Өсімдік қандай заттармен қоректенетіндігі мәселесімен өсімдіктер физиологиясы өзінің пайда болған күнінен-ақ шұғылданып келеді. Өсімдіктер тіршілігінде минералды заттармен қоректенудің маңызы өте үлкен, өсімдіктің өсуі мен даму жағдайларына зор әсер етеді. Осы минералды заттармен қоректенуде өсімдіктің негізгі бір ерекшелігін, яғни оның автотрофтығын көреміз. Топырақтан қабылдаған минералды заттарды өсімдіктер органикалық заттарға айналдырады.

Ежелден бері өз заманының ең алдыңғы қатарлы ғалымдарын өсімдіктердің топырақ арқылы қоректенуі ылғи да ойландырған еді. Себебі өсімдіктің топыраққа тәуелділігі бэрінен де гөрі айқын, бәрінен де гөрі күшті байқалады. Топыраққа өсімдік эрқашанда тамырларымен бекінеді және сонымен қатар тамыр оның құрамындағы су мен минералдық элементтерді қоректенуге пайдаланатындығы табиғи нәрсе. Өсімдіктердің су және минералдық элементтермен қоректенуі — күрделі физиологиялық процесс. Түрлі минералдық элементтердің өсімдікке сіңірілуі жөнінде Ван Гельмонт тал ағашының бұтағымен жасаған көптеген тэжірибесінің нэтижесінде қандай қате пікірге келгендігі белгілі. Ол өсімдік өз денесін судан қүрады деген. Бірақ, оның өсімдіктер физиологиясына сіңірген еңбегі өсімдік қабылдаған заттары түпкілікті өзгеретіндігін, одан басқа заттар қүрылатындығын көрсетті. Бұл Аристотельдің сол кезде өте кең тараған — өсімдіктің негізгі қасиеттері олар қоректік заттарды топырақтан дайын күйінде алады деген метафизикалық көзқарасына үлкен соққы еді.

XVIII ғасырдың аяқ кезі мен XIX ғасырдың бас кезінде Тэердің өсімдік коректенуі жөніндегі «гумусты теориясы» ұсынылады. Бұл теорияның пайда болуы ауылшаруашылық тэжірибесіне байланысты еді. Өсімдіктердің шіріндіге бай топырақта жақсы өніп-өсіп, мол өнім беретіндігі айқындала бастады. Шындығында, қара топырақтың құрамына көміртекті органикалық зат — шірінді кіреді; бұл шірінді тыңайтқыштардың ішіндегі маңыздылардың бірі — көңнің де құрамына енеді. Өсімдікте органикалық заттар түзеді. Өсімдік қоректенуі үшін топырақтың органикалық затын керек ететіні және бұл заттың мөлшері топырақ құнарлығының өлшемі екендігіне көз жеткізеді.

Бұл — егіншілікте үзақ уақыт үстемдік етіп келген гумус /шірінді/ деп аталатын теорияны өмірге келтірді. Негізінде өсімдіктер тек қарашірікпен ғана қоректенбейді, оның қүрамында өте күрделі органикалық қосылыстар болады. Өсімдік пайдалану үшін ондай органикалық қосылыстар қарапайым қосылысқа айналуы тиіс. Топырақтың құнарлығы мен түсі арасында байланыс бар екендігін еске ала отырып, ол өсімдік топырақтан тек органикалық заттарды ғана қабылдайды деген үғымға келеді. Сондықтан өсімдіктің қоректену процесін Тэер өз қорытындысында эксперименталдық зерттеу арқылы дәлелдеген жоқ еді. Сол себепті өсімдіктің қоректену процесін Тэер теориясы түрғысынан қарағанымызда, өсімдікке минералды зат бергенде, оның өнімінің артатындығын түсіндіру қиын соққан болар еді. Бүл теория XIX ғасырдың орта шеніне дейін жалпы биология ғылымында кең өріс алып, үстем болды.

1840 ж. Ю. Либихтің өсімдік қоректенуі жөніндегі «минералды теориясы» тарай бастады. Бұл теория бойынша топырақтың қүнарлығы минералды түздың көптігіне байланысты. Либихтің ойынша, өсімдік өзіне керекті азотты заттарды ауадағы аммиак, көмір қышқылды аммоний есебінен қамтамсыз етеді.

Либихтің «қайтару заңы» бойынша — көң орнына топыраққа жүмсалған минералды түзды қайтару керек. Либихтің зерттеулері өсімдіктің минералды заттармен қоректенуіне зерттеушілердің көңілін аударып, қазіргі тыңайту жөніндегі мағлүматтардың негізін қалауға эсерін тигізеді. Либихтің негізгі қателіктері: өсімдіктің азотты ауадан алатындығы, өсімдікке минералды тұздардың енуі таза механикалық жолмен — транспирация нәтижесінде сорылу арқылы жүреді деп қарауы. Буссенго тәжірибелерінің нәтижесінде өсімдік тек минералды элементтерді ғана емес, сонымен бірге азотты да топырақтан алатындығы анықталды. Бұршақ тұқымдас өсідіктердің азот жинақтаушылық қасиетіне бірінші көңіл аударған да Буссенго болатын. Кейіннен ол азот жинақтау бұршақ өсімдіктері мен симбиозда өмір сүретін тамыр түйір бактериялар арқылы жүретіндігін ашты.

Минералды теорияньң кейбір қателіктерінің ұлғаюы «құнарлылықтың төмендеуі заңын» құруға әсер етеді. Бұл реакциондық заң Мальтустың «халықтың тығыздығы» жөніндегі теориясының шығуына жағдай жасады. Бүл теория бойынша қоғамдағы адам геометриялық прогрессия жолымен, ал оған қажетті өнімдер арифметикалық прогрессия жолымен өседі. Сондықтан халық саны мен оған қажетті өнім мөлшері арасында үлкен алшақтық пайда болады деп есептеді. Мальтустық теория тіпті ауық-ауық соғыстың болуын халықтың санын кемітудің заңды құбылыстарының бірі ретінде қарастырды. В. И. Ленин «құнарлықтың төмендеуі» заңының ғылыми тұрғыдан дұрыс емес екендігін талдап көрсеткен болатын. Бұл жалған заңға В. Р. Вильямстың ілімі де қатты соққы берді. Минералды теория жасыл өсімдіктердің минералды заттармен қоректенуіндегі микроорганизмдердің қандай рөл атқаратындығын ескермеген.

Топырақ туралы ғылымның негізін қалаушылар В.В. Докучаев, С.П.Костычев, В.Р.Вильямстер өсімдіктердің қоректенуіндегі негізгі факторлардың бірі көпжылдық өсімдіктер мен микроорганизмдер екенін көрсеткен еді. 1 га жердің айдал атын қабатында 6-7 тонна микроорганиздер кездеседі. Бұл организмдердің тіршілік өнімдерінің маңызы өте зор. Күрделі құрылысты органикалық қалдықтарды ыдыратудан басқа, олардың синтездеу өнімдерінің де рөлі өте күшті. Мысалы: витаминдер /В,, В2, В6, В]2/, антибиотиктер, ферменттер, органикалық қышқылдар. Қазіргі уақытта жасыл өсімдіктер тек қарапайым минерал-ды тұздарды ғана емес, сонымен қатар микроорганиздердің күрделі тіршілік өнімдерін де қабылдайтындығы толық дэлелденді. Бұл биологиялық активті заттар өсімдіктің түрлі процестеріне күшті әсер етеді.

Микроорганизмдердің табиғаттағы айналыс заттарында да атқаратын қызметі өте күшті. Өсімдіктердің тамыр системасы орналасқан топырақтағы микроорганизмдер немесе бактериялардың саны оның айналасындағы топырақтағы микроорганизмдердің санымен салыстырғанда 10-100 есе көп болады. Өсімдіктердің тамыр системасының сыртқы жағында органикалық қалдықтар мен тіршілік жағдайына керекті заттар көп-ақ.

Топырақ қүнарлылығын қүрудағы микроорганизмдердің рөлін анықтауда атақты орыс ғалымы С.Н. Виноградскийдің еңбектерінің маңызы зор. Мысалы, азот жинақтаушы, нитрофикациялаушы бактериялардың табиғатын көрсетуі. Екінші сөзбен айтқанда, атмосферадағы бос азотты жоғары сатыдағы өсімдіктердің бактериялармен симбиоздық / селбескен/ түрде ассимиляциялауы.

Симбиоздық /селбескен/ жолмен қоректенетін өсімдіктерге мысал ретінде бүршақ түқымдас өсімдіктер/ беде, жоңышқа жэне т.б./мен түйнек /азот жиғыш/ бактериялары жас тамырдың сыртқы паренхимималық клеткалардың араларына немесе олардың ішіне еніп алып, бос жүрген азотты өзіне сіңіріп, оны азот тұзына айналдырады. Бұршақ тұқымдас өсімдіктердің жас тамырларының қабығынан үлкенді-кішілі көлемі бар, жай көзбен көруге боларлықтай түйнектелген бүртіктер өсіп шығады. Тамыр түктері арқылы ішіне сол топырақта болатын арнаулы бактерия түрінің енуінен тамыр түйнекшелері пайда болады. Бактерия енген тамырдың перицикл қабатының клеткалары жедел бөліне бастайды, осының салдарынан сол арада түйнекшелер пайда болады да, оның ішіне бактериялар ұялайды.

Тамыр түйнекшелерінің пайда болуына себеп болатын бактериялардың бірнеше түрлері бар, оларга жоғарыда айтқан азот бактериялары жатады. Бұлардың бір қасиеті — топырақтан өсімдіктің тамыр қабығының клетка аралық қуыстарына енген таза азотты өзіне сіңіріп, оны азот қосындысына айналдырады. Осыдан тамыр түйнекшелері шатынайды да, оның ішіндегі азот қосындысымен бірге бактериялар да сыртқа — топыраққа шығады. Осыдан соң бұл арадағы тірі бактериялар жас тамырлардың қабығына қайта кіріп, ондағы азотты да қосынды түріне айналдыра бастайды. Түйнекшелер жарылғанда сыртқа шыққан азот қосындысы мен өлген бактериялары топырақта жинала береді. Осы азот қосындылары суда жақсы ериді, оны өсімдіктер өзіне сіңіреді де, онымен қоректенеді. Бұл сияқты азот қосындылары топырақтағы тыңайтқыш ретінде өсімдіктің өнімін әлдеқайда, кейде 100%-ға дейін арттырады. Сондықтан тамырына азот жиғыш бактериялар үялайтын өсімдіктерді жасыл тыңайтқыш ретінде ауыспалы егісте пайдаланады. Бактерия жасаған азот қосындысымен жасыл өсімдік қоректенеді де, азот бактериялары сол өсімдік тамырының соңғы қабығындағы органикалық зат ерітіндісімен қоректенеді. Сонымен бір клеткалы азот бактериялары мен көп клеткалы жасыл өсімдіктердің кейбір түрлері өзара бірін-бірі қоректендіріп, тіршілік ете береді, көбейеді. Мұны екі организмнің селбесуі немесе симбиоз деп атайды. Бұл — жасыл өсімдіктердің ішіндегі эсіресе бүршақ тұқымдастарга тән қасиет. Тамыр түйнекшелерінде болатын азот жиғыш бактериялардың бір түрі барлық бұршақ түқымдас өсімдіктер тамырында түйнек түзе бермейді. Әр өсімдіктің түріне қарай өзінше бактериялары болады. Мысалы, беденің тамырьінда — біреуі, соянікінде — екіншісі, бұршақтікінде — үшіншісі, т.б. Сондықтан, егер бұршақ тұқымдас дақылдың бір түрі бұрын өсірілмеген жерге егілетін болса, оның тұқымымен қоса сол араға азот бактериясынан әдейі жасалған препарат себеді. Мұндай препарат нитрагин деп аталады. Бұл қосылыс бұршақ тұқымдас өсімдіктердің төменгі ағыс жолымен тамырға келген органикалық заттардың ерітіндісімен сол бактериялар қоректенеді. Бұршақ тұқымдас өсімдіксіз бактериялар, бактериясыз бұршақ тұқымдас өсімдіктер өмір сүре алмайды.Сөйтіп, топырақта, ауада және лас суда мыңдаған және миллиондаған микроорганизмдер бар. Мысалы, далалы жердегі айдалып, егін егіліп жүрген топырақтың 1 грамында 60 млн. микроорганизм болады екен. Бұлар топырақтың пайда болу процесі мен егістіктердің, жайылым жэне шабындық жерлердің сапа көрсеткіші болып саналады. Топырақта микроорганизмдердің көптігін мына кестеден көруге болады.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *