Tuproq kimyosi

Takrorlash uchun savollar

1. Tuproqda temir va boshqa mikroelementlar.

2. Temir va marganetsning elementlar davriy sistemasidagi o’rni va ayrim xususiyatlari

3. Temir birikmalari guruhlariga tavsif

4. Marganets va uning birikmalari.

Mustaqil ta’lim mavzulari va topshiriqlari

1. Tuproqda temir va boshqa mikroelementlar, temir va marganetsning elementlar davriy sistemasidagi o’rni va ayrim xususiyatlari.

2. Temir birikmalari guruhlariga tavsif, marganets va uning birikmalari.

MAVZU: TUPRОQLARDA, NURASH QОBIG‘IDA MIKRОELEMENTLAR KIMYOSI

Reja:

1. Tuprоqlarda, nurash qоbig‘ida mikrоelementlar kimyosi.

2. Xalkofil elementlar va boshqa metallarning biogeokimyoviy xossalari.

Vernadskiy iborasi bilan aytganda, organizmlardagi juda oz miqdordagi, ya’ni 10^-3% dan kam bo‘lgan elementlarga mikroelementlar deyiladi.
Mikroelement grekcha «micros» mayda, kichik yoki lotincha dastlabki element so‘zlaridan olingan bo‘lib, organizmlarda kam miqdorda uchraydigan, lekin normal hayot faoliyati uchun zaruriy kimyoviy elementlardir. Bularga Cu, Mn, Zn, B, Mo, Co va boshqalar kiradi. Mikroelementlar o‘simliklar organizmiga tuproqdan kiradi yoki o‘tadi.
Mikroelementlar ekinlar hosildorligining oshirish sifatini yaxshilash va chorva mollarining mahsuldorligi oshirish maqsadida ishlatiladi. Ba’zan 10^-1-10^-2% miqdorda o‘simliklarda B, Mn, Zn, uchraydi, ya’ni yuqoridagi (10-3%) chegaradan ko‘p miqdorda. Shuning uchun ham mikroelementlarni o‘rganishda, ulardan foydalanishda ularning faqat son miqdorigagina e’tibor bermasdan, balki ularning sifatiga yoki mikroelementlar guruhining tirik organizm ichidagi funktsiyasiga alohida e’tibor bermoq kerak.
Mikroelementlarning o‘simlik o‘sishi uchun zaruriy element ekanligini K.A. Timiryazov o‘z zamonasida bashorat qilgan. Mikroelementlar nazariyasini rivojlantirishda Vernadskiy, Goldshmidt, Fersman, Vinogradov va boshqalarning hissalari katta.
Mikroelementlar muhim biokimyoviy jarayon hisoblangan nafas olishda (Fe, Mn, Cu, Zn, Co), fotosintez jarayonida (Mn, Fe, Cu), oqsillar sintezida (Mn, Fe, Co, Cu, Ni, Cr), qon hosil bo‘lishida (Co, Cu, Mn, Ni, Zn), modda almashinishida (Mo, Fe, V, Co, W, B, Mn, Zn), gumus sintezida (Fe, Cu) va boshqa jarayonlarda qatnashadi va ular zaruriy elementlar hisoblanadi.
Bulardan tashqari, hozirgi kunda ma’lum bo‘lgan barcha fermentlarnig uchdan bir qismida (1/3) mikroelementlar borligi aniqlangan. Masalan, karbonagidrazeda-Zn, katalazada-Fe, urekaze-Cu, prolidaze -Mn, karboksilazada -Mn, Co, Cu, Fe, Cd, Zn, -enolazada- Mg, Mn, Zn ishtirok etadi.
Odatda organizmlar mikroelement turi, miqdori, ya’ni kontsentratsiyasi, shakli, demak holati va boshqalarga juda sezgir hamda talabchan bo‘ladi.
Mikroelementlar yetishmasligi yoki ortiqchaligi muhitda, ya’ni tuproq muhitida yoki organizmda deyarli bir xil zararli oqibatlarga olib keladi. U yoki bu elementning yetishmasligi yoki ortiqcha ekanligining o‘zi o‘simlik uchun zarur bo‘lib, bundan tashqari, boshqa elementlarning o‘simlik tomonidan o‘zlashtirishi ham buziladi. Masalan, o‘simlikda va tuproqda molibden yetishmasa, organizmlarda misning to‘planishi kuzatiladi. Bu esa hayvonlarni anemiya kasalligiga olib keladi.
O‘simlikda molibden ko‘paysa, mis kamayadi. Ca va Na ni ozligidan yodning o‘zlashtirilishi susayadi. Xullas mikroelementlar nafaqat organizmdagi mikroelementlar faoliyatiga, hatto organizmlarning sog‘ligiga ham ta’sir ko‘rsatadi. Mikroelementlar o‘zaro ham ta’sirlanadi. Bu borada quyidagi mikroelementlarni o‘zaro ta’siri yaxshi o‘rganilgan J-Co-Cu-Mn, Cu-Mo-Pb va boshqalar.
Tabiatda, ayniqsa, litosfera va pedosfera, ya’ni tuproq sferasini mikroelementlarning o‘rtacha foiz miqdori amerikalik olim Klark nomi bilan ataladi. Mikroelementlarning Klark miqdorini ko‘p ozligi hamma vaqt ham o‘simlikka shu elementni yetarli yoki ortiqcha emasligini belgilayvermaydi.
Bunga shu elementni qaysi formada ekanligini, ya’ni yetarli miqdorda harakatchan bo‘lsa, u holda organizm uchun yaxshi, agar umumiy (yalpi) miqdori ko‘p bo‘lsa, lekin harakatchan miqdori oz bo‘lsa, u holda organizm shu elementga zaruriyat sezadi, ya’ni u o‘ziga kerak miqdorini ololmaydi.
Masalan: Cu-torfda ko‘p, lekin o‘simlik torfli tuproqlarda Cu ga ehtiyoj sezadi, yoki Cu miqdori, Mn, Fe, ohakli tuproqlarda ko‘p, ammo o‘simliklar bu elementlarga ehtiyoj sezadi. Bunga sabab o‘sha, ya’ni shu elementlarning harakatchan, eruvchan miqdorlarini ozligi, yetishmasligidir.
Meditsinada, qishloq xo‘jaligida mikroelementlarning maxsus preparatlari har xil kasalliklarni profilaktik davolashda ishlatiladi.
Mikroelementlar tog‘-kon sanoatida foydali qazilma boylik joylashgan maydon ustida ma’lum tarqalish maydonlarini-oreollarni tashkil qiladi. Bu maydonda mikroelementlarning miqdori boshqa atrofdagilarga nisbatan keskin farq qiladi, ya’ni ko‘p bo‘ladi. Shu asosda shu element yoki elementlar guruhini saqlaydigan foydali qazilma koni qidiriladi. Bunda mikroelementlar foydali qazilma konlari uchun indikator rolini bajaradi.
Oreol, ya’ni mikroelementlar kontsentratsiyasi ko‘p bo‘lgan maydonda o‘simlik o‘sayotgan bo‘lsa, bu oreolning ta’siri ularda ham seziladi. Ularning bargi, poyasi, mevasida o‘zgarishlar sodir bo‘ladi. Bu maydonlardagi o‘simlik va hayvonot dunyosi qator morfologik o‘zgarishlarga yuz tutadi. Masalan, Mn miqdori o‘simlik tanasida ko‘p bo‘lsa, uning bargi qizaradi, Cu ko‘p bo‘lsa barg sarg‘ayadi, tomirlar esa yashilligicha qoladi, Ca ko‘p bo‘lsa bargda oq dog‘lar paydo bo‘ladi. Ba’zan ma’lum oreollarda aniq elementni ko‘rsatuvchi o‘simliklar formatsiyasi o‘sadi.
Storntsiy elementiga to‘xtaydigan bo‘lsak, uning suvda kontsentratsiyalanishiga, tuproqda akumilyatsiyalanishiga suvning mineralizatsiya darajasining ta’siri katta bo‘ladi.
Sulfidli sho‘rxoklarda gipsli qatlamlarda strontsiyning miqdori 1% gacha yetishi mumkin.
Xloridli va kuchsiz karbonatli sho‘rlanish tipiga ega bo‘lgan tuproqlarda strontsiy to‘planmaydi.
Litosferaning aniq bir maydonida ma’lum elementning miqdori uning klarkidan ko‘p bo‘lsa va atrofdagi maydonlardan keskin farq qilsa, bu maydon litogeokimyoviy anomal maydon yoki Vinogradov bo‘yicha provintsiya deyiladi. Bu hodisa o‘simliklarda va tuproqda kuzatilsa, biogeokimyoviy provintsiya, suvda kuzatilsa gidrogeokimyoviy provintsiya hisoblanadi.
Mikroelementlarning bo‘yash xususiyatiga Fersman e’tibor berib Ni, V, Mn, Cr, Fe, Co, W, Mo, U, Th larning bu qobiliyatini ochib beradi. Havorangni titan bilan xrom, siyoh rangni marganets, qizilni xrom, temir berishi endilikda sir emas. Mikroelementlar qadimdan qishloq xo‘jaligida, texnikada va o‘g‘itlar ishlab chiqarishda qo‘llaniladi.
Qadimgi asrlarda odamlar Fe, Cu, Hg, Pb, Ag kabi mikroelementlardan foydalanishgan. XVIII asrda esa bularga qo‘shib As, Bi, Co, B, Ni hozirgi kunda 40 dan ortiq mikroelementlar u yoki bu sohalarda ishlatiladi.
Bu borada A.E.Fersman shunday degan edi: «qishloq aholisi foydali qazilma kon uchun kurashda butun tog‘ jinsining hammasini hech qanday chiqindisiz, ishlatib bo‘lgan jins demasdan ishlatadi. Butun Mendeleev elementlar davriy sistemasidagi elementlar insoniyat uchun kerak va uni olib ishlatadi».
Tuproq uchun asosiy mikroelementlar manbayi ularning ona jinsi hisoblanadi. Ona jinsdagi mikroelementlarning miqdori, xarakteri tuproqdagini belgilaydi. Tuproq hosil bo‘lish jarayonida bir qatlamda ma’lum mikroelementlarning to‘planishi, boshqasida yana birining to‘planishi yoki kamayishi kuzatiladi. Lekin umumiy miqdor, xarakter ona jinsdagi kabi bo‘ladi.
Mikroelementlar ona jinslardan tashqari, kosmik va meteorit changlar, vulkanik gazlar, dengiz tomchilari, sizot va yer osti suvlari, antropogen ta’sir va boshqalardan tuproqqa kelib qo‘shilishi mumkin. Bu yo‘llar bilan mikroelementlarning tuproqqa kelayotgan miqdori va turlari hali to‘liq aniq emas. Kosmik changlar, meteorit changi bilan ko‘pchilik mikroelementlar pedosferaga kelib qo‘shilishi mumkin.
Vulkanik gazlar, changlar, issiq suvlar bilan tarqaladigan mikroelementlarning soni biroz cheklangan. Bunda asosan Hg, B, Br, Hf, galoidlar va boshqalar tarqaladi. Hozirgi kunda faol bo‘lgan vulkanlar yiliga 1 mln. t. HCl ni yer yuzasiga chiqaradi. Okean va dengiz tomchilari har xil maydonlarga Cl, Br, F, J, Li, Rb, Cs larni tarqatadi.
Gidromorf tuproqlar mikroelementlarga sizot suvi orqali kam boyiydi. Bu jarayonda B, J, Fe, Co, Ni, Zn, V, Cu, Ba, Sr, Li, Cs, Rb lar qatnashadi. Nisbatan kam o‘rganilgan mikroelementlar manbayi bu insonlar faoliyatidagilar hisoblanib, hozirgi kunda yildan-yilga bu omilning ta’siri ortib bormoqda.
Bu omil rolining oshganligini misollarda ko‘rish mumkin.
Masalan, yiliga yo‘l ishlari, qurilish ishlari va boshqa ishlar natijasida 1 km da 3 kg chang tarqaladi. Bu chang har xil elementlardan, iborat bo‘lib, kuchli migratsiya xususiyatiga ega.
Yer ostidan yiliga 25-30 mlrd. t. tog‘ jinsi qazib chiqariladi va qayta ishlanadi. Bu jarayonda ham tuproqqa mikroelementlar tushadi.
O‘g‘itlardan foydalanish jarayonida ham mikroelementlar har xil agrotexnikaviy yo‘llar bilan tuproqqa tushadi. Yadro bombalarini sinash natijasida tuproqda, landshaftda Sr⁹⁸, Cs¹³⁷, Co⁶⁸ va boshqa radiaktiv elementlar akkumulyatsiyalanadi. Lekin baribir ham asosiy manba ona jinslar hisoblanadi. Har xil ona jinslarda mikroelementlar miqdori va sifati har xil, ya’ni dengiz gillarida J -200 mg-kg gacha bo‘lsa, 0,7-1.1 mg-kg va hokazo.
Mikroelementlar sharoitiga qarab tarkibiga bog‘liq ravishda har xil darajada migratsiyalanadi (xarakterlanadi).
Mikroelementlarning suvdagi migratsiya darajasi ularning erigan miqdorlari-Mx, tuproqdagi yoki litosferadagi klark miqdorlariga (Px) nisbati bilan o‘lchanadi. Suvdagi migratsiya koeffitsienti (Kx) A.I. Perelman tomonidan tavsiya etilgan.

bunda: a-qo’riq qoldiq (g/l), ya’ni suvning umumiy mineralizatsiyasi.
Mikroelementlarning migratsiya qobiliyati ko‘p omillarga hamda tuzlarning qator xossalariga bog‘liq.

Xalkofil elementlar va boshqa metallarning biogeokimyoviy xossalari

Bu guruh elementlarning atom tuzilishlari va gidrotermal zonalarida kontsetratsiyalanish o‘zaro yaqin. Barcha metalli oltingugurt birikmalari, xalkofil elementlar; rux, mis, qo‘rg‘oshin, kumush, oltin va boshqa litosferada to‘planish xususiyatiga ega. Biosferada ular tarqalgan hollarda uchraydi.