Топырақ тұздануының арпа сабақтарының өсуіне және құрамындағы абсциз қышқылына әсер етуін зерттеу
Кіріспе 2
1 бөлім Тұзданудың өсімдіктерге әсері 3
1.1 Тұзданудағы саға өткізгіштігінің рөлі 3
1.2 Минералды тыңайтқыштар мен микроэлементтердің өсімдікке әсері 7
1.3 Натрий мен хлор иондарының өсімдіктің өсуіне әсері 11
1.4 Тұздылыққа қарсы тұрудың жолдары 16
1.5 Абсциз қышқылының тұздылыққа әсері 19
1.6 Тұздылық өсімдік сабағының өсуіне әсер етуші 21
2. Зерттеудің әдіс тәсілдері 23
2.1 Зерттеу барысында көшеттік өсімдіктерді өсіру 23
2.2 Зерттеудің әдістері 31
2.3 Буланудың жылдамдығын анықтау 33
2.4 Химиялық қосылыстардың топыраққа әсері 39
2.5 Өсімдік саңылауларының өткізгіштік қасиеті 47
3.Зерттеу мен талқылаулар 52
3.1 Тұздылықтың арпа сабақтарына әсері 52
3.2 Тұздылыққа қарсы тұра алатын арпа түрлерін зерттеу 58
Қорытынды 67
Пайдаланылған әдебиет 67
1 бөлім Тұзданудың өсімдіктерге әсері 3
1.1 Тұзданудағы саға өткізгіштігінің рөлі 3
1.2 Минералды тыңайтқыштар мен микроэлементтердің өсімдікке әсері 7
1.3 Натрий мен хлор иондарының өсімдіктің өсуіне әсері 11
1.4 Тұздылыққа қарсы тұрудың жолдары 16
1.5 Абсциз қышқылының тұздылыққа әсері 19
1.6 Тұздылық өсімдік сабағының өсуіне әсер етуші 21
2. Зерттеудің әдіс тәсілдері 23
2.1 Зерттеу барысында көшеттік өсімдіктерді өсіру 23
2.2 Зерттеудің әдістері 31
2.3 Буланудың жылдамдығын анықтау 33
2.4 Химиялық қосылыстардың топыраққа әсері 39
2.5 Өсімдік саңылауларының өткізгіштік қасиеті 47
3.Зерттеу мен талқылаулар 52
3.1 Тұздылықтың арпа сабақтарына әсері 52
3.2 Тұздылыққа қарсы тұра алатын арпа түрлерін зерттеу 58
Қорытынды 67
Пайдаланылған әдебиет 67
Жер шарының 25%-ін тұзды топырақты аймақтар алып жатыр. Шөлді аймақтарды жасанды жолмен суару топырақтың тұздануына әкеледі. Осылайша еліміздің егін аймақтарында 36%-ке дейін жерлер тұзданған болып есептеледі. Қазақстан Республикасының 40 млн га жерi сор және сортаң жерлерге жатады. Еліміздің дала аймақтарының 75 %-і табиғи тұзды топырақтар орналасқан шөлді аудандар болып табылады. Қазіргі кезде климаттың аридтілігі және ксерофилділігі жоғарылауда. 3 г/л минералданған су көптеген өсімдіктердің өсуіне әсер ететін орташа тұзданған, ал 5 г/л кезінде мәдени өсімдіктердің табиғи тұзға тұрақтылық немесе тұзға толеранттылық мүмкіндіктерінің шектелуіне байланысты сураруға келмейтін қатты тұзданған су болып табылады. Тұзданған орта жағдайындағы ауыл шаруашылық өсімдіктердің тұзға төзімді жаңа түрлерін алып, өнімділігін арттырыру үшін, сонымен қатар сор және сортаң жерлердің тұздарын азайту үшін, тұзданған суда және құрғақ жерлерде өсетін галофитті өсімдіктердің тұзға тұрақтылық механизмдерін білуді қажет етеді.
Топырақ эрозиясы мен оның шектен тыс тұздануы – деградация үрдісінің бірден бір себебі болып табылады. Дүние жүзілік масштабты есеп беру бойынша шамамен 1.5 миллиард гектар жер тұздану мәселесімен кездесіп отыр және суармалы егін шаруашылығымен айналысатын елдердің үштен бірі, тіптен жартысына дерлігі топырақтағы тұздың мөлшерінің артып кету салдарынан егіндік үшін жер өңдеуді азайтуларына тура келді. Ал Қазақстандағы Арал теңізі бассейнінің осындай жағдайларға ұшырауы ондағы мақта мен күріш алқаптарын жөнсіз және үнемсіз суару салдарынан болды. Ысырапты суару нәтижесінде Арал теңізіне құятын су ағымы екі есеге дейін азайды. Сонымен қатар ортақ мәселелердің бірі болып су орман шаруашылығының әсерінен туған өткел мен арық суларының ирригациясы және жоғары деңгейде судың булануынан топырақтың тұздануы екені айқын.
Дипломдық жұмыстың мақсаты: Топырақ тұздануының арпа сабақтарының өсуіне және құрамындағы абсциз қышқылының құрамына әсер етуін зерттеп, қорытындысын жасау.
Алға қойылған міндеттер:
• Әдебиеттерге шолу;
• Тұзданудың өсімдіктерге әсерін анықтау;
• Зерттеудің әдіс тәсілдерімен танысу;
• Зерттеуді кафедра лабораториясында өткізу;
• Қорытынды жасау.
Жұмыстың жаңалығы: Тұзданудың арпа сабақтарының өсуіне және абсциз қышқылы құрамына әсер етуін зерттеу жұмыстары әлі де толық аяқталмаған. Осы зерттеудің нәтижесінде мен ғылыми ортаға үлесімді қосамын.
Топырақ эрозиясы мен оның шектен тыс тұздануы – деградация үрдісінің бірден бір себебі болып табылады. Дүние жүзілік масштабты есеп беру бойынша шамамен 1.5 миллиард гектар жер тұздану мәселесімен кездесіп отыр және суармалы егін шаруашылығымен айналысатын елдердің үштен бірі, тіптен жартысына дерлігі топырақтағы тұздың мөлшерінің артып кету салдарынан егіндік үшін жер өңдеуді азайтуларына тура келді. Ал Қазақстандағы Арал теңізі бассейнінің осындай жағдайларға ұшырауы ондағы мақта мен күріш алқаптарын жөнсіз және үнемсіз суару салдарынан болды. Ысырапты суару нәтижесінде Арал теңізіне құятын су ағымы екі есеге дейін азайды. Сонымен қатар ортақ мәселелердің бірі болып су орман шаруашылығының әсерінен туған өткел мен арық суларының ирригациясы және жоғары деңгейде судың булануынан топырақтың тұздануы екені айқын.
Дипломдық жұмыстың мақсаты: Топырақ тұздануының арпа сабақтарының өсуіне және құрамындағы абсциз қышқылының құрамына әсер етуін зерттеп, қорытындысын жасау.
Алға қойылған міндеттер:
• Әдебиеттерге шолу;
• Тұзданудың өсімдіктерге әсерін анықтау;
• Зерттеудің әдіс тәсілдерімен танысу;
• Зерттеуді кафедра лабораториясында өткізу;
• Қорытынды жасау.
Жұмыстың жаңалығы: Тұзданудың арпа сабақтарының өсуіне және абсциз қышқылы құрамына әсер етуін зерттеу жұмыстары әлі де толық аяқталмаған. Осы зерттеудің нәтижесінде мен ғылыми ортаға үлесімді қосамын.
Топырақ тұздануының арпа сабақтарының өсуіне және құрамындағы абсциз қышқылына әсер етуін зерттеу
Кіріспе 2
1 бөлім Тұзданудың өсімдіктерге әсері 3
1.1 Тұзданудағы саға өткізгіштігінің рөлі 3
1.2 Минералды тыңайтқыштар мен микроэлементтердің өсімдікке әсері 7
1.3 Натрий мен хлор иондарының өсімдіктің өсуіне әсері 11
1.4 Тұздылыққа қарсы тұрудың жолдары 16
1.5 Абсциз қышқылының тұздылыққа әсері 19
1.6 Тұздылық өсімдік сабағының өсуіне әсер етуші 21
2. Зерттеудің әдіс тәсілдері 23
2.1 Зерттеу барысында көшеттік өсімдіктерді өсіру 23
2.2 Зерттеудің әдістері 31
2.3 Буланудың жылдамдығын анықтау 33
2.4 Химиялық қосылыстардың топыраққа әсері 39
2.5 Өсімдік саңылауларының өткізгіштік қасиеті 47
3.Зерттеу мен талқылаулар 52
3.1 Тұздылықтың арпа сабақтарына әсері 52
3.2 Тұздылыққа қарсы тұра алатын арпа түрлерін зерттеу 58
Қорытынды 67
Пайдаланылған әдебиет 67
Кіріспе
Дипломдық жұмыстың өзектілігі:
Жер шарының 25%-ін тұзды топырақты аймақтар алып жатыр. Шөлді аймақтарды жасанды жолмен суару топырақтың тұздануына әкеледі. Осылайша еліміздің егін аймақтарында 36%-ке дейін жерлер тұзданған болып есептеледі. Қазақстан Республикасының 40 млн га жерi сор және сортаң жерлерге жатады. Еліміздің дала аймақтарының 75 %-і табиғи тұзды топырақтар орналасқан шөлді аудандар болып табылады. Қазіргі кезде климаттың аридтілігі және ксерофилділігі жоғарылауда. 3 гл минералданған су көптеген өсімдіктердің өсуіне әсер ететін орташа тұзданған, ал 5 гл кезінде мәдени өсімдіктердің табиғи тұзға тұрақтылық немесе тұзға толеранттылық мүмкіндіктерінің шектелуіне байланысты сураруға келмейтін қатты тұзданған су болып табылады. Тұзданған орта жағдайындағы ауыл шаруашылық өсімдіктердің тұзға төзімді жаңа түрлерін алып, өнімділігін арттырыру үшін, сонымен қатар сор және сортаң жерлердің тұздарын азайту үшін, тұзданған суда және құрғақ жерлерде өсетін галофитті өсімдіктердің тұзға тұрақтылық механизмдерін білуді қажет етеді.
Топырақ эрозиясы мен оның шектен тыс тұздануы - деградация үрдісінің бірден бір себебі болып табылады. Дүние жүзілік масштабты есеп беру бойынша шамамен 1.5 миллиард гектар жер тұздану мәселесімен кездесіп отыр және суармалы егін шаруашылығымен айналысатын елдердің үштен бірі, тіптен жартысына дерлігі топырақтағы тұздың мөлшерінің артып кету салдарынан егіндік үшін жер өңдеуді азайтуларына тура келді. Ал Қазақстандағы Арал теңізі бассейнінің осындай жағдайларға ұшырауы ондағы мақта мен күріш алқаптарын жөнсіз және үнемсіз суару салдарынан болды. Ысырапты суару нәтижесінде Арал теңізіне құятын су ағымы екі есеге дейін азайды. Сонымен қатар ортақ мәселелердің бірі болып су орман шаруашылығының әсерінен туған өткел мен арық суларының ирригациясы және жоғары деңгейде судың булануынан топырақтың тұздануы екені айқын.
Дипломдық жұмыстың мақсаты: Топырақ тұздануының арпа сабақтарының өсуіне және құрамындағы абсциз қышқылының құрамына әсер етуін зерттеп, қорытындысын жасау.
Алға қойылған міндеттер:
* Әдебиеттерге шолу;
* Тұзданудың өсімдіктерге әсерін анықтау;
* Зерттеудің әдіс тәсілдерімен танысу;
* Зерттеуді кафедра лабораториясында өткізу;
* Қорытынды жасау.
Жұмыстың жаңалығы: Тұзданудың арпа сабақтарының өсуіне және абсциз қышқылы құрамына әсер етуін зерттеу жұмыстары әлі де толық аяқталмаған. Осы зерттеудің нәтижесінде мен ғылыми ортаға үлесімді қосамын.
1 бөлім Тұзданудың өсімдіктерге әсері
1.1 Тұзданудағы саға өткізгіштігінің рөлі
Өсімдіктің тұзға төзімділігі,өсімдіктердің тұзды топырақта өсу қабілеті. Тұзға көбірек төзімді галофиттер, бірақ-та олар кенеттен тұздалуға өте сезімтал болады. Кез келген өсімдік өзінің тұқымқуалаушылық табиғатына сәйкес онтогенез процесінде тұздың жоғары құрылымына бейімделеді. Өсімдіктің бейімделуі тұзданудың түріне байланысты. Хлоридті тұздану кезінде өсімдік етті-суккулентті бола бастайды, сульфатты тұздануда- әдетте ксероморфты құрылымға ие болады.
Тұздытопырақта өсімдіктің зақымдануының негізгі себебі- ХХ ғасырдың басында ойлағандай жоғары осмостық қысымнан емес, тұздың улылығынан. Өсімдіктің тұзға төзімділігін хлоридті, сульфатты және карбонатты тұзданған топыраққа еккенде, өсімдікті түрлі сәйкес тұз ерітінділерінде бейімдеп жоғарылатады. Осындай шынықтыру кезінде протоплазманың тұзға деген өткізгіштігі төмендейді, тұздармен коагуляциясы жоғарылайды, зат алмасуының сипаттамасы өзгереді.Тұзды топырақтағы өсімдікте нуклеиндік, ақуыздық, көмірсулық және фосфорлық алмасуының өзгеруі байқалады.
Тұзды топырақ, құрамындажоғары (0,25% астам) суда жеңіл еритін минералды тұздары бар топырақтар. Көптеген елдердің оңтүстік шөлді аймақтарында (Пакистан, Индия, Қытай, АРЕ және басқа) кездеседі, жиі тұзды емес топырақтардың арасында кездеседі. СССРде тұзды топырақтар бүкіл ел топырағының 2,4 % немесе 53,2 млн га құрайды. Олар Оңтүстік УССР , Повольже, Орта Азия ( жыртылған тегіс жерлердің жартысына жуық тұзданған) және т.б. аймақтарда таралған. Бастысы күкірт қышқылының тұздарынан (натрий күкірт қышқылы, кальций және магний), тұз қышқылынан (натрий хлор, кальций және магний) және көмірқышқыл тұзынан (натрийлі екі формадағы,көмірқышқыл тұзы, немес қалыпты содалар, және екікөмірқышқыл тұзы немесе ас содасы) тұрады. Кейде тұзды топырақтарда азот қышқылының кальцилік және натрилік тұздары кездеседі. Тұздардың топырақтағы құрамының мөлшеріне қарай , олардың топырақ көкжиегі бойынша бөлінуінен тұзды топырақтар сорлар (1-3% тұз және астам), сортаңдылар (азырақ тұздалған), сортаң ( жырту қабатынан төменірек тұздалған). Олардың тұздану дәрежесін орнату үшін улы тұздардың суммасын анықтайды, хлор және сульфат иондарымен байланысты. Тұзды топырақтан құрамына натрий сіңген солнцевалықты ажыратады; солонцевалық кейде соралармен сәйкес келеді. Әдетте хлор тұздары улы. Улы әрекетімен қоса, жеңіл еритін тұздар топырақтың осмостық қысымын жоғарлатады, ерітіндінің және физиологиялық құрғақтық деп аталатынды жасайды, сол сияқты өсімдік топырақ құрғақтығынан зардап шеккендей болады. Суда еритін тұздардың топырақта шектен тыс көбеюі өсімдік қабығының тоттануына және жабайы өсімдіктерінің өсуіне алып келеді, тұздық деп аталатын немесе галофиттер, тұзды топырақта өсуге бейімделген.
1 сурет Голофиттер
Тұзды топырақтар топырақта тұздың жиналуынан және топырақ-жер асты суларда, сонымен қатар құрғақ жерлерді теңіз суының алып кетуінің нәтижесінен пайда болады. Құрғақ жерлерде тұздардың жиналуы мен топырақ тұздануының негізгі факторлары құрғақ климат және жер асты мен жерүсті сулардың ауыр қайтуы. Суарылатын жерлерде екінші ретті тұздану жиі байқалады, егерде жер асты және жер үсті суларда тұздар көп болса. Ағынсыз жазықтықтарды суғарғанда тұзды жер асты сулардың деңгейі көтерілуі жүріп, топырақтың тұздануына алып келеді. Дұрыс шаруашылық жасау барысында, тұздану процесінің қолайсыз ағысын жоюға болады. Ол топырақты тазарту мен дренаж көмегімен тазарту сулары мен жасанды жер асты сулар ағымымен жүзеге асырылады. Тұзданған топырақтарды күзде немесе қыста жасаған дұрыс, сол уақытта булану қысқарады, тұздың оралуын қамтамасыз ететін.
Кез-келген өсімдік организіміне экстремальды әсерлерден әр түрлі физиологиялық параметрлердің өзгерістері байқалады. Бұл өзгерістердегі жеке процестердің өзара байланыстылығында және жалпы оның метоболизімінің өздігінен реттелуіне негізделген. Бірақ стресс кезінде физиологиялық параметрлерінің өзгеру динамикасының анализі және метоболизмнің жеке звеноларының өзара байланысу түрі стрестің клеткаға үздіксіз әсері жағдайындағы алғашқы негізгі ауытқуды көрсетуге мүмкіндік береді. Метоболиттік функцияның алғашқы ауытқуынан болған және организмде интегральді параметр қатарларының өзгеруін нәтижелейтін екінші ауытқу.
Тұздану кезіндегі алғашқы бұзылу цитоплазманың осморегуляциясындағы, биоэнергетикалық процестердегі, құрылымдық бірліктегі, мембрана құрамындағы және ядролық ДНК-ның құрылымдық жағдайындағы өзгерістерге жатқызады.
Клеткадағы осмотикалық метотұрақтылық тепе-теңдігінің өзгеруі иондардың клеткаішілік концентрацияларының жылжуына, осмотикалық және түрлік потенциалдардың абсолюттік шамасына, судың активтілігі мен жылжымалылығына негізделген. Барлық осы параметрлер өсімдікке стресстің әсерінен кейін тез арада өзгереді және оның тұрақты күш салуында, әрдайым осы жаңа деңгейде барлық экстремалды әсерлер кезінде тұрақты болады. екінші жағынан, түрлі стреспен әсер еткенде көрсетілген параметрлердің өзгерістерінің біртиптілігі көрінеді. Осылайша, өсімдіктің ұлпаларында иондардың концентрациясының көбеюі тек тұздануда ғана емес, сонымен қатар сусыздандыруда, температураны минусқа дейін төмендеткенде, температураны шартты деңгейден жоғарылатқанда және т.б. байқалады. Осы жағдайларда көптеген авторлар судың қозғалғыштығы мен активтілігінің төмендеуін және клеткадағы осмотикалық және су потенциалдарының абсолютті мәнінің жоғарылауын атап көрсетеді. Клеткадағы тұрақты осматикалық тепе теңдікті сақтау оның қалыпты қызметінде маңызды орын алады және бұл деңгейдің өзгеруі метоболизмде айтарлықтай өзгерістерге әкеледі.
Экстремальды жағдайларда биоэнергетика процестерінің өзгеруіне қатарына күн энергиясын химиялық энергияға айналдырудың біріншілік актісіне жауапты фотожүйенің реакциялық орталықтың зақымдалуы, клеткадағы бос радикалдардың санының төмендеуі және т.б. сонымен қатар стресс кезінді зақымдалған клеткаішілік құрылымның репродукциясында энергияның ағып шығу каналы кеңиді. Мұның барлығы стресс кезінде тұрақты сақталатын организмнің жалпы энергетикалық жағдайының төмендеуі және қалыпты метоболизмнің барлық энергияға тәуелді процестерінің энергиямен қамтамасыздануының төмендеуіне әкеледі.
Көптеген зерттеулерде әр түрлі типтегі стрестерде клетка ішілік мембрананың липид-компоненттік құрамы, құрылымдық жағдайы және біркелкілігінің бұзылуын көрсетеді. Бұл клеткадағы метоболиттердің компартментациясының және жалпы метоболизмніңдискординациясының бұзылуына әкеледі.
ДНК ядросының құрылымдық жағдайының өзгеру фактісі - "ашық" немесе борпылдақтан (лабильді ДНК) гистондармен "жабылған", тығыз қапталғанға (стабильді ДНК) ауысады - сонымен қатар түрлі экстремальды жағдайларда атап көрсетілген. ДНК-ның гистондармен бектілуі қолайсыз әсерлерге оның жоғары тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Сонымен бірге осындай тұрақты құрылымдық жағдайда ДНК-ның функционалды активтілігінің, атап айтқанда метоболизмнің жасанды реакцияларындағы бас регулятор ретіндегі активтілігінің төмендеуі байқалады. ДНК-ның функционалдық активтілігінң стресс кезінде төмендеуі нуклейн қышқылының жаңадан пайда болғандағы радиоизотопты белгінің жылдамдығы және т.б. синтездің бақыланатын ДНК өнімдерін көптеген авторлар атап көрсеткен.
Экстремальды жағдайларда екінші реттік ауытқуға клеткада және толық организмге физиологиялық өзгерістердің көпшілігін жатқызуға болады. Олардың жалпы сипаты - алғашқы бұзушы стрестермен бұзылатын физиологиялық параметрлерге тәуелділігінің себебі. Екінші реттік ауытқуда белоктық синтездің тежелуі, ингибитрлік сипаты бар фитогормондардың концентрациясының жоғарылауы, клетканың бөліну және созылуының тежелуі ерекше маңызға ие. Барлық алғашқы физиологиялық бұзылу мен екінші ауытқудың қосындысының анықталуы өсімдік органдарының маңызды физиологиялық қызметінің интеграциялануы, бәрінен бұрын қоректенудің минералдық элементтерінің сіңіру және тасымалдау интенсивтілігі, сонымен қатар жалпы биомассаның өсуінің өзгеруі болып табылады.
Физиологиялық параметрлердіқысқа мерзімді интервалдары бар стрестермен әсер етуі анықтаудың арасында жалпы жоспарда екі түрлі типтегі қисықтармен сипаттауға толатын бүл өзгерістердің заңдылықтарын көрсетуге мүмкіндік береді. Көптеген параметрлердің деңгейі тұрақты және ұзақ уақыттың әсерінен төмен түсуші қисықпен өзгереді (суретте) және болашақта осы деңгейде, оптимальдыдан өте жақсы деңгейінде сақталады.
Тәжірибиелер өсімдіктің стресске реакциясының тітіркену деп аталатын алғашқы фазасында көптеген параметрлердің өте тез қалпына келетін формасынан тез және жылдам ауытқу ("пружиналық") эффект, мысалы, жалпы суланғанда "а" хлорофиллдің концентрациясы тамырлану алдындағы субстратқа дейінгі әр түрлі тұздану жағдайында жапырақтардың хлоропластары мен митохондрияларының ультроқұрылымдық жағдайлары кезінде.
1.2 Минералды тыңайтқыштар мен микроэлементтердің өсімдікке әсері
Өсімдіктердің тіршілік әрекетінде микроэлементтер өте маңызды роль атқарады. 1922 жылы академик В. И. Вернадский организмдердің химиялық құрамы жер қыртысынын химиялық құрамымен тығыз байланысты екендігін көрсетті. Жер қыртысындағы элементтердің барлығы дерлік өсімдіктерде ұшырасады. Тұздарды әр түрлі қоспалардан тазарту методтарының жетілдірілуіне қарай өсімдіктерге шын мәнінде қажетті болып саналатын микроэлементтердің тізімі барған сайын артып келеді. Тіпті сулы ортада өсірілетін өсімдіктер үшін арнаулы камерада ауаны тазартуға тура келді. Алайда қайсыбір микроэлементтің қажеттігі жөніндегі мәселені элементті қоректік қоспадан шығарып тастау жолымен ғана емес, сондай-ақ оның зат алмасуына қатысуын зерттеу жолымен де шешуге тура келеді. Қазіргі кезде темір, мыс, марганец, бор, мырыш, кобальт және ванадий өсімдіктерге аса қажетті элементтер деп саналады. Өсімдіктер үшін микроэлементтердің өте зор маңызы бар, өйткені олар өсімдіктер денесінде әр түрлі органикалық заттармен қосылады, осының нәтижесінде олардың физиологиялық активтілігі әлденеше есе артады.
Жасушаның атомдық және молекулалық құрылымы.
Д, И. Менделеев жасаған химиялық элементтердің периодтық жүйесіндегі кездесетін 110 элементтің 80-ге жуығы тірі жасушаның құрамында болатындығы дәлелденді. Олар жасушадағы мөлшеріне қарай үш топқа белінеді. Бірінші топқа: оттек, сутек, көміртек және азот сияқты органикалық және бейорганикалық заттардың молекулаларының негізін құрайтын элементтер жатады. Бұлардың жасушадағы мөлшері 98%-ға жуық болғандықтан, олар макроэлементтер деп аталады. Сонымен қатар бұл топқа нәруыз (белок) бен нуклеин қышқылдарының құрамына кіретін күкірт пен фосфор да кіреді. Бұларды биоэлементтер деп атайды.
Екінші топқа: ион түрінде кездесетін калий, натрий, кальций, магний, темір, хлор сияқты және т.б. элементтер жатады. Бұлардың жасушадағы жалпы мөлшері 1%-ға жуық. Бұл элементтердің қысқаша жасушада ерекше қызметтер атқарады. Мысалы, кальций мен фосфор сүйек ұлпасының құрамына кіреді, оның беріктігін арттырады. Сонымен қатар кальций элементі қанның ұюына қатысады. Ал гемоглобин нәруызының құрамында темір болады, ол оттекті өкпеден ұлпаларға тасымалдайды. Өсімдік жасушасындағы хлорофилл пигментінің құрамындағы магний элементі фотосинтез процесін тездетеді. Үшінші топқа: жасушада өте аз мөлшерде кездесетін элементтер жатады. Олардың жасушадағы мөлшері 0,02% болатындықтан микроэлементтер деп аталады. Микроэлементтер өсімдіктер мен жануарлар жасушаларында жүріп жатқан биохимиялық процестерге тікелей қатысады.
Топырақтың құрамындағы микроэлементтердің өсімдіктер мен жануарлар тіршілігіндегі маңызы ерекше. Өсімдіктер мен жануарлар белгілі бір микроэлементтерді табиғаттан алып, өз жасушаларында жинақтайды. Мысалы, теңіз балдырлары судан йодты сіңірсе, ал кейбір өсімдіктер судағы кобальтты жинақтайды. Жануарлар жасушаларында да әр түрлі элементтер жинақталады. Мысалы, никель -- ұйқы безінде, молибден -- мидың ақ затында, қалайы -- тілдің сілемейлі қабықшасында, кадмий -- бүйректе, барий -- көздің торлы қабығында, бор -- май ұлпаларында, хром -- гипофиз безінде және т.б. жинақталатындығы анықталған.
Барлық организмдер жылдың маусымдарын дәл сезінеді және соған байланысты тіршілік процесіндегі тәуліктік, маусымдық, жылдық физиологиялық өзгерістер ырғақты түрде қайталанып отырады.Жануралар дүниесінде бұл құдылыстарды шартты рефлекс арқылы реттеп отырады.
Биологиялық ырғақтың ішкі (эндогенді) және сыртқы (экзогенді) қайталану құбылыстарын байқауға болады.Ішкі немесе физиологиялық ырғақтар тарихи жағдайда қалыптасқан. Өйткені, әрбір физиологиялық процесс үнемі үздіксіз қозғалыста болмайды. Яғни, әрбір клетка, ұлпа немесе мүшелердің жұмыс ырғағы мезгіл- мезгіл қайталанып келіп отыратын ырғақты процестерден тұрады. Екінші сөзбен айтқанда, кез келген организмнің қалыпты тіршілігі үшін жоғарғы физиологиялық активті деңгейден пассивті немесе тыныштық деңгей арқылы алмасып отыруы тиіс. Сонда ғана организмдер тіршілігін жалғастырып отырады.
Тірі организмдер сыртқы ортаны өзгерістерніе немесе- ауытқуларға жауап бере отырып, өзінің ішкі физиологиялық процестерін реттеп, бейімдеп отырады. Бұл жағдайлар 3 негізгі фаткор арқылы жүзеге асады: Жердің өз өсін және Күнді айналуы, Жерге қатысты Айдың және кеңістіктегі жұлдыздардың ауысуы. Бірнеше фактор күн тәулігімен (24 сағат), екінші- айдың тәулігімен (24,8 сағат), үшіншісі- жұлдыздармен немесе тәулікпен (23,9 сағат) анықталады.
Көптеген жануарлардың тәуліктік қайталанулары ішкі физиологиялық реттеледі. Осы құбылыстар көбінесе күндізгі, алақараңғы және түнде тіршілік ететін жануарларға тән.
Маусымдық қайталанулар көбінесе тірі табиғатқа жалпылама тән қасиеттер. Бұл құбылыс, әсіресе, қоңыржай және солтүстік жарты шар ендіктеріне қатысты. Себебі, бұл өңірлерде жыл маусымдарының ауысуы айқын байқалады немесе көрінеді. Мәселен, Қазақстан жағдайында организмдер үшін қолайлы маусым 6-7 айға созылады. Осы уақыт ішінде организмдер өзінің тіршілік процесін толық аяқтай алады.
Көктемнің белгісі: қардың кетуі, тал, терек, жеміс ағаштарының гүлдеуімен және жыл құстарының келе бастауымен басталады. Бірақ, Қазақстанның оңтүстік нүктесі мен солтүстік нүктесі 1600 км, ал батысы мен шығысы 3000 км екі сағаттық белдеуді алып жатыр. Қазақстан қоңыржай белдеудің орта және оңтүстікте тау ендіктеріне орналасқан. Сондықтан Қазақстан табиғатының бір шетінің екінші шетінен айырмашылығы үлкен. Мәселен, оңтүстікте тау етектерінде шие мен өрік гүл ашқан кезде, республиканың солтүстігінде әлі суық, боран соғып тұрады.Географиялық орнына қарай республика аймағындаорманды дала, дала, шөлейт және шөл белдемдері қалыптасқан. Қазақстаның оңтүстік- шығыс және шығыс таулы өңірлерінде ландшафтдың одан да алуан түрлі биіктік белдемдері байқалады.Сондықтан, жыл маусымдарының жақындап қалғанын немесе екіншісіне ауысқа бастауын біз өсімдіктер мен жануарлардың тіршілігіндегі өзгерістерге қарап білеміз. Ал, өз кезегінде организмдер табиғат құбылыстарын, ондағы маусымдық немесе тәуліктік айытқұларды бұлжылтпай білетін биоиндикаторлар. Мәселен, маусымға қарай өсімдіктердің тішлігіндегі өзгерістерді байқасақ: вегетациялық кезеңнің басталуы, бүршік жарудың басталуы мен аяқталуы, т.б.алмасып келіп отыратын кезендерді ажыратуға болады. Осы құбылыстар өте дәлдікпен қайталанып отырады.Ал, жануарлар дүниесінде де жыл маусымдарына байланысты тұрақты қайталану ырғағын көреміз. Аталған құбылыстардың бәрі де өсімдіктер мен жануарлар дүниесінің тіршілігіндегі жылдың метрологиялық өзгерістеріне беймделу ерекшелігі болып табылады. Организмдердің маусымдық өзгерістерге бейімделушілігін, тіршілігіндегі биологиялық процестерді фенология ғылыми зерттейді.Кейбір организмдер тіршілігіндегі арғықты қайталану құбылыстары айға да қатысты болады. Бұл процестер, әсіресі, судағы организмдер тіршілігінде жақсы байқалды.
Балықтар, шаяндар, судағы ірі сүтқоректілер өкілтерінің біразы айдың толуына байланысты немесе мұхиттардың толысуы мен қайтуына қарай тіршілік ырғақтарын бейімдеп отыратын анықталған. Мәселен, мұхиттардың ырғақты толысулары 12,8 сағат, ал айдың толуы 28 тәулік болса, айдың жартылау толуы 14-15 тәулекті қайталанып отырады.Маусымдық немесе тәуліктік ырғақтардае басқа организмдер тіршілігінде көп жылдық ырғақты қайталанулар да бар. Бұл құбылыстар негізінен күн жүйесіне және ауа- райындағы көпжылдыө өзгерістерге тәуелді болады. Оның көрінісі - 5-6 жылдық немесе 10-11 жылда қайталанып отыратын жүттар, егіннің түсімі, жануарлардағы шектен тыс көюейіп немесе жойылып кетуі сияқты т.б.құбылыстар жатады.Сол сияқты жер шарында ырғақты қайталанулардың ғасырлық немесе геологиялық жылдарды қамтып отыратын түрлері тарихта белгілі. Мәселен, жер тарихындағы мүз дәуірінің қайталану мерзімі 150-200 млн жылды қамтып отырған.Адам баласының организмдер тіршілігіндегі ырғақты қайталанып отыру заңдылықтарын білуі өте маңызды. Нәтижесінде өсімдіктер мен жануарлардың табиғаттағы сан мөлшрін бақылап отыруға, оларды тиімді пайдалану мен қорғау мәселелерін ғылыми тұрғыда шешіп отыруға көмектесері сөзсіз.
Күкiрт өсiмдiктерге анионы ретiнде қабылданады. Күкiрт табиғатта күкiрттi металдардың құрамында және күкiрт қышқылының тұздары түрiнде кездеседi. Қабылдаған SО4 анионs вакуоляға жинақталып сақталады. Белгiлi бiр мөлшерi тотықсыздануға ұшырап сульфидрил тобы ретiнде органикалық заттардың құрамына кiредi. Күкiрт қосылыстары клеткада құрылым түзушi және тыныс алуға қатысатын заттар ретiнде маңызды рол атқарады.
Өсiмдiк күкiрттiң органикалық қосындыларында цистин, цистеин, метионин қабылдайтындығы қазiргi кезде дәлелдендi. Күкiрт осы аты аталған амин қышқылдарының құрамында көмiртегi, оттегi, сугегi, азот пен қатар негiзгi компонент ретiнде кездеседi. Өсiмдiктегi барлық күкiрттiц 90% мөлшерi белоктарда шоғырланған.
Күкiрт тыныс алу мен фотосинтез процесiне әсер етедi. Тиамин, биотин, липой қышқылы витаминдерiнің құрамына кiре отыра, күкiрт жеткiлiксiз болған кезде тыныс алу процестерiн тежейдi. Белок синтезiн тоқтату арқылы күкiрт жетiспеушiлiгi хлорофилл мөлшерiн де азайтады, сондықтан ол фотосинтездiң нашарлауына себепшi болады. Күкiрт бiр органнан екiншi органға анионы түрiнде тасымалданады, ал қорға жинаушы органдарда ол тез тотықсызданып, органикалық формада қор ретiнде сақталады.
Калий қоректiк минералды элементтердiң iшiндегi негiзгiлерiнiң бiрiнен саналады. Топырақтың құрамында кездесетiн калийдiң көп бөлiгiн өсiмдiктер сiңiре алмайды. Өсiмдiктер алмаса алатын және суда еритiн калийдi ғана сiңiре алады. Калий тамыр клеткаларына катион түрiнде өтедi. Клетка шырынында калий күкiрт қышқыл, тұз қышқыл, фосфор қышқыл тұздары түрiнде, сондай-ақ лимон қышқыл және қымыздық қышқыл калий түрiнде кездеседi. Жас өсiмдiктер бұл элементті көп мөлшерде сiңiредi.
Өсiмдiктердiң жас бөлiктерi мен өсу нүктелерiнде калий көп, ал кәрi органдарда аз кездессдi.
Калийдiң әсер етуi нәтижесiнде фотосинтездiк фосфорлау процесi реттеледi, хлоропластардағы тиллакоидтар мембраналарының өткiзгiштiгi жақсарады. Калий өсiмдiктiң темiр элементiн қабылдануына да жайлы әсер етедi. Мысалы, өсiмдiк жеңiл қабылдайтын темiр жоқ болған кезде, калий жеткiлiктi болса, хлорофилл жақсы синтезделедi. Темiрдiң аздығынан болған картоптағы хлороз ауруын калий берiп жоюға болады. Калийдiң өсiмдiктерге есер етуiнiң барлық осы жақтары өсiмдiктерден алынатын өнiмдер мен олардың түсiмiн айқындай түседi.
Кальцийсiз өсiмдiктер өнiп-өспейдi де, дамымайды да. Табиғатта кальций iзбестас, мрамор, гипс және т.б. қосылыстардың құрамында кездеседі.
Минералды тыңайтқыштар - құрамында өсімдікке қажет элементтері бар бейорганикалық заттар.
Минералды тыңайтқыштар топырақтыңқұнарлылығы мен ауыл шауашылығы дақылдарының өнімі мен сапасын арттыру үшін қолданылады. Минералды тыңайтқыштарды дұрыс пайдалану дақылдардың өнімін арттырумен қатар, оның түсімінің сапасын жақсартады, топырақты қоректік элементтермен байытып,микробиологиялық процестерге әсер етеді. Минералды тыңайтқыштар тікелей және жанама әсер ететін тыңайтқыштар болып бөлінеді. Тікелей әсер ететін Минералды тыңайтқыштардың құрамында өсімдіктерге тікелей қорек болатын N, P, K, Mg, B, Mn, т.б. элементтер бар. Осы элементтердің мөлшеріне қарай жай және кешенді тыңайтқыштар деп бөлінеді. Жай Минералды тыңайтқыштардың құрамында өсімдікке қорек болатын негізгі элементтердің (азот, фосфор, калий) біреуі ғана болады, әрі олардың концентрациясы көп емес. Оларға азотты тыңайтқыштар,фосфор тыңайтқыштары, калий тыңайтқыштары және микротыңайтқыштар жатады.
Жанама әсер ететін Минералды тыңайтқыштар (әк, бор, гипс,доломит) топырақтың агрохимиялық және физикалық - химиялық қасиетін жақсарту үшін пайдаланылады. Мысалы, топырақтың қышқылдығын жою үшін ұнтақталған әк, доломит, бор шашылады.
Ал құрамында натрий иондарының (Na+) мөлшері көп топыраққа ұнтақталған табиғи гипс (CaSO4,2H2O) себіледі. Минералды тыңайтқыштар қатты (ұнтақталған, түйіршіктелген) және сұйық (аммиак суы, сұйық аммиак, т.б.) түрінде өндіріледі. Ерігіштігіне және өсімдіктердің сіңіруіне байланысты Минералды тыңайтқыштар суда еритін (қос суперфосфат, аммофос,диаммофос, нитроаммофос, т.б.), ерімейтін (бірақ аммоний цитраты мен лимон қышқылының ерітіндісінде ериді) болып бөлінеді. ҚазақстандаҚаратау мен Ақтөбе өңірінде Минералды тыңайтқыштар өндіруге қажет шикізат - фосфор кендерінің мол қоры бар. Ақтөбеде Кола түбегінен әкелінетін апатиттен жай суперфосфат, Тараз қаласында Қаратау фосфоритінен суперфосфат, қос суперфосфат аммофос, диаммофос сияқты жай және кешенді тыңайтқыштар өндіріледі. 1.3 Натрий мен хлор иондарының өсімдіктің өсуіне әсеріТұзға төзімділік - қазіргі заманғы фитофизиология мен өсімдік шаруашылығының практикасының өзекті мәселесі болып табылады. Мәдени өсімдіктерді өсіруге арналған тұзды топырақ біздің еліміздің көп болігін алып жатыр. Топырақтың тұздануы жер өңдеуге қолайсыз жағдай тудырады. Проблема Қазақстанның аридті зонасындағы шөлдеу процессінің дамуына байланысты күшейе түседі. Суқоймалар қатарындағы суармалы жерлерді игеру үшін қажетті тұщы сулы өзендердің ағысының кемуі апаттық жағдайларға алып келеді. Суқоймалар деңгейінің төмендеуі және олардың акваторияларының кемуі жаңадан тұзданған территориялар мен суқойманың өзінің тұздылығының артуымен байланысты. Жер бетінде пайда болған сорларға галофиттер таралып, ал суқоймаларға - тұзға төзімді балдырлар мен жоғары сатыдағы өсімдіктердің формалары таралады. Осыған байланысты тұзға төзімділік механизімінің ерекше маңызы пайда болады. Эффективті агротехникалық әдістерді пайдалана отырып, тұзданған жағдайда өнімділіктің жоғары болуы үшін маңызы зор. Соңғы жылдары мембраналогиялық зерттеулердің дамуына байланысты тұзға төзімділік қасиетіне, мембраналық механизмді оқу арқылы клеткалық мембрананың ролін зерттеу негізгі мақсаттың бірі болып отыр. Ішкі ортаның хемогомеостативтенуі - ион концентрацияларын, метоболиттерді және цитозольдағы жоғары молекулалық қосылыстарды белгілі бір мөлшерде бірқалпты ұстап тұру - белгілі бір дәрежеде мембрана функциясымен байланысты. Цитозольдің иондық құрамының регуляциясы және осы процесске мембрананың қатысатыны туралы клеткадағы иондардың электрохимиялық жағдайы куә болады, клеткалық мембранадағы иондық насостардың қызметінің дәлелдемесі, иондардың градиентке қарсы тасымалдануы, сонымен қатар ионды каналдардың жұмысымен байланысты плазмолемманың төтеп беру қасиетінің өзгеруі туралы мәлметтер. Цитозольдағы ион құрамының регуляциясы жоғары тұзды жағдайында өсімдіктің тіршілігі үшін принципиалды мағынасы бар деп жорамалдауға болады. Өсімдік клеткасының ферменттерінің белгілі бір бөлігінің Na+ және Cl- -ға жоғары сезімталдылығы болады, себебі гликофиттер және галофиттердің ферменттері иондардың сезімталдылығы жөнінен әлсіз ажыратылады. Сыртқы тұздардың концентрациясы жоғары болса да өсімдіктер цитозолінде иондарды салыстырмалы төмен концентрацияда сақтауға қабілетті қасиеттің болуы, зат алмасуды жүзеге асыратын макромолекулаларға қолайлы жағдайда қызмет етуге мүмкіндік береді. Керсінше қатты тұздану кезінде жапырақтың цитозольда жиналуы тұздардың улы эффектісі болып анықталған метоболизмге бұзушылық әрекет етді. Экстремальды жағдайларда клеткада тез жиналатын төменгі молекулярлы метоболиттердің пайдалы физиологиялық функциялары жоғары концентрацияда (1М-ға дейін) улы болмауы арқылы анықталады. Мұны пролиннің протектор және осморегуляторда қазіргі уақыттағы мысалында жақсы анықтауға болады. Бос пролиннің аккумляциясы, метоболизмі және тұзды немесе сулы стреске бейімделу ролі толық өсімдік жүйесі сияқты клетка деңгейінде де көптеген де көптеген зерттеулер арқылы анықталады. Бұл сұрақтарды тұзға төзімді клеткалық линиялар қолайлы модельді жүйедер болып табылады. Соңғы жылдарда барлық елдерде тұзға төзімділік аймағында зерттеулер активті түрде даму үстінде. Өткен ғасырдың соңында АҚШ-та тұзға төзімділік проблемасы бағытында ғылыми халықаралық проектілер бойынша зерттеу жүргізетін арнайы жұмысшы тобы құрылды. Мұндай проектінің құрылу мақсаты - жер игерудің шөлді және шөлейдті аудандарында шикізатты немесе энергияны немесе қоректі бөлу үшін өсімдіктің өнімділігін жоғарылату. Тұзға төзімділік проблемасын жасау үшін АҚШ-тан, Канададан, Австралиядан, Мексика және т.б. елдерден өсімдіктер физиологиясы, биохимия, генетика, молекулалық генетика аймағындағы мамандар жұмыс жасауда. Бұл проекті бағытында тұқымның әлемдік коллекциясынан фенотиптік серпімділік негізінде мәдени өсімдіктің жабайы өсетін түрлерінен тұзға төзімділігінен донор ретінде пайдалану, клеткалық селекция технологиясы кеңінен қолданылуда және қолдан өсіретін өсімдіктердің тұзға төзімділігі жөнінен ген инженериясы негізінде генетикалық жақсарулар активті түрде жасалып жатыр, жабайы өсетін галофиттерде қорек және мал азығы мақсатында, шөлдердегі тұзданған топырақтардағы табиғи ландшафтарды сақтау және биологиялық мелиорацияда пайдалану жұмыстары сәттілікпен жүргізілуде .ГлутаминГлутаматПирролин-5-карбокс илатПролинМитохондрияЛимон қышқыл айналымыОрнитин айналымы2-оксаглуторатГлутаматГлута милфосфатГлутамат полуальдегидПирролин-5- карбоксилатПролин Орнитин ЦитозольӨсімдіктерде сулы және тұзды стрестерде пролиннің жиналуына әкелетін механизмдеріДүние жүзінде тіршілік ететін жабайы өсетін тұздануға биологиялық түрде тұрақты болып келетін галофиттердің эколого-физиологиялық тобы - топырақ жамылғысының тұрақтыкомпоненті болып табылатын аридті аймақтардағы ауыл шаруашылығының практикасында осы өсімдіктерді өсірудің дәстүрлі емес әдістері үшін негізгі көз болып табылады.Топырақтың тұздануы, яғни топырақтың ерітіндісінде тұздардың жоғары құрамының өсімдіктер үшін оптимальды концентрацияданжоғары болуы ("физиологиялық"), ол жерде тіршілік ететін организмдерге экстремальды жағдайларға бейімделуге әкеліп кері әсерін тигізеді.Тұзға төзімділік - эволюция процесінде пайда болған организмнің қасиеті. Оның негізінде тұздың төмен және жоғары концентрациясы кезінде де цитоплазмадағы иондық гомеостазды ұстап тұру қабілеті жатыр. Гомеостазды ұстап тұру үшін орындаушы механизмдер болады. олардың қызметін екі топқа бөлуге болады: 1. плазмалық мембрананың иондық өткізгіштігін жүргізеді. Бұл қызметтер тұздану кезінде иондардың ағысы цитозольдан шығуын жүргізеді; 2. иондарды клеткадан сыртқа шығару піспелерінің жұмысы (немесе вакуолі бар клеткада вакуольға), яғни айдау. Бұл жағдайдағы тасымал, Na+ иондары үшін клетканың энергетикалық ресурсын пайдалана отырып, термодинамикалық градиентке қарсы жүреді. Осы екі топтың механизмдері клетканы жоғары концентрациялы ерітіндіге ауыстырғанда цитозоліндегі иондар құрамының динамикасы болуы мүмкін. Na+және Cl- -дың клеткадағы құрамы 3-3,5 сағаттық жоғары тұзды ерітіндідегі инкубациядан кейін өлшенеді.Қазіргі уақытта жер шарында су көздері мен топырақтың табиғи, өндірістік және антропогендік қалдықтардан жоғары концентрациялы химиялық заттардың әсерінен ластану қаупі өсуде. Иондардың тұзданған топырақтардағы (Na, Mg, Cl, SО4 және т.б.), сонымен қатар ауыр металдар, судағы еріген газдар, пестицидтер, гербицидтер және т.б. өсімдіктерді қарауға арналған заттарының қалдықтары өсімдік ұлпаларындағы артық айналымы клеткаішілік метоболизмнің бұзылуына және өнім мен сапасының төмендеуіне әкеледі. Сонымен қатар жапырақтар мен репродуктивті органдардағы коптеген улардың жиналуы тамаққа түсіп, адам үшін зиян болады. Осылайша өсімдік экосистемасының трофикалық тізбегінің негізгі звеносы болып табылады: жер игеру өнімдері - адам, қорек - жануарлар - адам, ол жер игеру, су және өсімдік ресурстарын рационалды жасау туралы сұрақ қояды. Мұндай жағдайда өсімдіктерді өсіру үшін күрделі экологиялық жағдай туады, жыл сайын бағалы ауыл шаруашылық өсімдіктер өнімдерінің сандық және сапалық жағынан зиян болып отырады. Осы себепке байланысты қажетті сападағы жоспарленған өнімді алудың негізгі стратегиялық міндеттері ауыл шаруашылық практикасына қолайсыз әсерлерге төзімді өсімдіктер мен олардың сорттарын интенсивті енгізу қажет. Еліміздің дала және шөлді аймақтарында ауыл шаруашылығына қажетті жер ресурстарының жетіспеушілігінен мелиорациялық қалпына келтірілмейтін табиғи және екінші рет тұзданған топырақты игеруге қажеттілік туып отыр. Табиғатта тіршілік ететін жабайы өсетін тұздануға биологиялық түрде тұрақты болып келетін галофиттердің эколого-физиологиялық тобы - топырақ жамылғысының тұрақтыкомпоненті болып табылатын аридті аймақтардағы ауыл шаруашылығының практикасында осы өсімдіктерді өсірудің дәстүрлі емес әдістері үшін негізгі көз болып табылады.Соңғы жылдары барлық елдерде тұзға төзімділік аймағында зерттеулер активті түрде даму үстінде. АҚШ-та тұзға төзімділік проблемасы бағытында "Биоселайн концепт" халықаралық проектісі бойынша зерттеу жүргізетін арнайы жұмысшы тобы құрылды. Мұндай проектінің құрылу мақсаты - жер игерудің шөлді және шөлейдті аудандарында шикізатты немесе энергияны немесе қоректі бөлу үшін өсімдіктің өнімділігін жоғарылату. Тұзға төзімділік проблемасын жасау үшін АҚШ-тан, Канададан, Австралиядан, Мексика және т.б. елдерден өсімдіктер физиологиясы, биохимия, генетика, молекулалық генетика аймағындағы мамандар жұмыс жасауда. Бұл проекті бағытында тұқымның әлемдік коллекциясынан фенотиптік серпімділік негізінде мәдени өсімдіктің жабайы өсетін түрлерінен тұзға төзімділігінен донор ретінде пайдалану, клеткалық селекция технологиясы кеңінен қолданылуда және қолдан өсіретін өсімдіктердің тұзға төзімділігі жөнінен ген инженериясы негізінде генетикалық жақсарулар активті түрде жасалып жатыр, жабайы өсетін галофиттерде қорек және мал азығы мақсатында, шөлдердегі тұзданған топырақтардағы табиғи ландшафтарды сақтау және биологиялық мелиорацияда пайдалану жұмыстары сәттілікпен жүргізілуде .Клетканың құрылысы мен функциясына тұзға төзімділіктің табиғатын танудың фундаментальді негізі ретінде әсері туралы механизмдерді зерттеуге көп көңіл бөлінді. Қазіргі кезеңде өсімдіктің төзімділігін зерттеудің принцпті жаңа әдістері мен жолдарының болуы проблеманың шешімін жасауға мүмкіндік берді. Соңғы кезде әр түрлі осмопротекторлардың физиологиялық функциясы дамуда. Көпшілік "үйлесімді" органикалық қосылыстары негізгі метоболиттік жолдардың компоненттері болып табылады: глицинбетаин, пролинбетаин, маннит, глицерин және т.б., олардың көпшілігін өсімдіктің екінші реттік өніміне жатқызуға болады. 1.4 Тұздылыққа қарсы тұрудың жолдарыТопырақ құнары оның қоректiк заттарға тiкелей байланысты. Онымен агрохимия саласы айналысады. Зерттеу нысанын осы салаға да бағытталған. Қазақстан аграрлы ел болғаннан кейiн ол үшiн ең маңыздысы - топырақ. Халқымыз топырақ киелi деп текке айтпаған. Топырақтану - үлкен ғылым. Оған құрамындағы барлық ғылымдар саласы тоғысып жатады. Агрохимия, зоология, ботаника, физиология, микробиология, мал шаруашылығы - бәрi, бәрi кiредi. Өйткенi, тiршiлiк тамыры топырақта ғой. Қазақта жер көп. Ата-бабамыз кезiнде оны бiлектiң күшi, найзаның ұшымен қорғады. Жерiнiң көлемi жағынан Қазақстан әлемде 9-орын алады. Алайда, жерiмiздiң өз ерекшелiгi бар. Топырақ құрамында антрофогендiк факторлар басым. Орысша мағынасы ранимый дегенге келедi. Яғни жарақаты сыздап тұр. Сондықтан Қазақстанның жер аумағы шөл-шөлейтке, жел, су эрозиясына, ластануға бейiмдеу болып келедi.Қазақстан халқына арнаған биылғы Жолдауында да Президент аграрлық саланың тиiмдiлiгiн арттыруды басым бағыттың қатарында атады. Мұның терең мәнiсi бар. Қазiргi кезде жер ресурстары, оның iшiнде егiстiк танаптары толыққанды пайдаланылып жатқан жоқ. Оны ұзақ жылдар бойы экстенсивтi және тиiмсiз қолданудың нәтижесiнде жердiң сорлануы, сортаңдануы, батпақтануы, ластануы, тұздануы байқалды. Соның салдарынан Қазақстан жерiнiң төрттен үш бөлiгi шөл-шөлейтке айналған. Оның iшiнде 14 пайызы жоғары сатыдағы деградацияға ұшыраған. Егiстiктен шығып қалған, кәдеге асыруға жарамай жатқан жер осы. Жердi тиiмдi пайдалану жобасын дайындау барысында бұрынғы және қазiргi таңда жүргiзiлiп жатқан ғылыми зерттеулердiң нәтижесiне сүйеніп, ғалымдарымыз топырақ жамылғысының жаңа технологиясын, топырақ картасының электронды нұсқасын жасады. Ондағы мақсаты - суармалы алқаптың топырақ-мелиоративтiк және деградациялану кескiнiн анықтау. Сол арқылы суармалы жерлердiң заманауи талаптарға сәйкестiгiн бағалау, жер ресурстарын тиiмдi пайдалану жолдарын табу.Дүниежүзiлiк ғылыми зерттеулерге қарағанда, дер кезiнде шара қолданылмайтын болса, шөл-шөлейт басқан, қарашiрiгi азайған жерлер 50-100 жылда бар құнарын жоғалтып, құнарсыз жерге айналады екен. Қазақстанда жердiң азып-тозуын тоқтату үшiн 2,5 млрд. АҚШ доллары қажет көрiнедi. Жерiмiздiң басым бөлiгi қазiргi кезде мұнай өнiмдерiмен, химиялық қоспалармен, радиациямен ластанған. Тұзданған, сазданған, сортаңданған жерiмiз қаншама? Жерiмiз кең болғанымен келеңсiздiктер көп. Мұның бәрi адамның қолымен жасалуда. Мiне, осы мәселелердi қамти отырып, жағдайды қалпына келтiрудiң жаңа бағдарламасын жасалды. Оны әр облыс бойынша жеке-жеке талқылауды ойластырылды. Қазақстанда топырақтың 700-ден астам түрi бар. Оның iшiнде Оңтүстiк Қазақстан облысындағы топырақтар ерекше. Оның құнарлылығы мен қасиетi тау өңiрiнен ойпатқа қарай нашарлай бередi. Мысалы, Ақсу-Жабағылы, Өгем және Қаратау бөктерiндегi топырақтың қарашiрiгi 2-3 пайыз мөлшерiнде болса, Қазығұртта 2-2,5 пайызды қамтиды. Ал, тегiс жерлердегi сұр топырақта қарашiрiк мөлшерi 1 пайыздан аспайды. Республикалық ғылыми-әдiстемелiк агрохимиялық зерттеу орталығының мәлiметтерiне қарағанда, Қазақстанда қарашiрiк жетiспейдi деп саналатын егiстiк көлемi ауыл шаруашылығына жарамды жердiң 63,1 пайызын құрайды. 34 пайызында - орташа, 2,9 пайызында жоғары мөлшерде екен. Оның iшiнде Оңтүстiк аймақтағы жағдай бұдан да ауыр. Егiстiк жердiң 97 пайызында топырақ шiрiндiсi төмен және өте төмен деп бағаланған. Мұның бәрi жерiмiздiң жаппай жұтаңдана бастағанын танытады. Облыс әкiмiнiң бiрiншi орынбасары Берiк Оспановтың қатысуымен осы мәселе жан-жақты талқыланды. Тиiстi шешiмдер қабылдадық. Алдағы уақытта да жұмысты осылай жалғастыра берсек, Оңтүстiк өңiрiнде топырақ құнарын қалпына келтiруге болады деп есептеймiн.Оның әртүрлi себебi бар. Мәселен, суармалы егiстiк жөнiнде айтсақ, кезiнде елiмiзде оның көлемi 2,3 млн. гектарға жеттi. Ол барлық егiстiк жердiң 6 пайызын құрайтын. Соған қарамастан егiншiлiк өнiмдерiнiң 30 пайызын беретiн. Мiне, сол кезде суды тиiмсiз пайдалану орын алды. Дақылдардың өсiп-өнуiне қажеттi қарашiрiктердiң бәрiн су шайып кетiп жатты. Суды шамадан тыс пайдаланудың салдарынан топырақтың тұздануы, сорлануы басталды. Қазiргi кезде суармалы егiстiктiң көлемi 1,5 млн. гектардан аспайды. Осындай жағдай көбiне Оңтүстiк өңiрiне тән болып отыр. Топырақтың тозуы деген осы.Топырақ құнарын қалпына келтiрудiң бiр жолы бар. Ол өнiмге жұмсалған қоректiк заттардың орнын минералдық тыңайтқыштармен толтыру. Өткен ғасырдың сексенiншi жылдары бiр гектар егiстiкке 29 келi минералдық тыңайтқыштар сiңiрiлсе, қазiргi кезде оның көлемi 2-3 келiден аспайды. Ғалымдардың есебi бойынша, 2015 жылы ауылшаруашылық дақылдары 994,1 мың тонна әсерлi зат немесе 2,6 млн. тонна тыңайтқыш пайдалануды қажет етедi. Ал, шаруа қожалықтары мен фермерлердiң, жалпы тауар өндiрушiлердiң сатып алу мүмкiндiгi бүгiнде жылына 300 мың тоннадан аспауда. Өйткенi, жекешелендiру кезiнде пайда болған ұсақ шаруашылықтар ауыспалы егiс жүйесiн өндiрiске енгiзуге де, тыңайтқыштар қолдану мәселесiнде де дәрменсiздiк танытып отыр. Сонымен бiрге ауыл шаруашылығы жерлерiнiң мелиоративтiк, экологиялық жағдайының нашарлағаны, әртүрлi деңгейде тұзданған, қайта тұзданған жағдайы байқалады. Қолда бар мәлiметтерге қарағанда, облыс көлемiнде тұзданған топырақ көлемi 60-80 пайызға жеткен. Ал, деградация және дегумификация сипаты барлық егiстiк алқаптарына тән болып отыр. Бұл бiздi айрықша ойландырады.Қазiргi заман талабына сай жасалған жаңа технологияларымыз бар. Оның бiрi - күштi тұзданған сiлтiлi топырақтарды жаңа технология бойынша игерудiң бiрнеше модификациясы жасалды. Мұның бiр ерекшелiгi - топырақтағы тұздардың мөлшерiне және оның механикалық құрамына, құнарлылығына байланысты әр модификацияны бөлек-бөлек қолдануға болады. Екiншi ерекшелiгi, оны егiске тонналап емес, грамдап бере алады. Топырақтың құрамындағы тұздардың мөлшерi 3 пайыздан аспаса, тұзды шаймай-ақ технологияны толығымен пайдалануға болады. Сонда дақылдың пiсу мерзiмiн 7-12 күнге қысқартып, топыраққа ендiретiн тыңайтқыш нормасын екi есе азайта аламыз. Соған қарамастан өнiмдiлiктi 15-30 пайыз көбейтуге болады. Бүгiнде бұл әдiс өндiрiсте пайдаланылуда. Сонымен бiрге ғалымдарымыз тозуға ұшыраған жерлерде наноагромелиоративтiк әдiстердi қолдануды ұсынып отыр. Ол арқылы топырақтың мелиоративтiк жағдайын жақсартып, құнарлылығын көбейтуге және суды үнемдеп пайдалануға болады. Әрi ол дақылдардан 65 пайызға дейiн қосымша өнiм алуға мүмкiндiк бередi. Қазiргi таңда институтта экологиялық таза, сапалы өнiм алудың негiзiн құрайтын және топырақтың құнарлылығын сақтайтын адаптоген препараттарының 39 түрi бар. Сондай-ақ, биотехнологиялық жолмен алынған органоминералды микробиотыңайтқыштардың жаңа түрлерiн шығарудамыз. Олар ауыспалы егiс жүйесiн жүргiзу үшiн таптырмайтын құрал болып табылады.1.5 Абсциз қышқылының тұздылыққа әсері Топырақ тұздануы қоршаған ортаның ең басты факторы болып есептеледі. Топырақтың тұздануы өсімдіктердің өсіп жетілуіне жол бермейді. Бұл әрекеттесу топырақтың суды дұрыс қабылдамауынан туады. Өсімдік сағасының жабылып қалуы құрамына тамырдағы суды дұрыс сіңіре алмауына байланысты болады. Топырақ тұзданған уақытта өсімдік сағасының жабылып қалуы көптеген зерттеулерде байқалады. (HerraIde etaI 1998; Sohan etaI, 1999). Топырақтың көп уақыт тұздануы өсімдік сағасының жабылуына әкелді, абсциз қышқылының жиналуы сағаның жабылуына әкеліп соғады. Сонымен қатар қысқа мерізімді тұздану улы иондард өсімдікке әсер етпеген кезде ақ су күйзелісінен өсімдік сағасы жабылып қалады. Соның салдарынан өсімдік жасушалары жетілмей қалады. Бұл тәжірибелерде өсімдіктердің жасушалары тез арада (10 минут ішінде) әсер етеді де жасушалар созылып кетеді. Жасушалардың өсуі сағаның жабылып қалғанынан кейін байқалады. Сол тәжірибе кезінде абциз қышқылы өсімдік жапырақтарының құрамынан байқалады. Ол сағаның жабылып қалуына әкеліп соғады деп айтуға болмайды. Ал абциз қышқылының көбеюі өсімдік сағасының жабылуына әсер етуі оның жасушаларға жиналған кезінен - ақ байқалады. Абциз қышқылы өсімдік бойына тарауына көп қиындық туғызатыны бізге мәлім. РН қышқылының жасушалар бойымен таралуы көптеген әдебиеттерде жазылған. Абсциз қышқылы 1965 жылы мақтаның қауашағы мен жапырақтарынан бөлініп алынды. Бұл зат гормондық ингибиторлық әсер етеді.Фитогармондар өсу процесін реттейтін негізгі заттар болып табылады. Ал витаминдер тікелей өсу процесіне қатыспастан, фитогармондармен бірге жанама әсер етеді, олардың әсерін толықтырады. Фотогормондар өсімдікғтердің түрлі мүшелерінде синтезделіпе, өсу нүктелеріне жетеді. Мұнда олар жасушалардың бөліну, созылу, дифференциациялану кезеңдеріне ықпал етеді. Фитогормондар жекелей емес, қосыла әсер етеді.Өсімдіктің жасына, күйіне, даму кезеңіне, сыртқы жағдайлардың әсеріне қарай өсімдікте ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе 2
1 бөлім Тұзданудың өсімдіктерге әсері 3
1.1 Тұзданудағы саға өткізгіштігінің рөлі 3
1.2 Минералды тыңайтқыштар мен микроэлементтердің өсімдікке әсері 7
1.3 Натрий мен хлор иондарының өсімдіктің өсуіне әсері 11
1.4 Тұздылыққа қарсы тұрудың жолдары 16
1.5 Абсциз қышқылының тұздылыққа әсері 19
1.6 Тұздылық өсімдік сабағының өсуіне әсер етуші 21
2. Зерттеудің әдіс тәсілдері 23
2.1 Зерттеу барысында көшеттік өсімдіктерді өсіру 23
2.2 Зерттеудің әдістері 31
2.3 Буланудың жылдамдығын анықтау 33
2.4 Химиялық қосылыстардың топыраққа әсері 39
2.5 Өсімдік саңылауларының өткізгіштік қасиеті 47
3.Зерттеу мен талқылаулар 52
3.1 Тұздылықтың арпа сабақтарына әсері 52
3.2 Тұздылыққа қарсы тұра алатын арпа түрлерін зерттеу 58
Қорытынды 67
Пайдаланылған әдебиет 67
Кіріспе
Дипломдық жұмыстың өзектілігі:
Жер шарының 25%-ін тұзды топырақты аймақтар алып жатыр. Шөлді аймақтарды жасанды жолмен суару топырақтың тұздануына әкеледі. Осылайша еліміздің егін аймақтарында 36%-ке дейін жерлер тұзданған болып есептеледі. Қазақстан Республикасының 40 млн га жерi сор және сортаң жерлерге жатады. Еліміздің дала аймақтарының 75 %-і табиғи тұзды топырақтар орналасқан шөлді аудандар болып табылады. Қазіргі кезде климаттың аридтілігі және ксерофилділігі жоғарылауда. 3 гл минералданған су көптеген өсімдіктердің өсуіне әсер ететін орташа тұзданған, ал 5 гл кезінде мәдени өсімдіктердің табиғи тұзға тұрақтылық немесе тұзға толеранттылық мүмкіндіктерінің шектелуіне байланысты сураруға келмейтін қатты тұзданған су болып табылады. Тұзданған орта жағдайындағы ауыл шаруашылық өсімдіктердің тұзға төзімді жаңа түрлерін алып, өнімділігін арттырыру үшін, сонымен қатар сор және сортаң жерлердің тұздарын азайту үшін, тұзданған суда және құрғақ жерлерде өсетін галофитті өсімдіктердің тұзға тұрақтылық механизмдерін білуді қажет етеді.
Топырақ эрозиясы мен оның шектен тыс тұздануы - деградация үрдісінің бірден бір себебі болып табылады. Дүние жүзілік масштабты есеп беру бойынша шамамен 1.5 миллиард гектар жер тұздану мәселесімен кездесіп отыр және суармалы егін шаруашылығымен айналысатын елдердің үштен бірі, тіптен жартысына дерлігі топырақтағы тұздың мөлшерінің артып кету салдарынан егіндік үшін жер өңдеуді азайтуларына тура келді. Ал Қазақстандағы Арал теңізі бассейнінің осындай жағдайларға ұшырауы ондағы мақта мен күріш алқаптарын жөнсіз және үнемсіз суару салдарынан болды. Ысырапты суару нәтижесінде Арал теңізіне құятын су ағымы екі есеге дейін азайды. Сонымен қатар ортақ мәселелердің бірі болып су орман шаруашылығының әсерінен туған өткел мен арық суларының ирригациясы және жоғары деңгейде судың булануынан топырақтың тұздануы екені айқын.
Дипломдық жұмыстың мақсаты: Топырақ тұздануының арпа сабақтарының өсуіне және құрамындағы абсциз қышқылының құрамына әсер етуін зерттеп, қорытындысын жасау.
Алға қойылған міндеттер:
* Әдебиеттерге шолу;
* Тұзданудың өсімдіктерге әсерін анықтау;
* Зерттеудің әдіс тәсілдерімен танысу;
* Зерттеуді кафедра лабораториясында өткізу;
* Қорытынды жасау.
Жұмыстың жаңалығы: Тұзданудың арпа сабақтарының өсуіне және абсциз қышқылы құрамына әсер етуін зерттеу жұмыстары әлі де толық аяқталмаған. Осы зерттеудің нәтижесінде мен ғылыми ортаға үлесімді қосамын.
1 бөлім Тұзданудың өсімдіктерге әсері
1.1 Тұзданудағы саға өткізгіштігінің рөлі
Өсімдіктің тұзға төзімділігі,өсімдіктердің тұзды топырақта өсу қабілеті. Тұзға көбірек төзімді галофиттер, бірақ-та олар кенеттен тұздалуға өте сезімтал болады. Кез келген өсімдік өзінің тұқымқуалаушылық табиғатына сәйкес онтогенез процесінде тұздың жоғары құрылымына бейімделеді. Өсімдіктің бейімделуі тұзданудың түріне байланысты. Хлоридті тұздану кезінде өсімдік етті-суккулентті бола бастайды, сульфатты тұздануда- әдетте ксероморфты құрылымға ие болады.
Тұздытопырақта өсімдіктің зақымдануының негізгі себебі- ХХ ғасырдың басында ойлағандай жоғары осмостық қысымнан емес, тұздың улылығынан. Өсімдіктің тұзға төзімділігін хлоридті, сульфатты және карбонатты тұзданған топыраққа еккенде, өсімдікті түрлі сәйкес тұз ерітінділерінде бейімдеп жоғарылатады. Осындай шынықтыру кезінде протоплазманың тұзға деген өткізгіштігі төмендейді, тұздармен коагуляциясы жоғарылайды, зат алмасуының сипаттамасы өзгереді.Тұзды топырақтағы өсімдікте нуклеиндік, ақуыздық, көмірсулық және фосфорлық алмасуының өзгеруі байқалады.
Тұзды топырақ, құрамындажоғары (0,25% астам) суда жеңіл еритін минералды тұздары бар топырақтар. Көптеген елдердің оңтүстік шөлді аймақтарында (Пакистан, Индия, Қытай, АРЕ және басқа) кездеседі, жиі тұзды емес топырақтардың арасында кездеседі. СССРде тұзды топырақтар бүкіл ел топырағының 2,4 % немесе 53,2 млн га құрайды. Олар Оңтүстік УССР , Повольже, Орта Азия ( жыртылған тегіс жерлердің жартысына жуық тұзданған) және т.б. аймақтарда таралған. Бастысы күкірт қышқылының тұздарынан (натрий күкірт қышқылы, кальций және магний), тұз қышқылынан (натрий хлор, кальций және магний) және көмірқышқыл тұзынан (натрийлі екі формадағы,көмірқышқыл тұзы, немес қалыпты содалар, және екікөмірқышқыл тұзы немесе ас содасы) тұрады. Кейде тұзды топырақтарда азот қышқылының кальцилік және натрилік тұздары кездеседі. Тұздардың топырақтағы құрамының мөлшеріне қарай , олардың топырақ көкжиегі бойынша бөлінуінен тұзды топырақтар сорлар (1-3% тұз және астам), сортаңдылар (азырақ тұздалған), сортаң ( жырту қабатынан төменірек тұздалған). Олардың тұздану дәрежесін орнату үшін улы тұздардың суммасын анықтайды, хлор және сульфат иондарымен байланысты. Тұзды топырақтан құрамына натрий сіңген солнцевалықты ажыратады; солонцевалық кейде соралармен сәйкес келеді. Әдетте хлор тұздары улы. Улы әрекетімен қоса, жеңіл еритін тұздар топырақтың осмостық қысымын жоғарлатады, ерітіндінің және физиологиялық құрғақтық деп аталатынды жасайды, сол сияқты өсімдік топырақ құрғақтығынан зардап шеккендей болады. Суда еритін тұздардың топырақта шектен тыс көбеюі өсімдік қабығының тоттануына және жабайы өсімдіктерінің өсуіне алып келеді, тұздық деп аталатын немесе галофиттер, тұзды топырақта өсуге бейімделген.
1 сурет Голофиттер
Тұзды топырақтар топырақта тұздың жиналуынан және топырақ-жер асты суларда, сонымен қатар құрғақ жерлерді теңіз суының алып кетуінің нәтижесінен пайда болады. Құрғақ жерлерде тұздардың жиналуы мен топырақ тұздануының негізгі факторлары құрғақ климат және жер асты мен жерүсті сулардың ауыр қайтуы. Суарылатын жерлерде екінші ретті тұздану жиі байқалады, егерде жер асты және жер үсті суларда тұздар көп болса. Ағынсыз жазықтықтарды суғарғанда тұзды жер асты сулардың деңгейі көтерілуі жүріп, топырақтың тұздануына алып келеді. Дұрыс шаруашылық жасау барысында, тұздану процесінің қолайсыз ағысын жоюға болады. Ол топырақты тазарту мен дренаж көмегімен тазарту сулары мен жасанды жер асты сулар ағымымен жүзеге асырылады. Тұзданған топырақтарды күзде немесе қыста жасаған дұрыс, сол уақытта булану қысқарады, тұздың оралуын қамтамасыз ететін.
Кез-келген өсімдік организіміне экстремальды әсерлерден әр түрлі физиологиялық параметрлердің өзгерістері байқалады. Бұл өзгерістердегі жеке процестердің өзара байланыстылығында және жалпы оның метоболизімінің өздігінен реттелуіне негізделген. Бірақ стресс кезінде физиологиялық параметрлерінің өзгеру динамикасының анализі және метоболизмнің жеке звеноларының өзара байланысу түрі стрестің клеткаға үздіксіз әсері жағдайындағы алғашқы негізгі ауытқуды көрсетуге мүмкіндік береді. Метоболиттік функцияның алғашқы ауытқуынан болған және организмде интегральді параметр қатарларының өзгеруін нәтижелейтін екінші ауытқу.
Тұздану кезіндегі алғашқы бұзылу цитоплазманың осморегуляциясындағы, биоэнергетикалық процестердегі, құрылымдық бірліктегі, мембрана құрамындағы және ядролық ДНК-ның құрылымдық жағдайындағы өзгерістерге жатқызады.
Клеткадағы осмотикалық метотұрақтылық тепе-теңдігінің өзгеруі иондардың клеткаішілік концентрацияларының жылжуына, осмотикалық және түрлік потенциалдардың абсолюттік шамасына, судың активтілігі мен жылжымалылығына негізделген. Барлық осы параметрлер өсімдікке стресстің әсерінен кейін тез арада өзгереді және оның тұрақты күш салуында, әрдайым осы жаңа деңгейде барлық экстремалды әсерлер кезінде тұрақты болады. екінші жағынан, түрлі стреспен әсер еткенде көрсетілген параметрлердің өзгерістерінің біртиптілігі көрінеді. Осылайша, өсімдіктің ұлпаларында иондардың концентрациясының көбеюі тек тұздануда ғана емес, сонымен қатар сусыздандыруда, температураны минусқа дейін төмендеткенде, температураны шартты деңгейден жоғарылатқанда және т.б. байқалады. Осы жағдайларда көптеген авторлар судың қозғалғыштығы мен активтілігінің төмендеуін және клеткадағы осмотикалық және су потенциалдарының абсолютті мәнінің жоғарылауын атап көрсетеді. Клеткадағы тұрақты осматикалық тепе теңдікті сақтау оның қалыпты қызметінде маңызды орын алады және бұл деңгейдің өзгеруі метоболизмде айтарлықтай өзгерістерге әкеледі.
Экстремальды жағдайларда биоэнергетика процестерінің өзгеруіне қатарына күн энергиясын химиялық энергияға айналдырудың біріншілік актісіне жауапты фотожүйенің реакциялық орталықтың зақымдалуы, клеткадағы бос радикалдардың санының төмендеуі және т.б. сонымен қатар стресс кезінді зақымдалған клеткаішілік құрылымның репродукциясында энергияның ағып шығу каналы кеңиді. Мұның барлығы стресс кезінде тұрақты сақталатын организмнің жалпы энергетикалық жағдайының төмендеуі және қалыпты метоболизмнің барлық энергияға тәуелді процестерінің энергиямен қамтамасыздануының төмендеуіне әкеледі.
Көптеген зерттеулерде әр түрлі типтегі стрестерде клетка ішілік мембрананың липид-компоненттік құрамы, құрылымдық жағдайы және біркелкілігінің бұзылуын көрсетеді. Бұл клеткадағы метоболиттердің компартментациясының және жалпы метоболизмніңдискординациясының бұзылуына әкеледі.
ДНК ядросының құрылымдық жағдайының өзгеру фактісі - "ашық" немесе борпылдақтан (лабильді ДНК) гистондармен "жабылған", тығыз қапталғанға (стабильді ДНК) ауысады - сонымен қатар түрлі экстремальды жағдайларда атап көрсетілген. ДНК-ның гистондармен бектілуі қолайсыз әсерлерге оның жоғары тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Сонымен бірге осындай тұрақты құрылымдық жағдайда ДНК-ның функционалды активтілігінің, атап айтқанда метоболизмнің жасанды реакцияларындағы бас регулятор ретіндегі активтілігінің төмендеуі байқалады. ДНК-ның функционалдық активтілігінң стресс кезінде төмендеуі нуклейн қышқылының жаңадан пайда болғандағы радиоизотопты белгінің жылдамдығы және т.б. синтездің бақыланатын ДНК өнімдерін көптеген авторлар атап көрсеткен.
Экстремальды жағдайларда екінші реттік ауытқуға клеткада және толық организмге физиологиялық өзгерістердің көпшілігін жатқызуға болады. Олардың жалпы сипаты - алғашқы бұзушы стрестермен бұзылатын физиологиялық параметрлерге тәуелділігінің себебі. Екінші реттік ауытқуда белоктық синтездің тежелуі, ингибитрлік сипаты бар фитогормондардың концентрациясының жоғарылауы, клетканың бөліну және созылуының тежелуі ерекше маңызға ие. Барлық алғашқы физиологиялық бұзылу мен екінші ауытқудың қосындысының анықталуы өсімдік органдарының маңызды физиологиялық қызметінің интеграциялануы, бәрінен бұрын қоректенудің минералдық элементтерінің сіңіру және тасымалдау интенсивтілігі, сонымен қатар жалпы биомассаның өсуінің өзгеруі болып табылады.
Физиологиялық параметрлердіқысқа мерзімді интервалдары бар стрестермен әсер етуі анықтаудың арасында жалпы жоспарда екі түрлі типтегі қисықтармен сипаттауға толатын бүл өзгерістердің заңдылықтарын көрсетуге мүмкіндік береді. Көптеген параметрлердің деңгейі тұрақты және ұзақ уақыттың әсерінен төмен түсуші қисықпен өзгереді (суретте) және болашақта осы деңгейде, оптимальдыдан өте жақсы деңгейінде сақталады.
Тәжірибиелер өсімдіктің стресске реакциясының тітіркену деп аталатын алғашқы фазасында көптеген параметрлердің өте тез қалпына келетін формасынан тез және жылдам ауытқу ("пружиналық") эффект, мысалы, жалпы суланғанда "а" хлорофиллдің концентрациясы тамырлану алдындағы субстратқа дейінгі әр түрлі тұздану жағдайында жапырақтардың хлоропластары мен митохондрияларының ультроқұрылымдық жағдайлары кезінде.
1.2 Минералды тыңайтқыштар мен микроэлементтердің өсімдікке әсері
Өсімдіктердің тіршілік әрекетінде микроэлементтер өте маңызды роль атқарады. 1922 жылы академик В. И. Вернадский организмдердің химиялық құрамы жер қыртысынын химиялық құрамымен тығыз байланысты екендігін көрсетті. Жер қыртысындағы элементтердің барлығы дерлік өсімдіктерде ұшырасады. Тұздарды әр түрлі қоспалардан тазарту методтарының жетілдірілуіне қарай өсімдіктерге шын мәнінде қажетті болып саналатын микроэлементтердің тізімі барған сайын артып келеді. Тіпті сулы ортада өсірілетін өсімдіктер үшін арнаулы камерада ауаны тазартуға тура келді. Алайда қайсыбір микроэлементтің қажеттігі жөніндегі мәселені элементті қоректік қоспадан шығарып тастау жолымен ғана емес, сондай-ақ оның зат алмасуына қатысуын зерттеу жолымен де шешуге тура келеді. Қазіргі кезде темір, мыс, марганец, бор, мырыш, кобальт және ванадий өсімдіктерге аса қажетті элементтер деп саналады. Өсімдіктер үшін микроэлементтердің өте зор маңызы бар, өйткені олар өсімдіктер денесінде әр түрлі органикалық заттармен қосылады, осының нәтижесінде олардың физиологиялық активтілігі әлденеше есе артады.
Жасушаның атомдық және молекулалық құрылымы.
Д, И. Менделеев жасаған химиялық элементтердің периодтық жүйесіндегі кездесетін 110 элементтің 80-ге жуығы тірі жасушаның құрамында болатындығы дәлелденді. Олар жасушадағы мөлшеріне қарай үш топқа белінеді. Бірінші топқа: оттек, сутек, көміртек және азот сияқты органикалық және бейорганикалық заттардың молекулаларының негізін құрайтын элементтер жатады. Бұлардың жасушадағы мөлшері 98%-ға жуық болғандықтан, олар макроэлементтер деп аталады. Сонымен қатар бұл топқа нәруыз (белок) бен нуклеин қышқылдарының құрамына кіретін күкірт пен фосфор да кіреді. Бұларды биоэлементтер деп атайды.
Екінші топқа: ион түрінде кездесетін калий, натрий, кальций, магний, темір, хлор сияқты және т.б. элементтер жатады. Бұлардың жасушадағы жалпы мөлшері 1%-ға жуық. Бұл элементтердің қысқаша жасушада ерекше қызметтер атқарады. Мысалы, кальций мен фосфор сүйек ұлпасының құрамына кіреді, оның беріктігін арттырады. Сонымен қатар кальций элементі қанның ұюына қатысады. Ал гемоглобин нәруызының құрамында темір болады, ол оттекті өкпеден ұлпаларға тасымалдайды. Өсімдік жасушасындағы хлорофилл пигментінің құрамындағы магний элементі фотосинтез процесін тездетеді. Үшінші топқа: жасушада өте аз мөлшерде кездесетін элементтер жатады. Олардың жасушадағы мөлшері 0,02% болатындықтан микроэлементтер деп аталады. Микроэлементтер өсімдіктер мен жануарлар жасушаларында жүріп жатқан биохимиялық процестерге тікелей қатысады.
Топырақтың құрамындағы микроэлементтердің өсімдіктер мен жануарлар тіршілігіндегі маңызы ерекше. Өсімдіктер мен жануарлар белгілі бір микроэлементтерді табиғаттан алып, өз жасушаларында жинақтайды. Мысалы, теңіз балдырлары судан йодты сіңірсе, ал кейбір өсімдіктер судағы кобальтты жинақтайды. Жануарлар жасушаларында да әр түрлі элементтер жинақталады. Мысалы, никель -- ұйқы безінде, молибден -- мидың ақ затында, қалайы -- тілдің сілемейлі қабықшасында, кадмий -- бүйректе, барий -- көздің торлы қабығында, бор -- май ұлпаларында, хром -- гипофиз безінде және т.б. жинақталатындығы анықталған.
Барлық организмдер жылдың маусымдарын дәл сезінеді және соған байланысты тіршілік процесіндегі тәуліктік, маусымдық, жылдық физиологиялық өзгерістер ырғақты түрде қайталанып отырады.Жануралар дүниесінде бұл құдылыстарды шартты рефлекс арқылы реттеп отырады.
Биологиялық ырғақтың ішкі (эндогенді) және сыртқы (экзогенді) қайталану құбылыстарын байқауға болады.Ішкі немесе физиологиялық ырғақтар тарихи жағдайда қалыптасқан. Өйткені, әрбір физиологиялық процесс үнемі үздіксіз қозғалыста болмайды. Яғни, әрбір клетка, ұлпа немесе мүшелердің жұмыс ырғағы мезгіл- мезгіл қайталанып келіп отыратын ырғақты процестерден тұрады. Екінші сөзбен айтқанда, кез келген организмнің қалыпты тіршілігі үшін жоғарғы физиологиялық активті деңгейден пассивті немесе тыныштық деңгей арқылы алмасып отыруы тиіс. Сонда ғана организмдер тіршілігін жалғастырып отырады.
Тірі организмдер сыртқы ортаны өзгерістерніе немесе- ауытқуларға жауап бере отырып, өзінің ішкі физиологиялық процестерін реттеп, бейімдеп отырады. Бұл жағдайлар 3 негізгі фаткор арқылы жүзеге асады: Жердің өз өсін және Күнді айналуы, Жерге қатысты Айдың және кеңістіктегі жұлдыздардың ауысуы. Бірнеше фактор күн тәулігімен (24 сағат), екінші- айдың тәулігімен (24,8 сағат), үшіншісі- жұлдыздармен немесе тәулікпен (23,9 сағат) анықталады.
Көптеген жануарлардың тәуліктік қайталанулары ішкі физиологиялық реттеледі. Осы құбылыстар көбінесе күндізгі, алақараңғы және түнде тіршілік ететін жануарларға тән.
Маусымдық қайталанулар көбінесе тірі табиғатқа жалпылама тән қасиеттер. Бұл құбылыс, әсіресе, қоңыржай және солтүстік жарты шар ендіктеріне қатысты. Себебі, бұл өңірлерде жыл маусымдарының ауысуы айқын байқалады немесе көрінеді. Мәселен, Қазақстан жағдайында организмдер үшін қолайлы маусым 6-7 айға созылады. Осы уақыт ішінде организмдер өзінің тіршілік процесін толық аяқтай алады.
Көктемнің белгісі: қардың кетуі, тал, терек, жеміс ағаштарының гүлдеуімен және жыл құстарының келе бастауымен басталады. Бірақ, Қазақстанның оңтүстік нүктесі мен солтүстік нүктесі 1600 км, ал батысы мен шығысы 3000 км екі сағаттық белдеуді алып жатыр. Қазақстан қоңыржай белдеудің орта және оңтүстікте тау ендіктеріне орналасқан. Сондықтан Қазақстан табиғатының бір шетінің екінші шетінен айырмашылығы үлкен. Мәселен, оңтүстікте тау етектерінде шие мен өрік гүл ашқан кезде, республиканың солтүстігінде әлі суық, боран соғып тұрады.Географиялық орнына қарай республика аймағындаорманды дала, дала, шөлейт және шөл белдемдері қалыптасқан. Қазақстаның оңтүстік- шығыс және шығыс таулы өңірлерінде ландшафтдың одан да алуан түрлі биіктік белдемдері байқалады.Сондықтан, жыл маусымдарының жақындап қалғанын немесе екіншісіне ауысқа бастауын біз өсімдіктер мен жануарлардың тіршілігіндегі өзгерістерге қарап білеміз. Ал, өз кезегінде организмдер табиғат құбылыстарын, ондағы маусымдық немесе тәуліктік айытқұларды бұлжылтпай білетін биоиндикаторлар. Мәселен, маусымға қарай өсімдіктердің тішлігіндегі өзгерістерді байқасақ: вегетациялық кезеңнің басталуы, бүршік жарудың басталуы мен аяқталуы, т.б.алмасып келіп отыратын кезендерді ажыратуға болады. Осы құбылыстар өте дәлдікпен қайталанып отырады.Ал, жануарлар дүниесінде де жыл маусымдарына байланысты тұрақты қайталану ырғағын көреміз. Аталған құбылыстардың бәрі де өсімдіктер мен жануарлар дүниесінің тіршілігіндегі жылдың метрологиялық өзгерістеріне беймделу ерекшелігі болып табылады. Организмдердің маусымдық өзгерістерге бейімделушілігін, тіршілігіндегі биологиялық процестерді фенология ғылыми зерттейді.Кейбір организмдер тіршілігіндегі арғықты қайталану құбылыстары айға да қатысты болады. Бұл процестер, әсіресі, судағы организмдер тіршілігінде жақсы байқалды.
Балықтар, шаяндар, судағы ірі сүтқоректілер өкілтерінің біразы айдың толуына байланысты немесе мұхиттардың толысуы мен қайтуына қарай тіршілік ырғақтарын бейімдеп отыратын анықталған. Мәселен, мұхиттардың ырғақты толысулары 12,8 сағат, ал айдың толуы 28 тәулік болса, айдың жартылау толуы 14-15 тәулекті қайталанып отырады.Маусымдық немесе тәуліктік ырғақтардае басқа организмдер тіршілігінде көп жылдық ырғақты қайталанулар да бар. Бұл құбылыстар негізінен күн жүйесіне және ауа- райындағы көпжылдыө өзгерістерге тәуелді болады. Оның көрінісі - 5-6 жылдық немесе 10-11 жылда қайталанып отыратын жүттар, егіннің түсімі, жануарлардағы шектен тыс көюейіп немесе жойылып кетуі сияқты т.б.құбылыстар жатады.Сол сияқты жер шарында ырғақты қайталанулардың ғасырлық немесе геологиялық жылдарды қамтып отыратын түрлері тарихта белгілі. Мәселен, жер тарихындағы мүз дәуірінің қайталану мерзімі 150-200 млн жылды қамтып отырған.Адам баласының организмдер тіршілігіндегі ырғақты қайталанып отыру заңдылықтарын білуі өте маңызды. Нәтижесінде өсімдіктер мен жануарлардың табиғаттағы сан мөлшрін бақылап отыруға, оларды тиімді пайдалану мен қорғау мәселелерін ғылыми тұрғыда шешіп отыруға көмектесері сөзсіз.
Күкiрт өсiмдiктерге анионы ретiнде қабылданады. Күкiрт табиғатта күкiрттi металдардың құрамында және күкiрт қышқылының тұздары түрiнде кездеседi. Қабылдаған SО4 анионs вакуоляға жинақталып сақталады. Белгiлi бiр мөлшерi тотықсыздануға ұшырап сульфидрил тобы ретiнде органикалық заттардың құрамына кiредi. Күкiрт қосылыстары клеткада құрылым түзушi және тыныс алуға қатысатын заттар ретiнде маңызды рол атқарады.
Өсiмдiк күкiрттiң органикалық қосындыларында цистин, цистеин, метионин қабылдайтындығы қазiргi кезде дәлелдендi. Күкiрт осы аты аталған амин қышқылдарының құрамында көмiртегi, оттегi, сугегi, азот пен қатар негiзгi компонент ретiнде кездеседi. Өсiмдiктегi барлық күкiрттiц 90% мөлшерi белоктарда шоғырланған.
Күкiрт тыныс алу мен фотосинтез процесiне әсер етедi. Тиамин, биотин, липой қышқылы витаминдерiнің құрамына кiре отыра, күкiрт жеткiлiксiз болған кезде тыныс алу процестерiн тежейдi. Белок синтезiн тоқтату арқылы күкiрт жетiспеушiлiгi хлорофилл мөлшерiн де азайтады, сондықтан ол фотосинтездiң нашарлауына себепшi болады. Күкiрт бiр органнан екiншi органға анионы түрiнде тасымалданады, ал қорға жинаушы органдарда ол тез тотықсызданып, органикалық формада қор ретiнде сақталады.
Калий қоректiк минералды элементтердiң iшiндегi негiзгiлерiнiң бiрiнен саналады. Топырақтың құрамында кездесетiн калийдiң көп бөлiгiн өсiмдiктер сiңiре алмайды. Өсiмдiктер алмаса алатын және суда еритiн калийдi ғана сiңiре алады. Калий тамыр клеткаларына катион түрiнде өтедi. Клетка шырынында калий күкiрт қышқыл, тұз қышқыл, фосфор қышқыл тұздары түрiнде, сондай-ақ лимон қышқыл және қымыздық қышқыл калий түрiнде кездеседi. Жас өсiмдiктер бұл элементті көп мөлшерде сiңiредi.
Өсiмдiктердiң жас бөлiктерi мен өсу нүктелерiнде калий көп, ал кәрi органдарда аз кездессдi.
Калийдiң әсер етуi нәтижесiнде фотосинтездiк фосфорлау процесi реттеледi, хлоропластардағы тиллакоидтар мембраналарының өткiзгiштiгi жақсарады. Калий өсiмдiктiң темiр элементiн қабылдануына да жайлы әсер етедi. Мысалы, өсiмдiк жеңiл қабылдайтын темiр жоқ болған кезде, калий жеткiлiктi болса, хлорофилл жақсы синтезделедi. Темiрдiң аздығынан болған картоптағы хлороз ауруын калий берiп жоюға болады. Калийдiң өсiмдiктерге есер етуiнiң барлық осы жақтары өсiмдiктерден алынатын өнiмдер мен олардың түсiмiн айқындай түседi.
Кальцийсiз өсiмдiктер өнiп-өспейдi де, дамымайды да. Табиғатта кальций iзбестас, мрамор, гипс және т.б. қосылыстардың құрамында кездеседі.
Минералды тыңайтқыштар - құрамында өсімдікке қажет элементтері бар бейорганикалық заттар.
Минералды тыңайтқыштар топырақтыңқұнарлылығы мен ауыл шауашылығы дақылдарының өнімі мен сапасын арттыру үшін қолданылады. Минералды тыңайтқыштарды дұрыс пайдалану дақылдардың өнімін арттырумен қатар, оның түсімінің сапасын жақсартады, топырақты қоректік элементтермен байытып,микробиологиялық процестерге әсер етеді. Минералды тыңайтқыштар тікелей және жанама әсер ететін тыңайтқыштар болып бөлінеді. Тікелей әсер ететін Минералды тыңайтқыштардың құрамында өсімдіктерге тікелей қорек болатын N, P, K, Mg, B, Mn, т.б. элементтер бар. Осы элементтердің мөлшеріне қарай жай және кешенді тыңайтқыштар деп бөлінеді. Жай Минералды тыңайтқыштардың құрамында өсімдікке қорек болатын негізгі элементтердің (азот, фосфор, калий) біреуі ғана болады, әрі олардың концентрациясы көп емес. Оларға азотты тыңайтқыштар,фосфор тыңайтқыштары, калий тыңайтқыштары және микротыңайтқыштар жатады.
Жанама әсер ететін Минералды тыңайтқыштар (әк, бор, гипс,доломит) топырақтың агрохимиялық және физикалық - химиялық қасиетін жақсарту үшін пайдаланылады. Мысалы, топырақтың қышқылдығын жою үшін ұнтақталған әк, доломит, бор шашылады.
Ал құрамында натрий иондарының (Na+) мөлшері көп топыраққа ұнтақталған табиғи гипс (CaSO4,2H2O) себіледі. Минералды тыңайтқыштар қатты (ұнтақталған, түйіршіктелген) және сұйық (аммиак суы, сұйық аммиак, т.б.) түрінде өндіріледі. Ерігіштігіне және өсімдіктердің сіңіруіне байланысты Минералды тыңайтқыштар суда еритін (қос суперфосфат, аммофос,диаммофос, нитроаммофос, т.б.), ерімейтін (бірақ аммоний цитраты мен лимон қышқылының ерітіндісінде ериді) болып бөлінеді. ҚазақстандаҚаратау мен Ақтөбе өңірінде Минералды тыңайтқыштар өндіруге қажет шикізат - фосфор кендерінің мол қоры бар. Ақтөбеде Кола түбегінен әкелінетін апатиттен жай суперфосфат, Тараз қаласында Қаратау фосфоритінен суперфосфат, қос суперфосфат аммофос, диаммофос сияқты жай және кешенді тыңайтқыштар өндіріледі. 1.3 Натрий мен хлор иондарының өсімдіктің өсуіне әсеріТұзға төзімділік - қазіргі заманғы фитофизиология мен өсімдік шаруашылығының практикасының өзекті мәселесі болып табылады. Мәдени өсімдіктерді өсіруге арналған тұзды топырақ біздің еліміздің көп болігін алып жатыр. Топырақтың тұздануы жер өңдеуге қолайсыз жағдай тудырады. Проблема Қазақстанның аридті зонасындағы шөлдеу процессінің дамуына байланысты күшейе түседі. Суқоймалар қатарындағы суармалы жерлерді игеру үшін қажетті тұщы сулы өзендердің ағысының кемуі апаттық жағдайларға алып келеді. Суқоймалар деңгейінің төмендеуі және олардың акваторияларының кемуі жаңадан тұзданған территориялар мен суқойманың өзінің тұздылығының артуымен байланысты. Жер бетінде пайда болған сорларға галофиттер таралып, ал суқоймаларға - тұзға төзімді балдырлар мен жоғары сатыдағы өсімдіктердің формалары таралады. Осыған байланысты тұзға төзімділік механизімінің ерекше маңызы пайда болады. Эффективті агротехникалық әдістерді пайдалана отырып, тұзданған жағдайда өнімділіктің жоғары болуы үшін маңызы зор. Соңғы жылдары мембраналогиялық зерттеулердің дамуына байланысты тұзға төзімділік қасиетіне, мембраналық механизмді оқу арқылы клеткалық мембрананың ролін зерттеу негізгі мақсаттың бірі болып отыр. Ішкі ортаның хемогомеостативтенуі - ион концентрацияларын, метоболиттерді және цитозольдағы жоғары молекулалық қосылыстарды белгілі бір мөлшерде бірқалпты ұстап тұру - белгілі бір дәрежеде мембрана функциясымен байланысты. Цитозольдің иондық құрамының регуляциясы және осы процесске мембрананың қатысатыны туралы клеткадағы иондардың электрохимиялық жағдайы куә болады, клеткалық мембранадағы иондық насостардың қызметінің дәлелдемесі, иондардың градиентке қарсы тасымалдануы, сонымен қатар ионды каналдардың жұмысымен байланысты плазмолемманың төтеп беру қасиетінің өзгеруі туралы мәлметтер. Цитозольдағы ион құрамының регуляциясы жоғары тұзды жағдайында өсімдіктің тіршілігі үшін принципиалды мағынасы бар деп жорамалдауға болады. Өсімдік клеткасының ферменттерінің белгілі бір бөлігінің Na+ және Cl- -ға жоғары сезімталдылығы болады, себебі гликофиттер және галофиттердің ферменттері иондардың сезімталдылығы жөнінен әлсіз ажыратылады. Сыртқы тұздардың концентрациясы жоғары болса да өсімдіктер цитозолінде иондарды салыстырмалы төмен концентрацияда сақтауға қабілетті қасиеттің болуы, зат алмасуды жүзеге асыратын макромолекулаларға қолайлы жағдайда қызмет етуге мүмкіндік береді. Керсінше қатты тұздану кезінде жапырақтың цитозольда жиналуы тұздардың улы эффектісі болып анықталған метоболизмге бұзушылық әрекет етді. Экстремальды жағдайларда клеткада тез жиналатын төменгі молекулярлы метоболиттердің пайдалы физиологиялық функциялары жоғары концентрацияда (1М-ға дейін) улы болмауы арқылы анықталады. Мұны пролиннің протектор және осморегуляторда қазіргі уақыттағы мысалында жақсы анықтауға болады. Бос пролиннің аккумляциясы, метоболизмі және тұзды немесе сулы стреске бейімделу ролі толық өсімдік жүйесі сияқты клетка деңгейінде де көптеген де көптеген зерттеулер арқылы анықталады. Бұл сұрақтарды тұзға төзімді клеткалық линиялар қолайлы модельді жүйедер болып табылады. Соңғы жылдарда барлық елдерде тұзға төзімділік аймағында зерттеулер активті түрде даму үстінде. Өткен ғасырдың соңында АҚШ-та тұзға төзімділік проблемасы бағытында ғылыми халықаралық проектілер бойынша зерттеу жүргізетін арнайы жұмысшы тобы құрылды. Мұндай проектінің құрылу мақсаты - жер игерудің шөлді және шөлейдті аудандарында шикізатты немесе энергияны немесе қоректі бөлу үшін өсімдіктің өнімділігін жоғарылату. Тұзға төзімділік проблемасын жасау үшін АҚШ-тан, Канададан, Австралиядан, Мексика және т.б. елдерден өсімдіктер физиологиясы, биохимия, генетика, молекулалық генетика аймағындағы мамандар жұмыс жасауда. Бұл проекті бағытында тұқымның әлемдік коллекциясынан фенотиптік серпімділік негізінде мәдени өсімдіктің жабайы өсетін түрлерінен тұзға төзімділігінен донор ретінде пайдалану, клеткалық селекция технологиясы кеңінен қолданылуда және қолдан өсіретін өсімдіктердің тұзға төзімділігі жөнінен ген инженериясы негізінде генетикалық жақсарулар активті түрде жасалып жатыр, жабайы өсетін галофиттерде қорек және мал азығы мақсатында, шөлдердегі тұзданған топырақтардағы табиғи ландшафтарды сақтау және биологиялық мелиорацияда пайдалану жұмыстары сәттілікпен жүргізілуде .ГлутаминГлутаматПирролин-5-карбокс илатПролинМитохондрияЛимон қышқыл айналымыОрнитин айналымы2-оксаглуторатГлутаматГлута милфосфатГлутамат полуальдегидПирролин-5- карбоксилатПролин Орнитин ЦитозольӨсімдіктерде сулы және тұзды стрестерде пролиннің жиналуына әкелетін механизмдеріДүние жүзінде тіршілік ететін жабайы өсетін тұздануға биологиялық түрде тұрақты болып келетін галофиттердің эколого-физиологиялық тобы - топырақ жамылғысының тұрақтыкомпоненті болып табылатын аридті аймақтардағы ауыл шаруашылығының практикасында осы өсімдіктерді өсірудің дәстүрлі емес әдістері үшін негізгі көз болып табылады.Топырақтың тұздануы, яғни топырақтың ерітіндісінде тұздардың жоғары құрамының өсімдіктер үшін оптимальды концентрацияданжоғары болуы ("физиологиялық"), ол жерде тіршілік ететін организмдерге экстремальды жағдайларға бейімделуге әкеліп кері әсерін тигізеді.Тұзға төзімділік - эволюция процесінде пайда болған организмнің қасиеті. Оның негізінде тұздың төмен және жоғары концентрациясы кезінде де цитоплазмадағы иондық гомеостазды ұстап тұру қабілеті жатыр. Гомеостазды ұстап тұру үшін орындаушы механизмдер болады. олардың қызметін екі топқа бөлуге болады: 1. плазмалық мембрананың иондық өткізгіштігін жүргізеді. Бұл қызметтер тұздану кезінде иондардың ағысы цитозольдан шығуын жүргізеді; 2. иондарды клеткадан сыртқа шығару піспелерінің жұмысы (немесе вакуолі бар клеткада вакуольға), яғни айдау. Бұл жағдайдағы тасымал, Na+ иондары үшін клетканың энергетикалық ресурсын пайдалана отырып, термодинамикалық градиентке қарсы жүреді. Осы екі топтың механизмдері клетканы жоғары концентрациялы ерітіндіге ауыстырғанда цитозоліндегі иондар құрамының динамикасы болуы мүмкін. Na+және Cl- -дың клеткадағы құрамы 3-3,5 сағаттық жоғары тұзды ерітіндідегі инкубациядан кейін өлшенеді.Қазіргі уақытта жер шарында су көздері мен топырақтың табиғи, өндірістік және антропогендік қалдықтардан жоғары концентрациялы химиялық заттардың әсерінен ластану қаупі өсуде. Иондардың тұзданған топырақтардағы (Na, Mg, Cl, SО4 және т.б.), сонымен қатар ауыр металдар, судағы еріген газдар, пестицидтер, гербицидтер және т.б. өсімдіктерді қарауға арналған заттарының қалдықтары өсімдік ұлпаларындағы артық айналымы клеткаішілік метоболизмнің бұзылуына және өнім мен сапасының төмендеуіне әкеледі. Сонымен қатар жапырақтар мен репродуктивті органдардағы коптеген улардың жиналуы тамаққа түсіп, адам үшін зиян болады. Осылайша өсімдік экосистемасының трофикалық тізбегінің негізгі звеносы болып табылады: жер игеру өнімдері - адам, қорек - жануарлар - адам, ол жер игеру, су және өсімдік ресурстарын рационалды жасау туралы сұрақ қояды. Мұндай жағдайда өсімдіктерді өсіру үшін күрделі экологиялық жағдай туады, жыл сайын бағалы ауыл шаруашылық өсімдіктер өнімдерінің сандық және сапалық жағынан зиян болып отырады. Осы себепке байланысты қажетті сападағы жоспарленған өнімді алудың негізгі стратегиялық міндеттері ауыл шаруашылық практикасына қолайсыз әсерлерге төзімді өсімдіктер мен олардың сорттарын интенсивті енгізу қажет. Еліміздің дала және шөлді аймақтарында ауыл шаруашылығына қажетті жер ресурстарының жетіспеушілігінен мелиорациялық қалпына келтірілмейтін табиғи және екінші рет тұзданған топырақты игеруге қажеттілік туып отыр. Табиғатта тіршілік ететін жабайы өсетін тұздануға биологиялық түрде тұрақты болып келетін галофиттердің эколого-физиологиялық тобы - топырақ жамылғысының тұрақтыкомпоненті болып табылатын аридті аймақтардағы ауыл шаруашылығының практикасында осы өсімдіктерді өсірудің дәстүрлі емес әдістері үшін негізгі көз болып табылады.Соңғы жылдары барлық елдерде тұзға төзімділік аймағында зерттеулер активті түрде даму үстінде. АҚШ-та тұзға төзімділік проблемасы бағытында "Биоселайн концепт" халықаралық проектісі бойынша зерттеу жүргізетін арнайы жұмысшы тобы құрылды. Мұндай проектінің құрылу мақсаты - жер игерудің шөлді және шөлейдті аудандарында шикізатты немесе энергияны немесе қоректі бөлу үшін өсімдіктің өнімділігін жоғарылату. Тұзға төзімділік проблемасын жасау үшін АҚШ-тан, Канададан, Австралиядан, Мексика және т.б. елдерден өсімдіктер физиологиясы, биохимия, генетика, молекулалық генетика аймағындағы мамандар жұмыс жасауда. Бұл проекті бағытында тұқымның әлемдік коллекциясынан фенотиптік серпімділік негізінде мәдени өсімдіктің жабайы өсетін түрлерінен тұзға төзімділігінен донор ретінде пайдалану, клеткалық селекция технологиясы кеңінен қолданылуда және қолдан өсіретін өсімдіктердің тұзға төзімділігі жөнінен ген инженериясы негізінде генетикалық жақсарулар активті түрде жасалып жатыр, жабайы өсетін галофиттерде қорек және мал азығы мақсатында, шөлдердегі тұзданған топырақтардағы табиғи ландшафтарды сақтау және биологиялық мелиорацияда пайдалану жұмыстары сәттілікпен жүргізілуде .Клетканың құрылысы мен функциясына тұзға төзімділіктің табиғатын танудың фундаментальді негізі ретінде әсері туралы механизмдерді зерттеуге көп көңіл бөлінді. Қазіргі кезеңде өсімдіктің төзімділігін зерттеудің принцпті жаңа әдістері мен жолдарының болуы проблеманың шешімін жасауға мүмкіндік берді. Соңғы кезде әр түрлі осмопротекторлардың физиологиялық функциясы дамуда. Көпшілік "үйлесімді" органикалық қосылыстары негізгі метоболиттік жолдардың компоненттері болып табылады: глицинбетаин, пролинбетаин, маннит, глицерин және т.б., олардың көпшілігін өсімдіктің екінші реттік өніміне жатқызуға болады. 1.4 Тұздылыққа қарсы тұрудың жолдарыТопырақ құнары оның қоректiк заттарға тiкелей байланысты. Онымен агрохимия саласы айналысады. Зерттеу нысанын осы салаға да бағытталған. Қазақстан аграрлы ел болғаннан кейiн ол үшiн ең маңыздысы - топырақ. Халқымыз топырақ киелi деп текке айтпаған. Топырақтану - үлкен ғылым. Оған құрамындағы барлық ғылымдар саласы тоғысып жатады. Агрохимия, зоология, ботаника, физиология, микробиология, мал шаруашылығы - бәрi, бәрi кiредi. Өйткенi, тiршiлiк тамыры топырақта ғой. Қазақта жер көп. Ата-бабамыз кезiнде оны бiлектiң күшi, найзаның ұшымен қорғады. Жерiнiң көлемi жағынан Қазақстан әлемде 9-орын алады. Алайда, жерiмiздiң өз ерекшелiгi бар. Топырақ құрамында антрофогендiк факторлар басым. Орысша мағынасы ранимый дегенге келедi. Яғни жарақаты сыздап тұр. Сондықтан Қазақстанның жер аумағы шөл-шөлейтке, жел, су эрозиясына, ластануға бейiмдеу болып келедi.Қазақстан халқына арнаған биылғы Жолдауында да Президент аграрлық саланың тиiмдiлiгiн арттыруды басым бағыттың қатарында атады. Мұның терең мәнiсi бар. Қазiргi кезде жер ресурстары, оның iшiнде егiстiк танаптары толыққанды пайдаланылып жатқан жоқ. Оны ұзақ жылдар бойы экстенсивтi және тиiмсiз қолданудың нәтижесiнде жердiң сорлануы, сортаңдануы, батпақтануы, ластануы, тұздануы байқалды. Соның салдарынан Қазақстан жерiнiң төрттен үш бөлiгi шөл-шөлейтке айналған. Оның iшiнде 14 пайызы жоғары сатыдағы деградацияға ұшыраған. Егiстiктен шығып қалған, кәдеге асыруға жарамай жатқан жер осы. Жердi тиiмдi пайдалану жобасын дайындау барысында бұрынғы және қазiргi таңда жүргiзiлiп жатқан ғылыми зерттеулердiң нәтижесiне сүйеніп, ғалымдарымыз топырақ жамылғысының жаңа технологиясын, топырақ картасының электронды нұсқасын жасады. Ондағы мақсаты - суармалы алқаптың топырақ-мелиоративтiк және деградациялану кескiнiн анықтау. Сол арқылы суармалы жерлердiң заманауи талаптарға сәйкестiгiн бағалау, жер ресурстарын тиiмдi пайдалану жолдарын табу.Дүниежүзiлiк ғылыми зерттеулерге қарағанда, дер кезiнде шара қолданылмайтын болса, шөл-шөлейт басқан, қарашiрiгi азайған жерлер 50-100 жылда бар құнарын жоғалтып, құнарсыз жерге айналады екен. Қазақстанда жердiң азып-тозуын тоқтату үшiн 2,5 млрд. АҚШ доллары қажет көрiнедi. Жерiмiздiң басым бөлiгi қазiргi кезде мұнай өнiмдерiмен, химиялық қоспалармен, радиациямен ластанған. Тұзданған, сазданған, сортаңданған жерiмiз қаншама? Жерiмiз кең болғанымен келеңсiздiктер көп. Мұның бәрi адамның қолымен жасалуда. Мiне, осы мәселелердi қамти отырып, жағдайды қалпына келтiрудiң жаңа бағдарламасын жасалды. Оны әр облыс бойынша жеке-жеке талқылауды ойластырылды. Қазақстанда топырақтың 700-ден астам түрi бар. Оның iшiнде Оңтүстiк Қазақстан облысындағы топырақтар ерекше. Оның құнарлылығы мен қасиетi тау өңiрiнен ойпатқа қарай нашарлай бередi. Мысалы, Ақсу-Жабағылы, Өгем және Қаратау бөктерiндегi топырақтың қарашiрiгi 2-3 пайыз мөлшерiнде болса, Қазығұртта 2-2,5 пайызды қамтиды. Ал, тегiс жерлердегi сұр топырақта қарашiрiк мөлшерi 1 пайыздан аспайды. Республикалық ғылыми-әдiстемелiк агрохимиялық зерттеу орталығының мәлiметтерiне қарағанда, Қазақстанда қарашiрiк жетiспейдi деп саналатын егiстiк көлемi ауыл шаруашылығына жарамды жердiң 63,1 пайызын құрайды. 34 пайызында - орташа, 2,9 пайызында жоғары мөлшерде екен. Оның iшiнде Оңтүстiк аймақтағы жағдай бұдан да ауыр. Егiстiк жердiң 97 пайызында топырақ шiрiндiсi төмен және өте төмен деп бағаланған. Мұның бәрi жерiмiздiң жаппай жұтаңдана бастағанын танытады. Облыс әкiмiнiң бiрiншi орынбасары Берiк Оспановтың қатысуымен осы мәселе жан-жақты талқыланды. Тиiстi шешiмдер қабылдадық. Алдағы уақытта да жұмысты осылай жалғастыра берсек, Оңтүстiк өңiрiнде топырақ құнарын қалпына келтiруге болады деп есептеймiн.Оның әртүрлi себебi бар. Мәселен, суармалы егiстiк жөнiнде айтсақ, кезiнде елiмiзде оның көлемi 2,3 млн. гектарға жеттi. Ол барлық егiстiк жердiң 6 пайызын құрайтын. Соған қарамастан егiншiлiк өнiмдерiнiң 30 пайызын беретiн. Мiне, сол кезде суды тиiмсiз пайдалану орын алды. Дақылдардың өсiп-өнуiне қажеттi қарашiрiктердiң бәрiн су шайып кетiп жатты. Суды шамадан тыс пайдаланудың салдарынан топырақтың тұздануы, сорлануы басталды. Қазiргi кезде суармалы егiстiктiң көлемi 1,5 млн. гектардан аспайды. Осындай жағдай көбiне Оңтүстiк өңiрiне тән болып отыр. Топырақтың тозуы деген осы.Топырақ құнарын қалпына келтiрудiң бiр жолы бар. Ол өнiмге жұмсалған қоректiк заттардың орнын минералдық тыңайтқыштармен толтыру. Өткен ғасырдың сексенiншi жылдары бiр гектар егiстiкке 29 келi минералдық тыңайтқыштар сiңiрiлсе, қазiргi кезде оның көлемi 2-3 келiден аспайды. Ғалымдардың есебi бойынша, 2015 жылы ауылшаруашылық дақылдары 994,1 мың тонна әсерлi зат немесе 2,6 млн. тонна тыңайтқыш пайдалануды қажет етедi. Ал, шаруа қожалықтары мен фермерлердiң, жалпы тауар өндiрушiлердiң сатып алу мүмкiндiгi бүгiнде жылына 300 мың тоннадан аспауда. Өйткенi, жекешелендiру кезiнде пайда болған ұсақ шаруашылықтар ауыспалы егiс жүйесiн өндiрiске енгiзуге де, тыңайтқыштар қолдану мәселесiнде де дәрменсiздiк танытып отыр. Сонымен бiрге ауыл шаруашылығы жерлерiнiң мелиоративтiк, экологиялық жағдайының нашарлағаны, әртүрлi деңгейде тұзданған, қайта тұзданған жағдайы байқалады. Қолда бар мәлiметтерге қарағанда, облыс көлемiнде тұзданған топырақ көлемi 60-80 пайызға жеткен. Ал, деградация және дегумификация сипаты барлық егiстiк алқаптарына тән болып отыр. Бұл бiздi айрықша ойландырады.Қазiргi заман талабына сай жасалған жаңа технологияларымыз бар. Оның бiрi - күштi тұзданған сiлтiлi топырақтарды жаңа технология бойынша игерудiң бiрнеше модификациясы жасалды. Мұның бiр ерекшелiгi - топырақтағы тұздардың мөлшерiне және оның механикалық құрамына, құнарлылығына байланысты әр модификацияны бөлек-бөлек қолдануға болады. Екiншi ерекшелiгi, оны егiске тонналап емес, грамдап бере алады. Топырақтың құрамындағы тұздардың мөлшерi 3 пайыздан аспаса, тұзды шаймай-ақ технологияны толығымен пайдалануға болады. Сонда дақылдың пiсу мерзiмiн 7-12 күнге қысқартып, топыраққа ендiретiн тыңайтқыш нормасын екi есе азайта аламыз. Соған қарамастан өнiмдiлiктi 15-30 пайыз көбейтуге болады. Бүгiнде бұл әдiс өндiрiсте пайдаланылуда. Сонымен бiрге ғалымдарымыз тозуға ұшыраған жерлерде наноагромелиоративтiк әдiстердi қолдануды ұсынып отыр. Ол арқылы топырақтың мелиоративтiк жағдайын жақсартып, құнарлылығын көбейтуге және суды үнемдеп пайдалануға болады. Әрi ол дақылдардан 65 пайызға дейiн қосымша өнiм алуға мүмкiндiк бередi. Қазiргi таңда институтта экологиялық таза, сапалы өнiм алудың негiзiн құрайтын және топырақтың құнарлылығын сақтайтын адаптоген препараттарының 39 түрi бар. Сондай-ақ, биотехнологиялық жолмен алынған органоминералды микробиотыңайтқыштардың жаңа түрлерiн шығарудамыз. Олар ауыспалы егiс жүйесiн жүргiзу үшiн таптырмайтын құрал болып табылады.1.5 Абсциз қышқылының тұздылыққа әсері Топырақ тұздануы қоршаған ортаның ең басты факторы болып есептеледі. Топырақтың тұздануы өсімдіктердің өсіп жетілуіне жол бермейді. Бұл әрекеттесу топырақтың суды дұрыс қабылдамауынан туады. Өсімдік сағасының жабылып қалуы құрамына тамырдағы суды дұрыс сіңіре алмауына байланысты болады. Топырақ тұзданған уақытта өсімдік сағасының жабылып қалуы көптеген зерттеулерде байқалады. (HerraIde etaI 1998; Sohan etaI, 1999). Топырақтың көп уақыт тұздануы өсімдік сағасының жабылуына әкелді, абсциз қышқылының жиналуы сағаның жабылуына әкеліп соғады. Сонымен қатар қысқа мерізімді тұздану улы иондард өсімдікке әсер етпеген кезде ақ су күйзелісінен өсімдік сағасы жабылып қалады. Соның салдарынан өсімдік жасушалары жетілмей қалады. Бұл тәжірибелерде өсімдіктердің жасушалары тез арада (10 минут ішінде) әсер етеді де жасушалар созылып кетеді. Жасушалардың өсуі сағаның жабылып қалғанынан кейін байқалады. Сол тәжірибе кезінде абциз қышқылы өсімдік жапырақтарының құрамынан байқалады. Ол сағаның жабылып қалуына әкеліп соғады деп айтуға болмайды. Ал абциз қышқылының көбеюі өсімдік сағасының жабылуына әсер етуі оның жасушаларға жиналған кезінен - ақ байқалады. Абциз қышқылы өсімдік бойына тарауына көп қиындық туғызатыны бізге мәлім. РН қышқылының жасушалар бойымен таралуы көптеген әдебиеттерде жазылған. Абсциз қышқылы 1965 жылы мақтаның қауашағы мен жапырақтарынан бөлініп алынды. Бұл зат гормондық ингибиторлық әсер етеді.Фитогармондар өсу процесін реттейтін негізгі заттар болып табылады. Ал витаминдер тікелей өсу процесіне қатыспастан, фитогармондармен бірге жанама әсер етеді, олардың әсерін толықтырады. Фотогормондар өсімдікғтердің түрлі мүшелерінде синтезделіпе, өсу нүктелеріне жетеді. Мұнда олар жасушалардың бөліну, созылу, дифференциациялану кезеңдеріне ықпал етеді. Фитогормондар жекелей емес, қосыла әсер етеді.Өсімдіктің жасына, күйіне, даму кезеңіне, сыртқы жағдайлардың әсеріне қарай өсімдікте ... 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