klasa e 7-të.

Mësim______

Tema: Formimi i substancave organike në një bimë.

Qëllimi i mësimit : të krijojë të kuptuarit e nxënësve për formimin e substancave organike në një bimë.

Detyrat:

Oarsimore : do të përsërisë njohuritë e nxënësve për strukturën e jashtme të një gjetheje, shumëllojshmërinë e gjetheve. Shpjegoni konceptet e "klorofilit", "fotosintezës", "ushqyerjes së bimëve", njohin studentët me procesin e formimit të substancave organike dhe kushtet për formimin e tyre;me kuptimin e gjetheve për bimët,rëndësia e bimëve të gjelbra për jetën në Tokë.

në mënyrë korrektuese - zhvillimi: zhvillimi i të folurit koherent, pasurimi i fjalorit me koncepte të reja, zhvillimi i operacioneve mendore (aftësia për të krahasuar, përgjithësuar, nxjerrë përfundime,vendosin marrëdhënie shkak-pasojë); - arsimore: kultivoni një qëndrim të kujdesshëm ndaj natyrës,nxisin tek fëmijët ndjenjën e përgjegjësisë për gjendjen e mjedisit.

Lloji i mësimit - të kombinuara.

Forma e organizimit: mësim i lezetshëm.

Pajisjet : kompjuter, prezantim me temën “Formimi i substancave organike”, pajisje laboratorike për demonstrimin e eksperimenteve, detyra për testim individual, kartela me materiale dhe detyra edukative, fletore për teste, herbarium, tekst mësimor Biologjia e klasës së 7-të.

1. Momenti organizativ.

Kontrollimi i gatishmërisë së nxënësve për mësimin. Gjendja psikologjike.

Fillimi i mobilizimit.

Duke dalë nga sythat

Ata lulëzojnë në pranverë,

Në verë ata shushurijnë

Në vjeshtë ata fluturojnë.

2. Kontrollimi i detyrave të shtëpisë. “Struktura e jashtme e gjethes. Shumëllojshmëri gjethesh.

A). Sondazh frontal:

Çfarë është një gjethe?

Nga cili organ i embrionit zhvillohet?

Cila është struktura e jashtme e gjethes?

Si mund të ngjitet një fletë?

Cilat lloje të ventilimit njihni?

Cilat bimë kanë damarë harkore dhe paralele?

Cilat bimë i përkasin ventilimi me rrjetë?

Cila është rëndësia e venave në jetën e bimëve?

Cilat gjethe quhen të thjeshta dhe cilat të përbëra?

b). Puna me karta.

Karta "Struktura e jashtme e gjetheve, shumëllojshmëria e gjetheve"

1. Plotësoni fjalitë:

Një gjethe është _________________________________________________________________

2. Nga se përbëhet gjethja? _________________________________________

3. Përcaktoni venimin e gjetheve

4. Cilat gjethe quhen të thjeshta?

5. Cilat gjethe quhen të përbëra?

__________________________________________________________________________________________________________________________

6. Lidheni me shigjeta:

Gjethet e thjeshta Gjethet e përbëra

V). Puna me herbariumin. Punë e pavarur

Tani ju duhet të përfundoni detyrën. Ekzaminoni gjethet e bimëve, studioni pamjen dhe formën e gjethes, përcaktoni llojin e mbytjes. Paraqisni të dhënat e studiuara në një tabelë.

Emri i bimës

Forma e gjethes

E thjeshtë apo komplekse

Lloji i ventilimit

Klasa

Mështeknë

Trëndafili

zambak lugjeve

Plantain

Mësuesi/ja kontrollon detyrën e kryer së bashku me nxënësit.

3. Përditësimi i njohurive për temën e mësimit.

Rrënjët u japin bimëve vetëm ujë dhe kripëra minerale, por bimët gjithashtu kanë nevojë për substanca organike për rritjen dhe zhvillimin normal. Nga vijnë këto substanca në bimë? Shumë shkencëtarë janë përpjekur të zgjidhin këtë mister të natyrës së gjallë.Ne fillimXVIV. Natyralisti holandez Jan van Helmont gjithashtu u interesua për këtë çështje dhe vendosi të kryejë një eksperiment. Ai vendosi 80 kg tokë në një vazo dhe mbolli një degë shelgu. Mbuloi tokën në tenxhere për të parandaluar që pluhuri të futej në të. Degën e ujitja vetëm me ujë shiu, i cili nuk përmbante asnjë lëndë ushqyese. Pas 5 vjetësh, shelgu i rritur nxirrej nga toka dhe peshohej. Pesha e saj u rrit me 65 kg gjatë 5 viteve. Masa e dheut në tenxhere u ul me vetëm 50 g! Nga i ka marrë bima 64 kg 950 g lëndë organike?Shumë shkencëtarë u përpoqën të zgjidhnin këtë mister të natyrës së gjallë. Ne fillimXVIV. Natyralisti holandez Jan van Helmont gjithashtu u interesua për këtë çështje dhe vendosi të kryejë një eksperiment. Ai vendosi 80 kg tokë në një vazo dhe mbolli një degë shelgu. Mbuloi tokën në tenxhere për të parandaluar që pluhuri të futej në të. Degën e ujitja vetëm me ujë shiu, i cili nuk përmbante asnjë lëndë ushqyese. Pas 5 vjetësh, shelgu i rritur nxirrej nga toka dhe peshohej. Pesha e saj u rrit me 65 kg gjatë 5 viteve. Masa e dheut në tenxhere u ul me vetëm 50 g! Nga i ka marrë bima 64 kg 950 g lëndë organike?

Përgjigjet e nxënësve bazuar në njohuritë dhe përvojën e jetës.

( Bimët janë të afta të krijojnë vetë lëndë organike.)

4. Deklaratë e temës dhe qëllimit të orës së mësimit.

Tema: Formimi i substancave organike në bimë Do të mësoni se cilat kushte nevojiten për formimin e substancave organike dhe rëndësinë e këtij procesi për jetën në tokë.

5. Punohet me temën e mësimit.

Historia e mësuesit, prezantimi, demonstrimi i eksperimenteve.

1. Nga përbëhen bimët?

Bimët përmbajnë substanca organike dhe inorganike.

Substancat inorganike, siç e mbani mend nga klasa e 6-të, janë uji dhe kripërat minerale.

Dhe substancat organike që përbëjnë bimët përfshijnë sheqerin (e ndjeni kur hani rrush), vitaminat (të cilat janë veçanërisht të bollshme në limon, rrush pa fara, etj.), proteina bimore (në fasule, bizele, etj.)

Përbërja bimore

Çështje organike

Substancat inorganike

Sheqeri

yndyrë

ujë

Mineralet

Amidoni

vitaminat

ketrat

Përfundoni plotësimin e diagramit në fletoren tuaj bazuar në rezultatet e eksperimenteve.

Demonstrimi i eksperimenteve:

Eksperimenti 1. Zbulimi i yndyrës duke përdorur luledielli si shembull.

1. Qëroni disa fara luledielli.

2. Vendosni farën në letër blotting.

3. Shtypni farën dhe hiqni farën e grimcuar.

Cfare shikon? Ka një njollë të yndyrshme në letrën fshirëse.

Përfundim: do të thotë që farat e lulediellit përmbajnë yndyrë.

Eksperimenti 2. "Zbulimi i niseshtës".

1. Merrni një patate dhe e prisni në gjysmë.

2. Merrni një pipetë dhe jod. Hidhni 2-3 pika jod mbi pataten e prerë.

Cfare shikon? Do të shihni një njollë blu në prerjen e patates.

Përfundim: do të thotë se ka niseshte në patate.

Por nga vijnë të gjitha këto substanca në bimë? A merr bima ujë dhe kripëra minerale nga toka? Nga vijnë substancat organike?

2. Formimi i substancave organike në bimë

Kësaj pyetjeje iu përgjigj shkencëtari rus Kliment Arkadyevich Temiryazev.

Ai zbuloi se substancat organike formohen në gjethe.

Gjethet nuk janë vetëm pjesë e fidaneve, por edhe të veçanta, unike

laboratorët në të cilët formohen substanca organike: sheqeri dhe niseshteja. Kjo

procesi është ndoshta procesi më i shquar që po ndodh në vendin tonë

planeti. Falë tij, e gjithë jeta në Tokë ekziston.

Konsideroni një gjethe jeshile të një bime. (rrëshqitje)

Gjethi ka një ngjyrë të gjelbër. Kjo shpjegohet me faktin se gjethja përmban një substancë të gjelbër - klorofil.

Punë fjalori. Puna me një fjalor biologjik f. 221.

Një kartë me fjalën "Klorofil" është varur në tabelë.

Klorofili - substanca e gjelbër e bimëve, e cila ndodhet në trupa të veçantë - kloroplaste.

Është në to që formohet lënda organike.Por disa kushte janë të nevojshme për formimin e substancave organike.

3. Kushtet për formimin e substancave organike nga bimët.

Para së gjithash, keni nevojë për klorofil. Klorofili do të funksionojë nëse drita bie mbi gjethe. Gjethi i ndriçuar merr dioksid karboni nga ajri. Uji hyn në gjethe nga rrënjët. Dhe i gjithë ky proces ndodh në prani të nxehtësisë.

Puna e fjalorit “Fotosinteza”

Formimi i substancave organike në dritë me ndihmën e klorofilit quhetfotosinteza.

Fotosinteza - /foto-dritë, sintezë - formim/.

Shkrimi në një fletore

Kushtet për formimin e substancave organike nga bimët

1 prania e klorofilit.

2 dritë.

3. dioksid karboni.

4 të ngrohta.

5 ujë.

Kur të gjitha këto kushte - klorofili, drita, dioksidi i karbonit, nxehtësia, uji - janë të pranishme, sheqeri formohet në gjethe. Një pjesë e sheqerit tashmë në gjethe kthehet në niseshte.Formimi i niseshtës në gjethe është ushqimi i bimëve.

Shfaqja e prezantimit “Formimi i niseshtës në gjethet e bimëve në dritë”

1. Bima e barbarozës u vendos në një kabinet të errët për 3 ditë për të lejuar daljen e lëndëve ushqyese nga gjethet.

2. Pastaj bima u vendos në dritë për 8 orë,

3. I hoqëm gjethen e bimës dhe fillimisht e vendosëm në ujë të nxehtë (kjo shkatërroi indin integral dhe kryesor të gjethes), gjethja u bë më e butë, pastaj e vendosëm në alkool të vluar.(Në këtë rast gjethja u bë u zbardh dhe alkooli u bë i gjelbër i ndezur nga klorofili).

4. Pastaj gjethja e zbardhur u trajtua me një tretësirë ​​të dobët të jodit

5. Rezultati: shfaqja e një ngjyre blu kur gjethja trajtohet me jod.

Përfundim: Në të vërtetë, niseshteja është formuar në gjethe.

Mos harroni, ndryshe nga organizmat e tjerë të gjallë, bimët nuk thithin substanca organike, ato i sintetizojnë ato vetë.

Në procesin e krijimit të lëndës organike, bimët lëshojnë oksigjen.

Në shekullin e 18-të Më 1771, një kimist anglezJoseph Priestleykreu eksperimentin e mëposhtëm: ai vendosi dy minj nën një zile qelqi, por vendosi një bimë shtëpiake nën njërën prej këmbanave. Shikoni ilustrimin dhe thoni çfarë ndodhi me miun ku nuk kishte bimë shtëpie. Miu vdiq.

Po, për fat të keq miu vdiq. Mendoni se si mund ta shpjegoni faktin që miu nën kapuçin e dytë, ku ishte vendosur bima e shtëpisë, mbeti i gjallë?

Mbani mend se cili nga gazrat e mëposhtëm është i nevojshëm që qeniet e gjalla të marrin frymë? Oksigjen.

E drejta. Pra, ne iu përgjigjëm pyetjes pse miu mbijetoi. Bima e shtëpisë prodhonte oksigjen dhe miu e përdorte atë për të marrë frymë.

Substancat organike që prodhohen gjatë fotosintezës nevojiten për të ushqyer të gjitha pjesët e bimës, nga rrënjët te lulet dhe frutat. Sa më shumë energji diellore dhe dioksid karboni të marrë një bimë, aq më shumë lëndë organike do të prodhojë. Kështu ushqehet bima, rritet dhe fiton peshë.

Në të vërtetë, bimët krijojnë substanca organike për nevojat e tyre, por gjithashtu sigurojnë ushqim për organizmat e tjerë të gjallë dhe sigurojnë oksigjen për frymëmarrje për të gjitha gjallesat. Mbulesa bimore e tokës quhet "mushkëritë e gjelbra të planetit". Nëse ata mbeten të shëndetshëm, varet nga ju dhe unë, nga sa me mençuri e menaxhojmë pasurinë që na është dhënë.

FISMINUTE

Gjimnastikë për sytë

Djema, dëgjoni fjalët e K.A. Timiryazev "Jepini kuzhinierit më të mirë sa të dojë ajër të pastër, dritë dielli sa të dojë dhe një lumë të tërë me ujë të pastër dhe kërkojini atij të përgatisë sheqer, niseshte, yndyrna dhe drithëra nga e gjithë kjo - ai do të vendosë që ju jeni duke qeshur. tek ai.

Por ajo që njeriut i duket absolutisht fantastike ndodh e papenguar në gjethet jeshile.”

Si e kuptoni këtë shprehje?

6. Konsolidimi dhe korrigjimi primar i njohurive.

Çfarë gazi thithin gjethet e bimëve jeshile? Karbonik.

Cila substancë hyn në gjethe përmes enëve të kërcellit? Uji.

Cili kusht i rëndësishëm nevojitet? Drita e diellit.

Çfarë gazi emetohet nga gjethet e gjelbërta të bimëve? Oksigjen.

Cilat substanca komplekse formohen në gjethe. Çështje organike

Jepini një emër këtij procesi. Fotosinteza.

Cili është emri i substancës në të cilën ndodh procesi i fotosintezës? Klorofili.

Vizatoni dhe shkruani një diagram të fotosintezës

DIOKSIDI I KARBONIT + UJI = SUBSTANCAT ORGANIKE + OXYGJEN

Fotosinteza është një proces që ndodh në gjethe jeshile bimët në dritë , në të cilën nga dioksidi i karbonit dhe uji janë formuar lëndë organike dhe oksigjen.

7. Konsolidimi i materialit të studiuar.

(detyrë e ndryshueshme)

1. Sondazh frontal

Djema, sot në klasë mësuat shumë gjëra të reja dhe interesante.

Përgjigju pyetjeve:

1.Cili proces quhet fotosintezë?

2.Me ndihmën e cilës substancë ndodh procesi i fotosintezës në gjethe?

3. Çfarë formojnë substancat organike në gjethet jeshile?

4. Çfarë gazi lirohet nga gjethet jeshile në dritë? Cila është rëndësia e saj për organizmat e gjallë?

5 . Cilat kushte janë të nevojshme për procesin e fotosintezës?

2. Duke testuar

"Formimi i substancave organike në gjethe."

Në cilën pjesë të bimës formohen substancat organike?

rrënjë;

fletë;

rrjedhin;

lule.

Cilat kushte janë të nevojshme për formimin e substancave organike në një bimë?

klorofil, dritë, nxehtësi, dioksid karboni, ujë;

klorofil, nxehtësi;

dioksid karboni, ujë.

Çfarë gazi lëshon një bimë gjatë formimit të niseshtës?

azoti;

oksigjen;

dioksid karboni.

Si e përdor një bimë lëndë organike?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Kartela “Kushtet për formimin e substancave organike në bimë”.

Shtesëdetyrë.

Lexoni tekstin e letrës. Gjeni gabimet e bëra nga autori i letrës?

Korrigjoni gabimet.

Përshëndetje, bioluks të rinj! Përshëndetje për ju Alyosha Pereputkin. Unë jam një njohës i madh

procesi i fotosintezës. Oh, a e njeh atë? otosinteza ndodh në rrënjë dhe gjethe,

vetëm natën, kur askush nuk ju shqetëson. Gjatë këtij procesi, prodhohet ujë dhe konsumohet oksigjen. Hëna dërgon energjinë e saj dhe substancat organike formohen në qeliza.

substancat: fillimisht niseshte, dhe më pas sheqer. Gjatë procesit të fotosintezës, lëshohet shumë

energji, kështu që bimët nuk kanë frikë nga të ftohtit në dimër. Pa fotosintezë, ne do të mbytej, pasi nuk do të kishte pasurim të atmosferës me dioksid karboni.

Duke përmbledhur mësimin

Gjatë mësimit mësuat se si bimët ushqehen dhe rriten; u vërtetua se pa një gjethe jeshile, jo vetëm që një bimë nuk mund të jetonte, por nuk do të kishte fare jetë në Tokë, pasi oksigjeni në atmosferën e tokës, i cili të gjithë qeniet e gjalla marrin frymë, është prodhuar në procesin e fotosintezës. Botanisti i madh rus K.A. Timiryazev e quajti gjethen jeshile fabrika e madhe e jetës. Lëndët e para për të janë dioksidi i karbonit dhe uji, motori është i lehtë. Bimët e gjelbra, duke lëshuar vazhdimisht oksigjen, nuk do të lejojnë që njerëzimi të vdesë. Dhe ne duhet të kujdesemi për ajrin e pastër.

Në shkëmb do të doja ta mbyllja me poezi

Fotosinteza ndodh në dritë gjatë gjithë vitit.

Dhe u jep njerëzve ushqim dhe oksigjen.

Një proces shumë i rëndësishëm është fotosinteza, miq,

Ne nuk mund të bëjmë pa të në Tokë.

Fruta, perime, bukë, qymyr, sanë, dru zjarri -

Fotosinteza është kreu i gjithçkaje.

Ajri do të jetë i pastër, i freskët, sa e lehtë është të marrësh frymë!

Dhe shtresa e ozonit do të na mbrojë.

Detyre shtepie

Mbetjet bimore dhe shtazore që grumbullohen në sipërfaqen e shkëmbit të motit dhe në horizontet e sipërme të tij pak a shumë mund të vëzhgohen nga ne në një larmi fazash të dekompozimit ose 1) në formën e mbetjeve të dekompozuara dobët që grumbullohen me kalimin e kohës në formë të "ndjemave" të ndryshme (në pyje - "ndjerë pylli", në stepa - "stepë"), të karakterizuara nga dekompozimi kaq i ulët i përbërësve të përfshirë në përbërjen e tyre, saqë mund të dallojmë lehtësisht pjesë të veçanta të bimëve ose kafshëve; ose 2) në formën e pjesëve të bimëve (dhe kafshëve) që kanë humbur pak a shumë formën dhe pamjen e tyre origjinale; ato na shfaqen më pas në formën e fragmenteve të veçanta, të deformuara në shkallë të ndryshme, të skuqura dhe me një konsistencë dhe strukturë delikate, të thërrmueshme. Por edhe në këtë fazë të zbërthimit, mund t'i ndajmë nga grimcat minerale të shkëmbit me metoda të ndryshme mekanike - duke i njomur, pasi janë më specifikë, në ujë, ndonjëherë duke i përzgjedhur me piskatore etj.; më në fund, 3) në fazën e mëtejshme të zbërthimit të tyre, mbetjet e përshkruara humbasin plotësisht vetitë e tyre origjinale dhe hyjnë në një lidhje kimike aq të ngushtë me substancën minerale të shkëmbit, saqë nuk ndahen më nga kjo e fundit me asnjë mjet mekanik.
Kjo fazë e dekompozimit karakterizohet nga asimilimi i plotë i produkteve që rezultojnë nga baza minerale e shkëmbit; Ne mund t'i heqim këto produkte nga pjesa minerale vetëm duke përdorur teknika të fuqishme kimike ose duke i shkatërruar këto produkte (djegie).
Rezultati i një kombinimi kaq të ngushtë kimik të produkteve të dekompozimit të mbetjeve bimore dhe shtazore me pjesën minerale të shkëmbit të motit është një kompleks i përbërjeve të veçanta, të ashtuquajtura "organo-minerale" që grumbullohen në tokë në sasi të ndryshme. dallohen nga qëndrueshmëria dhe forca krahasuese e përbërjes së tyre dhe i japin tokës pak a shumë ngjyrë të errët. Ky grup produktesh, që është pjesë përbërëse e tokës, e “asimiluar” prej saj dhe e lidhur kimikisht, quhet humus i tokës (humus).
Nga sa më sipër, del qartë se jo çdo përbërës organik që mund të gjendet në tokë duhet t'i përkasë kategorisë së humusit, ose humusit, përbërjeve të tokës. Kështu, karbohidratet, yndyrat, etj., “të lira”, që mund të formohen në tokë si rezultat i zbërthimit të mbetjeve bimore dhe shtazore, nuk përfaqësojnë ende atë formacion të ri organomineral që ne e quajmë humus. Falë mikroflorës së bollshme të pranishme në tokë dhe për shkak të shumëllojshmërisë së enzimave të pranishme në tokë, përbërjet organike të përmendura zakonisht pësojnë transformime aq të shpejta dhe të lehta, saqë mund të quhen, në kuptimin e mirëfilltë të fjalës, përbërje kalimtare dhe kalimtare. Në të vërtetë, analiza e drejtpërdrejtë zakonisht tregon sasi jashtëzakonisht të ndryshueshme dhe të ndryshueshme të tyre në të njëjtën tokë - shpesh për një periudhë shumë të shkurtër kohore. Këto komponime, si rezultat i reaksioneve komplekse të ndërveprimit me substancën minerale të tokës në fatin e tyre të mëvonshëm, sigurisht që mund të bëhen pjesë integrale e humusit të tokës, por ato mund të mos gjejnë kushtet e përshtatshme fiziko-kimike për këtë dhe të mos bëhen pjesë e kompleksit organo-mineral të sapoformuar dhe mbeten “të lirë”, duke mos qenë përbërës të humusit.
Për sa u përket atyre përbërjeve minerale që përfshihen gjithmonë në përbërjen e mbetjeve bimore dhe shtazore, gjatë dekompozimit të këtyre të fundit edhe këto përbërje pësojnë një fat të dyfishtë: disa prej tyre çlirohen nga lidhja e fortë dhe komplekse në të cilën ishin gjatë jetës. i një ose një organizmi tjetër me përbërje organike të këtij të fundit, dhe precipiton në horizontet sipërfaqësore të tokës në formën e formacioneve të caktuara minerale "të pastra" (siç thonë ata, ndodh "mineralizimi i plotë i mbetjeve organike"); edhe pjesa tjetër merr pjesë të drejtpërdrejtë në sintezën dhe ndërtimin e kompleksit organo-mineral për të cilin po flasim tani.
Kështu, jo të gjithë përbërësit mineralë të tokës dhe jo të gjitha përbërjet e saj organike janë përbërës të kompleksit të saj humus.
Nga kategoria e substancave humike në tokë, duhet të përjashtojmë edhe ato, edhe nëse janë të deformuara rëndë, mbetjet e bimëve dhe kafshëve në dekompozim që mund t'i ndajmë nga masa e tokës me mjete mekanike (mbetje të sistemit rrënjor, mbetje gjethesh, mbetje. të mbulesave kitinoze të insekteve, etj.).
Kështu, ne dallojmë konceptin e "përbërësit organik" të tokës nga "pjesa e saj humuse". Koncepti i dytë është pjesë e të parit. Kjo konsideratë duhet mbajtur parasysh gjatë prezantimit tonë të mëpasshëm.
Përbërja kimike e këtij kompleksi kompleks, i cili quhet humus i tokës, ose humus, ende nuk është kuptuar shumë keq, pavarësisht se studimi i këtij objekti filloi shumë kohë më parë. Arsyeja kryesore për këtë mungesë studimi është fakti se ende nuk janë zhvilluar metoda të besueshme për individualizimin e këtij objekti kompleks në një mënyrë ose në një tjetër, nuk ka ende metoda për marrjen e tij në formë kristalore etj.
Megjithatë, vitet e fundit janë shënuar nga një sërë studimesh që kanë avancuar ndjeshëm studimin e këtij kompleksi.
Midis natyrës së përbërjeve organike të përfshira në përbërjen e të gjitha kategorive të sipërpërmendura të objekteve në një mjedis natyror, ne vërejmë, natyrisht, një seri të tërë tranzicionesh graduale, si midis mineraleve parësore të shkëmbit mëmë dhe atij përfundimtar. produktet e dekompozimit të tyre dhe midis proceseve të pandikuara të dekompozimit nga mbetjet bimore (dhe shtazore) dhe fazat përfundimtare të shkatërrimit të tyre, ne mund të vëzhgojmë në çdo tokë një gamë të tërë formacionesh të ndërmjetme shumë të ndryshme.
Nëse gjatë fazave fillestare të gërryerjes së shkëmbinjve dhe mineraleve, rolin dominues e luajnë elementët e natyrës "të pajetë", d.m.th., elementët e atmosferës dhe hidrosferës, atëherë në fazat e mëvonshme të zhvillimit të këtyre proceseve, kur këta shkëmbinj fitojnë aftësinë për të sigurojnë jetë për bimësinë që vendoset mbi to dhe në lidhje me këtë mënyrë ato fillojnë të pasurohen me produktet e dekompozimit të kësaj të fundit, një rol i tillë kalon tek elementët e biosferës. Fakti që mikroorganizmat në veçanti luajnë një rol udhëheqës në proceset e dekompozimit të mbetjeve organike që vdesin u vërtetua në vitin 1862 nga kërkimi i zgjuar i Pasteur.
Eksperimentet e shumta për të përcaktuar efektin e temperaturave të larta dhe antiseptikëve të ndryshëm në dekompozimin e substancave organike më në fund vendosën këtë pozicion. Megjithatë, duhet theksuar se disa nga këto eksperimente treguan se në kushtet e sipërpërmendura proceset e dekompozimit nuk u ndalën plotësisht, por vetëm u shtypën ndjeshëm, gjë që na bën të supozojmë se këto procese, megjithëse në një masë shumë të parëndësishme , mund të ndodhë ende ndonjëherë në forcën e ndërveprimit thjesht kimik midis pjesëve të materialit dekompozues. Në çdo rast, kategorisë së fundit të dukurive duhet t'i caktohet një rol më se modest në proceset e zbërthimit të substancave organike.
Nëse proceset e dekompozimit të substancave organike në tokë janë kryesisht procese biokimike, atëherë është e qartë se çfarë formash dhe drejtimesh të ndryshme mund të marrin këto procese në tokë në kushte natyrore, në varësi të një ose një tjetër rrjedhjeje ajri, lagështisë së tokës, kushteve të temperaturës. vetitë kimike dhe fizike të mjedisit etj.
Për të kuptuar se deri ku mund të shkojë në çdo rast individual dekompozimi i mbetjeve organike dhe në cilat faza të ndërmjetme mund të vonohet ky zbërthim në secilin rast individual, ne do të shqyrtojmë më tej në këto procese rëndësinë në këto procese të secilit prej faktorëve të përmendur. më sipër veçmas, pa cituar Bazuar në të gjithë literaturën e shumtë të disponueshme për këtë çështje, ne do të kufizohemi në raportimin vetëm të konkluzioneve përfundimtare të marra në këtë fushë.
Pika fillestare për hulumtimin e paraqitur këtu është pozicioni i mirënjohur se çlirimi i dioksidit të karbonit nga lënda organike në dekompozim mund të njihet si masë e shpejtësisë dhe energjisë së këtij zbërthimi (Hoppe-Seuler). Megjithatë, duke marrë parasysh se në tokë, paralelisht me proceset e dekompozimit të lëndës organike, proceset e kundërta - ato sintetike - ndodhin shpesh nën ndikimin e aktivitetit jetësor të mikroorganizmave - dhe, rrjedhimisht, sasia e dioksidit të karbonit të çliruar. nuk mund të shërbejë gjithmonë si një masë e dekompozimit të lëndës organike, ne mund t'i drejtohemi një metode tjetër kërkimi, domethënë, drejtpërdrejt në analizën e sasisë së përbërjeve minerale të përfshira në përbërjen e saj, të cilat ndahen nga substanca dekompozuese.
Nga kushtet më të rëndësishme që përcaktojnë shpejtësinë dhe natyrën e dekompozimit të substancave organike, do të fokusohemi në studimin e ndikimit në këto procese të temperaturës, shkallës së lagështimit, shkallës së rrjedhës së ajrit, vetive kimike të mjedisit, si dhe natyra e furnizimit me lagështi të materialit dekompozues.
Efekti i temperaturës dhe lagështimit. Hulumtimi më i plotë për këtë çështje u krye nga Wollny.
Materiali dekompozues u vendos në tuba në formë U dhe ajri pa dioksid karboni kaloi nëpër to. Këto tuba vendoseshin në banjat e ujit, ku temperatura rregullohej sipas dëshirës.
Nëse lagështia e objektit të mostrës mbetej konstante, atëherë sasia e dioksidit të karbonit (CO2) rritej me rritjen e temperaturës. Kështu, ajri që kalonte nëpër tuba përmbante dioksid karboni (në tokën kompost):

Nëse, nga ana tjetër, temperatura mbeti konstante dhe shkalla e lagështimit u rrit, atëherë sasia e CO2 gjithashtu u rrit në përputhje me rrethanat:

Kështu, temperatura dhe lagështia e substratit të dekompozuar ndikojnë në procesin e interesit për ne në një drejtim.
Duke ndryshuar kushtet e temperaturës dhe lagështisë në drejtime të kundërta në eksperimentet e tij, Wollny arriti në përfundimin se formimi i CO2 ndodh më intensivisht në kushte mesatare të temperaturës dhe lagështisë. Kështu, për shembull, kur

Rezultate të ngjashme ka marrë edhe Fodor, hulumtimi i të cilit është gjithashtu me interes sepse ai ka punuar, ndër të tjera, në temperatura shumë të larta (deri në 137°). Të gjitha eksperimentet e tij konfirmuan plotësisht përfundimet e Wollny-t; Meqë ra fjala, ai deklaroi se në temperatura shumë të larta, çlirimi i dioksidit të karbonit nga masa e dekompozuar, edhe pse vazhdoi, ishte jashtëzakonisht i dobët. Studimet e mëtejshme nga Petersen me zbërthimin e lëndës organike në tokën e zezë dhe me dekompozimin e drurit të pemëve gjetherënëse, si dhe nga Bellen dhe i ndjeri P. Kostychev - me gjethe thupër të rëna, hala të bredhit të freskët dhe sanë, treguan në përgjithësi se si temperatura ashtu edhe lagështia veprojnë në të njëjtin drejtim, por në një kufi të caktuar (në drejtim të rritjes ose, anasjelltas, në drejtim të uljes), kur aktiviteti jetësor i mikroorganizmave ishte ndërprerë tashmë për shkak të kësaj dhe kur procesi, në lidhje me këtë, eci përpara shumë dobët dhe ngadalë.
Konkluzioni përfundimtar nga të gjitha këto vëzhgime mund të formulohet si më poshtë: energjia e zbërthimit të substancave organike arrin optimalen e saj në një vlerë mesatare të caktuar të lagështisë dhe temperaturës. Mungesa e lagështisë e zvogëlon këtë energji, si dhe një tepricë të saj, sepse në rastin e fundit, qarkullimi i lirë i ajrit në masën dekompozuese pengohet. Temperaturat e ulëta dhe të larta gjithashtu pengojnë procesin e përshkruar.
Rezultatet e të gjitha këtyre eksperimenteve dhe vëzhgimeve, të transferuara në një mjedis natyror, na ndihmojnë në mënyrën më të mirë të mundshme për të kuptuar arsyet e akumulimit në një ose në një zonë tjetër të kësaj ose asaj sasie humusi - të një përbërje ose një tjetër. Në çdo rast individual, këto dukuri mund t'i lidhim gjithmonë, nga njëra anë, me kushtet klimatike të zonës së caktuar dhe me ata faktorë nga të cilët varet situata mikroklimatike (terreni, natyra e vegjetacionit etj.), nga ana tjetër, me një kompleks të vetive të brendshme fiziko-kimike të vetë tokës (në këtë rast, vetitë e saj ujore dhe termike), përmes të cilave përthyhen të gjithë elementët e natyrës që rrethon këtë tokë.
Ndikimi i vetive kimike të mjedisit. Ne do të kufizohemi vetëm në dispozitat më të përgjithshme që ekzistojnë në këtë fushë.
Aciditeti i mjedisit, sipas përvojave të Wollny dhe shumë studiuesve të tjerë, ka një efekt dëshpërues në proceset e dekompozimit, gjë që, natyrisht, është mjaft e kuptueshme nëse kujtojmë se për popullatën bakteriale - ky shkaktar kryesor i proceseve që ne po përshkruajnë - mjedisi acid është helm (mikroflora kërpudhore, megjithatë, Ky faktor është, siç e dimë, i pandjeshëm ndaj një kufiri të caktuar).
Për sa i përket rëndësisë së një mjedisi alkalik, do ta shqyrtojmë këtë çështje pak më afër dhe do të kemi parasysh ndikimin në proceset me interes për ne vetëm nga prania e karbonatit të kalciumit, pasi pikërisht me këtë përbërës ne më së shumti shpesh duhet të merret kur diskutohet, për shembull, çështja e ndikimit në energjinë e dekompozimit të lëndës organike të shkëmbinjve mëmë të tillë të zakonshëm si loess, topa të ngjashme me loess dhe formacione të tjera të pasura me karbonate kalciumi.
Jo shumë kohë më parë ekzistonte një besim se CaCO3 (karbonat kalciumi) përshpejton ndjeshëm shkallën e dekompozimit të substancave organike. Në praktikën bujqësore, deri vonë, ishte i përhapur qëndrimi se "gëlqerja, duke pasuruar baballarët, shkatërron fëmijët", d.m.th., se kjo substancë kontribuon në shpërbërjen jashtëzakonisht të shpejtë të humusit në tokë, lëndët ushqyese "të rënë" nga të cilat (minerale substancat e përfshira në komponime) rrisin përkohësisht në masë të madhe pjellorinë e tokës, por në të njëjtën kohë e privojnë tokën nga furnizimi i këtyre komponimeve nga të cilat kulturat e mëvonshme mund të nxjerrin ushqim. Ky besim i gabuar bazohej, ndër të tjera, në kërkimin e Petersen.
Petersen kreu eksperimentet e tij me tokë që kishte 58% humus (d.m.th., me tokë qartësisht acid), dhe për sa i përket sasisë së CO2, ai deklaroi se sasia e këtij gazi ishte pothuajse trefishuar kur karbonat kalciumi i shtohej kësaj toke. nga e cila autori i përmendur ka konstatuar se gëlqerja e përshpejton dukshëm zbërthimin e lëndës organike. Në një eksperiment tjetër, Petersen punoi me tokë gëlqerore - të pandryshuar, dhe gjithashtu me të njëjtën tokë, por të para-trajtuar me acid klorhidrik për të hequr gëlqere. Rezultatet ishin të njëjta. Eksperimentet e para të shkencëtarit të përmendur më vonë iu nënshtruan kritikave të drejta nga i ndjeri P. Kostychev, i cili tërhoqi vëmendjen para së gjithash për faktin se dheu me të cilin manipuloi Petersen ishte padyshim acid, përmbante shumë acide humusi të lira. Është e qartë se shtimi i karbonatit të kalciumit në një tokë të tillë, duke mesatarizuar mjedisin, krijoi kushte të favorshme për proceset e dekompozimit. Përsa i përket një grupi tjetër eksperimentesh të Petersen, këtij të fundit i mungonte efekti i paratrajtimit të tokës me acid klorhidrik, i cili duhet të kishte një efekt të dëmshëm në florën bakteriale të tokës.
Eksperimentet e mëtejshme të P. Kostychev me gjethet e pemëve dhe me tokat chernozem treguan se shtimi i karbonatit të kalciumit, përkundrazi, gjithmonë uli energjinë e dekompozimit. Rezultate të ngjashme janë marrë nga Wollny, Reitmair, Kossovich dhe të tjerë.Vetëm në raste të jashtëzakonshme, kur mjedisi i tokës përmban shumë acide humusi të lirë, shtimi i gëlqeres mund të nxisë proceset e dekompozimit.
Siç dihet, pasurimi i tokave çernozem me humus shpjegohet pjesërisht në rolin mbrojtës që luajnë komponimet e kalciumit që janë pjesë e shkëmbinjve më të zakonshëm mëmë në zonën e stepës (loess, toka të ngjashme me loess, etj.).
Duke marrë parasysh që kalciumi është një koagulues energjik i substancave koloidale (si organike ashtu edhe minerale), këtij elementi duhet t'i atribuojmë edhe rolin e një fiksuesi energjik të përbërjeve të humusit në shtresën e tokës. Humbja e përbërjeve të kalciumit nga toka, për një arsye ose një tjetër, sjell, siç dihet, proceset e degjenerimit të tij të plotë ("degradimit") - me humbjen e një pjese të substancave humusore përmes shpëlarjes, etj.
Ndikimi i rrjedhës së ajrit në zbërthimin e substancave organike. Për të sqaruar rolin e ajrit si një nga faktorët në zbërthimin e lëndës organike, Wollny kreu eksperimentin e mëposhtëm: një përzierje e rërës kuarci dhe pluhurit torfe, e lagur në një kufi të caktuar, u vendos në tuba në formë U, përmes të cilave ajri me përmbajtje të ndryshme të oksigjenit, si dhe azot të pastër dhe oksigjen të pastër. Sasia e dioksidit të karbonit përcaktohej çdo 24 orë. Rezultatet eksperimentale treguan se dekompozimi i lëndës organike rritet me rritjen e përqindjes së oksigjenit në ajër. Përkundrazi, me një ulje të këtij të fundit, dhe aq më tepër me zëvendësimin e këtij gazi me ndonjë gaz indiferent (për shembull, azoti), oksidimi i karbonit në lëndën organike u frenua shumë. Mungesa e oksigjenit që rrjedh në materialin dekompozues ndikon jo vetëm në uljen e energjisë së këtij dekompozimi, por ndikon edhe në vetë natyrën e procesit. Nga ky këndvështrim, është zakon të bëhet dallimi midis procesit të shkrirjes (d.m.th. procesi i dekompozimit me hyrje në ajër) dhe procesit të kalbjes (d.m.th., dekompozimi në kushte anaerobe).
Nëse mbetjet organike dekompozohen me akses të plotë në ajër (procesi aerobik - "procesi i djegies"), atëherë këto procese janë thjesht oksiduese në natyrë, dhe dekompozimi i lëndës organike mund të vazhdojë pa ndërprerje (në mungesë, natyrisht, të ndonjë faktori duke frenuar këto dukuri) deri në produkte të tilla si uji, dioksidi i karbonit, kripërat e acideve nitrik, sulfurik, fosforik dhe të tjera. Në të njëjtën kohë, substancat minerale që ishin pjesë e elementeve të hirit të mbetjeve të dekompozimit çlirohen kështu. "Mineralizimi" i mbetjeve organike ndodh.
Djegia zakonisht ndodh me një çlirim të konsiderueshëm të nxehtësisë.
Gjatë proceseve anaerobe (“procesi i kalbjes”), vërejmë një sërë përbërjesh të nënoksiduara, si metani (si rezultat i fermentimit anaerobik të metanit të fibrave, niseshtës, pentosaneve, etj.), sulfid hidrogjeni (një produkt karakteristik i kalbja e proteinave), hidrogjeni (produkt i fermentimit të hidrogjenit të fibrave), hidrogjen fosfor, amoniak, azot, etj. Më tej, ndër produktet e dekompozimit anaerobik shohim forma të tilla të ndërmjetme të dekompozimit të proteinave si indol, skatol, etj. në masën dekompozuese, në kushtet e përshkruara, formohen acide të shumta organike - acide yndyrore ( duke filluar me acidin formik dhe duke përfunduar me acidin butirik me homologët e tij më të lartë), pastaj acidi laktik, benzoik, suksinik etj. Gradualisht duke u grumbulluar në sasi të mëdha, acidet organike, duke mos gjetur kushte të favorshme për zbërthimin e tyre të mëtejshëm për shkak të mungesës së ajrit, ndalojnë zhvillimin e mikroorganizmave dhe dekompozimi i mëtejshëm i lëndës organike mund të pushojë plotësisht.
Thyerja dhe kalbja janë, natyrisht, vetëm format më ekstreme të dekompozimit të lëndës organike, midis të cilave janë të mundshme faza të ndryshme të ndërmjetme.
Ndikimi i natyrës së furnizimit me lagështi të substancës dekompozuese. Përveç faktorëve të listuar më sipër, energjia dhe natyra e zbërthimit të substancave organike ndikohet shumë ashpër nga natyra e furnizimit me lagështi të substancës dekompozuese (S. Kravkov). Në një studim të drejtpërdrejtë të sasisë së përbërjeve minerale të shkëputura nga mbetjet e ndryshme bimore në dekompozim në rastin kur këto mbetje i nënshtrohen sistematikisht përmes larjes me ujë (d.m.th. kur produktet e dekompozimit largohen vazhdimisht nga sfera e ndërveprimit me njëri-tjetrin), dhe në rastin kur këto produkte qëndrojnë gjatë gjithë kohës në ndërveprim me materialin dekompozues; u tha se në rastin e parë, produktet acidike grumbullohen në masën e dekompozimit me bollëk, duke penguar rrjedhën e mëtejshme të proceseve të dekompozimit, në rastin e dytë - këto proceset, përkundrazi, vazhdojnë me shumë energji gjatë gjithë kohës. Një studim më i afërt i këtij fenomeni tregoi se gjatë larjes së plotë të materialit dekompozues, kemi të bëjmë me një humbje shumë të shpejtë të bazave të tij alkaline tokësore nga kjo substancë, e cila kontribuon në akumulimin në masën dekompozuese të produkteve acidike të pangopura që pengojnë këtë proces.
Të njëjtat dukuri janë vërejtur nga S. Kravkov në lidhje me tokat. Këto përfundime, të deklaruara në vitin 1911, tani mund të shpjegohen në mënyrën më të mirë të mundshme nga këndvështrimi i mësimeve të K. Gedroits për "kompleksin e përthithjes së tokës".
Faktet e përshkruara duhen mbajtur parasysh gjatë studimit të kushteve të grumbullimit dhe zbërthimit të lëndës organike në toka me ujëpërshkueshmëri të ndryshme, të shtrira në kushte të ndryshme relievore etj.
Përveç faktorëve të diskutuar më sipër, energjia e proceseve të dekompozimit ndikohet ndjeshëm edhe nga një sërë kushtesh të tjera: shkalla e fragmentimit të materialit dekompozues (sa më i lartë të jetë dekompozimi, aq më e madhe është sipërfaqja e kontaktit me agjentët atmosferikë: temperatura, lagështia, oksigjeni i ajrit etj., proceset e dekompozimit zhvillohen më energjikisht), përbërja kimike e materialit dekompozues (substancat proteinike, sheqernat dhe disa acide organike i nënshtrohen dekompozimit më të shpejtë; fibrat, linjina, substancat e tapës janë më të vështira; së fundi. , rrëshirat, substancat dylli, taninet, etj.). Nga ky këndvështrim, njohja e përbërjes kimike të atyre shoqërive bimore që marrin pjesë në çdo rast individual në krijimin e lëndës organike në një tokë të caktuar duket absolutisht e nevojshme.
Duke i transferuar të gjitha këto përfundime në natyrë, tashmë mund të parashikojmë që natyra dhe energjia e dekompozimit të substancave organike duhet të përfaqësojë një reagim edhe më të ndjeshëm ndaj një ndryshimi në një ose një faktor tjetër të jashtëm në një drejtim ose në një tjetër sesa proceset e gërryerjes së mineraleve dhe mineraleve dhe shkëmbinjtë e diskutuar më sipër. Realiteti konfirmon plotësisht këtë supozim: sasia e humusit që grumbullohet në një tokë të caktuar, përbërja cilësore, vetitë kimike, etj., mund të jenë gjithmonë të lidhura ngushtë me natyrën e kushteve klimatike përreth, me kushtet e relievit, me natyrën e bimës. bota (dhe shtazore) dhe, së fundi, me karakteristikat e shkëmbit mëmë dhe me të gjithë kompleksin e vetive të brendshme fiziko-kimike dhe biologjike të vetë tokës.
Pasi kemi shqyrtuar kushtet nga të cilat varet energjia dhe natyra e dekompozimit të mbetjeve organike që vdesin, tani do të kalojmë në studimin e përbërjes kimike dhe vetive të produkteve të këtij dekompozimi.
Ashtu si në pjesën minerale të tokës dallojmë, nga njëra anë, relike (mbetje) mineralesh dhe shkëmbinjsh parësorë që kalojnë në tokë pa ndryshim të dukshëm në natyrën e tyre kimike të brendshme, dhe nga ana tjetër, një seri të tërë. të produkteve të ndryshme të ndërmjetme të erozionit të tyre, deri në relativisht të vështira përfaqësuesit e tyre që pësojnë ndryshime të mëtejshme (në faza të ndryshme të zhvillimit të tokës - të ndryshme në përbërje dhe veti), kështu që në pjesën organike të dherave mund të gjejmë një gamë graduale kalimesh nga “ primare” komponimet organike që janë pjesë e bimëve të ngordhura mbeten të paprekura nga proceset e dekompozimit dhe kafshët, ndaj komponimeve të tilla organike, të cilat në lidhje me kategorinë e substancave të përmendura mund të quhen edhe “formacione të reja” dhe që gjithashtu mund të njihen, në secilën prej tyre. faza e zhvillimit të tokës, si relativisht e dobët ndaj dekompozimit të mëtejshëm.
Ne duhet të përfshijmë substancat humike të përmendura më sipër si produkte të zbërthimit të substancave organike, të cilat karakterizohen nga qëndrueshmëri relativisht e lartë. Ky stabilitet shpjegon luhatjet relativisht të dobëta në përbërjen sasiore të humusit gjatë një periudhe të caktuar kohore në një ose një lloj tjetër toke, në një ose një tjetër prej varieteteve të tij. Por, sigurisht, në procesin e evolucionit që i nënshtrohet çdo tokë, këto substanca në mënyrë të pashmangshme marrin gjithashtu një pjesë aktive - madje deri në shkatërrimin e tyre të plotë dhe mineralizimin e mëvonshëm, domethënë derisa përbërjet minerale të bien prej tyre - në një gjendje të lirë. forma, dhe para transformimit të "organogjenëve" në produkte të tilla përfundimtare si CO2, H2O, etj.
Duke lënë mënjanë shqyrtimin e përbërjes dhe vetive të atyre produkteve të dekompozimit kalimtar dhe “fluturues”, e për rrjedhojë të paqëndrueshme dhe jo karakteristike të dekompozimit që përmendëm më lart, në të ardhmen do t'i drejtohemi studimit të atij formacioni specifik të dheut, i cili quhet humus.
Përbërjet e humusit në tokë, të cilat luajnë një rol kaq kryesor në formimin e tokës dhe në jetën e bimëve, kanë tërhequr prej kohësh vëmendjen e studiuesve të shumtë. Përkundër kësaj, ende nuk është e mundur të kuptohet plotësisht i gjithë grupi kompleks i fenomeneve që lidhen me gjenezën e humusit, përbërjen dhe vetitë e tij.
Për të kuptuar përbërjen dhe vetitë e humusit të tokës, rruga analitike është përdorur prej kohësh: përpjekje të ndryshme janë bërë prej kohësh në një mënyrë ose në një tjetër për të izoluar këtë kompleks kompleks nga masa totale e tokës - me analizën e mëvonshme të përbërjes dhe vetive të tij. .
Metoda e nxjerrjes së substancave humike nga toka, e propozuar nga Sprengel dhe e cila nuk e ka humbur rëndësinë e saj në modifikimin e Grandeau deri më sot, konsiston në trajtimin e tokës me një lloj karbonati alkali (karbonat natriumi, karbonat kaliumi ose karbonat amoniaku). Me larjen afatgjatë dhe të përsëritur të dheut me reagentët e përmendur, shpesh mund të arrihet një zbardhje pothuajse e plotë e kësaj dheu dhe të përftohet një lëng i zi ose kafe në filtrat, i cili është kështu një tretësirë ​​alkaline e substancave humuse të tokës në studim. ("substancë e zezë"). Duke pasur parasysh faktin se tretësira e "materies së zezë" mund të përmbajë, në një masë të caktuar, ato substanca minerale të tokës që nuk i përkasin drejtpërdrejt përbërjeve të humusit (në formën e suspensioneve shumë të imta), filtrimi i përmendur tani zakonisht kryhet duke përdorur filtra specialë që mund t'i mbajnë plotësisht këto pezullime (duke përdorur, për shembull, qirinj balte Chamberlant, etj.).
Siç kanë treguar studimet, ende nuk është e mundur të izolohen të gjitha përbërjet e humusit në këtë mënyrë: pavarësisht se sa kohë dhe në mënyrë të përsëritur e trajtojmë tokën me alkale karbonike, një sasi e caktuar substancash organike që nuk mund të treten dhe izolohen pothuajse gjithmonë mbetet në dheu. Në literaturë ka të dhëna se në disa toka mbeten nga 15 deri në 30 dhe madje 40% të masës totale të substancave organike të pranishme në këto toka, të cilat nuk mund t'i nënshtrohen hetimeve të mëtejshme, gjë që, natyrisht, tregon rëndësinë ekstreme dhe nevoja urgjente për ekzaminim të menjëhershëm dhe kjo pjesë e pa lëvizshme e humusit të tokës. Studiuesit e mëparshëm i quajtën këto komponime, të cilat nuk dekompozohen nga alkalet, substanca "indiferente" të humusit të tokës (humin - me ngjyrë më të errët, ulmin, hein, etj. - kafe).
Procesi i kalimit të një pjese të substancave humike në tokë në një ekstrakt alkalik, siç e diskutuam më lart, zakonisht konsiderohej si formimi i kripërave alkaline të tretshme të acideve të ndryshme humike.
Në këtë pjesë acide të humusit të tokës, studiuesit e mëparshëm dalluan: 1) acidin ulmik, 2) acidin humik, 3) acidin e rrikës (çelës) dhe 4) acidin apokrenik (çelësi sedimentar), dhe besohej se acidet ulmik dhe humik janë pjesa më pak e oksiduar e humusit të tokës, d.m.th. janë në përbërjen e saj forma më e re dhe më fillestare e dekompozimit të disa përbërjeve organike që kanë marrë pjesë në sintezën e tij; acidi krenik është një produkt tashmë më i oksiduar se sa ato të përmendura më sipër; Së fundi, acidi apokrenik është një substancë që oksidohet edhe më shumë, duke karakterizuar një dekompozim edhe më të thellë të atyre përbërjeve organike që marrin pjesë në ndërtimin e humusit të tokës.Secili nga përbërësit e supozuar të sipërpërmendur të humusit konsiderohej si një individ kimik specifik. dhe u shpreh nga autorë të ndryshëm në formula të ndryshme kimike specifike.
Përbërësit e mësipërm të humusit të tokës kanë, sipas një numri studiuesish, vetitë e mëposhtme:
Acidi humik (dhe acidi ulmik i lidhur ngushtë) është i zi; jashtëzakonisht pak i tretshëm në ujë. Kripërat e tij ("humate") - sesquioxides, si dhe kripërat e kalciumit, magnezit dhe oksidit të hekurit janë gjithashtu të patretshme. Vetëm kripërat e tij alkaline (kalium, natrium, amonium) janë të tretshme.
Acidi krepeik (acidi "kyç") - lehtësisht i tretshëm në ujë; tretësira ujore e saj është e pangjyrë. Kripërat e tij ("krenat") - kripërat alkaline, alkaline dhe oksidi i hekurit - janë lehtësisht të tretshme. E njëjta gjë duhet thënë edhe për kripërat acidike të aluminit; kripërat e sesquioxides - të mesme, si dhe mangani dhe bakri - janë të vështira për t'u tretur në ujë.
Acidi apokrenik (acidi "çelës sedimentar") është pak më pak i tretshëm në ujë sesa acidi krenik. Kripërat e tij ("apokrenat") të alkaleve dhe oksidit të hekurit janë lehtësisht të tretshme në ujë; kripërat e bazave të tokës alkaline janë disi më të vështira; Kripërat e sekuoksidit, kripërat e manganit dhe të bakrit janë të vështira për t'u tretur.
Metodat ekzistuese për prodhimin e tyre të veçantë bazohen gjithashtu në vetitë e përshkruara të përbërësve të humusit të tokës.
Ideja e humusit si një kompleks i acideve të ndryshme, specifike dhe kripërave të tyre mbështetet nga një numër studiuesish modernë. Kështu, Sven-Oden dallon përbërjet e mëposhtme në përbërjen e humusit të tokës:
Thëngjij humike (që korrespondon me ulmin dhe humin e autorëve të mëparshëm). Ato janë anhidride të acideve humike dhe hymatomelanike. Ato janë të patretshme në ujë dhe nuk japin tretësirë ​​koloidale. Mbuluar me ngjyrë të zezë ose kafe të errët.
Acidi humik; korrespondon me acidin humik të autorëve të mëparshëm, me të gjitha vetitë e tij (shumë pak i tretshëm në ujë dhe alkool; të gjitha kripërat e tij, përveç atyre alkaline, janë gjithashtu të patretshme; mund të japë tretësirë ​​koloidale me ujë; acidi është me ngjyrë kafe të zezë).
Acidi himatomelanik; korrespondon me acidin ulmik të autorëve të mëparshëm. Ngjyra kafe. Vetitë e tij janë të ngjashme me acidin humik, por i tretshëm në alkool. Jep tretësirë ​​koloidale me ujë.
Acidet ulvik korrespondojnë me acidet krepeike dhe apokrike të autorëve të mëparshëm. Lehtë tretet në ujë, si shumica e kripërave të tyre. E lyer me të verdhë.
Kështu, Sven-Oden, bazuar në hulumtimin e tij, pranon se substancat humike në tokë përfaqësojnë me të vërtetë komponime kimike të caktuara (acidet dhe derivatet e tyre), por pjesërisht, duke qenë në gjendje koloidale, ato gjithashtu mund të prodhojnë të ashtuquajturat "komponime thithëse". ”
Paralelisht me përpjekjet për të zbuluar vetë natyrën e përbërësve që përbëjnë substancën humike të tokës, puna kërkimore aktive ka vazhduar për një kohë të gjatë për të sqaruar strukturën e brendshme të këtij kompleksi kompleks. Vëmendje e veçantë iu kushtua çështjes së natyrës dhe forcës së lidhjes me "bërthamën" e humusit të substancave të hirit dhe përbërjeve të tij azotike.
Bazuar në disa punime, mund të mendohet se përbërjet organo-minerale që përbëjnë humusin e tokës janë kripëra të thjeshta dhe të dyfishta të acideve humike, ku substancat e hirit janë të lidhura me substanca organike si lidhja e bazave me acidet, duke iu bindur ligjeve të thjeshta. reaksionet kimike ( Schibler, Mulder, Pitch). Nga ana tjetër, ka të dhëna se substancat e hirit përmbahen në humus shumë më fort dhe nuk mund të nxirren plotësisht nga ky i fundit duke e përpunuar me metoda konvencionale, por vetëm pas shkatërrimit të plotë të tij (për shembull, me djegie).Kemi indikacione. të kësaj edhe nga autorët e mëparshëm. Kështu, për shembull, Rodzianko, pas reshjeve të përsëritura të humusit dhe trajtimit të tij me acid klorhidrik 30%, ende gjeti rreth 1.5% hirit në të. Të gjitha këto studime japin arsye për të menduar se substancat minerale janë të pranishme në molekulën e vetë kompleksit të humusit.
Sipas një numri shkencëtarësh (Gustavson), substanca humike, përveç mbetjeve ujore acide, përmban edhe mbetje alkoolike, hidrogjeni i të cilave mund të zëvendësohet nga metale me karakter të dobët acidik (hekur, alumin). Në hirin e substancës humike, këto metale poliatomike gjenden në sasi të konsiderueshme dhe ato mund të shërbejnë si lidhje lidhëse midis pjesës tjetër të pjesës minerale të përbërjes minerale (P2O5, SiO2, pjesërisht e ngopur me baza të tjera) dhe substancave organike. Një përbërje e tillë nuk duhet të dekompozohet nga alkalet, sepse hidrogjeni i mbetjeve ujore alkoolike, siç dihet, nuk mund të zëvendësohet me radikale alkaline.
Më tej, puna e Hoppe-Seyler, e cila tregoi se substancat e humusit me alkali kaustike dhe ujë kur nxehen në 200 ° C japin acid protokatekinik (një nga acidet dihidroksibenzoike), sugjeron që kompleksi i humusit përmban mbetje ujore fenolike (konfirmuar nga kërkimet e fundit - F. Fischer).
Reinitzer, pasi vuri në dukje aftësinë e acidit humik për të rivendosur lëngun e Fehling, është i prirur të mendojë se ai gjithashtu përmban një grup aldehid, ose një grup hidroksil, si në fenol, ose të dyja. Ekzistojnë indikacione të caktuara për praninë e grupeve karboksil në acidin humik. Levakovsky, P. Slezkin, S. Kravkov besojnë se lidhja në humus midis pjesëve organike dhe minerale është po aq e fortë sa ajo që ekziston në lëndën e freskët bimore dhe se humusi merr një pjesë të pjesëve të tij të hirit sikur të "trashëgohet" nga humusi. ish. Nga ky këndvështrim, substancat e hirit të humusit përfshihen në vetë molekulën e lëndës organike, dhe kompleksi i humusit hyn në tokë nga mbetjet e bimëve (dhe shtazëve) që vdesin në një farë mase në një formë "të gatshme", d.m.th. formë e një lënde thjesht organike, por mineralo - organike, e cila, si të thuash, më vonë, kur hyn në tokë, përfundon formimin përfundimtar duke shtuar një sërë elementësh të tjerë hiri tashmë nga toka. Ne gjejmë njëfarë konfirmimi të kësaj pikëpamjeje në veprat e mëvonshme të B. Odintsov dhe Gartner, të cilët përftuan ekstrakte nga mbetjet bimore të dekompozuara që ishin shumë të ngjashme në përbërje dhe veti me humusin e tokës.
Një numër i madh studimesh i janë kushtuar një pyetjeje më specifike - në çfarë forme gjendet azoti në humusin e tokës. Ka dëshmi që nuk lënë asnjë dyshim se ky element paraqitet pjesërisht në humus në formën e përbërjeve të amoniakut, gjë që vërtetohet nga mundësia e largimit të këtyre përbërjeve me zierjen e substancave humusore me alkale kaustike dhe reshjet e përsëritura me acide. Tenar, nga pleh organik i kalbur shumë, nxirrte acid, i cili pas tretjes 10-fish në KHO dhe precipitimit me acid, nuk uli përmbajtjen e azotit; prandaj autori arriti në përfundimin se ky azot nuk është amoniak, por i përket një grimce të vetë acidit dhe mund të zhvendoset prej andej vetëm pas shkatërrimit të plotë të substancës, për shembull, kur shkrihet me alkali kaustik, etj. Hulumtime nga një numër shkencëtarë të tjerë vunë re gjithashtu praninë e disa përbërjeve azotike shumë të forta - më pak të studiuara plotësisht. Punimet e Berthelot dhe Andre treguan se azoti në humusin e tokës gjendet në një pjesë të caktuar në formën e amideve dhe aminoacideve. Në të njëjtën kohë, eksperimentet e autorëve të fundit që përmendëm treguan se, përveç azotit amid dhe aminoacid (dhe amoniakut), humusi i tokës përmban një sasi (nga 20 deri në 66% të sasisë totale të azotit). ky element në një formë (pikërisht e cila mbetet e paqartë), e padekompozuar as nga alkalet, as nga acidi azotik. Disa studiues e konsiderojnë këtë pjesë të fortë azotike të humusit si mbetje të substancave me origjinë shtazore (keratin, kininë, etj.). I ndjeri P. Kostychev i konsideronte këto substanca azotike si pjesë e baktereve dhe kërpudhave të gjalla që jetojnë në humusin e tokës. Ekziston një supozim (Demyanov) që humusi përmban substanca proteinike, por jo në një formë të lirë (në të cilën ato janë të brishta dhe dekompozohen lehtësisht - si nga reagentët kimikë ashtu edhe nën ndikimin e enzimave), por në një kombinim më të qëndrueshëm me substanca të tjera. të një natyre acidike, për shembull, me acide tanike dhe fosforike dhe, së fundi, me acide humike pa azot ose me vaskulozë të dehidratuar. Ka arsye të forta për të dyshuar për praninë e azotit në humusin e tokës, që i përket nukleinave, nukleoproteinave, lecitinës etj. Prania e proteinave në humusin e tokës vërtetohet nga veprat e A. Shmuk.
Sukseset që ka arritur kimia e koloideve, veçanërisht vitet e fundit, nuk mund të mos pasqyroheshin në disa parime të shkencës së tokës dhe, në veçanti, nuk mund të mos luanin një rol të rëndësishëm në sqarimin e natyrës së vërtetë të substancave humike. Punimet e van Bemmelen, Fischer, Ehrenberg dhe kërkimet e shquara të shkencëtarit rus K. Gedroits aktualisht na japin mundësinë të konsiderojmë substancat humike në tokë si komponime që janë, në një masë të caktuar, në gjendje koloidale. Kjo është ajo që na çon në studimin e një sërë vetive të veçanta që kanë këto substanca. Kështu, aftësia e tyre për të mpiksur nga solucionet nën ndikimin e acideve dhe kripërave, ngricave dhe rrymës elektrike, përthithja e tyre e fortë e ujit dhe - si pasojë e kësaj - aftësia më e fortë për tu fryrë, dhe pas tharjes një rënie e fortë e vëllimit, shumë. përçueshmëria e dobët elektrolitike, nënshtrimi i transformimeve të nënshtruara nga substancat humike - ligjet e tensionit sipërfaqësor, dhe jo ligjet stoikiometrike, aftësia e substancave humuse për të precipituar solare të koloideve të ngarkuara në mënyrë të kundërt, aftësia për të formuar përzierje komplekse dhe produkte të shtimit kompleks, etj. - e gjithë kjo vërteton se në formën e substancave humusore shohim një kompleks kompleks përbërjesh që në një pjesë të caktuar janë në gjendje koloidale.
Nga ky këndvështrim, disa nga vetitë e substancave humike të diskutuara më sipër duhet të na duken në një formë paksa të ndryshme. Kështu, pjesa e hirit të humusit, për shembull, nuk duhet të konsiderohet si një përbërje kimike specifike, por si një "përbërje absorbuese"; tretësirat e substancave humike në alkalet nuk duhet të jenë tretësira të vërteta, por pseudotretës; efekti precipitues në substancat humike të kationeve dyshifrore dhe treshifrore (Ca++, Mg++, Al+++, Fe+++) - si proces koagulimi, koagulimi, formimi i xhelit etj.. Sipas W. Gemmerling dispersioni i substancave humusore rritet paralelisht me shkallën e tyre të oksidimit dhe paralelisht me aktivitetin e tyre. Nga ky këndvështrim, V. Gemmerling i konsideron trupat më pak të shpërndarë huminin dhe ulminin, ndërsa më të shpërndarët janë acidet krepeike dhe apokretike.
Megjithatë, në veprat e Baumann dhe Gully, pikëpamjet e mësipërme të van Bemmelenn dhe të tjerëve gjetën shprehje ekstreme; Autorët e përmendur u përpoqën të vërtetonin se acidet humike nuk formojnë fare kripëra të vërteta, se të gjitha përbërjet që u përshkruan si kripëra, në fakt, nuk kanë as përbërje konstante dhe as aftësi për t'iu nënshtruar reaksioneve jonike, duke qenë ekskluzivisht "përthithje (adsorbimi) komponimet." Tani duhet t'i konsiderojmë këto pikëpamje si të ekzagjeruara, sepse, siç treguam më lart, vetëm një pjesë e substancave humike mund të gjenden në tokë në gjendje koloidale; përveç kësaj, duhet theksuar se gjendja koloidale e materies nuk e përjashton aspak aftësinë e një substance për të hyrë në reaksione kimike.
Bazuar në një numër studimesh të mëvonshme, duhet të besojmë se asnjë nga "acidet" e përmendura më sipër nuk përfaqëson një individ kimik specifik, por, i marrë individualisht, është një kompleks kompleks i përbërjeve të ndryshme. Nga ky këndvështrim, metodat ekzistuese të ndarjes së humusit të tokës në përbërësit e sipërpërmendur duhet të konsiderohen të kushtëzuara, duke kuptuar fjalët acide "humic", "krep" dhe "apokrenik" vetëm si një grup kompleksesh homogjene në fizikë dhe vetitë kimike.
Për këtë kemi indikacione nga autorë të mëparshëm (Post, Muller, Reinitze, Berthelot, etj.), të cilët kanë deklaruar në pjesën organike të dherave ekzistencën e një sërë përbërjesh organike shumë të ndryshme (rrëshira dhe yndyrna, glicerina, nukleinat, aldehidet, etj. dhe shume te tjere. ); Sidoqoftë, ky pozicion mori një justifikim veçanërisht të fortë pas punës së shkencëtarëve amerikanë (Schreiner dhe Shorey, etj.). Ky i fundit, për të studiuar përbërjen dhe vetitë e përbërjeve të humusit, aplikoi një sërë reagentësh shumë të ndryshëm në toka të ndryshme amerikane për të nxjerrë nga tokat grupet më të ndryshme të përbërjeve organike që mund të gjendeshin në humusin e këtyre tokave. . Për këtë qëllim, ata përdorën si tretës alkalin kaustik, acidet minerale, alkoolin, naftën dhe eterin etilik etj.. Për të treguar se sa grupe të ndryshme të përbërjeve organike kanë mundur të konstatojnë studiuesit amerikanë në përbërjen e pjesës organike të dherave, ne paraqesim. një listë e tyre (ne do të kufizohemi vetëm në përfaqësuesit më të rëndësishëm).
U gjetën acidet e mëposhtme: monooksistearik, dioksistearik, parafinë, lignocerik, agrocerik, oksalik, sukcinik, krotonik dhe acide të tjera.
U gjetën këto karbohidrate: pentosanet, heksoza etj.
Nga hidrokarburet: entriakontani.
Nga alkoolet: fitosteroli (nga grupi i substancave të kolesterolit), agrosteroli, manitoli etj.
Nga esteret: esteret e acideve të rrëshirës, ​​gliceridet e acideve kaprike dhe oleike etj.
Nga substancat azotike: trimetilamina, kolina.
Diamino acidet: lizina, arginina, histidina etj.
Citozina, ksantina, hipoksantina, kreatina.
Acidet pikolinekarboksilike dhe nukleike.
Përveç përbërjeve të përmendura, acidi benzoik, vanilina dhe shumë të tjera u izoluan në shumë toka. etj.
Nga të gjitha substancat e listuara, mbizotëronte acidi humik (d.m.th., në sedimentin e formuar gjatë trajtimit të një ekstrakti alkalik me acid klorhidrik); esteret e acideve të rrëshirës, ​​acideve rrëshirë, glicerideve të acideve yndyrore, agrosterolit, fitosterolit, acideve agrocerike, lignocerike, parafine etj.; në përbërjen e acideve krenike dhe apokrike (d.m.th., në filtratin acidik nga sedimenti i sipërpërmendur) u gjetën: pentosanet, ksantina, hipoksantina, citozina, histidina, arginina, acidet dihidroksistearik dhe pikolinekarboksilike etj.
Është interesante të theksohet se pas trajtimit të përsëritur të dherave me alkali kaustik (2%) ka mbetur ende një sasi e konsiderueshme e disa përbërjeve organike që nuk kanë kaluar në tretësirë ​​(“humin” dhe “ulmin” nga autorët e mëparshëm).
Natyrisht, tani nuk ka dyshim se të ashtuquajturat acide humike, krep dhe apokrenike nuk përfaqësojnë ndonjë individ kimik specifik, por secili individualisht është një përzierje e përbërjeve të ndryshme organike. Megjithatë, punimet e sipërpërmendura të studiuesve amerikanë në asnjë mënyrë nuk e zgjidhin problemin që lidhet me sqarimin e përbërjes së humusit, pasi mbetet e paqartë nëse ato përcaktuan të gjitha substancat e mësipërme në pjesën organike të tokave të studiuara në përgjithësi apo në veçanti në humus pjesë e përbërjes së tyre (kujtoni se dallimi i këtyre dy koncepteve që bëmë më sipër). Përkundrazi, duhet të supozojmë se të gjitha përbërjet organike të izoluara më sipër nga toka janë përbërës të pjesës së përgjithshme organike të dherave; por cilat prej tyre përfshihen në përbërjen e humusit të tokës mbetet e paqartë. Vetë fakti i pranisë në tokë të të gjitha atyre përbërjeve organike që janë pjesë e mbetjeve bimore dhe shtazore, si dhe prania në to e formave të ndryshme të ndërmjetme të zbërthimit të këtyre përbërjeve, natyrisht, nuk mund të jetë objekt dyshimi. Prandaj, kërkimet e kryera nga shkencëtarët amerikanë vështirë se na çojnë përpara në zgjidhjen e çështjes së përbërjes dhe vetive të atij formimi të tokës organo-minerale që ne e quajmë humus. Në rastin më të mirë, ata na japin një argument shtesë - të dyshojmë për kompleksitetin dhe diversitetin kimik të atyre komplekseve që ne i bashkojmë në mënyrë konvencionale me fjalët "humic", "krep", etj. acide.
Duke pasur parasysh faktin se nuk janë gjetur ende metoda me të cilat ne mund të izolonim substancat humike nga toka në formën e tyre të pastër dhe në këtë mënyrë t'i individualizonim ato, konsideratat që kemi shprehur tani mund të zbatohen në një masë më të madhe ose më të vogël në të gjitha kërkimet e tjera. dhe punë, të cilët përpiqen në një mënyrë ose në një tjetër të deshifrojnë përbërjen dhe vetitë e humusit të tokës duke u përpjekur ta izolojnë këtë të fundit nga toka, sepse nuk mund të jemi kurrë të sigurt nëse kemi të bëjmë vërtet me substanca humike në tokë apo nëse kemi përballur vetëm me relike të ndryshme të atyre përbërjeve organike që ishin pjesë e mbetjeve të ngordhura bimore dhe shtazore dhe që duhet t'i njohim si përbërje kalimtare të pjesës përgjithësisht organike të kësaj toke.
Nuk është pa bazë supozimi nëse të gjitha përbërjet organike të përcaktuara me këtë metodë janë një lloj formacionesh të reja të përftuara në vetë procesin e trajtimit të dherave në studim me disa reagentë të përdorur (alkali, alkool, etj.). Së fundi, është e pamundur të mos theksohet se përbërja e humusit në toka të ndryshme është, natyrisht, shumë e ndryshme (në varësi të përbërjes së vegjetacionit që vdes, kushteve klimatike, përbërjes fizike, mekanike dhe kimike të pjesës minerale të toka, etj.). Prandaj, dëshira për të zbuluar përbërjen dhe vetitë e humusit të tokës në mënyrën e përmendur më lart, padyshim që has shumë vështirësi, duke na dhënë në çdo rast individual ide të pjesshme të kushtëzuara për të dhënat e marra.
Të gjitha konsideratat e shprehura tani mund të jenë mjaft të zbatueshme, siç e theksuam më lart, në përpjekjet e fundit që janë bërë së fundmi nga një numër studiuesish në fushën e gjetjes së metodave për izolimin e substancave humike nga masa e tokës. Vëmendje e veçantë po i kushtohet aktualisht metodës së izolimit të substancave humike në tokë duke e trajtuar këtë të fundit me acetil bromid (CH3COOBr) - një metodë e propozuar nga Karrer dhe Boding-Wieger dhe e përdorur gjerësisht nga Springer. Acetil bromidi, siç kanë treguar studimet përkatëse, transferon në tretësirë ​​të gjitha substancat organike të tokës të mbetjeve bimore ende të pa humifikuara dhe pothuajse nuk ndikon në substancat humike të tokës, gjë që duket se hap mundësi të gjera për kërkime të mëvonshme të drejtpërdrejta dhe analiza e këtyre të fundit. Megjithatë, kjo metodë është studiuar ende shumë pak dhe pak e testuar, kjo është arsyeja pse ne duhet të përmbahemi nga bërja e ndonjë gjykimi përfundimtar për momentin. Aq më e zbatueshme është ajo që është thënë në lidhje me përpjekjet e tjera të kohëve të fundit për të izoluar substancat humike nga toka - për metodat, për shembull, për trajtimin e tokës me peroksid hidrogjeni, piridinë, etj. Të gjitha këto metoda duhet t'i njohim si të kushtëzuara dhe e diskutueshme si metoda e diskutuar më sipër, e përdorur nga Schreiner dhe Shorey, si rezultat i së cilës të gjitha konsideratat dhe dispozitat e paraqitura nga studiuesit e lartpërmendur në lidhje me përbërjen dhe vetitë e substancave humike në tokë ngrenë një sërë dyshimesh të pazgjidhshme.
Nisur nga kjo, ne nuk e konsiderojmë të mundur të paraqesim në këtë kurs të gjitha pikëpamjet e shprehura nga autorët e lartpërmendur për çështjet e përbërjes, strukturës dhe vetive të substancave humike, si të bazuara në baza jo të besueshme dhe të kushtëzuara.
Për një kohë të gjatë, janë bërë përpjekje për të aplikuar një metodë tjetër për gjykimet për përbërjen dhe vetitë e substancave humike, përkatësisht metodën sintetike, ose, më saktë, metodën gjenetike, d.m.th., metodën e përftimit artificial të substancave humuse (me të gjitha vetitë e tyre karakteristike) nga individë të caktuar kimikë me një studim të hollësishëm të të gjitha atyre fazave të ndërmjetme që kalojnë këta individë përgjatë kësaj rruge. Ne duhet të njohim rrugën e studimit gjenetik të humusit si padyshim më të frytshme dhe të aftë për të na dhënë shpejt çelësin për zgjidhjen e pyetjeve që lidhen me origjinën, përbërjen dhe vetitë e këtij kompleksi kompleks.
Në këtë mënyrë, mund të përdorni dy metoda: ose të përpiqeni të përftoni artificialisht komponime të ngjashme me substancat humike duke trajtuar përbërjet e ndryshme organike më të zakonshme në trupin e bimës me një ose një tjetër reagent. Kjo rrugë u përdor gjerësisht në punimet e studiuesve të mëparshëm (sidomos shumë eksperimente të tilla u kryen me karbohidratet duke i trajtuar ato me acide minerale të forta). Ose, për të shmangur përdorimin e metodave të tilla "të dhunshme" të humifikimit të objekteve të studiuara, mund të përdorni një metodë tjetër, përkatësisht: vendosjen e disa individëve kimikë (proteinat, karbohidratet, etj.) dhe kombinimet e tyre në kushte të ndryshme për zbërthimin e tyre. (në temperatura të ndryshme, në kushte të ndryshme ajrimi dhe lagështimi, me dhe pa pjesëmarrjen e faktorëve biologjikë, etj.), përpiquni të hetoni se cili nga objektet që studiohen dhe në çfarë kushtesh mund të shndërrohet në substanca të ngjashme me humusin dhe cilat nuk mund të , dhe duke studiuar fazat e ndërmjetme, që përshkojnë këto objekte në rrugën drejt formimit përfundimtar të humusit, përpiquni të depërtoni në vetë thelbin e transformimeve kimike që ndodhin gjatë këtij procesi. Ne duhet ta njohim këtë rrugë si më të natyrshme dhe më produktive.
Pyetja e parë e përgjithshme që rrjedh nga ky formulim i problemit që na intereson është si vijon: cilët përbërës specifikë të mbetjeve bimore dhe shtazore që vdesin përfshihen drejtpërdrejt në ndërtimin e humusit? Me fjalë të tjera: cilin prej këtyre komponentëve duhet t'i konsiderojmë "burimet parësore" të përbërjes materiale të humusit? Disa studiues, bazuar në premisat teorike se vetëm ato pjesë përbërëse të bimëve (dhe kafshëve) që kanë rezistencë dhe forcë krahasuese gjatë proceseve të dekompozimit duhet të marrin pjesë në formimin e humusit, bëjnë supozimin se burimi kryesor i formimit të humusit është fibra. , substancat ekrustuese, linjina, çamçakëz, tanina etj. Përbërësit e tjerë të mbetjeve bimore (proteinat etj.) gjatë proceseve të dekompozimit të tyre dekompozohen aq lehtë dhe shpejt në tokë deri te produktet përfundimtare (CO2, H2O etj.) saqë, sipas këta studiues, ata nuk mund të fiksohen në masën e tokës dhe kështu nuk mund të marrin pjesë në sintezën e atij kompleksi të fortë dhe të qëndrueshëm që është humusi. Studiues të tjerë parashtrojnë një këndvështrim tjetër, i cili është deri diku i kundërt me atë që sapo u tha, domethënë se në formimin e humusit të tokës, produktet më të lëvizshme dhe, veçanërisht, vetëm të tretshme në ujë të dekompozimit organik që vdes. mbetjet marrin një pjesë të menjëhershme dhe të drejtpërdrejtë (Levakovsky, Hoppe- Seyler, Slezkine, Kravkov).
Bazuar në punën e këtyre studiuesve, mund të shihet se uji atmosferik, edhe nga mbetjet e freskëta, d.m.th., bimore që nuk i janë nënshtruar ende asnjë procesi dekompozimi, është në gjendje të lajë një gamë të tërë të përbërjeve organike dhe të hirit. të cilat më pas, nën ndikimin e agjentëve të ndryshëm fizikë kimikë dhe biokimikë, janë në gjendje të shndërrohen në substanca të errëta, të ngjashme me humusin. Ky proces ndodh në një shkallë edhe më dramatike, natyrisht, në rastin kur uji duhet të veprojë mbi mbetjet bimore të ngordhura që tashmë kanë kaluar disa faza të kalbjes (rast që kryesisht duhet trajtuar në kushte natyrore).
Tani duhet të konsiderojmë gjykimet kontradiktore të përshkruara më sipër në lidhje me burimet kryesore të përbërjes materiale të humusit të tokës që kanë humbur mprehtësinë e tyre. Në ditët e sotme nuk ka më asnjë dyshim se, përpara se të shndërrohen në humus, komponimet tërësisht organike duhet të kalojnë padyshim fillimisht në fazën e lëngshme. Dhe meqenëse nuk ka komponime organike absolutisht të qëndrueshme dhe absolutisht të pandryshueshme dhe të gjitha ato, nën ndikimin e agjentëve thjesht kimikë ose biokimikë, mund të pësojnë transformime të ndryshme, përfshirë në drejtim të rritjes së lëvizshmërisë dhe tretshmërisë së tyre (madje edhe linjina, rrëshirat dhe taninet) , atëherë është e nevojshme të pranohet se të gjitha përbërjet organike të përfshira në përbërjen e mbetjeve bimore dhe shtazore mund të marrin pjesë në ndërtimin e bërthamës së humusit të masës së tokës. Pyetja ka të bëjë vetëm me sqarimin e pjesës së pjesëmarrjes së secilit prej përbërjeve organike në procesin e ndërtimit të kësaj bërthame, dhe më e rëndësishmja, në sqarimin e atyre ndërveprimeve komplekse kimike, fiziko-kimike dhe biokimike që ndodhin midis përbërjeve organike dhe substancës minerale të toka, me fjalë të tjera, për të studiuar ato dukuri komplekse që shoqërojnë vetë procesin e formimit të kompleksit organomineral, trupit të tokës.

Kërkime të gjera në këto fusha u kryen në laboratorin tonë nga A. Trusov. Duke vendosur komponime të ndryshme organike - shpesh për periudha shumë të gjata kohore - në kushte të ndryshme dekompozimi, autori i përmendur ka nxjerrë, në bazë të eksperimenteve të tij, këto përfundime kryesore:
1. Karbohidratet (fibra, hemiceluloza, niseshteja, saharoza, glukoza dhe levuloza) me sa duket nuk marrin pjesë në formimin e substancave humike.
2. Vajrat marrin vetëm një pjesë shumë të kufizuar në këtë sintezë.
3. Acidet organike, çamçakëz dhe tapa gjithashtu nuk mund të klasifikohen si agjentë humus-formues.
4. “Furnizuesit” kryesorë të substancave humike në tokë janë proteinat, taninet, substancat ekrustuese (lignin) dhe komponimet e ndryshme polifenolike (hidrokinoni, orcina, pirogalloli etj.).
5. Substancat proteinike në rrugën e humifikimit të tyre i nënshtrohen dekompozimit kryesisht hidrolitik; Më pas ndodh oksidimi dhe kondensimi i produkteve të kësaj hidrolize. Nga këto produkte të zbërthimit hidrolitik të proteinave, komponimet e pirolit dhe benzenit përdoren për të formuar substanca humike dhe nga këto të fundit, kryesisht ato që përmbajnë një grup fenolik, për shembull: indol, skatol, prolin, triptofan, fenilalaninë, tirozinë etj. Rezultatet janë produkte të kondensuara, të ngjyrosura me ngjyrë të zezë dhe kafe, produkte me ngjyrë me karakter okksikinon.
6. Humifikimi i linjinës (substancave ekrustuese) ndodh për shkak të grupeve fenolike dhe kinonike që ajo përmban. Përftohen produkte të ndryshme të ngjeshura - përsëri me karakterin e oksikinoneve.
7. Humifikimi i taninave - përmes acidit galik, që rezulton nga hidroliza e këtyre substancave, përsëri ndodh deri në formimin e produkteve të ngjeshura me karakter okksikinon; përveç kësaj, fitohet acidi tannomelanik, pirogallol, purpurogallin etj.
8. Përafërsisht të njëjtat produkte përftohen nga humifikimi i përbërjeve polifenolike të përfshira në mbetjet bimore.
Humifikimi i të gjitha përbërjeve organike të mësipërme ndodh në tokë nën ndikimin e një shumëllojshmërie të gjerë të faktorëve biologjikë dhe kimikë.
Duke përmbledhur të gjitha proceset e humifikimit në një skemë të përgjithshme, mund të themi se faza e parë e këtyre proceseve është dekompozimi hidrolitik i përbërjeve të ndryshme të karbonit, d.m.th., zbërthimi i një zinxhiri kompleks karboni në pjesë më të thjeshta.
Faza e dytë në formimin e substancave humike shprehet në humbjen e fuqishme të ujit dhe në dukuritë e ngjeshjes së brendshme.
A. Trusov, siç e shohim, vizatoi vetëm një diagram të përgjithshëm të proceseve që na interesojnë. Kohët e fundit, mënyra sintetike (gjenetike) e studimit të substancave humike të tokës është përdorur gjerësisht nga studiuesi amerikan Waksman.
Bazuar në konsideratën se komponimet e ndryshme organike të përfshira në përbërjen e mbetjeve të ngordhura bimore dhe shtazore kanë shkallë të ndryshme rezistence ndaj veprimit shkatërrues të mikrobeve dhe shkallë të ndryshme të lëvizshmërisë dhe reaktivitetit të tyre kimik, dhe për rrjedhojë shkallë të ndryshme të pjesëmarrjes së mundshme në sintezën e ai kompleks relativisht i qëndrueshëm, që është humusi i tokës, Waksman, pasi ka zhvilluar metodologjinë e duhur, i ndan të gjitha përbërjet organike që gjenden në lëndën bimore në një numër fraksionesh, të bashkuara nga disa veti të përbashkëta.
1. Nëse një ose një tjetër substancë bimore (torfe etj.) i nënshtrohet fillimisht ekstraktimit me eter, pastaj kalon në tretësirë; vajra esenciale dhe yndyrore, pjesë e substancave dylli dhe rrëshinore, etj. Ky grup përbërësish duhet të karakterizohet se ka rezistencë të madhe ndaj veprimit dekompozues të mikroorganizmave dhe si i tillë mund të marrë pjesë në një formë pak të modifikuar në formimin e atë kompleks relativisht të fortë, që është humusi i tokës.
2. Duke ndikuar në mbetje, pasi e trajtojmë me eter, ujë (në fillim të ftohtë, pastaj të nxehtë), nxisim kalimin në tretësirë ​​të sheqernave të ndryshme (glukozë, manozë, pentozë etj.), aminoacide, disa proteina të tretshme, disa. acidet organike (tartarik, acetik, arabanik, malonik, etj.), alkoolet (manitol, etj.), një sasi e caktuar niseshteje, tanine etj. Ky grup substancash, me përjashtim të taninave, përkundrazi, mund të jetë karakterizohet si mikroorganizma të dekompozuar shumë lehtë nën ndikimin (bakteret dhe kërpudhat), prandaj, duke u shkatërruar shpejt në tokë, nuk shërben si burim i drejtpërdrejtë për ndërtimin e kompleksit të humusit.
3. Duke ndikuar më tej në pjesën e mbetur të substancës së analizuar me alkool të zier 95°, transferojmë në tretësirë ​​disa rrëshira dhe dyllë, alkaloide, klorofil dhe pigmente të tjera, taninë, kolinë, alkoole të larta (inositol), etj. I gjithë ky fraksion duhet të karakterizohet. pasi ka qëndrueshmëri dhe rezistencë të madhe ndaj veprimit dekompozues të mikroorganizmave dhe, si rrjedhim, mund të jetë pjesë e humusit të tokës, në formën e tij pak të modifikuar.
4. Duke trajtuar mbetjet e trajtimit të mëparshëm me acide të vlimit të holluar (p.sh. HCl 2%), nxisim kalimin e hemicelulozës (fibër “fake”) në tretësirë, e cila gjatë këtij operacioni i nënshtrohet hidrolizës, d.m.th. karbohidratet Hemicelulozat janë, Siç dihet, edhe heksozat edhe pentozat janë anhidride (derivatet e këtyre të fundit, të ashtuquajturat pentozanë, janë shumë të përhapur në trupin e bimës).
Duke trajtuar mbetjet nga operacioni i mëparshëm me acide të përqendruara (80% H2SO4 dhe 42% HCl), ne transferojmë celulozën (fibër "e vërtetë") - një anhidrid kompleks i glukozës - në tretësirë.
Si celuloza ashtu edhe hemicelulozat janë një nga përbërësit më të rëndësishëm të lëndës së thatë të mbetjeve bimore.
Megjithëse nga pikëpamja kimike të dy grupet e përmendura të përbërjeve organike duhet të karakterizohen si përbërës shumë të fortë dhe të qëndrueshëm, megjithatë, nën ndikimin e aktivitetit të mikroorganizmave të veçantë që sekretojnë enzima hidrolizuese, ato pësojnë dekompozim mjaft të shpejtë dhe të plotë në tokë. , çka e bën shumë të dyshimtë praninë e tyre në përbërjen e humusit të tokës.
5. Pjesa e mbetur nga të gjitha operacionet e mëparshme na jep mundësinë të përcaktojmë të ashtuquajturën lignin (substancat ekrustuese që janë përbërës i domosdoshëm i mureve qelizore bimore). Natyra kimike e linjinës është e paqartë. Ky koncept është një koncept i përbërë, duke përfshirë një kompleks të përbërjeve të ndryshme që nuk janë të përshtatshme për hidrolizë edhe nën ndikimin e acideve të tilla të përqendruara si H2SO4 80% e lartpërmendur dhe HCl 42%. Rezistenca e tij e madhe ndaj veprimit shkatërrues të mikrobeve jep të drejtën ta konsiderojmë atë si një nga përbërësit e zakonshëm të humusit të tokës.
6. Një grup përbërësish që përmbajnë azot luan një rol jashtëzakonisht të rëndësishëm në jetën e bimëve dhe kafshëve, duke qenë pjesë përbërëse e plazmës së qelizave. Ky grup është i shumtë dhe i larmishëm në vetitë e tij. Disa nga këto komponime janë të tretshme në ujë (shih më lart: proteinat e tretshme, aminoacide, etj.); pjesa tjetër hidrolizohet lehtësisht kur ekspozohet ndaj acideve të holluara që ziejnë (vetë proteinat) dhe më pas prodhon komponime të tretshme në ujë; pjesa e tretë hidrolizohet vetëm kur ekspozohet ndaj acideve të koncentruara etj.
Nga ky këndvështrim, grupi i përbërjeve organike azotike duhet të njihet si shumë i ndryshëm - në shkallën e qëndrueshmërisë dhe dekompozimit të përfaqësuesve të tij individualë, dhe, rrjedhimisht, në shkallën e pjesëmarrjes në formimin e kompleksit humus.
Përveç përbërjeve të ndryshme organike të përmendura më sipër, ne gjithmonë vërejmë sasi të ndryshme të një shumëllojshmërie të gjerë të substancave minerale (hirit) në përbërjen e trupit të bimëve dhe kafshëve që vdesin. Të gjitha këto komponime të larmishme, duke hyrë në horizontet e ndryshme të shkëmbinjve të motit gjatë procesit të formimit të tokës, pësojnë fate të ndryshme: disa prej tyre, duke u bërë pronë e mikrobeve, shpërbëhen dhe dekompozohen shpejt, të tjerët pësojnë një sërë fenomenesh komplekse të ndërveprimit me përbërësit mineral të tokës, një nga rezultatet e të cilave është ai kompleks organomineral relativisht i qëndrueshëm dhe i qëndrueshëm, i cili quhet humus. Këto dukuri ndërveprimi janë komplekse dhe të ndryshme: këtu ka reaksione thjesht kimike midis përbërësve të shkëmbit të motit dhe atyre produkteve të tretshme të dekompozimit të mbetjeve organike që i nënshtrohen rrjedhjes sistematike nga këto të fundit nga reshjet atmosferike, dhe fenomene mikrobiologjike që përbëhen nga procese të ndryshme të zbërthimi i përbërjeve organike dhe thjeshtimi i përbërjes së tyre, dhe nga ana tjetër, sinteza e kundërt e produkteve që rezultojnë në trupin e mikroorganizmave në procesin e ushqyerjes së tyre me formimin e substancave të reja organike komplekse dhe, së fundi, fenomenet fiziko-kimike që lidhen me gjendja koloidale e substancave ndërvepruese dhe që çon në formimin e "përbërjeve të adsorbimit" të veçantë në tokë "
Bazuar në faktin se nga të gjitha përbërjet organike që përbëjnë mbetjet bimore, linjina ka rezistencën më të madhe ndaj veprimit dekompozues të mikrobeve; nga ana tjetër, duke theksuar faktin se në procesin e dekompozimit të këtyre mbetjeve, ndodh akumulimi i komplekseve proteinike (dhe të tjera azotike) dhe, më tej, se në të gjitha dherat e analizuara nga autori, substancat e përmendura tani përbëjnë në 80% të lëndës totale organike të këtyre tokave, etj., - Waksman supozon se humusi i tokës përbëhet nga një kompleks themelor dhe kompleks - një bërthamë, e cila përfshin fraksione kryesisht të linjinës dhe proteinave, të cilat janë në lidhje të ngushtë kimike me njëri tjetrin.
Kjo bërthamë kryesore shoqërohet nga një sërë substancash të tjera që ose kanë mbetur nga dekompozimi i mbetjeve bimore dhe shtazore, ose janë sintetizuar për shkak të aktivitetit jetësor të mikroorganizmave.
Midis këtyre përbërësve të vegjël të humusit të tokës ka disa yndyrna dhe dyllë, hemiceluloza, alkoole më të larta, acide organike, etj. Në tokat e sipërpërmendura të analizuara nga Waksman, lënda organike në fakt përmban vetëm rreth 16% të karbohidrateve të patretshme në ujë (celuloza, hemiceluloza etj.) dhe vetëm 2,5-3% e substancave të tretshme në eter dhe alkool, ndërsa shuma e proteinave dhe linjinës përbënte deri në 80% të lëndës organike totale të këtyre tokave.
Duke marrë parasysh se fraksioni proteinik që hyn në tokë me mbetje bimore dhe shtazore, si dhe i formuar në të gjatë aktivitetit sintetizues të mikrobeve, mund të ndryshojë në përbërjen e tij kimike dhe se grupi i linjinës mund të përfaqësojë gjithashtu një kompleks përbërësish që ndryshojnë. në mënyrë të konsiderueshme nga njëra-tjetra, është e qartë se konstituimi i brendshëm i bërthamës lignin-proteinike në toka të ndryshme të formuara dhe që zhvillohen në kushte të ndryshme mund të ndryshojnë ndjeshëm ndërmjet tyre.
Waksman ishte në gjendje të sintetizonte artificialisht këtë kompleks lignin-proteinë në një mjedis laboratorik. Kjo e fundit doli të ishte, për sa i përket shumës totale të vetive të saj, ashpërsisht e ndryshme nga vetitë e përbërësve individualë të përfshirë në përbërjen e saj - linjina dhe proteina - dhe në të njëjtën kohë fitoi të gjitha ato veti kimike, fiziko-kimike dhe biologjike që ne përgjithësisht konsiderojmë karakteristikë të humusit (ose, thënë më saktë, për atë pjesë të tij që quhet acid humik): tretshmëria në alkale dhe precipitimi i mëvonshëm nga acidet, ngjyra e errët, rezistenca ndaj veprimit dekompozues të mikrobeve (substanca proteinike, zakonisht lehtësisht të ndjeshëm ndaj veprimit dekompozues të mikroorganizmave, si rezultat i ndërveprimit të tyre me linjinën fitojnë, siç doli, stabilitet më të madh).
Waksman ishte në gjendje të merrte më tej komponime artificiale të kompleksit "lignin-proteinë" me baza të ndryshme (Ca, Mg, Fe, Al), për më tepër, duke përdorur metoda të ngjashme me ato që zakonisht përdoren për të marrë kripëra të ndryshme të acidit humik; Këto studime, me zhvillimin e tyre të mëtejshëm, mund të sjellin njëfarë qartësie në njohjen e lidhjes që ekziston midis bërthamës organike dhe elementeve të hirit të humusit të tokës. Nga rruga, u zbulua se kompleksi lignin-proteinë ka

përmbledhje e prezantimeve të tjera

"Kultura e qelizave dhe indeve bimore" - Funksionet e hormoneve në kalluzogjenezë. Faktorët që ndikojnë në sintezën. Qeliza të diferencuara. Llojet e kulturave të qelizave dhe indeve. Heterogjeniteti gjenetik. Kulturat e qelizave bimore. Dediferencimi. Karakteristikat e qelizave të kallusit. Aspekte historike. Formimi i tëmthit të kurorës. Kultura njëqelizore. Arsyet e asinkronisë. Sinteza e metabolitëve dytësorë. Diferencimi i indeve të kallusit. Faktorët fizikë.

"Gjethet e bimëve" - ​​Gjethet me gjethe. Cila është skaji i tehut të gjethes? Gjethja është gjithashtu organi i frymëmarrjes, avullimit dhe guttimit (ekskretimit të pikave të ujit) të bimës. Çfarë lloj ventilimi? Gjethet e përbëra. Përshkruani gjethen. Gjethet janë të vendosura në të dy anët e bisht i gjethes në një distancë nga njëra-tjetra. Gjethet sesile. Buza e tehut të gjethes. trirrokësh. E kundërt. Shtrirë. Venat. Gjethe të thjeshta. Në botanikë, një gjethe është një organ i jashtëm i një bime, funksioni kryesor i së cilës është fotosinteza.

"Klasifikimi i frutave" - ​​Kungull. pomeranez. Klasifikimi i frutave. Organet e bimëve të lulëzuara. Krahasoni. Berry. Apple. Fruta me lëng. Gjeni të çuditshmen. Polydrupe. Konsolidimi i materialit të studiuar. Drupe. Perikapi. Organet riprodhuese. Frutat, klasifikimi i tyre.

"Frutat dhe farat" - Pod. Mos lejoni që shpirti juaj të jetë dembel. Puna laboratorike. Kungull. Kariopsis. Njohuri. Drupe. Transferimi. Pema e dijes. Pyetje për konsolidim. Përhapen me shpërndarje. Përhapen me ujë. Shenjat e farave. Steriliteti. Një lule që nuk bie në sy. Transferimi në pjesët e jashtme. Formimi i fetusit. Kuti. Puna në grupe. Polydrupe. Fetusi. Përhapet nga era. Pse farat duhet të shpërndahen?

"Struktura e xhirimit" - Zhardhok. Llojet e veshkave. Formohet nga sythat në bazën e kërcellit. Struktura e jashtme e xhirimit. Substancat organike. Struktura e brendshme. Zhvillimi i filizit nga sythi. Ndërnyjet janë të përcaktuara qartë. Arratisja. Zhardhok rrënjë. Rritja e kërcellit. Rrjedhin. Shpëtuar modifikimet. Shumëllojshmëri lastarësh. Corm. Transporti i substancave përgjatë kërcellit. Rizoma. Llambë. Degëzimi. Llamba dhe llamba. Peshorja. Bud.

"Detyrat mbi strukturën e bimëve" - ​​Vendndodhja e tufave vaskulare. Shikoni foton dhe përgjigjuni pyetjeve. Transporti horizontal. Modifikime nëntokësore të fidaneve. Struktura e veshkave. Vendndodhja e fidaneve në hapësirë. Indet bimore. Degëzimi i lastarëve. Struktura e konit të rritjes. Struktura e jashtme e rrënjës. Tillering. Modifikimet e rrënjës. Shikoni vizatimin. Didaktika për një tabelë të bardhë ndërvepruese në biologji. Rregullimi i gjetheve.

LEKTURA 9

Formimi dhe zbërthimi i substancave organike.

(Fotosinteza, frymëmarrja, transpirimi)

Le të shqyrtojmë më në detaje proceset e akumulimit të energjisë diellore gjatë formimit të substancave organike dhe shpërndarjes së saj gjatë shkatërrimit të këtyre substancave. Jeta në Tokë varet nga rrjedha e energjisë së krijuar si rezultat i reaksioneve termonukleare që ndodhin në thellësitë e Diellit. Rreth 1% e energjisë diellore që arrin në Tokë konvertohet nga qelizat bimore (dhe disa baktere) në energjinë kimike të karbohidrateve të sintetizuara.

Formimi i substancave organike në dritë quhet fotosintezë (gr. Dritë, lidhje) Fotosinteza është grumbullimi i një pjese të energjisë diellore duke e shndërruar energjinë e saj potenciale në lidhje kimike të substancave organike.

Fotosinteza- një lidhje e nevojshme midis natyrës së gjallë dhe të pajetë. Pa fluksin e energjisë nga Dielli, jeta në planetin tonë, që i nënshtrohet ligjit të dytë të termodinamikës, do të pushonte përgjithmonë. Relativisht kohët e fundit (fundi i shekullit të 18-të) u zbulua se në substancat organike të formuara gjatë fotosintezës, raporti i karbonit, hidrogjenit dhe oksigjenit është i tillë që për 1 atom karboni ka, si të thuash, 1 molekulë uji (prandaj emri i sheqernave - karbohidratet). Besohej se karbohidratet formohen nga karboni dhe uji, dhe oksigjeni lirohet nga CO 2. Më vonë, mjeku anglez Cornelius van Niel, duke studiuar bakteret fotosintezuese, tregoi se si rezultat i fotosintezës, bakteret e squfurit prodhojnë squfur dhe jo oksigjen:

Ai sugjeroi që nuk është CO 2, por uji që dekompozohet gjatë fotosintezës dhe propozoi ekuacionin përmbledhës të mëposhtëm për fotosintezën:

Për algat dhe bimët e gjelbra, H 2 A është ujë (H 2 O). Për bakteret e squfurit të purpurt, H2A është sulfid hidrogjeni. Për bakteret e tjera, ky mund të jetë hidrogjen i lirë ose një substancë tjetër e oksidueshme.

Kjo ide u konfirmua eksperimentalisht në vitet '30 të shekullit të 20-të duke përdorur izotopin e rëndë të oksigjenit (18 O).

Për algat dhe bimët e gjelbra, ekuacioni i përgjithshëm i fotosintezës filloi të shkruhet si më poshtë:

Karbohidratet e sintetizuara nga bimët (glukoza, saharoza, niseshteja, etj.) janë burimi kryesor i energjisë për shumicën e organizmave heterotrofikë që banojnë në planetin tonë. Zbërthimi i lëndës organike ndodh gjatë procesit të metabolizmit (gr. ndryshimi) në qelizat e gjalla.

Metabolizmiështë një grup reaksionesh biokimike dhe transformimesh energjie në qelizat e gjalla, të shoqëruara nga shkëmbimi i substancave midis organizmit dhe mjedisit.

Shuma e reaksioneve që çojnë në shpërbërjen ose degradimin e molekulave dhe lirimin e energjisë quhet katabolizmi dhe çon në formimin e molekulave të reja - anabolizëm.

Transformimet e energjisë në qelizat e gjalla kryhen duke transferuar elektrone nga një nivel në tjetrin ose nga një atom ose molekulë në tjetrën. Energjia e karbohidrateve çlirohet në proceset metabolike gjatë frymëmarrjes së organizmave.

Frymëmarrja është procesi me të cilin energjia e çliruar nga shpërbërja e karbohidrateve transferohet në molekulën e gjithanshme që mbart energji adenozinë trifosfat (ATP), ku ruhet në formën e lidhjeve fosfatike me energji të lartë.

Për shembull, kur 1 mol glukozë dekompozohet, lirohet 686 kcal energji e lirë (1 kcal = 4,18t10 J). Nëse kjo energji do të çlirohej shpejt, pjesa më e madhe e saj do të shpërndahej si nxehtësi. Kjo nuk do të përfitonte qelizën, por do të çonte në një rritje fatale të temperaturës për të. Por sistemet e gjalla kanë mekanizma komplekse që rregullojnë reaksione të shumta kimike në mënyrë që energjia të ruhet në lidhje kimike dhe më pas të mund të çlirohet gradualisht sipas nevojës. Tek gjitarët, zogjtë dhe disa vertebrorë të tjerë, nxehtësia e çliruar gjatë frymëmarrjes ruhet dhe për këtë arsye temperatura e trupit të tyre është më e lartë se temperatura e ambientit. Bimët kanë një ritëm të ngadaltë të frymëmarrjes, kështu që nxehtësia e lëshuar zakonisht nuk ndikon në temperaturën e bimës. Frymëmarrja mund të ndodhë si në kushte aerobike (në prani të oksigjenit) ashtu edhe në kushte anaerobe (pa oksigjen).

Frymëmarrja aerobike- një proces i kundërt me fotosintezën, d.m.th., lënda organike e sintetizuar (C 6 H 12 O 6) zbërthehet përsëri me formimin e CO 2 dhe H 2 O me lirimin e djersës së energjisë potenciale Q të grumbulluar në këtë substancë:

Megjithatë, në mungesë të oksigjenit, procesi mund të mos vazhdojë deri në përfundim. Si rezultat i një frymëmarrjeje të tillë jo të plotë, formohen substanca organike që ende përmbajnë një sasi të caktuar energjie, e cila më vonë mund të përdoret nga organizmat e tjerë për lloje të tjera të frymëmarrjes.

Frymëmarrja anaerobe vazhdon pa pjesëmarrjen e oksigjenit të gaztë. Pranuesi i elektroneve nuk është oksigjen, por një substancë tjetër, për shembull acid acetik:

rezervë energjie q 1 dhe mund të përdoret si lëndë djegëse ose të oksidohet dhe ndizet në mënyrë spontane në natyrë sipas reaksionit:

Frymëmarrja pa oksigjen shërben si bazë për jetën e shumë njerëzve saprotrofet(baktere, maja, myk, protozoar), por mund të gjenden edhe në indet e kafshëve më të larta.

Fermentimi- kjo është frymëmarrje anaerobe, në të cilën vetë lënda organike shërben si një pranues elektronesh:

		dhe alkooli që rezulton gjithashtu përmban

një sasi e caktuar energjie q 2 që mund të përdoret nga organizma të tjerë:

Dekompozimi mund të jetë rezultat jo vetëm i proceseve biotike, por edhe abiotike. Për shembull, zjarret e stepave dhe pyjeve kthejnë sasi të mëdha CO 2 dhe gazra të tjerë në atmosferë dhe minerale në tokë. Ato janë një proces i rëndësishëm dhe ndonjëherë edhe i domosdoshëm në ekosistemet ku kushtet fizike janë të tilla që mikroorganizmat nuk kanë kohë për të dekompozuar mbetjet organike që rezultojnë. Por dekompozimi përfundimtar i bimëve dhe kafshëve të ngordhura kryhet kryesisht nga mikroorganizmat heterotrofikë - dekompozues, shembujt e të cilave janë të përhapur në ujërat e zeza dhe në ujërat natyrore bakteret saprofitike. Zbërthimi i lëndës organike është rezultat i marrjes së elementeve kimike dhe energjisë së nevojshme në procesin e shndërrimit të ushqimit brenda qelizave të trupit të tyre. Nëse këto procese pushojnë, të gjithë elementët biogjenë do të lidhen në mbetjet e vdekura dhe vazhdimi i jetës do të bëhet i pamundur. Kompleksi i shkatërruesve në biosferë përbëhet nga një numër i madh speciesh, të cilat, duke vepruar në mënyrë sekuenciale, kryejnë ndarjen e substancave organike në ato minerale. Proceset e formimit të substancave organike dhe zbërthimi i tyre quhen procese produkteve(lat. krijimi, prodhimi) dhe shkatërrimi(lat. shkatërrim). Balanca prodhuese-shkatërruese në biosferë në tërësi në kushte moderne është pozitive. Kjo për faktin se jo të gjitha pjesët e bimëve dhe kafshëve të ngordhura shkatërrohen me të njëjtin ritëm. Yndyrnat, sheqernat dhe proteinat dekompozohen mjaft shpejt, por druri (fibra, linjina), kitina dhe kockat dekompozohen shumë ngadalë. Produkti i ndërmjetëm më i qëndrueshëm i dekompozimit të lëndës organike është humusi ( lat. tokë, humus), mineralizimi i mëtejshëm i të cilit është shumë i ngadalshëm. Dekompozimi i ngadaltë i humusit është një nga arsyet e vonesës së shkatërrimit në krahasim me produktet. Nga pikëpamja kimike, substancat humike janë produkte të kondensimit (latinisht - grumbullim, ngjeshje) e përbërjeve aromatike (fenole, benzene etj.) me produkte të dekompozimit të proteinave dhe polisaharideve. zbërthimi i tyre me sa duket kërkon enzima të veçanta, të cilat shpesh mungojnë në tokë dhe në saprotrofet ujore.

Kështu, dekompozimi i mbetjeve organike është një proces i gjatë, me shumë faza dhe kompleks që kontrollon disa funksione të rëndësishme të ekosistemit: kthimin e lëndëve ushqyese në cikël dhe energjinë në sistem; transformimi i substancave inerte të sipërfaqes së tokës; formimi i komponimeve komplekse të padëmshme të substancave toksike; ruajtja e përbërjes atmosferike të nevojshme për jetën e Azrobit. Për biosferën në tërësi, vonesa midis proceseve të dekompozimit të substancave organike dhe proceseve të sintezës së tyre nga bimët e gjelbra është me rëndësi të madhe. Ishte kjo vonesë që shkaktoi akumulimin e lëndëve djegëse fosile në zorrët e planetit dhe oksigjenit në atmosferë. Bilanci pozitiv i proceseve të prodhimit dhe shkatërrimit të vendosur në biosferë siguron jetën e organizmave aerobikë, përfshirë njerëzit.

Modelet bazë të konsumit të ujit bimët.

Transpirimiështë procesi i avullimit të ujit nga pjesët tokësore të bimëve.

Një nga funksionet kryesore fiziologjike të çdo organizmi është ruajtja e një niveli të mjaftueshëm të ujit në trup. Në procesin e evolucionit, organizmat kanë zhvilluar përshtatje të ndryshme për marrjen dhe përdorimin ekonomik të ujit, si dhe për mbijetesën e periudhave të thata. Disa kafshë të shkretëtirës marrin ujë nga ushqimi, të tjera përmes oksidimit të yndyrave të depozituara në kohë (për shembull, një deve, e cila është në gjendje të marrë 107 g ujë metabolik nga 100 g yndyrë përmes oksidimit biologjik). Në të njëjtën kohë, ato kanë përshkueshmëri minimale nga uji të pjesës së jashtme të trupit, një mënyrë jetese kryesisht nate, etj. Me thatësi periodike, ato zakonisht bien në një gjendje pushimi me një ritëm minimal metabolik.

Bimët tokësore e marrin ujin kryesisht nga toka. Reshjet e pakta, kullimi i shpejtë, avullimi intensiv ose një kombinim i këtyre faktorëve çojnë në tharje, dhe lagështia e tepërt çon në mbytje dhe mbytje të tokës. Bilanci i lagështisë varet nga diferenca midis sasisë së reshjeve dhe sasisë së ujit të avulluar nga sipërfaqet e bimëve dhe tokës, si dhe nga transpirimi. Nga ana tjetër, proceset e avullimit varen drejtpërdrejt nga lagështia relative e ajrit atmosferik. Kur lagështia është afër 100%, avullimi praktikisht ndalet, dhe nëse temperatura bie më tej, fillon procesi i kundërt - kondensimi (format e mjegullës, vesa dhe ngrica bien). Lagështia e ajrit si faktor mjedisor, në vlerat e saj ekstreme (lagështia e lartë dhe e ulët), rrit ndikimin (përkeqëson) temperaturën në trup. Ngopja e ajrit me avujt e ujit rrallë arrin vlerën maksimale. Deficiti i lagështisë është diferenca midis ngopjes maksimale të mundshme dhe asaj ekzistuese në një temperaturë të caktuar. Ky është një nga parametrat më të rëndësishëm mjedisorë, pasi karakterizon dy sasi njëherësh: temperaturën dhe lagështinë. Sa më i lartë të jetë deficiti i lagështisë, aq më i thatë dhe më i ngrohtë është, dhe anasjelltas. Regjimi i reshjeve është faktori më i rëndësishëm që përcakton migrimin e ndotësve në mjedisin natyror dhe rrjedhjen e tyre nga atmosfera.

Masa e ujit që përmbahet në organizmat e gjallë vlerësohet në 1,1 10 3 miliardë tonë, pra më pak se sa përmbajnë shtretërit e të gjithë lumenjve të botës. Biocenoza e biosferës, që përmban një sasi relativisht të vogël uji, megjithatë e shtyn intensivisht atë në vetvete. Kjo ndodh veçanërisht intensivisht në oqean, ku uji është një habitat dhe një burim i lëndëve ushqyese dhe gazrave. Pjesa më e madhe e biocenozës së planetit përbëhet nga prodhuesit. Në ekosistemet ujore këto janë algat dhe fitoplanktoni, dhe në ekosistemet tokësore këto janë bimësi. Në një mjedis ujor, bimët filtrojnë vazhdimisht ujin nëpër sipërfaqen e tyre, ndërsa në tokë nxjerrin ujin nga toka me rrënjë dhe largojnë (transpirojnë) pjesën mbitokësore. Kështu, për të sintetizuar një gram biomasë, bimët më të larta duhet të avullojnë rreth 100 g ujë.

Sistemet më të fuqishme të transpirimit në tokë janë pyjet, të cilët janë në gjendje të pompojnë përmes vetes të gjithë masën e ujit në hidrosferë në 50 mijë vjet; Në të njëjtën kohë, planktoni i oqeanit filtron të gjithë ujin e oqeanit në një vit, dhe organizmat detarë të gjithë së bashku e filtrojnë atë në vetëm gjashtë muaj.

Një filtër kompleks i fotosintezës vepron në biosferë, gjatë së cilës uji dekompozohet dhe, së bashku me dioksidin e karbonit, përdoret në sintezën e përbërjeve organike të nevojshme për ndërtimin e qelizave të organizmit. Organizmat e gjallë fotosintetikë mund të dekompozojnë të gjithë masën e ujit në hidrosferë në rreth 5 milionë vjet, dhe organizmat e tjerë rivendosin ujin e humbur nga lënda organike që vdes në pothuajse të njëjtën periudhë.

Kështu, biosfera, megjithë vëllimin e parëndësishëm të ujit që përmban, rezulton të jetë filtri më i fuqishëm dhe më kompleks i hidrosferës në Tokë.

Një kaskadë filtrash biologjikë kalon nëpër një masë uji të barabartë me masën e të gjithë hidrosferës për një periudhë prej gjashtë muajsh deri në miliona vjet. Prandaj mund të argumentohet se Hidrosfera është produkt i organizmave të gjallë, një mjedis që ata krijuan për veten e tyre. Akademiku V.I. Vernadsky e shprehu këtë me tezën: Organizmi merret me një mjedis të cilit jo vetëm i është përshtatur, por i është përshtatur.

Zhvillimi i ekosistemit.

Vëzhgimet në natyrë tregojnë se fushat e braktisura ose pyjet e djegura pushtohen gradualisht nga barërat e egra shumëvjeçare, më pas nga shkurret dhe, në fund, nga pemët. Zhvillimi i ekosistemeve me kalimin e kohës njihet në ekologji si vazhdimësi ekologjike (lat. vazhdimësi, sekuencë).

Vazhdimi ekologjik është një ndryshim sekuencial i biocenozave që lindin në mënyrë të njëpasnjëshme në të njëjtin territor nën ndikimin e faktorëve natyrorë ose antropogjenë.

Disa komunitete mbeten të qëndrueshme për shumë vite, të tjera ndryshojnë me shpejtësi. Ndryshimet ndodhin në të gjitha ekosistemet, në mënyrë natyrale ose artificiale. Ndryshimet natyrore janë të natyrshme dhe të kontrolluara nga vetë komuniteti. Nëse ndryshimet e njëpasnjëshme përcaktohen kryesisht nga ndërveprimet e brendshme, atëherë kjo autogjene, d.m.th., vazhdimësi vetë-gjeneruese. Nëse ndryshimet shkaktohen nga forcat e jashtme në hyrje të ekosistemit (stuhia, zjarri, ndikimi njerëzor), atëherë vazhdimësi të tilla quhen alogjenike pra të gjeneruara nga jashtë. Për shembull, pyjet e pastruara ripopullohen shpejt nga pemët përreth; livadhi mund t'i lërë vendin pyllit. Fenomene të ngjashme ndodhin në liqene, në shpatet shkëmbore, në ranorë të zhveshur, në rrugët e fshatrave të braktisura etj. Proceset e vazhdimësisë po zhvillohen vazhdimisht në të gjithë planetin.

Bashkësitë e njëpasnjëshme që zëvendësojnë njëra-tjetrën në një hapësirë ​​të caktuar quhen në seri ose fazat.

Suksedimi që fillon në një zonë që nuk ishte e zënë më parë quhet fillore. Për shembull, vendosjet e likeneve mbi gurë: nën ndikimin e sekrecioneve të likenit, nënshtresa shkëmbore gradualisht shndërrohet në një lloj toke, ku më pas vendosen likenet me shkurre, barishte të gjelbra, shkurre etj.

Nëse një komunitet zhvillohet në faqen e një komuniteti ekzistues, atëherë ata flasin për dytësore vazhdimësi. Për shembull, ndryshimet që ndodhin pas shkuljes ose prerjes së një pylli, ndërtimit të një pellgu ose rezervuari etj.

Shpejtësia e vazhdimësisë ndryshon. Në aspektin historik, ndryshimi i faunës dhe florës gjatë periudhave gjeologjike nuk është gjë tjetër veçse një vazhdimësi ekologjike. Ato janë të lidhura ngushtë me ndryshimet gjeologjike dhe klimatike dhe me evolucionin e specieve. Ndryshime të tilla ndodhin shumë ngadalë. Pasardhësit primare kërkojnë qindra e mijëra vjet. Ato dytësore vazhdojnë më shpejt. Suksedimi fillon me një bashkësi të pabalancuar në të cilën prodhimi (P) i lëndës organike është ose më i madh ose më i vogël se shkalla e frymëmarrjes (D), dhe bashkësia tenton në një gjendje ku P = D. Suksedimi që fillon në P > D është thirrur autotrofike, dhe në P<Д - heterotrofike. Raporti P/D është një tregues funksional i pjekurisë së ekosistemit.

Në P > D, biomasa e komunitetit (B) dhe raporti i biomasës ndaj prodhimit të B/P rriten gradualisht, d.m.th., rritet madhësia e organizmave. Rritja ndodh derisa sistemi të stabilizohet. Gjendja e një ekosistemi të stabilizuar quhet menopauza(gr. shkallë, hap i pjekur).

Pasuria autotrofike- një fenomen i përhapur në natyrë që fillon në një mjedis të pabanuar: formimi i pyjeve në toka të braktisura ose rivendosja e jetës pas shpërthimeve vullkanike dhe fatkeqësive të tjera natyrore. Karakterizohet nga një mbizotërim afatgjatë i organizmave autotrofikë.

Vazhdimi heterotrofik karakterizohet nga një mbizotërim i baktereve dhe ndodh kur mjedisi është i mbingopur me substanca organike. Për shembull, në një lumë të ndotur nga ujërat e zeza me një përmbajtje të lartë të substancave organike, ose në një impiant për trajtimin e ujërave të zeza. Gjatë vazhdimësisë heterotrofike, rezervat e energjisë mund të zhduken gradualisht. Për shkak të mungesës së një procesi autotrofik, menopauza mund të mos ndodhë; më pas, pasi rezervat e energjisë janë shteruar, ekosistemi mund të zhduket (një pemë në kolaps).

Në sistemet kulmore, formohet një rrjet kompleks marrëdhëniesh që ruajnë gjendjen e tij të qëndrueshme. Teorikisht, një gjendje e tillë duhet të jetë konstante me kalimin e kohës dhe të ekzistojë derisa të prishet nga shqetësime të forta të jashtme. Sa më shumë që raporti P/D të devijojë nga 1, aq më pak i pjekur dhe më pak i qëndrueshëm është ekosistemi. Në komunitetet kulmore, ky raport i afrohet 1.

Tendencat e ndryshimeve në karakteristikat kryesore të ekosistemeve. Gjatë suksesioneve autogjene, vërehet një ndryshim natyror në karakteristikat kryesore të sistemeve ekologjike (Tabela 2.2).

Pasardhja përfshin një zhvendosje funksionale të energjisë drejt rritjes së kostove të frymëmarrjes ndërsa grumbullohet lënda organike dhe biomasa. Strategjia e përgjithshme për zhvillimin e ekosistemeve është rritja e efikasitetit të përdorimit të energjisë dhe lëndëve ushqyese, arritja e diversitetit maksimal të specieve dhe ndërlikimi i strukturës së sistemit.

Suksesi është zhvillimi i drejtuar, i parashikueshëm i një ekosistemi derisa të vendoset ekuilibri midis komunitetit biotik - biocenozës dhe mjedisit abiotik - biotopit.

Në procesin e vazhdimësisë, popullatat e organizmave dhe lidhjet funksionale ndërmjet tyre zëvendësojnë natyrshëm dhe në mënyrë të kthyeshme njëra-tjetrën. Megjithëse një ekosistem nuk është një "superorganizëm", ka shumë paralele midis zhvillimit të një ekosistemi, një popullsie, një organizmi dhe një komuniteti njerëzish.

Evolucioni ekosistemet, ndryshe nga vazhdimësia, është një proces i gjatë zhvillimi historik. Evolucioni i ekosistemeve është historia e zhvillimit të jetës në Tokë nga shfaqja e biosferës deri në ditët e sotme. Evolucioni bazohet në përzgjedhjen natyrore në specie ose në nivel më të ulët. Evolucioni i ekosistemeve përsëritet në një farë mase në zhvillimin e tyre të njëpasnjëshëm. Proceset evolucionare janë të pakthyeshme dhe jo-ciklike. Nëse krahasojmë përbërjen dhe strukturën e ekosistemeve në epokat e hershme dhe të vonë gjeologjike, mund të shohim një tendencë për të rritur diversitetin e specieve, shkallën e mbylljes së cikleve biogjeokimike, shpërndarjen dhe ruajtjen uniforme të burimeve brenda sistemit, kompleksitetin e strukturës. të komuniteteve dhe dëshirën për një gjendje të ekuilibruar në të cilën ritmi i evolucionit ngadalësohet. Në një sistem të tillë, evolucioni ndeshet me shumë pengesa, sepse komuniteti është i dendur dhe lidhjet midis organizmave dhe popullatave janë të forta. Në të njëjtën kohë, shanset për të depërtuar në një sistem të tillë nga jashtë janë shumë të vogla dhe evolucioni i tij është disi i frenuar.

Biomet. Kushtet fiziko-kimike dhe klimatike në pjesë të ndryshme të biosferës janë të ndryshme. Koleksionet e mëdha të ekosistemeve të përcaktuara klimatikisht quhen biome, ose formacione. Një biome është një makrosistem ose grup ekosistemesh të lidhura ngushtë nga kushtet klimatike, flukset e energjisë, çiklizmi i materialit, migrimi i organizmave dhe lloji i bimësisë. Çdo biom përmban një numër ekosistemesh më të vogla, të ndërlidhura.

Biomet ndahen në tre grupe kryesore bazuar në habitatin e tyre: tokësor, detar dhe ujërat e ëmbla. Formimi i tyre varet nga makroklima, dhe për ujërat e ëmbla - nga gjerësia gjeografike e zonës. Faktorë të rëndësishëm janë:

qarkullimi i ajrit,

shpërndarja e dritës së diellit,

sezonaliteti i klimës,

lartësia dhe orientimi i maleve,

hidrodinamika e sistemeve ujore.

Biomet tokësore përcaktohen kryesisht nga bimësia, e cila është e varur ngushtë nga klima dhe formon biomasën kryesore. Kufijtë e qartë midis biomeve janë të rrallë. Më shpesh ato janë të paqarta dhe përfaqësojnë zona të gjera tranzicioni. Në kufirin e dy ekosistemeve, për shembull në buzë të një pylli, përfaqësuesit e llojeve të pyjeve dhe livadheve ndodhin njëkohësisht. Kontrasti i mjedisit, dhe për rrjedhojë bollëku i madh i mundësive mjedisore, shkakton një "kondensim të jetës" të quajtur rregulli i efektit të skajit ose rregulli ekoton(nga gr. shtëpia dhe komunikimi) . Biomi më i pasur në planet për sa i përket numrit të specieve është pylli tropikal me gjelbërim të përhershëm.

Biomet detare më pak të varura nga klima sesa ato tokësore. Ato formohen në varësi të thellësisë së rezervuarit dhe vendosjes vertikale të organizmave. Gjëja më e rëndësishme është se fotosinteza është e mundur vetëm në horizontet ujore sipërfaqësore. Uji i cekët oqeanik bregdetar, i kufizuar nga njëra anë nga bregu dhe nga ana tjetër nga kreshta e shpatit kontinental (deri në 600 m), quhet kontinental. raft(raft anglisht). Sipërfaqja e rafteve përbën rreth 8% të sipërfaqes totale të oqeaneve botërore.

Në zonën e raftit ka zona bregdetare(latinisht: bregdetar). Thellësitë e cekëta, afërsia me kontinentet, zbaticat dhe rrjedhat përcaktojnë pasurinë e saj në lëndë ushqyese, produktivitetin e lartë dhe shumëllojshmërinë e organizmave. Rreth 80% e të gjithë biomasës oqeanike prodhohet këtu dhe peshkimi i oqeanit botëror është i përqendruar këtu. Nga buza e poshtme e raftit mbi shpatin kontinental në një thellësi prej 2 - 3 mijë m zona bathial(gr. thellë). Zona e kësaj zone është pak më shumë se 15% e sipërfaqes totale të oqeanit. Krahasuar me zonën litorale, fauna dhe flora e zonës bathyal janë shumë më të varfëra; biomasa totale nuk kalon 10% të biomasës së oqeaneve botërore. Nga rrëza e shpatit kontinental deri në thellësi 6 - 7 mijë m ka zona e humnerës ( gr. humnerë) e oqeanit. Ajo mbulon një sipërfaqe prej më shumë se 75% të dyshemesë së oqeanit. Humnera karakterizohet nga mungesa e dritës së diellit në fund, lëvizshmëria e dobët e masave ujore, lëndët ushqyese të kufizuara, varfëria e faunës, diversiteti i ulët i specieve dhe biomasa. Në rajonin e humnerës ka depresione të thella - deri në 11 mijë m, sipërfaqja e së cilës është rreth 2% e sipërfaqes totale të dyshemesë së oqeanit.

Ujërat e freskëta të brendshme, zakonisht i cekët. Faktori kryesor në këto ekosisteme është shpejtësia e qarkullimit të ujit. Mbi këtë bazë dallojnë lotiku(lat. shpëlarje) ujëra që rrjedhin (lumenj, përrenj) dhe lentik(latinisht, ngadalë, me qetësi), ujë i qëndrueshëm (liqene, pellgje, pellgje).

Biomet e mëdha të globit janë të qëndrueshme.

Prodhimi parësor në Tokë krijohet në qelizat e bimëve të gjelbra nën ndikimin e energjisë diellore, si dhe nga disa baktere për shkak të reaksioneve kimike.

Fotosinteza është procesi i formimit të substancave organike nga dioksidi i karbonit dhe uji në dritë me pjesëmarrjen e pigmenteve fotosintetike (klorofili në bimë, bakteroklorofili dhe bakteriorodopsina në baktere).

Energjia e asimiluar e fotonit shndërrohet në energjinë e lidhjeve të substancave kimike të sintetizuara gjatë këtyre proceseve.

Reagimi bazë i fotosintezës mund të shkruhet si më poshtë:

ku H 2 X është një "dhurues" i elektroneve; H – hidrogjen; X – oksigjen, squfur ose agjentë të tjerë reduktues (për shembull, sulfobakteret përdorin H2S si agjent reduktues, llojet e tjera të baktereve përdorin substanca organike dhe shumica e bimëve jeshile që kryejnë asimilimin e klorofilit përdorin oksigjen).

Llojet e fotosintezës:

1. Fotosinteza pa klorofil.

2. Fotosinteza e klorofilit

A). Fotosinteza anoksigjenike. Procesi i formimit të substancave organike në dritë, në të cilin nuk ndodh sinteza e oksigjenit molekular. Ajo kryhet nga bakteret vjollcë dhe jeshile, si dhe Helicobacter.

b). Oksigjenike fotosinteza me çlirimin e oksigjenit të lirë. Fotosinteza oksigjenike është shumë më e përhapur. Ajo kryhet nga bimët, cianobakteret dhe proklorofitet.

Reagimi bazë i fotosintezës që kryhet nga bimët mund të shkruhet si më poshtë:

Fazat (fazat) e fotosintezës:

· fotofizike;

· fotokimike;

· kimike (ose biokimike).

Në fazën e parë, ndodh thithja e kuanteve të dritës nga pigmentet, kalimi i tyre në një gjendje të ngacmuar dhe transferimi i energjisë në molekulat e tjera të fotosistemit.

Në fazën e dytë, ngarkesat ndahen në qendrën e reagimit dhe elektronet transferohen përgjatë zinxhirit të transportit të elektroneve fotosintetike. Energjia e gjendjes së ngacmuar shndërrohet në energji të lidhjeve kimike. ATP dhe NADPH sintetizohen.

Në fazën e tretë, reaksionet biokimike ndodhin në sintezën e substancave organike duke përdorur energjinë e akumuluar në fazën e varur nga drita me formimin e sheqernave dhe niseshtës. Reaksionet e fazës biokimike ndodhin me pjesëmarrjen e enzimave dhe stimulohen nga temperatura, prandaj kjo fazë quhet termokimike.

Dy fazat e para së bashku quhen faza e fotosintezës e varur nga drita - drita. Faza e tretë ndodh pa pjesëmarrjen e detyrueshme të dritës - errësirës.

Energjia e Diellit përdoret në procesin e fotosintezës dhe grumbullohet në formën e lidhjeve kimike në produktet e fotosintezës, dhe më pas transferohet si ushqim në të gjithë organizmat e tjerë të gjallë. Aktiviteti fotosintetik i bimëve të gjelbra i siguron planetit lëndë organike dhe energji diellore të akumuluar në të - burimi i origjinës dhe faktori në zhvillimin e jetës në Tokë.

Ndër të gjitha rrezet e diellit, zakonisht dallohen rrezet që ndikojnë në procesin e fotosintezës, duke përshpejtuar ose ngadalësuar ecurinë e saj. Këto rreze zakonisht quhen rrezatimi fiziologjikisht aktiv(shkurtuar PAR). Më aktivet midis PAR-ve janë portokalli-kuqe (0,65...0,68 µm), blu-vjollcë (0,40...0,50 µm) dhe afër ultravjollcë (0,38...0,40 µm). Rrezet e verdhë-jeshile (0,50...0,58 mikron) absorbohen më pak dhe rrezet infra të kuqe praktikisht nuk përthithen. Vetëm infra e kuqe e largët merr pjesë në shkëmbimin e nxehtësisë së bimëve, duke pasur disa efekte pozitive, veçanërisht në vendet me temperatura të ulëta.

Sinteza e lëndës organike mund të kryhet nga bakteret ose me ose pa përdorimin e dritës së diellit. Besohet se fotosinteza bakteriale ishte faza e parë në zhvillimin e autotrofisë.

Bakteret që përdorin procese të lidhura me oksidimin e përbërjeve të squfurit dhe elementëve të tjerë për të formuar lëndë organike klasifikohen si kimiosintetikët.