30.Заттар мен энергия айналымындағы микробиологиялық топырақтағы процестерді сипаттаңыз.

Ауа алмасуы жағдайына (аэрацияға) байланысты топырақта аэробты және анаэробты шіру, соған сәйкес хлорофилсіз жануарлардың екі тобы болады. Бірінші топқа жататын төменгі сатылы жануарлар органикалық заттарды ауаның бос оттегі бар кезде ғана шірітентіндер – аэробтық ұсақ ағзалар. Екінші топқа жататындар органикалық заттарды ауаның бос оттегі жоқ жағдайда ғана шірітетін ұсақ ағзалар – анаэробтар. Бактериялардың әр алуан топтары өздерінің дамулары үшін бейтарап ортаны немесе реакциясы сәл сілтілі ортаны қажет етеді. Саңырауқұлақтар мен актиномициттер қышқылды ортада тіршілік ете алады. Аэробты шірудің ақырғы нәтижелері – су, көмір қышқылы, оттекті көмір, азот, фосфор, күкірт қышқылдарының тұздары. Ал анаэробты шірудің ақырғы заттары – газдар (метан, аммиак, сутегі), азот, фосфор, күкірт, бос сутегі. Анаэробты және аэробты шіру бірдей өтуі мүмкін. Мысалы, өлі денелердің құрамындағы ақуыздың ыдырауы – аммиактың шығуы – табиғатта жалпы тараған. Бұл процесс (аммонийлену) барлық топырақтарда, барлық жағдайларда жүреді. Бұлай болмаған жағдайда жерді өлі денелер басып кеткен болар еді. Ал кейбір шіру процестері тек аэробты немесе анаэробты жағдайда жүреді. Мысалы, нитрлену процесі (аммиактың оттегін қосып, азотты қышқыл, азот қышқылына айналуы) аэробты бактериялар – нитрозомоностар мен нитробактериялардың қатысуымен өтеді, соның нәтижесінде топырақта азот қышқылының тұздары құралады:

2NH3 + 3O2 = 2HNO2 + 2H2O;

2HNO2 + O2 = 2HNO3 + CaCO3 = Ca (NO3)2 + H2CO3

Ал денитрлеу процесі нитрлеуге қарама-қарсы жүреді. Оның негізі – анаэробты бактериялардың азот қышқылының тұздарынан оттегін тартып алып, бос азотты шығаруында, оны одан әрі аммиакқа айналдыруында (HNO3 → HNO2 → N →NH3). Сондықтан, бұл процесс ауасыз жағдайда өтеді, оған анаэробты бактериялар қатысады. Ауыл шаруашылығына керек топырақ құнарлығының көрсеткіші – топырақта нитрленудің басым болуы; нитрат тұздары өсімдіктер қорек заттарының ең бастысы болып саналады. Денитрлену – сол тұздарды ыдыратып, бос азотты шығару процесі, ал бос азот, ауаға ұшып кететіндіктен, өсімдікке пайдасыз. Осы процестерге байласынсты табиғатта азоттың екі айналымы болады:

• Біріншісі азоттың кіші айналымы – топырақ пен өсімдіктер, жануарлардың арасында;

• Екіншісі – азоттың үлкен айналымы – топырақ пен атмосфера арасында өтеді.

Азот атмосферадан тікелей топыраққа келуі де мүмкін, оны азот бактериялары, бұршақтекті өсімдіктер тамырында тіршілік құратын бактериялар тұрады. Минералдану процесімен қатар, топырақта биохимиялық күрделі гумус (қарашірінді) синтезделу процесіне де ұсақ ағзалар (бактериялар мен саңырауқұлақтар) қатысады.

31.ТОПЫРАҚ МИКРОФЛОРАСЫНЫҢ ПЕСТИЦИДТЕРДІ ДЕГРАДАЦИЯЛАУЫН ТҮСІНДІРІҢ. ПЕСТИЦИДТЕР (ЛАТЫН СӨЗДЕРІНЕН PESTIS – ЖҰҚПАЛЫ АУРУ, CAEDO - ӨЛТІРЕМІН) – МӘДЕНИ ӨСІМДІКТЕРДІ ЗИЯНКЕСТЕРДЕН, ПАРАЗИТТЕРДЕН, АРАМШӨПТЕРДЕН, АУРУЛАРДАН ЖӘНЕ МИКРООРГАНИЗМДЕРДЕН ҚОРҒАУ ҮШІН ҚОЛДАНАТЫН БАРЛЫҚ ХИМИЯЛЫҚ ҚОСЫЛЫСТАР. ПЕСТИЦИДТЕРДІ ПАЙДАЛАНУ АУЫЛШАРУАШЫЛЫҚ ӨНІМДЕРІН 18-20% САҚТАЙДЫ. ҚАЗІРГІ КЕЗДЕ ОЛАРДЫ КӨП ҚОЛДАНАТЫН БОЛҒАНДЫҚТАН БИОСФЕРА МЕН АДАМДАРҒА ЗИЯНЫ ТИІП ЖАТЫР. ОЛАРДЫ ПАЙДАЛАНБАЙ ӨНІМ АЛУҒА МҮМКІНДІК ЖОҚ, СЕБЕБІ ЗИЯНКЕСТЕР ӨТЕ КӨБЕЙІП КЕТТІ. БУНАҚДЕНЕЛІЛЕР ПЕСТИЦИДТЕРДІҢ БІР ТҮРІНЕ ТЕЗ БЕЙІМДЕЛЕТІН ЖӘНЕ ОЛ ҚАСИЕТІН ҰРПАҒЫНА БЕРЕ АЛАТЫН ҚАБІЛЕТІ БАР. СОНДЫҚТАН ПЕСТИЦИДТЕРДІ ҚОЛДАНАРДА ЗИЯНКЕСТЕРДІҢ ТҮРІНЕ ҚАРАЙ ТАҢДАП АЛУ КЕРЕК. Түрлері

Химиялық құрамы жағынан пестицидтер 5 класқа топтастырылады:

1. хлорорганикалық қосылыстар – гексахлоран, ДДТ (дуст) гексахлорциклогексан, полихлорпинен, полихлоркамфен т.б. Олар организмде жинала алады да, ыдырауы бірнеше ондаған жылдарға созылады. Хлорорганикалық қосылыстар диоксиндермен қосылысып, тұрақты органикалық қосылыстар түзеді.

2. Фосфорорганикалық инсектицидтер – карбофос, дихлофос, диазинон, фосфамид, метафос, амофос, өсімдіктің өсуін реттегіштер және т.б. Бұлар топырықта және басқа ортада тезірек ыдырайды.

3. Карбаматты инсектицидтер – карбамин қышқылының күрделі эфирлері (севин). Бунақденелілердің жекелеген түрлеріне ғана әсеретеді, ал жануарлар мен адамдарға зияны жоқ.

4. Хлорфеноксиқышқыл туындыллары – дефолиант ретінде су қоймаларында өсетін өсімдіктерді жою үшін қолданады.

5. Пиретроидты табиғаты бар пестицидтер – транс-хризантема қышқылы. Бұл инсектицидтердің жаңа түрі, оны табиғи материалдардан бөліп алған. Мысалы, түймедақ өсімдігінің сығындысынан табиғи пиретрин-І алынған. Бұдан басқа өте қатты әсер ететін жасанды пиретроидтер де алынған.

32.Молекулалық азоттың микроорганизмдермен сіңірілуі еркін тіршілк еттін азотсіңіруші микрооганизмдерді атаңыз. Табиғи экожүйелерде өсімдіктер азотты әртүрлі көздерден пайдаланады: топырақ ерітінділерінен немесе қарашіріндінің молекулалық азотын байлайтын микроағзалар және бактериялар көмегімен ыдырауынан соң, азот аминқышқылдар түрінде тамыр жасушасына түседі. Агроценозда өсімдіктер азотты топыраққа қосымша енгізілген тыңайытқыштардан алады, азоттың бактериялармен сіңірілуі нәтижесінде өсімдіктер биомассасына енуін биологиялық деп, ал молекулалық азотты байлайтын бактериялардың өзін азотсіңірушілер және диазотрофтар деп атайды. Өнімдегі биологиялық азоттың үлесі әртүрлі баға бойынша 60%-дан 90%-ға дейінгі аралықты құрайды. Азотсіңіру – азот циклінің барлық звеноларын құрайтын үдеріс, оның планеталық маңызы бар және масштабы бойынша фотосинтезге пара-пар болып табылады. Азотсіңірудің фотосинтезбен ұқсастығы күн сәулесін қолдануға мүмкіндік беруі. Экожүйедегі азотсіңірудің жылдық өнімі 175-190 млн/т мөлшерін құрайды. Азот молекуласында газ тәрізді азоттың инерттілігін қамтамасыз ететін өте берік үш байланыс бар. Азоттың биологиялық жолмен тотықсыздану үдерісі ферментативті реакциялар тізбегінен тұрады, ең басты рөлді нитрогеназа ферменті атқарады. Микроағзаларда нитрогеназа ферментінің түзілуі ядролық ДНҚ-да емес, осы арнайы ферменттік ақуыздың синтезіне жауап беретін nif – плазмида деп аталатын ерекше гендердің болуымен байланысты. Азотсіңіруші микроағзаларда метаболизмнің барлық белгілі типтері кездеседі. Олардың ішінде аэробтар, ашуды жүзеге асыратын анаэробтар, хемоорганотрофтар, автотрофтар – фотосинтетиктер және хемолитоавтотрофтар бар. Олар үшін молекулалық азотты сіңіру міндетті үдеріс болып табылмайды, себебі олар минералды немесе органикалық түрінде азоттың қатысуында өздерінің байланған азотқа деген қажеттілігін қамтамасыз етеді. Азотсіңірудің белсенділігі үшін оттегінің бар-жоғы үлкен рөл атқарады. Себебі нитрогеназа ферментінің жұмысы молекулалық оттегімен тежеледі. Азотсіңіруші микроағзаларды өсімдіктермен байланысуына қарай еркін тіршілік ететіндер және селбесіп тіршілік ететіндер деп бөледі. Бірінші топқа өсімдіктердің тамыр жүйелерімен байланыспаған, еркін тіршілік ететін бактериялар және өсімдік тамырының айналасындағы топырақта мекен етіп, өсімдіктерге тікелей әсер ететін, тамыр мен жапырақтардың бетінде тіршілік ететін ассоциативті бактериялар жатады. Селбесіп тіршілік ететін микроағзаларға өсімдік ұлпаларында өмір сүретін, тамыр немесе жапырақтарында түйнек немесе түйін тәрізді пішін түзетіндер жатқызылады. Еркін тіршілік ететін азотсіңірушілер барлық жерлерде таралған және олардың ішінде хемотрофтарға, фототрофтарға, аэробтарға және анаэробтарға жататын әртүрлі таксономиялық топтардың бактериялары кездеседі. Ассоциативті азотсіңіру деп органикалық заттардың алғашқы продуценттері - өсімдіктер, балдырлар немесе көк-жасыл балдырлармен ассоциация құрып тіршілік ететін микроағзалармен азоттың жиналуын айтады. Мұндай ассоциацияларда жоғары нитрогеназалық белсенділіктің тиімділігі көміртегі мен энергияның жеңіл қол жетімді көздері жапырақ және тамыр экссудаттары, цианобактериялардың жасушадан тыс шырыштары, тамырдың қалдықтары түрінде фототрофтардан бактерияларға жеткілікті мөлшерде түсуімен байланысты. Тамыр арқылы топыраққа түсетін органикалық заттар арқылы тек диазотрофтардың ғана емес, сондай-ақ қарашіріндіні ыдыратушы гетеротрофтардың іс-әрекетін белсендіреді. Осылай, «топырақ - микроағзалар - өсімдік» жүйесінде азоттың жылжуы екі арна бойынша – азоттың атмосферадан байлануы және қарашірінді заттарынан бөлінуі арқылы жүзеге асырылады. Үдерістің іске қосылуы мен олардың тиімділігі топырақтағы жеңіл азоттың болуымен анықталады. Топыраққа азот тыңайтқыштарын енгізгенде микроағзалар атмосфералық азотты сіңіруден гөрі, азоттың еріген түрін (иммобилденген) байлауға көшеді де, молекулалық N2 денитрлену есебінен біртіндеп атмосфераға жоғалтады. Ортадағы көміртегі мен азот қатынасының арту мөлшеріне қарай азотсіңіру үдерісі белсендіріледі, өсімдіктердің фотосинтездік әрекетінің күшеюі қарашіріндінің минералдану дәрежесін арттырады. Селбескен азотсіңіру – топырақтағы биологиялық азоттың маңызды қоры. Түйнек бактериялары өсімдік ұлпасына ене отырып, тамырда түйнек тәрізді ісіктің өсуін немесе сабақ пен жапырақтарда түйнектер немесе түйіндердің пайда болуын тудырады. Ең белсенді және жақсы зерттелген диазотрофты симбионаттар – бұршақ өсімдіктерінің түйнек бактериялары. Бұршақ өсімдіктерінің симбионттарының 1300 түрі белгілі, олардың ішінде 200 түрі ауыл шаруашылығында қолданылады. Түйнектер мәдени және жабайы өсімдіктерде кездеседі. Азотсіңіруші симбионттардың арқасында бұршақ өсімдіктері топырақты азотпен байытады. Өсімдіктердің өсу жағдайларына байланысты олар жылына гектарына 60-тан 300 кг дейін азот жинайды. Бұршақ өсімдіктерінің азотты жинауында түйнек бактерияларының рөлі анықталған соң, көп ұзамай себу алдында бұршақ өсімдіктерінің тұқымдарын осы бактериялармен өңдеуге талпыныс жасалды. Түйнек бактерияларының негізінде дайындалған препараттар әртүрлі елдерде өздеріне сәйкес атқа ие болды. Нитрагиннің дайындалу тәсіліне қарай әртүрлі типтері бар: тұқымдарды өңдеуге арналған құрғақ толықтырғыштар мен бактериялар қоспасы; бүркуге арналған бактериялардың сулы суспензиясы; вакуумды инфильтрация әдісімен тұқымдарды инокуляциялауға арналған препараттар. Бұршақ тұқымдас өсімдіктерді түйнек бактерияларымен инокуляциялау бұршақ дақылы өсірілмеген және топырақта сәйкесінше жоғары да аталған бактериялар кездеспейтін аудандарда ерекше тиімді болып келеді.