1. O’quv materiallar ma’ruzalar mavzulari: 1-Modul. Fanning predmeti va uslublari

7-Ma’ruza: Oltingugurt, fosfor va temirni tabiatda aylanishida mikroorganizmlarni roli
Reja:
1. Oltingugurt birikmalarining biologik tsikli.
2. Fosfoorganik birikmalar o’zgarishi
3. Tarkibida temir bo’lgan organik birikmalarning minerallanishi
Oltingugurt ozuqa elementlaridan zaruriysidir. Tuproqda oltingugurt asosan sulfat (kaliy sulfat, kaltsiy sulfat, natriy sulfat, ammoniy sulfat) va sulfid (temir, natriy, rux va boshqa elementlar sulfidlari) holatida uchraydi. Oltingugurt oqsil tarkibiga kiruvchi metionin, tsistin, tsistein aminokislotalari tarkibiga kiradi va oqsil sintezida sulfagidrid boglari yordamida aminokislotalar birikishini vujudga keltiradi. Bu oqsillar o’simlik, hayvon va mikroorganizmlar hujayralarida mavjuddir.
Oltingugurt bakteriyalari tabiatda juda ko’p tarqalgan bo’lib, ularni tuproqda, botqoqlik joylarda, ko’l xavzalarida uchratish mumkin. Ular tuproqqa o’simlik va hayvonlarning turli xil qoldiqlari bilan tushadi. Bu qoldiqlarning tuproqda parchalanishi natijasida H₂S ning ajralib chiqishi tuproqdagi oqsilning parchalanishiga bog’liq. Buning sababi oqsil tarkibida har turli aminokislotalar bo’ladi. Tuproqdagi oqsillarni chirituvchi bakteriyalar parchalab vodorod sulfid hosil qiladi. Hosil bo’lgan vodorod sulfid oltingugurt bakteriyalari ishtirokida oksidlanib, pirovardida oltingugurt, sulfat kislota va suv hosil bo’ladi.
Tabiatda oltingugurt bakteriyalarning ahamiyati katta. Masalan, oltingugurt bakteriyalari suvda to’plangan zaharli vodorod sulfidni oksidlab suvni va atrof muhitni tozalaydi va shuningdek, qishloq ho’jaligida tuproqdagi o’simlik o’zlashtira olmaydigan oltingugurtni oksidlab, o’simlik o’zlashtira oladigan holga keltirib beradi. Oltingugurt bakteriyalari asosan ikki gruppaga bo’linadi. 1) rangsiz 2) rangli.
Rangsiz oltingugurt bakteriyalarining diametri 50 mikrongacha bo’ladi, ular bir va ko’p hujayrali bo’lib tion bakteriyalari deyiladi. Ular ipsimon bo’lib, maxsus shilimshiq yostiqchalar yordamida suv ostidagi har hil narsalarga yopishib yotadi.
Rangli oltingugurt bakteriyalari pigment hosil qiluvchi oltingugurt bakteriyalari deyiladi. Ularning hujayralarida maxsus pigmentlar bo’ladi, shuning uchun ham ular bakteriopurpurin nomini olgan. Tarkibidagi qizil pigment ularning tovlanib ko’rinishiga sabab bo’ladi. Purpur bakteriyalari vodorod sulfidni sulfat kislotasigacha oksidlaydi. Qizil pigmentli oltingugurt bakteriyalari ikki usulda organik moddalarni sintez qiladi.
Xemosintez va fotosintez. Oltingugurt bakteriyalarining shakli boshqa bakteriyalardan bir oz farq qiladi. Ular suv o’tlarining shaklini eslatadi. Oltingugurt bakteriyalari kattaligiga qarab ha bir-biridan farq qiladi.
Rangsiz oltingugurt bakteriyalari rangli oltingugurt bakteriyalariga nisbatan bir necha barovar katta bo’ladi. Oltingugurt bakteriyalarining shakllari ham har hil bulib, ular orasida mayda tayoqchasimon, vibrionga o’hshash va spiralsimon bakteriyalar ko’p uchraydi. Bakteriyalar tanasida oltingugurt tomchi shaklida to’planadi. Ularning tanasidagi tomchi shaklida yig’ilgan oltingugurt boshqa bakteriyalardan farq qiladigan belgisi hisoblanadi.
O’simliklar oziqlanishidagi ahamiyati bo’yicha fosfor azotdan keyin ikkinchi o’rinda turadi. Fosfor tuproqda, o’simliklarda va mikroorganizmlarda, organik va anorganik birikmalar tarkibida uchraydi. Tuproqda fosfor har xil holatda bo’ladi. 1.Kaltsiy fosfatlar (apatit, oksiapatit, ftorapatit, fosforitlar) fosfat yoki temir oksifosfati (vivianit) holdagi birlamchi minerallar uchraydi. 2. Har xil tuproqlardagi fosforning 25-28% ni organik shaklda uchrab, tuproq organik moddasining 0,5-2% gacha miqdorini tashkil etadi. Tuproqga fosfor o’simlik, hayvon qoldiqlari va mineral o’gitlar orkali kiradi. Qishloq xo’jalik o’simliklari tarkibida 0,05-0,5% fosfor bo’ladi.
O’simliklarda ham hayvonlardagi kabi organik formada (fitin, fosfolipidlar, NK, ATF va x.k.) mavjud bo’ladi. Azot, oltingugurtlar to’qimalarda qaytarilgan shaklda uchrasa, fosfor fosfatlar holida oksidlanishgan shaklda uchraydi.
Organik shakldagi fosfor parchalanishini Psevdomonas, Batsillus avlodiga mansub bakteriyalar, Penitsillium, Aspergillus, Rizopus, Trixotekium, Alternariya avlodi vakillari, aktinomitsetlar va boshqa mikroorganizmlar amalga oshiradilar. Organik moddalarni parchalanish jarayonida o’z hujayralarida ma’lum miqdorini olib qoladilar. SHuning uchun fosfor yetishmaydigan tuproqlarga fosforning organik shaklini kiritishi o’simliklar fosforlik oziqlanishini yaxshilaydi.
Tuproqdagi anarganik fosforning ko’pchiligi erimaydigan shaklda bo’ladi. Apatit, oksiapatit, fosforit (neytral va ishqoriy reaktsiyali tuproqlarda uchraydi) alyuminiy va temir fosfatlar (kislotali tuproqda uchraydi) birikmalar jumlasiga kiradilar. Bu minerallar o’simlikga o’zlashtirilmaydi. SHuning uchun mikroorganizmlar faoliyati juda axamiyatlidir. CHunki ular ana shu minerallarni o’simlik o’zlashtiradigan xolatga aylantirib beradilar. Bunday mikroorganizmlarga bakteriyalar, aktinomitsitlar, zamburuglarni Pisevdovmonas, Betsilllus, Mikrokokus, Muobakterium, Penitsellium, Aspergilus avlodi vakillari kiradilar. Fosforning menerallari parchalanishi tuproqda SO2 va xar xil kislotalar xosil bo’lishi bilan bog’langandir.
Tuproqda mikroorganizmlar nafas olish, bijg’ish jarayonlaridan ajralib chiqan SO2 fosfatlarni eruvchan gidrofosfatlarga aylantiradi va ularni o’simliklar o’zlashtiradilar. Ba’zi xolatlarda fosfatlarni nitrifikattsiyalovchi bakteriyalar faoliyati natijasida xosil bo’lgan nitrit kislota xam eruvchan xolatga aylantirib bera oladilar. Bularning xammasi o’simlikka fosforning o’zlashtirilishini yaxshilaydi, o’sishi, rivojlanish kuchayib xosildorlik oshishiga olib keladi.
Temir kam miqdorda bo’lsa xam xamma tirik organizmlar uchun eng zarur element. Inson qonidan boshlab mikroorganizmlardagi nafas olish fermentlarigacha temirga muhtoj. CHunki bu element oksidlanish qaytarilish amalga oshishiga eng moyil element. Temir o’z valentligini oson o’zgartirib +2 va +3 valentlikka aylana olish qobiliyati, oksidlanish qaytarilishda, ya’niy elektron chiqarib yuborish va qabul qilishda juda ahamiyatli. Tuproqda temir organik va anorganik shaklda bo’ladi. Organik shakli fermentlaridan katalaza, perioksidaza, temir tsitoxroloksidaza, temirporfirinlik birikmalari tarkibida bo’ladi. Ko’pchilik xemosroganogeteretrof (bakteriya, aktinomitsitlar, zamburuglar) temirni minerallashtirish qobiliyatiga egalar. Bular ta’sirida aerob sharoitida temir organik birikmalaridan ajralib chiqadi va temir oksidi gidratlarni hosil qilib cho’kmaga o’tadi. Ammo, bu jarayon mikroorganizmlarning temirga emas, u bilan birikma hosil qilgan organik moddaga ta’siri natijasida sodir bo’ladi.
Temir bakteriyalar asosan suv havzalarida, botqoq yerlarda, qisman tuproqlarda uchraydi. Temir bakteriyalari tabiatda ucharydigan ikki valentli temir va marganets tuzlarini oksidlab, uni uch valentli birikmalarga aylantirishda ishtirok etidi. SHuning uchun ham qishloq xo’jaligida temir bakteriyalari muhim ahamiyatga ega. Tuproqda temir va marganets yetishmasa o’simlikning rivojlanishi va hosildorligiga salbiy ta’sir qiladi. Temir bakteriyalari uzunchoq, shilimshiq qin bilan o’ralgan ipsimon shaklda bo’ladi. Ularning shilimshiq qinlarida temir gidroksidi to’plpngan bo’ladi.
Temir bakteriyalari o’zlarining kattaligi, tanalarida donachalarning mavjudligi va shoxlanish xususiyatlari, spiralga o’xshab buralgan lenta hosil qilishiga qarab boshqa bakteriyalardan farq qiladi. Odatda ularning uzunligi 1 sm gacha bo’lib, yo’g’onligi 2-3 mikron keladi.
Temirning oksidlanishida bevosita yoki bilvosita ishtirok etuvchi mikroorganizmlar xilma xildir. Suv xavzalarida yashovchi bakteriyalarning Blastokaulis avlodiga, tuproqdagi Seleberna avlodiga, ipsimon bakteriyalarning Leptotripks, Krenotriks avlodiga mansub. Leptotrikslar 2 valentlik temir birikmalarini gidrolizlab, aerob sharoitida ulardan 3 valentlik temir birikmalarini hosil qiladilar. Galeionella avlodi vakillari o’zlaridan kolloid holatida temir oksidi gidratlarini chiqazadilar. Xemolitoavtotrof Giobatsillus ferroksidanis ham oksidlash qobiliyatiga ega bo’lib, 2 valentlik temirni 3 valentlikka aylantiradi. Mikroorganizmlar boshqa elementlarni ham oksidlash qobiliyatiga egadirlar. Masalan: metallogenium silibiotikum aerob sharoitida marganets oksidlaydi va x.k.
Nazorat uchun savollar:
1. Oltingugurt birikmalarining biologik tsikli?
2. Fosfoorganik birikmalar o’zgarishi?
3. Tarkibida temir bo’lgan organik birikmalarning minerallanishi?