Геохимиялық ортаның өсімдіктің өсуі мен химиялық құрамына әсері
Өсімдіктің химиялық құрамына әсер етуші факторлар. Химиялық қосылыстардың өсімдіктің химиялық құрамына әсері. Барьерлі және барьерсіз организмдер. Дефицитті және шектен тыс элементтер. Өсімдіктің физиологиялық және морфологиялық түрлері. Химиялық элементтердің өсімдік бойымен таралуы. Өсімдіктердің химиялық құрамы мен олардың түрлерге бөлінуі. Биогеохимиялық провинциялар. Эндемияның басталуындағы химиялық элементтердің рөлі.
Өсімдіктің химиялық құрамына әсер етуші факторлар
А.И. Перельман тірі организмдегі химиялық элементтердің орта бағамын есептеп, сол тірі ағзадағы химиялық құрамы литосфераға қарағанда атмосфера мен гидросферамен корреляцияға жақсы түсетінін байқаған. Осылайша, тірі ағзадағы орта бағаммен есептелген химиялық элементтер оның геохимиялық ортасына бағынышты емес екендігі дәлелденген. Дегенмен, белгілі бір тірі организмнің химиялық құрамы басқа тірі ағзаның орташа көрсеткіштегі химиялық құрамынан өзгерек. Бұл кемістіктер келесі факторлармен өршиді: геохимиялық ортаның ерекшелігіне байланысты, химиялық элементтерді қорыту ерекшеліктері мен тірі организмнің биологиялық ерекшелігіне байланысты (табл-10).
10-шы таблица Минералды азықтағы негізгі элементтердің көрінісі және олардың өсімдіктермен сіңірілуі, құрамына кіруі, және таралуы (Finck, 1969; Лархер 1978).
Өсімдіктің химиялық құрамына әсер етуші факторлар
А.И. Перельман тірі организмдегі химиялық элементтердің орта бағамын есептеп, сол тірі ағзадағы химиялық құрамы литосфераға қарағанда атмосфера мен гидросферамен корреляцияға жақсы түсетінін байқаған. Осылайша, тірі ағзадағы орта бағаммен есептелген химиялық элементтер оның геохимиялық ортасына бағынышты емес екендігі дәлелденген. Дегенмен, белгілі бір тірі организмнің химиялық құрамы басқа тірі ағзаның орташа көрсеткіштегі химиялық құрамынан өзгерек. Бұл кемістіктер келесі факторлармен өршиді: геохимиялық ортаның ерекшелігіне байланысты, химиялық элементтерді қорыту ерекшеліктері мен тірі организмнің биологиялық ерекшелігіне байланысты (табл-10).
10-шы таблица Минералды азықтағы негізгі элементтердің көрінісі және олардың өсімдіктермен сіңірілуі, құрамына кіруі, және таралуы (Finck, 1969; Лархер 1978).
Геохимиялық ортаның өсімдіктің өсуі мен химиялық құрамына әсері
Өсімдіктің химиялық құрамына әсер етуші факторлар. Химиялық қосылыстардың өсімдіктің химиялық құрамына әсері. Барьерлі және барьерсіз организмдер. Дефицитті және шектен тыс элементтер. Өсімдіктің физиологиялық және морфологиялық түрлері. Химиялық элементтердің өсімдік бойымен таралуы. Өсімдіктердің химиялық құрамы мен олардың түрлерге бөлінуі. Биогеохимиялық провинциялар. Эндемияның басталуындағы химиялық элементтердің рөлі.
Өсімдіктің химиялық құрамына әсер етуші факторлар
А.И. Перельман тірі организмдегі химиялық элементтердің орта бағамын есептеп, сол тірі ағзадағы химиялық құрамы литосфераға қарағанда атмосфера мен гидросферамен корреляцияға жақсы түсетінін байқаған. Осылайша, тірі ағзадағы орта бағаммен есептелген химиялық элементтер оның геохимиялық ортасына бағынышты емес екендігі дәлелденген. Дегенмен, белгілі бір тірі организмнің химиялық құрамы басқа тірі ағзаның орташа көрсеткіштегі химиялық құрамынан өзгерек. Бұл кемістіктер келесі факторлармен өршиді: геохимиялық ортаның ерекшелігіне байланысты, химиялық элементтерді қорыту ерекшеліктері мен тірі организмнің биологиялық ерекшелігіне байланысты (табл-10).
10-шы таблица Минералды азықтағы негізгі элементтердің көрінісі және олардың өсімдіктермен сіңірілуі, құрамына кіруі, және таралуы (Finck, 1969; Лархер 1978).
Барьерлі және барьерсіз организмдер
Геохимиялық ортаның ерекшеліктері - салыстырмалы түрде уақыт пен кеңістіктегі факторында өзгермелі болып табылады. Бұл кезде элементтердің артық болуы не жетіспеушілігі өсімдіктердің дұрыс дамуына жағдай жасалады. А.Л. Ковалевский топырақтағы химиялық элементтер мен өсімдіктерді адсорбциялық қисық арқылы білдіруге болады деп тапты (сурет-7). Онда химиялық элементтер 3 диапазонға бөлінеді: I - аз құрылымды, II - орта құрылымды, III - көп құрылымды. Бірінші диапазон топырақтағы элементтер құрамы мен аз құрылымды өсімдіктер арасындағы тәуелділікті көрсетіп, өсімдік өзіне қажеттілерді осы элементтен сіңіреді.
Сурет-7. Өсімдіктер мен топырақтағы химиялық элементтер құрылымы арасындағы тәуелділік ( А.Л. Ковалевский бойынша, 1969)
Топырақтағы элементтер санының азаюы олардың өсімдіктер құрамында да азаюына алып келеді. Өсімдіктер дамуы мен олардың химиялық құрамы геохимиялық ортаға (лимиттеуші фактор) тәуелді. Үшінші диапазонда өсімдіктердің химиялық құрамы түрлердің биологиялық ерекшеліктері мен элементтердің физиологиялық рөлімен анықталады. Мұндай жағдайда геохимиялық орта лимиттеуші фактор болып табылмайды. Сондықтан да өсімдіктерде элементтер сіңірілуінің механизмі түзіледі. Ортада басқа да элементтердің болуы жоғары рөл атқарады. А. Л. Ковалевский өсімдіктерді химиялық элементтерді (металл) сіңіруіне қарай барьерлі және барьерсіз деп бөлді. Барьерсіз өсімдіктердегі күлдегі металдардың құрамы олардың топырақтағы құрамына пропорционалды түрде өседі. Ал барьерлі өсімдіктерде шекті концентрация болады.Шекті концентрациядан асатын болса, өсімдіктер элементтерді сіңіруін тоқтатады. Барьерлі өсімдіктердің түрлерін төменгі, орташа және де жоғары барьерлі деп бөледі. Организмдерде шекті концентрациядан тыс физиологиялық және морфологиялық өзгерістер байқалады (табл-11).
Таблица 11 Кейбір ауылшаруашылық өсімдіктеріне арналған химиялық элементтердің шекті концентрациясы (Chaman, 1968, цит. по А.М. Ивлеву, 1986)
Барьерсіз организмдер белгілі бір элементтердің саны бар ғана ортада бола алады. Сонымен өсімдіктердің бір түрі химиялық элементтерді жоғары мөлшерді концентрлесе, екінші түрі аз мөлшерде, ал үшіншілері тіпті оларды жинамайды. Химиялық элементтерді белгілі бір мөлшерде жинай алатын қабілетті А. Д. Айвазян түрлердің биогеохимиялық белсенділігі деп атауды ұсынды. А. П. Виноградов бойынша, организм элементінің құрамы өзінің шығу тегі белгілерін сақтайды.
Тапшы және артық элементтер
Өсімдіктердің химиялық элементтерді сіңіруі тек қана биологиялық ерекшеліктері мен геохимиялық ортасына ғана емес, сонымен қатар сіңірілетін химиялық элементтердің қасиеттеріне де байланысты. Топырақ ерітінділерінің химиялық құрылымы мен ондағы элементтердің концентрациясы сол элементтердің валенттіліктеріне, атомдық массалары мен иондық радиустары секілді қасиеттеріне тәуелді болады. Бұл көрсеткіштер неғұрлым аз болған сайын, соғұрлым элементтердің ерігіштіктері де жоғары болады. Атомдық массасы мен иондық радиустары аз, валенттіліктері бірдей элементтер жақсы ериді. Өсімдікке қажетті химиялық элементтердің (бір немесе бірнеше) ерітіндіде өте көп немесе аз болуы табиғатта жиі кездесетін жағдай болып табылады. Өсімдіктердің дұрыс дамуына қажетті мөлшерден аз химиялық элементтерді тапшы элементтер деп атайды. Түрлі жағдайларда тапшы элементтерге көбінесе О, N, Р, К, F, В, I, С және басқа да микроэлементтер жатады.
Геохимиялық ортада артық мөлшердегі элементтер өсімдік дамуын бәсеңдетіп және олардың өнімділігін төмендете де алады. Тірі заттардың өнімділігін ұлғайтатын элементтерді артық элементтер деп атайды. Оларға Cl, S, Na, Си, Ni, Fe, F, Al және т.б. элементтер жатады. Кейбір элементтер бір жағдайларда тапшы болып, екінші жағдайда артық элементтердің қатарында да болуы мүмкін.
Өсімдіктердің физиологиялық және морфологиялық формалары
Өсімдіктердің химиялық құрамына әсер ететін өсімдіктердің биологиялық қасиеттері, ұзақ эволюциялық процесс кезінде әзірленген олардың бейімделу реакциясын көрсетеді. Осы өсімдіктер даму кезеңінде олар тұрақты және өсімдіктер эволюциясы процесінде өзгереді.
Түрлі химиялық элементтер биохимялық үрдістерде әртүрлі рөлдерді атқарады. Ал нақты химиялық элементтің әсері , қоршаған ортаның басқа да элементтердің болуына , сондай-ақ кеңістіктегі және уақыттағы қарқынды геохимиялық қоршаған ортаның жағдайына байланысты өсетін организм осы өзгерістерге бейімделуге мәжбүр болады немесе тіршілігін тоқтатады. Химиялық элементтері өте жоғары мөлшерде болатын кейбір өсімдіктер ғана топыраққа бейімделген. Осы жағдайларда өсімдіктер шектеулі мөлшерде артық элементтерді сіңіреді немесе тұндыру жолымен оларды бейтараптандырады. Жоғары концентрациялы кейбір ауыр металдарға төзімді түрлері бар (токсикофиттер, П. Дювиньо). Эволюциялық даму жолында қоршаған ортаның өзгерістеріне бейімделген организмдер жаңа формалар түзеді. Оларды физиологиялық формалар деп атайды. Өсімдіктердің физиологиялық формаларының ішіндегі ерекше топты эндемиктер құрайды. Олардың таралу аймағы тар болады. Эндемиктер тек сол қсімдіктерге ғана тән тұрақты морфологиялық белгілермен сипатталады. Эндемик өсімдіктер физиологиялық формалары мен морфологиялық өзгерулері эволюция даму процесінде жаңа түрлер береді. Морфологиялық өзгеру әртүрлі болады. Гүлдердің полиморфизміне молибден, никель, сынап, мырыш, мыс, йод, марганец әсер етеді, ал қорғасын, мырыш, немесе молибден жапырақ пигменттерінің бұзылуы мен өзгеруіне әсерін тигізеді.
Өсімдіктер мүшелеріне химялық элементтердің таралуы
Өсімдіктердің мүшелері химиялық элементтерді бірдей қабылдамайды (сабақтары, тамырлары, жапырақтары, сүйектері және т.б.). Ол химиялық элементтердің әртүрлі физиологиялық функцияларды атқаратындығымен байланысты (Mg, Mn, С, О, Н, Fe, Си - фотосинтезге қатысады; С, О, Н, N, Mn, Си, Zn - көмірсутек алмасуға және ферменттердің органикалық қышқыл түзуіне ; Fe, Mn, Mo, Си, Zn - биохимиялық әртүрлі реакциялардың катализаторлары және т.б.). Д.А. Сабинин өсімдіктер мүшелері химиялық элементтерді бірдей қабылдамайтындығына байланысты оларды 2 топқа бөлуді ұсынды: базипетальды және акропетальды. Базипетальды таралу элементтердің жапырақтарда, тамырлар мен сабақтарда аз болуымен сипатталады. Акропетальды болса химиялық элементтердің тамырларда біршама көптігімен және сабақтарында одан аздығымен, жапырақтарында өте аздығымен ерекшеленеді. Химиялық элементтердің өсімдіктер бойымен әртүрлі жылдамдықпен қозғалуы да рөл атқарады. Органикалық формаға ауысқан элементтер сілтілік иондар сияқты (мысалы, N, Р, S), жақсы қозғалады. Ауыр металдар мен сілтілік жер металл иондары ауыр қозғалады, әсіресе, кальций. Сондықтан да кальций өсімдік жапырақтарында жиналады (ксилемді жолмен). Жылдар өткен сайын жапырақтарда Са, S және өсімдіктердегі аз қозғалатын Fe, Mn, В элементтері көбірек жиналады. Ал жылжымалы элементтер (N, Р және К) көбінесе жас жапырақтарда кездеседі. Сондықтан СаК қатынасы жапырақтарда жыл бойына Са пайдасына қарай өзгереді.
Биогеохимиялық провинциялар
Қоршаған ортадағы тапшы және артық элементтер өсімдіктердің, жануарлардың, адамдардың түрлі ауруларға шалдығуына алып келеді. Ал ондай ауруларды А. П. Виноградов биогеохимиялық эндемия, ал олардың таралу аймағын биогеохимиялық провинциялар деп атады. Биогеохимиялық эндемия көбінесе микроэлементтердің тапшы немесе артық болуынан пайда болады. Топырақтарда, суларда және өсімдіктерде 10"3- 10"'*%-дан аспайтын элементтерді микроэлементтер деп атайды. Олар катиондар, аниондар, металдар және бейметалдар. Кейде оларға ауыр металдар жатады. Атомдық массасы 50-ден асатын элементтерді ауыр металдар деп атайды. Оларды кейде улы элементтер деп есептейді. Мұндай ой XX ғасырдың 70-жылдарында қалыптасты. Көп мөлшерде пайдаланылған микроэлементтер шындығында өте улы болып табылады. Өсімдіктер үшін марганец, мыс, мырыш, кобальт, никель, молибден және ауыр металдар аздаған мөлшерде өте қажетті. Биосфераның біркелкі еместігі ауыр металдармен көрсетіледі. В.В. Ковальскийдің ойынша, биосфераның гетерогенділігін зерттеу үшін организм реакциясын бақылауға болатын Жердің көптеген аймағын, материктерді қарастыру қажет. Табиғаттағы ауыр металдар диапазоны өте жоғары (табл-12).
Әртүрлі ортада элементтердің таралу диапазоны, мгкг'1 (Мэттигод, Пэдж, 1983)
Мысалы, В. В. Ковальский бойынша, топырақта мыс 34- 68 рет, мырыш - 25 - 170 рет, кобальт - 2000 рет, марганец - 20 рет, стронций - 200 рет, молибден - 5 рет ерекшеленеді.
Топырақта мыстың орташа көлемі 2,5х103% тең, оның деңгейі әр түрлі топырақта 1500 рет өзгеріп отырады, егер сіз топырақты да ескеретін болсаңыз, техногендік ластану бірнеше мың есеге өседі. Топырақтарда мырыш 1000 есе әр түрлі болып өзгеруі мүмкін.
Жер беті суы кобальттың болуымен 3000 рет ерекшеленсе, мыс 40 рет, стронций - 100 рет, мырыш - 220 рет ерекшеленеді. Бұл келтірілген деректер Жердің барлық аймағына байланысты емес, кейбір өңірлерге ғана қатысты болып табылады. Мұнда техногендік ластанған топырақтың химиялық құрамы есепке алынбаған.
Орталық Азиядағы минералды шаңның құрамында наурыз-сәуір айларында никель 60 рет, титан 400 рет, мырыш 100 рет, қалайы 200 рет өзгереді (Ковальский, 1982).
В. В. Ковальский бұл мысалдарды геохимиялық біркелкі еместігін сипаттайды деп есептеді. Тірі организмдер қоршаған ортадан ерігіш байланыстарды түзе отырып, барлық қажетті элементтерді сіңіреді.
Биоценоз, түрлік деңгей, организмдік, тіндердің, ұлпалық және молекулалық деңгейде химиялық біртектілік зерттелуі тиіс.
Атап айтқанда, биосфераны биологиялық және геохимиялық аудандастыру қажеттілігі туындайды. В. В. Ковальский биосферлік таксондарды келесідей бөлуді ұсынды: биосфералық аймақтар, биосфераның қосалқы аймақтары, биогеохимиялық провинция.
Бірінші реттік таксондар - биосфера аймақтары, олар батареяларды биогеохимиялық азық-түлік тізбегінде, табиғи ортаның химиялық құрамы немесе оның топырақ дәрежесіндегі белгілерін және климаттық аймақтарын өзгеруіне басым реакция ерекшеліктерін ескереді.
Екінші реттік таксондар - биосфераның қосалқы аймақтары болып табылады. Бұл, шын мәнінде, географиялық үздіксіздік сипатталады да, биогеохимиялық ішіне аймақтардың бөлімшесі болып табылады, бірақ олар сондай-ақ әр текті болуы мүмкін.
Үшінші реттік таксондар - биогеохимиялық провинция белгілі бір бөлігі биогеохимиялық қосалқы аймақтарда сипатталады да, биохимиялық және ағзаның кейде морфологикалық сипаттамасы болып табылады. 1938 жылы ғылымға биогеохимиялық провинция терминін Виноградов деген ғалым енгізді.
Биогеохимиялық провинциялар - топырақ, су және басқа да ортада химиялық элементтердің құрамымен ерекшеленетін жер бетіндегі аймақ. Сонымен қатар, осы элементтердің құрамы биологиялық оптимумнан жоғары немесе төмен болуы мүмкін.
В.В. Ковальский территориялардың бөліну принциптерін ғана емес, сонымен қатар әртүрлі дәрежедегі биосфера ұйымдарының карталарын, биогеохимиялық зона мен КСРО провинцияларының картасын жасады. Онда, ол топырақтың биогеохимиялық қасиеттері туындаған адамдар мен жануарлардың кейбір аурулардың таралу бағыттары, су анықталған (Cурет. 8 см. Flyleaf туралы). Ол ірі биогеохимиялық зоналарды екіге бөлуді ұсынды:
Аймақтық провинциялар - жалпы аймақтық сипаттамалары бар, бірақ бір-бірінен концентрацияларымен және химиялық элементтердің қатынасымен ерекшеленеді.
Аймақтық емес провинциялар - оларға аймағының жалпы сипаттамалары сәйкес келмейтін, ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Өсімдіктің химиялық құрамына әсер етуші факторлар. Химиялық қосылыстардың өсімдіктің химиялық құрамына әсері. Барьерлі және барьерсіз организмдер. Дефицитті және шектен тыс элементтер. Өсімдіктің физиологиялық және морфологиялық түрлері. Химиялық элементтердің өсімдік бойымен таралуы. Өсімдіктердің химиялық құрамы мен олардың түрлерге бөлінуі. Биогеохимиялық провинциялар. Эндемияның басталуындағы химиялық элементтердің рөлі.
Өсімдіктің химиялық құрамына әсер етуші факторлар
А.И. Перельман тірі организмдегі химиялық элементтердің орта бағамын есептеп, сол тірі ағзадағы химиялық құрамы литосфераға қарағанда атмосфера мен гидросферамен корреляцияға жақсы түсетінін байқаған. Осылайша, тірі ағзадағы орта бағаммен есептелген химиялық элементтер оның геохимиялық ортасына бағынышты емес екендігі дәлелденген. Дегенмен, белгілі бір тірі организмнің химиялық құрамы басқа тірі ағзаның орташа көрсеткіштегі химиялық құрамынан өзгерек. Бұл кемістіктер келесі факторлармен өршиді: геохимиялық ортаның ерекшелігіне байланысты, химиялық элементтерді қорыту ерекшеліктері мен тірі организмнің биологиялық ерекшелігіне байланысты (табл-10).
10-шы таблица Минералды азықтағы негізгі элементтердің көрінісі және олардың өсімдіктермен сіңірілуі, құрамына кіруі, және таралуы (Finck, 1969; Лархер 1978).
Барьерлі және барьерсіз организмдер
Геохимиялық ортаның ерекшеліктері - салыстырмалы түрде уақыт пен кеңістіктегі факторында өзгермелі болып табылады. Бұл кезде элементтердің артық болуы не жетіспеушілігі өсімдіктердің дұрыс дамуына жағдай жасалады. А.Л. Ковалевский топырақтағы химиялық элементтер мен өсімдіктерді адсорбциялық қисық арқылы білдіруге болады деп тапты (сурет-7). Онда химиялық элементтер 3 диапазонға бөлінеді: I - аз құрылымды, II - орта құрылымды, III - көп құрылымды. Бірінші диапазон топырақтағы элементтер құрамы мен аз құрылымды өсімдіктер арасындағы тәуелділікті көрсетіп, өсімдік өзіне қажеттілерді осы элементтен сіңіреді.
Сурет-7. Өсімдіктер мен топырақтағы химиялық элементтер құрылымы арасындағы тәуелділік ( А.Л. Ковалевский бойынша, 1969)
Топырақтағы элементтер санының азаюы олардың өсімдіктер құрамында да азаюына алып келеді. Өсімдіктер дамуы мен олардың химиялық құрамы геохимиялық ортаға (лимиттеуші фактор) тәуелді. Үшінші диапазонда өсімдіктердің химиялық құрамы түрлердің биологиялық ерекшеліктері мен элементтердің физиологиялық рөлімен анықталады. Мұндай жағдайда геохимиялық орта лимиттеуші фактор болып табылмайды. Сондықтан да өсімдіктерде элементтер сіңірілуінің механизмі түзіледі. Ортада басқа да элементтердің болуы жоғары рөл атқарады. А. Л. Ковалевский өсімдіктерді химиялық элементтерді (металл) сіңіруіне қарай барьерлі және барьерсіз деп бөлді. Барьерсіз өсімдіктердегі күлдегі металдардың құрамы олардың топырақтағы құрамына пропорционалды түрде өседі. Ал барьерлі өсімдіктерде шекті концентрация болады.Шекті концентрациядан асатын болса, өсімдіктер элементтерді сіңіруін тоқтатады. Барьерлі өсімдіктердің түрлерін төменгі, орташа және де жоғары барьерлі деп бөледі. Организмдерде шекті концентрациядан тыс физиологиялық және морфологиялық өзгерістер байқалады (табл-11).
Таблица 11 Кейбір ауылшаруашылық өсімдіктеріне арналған химиялық элементтердің шекті концентрациясы (Chaman, 1968, цит. по А.М. Ивлеву, 1986)
Барьерсіз организмдер белгілі бір элементтердің саны бар ғана ортада бола алады. Сонымен өсімдіктердің бір түрі химиялық элементтерді жоғары мөлшерді концентрлесе, екінші түрі аз мөлшерде, ал үшіншілері тіпті оларды жинамайды. Химиялық элементтерді белгілі бір мөлшерде жинай алатын қабілетті А. Д. Айвазян түрлердің биогеохимиялық белсенділігі деп атауды ұсынды. А. П. Виноградов бойынша, организм элементінің құрамы өзінің шығу тегі белгілерін сақтайды.
Тапшы және артық элементтер
Өсімдіктердің химиялық элементтерді сіңіруі тек қана биологиялық ерекшеліктері мен геохимиялық ортасына ғана емес, сонымен қатар сіңірілетін химиялық элементтердің қасиеттеріне де байланысты. Топырақ ерітінділерінің химиялық құрылымы мен ондағы элементтердің концентрациясы сол элементтердің валенттіліктеріне, атомдық массалары мен иондық радиустары секілді қасиеттеріне тәуелді болады. Бұл көрсеткіштер неғұрлым аз болған сайын, соғұрлым элементтердің ерігіштіктері де жоғары болады. Атомдық массасы мен иондық радиустары аз, валенттіліктері бірдей элементтер жақсы ериді. Өсімдікке қажетті химиялық элементтердің (бір немесе бірнеше) ерітіндіде өте көп немесе аз болуы табиғатта жиі кездесетін жағдай болып табылады. Өсімдіктердің дұрыс дамуына қажетті мөлшерден аз химиялық элементтерді тапшы элементтер деп атайды. Түрлі жағдайларда тапшы элементтерге көбінесе О, N, Р, К, F, В, I, С және басқа да микроэлементтер жатады.
Геохимиялық ортада артық мөлшердегі элементтер өсімдік дамуын бәсеңдетіп және олардың өнімділігін төмендете де алады. Тірі заттардың өнімділігін ұлғайтатын элементтерді артық элементтер деп атайды. Оларға Cl, S, Na, Си, Ni, Fe, F, Al және т.б. элементтер жатады. Кейбір элементтер бір жағдайларда тапшы болып, екінші жағдайда артық элементтердің қатарында да болуы мүмкін.
Өсімдіктердің физиологиялық және морфологиялық формалары
Өсімдіктердің химиялық құрамына әсер ететін өсімдіктердің биологиялық қасиеттері, ұзақ эволюциялық процесс кезінде әзірленген олардың бейімделу реакциясын көрсетеді. Осы өсімдіктер даму кезеңінде олар тұрақты және өсімдіктер эволюциясы процесінде өзгереді.
Түрлі химиялық элементтер биохимялық үрдістерде әртүрлі рөлдерді атқарады. Ал нақты химиялық элементтің әсері , қоршаған ортаның басқа да элементтердің болуына , сондай-ақ кеңістіктегі және уақыттағы қарқынды геохимиялық қоршаған ортаның жағдайына байланысты өсетін организм осы өзгерістерге бейімделуге мәжбүр болады немесе тіршілігін тоқтатады. Химиялық элементтері өте жоғары мөлшерде болатын кейбір өсімдіктер ғана топыраққа бейімделген. Осы жағдайларда өсімдіктер шектеулі мөлшерде артық элементтерді сіңіреді немесе тұндыру жолымен оларды бейтараптандырады. Жоғары концентрациялы кейбір ауыр металдарға төзімді түрлері бар (токсикофиттер, П. Дювиньо). Эволюциялық даму жолында қоршаған ортаның өзгерістеріне бейімделген организмдер жаңа формалар түзеді. Оларды физиологиялық формалар деп атайды. Өсімдіктердің физиологиялық формаларының ішіндегі ерекше топты эндемиктер құрайды. Олардың таралу аймағы тар болады. Эндемиктер тек сол қсімдіктерге ғана тән тұрақты морфологиялық белгілермен сипатталады. Эндемик өсімдіктер физиологиялық формалары мен морфологиялық өзгерулері эволюция даму процесінде жаңа түрлер береді. Морфологиялық өзгеру әртүрлі болады. Гүлдердің полиморфизміне молибден, никель, сынап, мырыш, мыс, йод, марганец әсер етеді, ал қорғасын, мырыш, немесе молибден жапырақ пигменттерінің бұзылуы мен өзгеруіне әсерін тигізеді.
Өсімдіктер мүшелеріне химялық элементтердің таралуы
Өсімдіктердің мүшелері химиялық элементтерді бірдей қабылдамайды (сабақтары, тамырлары, жапырақтары, сүйектері және т.б.). Ол химиялық элементтердің әртүрлі физиологиялық функцияларды атқаратындығымен байланысты (Mg, Mn, С, О, Н, Fe, Си - фотосинтезге қатысады; С, О, Н, N, Mn, Си, Zn - көмірсутек алмасуға және ферменттердің органикалық қышқыл түзуіне ; Fe, Mn, Mo, Си, Zn - биохимиялық әртүрлі реакциялардың катализаторлары және т.б.). Д.А. Сабинин өсімдіктер мүшелері химиялық элементтерді бірдей қабылдамайтындығына байланысты оларды 2 топқа бөлуді ұсынды: базипетальды және акропетальды. Базипетальды таралу элементтердің жапырақтарда, тамырлар мен сабақтарда аз болуымен сипатталады. Акропетальды болса химиялық элементтердің тамырларда біршама көптігімен және сабақтарында одан аздығымен, жапырақтарында өте аздығымен ерекшеленеді. Химиялық элементтердің өсімдіктер бойымен әртүрлі жылдамдықпен қозғалуы да рөл атқарады. Органикалық формаға ауысқан элементтер сілтілік иондар сияқты (мысалы, N, Р, S), жақсы қозғалады. Ауыр металдар мен сілтілік жер металл иондары ауыр қозғалады, әсіресе, кальций. Сондықтан да кальций өсімдік жапырақтарында жиналады (ксилемді жолмен). Жылдар өткен сайын жапырақтарда Са, S және өсімдіктердегі аз қозғалатын Fe, Mn, В элементтері көбірек жиналады. Ал жылжымалы элементтер (N, Р және К) көбінесе жас жапырақтарда кездеседі. Сондықтан СаК қатынасы жапырақтарда жыл бойына Са пайдасына қарай өзгереді.
Биогеохимиялық провинциялар
Қоршаған ортадағы тапшы және артық элементтер өсімдіктердің, жануарлардың, адамдардың түрлі ауруларға шалдығуына алып келеді. Ал ондай ауруларды А. П. Виноградов биогеохимиялық эндемия, ал олардың таралу аймағын биогеохимиялық провинциялар деп атады. Биогеохимиялық эндемия көбінесе микроэлементтердің тапшы немесе артық болуынан пайда болады. Топырақтарда, суларда және өсімдіктерде 10"3- 10"'*%-дан аспайтын элементтерді микроэлементтер деп атайды. Олар катиондар, аниондар, металдар және бейметалдар. Кейде оларға ауыр металдар жатады. Атомдық массасы 50-ден асатын элементтерді ауыр металдар деп атайды. Оларды кейде улы элементтер деп есептейді. Мұндай ой XX ғасырдың 70-жылдарында қалыптасты. Көп мөлшерде пайдаланылған микроэлементтер шындығында өте улы болып табылады. Өсімдіктер үшін марганец, мыс, мырыш, кобальт, никель, молибден және ауыр металдар аздаған мөлшерде өте қажетті. Биосфераның біркелкі еместігі ауыр металдармен көрсетіледі. В.В. Ковальскийдің ойынша, биосфераның гетерогенділігін зерттеу үшін организм реакциясын бақылауға болатын Жердің көптеген аймағын, материктерді қарастыру қажет. Табиғаттағы ауыр металдар диапазоны өте жоғары (табл-12).
Әртүрлі ортада элементтердің таралу диапазоны, мгкг'1 (Мэттигод, Пэдж, 1983)
Мысалы, В. В. Ковальский бойынша, топырақта мыс 34- 68 рет, мырыш - 25 - 170 рет, кобальт - 2000 рет, марганец - 20 рет, стронций - 200 рет, молибден - 5 рет ерекшеленеді.
Топырақта мыстың орташа көлемі 2,5х103% тең, оның деңгейі әр түрлі топырақта 1500 рет өзгеріп отырады, егер сіз топырақты да ескеретін болсаңыз, техногендік ластану бірнеше мың есеге өседі. Топырақтарда мырыш 1000 есе әр түрлі болып өзгеруі мүмкін.
Жер беті суы кобальттың болуымен 3000 рет ерекшеленсе, мыс 40 рет, стронций - 100 рет, мырыш - 220 рет ерекшеленеді. Бұл келтірілген деректер Жердің барлық аймағына байланысты емес, кейбір өңірлерге ғана қатысты болып табылады. Мұнда техногендік ластанған топырақтың химиялық құрамы есепке алынбаған.
Орталық Азиядағы минералды шаңның құрамында наурыз-сәуір айларында никель 60 рет, титан 400 рет, мырыш 100 рет, қалайы 200 рет өзгереді (Ковальский, 1982).
В. В. Ковальский бұл мысалдарды геохимиялық біркелкі еместігін сипаттайды деп есептеді. Тірі организмдер қоршаған ортадан ерігіш байланыстарды түзе отырып, барлық қажетті элементтерді сіңіреді.
Биоценоз, түрлік деңгей, организмдік, тіндердің, ұлпалық және молекулалық деңгейде химиялық біртектілік зерттелуі тиіс.
Атап айтқанда, биосфераны биологиялық және геохимиялық аудандастыру қажеттілігі туындайды. В. В. Ковальский биосферлік таксондарды келесідей бөлуді ұсынды: биосфералық аймақтар, биосфераның қосалқы аймақтары, биогеохимиялық провинция.
Бірінші реттік таксондар - биосфера аймақтары, олар батареяларды биогеохимиялық азық-түлік тізбегінде, табиғи ортаның химиялық құрамы немесе оның топырақ дәрежесіндегі белгілерін және климаттық аймақтарын өзгеруіне басым реакция ерекшеліктерін ескереді.
Екінші реттік таксондар - биосфераның қосалқы аймақтары болып табылады. Бұл, шын мәнінде, географиялық үздіксіздік сипатталады да, биогеохимиялық ішіне аймақтардың бөлімшесі болып табылады, бірақ олар сондай-ақ әр текті болуы мүмкін.
Үшінші реттік таксондар - биогеохимиялық провинция белгілі бір бөлігі биогеохимиялық қосалқы аймақтарда сипатталады да, биохимиялық және ағзаның кейде морфологикалық сипаттамасы болып табылады. 1938 жылы ғылымға биогеохимиялық провинция терминін Виноградов деген ғалым енгізді.
Биогеохимиялық провинциялар - топырақ, су және басқа да ортада химиялық элементтердің құрамымен ерекшеленетін жер бетіндегі аймақ. Сонымен қатар, осы элементтердің құрамы биологиялық оптимумнан жоғары немесе төмен болуы мүмкін.
В.В. Ковальский территориялардың бөліну принциптерін ғана емес, сонымен қатар әртүрлі дәрежедегі биосфера ұйымдарының карталарын, биогеохимиялық зона мен КСРО провинцияларының картасын жасады. Онда, ол топырақтың биогеохимиялық қасиеттері туындаған адамдар мен жануарлардың кейбір аурулардың таралу бағыттары, су анықталған (Cурет. 8 см. Flyleaf туралы). Ол ірі биогеохимиялық зоналарды екіге бөлуді ұсынды:
Аймақтық провинциялар - жалпы аймақтық сипаттамалары бар, бірақ бір-бірінен концентрацияларымен және химиялық элементтердің қатынасымен ерекшеленеді.
Аймақтық емес провинциялар - оларға аймағының жалпы сипаттамалары сәйкес келмейтін, ... 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