Tuproqning singdirish qobilyati, buferligi va tuproq muhitining reaksiyasi, O’simliklar oziqlanishining muhim omillari. Mundarija

II BOB. O’SIMLIKLAR OZIQLANISHINING MUHIM OMILLARI, ULARNING RIVOJLANISH DAVRLARI
2.1. O‘simliklari oziqlanishining muhim omillari.

Osimliklarning oziqlanishi ikki shakldan iborat bolib, havodan va tuproqdan oziqlanish jarayonlarini oz ichiga oladi. Bu ikki jarayon-fotosintez va mineral elementlarni tuproqdan yutish birgalikda osimliklarning avtotroflik xususiyatlarini belgilaydi. Mana shu uzviy bogliqlik natijasida osimliklarning organik asosga ega toqimalari, organlari va umumiy tanasi hosil boladi. Ularning osishi va rivojlanishini tola taminlash uchun tuproqdan juda kop mineral elementlar yutiladi. Shuning uchun ham bunga osimliklarning ildiz orqali oziqlanishi deyiladi.

Osimliklarning ildiz orqali oziqlanishida tuproq xususiyatlari va unumdorligi, ayniqsa tuproqning suv otkazuvchanlik, havo otkazuvchanlik xossalari, tarkibidagi organik moddalar va osimliklar uchun muhim oziq elementlarni toplash qobiliyati katta ahamiyatga ega¹⁰.
Qadimgi zamonlardayoq (yangi eradan avval 600-500 yillarda) dexqonchilik bilan shugullangan odamlar kul va chirindilarga boy tuproqlarda hosilning koproq bolishini bilganlar va bundan foydalanganlar. Keyinchalik osimliklarni oziqlantirish togrisidagi tushunchalar rivojlanib bordi.
Orta asrlarda yashagan gollandiyalik tabiatshunos Y.V.Van-Gelmont tajribalari ayniqsa dikkatga sazovor. U sopol idishga 91 kg quruq tuproq solib ogirligi 2,25 kg ga teng tol shoxchasini ekadi va yomgir suvi bilan sugorib turadi. 5 yildan song tolning ogirligi 77 kg ga yetadi. Idishdagi tuproqning ogirligi esa faqat 56,6 g ga kamayadi. Van-Gelmontning fikricha agar osimliklar oz tanasini tuproq hisobiga tuzadigan bolsa, u holda tol shoxchasi qancha kopaysa, idishdagi tuproq shuncha kamayishi kerak edi. Lekin bu holat sodir bolmaydi. Shuning uchun ham u osimliklar oz gavdasini suvdan tuzadi degan xulosaga keladi. Shu tarika osimliklar oziqlanishining «suv nazariyasi» vujudga keladi va uzoq muddat davomida etirof etildi.
Lekin bundan ancha avval Aristotel (eramizdan avvalgi 384-322 yillar) osimliklar tuproqdan murakkab moddalarni surib oladi va ushalar hisobiga oz tanasini tuzadi degan edi.
Bu tushunchani XVIII asrning oxiri va XIX asrning boshlarida nemis agronomi A.Teyer yanada rivojlantirdi. U «gumus nazariyasi»ni yaratdi. Unga kora osimliklar asosan suv va gumus moddalari bilan oziqlanadi. Tuproqda chirindi moddalar qancha kop bolsa, osimliklar shuncha faol osish va rivojlanish qobiliyatiga ega boladi.
Osimliklar uchun mineral tuzlarning ahamiyati fransuz agroximigi J.B.Bussengo (1837) ishlarida yanada aniqrok korsatildi. Uning tasdiqlashicha toza qumda ham (suv, kul va mineral tuzlar solinganda) osimliklar yaxshi osishi mumkin. Buni isbotlash uchun u vegetasion tajribalar otkazadi va birinchilar qatorida osimliklar atmosfera azotini ozlashtirolmaydi, balki boshqa elementlar qatorida ildiz orqali ozlashtiradi, degan xulosaga keldi.
Osimliklarning mineral oziqlanish nazariyasini har tomonlama rivojlantirgan olimlardan nemis ximigi Y.Libix boldi. 1840 yil Y.Libix osimliklarning mineral oziqlanish nazariyasini rivojlantirish bilan bir qatorda gumus nazariyasini inkor qildi. Libix fikricha, tuproq unumdorligi faqat mineral moddalarga bogliq. Y.Libix birinchi bolib tuproqqa ogitlar sifatida toza tuzlarni solishni taklif etdi. U mineral elementlarning ahamiyatini togri baholadi, lekin osimliklar azotni havodan ammiak holida qabul qiladi, deb oylaydi. Keyinchalik u bu fikr xatoligini tushundi va osimliklar azotni ildiz orqali nitratlar holida qabul qiladi degan fikrga qoshildi. Biroq, shu bilan birga Libix tuproqdagi organik moddalarning ahamiyatini inkor qildi. Holbuki tuproq tarkibidagi gumus osimliklarning osishi va rivojlanishi, tuproq mikroflorasini rivojlantirish va boshqalarda katta ahamiyatga ega. Y.Libix «minimum qonuni» va «qaytarilish qonunlari»ni taklif etdi. Bu qonunlar boyicha tuproqda osimliklarga zarur mineral elementlar minimumga yetmasa, ularning foydasi ham bolmaydi. Qaytarilish qonunida esa osimliklar oz hosili bilan tuproqdan qancha mineral modda olsa, orniga shuncha qaytarish zarur, deb tushuntiriladi. Aks holda yildan yilga tuproq unumdorligi, demak hosildorlik ham kamayib boradi. Libixning fikrlari umuman togri. Agrotexnik tadbirlarni togri otkazish va tuproqni mineral elementlar bilan oz vaqtida taminlash natijasida hosildorlikni oshirib borish mumkin¹¹.
I.Knop va Y.Sakslarning 1859 yilda otkazgan tajribalari ham «gumus nazariyasi» ni inkor qildi. Ularning fikricha faqat 7 ta element: azot, fosfor, oltingugurt, kaliy, kalsiy, magniy va temir bolsa, osimliklarni suvda ham ostirish mumkin. Shunday qilib, ular osimliklarni vegetasion usullar bilan (tuproq, suv, kum) ostirish mumkinligini isbotladilar va mineral oziqlanish nazariyasini tasdiqladilar.
Osimliklarni ildiz orqali oziqlanish goyasini P.A.Kostichev, V.V.Dokuchayev, K.K.Gedroys, D.N.Pryanishnikov va boshqa olimlar yanada rivojlantirdilar.
Osimliklar tabiiy muhitdan oz yoki kop miqdorda, davriy jadvalda korsatilgan elementlarning hammasini yutish qobiliyatiga ega. Lekin shu elementlardan hozirgacha faqat 19 tasining osimliklar uchun ahamiyati kattaligi, ularni boshqa elementlar bilan almashtirib bolmasligi aniqlangan. Bular uglerod, vodorod, kislorod, azot, fosfor, oltingugurt, kaliy, kalsiy, magniy, temir, marganes, mis, rux, molibden, bor, xlor, natriy, kremniy va kobalt. Shulardan 16 tasi mineral elementlar gruppasiga kiradi. Chunki uglerod, vodorod va kislorod osimlikka CO2, O2 va H2O holida qabul qilinadi.
Osimliklar suv va barcha mineral elementlarni ildiz orqali tuproqdan qabul qiladilar. Mineral moddalar tuproq eritmasida, chirindida, organik va anorganik birikmalar tarkibida va tuproq kolloidlariga adsorbsiyalangan holatda uchraydi. Ionlarning ozlashtirilishi faqat osimliklarga bogliq bolmay, balki shu ionning tuproqdagi konsentrasiyasiga, uning tuproqdagi siljishiga va tuproq reaksiyalariga bogliq.
Osimliklar tanasidagi elementlarning 95% ni tortta element: uglerod, vodorod, kislorod va azot tashkil etadi. Bu elementlar organogenlar ham deyiladi. Chunki ular osimlik tanasidagi organik moddalarning (oqsillar, yoglar, uglevodlar) asosini tashkil etadi.
Qolgan barcha elementlar- 5% ni tashkil etadi va ular osimlik kuli tarkibiga kiradi. Yani osimliklar kuydirilganda malum miqdorda kul holida qoldiq qoladi. Bu mineral elementlardan iborat. Uning miqdori osimlik turiga va organlariga bogliq. Masalan, otchil osimliklarda, (% hisobida):
Donlarda 3
Poyasida- 4
Ildizida- 5
Barglarida- 15
Yogochchil osimliklarda, (% hisobida):
Poyada- 3
Yogochlik qismida- 1
Tana postlogida- 7
Barglarida-11
bolishi mumkin. Modda almashinuv jarayoni faol bolgan barglarda kul miqdori eng kop (2-15%) bolishi mumkin.
Mineral elementlarning osimliklar tanasidagi miqdori asosida uch guruhga bolinadi:
1)makroelementlar, 2)mikroelementlar,3)ultramikroelementlar.
Makroelementlarga- osimliklar tarkibidlagi miqdori 10-2 % va undan kop bolgan barcha elementlar (N, P, K, Ca, Na, Mg, va boshqalar) kiradi.
Mikroelementlarga - osimliklar tarkibidagi miqdori 10-3-10-5 % bolgan elementlar (Mn, B, Cu, Zn, Mo va boshqalar) kiradi.
Ultramikroelementlarga osimlik tarkibidagi miqdori juda oz (10-6 % va undan kam) elementlar kiradi (Cs, Se, Hg, Ag, Au, Li, Ra).
Osimliklar tanasidagi har bir mineral element malum fiziologik funksiyani bajaradi.
Mineral elementlarning fiziologik ahamiyati. Azot. Azot osimliklar hayoti uchun eng kerakli elementdir. U hayotiy muhim birikmalar - oqsillar, fermentlar, nuklein kislotalar va boshqa bir qator birikmalar tarkibiga kiradi.
Azot osimliklar quruq ogirligining 1-3% ni tashkil etadi. Tabiatdagi asosiy azot manbasi atmosfera tarkibida bolib, uning umumiy miqdori 75,6% tashkil etadi. Bir kvadrat metr yer ostida 8 tonnagacha azot bor. Lekin yashil osimliklar atmosfera tarkibidagi molekulyar azotni bevosita ozlashtirolmaydi. Chunki molekulyar azot ota turgun bolib, uni faol holga otkazish uchun juda katta energiya sarflash kerak.
Biologik yol. Tabiatda molekulyar azotni ammiakkacha qaytaruvchi kopgina organizmlar (mikroorganizmlar va ayrim suv otlari) mavjud. Bular azot ozlashtiruvchi yoki azotofiksatorlar deb ataladi. Azot ozlashtiruvchi mikroorganizmlar ikki guruhga bolinadi: 1) erkin yashovchi azotofiksatorlar, 2) osimliklar bilan simbioz holida yashovchi azotofiksatorlar¹².
Azotofiksatorlar planetamizda yiliga bir necha million tonna erkin azotni qaytarib, ammiakka aylantiradi. Odatda, ammiak osimliklar tanasida aminokislotalar hosil bolishida ishtirok etadi.
Barcha yashil osimliklar mineral azotni ozlashtirish qobiliyatiga ega. Bu asosan tuproq hisobiga sodir boladi. Tuproq tarkibidagi azot asosan ikki holda uchraydi: 1) organik moddalar tarkibidagi azot, 2) mineral tuzlar tarkibidagi azot.
Organik moddalar asosan osimlik va hayvon qoldiqlaridan iborat bolib, ular tarkibidagi azot mikroorganizmlar ishtirokida ammonifikasiya va nitrifikasiya jarayonlar natijasida ozlashtiriladigan holatga otadi.
Tuproq tarkibidagi azotning mineral formasi ammoniy tuzlari (NH4Cl, (NH4)2SO4, NH4NO3 va boshqalar) va nitrat tuzlari (NaNO3, KNO3, Ca(NO3)2 va boshqalar) holida boladi. Bu mineral tuzlar ionlanish xususiyatiga ega ekanligi uchun ham oson ozlashtiruvchi azot manbasini tashkil etadi. Chunki osimliklar azotni tuproqdan kation NH +4 yoki anion NO-3 holatida ozlashtiradi. Bunday erkin azot tuproqlarda uncha kop emas. Masalan, eng unumdor qora tuproqlarning bir gektarida 200 kg/ga yaqin ozlashtiriladigan azot mavjud. Podzol tuproqlarda esa bu korsatkich 3-4 marta kam.
Nitrat anioni NO3- tuproq zarrachalari bilan mustahkam birlashmaydi. Shuning uchun tez yuvilib ketishi mumkin va kop toplanib ham qolmaydi. Nitratlar miqdori tuproqda ayniqsa yoz fasllarida, mikroorganizmlar faollashgan vaqtlarda kop bolishi mumkin. Umuman, ionlarning (NO-3) tuproqdagi miqdori osimliklarning ozlashtirish tezligiga, mikrobiologik jarayonlarning jadalligiga va yuvilish jarayonlariga bogliq.
Osimliklarning kopi nitratlarni yaxshi ozlashtiradi. Nitratlarning ozlashtirilishi bir necha bosqichdan iborat:
Mo Cu Mn
NO3 NO2 NH2OH NH3
Nitrat nitrit gidroksil
Reduktaza reduktaza amin reduktaza

Bu reaksiyalar natijasida hosil bolgan ammiak osimliklarda toplanmay, aminokislotalar hosil bolishida ishtirok etadi.

Umuman, ammoniy tuzlari holatida ozlashtirilgan yoki nitratlarning qaytarilishi natijasida hosil bolgan ammiak, ketokislotalar bilan reaksiyaga kirishib, aminokislotalar hosil qiladi.
Shunday qilib, tuproqdagi ammoniy tuzlaridan yoki nitratlarning qaytarilishi natijasida olingan ammiakning ishtirokida faqat uchta aminokislota: asparat, alanin va glutamat hosil boladi. osimliklardagi qolgan aminokislotalar shu uchta aminokislotadan qayta aminlanish natijasida hosil boladi. Qayta aminlanish reaksiyalari 1937 yilda A.YE.Braunshteyn va M.G.Krisman tomonidan ochilgan edi. Yani fermentlar ishtirokida aminogruppalarning bir molekuladan ikkinchi molekulaga otkazilishi natijasida yangi aminokislotalar hosil boladi.
COOH COOH COOH COOH
CH2 + CO CH2 + CH2
CH2 CH2 CH2 CHNH2
CHNH2 COOH C=O COOH
COOH COOH
glyutamat otquloq sirka a-ketoglutarat aspartat
aminokislota kislota kislota aminokislota
Demak, ammoniy kationi glikoliz va Krebs siklida hosil bolgan organik kislotalar bilan ildizlardayoq reaksiyaga kirishadi va aminokislotalar yoki amidlar holida yer osti qismlariga tarqaladi. osimliklar nitratlar bilan oziqlanganda esa qabul qilingan anion (NO3-) barglarda ozlashtiriladi. Bu jarayonda akseptorlik vazifasini fotosintez va yoruglikda nafas olishning birlamchi mahsulotlari bajaradi.
Umuman, yashil osimliklarda azot ishtirokida hosil bolgan oqsillar miqdori 80-95 %, nuqlein kislotalar 10 %, aminokislotalar va amidlar 5%ni tashkil etadi. Oqsillarning kopi fermentlardan iborat bolib, osimliklardagi metabolitik jarayon reaksiyalarining xarakterini belgilaydi. Oqsillar zapas holda ham toplanadi. Bulardan tashqari azot fosfolipidlar, koenzimlar, xlorofillar, fitogormonlar va boshqa birikmalarning ham tarkibiga kiradi.
Shuning uchun azot boshqa mineral elementlarga nisbatan bir necha baravar koproq ozlashtiriladi. Agar tuproqda azot yetmasa osish ham sekinlashadi, barglar maydalashib, sargaya boshlaydi, ildiz tizimi jarohatlanadi. Gullar va yosh meva tugunlari tokila boshlaydi. Azot juda kam bolsa, osimliklar korib qoladi.
O’g’itlarning fiziologik nordonligi — o’simliklar tomonidan tuz tarkibidagi kationlarni ko’plab yutilishi va natijada muhit reaksiyasini nordonlashuvida namoyon bo’ladi. O’g’itlarning fiziologik ishqoriyligi asosida aksincha, o’siniliklar tomonidan tuz tarkibida ko’proq anionlarning yutilishi yotadi.
Azotli o’g’itlar tarkibidan birinchi navbatda azot o’zlashtiriladi. Shu boisdan barcha ammoniyli tuzlar fiziologik jihatdan nordon, selitralar esa ishqoriy hisoblanadi. Masalan, natriyli seJitra dissosilanganda Na+ va NO3─ ionlarga ajraladi. NO3─ o’simliklar tomonidan tezda o’zlashtiriladi va Na+ tuproqning ishqoriyligini oshiradi. Shuningdek, muhitda gidrolitik ishqoriy tuz─ NaHCO3 yuzaga keladi.
NH4Cl va (NH4)2SO4 kabi tuzlarning dissotsilanishidan hosil bo’ladigan ammoniy kationi o’simliklar tomonidan o’zlashtiriladi. Kislota qoldiqlari eritmani jadal nordonlashtiradi. Ammiakli selitra (NH4NO3) ning dissotsiatsiyasi NH4+ va NO3─ ionlari hosil bo’lishi bilan boradi. NH4+ tezda TSK tarkibiga o’tadi va NO3 tuproqqa nordonlik baxsh etadi. Lekin bu tuzning fiziologik nordonligi unchalik kuchli emas. Kaliyli tuzlarning fiziologik nordonligi yanada kuchsiz. Kaliyga talabchanligi kam bo’lgan arpa va suli kabi ekinlarga kaliyli o’g’itlar mo’tadil, qand lavlagi, kungaboqar va makkajo’xori kabi kaliysevar o’simliklarga fiziologik nordon ta’sir ko’rsatadi (kartoshka, tamaki, zig’ir ham ko’p miqdorda kaliyni o’zlashtiradi). Oziq eritmasining o’z reaksiyasini saqlay olish xususiyati bevosita uning tarkibi bilan bog’liq. Masalan, eritmada Ca(HCO3)2 ko’p miqdorda uchrasa ortiqcha kislota kalsiy bikarbonat bilan ta’sirlashib, kalsiy tuzi, suv va karbonat angidridni hosil qiladi: Ca(HCO3)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O + 2CO2 Bunday eritma muayyan buferlik xususiyatlarini namoyon qiladi. Buferlik qobiliyatiga shuningdek, tuproqning singdirish sig’imi va singdirilgan kationlar tarkibi kuchli ta’sir ko’rsatadi¹³.