Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги термиз давлат университети табиий фанлар факултети тупроқшунослик таълим йуналиши iv-курс туп-117-гуруҳ талабаси

Тупроқ бактериялари. Буктериялар тупроқда энг кўп тарқалган микроорганизмлардан хисобланади. Бир грамм тупроқда миллиардларча бактерия борлиги аниқланган. Бир гектар хайдаладиган ер қатламида яшайдиган тирик бактерияларнинг оғирлик миқдори ўрта хисобда 4 – 5 тоннага боради.
Тупроқнинг типига, маданий холатига ва шунингдек йил мавсумларига кўра бактерияларнинг миқдори хам ўзгариб туради. Одатда тупроқнинг қуйи қатламларига тушган сайин бактреялар сони камая боради. Бактерияларнинг хаёт фаолияти натижасида тупроқдаги органик моддаларнинг ўзгариши ва янги минерал бирикмаларнинг вужудга келиши сингари биокимёвий жараёнлар бўлиб туради.
Тупроқда яшайдиган бактериялар озиқланишига кўра прототроф (автотроф) ва мететроф (гетеротроф) гурухларга бўлинади.
Автотроф бактериялар карбонат ангидрид газидаги углерод билан озиқланади. Бу бактериялар карбонат ангидриддан олган углеродни ўз организмларида органик бирикмага айлантиришда зарур энергияни куёшдан (фотосинтез орқали) ёки айрим минералларнинг оксидланишида ажраладиган кимёвий энергия (хемосинтез) дан олади. Фотосинтез жараёнида фақат ўз таркибида махсус пигмент (бўёқ) моддаси бўлган айрим бактерияларгина қатнашади. Тупроқда асосан хемосинтез жараёнида қатнашадиган бактерия (нитробактерия, олтингугурт бактериялари, темир бактериялари ва бошқа) лар сони анча кўпдир.
Гетеротроф бактериялар органик бирикмалардаги углерод билан озиқланади. Бу бактериялар табиатда жуда кўп тарқалган бўлиб, уларнинг баъзилари айриморганик бирикмаларнигина озиқ ва ўзи учун энергия манбаи ыилиб олади ва шулардан фойдаланилади. Бу буактериялар хаёти учун баъзи бир органик бирикмалар яроысиз, хатто захарли хам хисобланади.
Бу икки гурух (автотроф ва гетеротроф) бактерияларнинг азот манбаига блган муносабатлари хам бир хил эмас. Буларнинг баъзилари (азот тўпловчилар) атмосферадаги эркин азотни, баъзилари (нитрат тўпловчилар) эса аммиакдаги азотни ва айримлари (аммоний тўпловчилар) оқсил бирикмаларидаги азотни тўплаш ва йиғиш қобилиятига эга.
Бактерияларнинг хаёт шароити учун углерод ва азот билан бир қаторда фосфор, калий, кальций олтингугурт ва микроэлементлар (Br, F, Z, J сингари) лар хам зарур.
Бактерияларнинг кислородга бўлган муносабати, яъни нафас олишига кўра баъзи бир гурухлари аэробактерия бўлиб, хаводаги молекуляр холдаги эркин кислородни талаб этади, баъзилари анаэроб бактерия хисобланиб, хаводаги эркин кислородга эхтиёж сезмайди. Анаэроб бактерияларнинг айрим гурухлари эркин кислородли ва кислородсиз шароитда хам хаёт кечира олади.
Тупроқда яшайдиган турли бактериялар хаёт кечириш шароити ва бажарадиган вазифаларига кўра бир - бир–дан кескин фарқ қилади. Қуйида тупроқдаги бактериялар қатнашувида кечадиган энг мухим биокимёвий жараёнлар ва уларни юзага келтиришда иштирок этадиган бактериялар тўғрисида қисқача маълумотлар келтирилади.
Нитрификация. Бунда махсус бактерияларнинг фаолияти таъсирида кетма – кет бўладиган икки хил биокимёвий жараён натижасида тупроқдаги аммиак дастлаб нитрит кислотага, сўнгра эса нитрат кислотага айланади. Аммиакнинг бу хилда оксидланиш жарёни нитрификация дейилади.
Икки босқичда ўтадиган нитрификация жараёни қуйидаги схемада бўлади:
1. Аммиак оксидланиб нитрит кислота хосил бўлади:
2NH₃ + 3O₂ = 2HNO₂ + 2H₂O + 158 ккал
Аммиакнинг оксидланиши нитрит кислота ва Nitrosomonas бактериялари иштирокида кечадиган бикимёвий жараён натижасида вужудга келади.
2. Нитрит кислота оксидланиб, нитрит кислота хосил қилади:
2HNO₂ + O₂ =2 HNO₃ + 48 ккал
Бу жараённинг боришида бактериялардан Nitrobacter иштирок этади.
Нитрификация жараёни натижасида пайдо бўлган азот кислота (нитрит кислота) тезгина тупроқдаги катионлар билан кимёвий реакцияга киришиб Са (NО₃)₂ сингари азот тузларини хосил қилади. Бу хилдаги тузлар сувда осон эриганлиги сабабли ўсимлик илдизларига тез сингади ва ўсимликларни азот билан таъмин этади. Шунинг учун хам нитрификация тупроқдаги энг мухим биокимёвий жараёнлардан бири хисобланади.
Нейтрал ёки нейтралга яқин реакцияли, намлиги ўртача ва температураси 25 – 30 ° бўлган тупроқларда нитрификация жараёни жуда яхши боради. Нитрификация жараёнида қатнашидиган бактериялар аэроб, яъни кислород талаб микроорганизмлардир. Кислотали (рН-6-3) подзол ва ботқоқ тупроқлардан бошқа хамма тупроқларда ана шундай бактериялар жуда кўп учраб, улар иштирокида микробиологик жараёнлар ривожланади.
Демак, азотнинг тупроқда ва умуман табиатда айланиши микроорганизмлар таъсиридаги жуда мураккаб биокимёвий реакция натижаси хисобланади. Табиатда азотнинг ана шундай схемаси расмда келтирилган.
Ерни тобида ишлаш, суғориш унга органик ва минерал ўғитлар солиш, шунингдек ботқоқларни қуритиш сингари агрономик тадбирларни ўз вақтида сифатли қилиб ўтказиш хамда тупроқнинг донадор структурали холатини юзага келтириш каби тадбирлар нитрификациянинг барчаси учун жуда қулай шарт шароит яратади.
Сульфофикация. Таркибида оқсил сақлайдиган органик моддаларнинг хавосиз шароитда парчаланиши натижасида бир қанча бирикмалар, жумладан водород сульфид гази хам хосил бўлади. Бу газ тупроқдаги организмлар, хусусан ўсимликлар учун захарли хисобланиб , бундай газнинг тупроқда кўп тўпланиши, ўсимликларнинг ривожланишига салбий таъсир қилади. Лекин тупроқда бу газ унчалик кўп тўпланмайди, чунки маълум шароитда яшайдиган олтингугурт бактериялари, яъни сулфомонас дейиладиган микроорганимлар таъсирида водород сульфид гази сульфат кислотага айланади. Бу хилда водород сульфид газининг сульфат кислотага ўтиши сульфофикация жараёни дейилади. Ана шундай биокимёвий жараён туфайли водород сульфиднинг оксидланиши натижасида аввал соф олтингугурт, сўнгра эса сульфат кислота хосил бўлади:

I 2H₂S + O₂ = 2H₂O + S₂ + 126 ккал

II S₂ + 3O₂ + 2H₂O = 2 H₂SO₄ + 294 ккал
Олтингугурт бактерияси тупроқда ва сув хавзаларида айниқса кўп миқдорда тарқалгандир. Бу микроорганизмларнинг турли моддаларни оксидлашдаги хизмати катта. Чунки шу биокимёвий жараён туфайли хосил бўлган сульфат кислотаси тупроқдаги Nа, K сингари элементлар билан кимёвий реакцияга киришиб, Nа₂ SО₄, K₂SО₄ сингари сувда осон эрийдиган тузлар хосил қилади.
Бинобарин, бу жараён натижасида ўсимлик олтингугурт элементи билан етарли даражада таъминланади. Шунингдек, олтингугурт (сулфат) кислотаси тупроқдаги сувда қийин эрийдиган тузлар (айниқса фосфатлар) ни осон эрийдиган холатда ўтказади ва натижада ўсимликларнинг озиқланиш шароити яхшиланади.

Олтингугурт бактериялари хаволи шароитда яшайдиган (аэроб) бактериялар бўлганлигидан тупроқда сульфофикация жараёнининг яхши кечишини таъминлаш мақсадида нитрификацияга етарли шароит яратиш учун тавсия қилинган агрономик тадбирларни қўлланиш лозим.

Темир бактерия (Сrenothrix Leptothrex) лар деб аталган микроорганизмлар таъсирида тупроқда темир тузларининг оксидланиши қуйидаги схема асосида бориб, темир (II) – оксиди темир (III) оксидига айланади:
4 FeCO₃ + 6H₂O + O₂= 4Fe(OH)₃ + 4CO₂ + 29 ккал
Бу биокимёвий жараён туфайли вужудга келадиган энергия темир бактериясининг СО₃ дан углеродни ассимиляция қилиш ва органик моддаларни синтезлаш учун фойдаланилади. Баъзи бир темир бактериялари марганец тузларини хам оксидлайди ва бу жараён натижасида темир – марганец бирикмаси хосил бўлади.
Аммонификация. Азотли органик моддалар айниқса оксидларнинг парчаланишидан хосил бўладиган минерал холдаги аммиак (NН₃) юзага келигшини таъминлайдиган микробиологик жараёнларда жуда кўп турдаги аэроб гетеротроф бактериялар қатнашади. Аммонификация жараёни табиатда ва қишлоқ хўжалигида катта ахамиятга эга, чунки бу биокимёвий жараён натижасида хосил бўлган аммиак тупроқдаги хар хил кислоталарга масалан, Н₂ SO₄ билан реакцияга киришганда сульфат тузи қуйидагича 2NH₃ + Н₂SO₄= (NH₄)₂ SO₄ хосил бўлади ва бу туз ўсимлик учун азот манбаи хисобланади. Аэроб гетеротроф бактериялар аммонификация жараёнида қатнашиш билан бирга целлюлоза, лигнин, фенол ва бошқа органик моддалрниоқсиллаш қобилиятига хам эга. Тупроқдаги анаэроб гетеротроф бактериялар иштирокида қуйидаги хилма хил бижғиш жараёнлари юзага келади.
Мойли бижғиш. Бу хил бижғиш табиатда ва жумладан тупроқда жуда кўп бўлиб туради. Анаэроб шароитда органик қолдиқларнинг бижғишидан мой кислота (С₄ Н₈ О₂) хосил бўлади. Углеводларнинг бижғишига қуйидаги мисолни келтириш мумкин:
С₆ Н₁₂ О₆ = СН₃ СН₂ СООН + 2СО₂ + 2Н + 18 ккал
Пектинли моддалар бижғиши. Кўпчилик ўсимлик қолдиқларида учрайдиган ва сувда эримайдиган хамда ўсимлик хужайраларини тўқималарга бириктирадиган пекгин моддаси махсус бактериялар таъсирида мойли бижғиш жараёнига учрайди.
Целлюлозалар бижғиши. Асосан анаэроб бактериялар иштирокида амалга ошади, бижғиш жараёни юқори хароратда содир бўлади.
Денитрификация. Нитрификация сульфофикация сингари дехқончилик учун фойдали микробиологик жараёнлар билан бир қаторда, тупроқда азот элементининг йўқолишига сабаб бўладиган денитрификация жараёни хам бўлиб туради. Ана шундай жараён натижасида тупроқдаги азотли моддалар таркибидаги азот элементи газ холида ажралиб атмосферага чиқиб кетади.
Денитрификация жараёнида содир бўладиган, биокимёвий жараён натижасида нитратлар, карбонат ангидриди, эркин азот ва сувга ажралади:
5C₆ H₁₂ O₆ + 24KNO₃ = 24KNCO₃ + 6CO₂ + 12N + 18H₂O
Тупроқдаги денитрификация билан бир қаторда десульфофикация жараёнининг бўлиши натижасида сульфатлар таркибидаги олтингугурт элементи водород сульфид холига ўтади ва атмосферага чиқиб кетади. Десульфофикация жараёни хавосиз шароитда яшайдигаан бактериялар иштирокида бооради.
Азот ва олтингугурт элементларининг йўқолишига сабаб бўладиган ана шундай микробиологик жараёнлар аэрация шароити ёмон бўлган ва мутлақо хавосиз тупроқ қатламларида яхши кечади. Тупроқ унумдорлигига ва ўсимлик хаётига зарур бўлган азот ва олтингугурт элементларининг бу хилда бехуда йўқолмаслиги учун ерни яхшилаб сифатли хайдаш ва юмшатиб туриш сернам ва ботқоқ ерларни қуритиш, мелиоратив тадбирларни ўтказиш керак.
Азот ўзлаштирадиган бактериялар. Тупроқда эркин яшовчи азото бактериялар ва дуккакли ўсимликлар илдизида яшовчи туганак бактериялар атмосферадаги эркин азотни ўзлаштириб, тупроқни азотга бойитади. Бу хақда агрокимё фанига асос солган машхур рус олими Д.Н. Прянишников шундай: “Дуккакли ўсимликлар атмосферадаги эркин азотни ўзлаштириб, тупроқни азотга бойитувчи минниатюра заводларидир” деган эди. Тупроқда яшайдиган бу хилдаги бактериялар атмосферадаги эркин молекуляр азотни ўз танасида ўзлаштириб, уни мураккаб моддаларга айлантиради. Натижада бу микробиологик жараён туфайли тупроқда азотли моддалар кўпаяди ва тўпланади. Шундай қилиб тупроқдаги азотли органик қолдиқларнинг чириши ва парчаланиши билан бир қаторда, атмосферадаги эркин холдаги азот хисобига хам тупроқда азот сақлайдиган органик бирикмалар хосил бўлади.
Атмосферадаги молекуляр азотни ўзлаштирадиган тупроқ бактерияларининг икки тури, яъни эркин яшовчи аэроб ва анаэроб бактериялар хамда дуккакли ўсимликлар илдизида улар билан симбиоз (биргалик) холда яшайдиган тугунак бактериялар тарқалган.
Тупроқда аэроб шароитда яшайдиган азот ўзлаштирадиган бактерияларнинг хаёт кечириши учун тупроқнинг харорати 25 -30° ва тупроқ мухитининг реакцияси нейтрал бўлиши энг қулай шароит хисобланади.
Таркибида фосфор етарли бўлмаган ва сув хоссалари ёмон хамда кислотали мухитда азотобактериялар яхши хаёт кечиролмайди ёки тамомила нобуд бўлади.
Тупроқдаги азот ўзлаштирадиган бактерияси кислородсиз мухитда хам хаёт кечиради. Бу бактерия ташқи мухит шароитига унчалик талабчан бўлмагани сабабли тупроқда кўп учрайди.
Кислород етарли мухитда ўсаётган дуккакли ўсимликлар илдизида яшайдиган аэроб тугунак бактериясининг тури жуда кўп. Хар қайси дуккакли ўсимлик илдизида ўзига хос тугунак бактериялар яшайди. Ўсимликлнинг тури, тупроқнинг типи ва ўтказиладиган агротехниканинг сифатига кўра, тугунак бактериялари бир гектар экин майдонида бир мавсум давомида 100 – 150 кг гача азотни ўзлаштиради. Бу миқдор азот бактериялари ассимилиясиясидагига нисбатан 3 – 4 баравар кўпдир. Тупроқда азот миқдорини кўпайтириш ва унинг унумдорлигини оширишда азот ўзлаштирадиган тунгунак бактериялар ғоят катта ахамиятга эга. Хароратнинг (18 – 26 °) ва тупроқ мухити реакцияси нейтралга яқин бўлиши тугунак бактериялар учун энг қулай шароит хисобланади.
Тугунак бактериялари ўзлаштирган ва органик бирикма холида бўлган азот улар нобуд бўлгандан кейин парчаланиб, ўсимлик илдизига осон сингадиган азот тузларини хосил қилади.
Аэроб бактериялари тупроқда азот тўплайдиган микроорганизмларнинг энг асосий гурухлари хисобланади. Шунинг учун устки қатлами зичланган ва ботқоқланган тупроқларда бу бактерияларнинг яхши ривожланиши уларнинг яшаш шароитини яхшилаш учун ерни ўз вақтида сифатли ишлаш, органик хамда минерал ўғитлар солиш, суғориш, алмашлаб экишни тўғри амалга ошириш, шунингдек ботқоқларни қуритиш ер шўрини ювиш сингари қатор агротехник тадбирларни изчиллик билан амалга ошириш катта ахамиятга эга.