2-Mavzu: O'simliklarda suv almashinuvi fiziologiyasi reja

Suvning eritmalardagi holati. Suvda eruvchan moddalarning unga birlamchi ta'siri bu toza suvga xos bo'lgan tuzilishning buzilishidir. Bunga ikkita sabab bo'lishi mumkin.
1. Geometrik omil, ya'ni suvda erigan modda bilan suv molekulalari o'lchamlarining bir xilda emasligi.
2. Elektrostatik omil, ya'ni suvda eruvchan ion elektr maydoni ta'sirida suv molekulalarining qayta qutblanishi. Buning natijasida erigan modda zarrachalari atrofida suvning qanaqadir yangi tuzilmasi yuz beradi va bu holat o'z navbatida suvda erigan moddaning xossalariga bog'liqdir.
Binobarin suvda elektrolit moddalarni eritsak suvning tuzilishiga geometrik va elektrostatik omillar birgalikda ta'sir qiladi. Kationlarning elektr maydonida joylashgan suv molekulalarining barchasi unga o'zlarining manfiy tomonlari bilan o'girilgan bo'lsa, anionlar elektr maydonida musbat tomonlari bilan burilgan bo'ladi (IV.1-rasm).
O'simlik hujayrasi tarkibidagi suv deyarli sof holda uchramaganligi uchun uning eritmalardagi holatini o'rganish alohida ahamiyatga ega. Tarkibida ionlar bo'lgan eritmalardagi suvning tuzilishi sof suv tuzilishidan keskin farq qiladi. Bu hol suyultirilgan eritmalarda (0,1 mol/l) zaryadlangan ionlar hisobiga bo'ladi.
Zaryadlangan ionlarning zichligi samaradorligi ionlarning qutblanish kuchiga bog'liqdir. Yuqori zichlikga ega bo'lgan kichkina ionlar sof suvning tuzilishiga katta ionlarga nisbatan kuchliroq ta'sir qiladi. Ammo ularning ikkalasi ham sof suvning tuzilishini buzadi. Masalan kichkina ionlar suv molekulasini o'ziga tordadi, katta ionlar esa o'z o'lchamlari tufayli muzsifat suvning panjarasimon tuzilishini buzadi. Bunda suvli eritmaning yopishqoqlik darajasi o'zgaradi. Masalan, kuchsiz gidratlangan katta ionlar (Li⁺, Na⁺, Mg²⁺, F-) tufayli yuzaga kelgan yopishqoqlik darajasi, sof suvnikiga nisbatan kam bo'ladi. Boshqa bir ionlar esa (K⁺, Rb⁺, NH₄⁺, Ca²⁺, Cl^-, OH^-, NO₃^-) nisbatan yuqori yopishqoqlikni yuzaga keltiradi.
Ichki ion bilan kuchli bog'langan suv molekulasi qatlamini birlamchi yoki yaqin gidratatsiyalanish deyiladi.
Suvning eritmalaridagi bu xossasi oqsillarni poliakrilamid gelda, elektroforez usulida ajratishda qo'l keladi. Chunki, oqsillar o'zlarining zaryadlariga qarab anod va katodga ionlar bilan birgalikda yo'llanadi. Ammo ion o'ziga yaqin suv molekulalari bilan birga, nisbatan, o'zoqroqdagi suv molekulalariga ham ta'sir qilishi mumkin. Bu hol ikkilamchi yoki o'zoq gidratasiyalanish deyiladi. Ikkilamchi qatlamdan tashqaridagi suv molekulalarining tuzilishi buzilmaydi.
Anion atrofida suv molekulalari unga vodorod atomlari bilan qaraganligi sababli suvning tuzilishi nisbatan kamroq bo'ziladi.
A.A. Bloxning (1970) fikricha bir biriga o'lchamlari jihatidan o'xshash bo'lgan zaryadlarning suv tuzilishiga ta'sirida anionning ta'siri kationnikiga nisbatan kam bo'ladi. Chunki, kation ta'sirida suv molekulalarida yuz bergan vodorod atomlarining tashqariga o'girilishi natijasida bu suv molekulalarining tabiiy holatdagi kabi tetrazdr hosil qilish imkoniyati yo'qoladi. Ionlar ta'sirida o'z tuzilishini o'zgartirgan suv gidrat suvi deyiladi.
R.A. Xornning (1970) fikricha har xil ionlarning gidratatsiyalanishi xususiyatlari quyidagicha bo'lishi mumkin:
1. Kationlarning gidratatsiyalanishi xususiyati anionlarnikiga nisbatan yuqori bo'ladi. Agar metall kationlarining gidratatsiyalanishi ko'rsatkichi 4 ga teng bo'lsa, galloid anionlar uchun 1-4 bo'ladi.
2. Ionning zaryadi qanchalik katta bo'lsa, u shunchalik ko'p gidratlanadi. Masalan, ikki zaryadli ion Mg²⁺ uchun gidratlanish ko'rsatkichi 6-12, bo'lsa xuddi shunaqa ulchamli sof (krisstal) radiusli Li⁺ ioni uchun ~4 ga teng.
3. Bir xil zaryadli ionlarning gidratlanishida ularning qaysi birining sof radiusi kichik bo'lsa, shunisi ko'proq gidratatsiyalanadi. Ammo gidratatsiyalanish deganda doimo ham suv molekulalarining ionlarga bog'lanishini tushunish kerak emas. Chunki, ayrim ionlar o'zlari atrofidagi suv molekulalarining harakatchanligini oshiradi. Masalan, toza suvning faollanishi energiyasi berilgan haroratlarda E bo'lsa, ion ta'sirida, E ko'rsatkichga o'zgarishi va E + ΔE bo'lishi mumkin.
Bunda ikki xil holat bo'lishi mumkin.
1). ΔE>0. Bunda suvning faollanishi energiyasi oshadi, lekin begona zaryad atrofida suv molekulasining almashinuvi qiyinlashadi va buning natijasida suvning tuzilishi turg'unlashadi.
2). ΔE<0 ya'ni[(E + (-ΔE)] Bunda faollanish energiyasi kamayadi va ion atrofida suv molekullarining almashinuvi oshib, buning natijasida suvning tartibsizlanishi ro'y beradi. Bu salbiy gidratatsiyalanish deyiladi.
O.Ya. Samoylovning (1970) fikricha 25^oC haroratda ayrim ionlar uchun ΔE quyidagicha bo'ladi.
Kationlar Anionlar:
Li⁺ + 0,39 Cl^- - 0,10
Na⁺ + 0,17 Br^- - 0,14
K⁺ +0,20 S^- - 0,15
Shuningdek G.A. Krestov ham eritmalar entropiyasini o'rganish natijasida Li⁺ va Na⁺ kationlari entropiyani kamaytiradi, K⁺ , Rb⁺ va Cs⁺ ionlari esa entropiyani oshiradi degan xulosaga kelgan.
Entropiya, sistemalar tuzuluvchanligiga teskari proportsional bo'lganligi sababli Li⁺ va Na⁺ionlari suv molekulasining tartibliligini oshirsa, K⁺ , Rb⁺va Cs⁺ ionlari esa suvning bu xususiyatini kamaytiradi.
P.A.Privalov (1968) ionlarning suvning tuzilishiga ta'siri bo'yicha ikki guruhga bo'ladi.
1. Suvning tuzilma haroratini pasaytiruvchi ionlar: kationlar-Mg²⁺>H⁺> Ca²⁺> Na⁺; anionlar-OH^->F^-.
2. Suvning tuzilma haroratini oshiruvchi ionlar, kationlar-K⁺>,Rb⁺>Cs⁺; anionlar-CiO₄>J^->Br^->NO₃^->CI^-.
Suvning tuzilma harorati sistemadagi suvning tuziluvchanlik tartibliligi harorati bilan xarakterlanuvchi ko'rsatkichdir. Masalan, sistemada 20^oC haroratda suv molekulalarida yuz bergan tartiblilik, toza suv haroratini 10^oC atrofida pasaytirganda yuz beradigan tartiblilikga teng bo'ladigan bo'lsa, bu suvning tuzilma harorati ~10^oC bo'ladi.
X.S.Frek, V Van (1970) gipotezasiga ko'ra har bir ion uch qatlamli suv bilan o'ralgandir.
Ionga eng yaqin sferadagi suv ion elektr maydoniga qat'iy bog'langan bo'lib kam harakatchandir va gidrat suvi deb ataladi. Undan keyingi sferadagi suv ham elektr maydoni ta'sirida bo'ladi, ammo bu maydonda ionning kuchi suv molekulalari tuzilishini o'zgartira olmaydi. Uchinchi tashqiqavatdagi suv molekulalarining tuzilishi toza suvnikiga o'xshaydi, ammo suv molekulalari qisman bo'lsada ionning elektr maydoni ta'sirida bo'ladi.
Suvning tuzilishiga ionlar ta'sirini har xil haroratlarda o'rgangan A.M. Bloxning (1970) fikricha eritmaning harorati qanchalik katta bo'lsa, uning tuzilishi shunchalik ko'proq-suv va unda erigan moddaning o'zaro ta'siriga bog'liq bo'ladi.
Termodinamik nuqtai nazardan biror moddaga bo'layotgan tashqi ta'sirni to'xtatsak shu moddaning ta'siri natijasida hosil bo'lgan xossalar ham yo'qolishi lozim. Lekin suvning o'z tuzilishini tiklashi uchun, tashqi ta'sir to'xtaganidan so'ng ham birmuncha muddat zarur. Mana shu vaqtda suvda tashqi ta'sir natijasida yuzaga kelgan va normal holatda uchramaydigan xossalar namoyon bo'ladi. Masalan, suvga magnit maydonini ta'sir ettirganimizda bu ta'sir tufayli yuzaga kelgan o'zgarish asta-sekin pasayib bir qancha vaqt saqlanib qoladi. Shuningdek, ma'lum bir haroratgacha isitilgan suvning fizik xossalari, shu darajadagi haroratgacha sovitilgan suvning fizik xossalaridan farq qiladi.
V.M. Danilovning (1956) ko'rsatishicha 0^oC dan ko'proq isitilgan suv 0^oC dan sal pastroq haroratda muzlaydi. Shuningdek 40-50^oC haroratga qadar isitilgan suv esa -11,6^oC da muzlaydi.
A.K. Gumanning (1966) fikricha hech bir o'zgarishga uchramagan suvning sigirlarning sut berishini, tovuqlarning tuxum berishini va qishloq xo'jalik o'simliklarining hosildorligini oshirishining asosiy sabablari, bu, suvning, o'zida «muz tuzilishi» haqidagi xususiyatini saqlab qolganligi va shu tufayli organizmlar tomonidan engil o'zlashtirilishidir.
Binobarin nisbatan sovuq va buloq va daryo suvlarining inson organizmi tomonidan engil o'zlashtirilishi barchamizga ma'lum. Shu sababli ham qishloq xo'jalik ekinlarini ko'proq kechki salqin paytida sug'orish tavsiya qilinadi.