Азотты заттардың микроорганизмдердің әсерінен өзгеріске ұшырауы

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

№ 7 Лекция

Азотты заттардың микроорганизмдердің әсерінен өзгеріске ұшырауы.

Азот- белок малекуласының негізгі құрам бөлігі болып есептеледі. Оның басым көпшілігі жер бетінде тіршілік ететін ағзалар құрамында болады. Мысалыға топырақтың 1 га жырту қабатында 6-18 тоннаға дейін байланысқан түрдегі азот болады.

Азоттағы бір сарқылмас қорының бірі атмосфера. Әр бір гектар жер бетіндегі ауада 80 000 тоннаға жуық малекула күйіндегі азот бар. (Бұл ауыл шаруашылық дақылдарын 1 млн жылға дейін моль өнім алуға мүмкіндік береді) Бірақ ауадағы, топырақтағы азот және оның қосылыстарының біразын өсімдіктер сіңіре алмайды. Сондықтан олар өзгеріске ұшырау яғни ыдырау керек.

Азот айналымының бірінші кезеңі;

Азот органикалық түрлерінің минералдық азотқа айналуын -аммонификациялануы деп айтады. Оған бактерия актиномициттер саңырауқулақтар қатысады.

І кезеңі

Бос күйіндегі аммиактың жиналуы ыдырайтын заттардың құрамындағы азотпен көмірсулардың арақатынасына байланысты. Егер ыдырайтын затта белок яғни азотқа бай қосылыс мол болса (өлі жануарлар қалдығы) ортада аммиак едәуір көп жиналады. Ал ыдырайтын зат көмірсуларға бай болса, (өсімдіктер қалдығы) ыдыратушы микроағзалар минерал күйіндегі азоттың басым көпшілігін азыққа пайдаланып денесінде белок жинайды да, топырақтағы аммиактың мөлшері азаяды. Бұл процесс аэробты және анаэробты жағдайда жүре береді.

Аммонификация барысында клетка құрамындағы күрделі қосылыстар (нуллеопротеиндер) тіршілік жойылғаннан кейін өзгеріске ұшырайды.

Нуллеопротеиндер - белок

Аминқышқылдар Нуклеинқышқылдары

Улы заттар: фосфор қышқылы (H ₃ PO ₄ )

Индол аденин (C ₅ H ₅ N ₅ )

Скатол гуанин (C ₅ H ₅ N ₅ O)

Крезол рибоза (C ₅ H ₁₀ O ₅ )

Фенол тимин (C ₅ H ₆ N ₂ O ₂ )

Күкірт сутегі (H ₂ S) цитозин (C ₄ H ₅ N ₃ O)

Көмірқышқыл газ (СО ₂ )

H ₂ О

NH ₃ аммиак

Мочивинаның аммонификациялануы;

Мочивина - адам мен жануарлар денесінен зәр шығару жүйесі арқылы бөлінетін құрамында азоты бар белокты заттардың туындысы.

Жер шарындағы барлық адамдарға шаққанда тәулігіне бөлінетін мочивина мөлшері 15 000т. Зат алмасу кезінде NH ₃ көп мөлшерде саңырауқұлақтардан да бөлінеді. NH ₃ азотқа өте бай (47%) бірақ ол уробактериялар көмегімен ғана ыдырап, өсімдіктер үшін сіңімді күйге айналады.

Бұл бактериялар коккалар және сарциналар туысына жатады. Негізгі өкілі - Бациллус провацис (Bacillus provatis) бұл аэробты микроб, сілтілі ортаны қалайды.

Органикалық қышқыл және қанттарымен қоректенеді, сонымен бірге мочевина ыдырағанда бос күйіндегі аммиакты пайдаланады. Бұл процесс бактерия клеткасында кездесетін уреаза ферментінің әсерінен ыдырайды.

NH ₂

CO +H ₂ O → (NH ₄ ) ₂ CO ₃

NH ₂

Мочевина көмірқышқыл аммиак тұзы

(NH ₄ ) ₂ CO ₃ →2NH ₃ +CO ₂ + H ₂ O

Азот айналымының екенші кезеңі;

Аммонификациялану нәтижесінде пайда болған аммиак алдымен азотты, кейіннен азот қышқылына дейін тотығады. Бұл процесті нитрификация деп айтады. (ерекше микроорганизмдердің топтарымен жүзеге асады) . Нитрификация барысында нитраттар яғни азот қышқылының тұздары пайда болады(олар топырақтың ауа режимін жақсартады, және азоттың органикалық заттардың минералдануы тездетіледі) .

ІІ кезең

Нитрификация процесті жүзеге асыратын микроағзаларды -нитрификаторлар деп атайды. Аммиактың азот қышқылына айналуы екі сатыда жүреді.

Бірінші сатысында - азотты қышқыл HNО ₂ пайда болады.

2NH ₃ +3O ₂ →2HNO ₂ +2H ₂ O

Екінші сатысында - ол азот қышқылына (HNО ₃ ) дейін тотығады. 2HNO ₂ +O ₂ →2HNO ₃

Бұл процеске себепші болатын бактерияларды алғаш рет С. Н. Венаградский 1890 жылы анықтады. Олар негізінен төрт туысқа жатады: нетрозамонас, нетрозоцистис, нитрозоспира және нитробактериялар.

Нитробактериялар туысына өте ұсақ ұзындығы 1мкр-дай таяқша бактериялар жатады. Спора түзбейді. Аэробты жағдайда да жақсы дамиды. Осы бактериялардың қатысуымен нитрификация процесінің екінші сатысы жүреді. Бұл процесс O ₂ қатысуымен және бейтарап ортада қолайлы жағдайда жүреді. Нитрофикаторлар аэробты ағзалар. Сондықтан агротехникалық шаралар бұл бактериялардың тіршілігін күшейтеді және топырақтағы азоттық минерал қосылыстарының жиналуына көмектеседі.

Азот айналымының үшінші кезеңі;

Топыраққа жиналған нитраттар тотықсызданады оны денитрификация деп атайды(топырақтағы азот қорының ысырап болуымен теңеледі, сондықтан егін шаруашылығына зиянды деп есептеледі) .

ІІІ кезең

Белгілі бір жағдайларда, мәселен көміртегіне бай органикалық заттар шамадан тыс мол болғанда топырақта азот қышқыл тұздарының азайып кететіндігі анықталған. Мұны денитрификация деп атайды. Бұл процесстің барысында азот қышқылы тұздары ыдырап, ондағы азот -молекула күйінде атмосфераға ұшып кетеді. Аталған құбылыс тұздарының құрамындағы оттегін өз тіршілігіне пайдалана алатын кейбір бактериялар әсерінен болады.

KNO ₃ → KNO ₂ → KNO + N ₂ ↑

Азот қышқылы Азоттық қышқыл Азоттылау қышқыл

калий калий калий

Денитрификация құбылысы топырақта О ₂ жеткіліксіз болғанда және нитраттар жеткілікті болғанда жүреді. Топырақта шамадан тыс ылғал болса, бұл процесс өте тез жүреді. Ал, агротехникалық шаралар тиісті дәрежеде қолданылған жағдайда денетрификацияның биологиялық әсері баяуланады және ауыл шаруашылық саласына айтарлықтай зияны азаяды.

Азот айналымының төртінші кезеңі;

Микроорганизмдің әсерінен ауадағы азот топыраққа жиналады. Бұған түйнек бактериялары (азотобактер, клострмдиум, пастерианум) өз бетінше көп тіршілік ететін микроорганизмдер қатысады . Олар бұршақ туқымдас өсімдіктердің тамыр жүйесімен бірлесіп, селбесіп тіршілік етеді. Жылына 1га егістікке 100-400 кг. дейін байланысқан азот пайда болуына себепші болады. Жеке күйінде азотобактер 1991 жылы бөлініп алынды.

Азотабактер ауадағы азоттарды сіңіру үшін қажетті энергия азотсыз организмдер заттарды тотықтыру арқылы алады. Атмосферадан сіңірген азот мөлшерінің біразы өз клеткасының белогын құруға жұмсалады, ал қалған бөлігі аммоний тұздары күйінде топыраққа сіңеді. Азотабактер көбінесе қышқылы аз, әктелген немесе қара топырақты қалайды. Ризосферада кездеседі өйткені топырақта бөлінген заттармен қоректенеді.

IV кезеңтробактериялар нитрозоспира және

Азот айналымының 4-кезеңінде микроорганизмдердің әсерінен ауадағы азот топырақта жиналады. Жеке күйінде азотобактерді 1901 жылы француз ғалымы Ж. Буссенго бөліп алған.

Атмосфералық азоттың түйнек бактериялардың сіңіруі

Азотқа тапшы топырақтарда бұршақ тұқымдас өсімдіктердің жақсы өсетінін байқап 1865 жылы М. С. Варонин олардың тамырындағы түйнектерді зерттеп, онда микросфераның тіршілік ететінін анықтаған. Бұдан кейін Гельригель мен Вилфард осы түйнектер ауадағы атмосфера азот сіңіруге қабілетті деген пікір айтты. 1888 жылы Бейерикк бұл бактерияларды таза күйінде бөліп алды. Өсімдіктердің тамыр түтіктері арқылы түйнек бактериялар тамыр клеткалар ішіне енеді, онда өсіп көбейеді. Атмосфера азот сіңіру үшін түйнек бактерияға көміртегінің қосылыстары қажет. Ондай қосылыстардағы түрлі қанттар жатады (глюкоза, мальтоза, галактоза) . Осы заттарды түйнек бактериялар толықтырады да осы процесс барысында атмосфералық азот сіңіріледі.

Бактериалды препараттарды егіншілікке қолдану

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.