مثلاً پایداری کمپلکس پروتئین با لیگنین در مقابل عوامل تجزیه کاملاً ثابت شده ولی نحوه ارتباط آنها با یکدیگر و نیروهایی که عامل ایجاد چنین همبستگی هستند کاملاً مشخص نشده اند آیدEyheraguibel et al., 2008)).
همچنین ثابت شده که مواد فنولی محلول در آب که در نتیجه شستشوی لاشبرگ ها در خاک آزاد می شوند در اثر تشکیل کمپلکس با مواد پروتئینی سبب کندی یا توقف تجزیه پروتئین ها می گردند. تجزیه مواد آلی ازت دار در مجاورت تانن نیز شدیداً از خود مقاومت نشان می دهد زیرا تانن علاوه بر تشکیل کمپلکس با مواد پروتئینی سبب تغییر ماهیت بعضی از آنزیم ها نیز می گردد. مواد هومیک خاک نیز با تشکیل کمپلکس با پروتئین ها سبب محافظت و دوام آنها در خاک می شود آیدEyheraguibel et al., 2008)).
گذشته از اینها کلوئیدهای رس هم به طرق مختلف سبب پایداری مواد آلی ازت دار در مقابل تجزیه بیولوژیکی می شوند. مثلاً ممکن است پروتئین ها در بین لایه کانی های رس قرار گرفته و یا جذب سطح کلوئیدها شوند. از طرفی ممکن است میکروارگانیسم ها و آنزیم های مترشحه جهت تجزیه این مواد جذب سطح کلوئیدها شده و از شدت فعالیت آنها کاسته شود (نادری و همکاران، 2002).
بالأخره دلیل دیگر برای پایداری مواد آلی ازت دار در خاک وجود مواد سمی است که در اثر فعالیت حیاتی گیاهان یا میکروارگانیسم ها تولید شده سبب کندی یا توقف فعالیت موجودات تجزیه کننده آنها شوند. تأثیر این قبیل سموم به خصوص در خاکهای اسیدی و شرایط غیرهوازی شدید بوده موجب تراکم مواد آلی در خاک می گردد (نادری و همکاران، 2002).
به هر حال مقاومت ترکیبات آلی ازت دار در مقابل عوامل تجزیه به هر طریقی که باشد اکثراً از نظر کشاورزی بسیار مفید و با ارزش است. فقط در بعضی موارد خاص که معدنی شدن کاملاً متوقف شود برای گیاهان مضر خواهد بود. چنین وضعی در بعضی از خاکهای جنگلی از تیپ پدوزول با هوموس موریا مودر پیش می آید و به تغذیه گیاهان لطمه وارد می کند. به طور کلی نتیجه معدنی شدن مواد آلی ازت دار ابتدا آمونیاک سپس تشکیل نیترات ها می باشد (نادری و همکاران، 2002).
2-5-5-2-1- تجزیه پروتئین ها
مواد پروتئینی به طور مداوم به وسیله مواد آلی ازت دار به خاک منتقل می شوند و در معرض تجزیه قرار می گیرند (Ayas and Gülser, 2005). از لحاظ ساختمان شیمیایی، مولکول پروتئین از اتصال تعداد بسیار زیادی اسیدهای آمینه که ساختمان کلی آنها به صورت:
NH2
R-CH
COOH
است، تشکیل می شود. ارتباط اسیدهای آمینه ممکن است به صورت های مختلف انجام گیرد که معمولی ترین آنها اتصال عامل کربوکسیل یکی از آنها به عامل آمین دیگری ( -CO-NH-) است که به اتصال پپتیدی معروف است ( Ayas and Gülser, 2005 ).
به این ترتیب چندین اسید آمینه مشابه یا مختلف می توانند به هم متصل شده پلی پپتیدها را تشکیل دهند و پلی پپتیدها ساختمان اولیه پروتئین را به وجود می آورند که از یک یا چند زنجیر پلی پپتید حاوی تعداد بسیار زیادی اسیدهای آمینه مولکول پروتئین حاصل می شود ( Ayas and Gülser, 2005).
تجزیه پروتئین در خاک به کمک آنزیم های خاصی که توسط موجودات ذره بینی ترشح می شوند انجام
می گیرد و آنزیم ها با هیدرولیز اتصالات پپتیدی موجب شکسته شدن مولکول پروتئین و تبدیل آن به
واحدهای کوچکتر می گردند (Ayas and Gülser, 2005).
آنزیم هایی که پپتیدهای ساده را تجزیه می نمایند به نام پپتیداز و آنزیم هایی که قادر به قطع ارتباط موجود بین رشته ها و تجزیه پروتئین ها می شوند اندوپپتیداز و مجموعه آنها را پروتئاز می نامند.
موجودات ذره بینی که در این عملیات شرکت می کنند در درجه اول باکتری ها سپس اکتینومیست ها و قارچ ها می باشند و در بین باکتری ها گونه های پسودوموناس و باسیلوس در معدنی کردن مواد آلی ازت دار نقش مهم و عمده ای را بازی می کنند و از باکتری های غیرهوازی جنس کلستریدیوم از تجزیه کنندگان قوی پروتئین می باشند. قارچ ها در تجزیه مواد آلی ازت دار بسیار مؤثر هستند؛ به خصوص در خاکهای اسیدی نقش مهمی را به عهده دارند. اکتینومیست ها از گونه های استریتومیس و نوکاردیا با ترشح آنزیم ها در تجزیه پروتئین ها مؤثر هستند (Ayas and Gülser, 2005).
با تجزیه پروتئین ها، پلی پپتیدها و پپتیدها در مرحله نهایی اسیدهای آمینه به صورت آزاد در خاک به وجود می آورند که برای تعداد زیادی از میکروارگانیسم ها به سهولت قابل استفاده بوده به طوری که بلافاصله پس از تشکیل مصرف می شوند. به همین جهت مقدار اسیدهای آمینه در خاک بسیار جزئی است ولی تعداد نسبتاً زیادی هم از اسیدهای آمینه مانند آلانین – اسیدهای اسپارتیک و گلوتامیک – تیروزین و ترپتوفان در حد قابل اندازه گیری در اکثر خاکها مشاهده شده است (Ayas and Gülser, 2005).
تجزیه اسیدهای آمینه خاک توسط میکروارگانیسم های زنده و فعال انجام می گیرد. برخلاف پروتئین ها آنزیم تجزیه کننده به حالت آزاد در خاک وجود ندارد. اسیدهای آمینه ابتدا عامل آمین وابسته به مولکول در نتیجه واکنش های هیدرولیز – اکسیداسیون و احیا مجزا می شوند که در نتیجه این عمل مقداری آمونیاک تولید می شود( Ayas and Gülser, 2005).
NH2
R-CH R- CH2OH + CO2 + NH3
COOH

R-CH R-CH3 + CO2 + NH3
COOH

NH2
R-CH R-COOH + CO2+NH3
COOH

در ضمن این عمل عامل کربوکسیل نیز مورد تجزی
ه قرار گرفته و بعضی مواد آلی دیگر و گاز کربنیک به وجود می آید و ترکیبات آلی حاصل از تجزیه اسیدهای آمینه به سهم خود مورد تجزیه قرار گرفته به تدریج معدنی می شوند.
به طور کلی نتیجه نهایی پروتئین های خاک در شرایط هوازی تولید آمونیاک، سولفات، گازکربنیک و آب است و در شرایط غیرهوازی تبدیل عامل آمین به آمونیاک کامل انجام نگرفته مواد گوناگونی مانند آمین ها، آمونیاک، گازکربنیک، اندول، اسکاتول، مرکاپتان، هیدروژن سولفوره و اسیدهای آلی تولید می شوند (Albayrak and Carnas, 2005).
2-5-5-2-2- اسید نوکلئیک
اسید نوکلئیک که به وسیله یاخته های گیاهی – جانوری و به خصوص موجودات ذره بینی به خاک منتقل می شوند و پس از پروتئین ها مهمترین مواد آلی ازت دار خاک به حساب می آیند. ساختمان شیمیایی آنها از واحدهای نوکلئوتید تشکیل شده که نوکلئوتید خود شامل بنیان پورین یا پیریمیدین – یک فسفات و یک پنتوز می باشد Eyheraguibel et al., 2008)).
آدنین و گوآنین از پورین ها و اوراسل، تیمین و ستوزین از پیریمیدین ها در ساختمان مولکولی اسیدهای نوکلئیک شرکت دارند Eyheraguibel et al., 2008)).
آنزیم هایی که به وسیله بسیاری از میکروارگانیسم های خاک ترشح می شوند مولکول های درشت را به
آنزیم هایی که به وسیله بسیاری از میکروارگانیسم های خاک ترشح می شوند مولکول های درشت را به واحدهای کوچک نوکلئوتید تقسیم نموده و در مرحله بعدی نوکلئوتید مرد تجزیه قرار گرفته ابتدا فسفات آنها و سپس در اثر هیدرولیز پنتوز آنها جدا می گردد Eyheraguibel et al., 2008)).
قسمت های پورین یا پیریمیدین که حاوی مواد ازت دار هستند در ضمن تجزیه به تدریج به مواد ساده تر تبدیل شده نهایتاً ازت آنها به صورت اسیدهای آمینه، اوره و آمونیاک تبدیل می گردد. به این ترتیب مقداری آمونیاک به خاک اضافه می شود. میکروارگانیسم هایی که در تجزیه اسید نوکلئیک شرکت دارند شامل باکتری های جنس باسیلوس کلستریدیوم، آکروموباکتر اکتینومیست های جنس استرپتومیس بالأخره قارچ های جنس پنسیلیوم، آسپرژیلوس را می توان نام برد Eyheraguibel et al., 2008)).
2-6- هوموس خاک
2-6-1- تشکیل هوموس
با بررسی های گسترده ای که تا کنون درباره هوموس به عمل آمده هنوز تصویر روشنی از نحوه تشکیل و ترکیبات آن به دست نیامده ولی در آنچه نظرات متعدد دانشمندان مشابهت دارد تشکیل هوموس را بیشتر از طریق بیولوژیکی – بیوشیمیایی و توسط میکروارگانیسم ها می دانند. معمولاً برای فعالیت بیولوژیکی انواع مختلف میکروارگانیسم ها شرایط به خصوصی لازم است. در شرایط مساعد محیط یعنی تهویه خوب، مواد غذایی آلی و معدنی کافی، درجه حرارت و میزان رطوبت متعادل وpH خنثی تا قلیایی ضعیف، مواد آلی به سرعت تجزیه شده و به مواد ساده تبدیل می گردند و در شرایط مزبور ترکیبات مقاوم به تجزیه مانند لیگنین و بعضی از پروتئین ها، موم ها و چربی ها تجزیه بطئی و ناقص داشته و از آنها ترکیبات بیشماری به وجود می آید (ترکیبات میان تجزیه ای) که بعضی از آنها برای تشکیل هوموس اهمیت زیادی دارند Eyheraguibel et al., 2008)).
در شرایط نامساعد محیط مانند کمبود رطوبت و یا بیش از اندازه رطوبت – کمبود اکسیژن – درجه حرارت پایین واکنش اسیدی شدید و غیره، تجزیه عادی به تأخیر افتاده و مواد آلی در محیط انباشته شده منجر به پیدایش ترکیبات مختلفی مانند کینون ها، فنل ها، ملانین و اسیدهای آمینه حلقوی و خطی می شود Eyheraguibel et al., 2008)).
با انجام فعل و انفعالات بین مواد فوق الذکر و در اثر پلیمریزاسیون و سنتز آنها توأم با هیدرولیز آنزیمی و تجزیه زنجیرهای کناری اسیدهای آمینه امکان تشکیل مواد هوموسی فراهم می آید. در عمل هوموسی شدن (هومیفیکاسیون) تأثیر آنزیم های اکسیداتیو و کاتیون هایی مانند Mn-Fe که وظایف کاتالیزور را به عهده دارند ضرورت دارد (Cimrin and Yilmaz, 2005).
هومیفیکاسیون در شرایط فعالیت شدید بیولوژیکی به طریق بیولوژیکی و در شرایط نامساعد زندگی میکروارگانیسم ها به طریق بیوشیمیایی و شیمیایی انجام می گیرد، ولی در محیط هایی که موجودات ذره بینی امکان زندگی عادی را نداشته باشند تشکیل هوموس با ارزش امکان نداشته و پس از گذشت زمان مواد آلی تجزیه نیافته روی هم انباشته شده و به تورب (ذغال خام) تبدیل می شوند ( Cimrin and Yilmaz 2005).
2-6-2- ساختمان شیمیایی هوموس
مهمترین ترکیبات شیمیایی که در هوموس به کار رفته و هسته را تشکیل می دهند عبارتند از ترکیبات حلقوی مانند نفتالین، پی ریدین، فوران، ایندول و غیره و گروه های جانبی از انواع کربوکسیل (-COOH)، متوکسیل (-OCH3)، هیدروکسیل (=OH)، فنلی و الکلی، کربونیل (=C=O)، آمین ((-NH2 و اتصالات گروه های جانبی با هسته حلقوی توسط پل های ((-O-، (-NH-)، ((-N=، CH2 صورت می گیرد ( Cimrin and Yilmaz, 2005).
تا کنون روش های تجسسی مختلفی برای شناسایی ترکیبات پیچیده هوموس به کار رفته که بعضی از فرمول های مولکولی و ترکیبات عنصری را مشخص نموده اند: در این زمینه استفاده از اولتراسانتریفوژ – سپکترسکوپ به کمک اشعه ماوراء قرمز و کروماتوگرافی برای تشخیص وضع ترکیبات مواد آلی و هوموس مؤثر بوده اند. شناسایی ترکیبات هوموس از روی درجه انحلال آن در حلال های مختلف مخصوصاً در سود سوزآور ((NaOH متداول است. مثلاً در مجاورت بازها همه هوموس به جز ذغال آن حل می شود. چنانچه به محلول مذکور اسید قوی اضافه شود قسمتی از آن رسوب نموده که این قسمت را اسید هومیک و نمکهای آن را هومات می نامند و قسمتی که پس از افزودن اسید غیرقابل رسوب است به اسید فولیک و نمک های آن فولوات ها معروفند.
اسید هوم
یک دارای گروه های جانبی فنلی ((-OH، کربوکسیل و آمین می باشد که خاصیت اسیدی آن توسط گروه های کربوکسیل و هیدروکسیل تشدید می گردد( آدانی و همکاران، 1998).
ای هراگویبل و همکاران، 2008 دو نوع اسید هومیک خاکستری و قهوه ای را تشخیص داده و معتقد است که با تشدید درجه هومیفیکاسیون مقدار زیادی ازت توسط میکروارگانیسم ها در ترکیبات هوموس وارد شده و بر مقدار ازت هوموس افزوده می گردد. از این رو با ازدیاد ازت سهم اسید هومیک خاکستری افزایش می یابد .
مقدار ازت اسید هومیک بسته به تیپ خاکها حداکثر به 5/7 درصد هم می رسد. در خاکهای چرنوزم – راندزین مقدار بیشتر هوموس از نوع خاکستری است. اسید هومیک قهوه ای در مقایسه با اسید هومیک خاکستری مقدار ازت کمتر دارد (3 الی 5 درصد). خاکهای قهوه ای مناطق مرطوب و نیمه مرطوب و خاکهای پدزولی مقدار زیادی اسید هومیک قهوه ای دارند( آدانی و همکاران، 1998).
اسید فولویک بیشتر در محیط های اسید تشکیل می گردد و فعالیت بیولوژیکی آن کم و دارای رنگ زرد مایل به قرمز و اسیدیته آن شدیدتر از اسید هومیک است. از خواص مهم آن به جز داشتن مقدار کربن بیشتر ساختمان شیمیایی آن است که خاصیت کمپلکس سازی و نگهداری بعضی از کاتیون ها مخصوصاً عناصر کم مصرف را دارا می باشد.
در هوموس مواد دیگری به نام هومین ها نیز موجود است ولی خواص فیزیکو شیمیایی آنها کاملاً مشخص نشده و به عقیده دوشوفور (Duchaufour) هومین از نظر ساختمان و ترکیبات شیمیایی تا حدودی شبیه هومیک می باشد (به نقل از آدانی و همکاران، 1998).

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه با واژه های کلیدیکامن لا، جبران خسارت، نقض قرارداد، مطالبه خسارت

جدول2-1- خواص ترکیبات مختلف هوموس (آدانی و همکاران، 1998).

هوموس
محلول در قلیایی ها
نا محلول در قلیایی ها
توسط اسید ته نشین می شود
توسط اسید ته نشین نمی شود
هومین ها:
خواص فیزیوشیمیایی آنها به خوبی مشخص نیست
اسید هومیک قهوه ای مایل به خاکستری با خصوصیات زیر:
اسید فولویک قهوه ای مایل به زرد با خصوصیات زیر:

1-حاوی اسیدهای آمینه و ترکیبات فنلی
1-حاوی اسیدهای اورونیک و ترکیبات فنلی

2-وزن مولکولی زیاد
2-وزن مولکولی کم

3-تعداد بسیار زیادی گروه های اسیدی با گروههای کربوکسیل
3-بیشتر شامل ساکاریدها و کمی از گروه کربوکسیل

4-ذرات ریز و گرد
4- مولکول های بزرگ زنجیری

5-خاصیت غذایی زیاد
5- خاصیت غذایی کم

6-قدرت نگهداری آب زیاد
6- قدرت نگهداری آب کم

7-فعالیت بیولوژیکی زیاد
7- فعالیت بیولوژیکی کم

8-محل پیدایش در خاکهای خنثی با اسیدیته ضعیف
8- محل پیدایش بیشتر در خاکهای اسیدی

2-6-3- نتیجه تجزیه هوموس
2-6-3-1- ازت
با وجود اینکه ترکیبات سازنده هوموس در مقابل عوامل تجزیه کننده مقاومت زیادی از خود نشان می دهند بالأخره به مرور زمان تحت تأثیر عوامل مختلف در معرض تجزیه قرار می گیرند.
در تجزیه هوموس عوامل بی شماری تأثیر دارند مانند نوع خاک، شرایط آب و هوایی منطقه، نوع رویش


دیدگاهتان را بنویسید