Agrokimyo va agrotuproqshunoslik

2.5 Fotosintez jaroyni va uning bosqichlari
Fotosintez bu yorugʻlik energiyasining uglevod shaklida kimyoviy energiyaga aylanishi jarayonidir. Yorugʻlik energiyasi orqali amalga oshadigan ushbu jarayonda glyukoza molekulalari (yoki boshqa molekulalar) suv va karbonat angidriddan hosil boʻladi va qoʻshimcha mahsulot sifatida kislorod ajraladi. Glyukoza (uglevod) molekulalari organizmni ikki muhim manba: energiya va organik uglerod bilan taʼminlaydi.
Energiya. Glyukoza molekulalari hujayra uchun quvvat manbai boʻlib xizmat qiladi: ulardagi kimyoviy energiya hujayraning nafas olishi va fermentatsiya jarayonlari orqali ajratib olinadi. Ushbu jarayonlar orqali kichkina energiya tashuvchi molekula adenozin trifosfat molekulasi – \text{ATF}ATFstart text, A, T, F, end text hosil boʻladi. Hujayra energiyaga ehtiyoj sezganda ATF molekulalari parchalanadi va energiya ajralib chiqadi.
Fiksatsiyalangan uglerod. Karbonat angidriddagi uglerod anorganik uglerod boʻlib, u organik molekulalarga birlashishi mumkin; ushbu jarayon – uglerod fiksatsiyasi, hosil boʻlgan organik uglerod esa fiksatsiyalangan uglerod deb ataladi. Fotosintez jarayoni davomida fiksatsiyalangan va qand moddalariga birikkan uglerod hujayra ehtiyojlariga qarab organik molekulalarning boshqa turlarini hosil qilishda foydalanilishi mumkin.
Fotosintez jarayonida quyosh energiyasi yigʻilib, glyukoza molekulalari suv va karbonat angidriddan foydalangan holda kimyoviy energiyaga aylantiriladi. Ikkilamchi mahsulot sifatida kislorod hosil boʻladi.


Yorug'lik bosqichi reaksiyalriva Kalvin sikli
Fotosintez oʻsimliklar bargida juda ham koʻp bosqichlarda sodir boʻladi, lekin bu reaksiyalarni ikkita katta guruhga ajratish mumkin: yorugʻlik bosqichi reaksiyalari va Kalvin sikli.
Yorugʻlik bosqichi reaksiyalari tilakoid membranalarida sodir boʻladi va doimiy yorugʻlik energiyasi taʼminotini talab qiladi. Xlorofillar bu yorugʻlik energiyasini yutib, uni ikki xil birikma: \text{ATF}ATFstart text, A, T, F, end text – energiya saqlovchi molekula va \text{NADFH}NADFHstart text, N, A, D, F, H, end text – elektron tashuvchi molekulalarni hosil qilish orqali kimyoviy energiyaga aylantiradi. Bu jarayon davomida biz nafas oladigan kislorod ham suv molekulalaridan ajratib olinadi.
Kalvin sikli – yorugʻlik ishtirokisiz amalga oshuvchi reaksiyalar yoki qorongʻilik bosqichi reaksiyalari deb ham ataladi. Ushbu jarayon xloroplastning stroma deb ataluvchi qismida amalga oshadi va toʻgʻridan toʻgʻri yorugʻlikni talab qilmaydi. Balki Kalvin sikli karbonat angidridni oʻzlashtirish uchun yorugʻlik bosqichi reaksiyasi mahsulotlari ATF va NADFHdan foydalanadi hamda uch uglerodli qand modda – glitserinaldegid-3-fosfat (G3F) molekulalarini hosil qiladi. Bu molekulalardan esa glyukoza hosil boʻladi.
Umuman olganda, yorugʻlik bosqichi reaksiyalarida yorugʻlik energiyasi kimyoviy energiya shakliga oʻtadi hamda ushbu kimyoviy energiya \text{ATF}ATFstart text, A, T, F, end text va \text{NADFH}NADFHstart text, N, A, D, F, H, end text molekulalari koʻrinishida vaqtinchalik saqlanadi. \text{ATF}ATFstart text, A, T, F, end text molekulalari parchalangach, energiya ajratib chiqaradi, \text{NADFH}NADFHstart text, N, A, D, F, H, end text molekulalari esa karbonat angidrid molekulalarini qand moddalarga aylantirish uchun elektronlarini beradi. Oxir-oqibat yorugʻlik shaklidagi energiya qand moddalari hosil qilgan bogʻlarda kimyoviy energiyaga aylanadi.
Yuksak o'simliklar avtotrof organizimlardir, ularning o'zi mineral birikmasi hisobiga organik moddalar sintez qiladi
1. Fotosintez o’simliklarda organik moddalar hosil bo’lishiga olib keladigan asosiy jarayondir, bundan o’simlik bargi orqali quyosh energiyasi kimyoviy energiyaga aylanadi, bu esa S02 va suvdan sintez bo’lishida foydalaniladi.Mahsulot sifatida oddiy uglevodlar hosil bo’lishiga olib boradigan fotosintezning umumiy tenglamasi quyidagicha bo’ladi:
6SO2 Q6 N2O S6N12O6Q6O2Q2874 kj
Keyingi o’zlashtirishlar natijasida o’simliklar oddiy uglevodlardan ancha murakkab uglevodlar, boshqa azotsiz organik birikmalar hosil qiladi. O’simliklarda aminokislotalar oqsil va boshqa azotli organik birikmalarning sintezi azotning (shuningdek fosfor va oltingugurtli) mineral birikmalar va oraliq almashinish mahsulotlari sintezlanish va parchalanish mahsulotlari uglevodlar hisobiga amalga oshadi. Fotosintez intensivligi va mineral oziq elementlari bilan ta’minlanganlik darajasiga bog’liq. Fotosintezda o’simliklar barglari orqali atmosferadan o’tgan SO2ni o’zlashtiradi. SO2 ning ozgina qismigina o’simlik ildizlari orqali yutilishi mumkin.
Koʻplab oʻsimliklarning barglari yuzasida ogʻizchalar deb nomlanadigan maxsus teshiklar bor va ular mezofill qavatiga karbonat angidrid kirib, kislorod chiqishini taʼminlaydi.
2. Tuproqda azot va kul elementlari ildiz sistemasining yuzasidan ionlar holida yuritadi masalan azot anion NO3-va kation NH4+ holida yuritiladi o’simlik ildiz nafas olishida ildiz yuzasidan ionlar tuproq eritmasi ionlari bilan almashtirib o’simlikka o’zlashtiriladi.
Dukkakli o’simliklar tugunak bakteriya bilan simbioz holida yashab atmosferadan molekulyar azo tli ham o’zlashtira oladi.
O’simliklar ionlarni faqat tuproq eritmasidan o’zlashtirish bilangina qolmay, qolloidlarga yutilgan ionlarni ham o’zlashtiradi. Bundan tashqari o’simlik tuproqlarning kattik fazasiga aktiv ta’sir etib (ildizdan ajralib chiqadigan, tarkibida karbonat kislota, organik kislotalar va aminnokislotalar bo’lgan moddalarning erituvchilik xususiyati tufayli), zaruriy oziq moddalarni o’zlashtiriladigan shaklga aylantiradi.
Ildizning nafas olish jarayonida ildiz tolalar yuzasida joy lashgan ionlar (H+,HCO3) tuproq eritmasi bo’lgan ionlarga
(K+,Na+,Ca2+,Mg2+,NH4+,H2PO4,SO2-,NO3) almashlab o’simlikka o’zlashtiradi.
3. O’simliklarni oziqlantirish uchun tuproq eritma-sida.Ca2+,NH4+,K+,NO3-,H2PO4 ionlarning bo’lishi, tuproq eritmasi doimiy ravishda tuyinib turishi ahamiyatga ega. Tuproq eritmasida mineral birikmalardan NSO3,S2-, SO2-, H2PO4 aionlari va K+,Na+,Ca2+,Mg2+,NH4+ kationlar bo’lishi mumkin.
O’simlik tanlash hususiyatiga ega va tuproq erit-masidan kerak bo’lgan ionlarni o’zlashtiradi. Birok bir element tuproq eritmasida bulmasa, salbiy ta’sir etadi.SHuning uchun tuproq eritmasida doimo kation teng ravishda yoki Muvozanatlashgan holda bo’lishi kerak, o’g’it solishda shuni hisobga olish kerak. Tuproq eritmasida kationlar va anionlarning fizi ologik tengligi bo’lishi muhim. O’g’it solingan O’simlik-larning kationi va anionlarni tanlash yo’tishiga qarab tuproq muhiti fiziologik kislotali yoki ishkoriy bo’ladi.O’simlik tuproq eritmasidan kationlarni ko’p o’zlashtirsa fiziologik kislotali tuzlar hosil bo’ladi.
(NH4)Cl, (NH4)2SO4 KCL, K2CO4, (NH4)2CO3 NH4NO3).
Bu tuzlar tuproqni kislotali muhitga aylantiradi.
4.O’simlikning oziq moddalarni yutishi ko’p darajada tuproqning xossalarida tashqi muhit sharoitiga bog’’liq eritmasining muhiti o’simlikka ionlar o’tish va moddalar almashuviga ta’sir kursatadi ildizlar normal rivojlanishi uchun eritmasidagi ionlar nisbati ahamiyatga ega.Tuproq aeratsiyasi yaxshi bo’lmaganda, past temperaturada, tuproqda namlik o’tishi sezilarli darajada kamayadi. Ildizlarning normal rivojlanishi uchun tuzlar eritmasidagi ionlar nisbati, eritmaning fiziologik muvozanatlashganligi ham muhim ahamiyatga ega. Ildizlar ko’p tuzli eritmada yaxshi rivojlanadi.
Masalan: Ca2+ kontsentratsiyalarda Ca2+ K+Na+yoki Mg2+ionlarning ortikcha miqdorda kirishini tuhtatadi va aksincha. Shunday antogonistik munosobatlar K+ va Na+K+va NH4+ va boshqa ionlarda ham bo’ladi.
5.O’simliklar oziqlantirishda mikroorganizmlarning ahamiyati katta mikroorganizmlar tuproqdagi organik moddalarni parchalab mineral holatga o’tkazadi.Hamma mikroorganizmlar ham o’simlik uchun foydali bo’lavermaydi.Lekin somonli, go’ng solinsa mikroorganizmlar tez ko’payadi. Ilgari immobilizatsiyalashgan azotning keyingi minerallashuvi ancha sekin bo’ladi. Madomiki shunday ekan, foydali mikroorganizmlarning rivojlanishi uchun qulay va zararli mikroorganizmlar uchun noqulay sharoit yaratish kerak.