвгленалар, перофидтер және әртүрлі талшықтылар
дамуы мүмкін. Балдырлардың барлығыда жынысты көбеюуінің болмауы, олардың
құрлысының қарапайым екендігін дәлелдейді.
Көк жасыл құрылысы көбеюуі және кей біреулерінің микостровты
қоректенулерінің болуы, олардың бактериялармен филогенетикалық
байланыстарының бар екендігінде дәлелдейді. Бұл ұқсастықтарына қарағанда,
көк жасыл балдырлар мен бактериялар қарапайым организмдерден шығуы тиіс.
Көк жасыл балдырлар қозғалыс кезінің болмау жағына және пигменттерінің
құрамына байланысты қызыл балдырларға жақындайды. Алайда клеткалы
құрылысына қарағанда олардан алшақ тұрады. Дегенмен, олардың арғы
тектерінде бір туыстық байланыстың болуы мүмкін.
Талшықты балдырлардың ішінде эвгленалар ерекше орын алады. Бұлардың
басқа балдырлармен тікелей байланыстары жоқ. Монада құрылысына қарағанда
кейбір жасыл балдырлармен байланыстары болуы ықтимал. Перофитті балдырлар
хризомонадалардың бөлінуі мүмкін. Эвгленалар сияқты перофиттердің де басқа
балдырлармен жоқь болуы тұйық бұтақ.
Альгологияның қысқаша тарихы.Систематика ғылымдарының балдырларды
тексеретін бөлімі альгология деп аталады. Балдырларды бірінші рет плинни,
старши ұсынды. Альгология дегеніміз теңіздің шөптесін бұталары. Орыс ғалымы
М.А.Максимович 1827 жылы Балапан бұталар деп атаудың орнына балдырлар деп
атауды ұсынды. Аз уақыттың ішінде балдырлар деген жаңа ұғым тез тарап
кетті. К.Линидің тұсында ірі покус және ульва сияқты балдырлар ғана белгілі
болатын. Ол балдырларды қыналар мен мүктерге біріктіріп пласификатциялады.
Альгология ғылымының дамуы микраскоп техникасының жетісчтіктері мен клетка
теориясының тікелей дамуына байланысты. Балдырлар жөніндегі ілімнің дамуына
Швет стематика альгологтары неміс ғалымдары, англия ғалымдары еңбектерінің
маңыздары ерекше болады. Бұл кездегі системалардың барлығы
балдырлардың марфологиялық белгілердің және тіршілік орталығына негізделіп
жасалады. Оған қарамастан ол кездегі ғалымдар көптеген балдырларды сипаттап
жазып, олардың суреттерін салды. Оның ішінде кютицингтің атыласы осы кезге
дейін мағынасын жойған жоқ.
XIX ғасырдың 30-40 жылдарынан бастап ғалымдар балдырлардың клеткалық
құрылысының және олардың онтогенезін тексере бастады. Клеткалардың бөлінуін
зерттеу отырып неміс потанирі К.Негели 1817-1891 көп клеткалы таланның
өсуін және бұл процесте төбе клеткасының қызметін атқарады. Ол өсімдігін
зерттеп, оны клеткаланбаған ерекше балдырлар екенін тапты.
Балдырлардың онтогенезін зерттеуде ғалымдардың назары аса маңызды
процесс жынысты және жыныссыз көбеюлерге ерекше көңіл аударды. Жыныссыз
кбөбеюдегі зооспроны И.Ф. Трентепол 1807 жылы жасыл балдырлардан ашты,
алайда көпке дейін зооспоронның атқаратын қызметі ғалымға белгісіз болды.
Тек өткен ғасырдың 50 жылдарында Г.Тюре 1817-1875 және Н.Прингсгейм 1823-
1894 еңбектерінде зооспора арқылы жыныссыз көбею прогресінің болатындығын
анықтады.
Аббад воше 1803 жыл бірінші рет спирогераның зиготасын және басқа тұщы
су балдырларының антиредилері мен оогонилерінің ашты. Бірақ оогони мен
антеридидің балдырлардың жыныстық көбею оргонның қызметін атқаратынын
білді. Балдырда ұрықтану болатын фкусқа тәжірибе жасап, француз ботанигі
Тюре дәлелдеді. Неміс ғалымы Прингсеим тұщы су индогониялары мен басқа
балдырлардың онтогенезін зерттей отырып, жыныссыз көбеюмен жынысты
көбеюдің ауысып отыратынын ашты. Балдырлардың онтогенездік дамуын зерттеу
ХІХ ғасырдың екінші жартысында кең көлемде жүргізіліп ол үшін альгогологтар
цитологиялық әдісті қолдана бастады. Парингсгейм 1869 жылы балдырлардың
изогомиялық ал И.Н. Горожонкин бірінші рет хломидомонададан
готериогамиялық жыныс процестерін ашты. Су мен балдырларда әр түрлі жыныс
процесінің болатындығы анықталды. Орыс альгология ілімінің тууы
академик Г.С.Гмелин есімімен тікелей байланысты.
Балдырлардың онтогенездік дамуын және олардың әртүрлі топтарының
гинетикалық байланыстарын зерттеп, альгология зерттеп ғылымының дамуына
үлкен үлес қосқан орыс юғалымы Л.С.Ценковский боды.ол балдырларды
полиморпизмнің кең тарағандығын дәлелдеді және сол кездегі көпшілік
балдырлардың түрі, тіпті туыс бір түрдің әртүрлі даму сатысы екенін дұрыс
көрсетті. ХІХ ғасырдың аяқ кезінде балдырлардың физиологиясын зерттей
бастаған ғалымдардың бірі орыс батантигі А.П.Артаре.
Цитологиялық әдісті қолдану арқылы альгологтар балдырлардың клеткалық
құрылысының өте күрделі екендігін зерттеп көбеюудің әр түрлеріндегі
цитологиялық ерекшеліктерді анықтады. ХІХ ағсырдың аяғына дейін ұрпақ
ауысумен ядролық пазаларының алмасуы зерттелмеді. Дегенмен цитологиялық
зерттеулер арқылы гапойтты және дипойты пазалардың болатындығы анықталды.
ХІХ ғасырда балдырлардың систематикасы филогинетикалық бағытта
зерттеле бастады. Кейбір типтердің бір-біріне параллел дамылғанын және
олардың бір-бірімен байланыссыз әр түрлі монада құрылысты организмдерде
шыққандығы анықталды.
Сондай-ақ ХХ ғасырдың бас кезінде балдырлардың табиғаттағы таралуымен
оның эвалюциялық ерекшеліктері қоректену тәсілдері зерттеле бастады.
Балдырлардың жыныс айырмашылықтары және түрлердің қалай қалыптасуы
зерттеліп тіршілік жағдайын өзгерту арқылы жыныс белгілерін өзгертуге
болатындығы М.Гартман В.Иоллос анықтады. А.Пашер 1916 хломидо монадалардан
гибрид алып, оның бірінші және екінші ұрпақтарын мұхият зерттеп бұларда
тұқым қуалаудың болатындығын анықтады. салалары сияқты, тез дами бастады.
Советтік альгология ғылымының құралып оның дамуына Г.И.Гайл, Л.А.Зенкев
Л.И.Курсанов жасыл және қызыл балдырлардың цитологиясын, оның
ядропазасының болмауын зерттеді. Меиер жасыл балдырлар мен диатондардың
эвалюциялық дамуын, ол миллер хлороковты және батеридном балдырларының
тарихи дамуын зерттеді. Сөйтіп ботаниканың бір саласы альгология ғылымының
дамуына совет ғалымдары үлкен үлес қосты.
Қаратау өңіріде кездесетін балдырлар.
Біресік өзені
1.Synedra ulna (Nitrsch).
2.Cymbella cymbiformis (Kuetr.)
3.Fragilarie crotonensis Kitt.
4Cyclotella meneghiniana Kuetr.
Қара-бура бұлақ
1.Cymbella aspera (Hhr.)
2.Navicula cryptocephala Kuetr.
3.Synedra ulna (Nitrsch.)
4.Amphora ovalis Kuetr.
Шекер бұлақ
1.Diatoma hiemala Lungb.
2.Mastogloia grevillei W.Sm.
3.Oscilotoria brevis Kuetr.
Хантағы өзені
1.Melosira binderana Kuetr.
2.Diatoma hiemala (Lungb.)
3.Gombohonema olivaceum (Lungb.)
4.Mongeotia calcarea (Cleve.)
Қосқорған суқоймасы
1.Navicula hustedtii Krass.
2.Cymbella aspera (Ehr.)
3.Fragilaria crotonensis Kitt.
4.Ulothrix aequalis Kuetr.
5.Pinnularia undulate Greg.
Микробиология – жай көзге көрінбейтін, ұсақ тірі организмдерді
олардың құрылысы мен биологиялық, биохимиялық қасиеттерін және
табиғатта жүріп жатқан процестердегі ролін, адам тұрмысындағы
пайдасы мен зиянын жан - жақты зерттейтін ғылым.
Микроағзаларының басым көпшілігі – бақтериялар, сонымен қатар
микробиология төменгі сатыдағы саңырауқұлақтарды, микроскоптың ашытқыш
саңырауқұлақтарды ұсақ балдырларды, қарапайым ағзаларды, вирустарды
да зерттейді. Өйткені, бұл ағзалардың сыртқы пішіні, құрылысы өте
ұқсас, әрі сол ортаға тигізетін биохимиялық әсері жағынан да
бірлестікте болады. Микробиология, ботоника зоология ғылымдарының
қарапайым ағзаларды зерттейтін салалары мен тығыз байланысты. Ал
ферменттер мен витаминдерді зерттеуде микробиология, биохимия пәнімен
де ұштасып жатады. Микробиология ғылымның жетістіктері қазіргі
кезде ауыл шаруашылық дақылдарының өнімділігін арттыруда, түрлі
өсімдік пен жануарлардың зиянкестеріне қарсы күресуде, шырынды азық
сүрлемді даярлауда кеңінен қолданылады. Топырақта жүріп жатқан
негізгі биологиялық процестер топырақтың құнарлылығы, оның сапасы
мен құралуы микроағзалар тіршілігіне байланысты. Микроағзалар
тіршілігінің нәтижесінде өсімдіктердің тамыр арқылы қоректенуі
жақсарады. Сөйтіп егіннің өнімділігі артады. Сондықтан микроағзалар
тіршілігінің нәтижесінде топырақта азот, көміртегі және фосфор
элементтерінің көбеюіне мүмкіндік туады.
Жалпы микроағзалар әлемінің табиғаттағы маңызы орасан.
Өсімдіктер мен жануарлар қалдықтары микробтардың қатысуымен шіріп,
ыдырайды. Олардың денесіндегі түрлі химиялық элементтер ауа мен
топыраққа тарайды.
Осының нәтижесінде тіршілікке қажетті заттар қайтадан пайда болады.
Жанар қазба байлықтар – шымтезек, таскөмір, мұнай сияқты заттардың
да микроағзалардың әрекеті нәтижесінде түзілетіні анықталды.
Микроағзалардың тіршілігінің ең бір айқын байқалатын жері –
ашыту процесі. Күнделікті көріп жүрген сыра мен шарап, тағамның
шіріп, бүлінуі және көгеруі бәрі де осы микроағзалардың әсерінен
болады. Микроағзалардың қоршаған ортаны ластанудан тазартуда айта
қаларлықтай маңызы бар. Ірі өндіріс орталықтарында, қалаларда қалдық
заттарының көптеп жиналуы тіршілік үшін аса қауіпті. Сондықтан,
оларды уақытында осы зиянды заттардан тазартудан микроағзаларды
қолданады. [27]
Микробтар бізді қоршаған ортада таралуы күнделікті кездеседі.
Олар топырақта, суда, ауада, өсімдікте, тағамда, заттарда, адам
ағзаларында жануарлар мен өсімдіктен айырмашылығы зат алмасу
процесінде, олар метан, сутек, молекулярлы азот көмірсутек тотығын
пайдаланады да, жануарлар мен өсімдіктер үшін қажетті заттарға
айналады. Мысалы: шіріту процесіне қатысатын микробтар
өсімдіктердің шірігін, жануарлардың мәйітін ыдыратып ауаға 90% СО2
бөледі.
Қоршаған орта микроағзаларының арақатынасының биология ғылымының
арнайы саласы –экология зерттейді.
Микроағзалардың экологиясы – паразиттің құбылысын зоонозды
аурулардың шығу жолдарын, табиғаттағы аурулардың көзін анықтауға
және инфекциялық аурулардың дамуына қарсы күресуге бағытталған.[29]
1.4. Микроағзалардың топырақты қалпына келтірудегі маңызы
Ұлы орыс ғалымы М.В. Ломоносовтың еңбектерінде өздерінің “Жер
қабаттары жайлы” деген еңбегінде топырақ құнарлылығы уақытқа
байланысты. Тау жыныстары мен өсімдіктер қалдықтарының өзара
әрекеттесуімен қалыптасады деп көрсетеді. Топырақтану туралы қазіргі
кездегі түсініктің негізін қалаған В.В. Докучаев ол “Топырақ
табиғаттың ерекше тірі денесі деп қарау керек” деген сөзі
бүгінгіге дейін мағынасын жоғалтқан жоқ. Топырақтың сан алуан типі
негізінен: аналық жыныстардан климаттық және өсімдіктердің әрекетімен
жердің рельфтерінен, топырақ түзілу процесінің әсерінен болатынын
дәлелдеді.
В.В.Докучаев замандасы топырақ жану ғылымына еңбек сіңірген
П.А.Костычев қара топырақ өсімдіктер мен оларды ыдырататын микроағзаны
қарым- қатынасының нәтижесінен түзілетінін дәлелдеді. Топырақ
түзілуінің биологиялық бағытын академик В.Р.Вильямс еңбегінен
кездестіреміз. Ол әрбір топырақ типтеріне сай өзіндік микроағзалар қауымы
тіршілік ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz