مطلبی که در این تاپیک ارائه میشود در ادامه بحث مواد آلی در خاک، مندرج در لینک زیر است
http://www.www.www.iran-eng.ir/showthread.php/516415-ساده،درمورد-تجزیه-مواد-آلی-خاک
توصیه اکید میشود پیش از مطالعه مطالب این تاپیک برای درک بهتر و پیوستگی محتوا،حتما از لینک بالا بازدید کرده و موضوع آن را مطالعه بفرمایید.
تجزیه هیدراتهای کربن(گلوسیدها)
گلوسیدها مواد آلی هستند که در ترکیبشان اغلب سه عنصر کربن،هیدروژن و اکسیژن و بعضا عناصر دیگری مانند ازت ، فسفر و ...وجود دارد.
فرمول عمومی آنها Cn (H[SUB]2[/SUB]O) [SUB]m[/SUB] است ، آنها را هیدراتهای کربن نیز نامیده‌اند. این مواد ، منبع انرژی سلولهای گیاهی و جانوری هستند
در ساختمان دیواره بسیاری از سلولهای گیاهی به عنوان بخش محافظت‌کننده فعالیت دارند.
بافتهای گیاهی ، اغلب گلوسید بیشتری از بافتهای جانوری دارند
ازمهمترین هیدراتهای کربن بافتهای گیاهی قندها، لیگنین،نشاسته ، سلولز، همی سلولز و پکتین را میتوان نام برد.
که بجز سلولز و لیکنین که کربن بالایی دارند مابقی ترکیبات نسبتا سریع به وسیله باکتریها و برخی از آکتی نومسیتها و نیز قارچها تجزیه میشوند.محصول نهایی تجزیه گلوسیدهای ساده که بصورت آنزیمی است CO[SUB]2[/SUB]و H[SUB]2[/SUB]O میباشد که فرآیندی انرژی زا است.
انرژی تولیدی از ترکیبات آلی گوناگون طبعا برابر نخواهد بود.در این مورد میتوان گفت هر چقدر مقدار کربن در ترکیب آلی بیشتر باشد و میزان هیدروژن و اکسیژن کمتر باشد انرژی بیشتری تولید میشود.(دقیقا به همین دلیل چربیها انرژی حرارتی بیشتری تولید میکنند،چراکه چربیها کربن زیادی و در حدود75تا78درصد دارند)
- نشاسته
پلی ساکاریدی است که جزء مواد ذخیره ای گیاه محسوب شده و در گیاهان به مقدار محدود در بافتهای ویژه ذخیره همانند دانه و غده تجمع می یابد
تجزیه نشاسته هم هوازی و هم غیر هوازی امکان دارد(بسته به شرایط محیط)کلا تجزیه نشاسته تحت اثر انزیمهای هیدرولیز کننده همانند آمیلاز انجام میشود.که پس از تجزیه کامل قندهای ساده تری مانند مالتوز، ساکارز و غیره تولید میشوند.در این میان ساکارز تحت اثر آنزیم ساکاراز و مالتوز تحت اثر آنزیم مالتاز به گلوکز قابل تبدیل هستند
2-پکتین
پلی ساکاریدی است که ترکیب مقاومی داشته و در حدفاصل دیواره سلولی در تمام اعضای سبز گیاهی تقریبا یافت میشود.(در گیاهان نوع غیر محلول پکتین یعنی پروتوپکتین بصورت کمپلکس با سلولز دیده میشود)
در شرایط هوازی تجزیه پکتین از مراحل مختلف و تولید ترکیبات گوناگونی مانند اسیدهای گالاکترونی(مشتقی از قند گالاکتوز) عبور میکند و نهایتا به تولید CO[SUB]2[/SUB]و H[SUB]2[/SUB]O میرسد که همانطور گفته شد این فرایند انرژی زاست
در شرایط غیر هوازی باکتریهای خاصی پکتین را تخمیر کرده و محصولات گوناگونی همانند اسید استیک،اسید بوتریک،متانول و بوتانول را تولید میکنند.
3-همی سلولز
این ترکیب نیز بصورت بیولوژیکی به طور کلی به هگزوزها(مانند گلوکز،فروکتوز،گالاکتوز و مانوز) و پنتوزها(همانند آرابیوز،کسیلوز) و اسیدهای اورونیک تبدیل میشود
4- سلولز
سلولز با ترکیب مقاوم خود در ساختمان دیواره های سلولهای گیاهی حاضر شده و به آنها استحکام میبخشد.
کربن این ترکیب در حدود44/5% است، در حدود6%هیدروژن داشته و مقدار اکسیژن آن در حدود50% است و نسبت به هیدروکربنهای مطرح شده در بالا از تجزیه ی کند تری برخورداراست.و کلا ساختمان آن مانند سایر پلی ساکاریدها از فرمول زیر تبعیت میکند
C[SUB]6[/SUB]H[SUB]10[/SUB]O[SUB]5[/SUB])[SUB]n[/SUB])
پس از انتقال بافتهای گیاهی سلولز دار به خاک، در شرایط مساعد جمعیت انواع بیشماری از باکتریها،برخی قارچهای کپکی و دسته خاصی از آکتی نومیستها که کار تجزیه بیولوژیکی سلولز را انجام میدهند رو به فزونی میگذارد.
تجزیه بیولوژیکی سلولز مرحله به مرحله و درهر مرحله تحت اثر گروه خاصی از میکروارگانیسمها صورت میگیرد.درجه حرارت مناسب برای تجزیه سلولز تقریبا30تا40درجه سانتیگراد است.
همواره اثر میکروارگانیسمها به صورت هیدرولیزی آنزیمی است, د رمرحله اول آنزیمهای مترشحه بیرون سلولی مانند سلولاز تاثیر گذار شده و سلولز به دی ساکاریدی بنام سلوبیوز تبدیل میشود.
در مرحله بعد توسط فعالیت میکروارگانیسمهای دیگری و با کمک آنزیم بتاگلوکوزیداز، سلوبیوز به 2 مولکول گلوکز تبدیل میشود.
گفته میشود از هیدرولیز سلولز بدون تشکیل سلوبیوز، گلوکز هم ممکن است تشکیل شود.
درمراحل گوناگون تخریب سلولز محصولات متنوعی تولید میشوند که در بین آنها اسیدهای آلی اهمیت ویژه ای دارند
در این بازار تولیدی که انواع گوناگونی از مواد از سلولز تولید میشود برخی از ترکیبات به مصرف غذایی باکتریها میرسند.
برخی مطالعات نشان داده که تا حدودنصف سلولز در خاک معدنی میشود که معمولا این وضعیت در شرایط هوازی اتفاق می افتد.
در شرایط غیر هوازی نیز باکتریهای خاصی هستند که در تجزیه سلولز فعالیت دارند،نوعی از این باکتریها تا تولید متان و نوعی دیگر تا تشکیل هیدروژن روند تجزیه را پیش میبرند.در شرایط غیرهوازی تجزیه سلولز معمولا با فرآیند دنیتریفیکاسیون همراهی میشود.
5- لیگنین
ماده سازنده چوب بوده و از تراکم بالایی برخوردار است.محل تولید آن اندامهای پیرتر و چوبی گیاه است.
ترکیب شیمیایی آن حلقوی است.بخاطر تراکم بالای آن در بین هیدراتهای کربن از همه دیرتر مورد هجوم میکروارگانیسمها برای تجزیه قرار میگیرد.
کرین موجود درآن از سلولز بیشتر بوده و در حدود61تا64درصد است،هیدروژن آن در حدود 5تا6درصد و اکسیژن آن در حدود 30% است
برخلاف سایر هیدراتهای کربن که تجزیه آنها معمولا به کمک آنزیمهای هیدرولیزکننده است ، تجزیه لیگنین از روش آنزیمی اکسیداتیو و به ویژه توسط فعالیت قارچها صورت میگیرد.البته برخی باکتریها و آکتی نومیسیتها نیز در این روند فعالند.
قارچها بعنوان تجزیه گران عمده در این عرصه به کمک آنزیمهای ویژه خود (پلی فنول اکسیداز و لوکاز) به ترکیبات زتجیره جانبی لیگنین که معمولا گروهای جانبی متوکسیلی(OCH[SUB]3[/SUB]-) است حمله کرده و آنها را تجزیه و به جای آنها گروهای کربوکسیلی (COOH) و OH را قرار میدهند.
جانشینی کربوکسیل بجای متوکسیل حلالیت لیگنین دستخوش تغییر شده را می افزاید.
در ادامه روند تجزیه و جداشدن واحدهای ساختمانی گوناگون،مواد هومینی(مواد سازنده هوموس) و در نهایت CO[SUB]2[/SUB]و H[SUB]2[/SUB]O تولید میشود.
فتبارک الله احسن الخالقین
به زودی در ادامه همین مطالب روند تجزیه ترکیبات ازت دار(پروتئینها) در خاک در همین تالار بررسی میشود
آخرین ویرایش:
