Топырақтағы органикалық заттардың балансын есептеу туралы

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

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ ШӘКӘРІМ АТЫНДАҒЫ СЕМЕЙ МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ

БӨЖ

Тақырыбы: Топырақтағы органикалық заттардың балансын есептеу

Орындаған: Омарова Алуа

Топ: АГ -213

Тексерген: Сагандыков С. Н

СЕМЕЙ 2015

ЖОСПАР

КІРІСПЕ

1. 1 Топырақтың құрамына қысқаша сипаттама

НЕГІЗГІ БӨЛІМ

2. 1 Топырақтағы органикалық заттар

2. 2 Топырақтың органикалық бөлігінің маңызы

2. 3 Топырақтың органо-минералдық құрамы

2. 4 Топырақтағы органикалық заттардың балансын есептеу

ҚОРЫТЫНДЫ

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

Топырақтың құрамына қысқаша сипаттама.

Топырақтың қатты фазасының біршама бөлігі органикалық қосылыстар үлесіне тиесілі. Жыл сайын топырақта өсетін өсімдіктер майда жәндіктер мен микробтар топырақ бетінде, оның қабаттарында көптеген қалдықтар қалдырады. Hегізгici органикалық қалдықтар. Топыраққа жылма-жыл түсетін өсімдіктер мен өлген жәндіктердің қалдықтары eкi бағытта өзгегеріске ұшырайды. Біріншіден, топырактағы микроорганизмдердің әсерінен ыдырап, шіріп, жай минералды қосылыстарға ажырайды. Екіншіден, осы организмдер қалдықтары микробтардың әрекетінен күрделі биохимиялық өзгерістерге ұшырап, олардан тұрақты органикалық зат - топырақ қарашіріндici - гумус (немесе қарашірік) пайда болады.

Органикалық қалдықтардың біразы толық ыдырап минералданса, біразы қайтадан топырақта органикалық заттардың осы жаңа күрделі түрге, биохимиялык синтез аркылы қара шіріндігe (гумуске) айналады. Минералдану мен гуминдену npoцессін микроорганизмдер жүргізеді.

Гумус заттарының түзілуіне көптеген зерттеушілер көңіл бөлген. Oларғa химиялық талдау жасап, мәліметтер жинап, түзілу жолдарын анықтай бастады. Бұл жөнінде ең алғаш көзқарастарын білдірген М. В. Ломоносов, П. А. Костычев, С. П. Кравков, А. Г. Трусов т. б. болды. Гумустың құрылуының жалпы сызбасын кағазға түcipгeн В. Р. Вильямс еді. Ол топырақтың тек кана бнологиялык. жағына көңіл бөледі. Одан кейін топырақтың гумусының көзі лигнин деген көзқарас туды (Ж. Фишер, 1921, В. Фукс, 1936) . Бұл көзқарас бойынша гумус ешқандай да ерекше құрылым емес, ол лигнин мен протеин комплексі дегенді айтты, ТМД елдерінің топырақтарындағы органикалық заттарды толық зерттеуде, топырактағы гумустың мөлшерін анықтауды И. В. Тюриннің үлесі ерекше. Ол бұл процестің күрделілігін көрсетті. Бұл ғалымның зерттеулерін М. М. Кононова жалғастырып, гумус заттары - ароматикалық құрылымдардың жеке молекулалары ферменттердің қатысуымен өтетін, конденсация арқылы түзілген заттар екенін ашты М. М. Кононованың айтуы бойынша барлық өсімдіктер қалдықтары гумустену кезінде микроорганизмдермен ciңipy жолынан өтедi екен. Л. Н. Александрова бойынша гумификация - органикалық қалдықтардың тузілуі арқасында жоғары молекулярлық қосылыстардың күрделі биофизика-химиялық құбылыстар арқылы органикалық түзілімдердің ерекше класы - гумусты түзуі. Фульво қышқылдар - гумус қышқылдарының гумин қышқылдары тұнғаннан кейін ерітінділерде қалатын тобы. Бұлар да жоғары молекулалық құрамында азоты бар құрылымдар Бұлардың гумин қышқылдарынан біраз айырмашылықтары бар. Фульво қышқылдарының түсі ашық, көміртегі мөлшері төмен суда ериді әрі қозғалғыш келеді. Сондықтан топырақтың органикалық және минералдық қосылыстарын ерітіп, ондағы катиондармен косылып, фульват тұздарын құрайды да, сумен топырақ қабаттарында төмен қарай шайылады. Гумин қышқылдары мен фульво қышқылдары молекулярлық салмағы бойынша бірнеше фракцияларға бөлінеді.

Гумус қышқылдарының көп бөлігін гумин құрайды. Бұл минералды бөлікпен тығыз байланысып, сілтілермен гидролизденбейтін қышқылдардың қалдығы. Құрамында гумин және фульвоқышқылдары бар.

Топырақтағы органикалық заттар

Органикалық зат - топырақтың ажырамас бөлігі, топырақ түзілу және құнарлылық осы затқа тәуелді. Ол ұлпалық құрылысының жоғалтпаған органикалық қалдықтардан және табиғаты биохимиялық жаңа түзілімдер - қарашіріктерден құралады. Бір гектар қара топырақта жыл сайын 7 тонна құрғақ ауалы ылғалдылықтағы, өсімдіктердің жер бетіндегі қалдықтары, 27 тоннаға жуық тамырлары жиналады. Ал шөл аймақтағы сұр топырақтардың бір гектарына 1 тонна өсімдіктердің жер бетіндегі қалдықтары, 15 тоннаға жуық тамырлары қалады. Орталық аймақта көп жылдық дақылдар орналасқан топырақтың бір метрлік қабатында гектарына 15 тоннадай, ал бір жылдық дақылдардың астында 3-5 тоннадай тамыр жиналады. Өсімдік қалдықтары топырақтағы органикалық заттардың негізгі көзі болып табылады.

Топырақтың органикалық заты негізінен төрт элементтен құралады. Олар мыналар көміртегі, оттегі, сутегі және азот. Осы элементтердің қатысуымен төмендегідей күрделі органикалық қосылыстардың маңызды топтары құралады:

1. Көмірсулар (моно ди және полисахаридтер) . Өсімдік қалдықтарында негізінен полисахаридтер болады. Олардың ішінде көп таралғаны клетчатка, немесе целлюлоза. Клетчатка суда ерімейді. Ол саңырауқұлақтардың жамылғысының клеткаларының құрамына кіреді.

2. Лигнин - клетка қабырғаларына сіңетін жоғары молекулалары қомындыларының тобы. Өсімдік қалдықтарында оның мөлшері 30-40% - ке жетуі мүмкін.

3. Азотты заттар - белоктар немесе протеиндер. Олар протоплазманың немесе өсімдік клеткаларынң ядроларының негізгі бөлігі болып табылады. Азотты заттардың қатарына хлорофилл және алкоидтар жатады.

4. Майлар - өсімдік қалдықтарында бұлардың мөлшері үлкен емес, клетка ядросының және тұқым құрамына кіреді. Өсімдік қалдықтарында аз мөлшерде смолалық заттар және тері илеуге қолданатын заттар кездеседі.

Органикалық тыңайтқыштардан қарашірінді түзілу мүмкіндігі (Кесте 1)

Р/с

Органикалық тыңайтқыштар

1 т тыңайтқыштан қарашіріндінің түзілу мүмкіндігі, т

Р/с: 1

Органикалық тыңайтқыштар: Көң

1 т тыңайтқыштан қарашіріндінің түзілу мүмкіндігі, т: 0, 100

Р/с: 2

Органикалық тыңайтқыштар: Төсенішсіз жартылай сұйық ылғалдылығы 92% -дан аспайтын көң

1 т тыңайтқыштан қарашіріндінің түзілу мүмкіндігі, т: 0, 050

Р/с: 3

Органикалық тыңайтқыштар: Төсенішсіз сұйық, ылғадылығы 93-97% көң

1 т тыңайтқыштан қарашіріндінің түзілу мүмкіндігі, т: 0, 025

Р/с: 4

Органикалық тыңайтқыштар: Құс саңғырығы

1 т тыңайтқыштан қарашіріндінің түзілу мүмкіндігі, т: 0, 140

Р/с: 5

Органикалық тыңайтқыштар: Шымтезек пен көң қоспасы

1 т тыңайтқыштан қарашіріндінің түзілу мүмкіндігі, т: 0, 150

Р/с: 6

Органикалық тыңайтқыштар: Шымтезек пен құс саңғырығы қоспасы

1 т тыңайтқыштан қарашіріндінің түзілу мүмкіндігі, т: 0, 200

Р/с: 7

Органикалық тыңайтқыштар: Сабан

1 т тыңайтқыштан қарашіріндінің түзілу мүмкіндігі, т: 0, 200

Р/с: 8

Органикалық тыңайтқыштар: Көл шөгіндісі (сапрогель)

1 т тыңайтқыштан қарашіріндінің түзілу мүмкіндігі, т: 0, 025

Р/с: 9

Органикалық тыңайтқыштар: Жасыл тыңайтқыш

1 т тыңайтқыштан қарашіріндінің түзілу мүмкіндігі, т: 0, 070

Топырақтың органикалық бөлігінің маңызы

Топырақ құрамындағы органикалық заттардың маңызын бағыттарына байланысты үш топқа бөліп қарастыруға болады.

Бірінщі бағыттағы маңызы - оның топырақтың морфологиялық белгілерін, заттық құрамын, қасиеттерін қалыптастыруға қатынасуы. Олар келесідей:

Ерекше қарашірінді қабат қалыптастыру ;
Топырақтардың түйіршіктерінің түзілуіне ықпал жасау;
Топырақтың жайғасуын, тығыздылығын қалыптастырып, ылғалдылық - физикалық қасиеттеріне әсер ету;
Жылжымалы қосылыстарды түзіп, топырақтың минералды бөлігінің қосылыстарын биогеохимиялық зат айналымына қосу;

Екінші бағыттағы маңызы - топырақтың органикалық бөлігінің, өсімдіктердің, ағзалардың қоректенуіне қатысуы. Олар келесідей:

Өсімдіктердің қоректік элементтер көзі болуы;
Гетеротрофты ағзаларға қоректік зат болу және топырақтың биологиялық, биохимиялық белсенділігіне ықпал жасау;
Жер бетіне жақын орналасқан ауа қабатын көмірқышқыл газымен қамтамасыз етіп, өсімдіктердің фотосинтез өнімділігіне ықпал жасау;

Үшінші бағыттағы маңызы - органикалық заттардың қоршаған ортаның тазалығын қорғауға қатысуы. Яғни:

Химиялық заттарыдың микробиологиялық жолмен ыдырауының жылдамдығына катализдік жолмен әсер етіп тездету;
Қоршаған ортаны ластайтын заттарды топырақ бойында бекіту, олардың өсімдік бойына таралуын азайту;

Заттардың химиялық құрамы (Гришнева бойынша) (Кесте 2)

Берілген заттар

Құрғақ зат құрамы%

Күл

Ақуыз және азот қосылыстары

көміртегі

арендар

липидтар

Моно және олигосахаридтер

целлюлоза

Басқа көміртегі

Таннин және фловоноид

лигнин

Берілген заттар: бактериялар

Құрғақ зат құрамы%: 2. . 10

40. . 70

3. . 4

20. . 25

15. . 25

Берілген заттар: саңырауқұлақтар

Құрғақ зат құрамы%: 5. . 7

35. . 40

3. . 4

25. . 30

20. . 25

Берілген заттар: балдырлар

Құрғақ зат құрамы%: 20. . 30

10. . 15

3. . 5

50-60

1. . 3

Берілген заттар: Ағаш тектестер

Құрғақ зат құрамы%: 0, 1. . 0, 5

0, 5. . 1

2. . 3

40. . 45

20. . 25

12. . 15

25. . 30

3. . 5

Берілген заттар: тамырлар

Құрғақ зат құрамы%: 1. . 1, 5

2. . 3

34. . 37

25. . 35

5. . 8

20. . 25

4. . 5

Топырақтың органо-минералдық құрамы.

Топырақтағы органикалық заттар оның минералды бөлігімен белсенді арақатынаста болады. Осы арақатынастың түрлеріне байланысты трпырақтағы органо-минералдық құрамдар үш топқа бөлінеді:

1. Топыраққа тән емес органикалық сірке, құмырсқа, лимон, қымыздық қышқылдары мен топыраққа тән жоғарыда айтылған гумин қышқылдарының сілтілі (Na) және сілтілі-жерлік металл (Са, Мg) катиондарымен қосылған тұздары. Айтылған қышқылдардың көп металл элементтерімен (темір, алюминий, цинк т. б. ) қосылған комплексті тұздары. Адсорбцияланған органо-минералдық қосылыстар, яғни алюминий және темірлі қара шірінді комплекстері. Сілтілі металдармен алюминийдің гумат және фульват тұздары суда жақсы еритіндіктен топырақ қабаттарында оңай жылжиды, ал кальций гуматы суда берік болғандықтан, топырақта тұракты шоғырланады.

Микроорганизмдер, өсімдіктер мен жануарлардың органикалық қалдықтарын шірітіп, ыдыратып жай қосылыстарға: суға, көмір қышқыл газына, аммиакка және басқа заттарға айналдырады.

Егер жер бетінде тек өсімдіктер мен жануарлар ғана болса, көп органикалық заттар ыдырамай, жинала берер еді де, табиғаттағы заттардың айналымына едәуір кедергі келтірер еді, тіршілік » санитарларынсыз” өмір де болмас еді.

Микроорганизмдер органикалық қалдықтарды тек ыдыратып қана қоймайды, олар бұдан күрделі түзіліс - гумус құрайды. Ол туралы жоғарыда айтылған. Сонымен топырақта өмір сүретін микроорганизмдер мен төменгі сатылы қарапайым жәндіктер оның қасиеттеріне әсерін тигізетін, тіпті өзі түзуші фактордың бірі бола тұрып, оның құрам бөлігі болып саналады. Міне, сондықтан да топырақ тірі денеге жақын деп танылып, биологиялық ғылымдардың бір саласы ретінде қарастырылады.

Бұл айтылған микроорганизмдер мен төменгі сатылы организмдерден басқа топырақты мекендейтін әр түрлі омыртқасыз және омыртқалы жәндіктер мен жануарлар көп - ақ. Олардың топыраққа тигізетін әсері аз емес. Дегенмен, олар тікелей топырақ құрамына енбейді. Олардың ішінде топырақ қасиеттері мен құнарына өте мол әсер ететін жәндік жауын құрты. Ол топырақпен және топырақ араласқан органикалық заттармен қоректенеді де, оны денесінен әр түрлі түйіршіктер ретінде шығарып, өзіне тән капролитті құрылым түзеді. Топырақты денесімен ары - бері тесіп өтетіндіктен, оның топырақтың ауа - ылғал режимінде де әсері көп. Қазақстанда жауын құрттары суармалы егіс алқаптарында, әсіресе Шығыс Қазақстандағы Алтай таулы аймағында көп кездеседі. Алтай аймағында жауын құртының ірі түрлері өмір сүреді. Әрине, олардың топыраққа тигізетін әсері де өте мол. Бұл жағдай қазақстандық топырақ зерттеуші география ғылымының докторы А. А. Соколовтың еңбектерінде баяндалған.

Тірі организмдердің топырақ қара шірігін түзудегі рөлі ерекше. Топырақтың органикалық заттарының ішінде неше түрлі шіріген немесе толық шірімеген жануарлардың қалдықтары көп. Жалпы топырақтағы органикалық заттардың көзі ретінде топырақтың бетіне түсіп, топырақ қабаттарына жиналып, топырақтың процесіне қатысатын - биоценоз қалдықтары. Биоценоздың мөлшері, құрылымы мен динамикасы табиғи зоналардың бәрінде бірдей емес. Негізі органикалық қалдықтар өсімдіктерден қалады. Бұл биологиялық қалдықтар омыртқасыз жануарлар мен микроорганизмдер қалдықтарымен салыстырғанда бірнеше ондаған немесе жүздеген есе артық, ал омыртқалы жануарлармен салыстырғанда мың есе артық. Сондықтан өсімдіктердің жер бетіне түскен қалдықтары және олардың тамырлары, ыдыраған өсімдіктердің бөліктері - органикалық заттарды құрайтын негізгі материалдар. Органикалық қалдықтардың ыдырау процесстерін, және гумустың түзілу жолдарын зерттеу үш бағытта жүреді: бірінші бағытта, гумустың негізгі көзі өсімдіктер қалдықтары болғандықтан, солардың топырақтағы химиялық өзгеру жағына көңіл бөлінеді. Екінші бағытта, топырақ бетіне түскен қалдықтар, орман төсеніштерінің ыдырау морфологиясы мен жылдамдығы зерттеледі. Ал үшіншісінде - өсімдіктер қалдықтарын ыдыратуға қатысушы микроорганизмдерге назар аударылады.

Органикалық заттардың ыдырауы - өте күрделі құрылымдар мен молекулалардың жартылай жай молекулаларға ауысуы, оның ішінде толық ыдырап кеткен заттарға (CO2, NH3, H2O т. б. )

Органикалық компоненттердің ыдырауы өте күрделі әрі өте ұзаққа созылатын құбылыс, өйткені бұл механикалық немесе физикалық бөлінуден, биологиялық немесе биохимиялық қосылыстардан тұрады.

Органикалық заттарды ыдыратуда топырақтағы әр түрлі организмдер үлкен рөл атқарады. Барлық топырақтарда органикалық заттарды ыдыратуда міндетті түрде бактериялар қатысады, өйткені олар заттарды ыдыратуға өте қабілетті. Олар өздері шығаратын ферменттермен қоректену үшін белоктарды көмірсутектерді, органикалық қышқылдарды, спирттерді пайдаланады. Бактериялар сияқты актиномийеттер де органикалық заттарды ыдыратуға белсенді қатысады. Олар көмірдің қорек көзі ретінде лигнин сияқты әр түрлі органикалық қосылыстарды, шірінді заттарды пайдаланады. Топырақта ұзақ уақыт болып, өздеріне қолайлы жағдай туғыза отырып, әсіресе қаратопырақта белсенді түрде органикалық заттарды шірітуде үлкен рөл атқарады.

Органикалық заттардың құралуына балдырлар - авторофтар қатысады. Балдырлар түзген органикалық заттардың салмағы топырақтың жоғарғы қабатында түзілген барлық органикалық заттардың 0, 05-0, 2%-ын құрайды. Балдырлар көбіне топырақтың беткі қабатында тараған, 10-20 см- ден төмен де олардың саны жоқтың қасы. Амеба, инфузориялар, нематодтар, балдырлар үшін таптырмас жем. Балдырлар шығаратын әр түрлі заттар саңырауқұлақтар мен бактерияларға қорек. Топырақтағы органикалық заттардың іріп-шіруіне негізінен күрделі функциялар атқаратын-омыртқасыз жануарлар. Олар өсімдік қалдықтарын физикалық немесе механикалық түрде бөлшектеп, майдалап, оларды әрә қарай саңырауқұлақтар мен бактериялардың ыдратуына дайындап береді

Топырақтағы органикалық заттардың балансын есептеу

Ауыл шаруашылығы және топырақтағы заттардың айналымын бақылау мақсатында, біз органикалық және қоректік заттардың балансын есептеуді дұрыс жүргізуіміз қажет.

Өсімдік айналымы кезіндегі қоректік заттардың экономикалық шығынын есептеу(Кесте 3)

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.