Топырақтағы биологиялық белсенді заттар

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Жоспар

Кіріспе

І. Топырақтың тірі бөлігі

ІІ. Негізгі бөлім

2. 1 Топырақтағы биологиялық белсенді заттардың алуан түрлілігі

2. 2 Топырақтағы күрделі орг аникалық компонентердің ыдырауы

3. 1 Топырақтың түріне байланысты микроорганизмдердің таралуы

3. 2 Топырақ жәндігінің маңызы

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Өзектілігі :Топырақтың құрамында тек өлі минералды заттар ғана емес, әр кезде азды - көпті тірі организмдер, түрлі микроорганизмдер мен қарапайым майда жәндіктер болады. Бұлар топырақтың тірі бөлігін құрайды. Микроорганизмдер табиғаттың ыстық - суығына да, оттегінің бары жоғына да, ортаның қышқылдығы мен сілтілігіне де қарамайды, барлық жағдайға бейім келеді. Тек оларға қажетті ылғал мен қорек зат болса болғаны, сондықтан олар табиғаттың барлық бұрышында да кездеседі. Олар топырақтың бір бөлігі болып саналады.

Мақсаты :Топырақтағы биологиялық белсенді заттардың маңыздылығын көрсету.

2. 1 Микроорганизмдер табиғатта, соның ішінде топырақта көп таралған және олар топырақтың негізгі құрам бөлігі болып саналады.

Топырақ органикалық және бейорганикалық заттардан құралады. Оның минерал бөлшектеріне, көбінесе органикалық заттар жабысып, түйіршіктер құрайды. Міне бұл түйіршіктер микроорганизмдердің негізгі тіршілік ететін мекені. Топырақта микроорганизмдерге кажетті қоректік заттар мол болады да, тікелей түскен күн сәулесінен оларды қорғап тұрады.

Топырақта негізінен бактериялар, актиномицеттер, ашытқы саңырауқүлақтар, микроскоптық саңырауқүлақтар, балдырлар, қарапайым организмдер, түрлі жәндіктер кездеседі. Сонымен қатар топыракта түрлі ультрамикроскоптық тіршілік иелері - фагтар, бактериофагтар және актинофагтар бар.

Микроорганизмдердің топырақта таралуына табиғаттың толып жаткан жағдайлары әсер етеді. Бұлардың ішінде қоректік заттар, орта температурасы мен реакциясының маңызы зор.

Көп жылдар бойы топырақ ғылымда физикалық және химиялық зат, яғни тек өсімдіктер өсетін орта деп танылып, топырақта тіршілік ететін микроорганизмдер мүлде ескерілмеді. Көрнекті орыс ғалымдары П. А. Костычев, В. В. Докучаев және В. Р. Вильямстың еңбектері топырақтың аса күрделі орта екендігін, онда мыңдаған, миллиондаған микроорганизмдер және басқа да жәндіктер тіршілік ететіндігін дәлелдеп берді.

Балдырлардың да топырақта негізінен екі түрі, жасыл және диатомды түрі тіршілік етеді. Бұлар алғашқы топырақ түзушілер қатарына жатады. Балдырлар түзген органикалық заттардың салмағы топырақтың жоғарғы қабатында түзілген барлық органикалық заттардың 0, 05-0, 2%-ын құрайды, олар көбіне топырақтың беткі қабатында тараған, 10-20 см-ден төмен де олардың саны жоқтың қасы. Амеба, инфузориялар, нематодтар, балдырлар үшін таптырмас жем және олар шығаратын әр түрлі заттар саңырауқұлақтар мен бактерияларға қорек.

Топырақта көп тарағандардың бірі - саңырауқұлақтар. Олар негізінен орманды, ылғалды аймақтардың топырағында өседі. Актиномицеттер (немесе сәулелі саңырауқұлақтар) ферменттердің сан алуан түрлері кездеседі, олар органикалық заттардың өзгеруіне жан-жақты қатысады, бірақ та бактериялармен салыстырғанда әрекеттесу жылдамдығы аз. Ал ароматикалық заттарды шірітуде олар белсендірек. Табиғатта лигнин мен таниннің ыдырауы осы организмдерге байланысты. Гумустың түзілуіде саңырауқұлақтардың көмегінсіз өтпейді. Топырақта целлюлозаны, триходерма, фузариум, кейбір аспцилиумдерді ыдырататын да осылар.

Барлық жағдайларда да органикалық заттардың ыдырауы ферменттердің белсенді қатысуымен өтеді. Ферменттер-белок молекуларының ішінде ең ірі және ерекше органикалық құрылым. Олардың молекулалық салмақтары - 10 мыңнан бірнеше милионға дейін. Бұлар топырақта өтетін барлық биохимиялық реакциялардың үдеткіші -катализаторлары. Ферменттер зат алмасуды реттейді. Сондықтан барлық тіріліктік процестерінде оның маңызы ерекше. Олар топырақта өсімдік бойынан, жануарлар мен ұсақ организмдердің денелерінен тарайды. Ферменттер катализатор ретінде органикалық заттардың ыдырауы мен синтезделуін, химиялық реакцияларының жүруін күшейтеді. Барлық ферменттер бір құрамды және екі құрамды болып екі топқа бөлінеді. Топырақтағы ферменттірдің белсенділігі мен қоректік элементтердің шоғырлануының арасында тығыз байланыс бар. Олардың белсенділігі сұр топырақтан қара топыраққа жылжығанда артады. Гумустың түзілуі де ферменттердің түрлеріне, белсенділіктеріне байланысты.

2. 2 Органикалық заттардың ыдырауы - өте күрделі құрылымдар мен молекулалардың жартылай жай молекулаларға ауысуы, оның ішінде толық ыдырап кеткен заттарға CO ₂ , NH ₃ , H ₂ O т. б. жатады.

Органикалық компоненттердің ыдырауы өте күрделі әрі өте ұзаққа созылатын құбылыс, өйткені бұл механикалық немесе физикалық бөлінуден, биологиялық немесе биохимиялық қосылыстардан тұрады. Органикалық заттарды ыдыратуда топырақтағы әр түрлі организмдер үлкен рөл атқарады. Барлық топырақтарда органикалық заттарды ыдыратуда міндетті түрде бактериялар қатысады, өйткені олар заттарды ыдыратуға өте қабілетті. Олар өздері шығаратын ферменттермен қоректену үшін белоктарды көмірсутектерді, органикалық қышқылдарды, спирттерді пайдаланады. Бактериялар сияқты актиномийеттер де органикалық заттарды ыдыратуға белсенді қатысады. Олар көмірдің қорек көзі ретінде лигнин сияқты әр түрлі органикалық қосылыстарды, шірінді заттарды пайдаланады. Топырақта ұзақ уақыт болып, өздеріне қолайлы жағдай туғыза отырып, әсіресе қара топырақта белсенді түрде органикалық заттарды шірітуде үлкен рөл атқарады.

Микроорганизмдер, жануарлар және өсімдіктер қалдықтарының белоктары ферменттердің қатысуымен аминоқышқылдарына ыдырайды. Олардың біразын микроорганизмдер пайдаланады, ал қалғаны аминге ыдырайды. өлген организмдердің белоктары - топырақтағы негізгі азот көзі. Өсімдік қалдықтарында 1% азот бар және C:N арақатынасы 50-ге тең. Органикалық қалдықтар ыдыраған сайын органикалық заттарда азот мөлшері артады, C:N арасы 10 - 12 болады. Сондықтан да C:N арақатынасын органикалық заттардың гумустенуі деңгейінің көрсеткіші ретінде пайдаланады. Органикалық қалдықтардан басқа топырақтың азоттануы ауадан түсетін ылғалға байланысты, ылғалмен 8 - 10кг/га азот түседі.

Азот сіңіруші микроорганизмдер де азот көзі болып табылады. Олар ауадан молекулалық азотты сіңіріп, күрделі азот қосындыларын құрайды. Бұларға көбінесе ауадан азот сіңіретін бактериялар жатады. Бұршақты дақылдар тамырын жайлайтын түйін бактериялар әр гектар жердің топырағына 100 - 250 кг мөлшерінде атмосфера азотын сіңіреді. Топырақта дербес тіршілік құратын азот сіңіруші организмдер бар, олар жасыл өсімдіктермен аралас тіршілік теді. Орыс ғалымы С. Н. Виноградский 1892 - 1894 жылдары анаэробты (ауасыз, оттегінсіз тіршілік ететін) бактерияларды тапты. 1901 жылы Бейерник басқа түрлерін ашты. Бұл дербес бактериялар жылына топырақта гектарына 20 - 150 кг/га дейін атмосфнралық азотты сіңіре алады. Түйнекті және дербес азот сіңіруші бактериялар топырақта биологиялық жолмен құралатын азот қорын жасайды. Ал азот - өсімдіктердің басты қоректік элементі. Азот қоры топырақ құнарлылығын арттырады, яғни топырақтағы гумусты азотқа байытады. Әр түрлі топырақта өсімдіктердің азотпен қоректену түрлері әр түрлі болады.

3. 1 Қарашіріктің мөлшеріне және ондағы қоректік заттардың сапасына байланысты микроорганизмдердің саны әр түрлі топырақтарда түрліше болады. Топырақ неғұрлым құнарлы болса, соғұрлым микробтар да көп кездеседі. Мәселен, жақсы өңделген шымды-күлгін топырақтардың 1 г-да 3-10 миллионға дейін, ал қара топырақты жерлерде 15-50 миллионға дейін микроорганизмдердің клеткаларын кездестіруге болады. Тіпті бір типтегі топырақтың барлық жеріндегі микроорганизмдердің саны бірдей болмайды. Мысалы, орманды, шалғынды аймақтың нашар өңделген, қарашірігі жырту қабатының 1 г-да 0, 5-1, 5 миллионға дейін бактериялар болса, дәл осындай жердің жаксы өңделген, қарашірігі мол учаскесінің 1 г-да топырағында 3-25 миллионға дейін бактериялар кездеседі. Бау-бақша топырақтары, ұдайы суарылып, тыңайтылып отырудың нәтижесінде дала топырағына карағанда микроорганизмдерге әлдеқайда бай келеді. Түрлі топырақтардың жырту қабатында микроорганизмдердің мөлшері түрліше болатынын еліміздің көрнекті ғалымы Е. Н. Мишустиннің зерттеуінің қорытындысынан байқауға болады.
Микроорганизмдердің басым көпшілігі тек жырту қабатында кездеседі. Мәселен, 20 см тереңдікте 1 г топырақта 5, 7 миллион бактерия болса, 60 см қабатта небәрі жарты миллиондай, ал бір метрлік кабатта іс жүзінде кездеспейді. Топырақтың төменгі қабаттарында бүл кабаттардағы су және ауа режимдерінің нашарлығынан оның органикалық қосылыстарға кедейлігіне байланысты микроорганизмдер ол қабаттарда аз болады.
Сонымен қатар топырақ микроорганизмдерінің басым көпшілігі аэробты организмдер. Олардың анаэробты топтары аз. Топырақта актиномицеттер мен микрооскоптық саңыраукүлақтар да аз емес. Олар кебінесе топырақтың түріне қарай беткі жырту қабатында таралады. Мәсе-лен, таулы өлкенің сұр топырақты тың жерлерінің 1г-да 1 актиноми-цеттердің саны 2800-3110 мыңға дейін барады, ал саңырауқұлақтар 5, 6-6, 3 мыңға жуық болады. Ал осы өлкенің қара топырақты тың жерінің жырту кабатының әрбір грамында актиномицеттер 960-3170 мыңға дейін, саңыраукүлақтар 4, 4-36 мыңға жуық кездеседі. Міне, бүдан топырақ типіне байланысты микроорганизмдердің санының да ауытқып отыратынын байқаймыз. Олар негізінен өсімдіктер қалдықтарын, ондағы клетчатканы ыдыратады. Целлюлоза ыдыратушы аэробты және анаэробты микроорганизмдер есімдіктегі клетчатканы көмір кышқыл газы мен суға дейін ыдыратады. Ал көмір қышқыл газы - жасыл өсімдіктерге қажетті заттардың бірі. Көптеген зерттеулерге қарағанда, еліміздін, оңтүстік бөлігінде (Түркмения, Тәжікстан, Өзбөкстан, Қазақстан) микроорганизмдердін, солтүстік бөлігіндегі түрлеріне қарағанда өте активті екендігін дәлелдеді. Егер мүндай жерлердің топырағы тың болса, целлюлоза микробтарының тіршілігі баяулайды. Өңделген топырақта бұл микроорганизмдер қарқынды тіршіліік етеді. Е. Н. Мишустиннің көрсетуі бойынша, бұл негізінен климат жағдайларына байланысты.
Топырақтағы микроорганизмдердің саны жыл маусымына байланысты өзгеріп отырады. Қыста азайып кетсе, жазда қайтадан көбейеді. Көптеген ғалымдар қыс кезінде топыракта тіршілік тежеледі, тіпті тоқтап қалады деген пікір айтып жүр.

Ал Н. А. Красильниковтың байқауынша, қалың қар астындағы топырақ тоңға айналмай, ондағы микробиологиялык процестер үздіксіз жүріп жатады. Қыс кезінде басқа жыл маусымына қарағанда топырақта актиномицеттердің жақсы дамитыны анықталған. Микрооргаиизмдер тіршілігіне тапырақта болатын түрлі витамин, ауксин және басқа заттардың зор маңызы бар. Бұл заттардың азғана мөлшерінің өзі микроорганизмдердің тіршілігін қуаттайды. Соның нәтижесінде өсімдіктер де жақсы өсіп дамиды.

Топыракты сақтау кезінде ондағы микробтар саны да бірнеше есе азаяды. Мұның өзі негізінен онда ылғалдық азаюымен байланысты.
Актиномицеттер және микробактериялар сақтауға төзімді келеді.

Микроорганизмдердің таралуына топырақ реакциясы едәуір әсер етеді. Егістікке пайдаланылып жүрген нейтралды немесе аздап сілтілі топырақтарда бактериялар көп, ал қышқылды, сазды немесе шымтезекті топыракта аз болады. Микроскоптық саңырауқұлақтар, бактерияларға қарағанда, қышқыл ортаға тезімді келеді, сондықтан қышқыл топырақтарда олар көп болады.

Міне, осы организмдердің белсенді тіршілігінің арқасында ғана топырақта қалатын көп жылдық өсімдіктер мен жануарлардың қалдықтары ыдырап, биохимиялық өзгерістерге ұшырайды, олардан құрылысы мүлде өзгеше жаңа органикалық заттар пайда болады.

Ғылыми деректерге сүйенсек: құнарлы қара топырақтың бір грамында бактерия саны 5 миллиардқа, құнары аздау күлгін топырақта оның саны 1 миллиардтай екен. Еліміздің көрнекті микробиолог ғалымы Н. А. Красильниковтың есептеуіне қарағанда топырақтың құнарлы қабатында гектарына 5-7 тоннаға дейін тірі бактериялар болады екен (Н. А. Красильников 1954)

Микроорганизмдердің көбісі топырақтың жоғары құнарлы қабатында, әсіресе, өсімдік тамырларының айналасында, өсімдік тамырларының ішінде ( түйіршік бактериялар) кездеседі.

Ал органикалық заттардың мөлшері топырақтың түріне байланысты түрліше болады. Мәселен, орманды жерлердегі органикалық калдықтың жылдык мөлшері гектарына 1, 5-нан 7 тоннаға дейін барады, шалғынды жерлердің гектарындағы органикалық қалдықтардың мөлшері 2-ден 11 тоннаға дейін жетеді.

Өсімдік және жануарлар қалдықтарында азотты және көмір тектес заттар көп болады. Олармен микроорганизмдер қоректенеді. Осыншама органикалық заттарды ыдырату үшін топырақтағы микроорганизмдердің саны мен түрі де түрліше болу керек.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.