6f/2 (34550)

رفتن به محتوا

6f/2 (34550)

فرستنده الکتریکی کلی

فرستنده های f-m اصلی توسط شرکت الکتریکی ژنرال ساخته شد که مدل f-m مستقیم بکار رفته در سیستم کنترل فرکانسی اتوماتیک الکتریکی منظم مشابه با موارد مورد بحث در رابطه با فرستنده CBS بود. سیستم تکثیر f-m در این فرستنده های اصلی برای تکثیر کلی فرکانسی 9 از دو سه راهه استفاده می کند. در فرستنده ها شرکت الکتریکی ژنرال یک سیستم کاملاً متفاوت بکار گرفت. از شبکه اصلاح فرکانس صوتی اصلی p-m تکی معادل با f-m تکی ساخته شده است. روش دستیابی مقدار ابتدایی انحراف فاز جدید است. در این فرستنده ها تیوپ phasitron معروف بعنوان تعدیل کننده استفاده می شود وکار فرستنده بر اساس این تیوپ است. قبل از اینکه سیستم تعدیل کننده و محرک کامل را تحلیل کنیم، بیایید ابتدا تیوپ Phasitron را مطالعه کنید و ببینیم که چطور کار می کند.

تیوپ GE Phasitron

تیوپ Phasitron به ما این امکان را می دهد که انحرافات فاز پهن، معادل با انحراف فرکانس پیک حدود 175 دور، از یک منبع کنترل کننده کریستال حدود kc 200 را بدست آوریم. تیوپ خودش تقریباً یک ساختار پیچیده شده است تا آن اندازه که تیوپ های الکتریکی منظم مربوط شده اند.

تقریباً بیشتر متعلق به دسته تیوپ پرتو کاتدی نسبت به سایر مدل ها است، اگرچه اندازه آن در مقایسه کوچکتر است. دید تصویری برش تیوپ phasition در شکل 19-4 نشان داده شده است.

در حالی که یک دید برشی فنی تری از المنت های عملکردی همواره با نمودار تسهیل شده از المنت های جریان فراهم می کند تا زمانی که سیم کشی شود. در شکل 19-4 کلیه بخشهای نشان داده شده بخش های فیزیکی را تعریف می کند، به استثنای دیسک الکترونیکی با جریان ثابت الکترونهای صادر شده از کاتد و متمرکز شده بر آند شماره 1 تشکیل می شود.

نمودار طراحی تیوپ phasitron در شکل 20-4 با ولتاژهای اجرایی خاص نشان دهنده هر الکترود ارائه شده است.

ولتاژ هیتر در 3/6 ولت است. زمانی که ولتاژهای اجرایی خاص نظیر آنهایی که در شکل های 19-4 یا 20-14 ارائه شده با تیوپ بکار برده می شود. الکترونها کم کم شروع به دور شدن از کاتد می کنند و به سمت دو آند می روند.

بدون اینکه هیچ ولتاژ f – r داخلی با تیوپ بکار رفته باشد، الکترودهای متمرکز جریان الکترون ها را منظم می کنند که از کاتد دور شوند تا حدی که آن ها در سبک شعاعی جریان دارند و مربوط به دیسک الکترونیکی نازک، شکل صفحه صاف، می باشد. در بالا و پایین این دیسک سیستم انحراف است. با روی دیسک الکترون طرح خنثی سیستم منحرف ساز وجود دارد و در زیر دیسک شبکه منحرف ساز وجود دارد. 36 سیستم منحرف ساز و جود دار، تا حدی که هر سیم پیچیده می شود بهم متصل می شود، 3 شبکه با 12 سیم متصل در هر مودر بوجود می آید . تمام شبکه های منحرف ساز و شبکه خنثی پتانسیل های d-c بکار برده می شود. بنابراین منحرف ساز خنثی به عنوان منبع پتانسیل مرجع برای سایر شبکه های منحرف ساز باقی می ماند. ولتا r-f یک ولتاژ سه – فاز می باشد و از منبع کنترل کننده کریستال بدست می آید. این ولتاژ در سراسر یک فاز جدا کننده شبکه که ولتاژهای r-f را بوجود می آورد که با هر گروه شبکه منحرف ساز 120 درجه خارج از فاز با هر مورد دیگر بکار برده می شود عبور می کند. برای روند اجرایی معمول، مقدار ولتاژ r-f تقریباً باید rms 35 ولت باشد که این میزان بین شبکه منحرف ساز طرح خنثی اندازه گیری می شود. این ولتاژ 3 فاز همانطوریکه با شبکه های منحرف ساز بکار برده می شود دیسک الکترون منحرف می شود تا حدی که لبه خارجی دیسک در یک شکل سینوسی مطابق با شکل 21-4، بوجود آید. به عبارت دیگر، یک میدان الکتروستاتیک بین صفحه منحرف ساز خنثی و شبکه های منحرف ساز وجود دارد، به خاطر عملکرد این ولتاژهای 3 فاز. این میدان الکتروستاتیک، به دلیل عملکرد منحرف سازی شبکه های منحرف ساز، دیسک الکتریکی صاف را در فرمی که در شکل 21-4 وجود دارد، از شکل می اندازد. میدان الکتروستایکی اثری را بوجود می آورد، مثل اینکه با دیسک الکترون از شکل افتاده سینوسی ظاهر می شود. بخش صاف شده این گروه اولین نیز در شکل 22-4 نشان داده شده است. سوراخ های پانچ شده چیده می شوند تا در خطی با لبه سینوسی دیسک الکترونیکی باشد.

آند شماره 1 به کاتد و آند شماره 2 نزدیک تر است که الکترود استوانه هیچ سوراخ ایجاد شده است ندارد، مستقیماً در پشت آند شماره 1 واقع شده است، همانطوریکه در شکل 19-4 مشاهده می شود.

زمانی که ولتاژهای 3- فاز r-f با شبکه های منحرف ساز بکار برده شود، ریسک الکترونی از شکل می افتد، و لبه دیسک به شکل سینوسی در می آید. بیایید اکنون به شکل 2-2-4 رجوع کنیم. این نمودار با موج سینوسی خط ممتد یک تصویری از بخش آند شماره 1 در این لحظه نشان می دهد، زمانی که دیسک می چرخد با آند شماره 1 در یک خط قرار می گیرد تا حدی که نیمه هادی بالایی هیچ سینوسی بخش دیسک از 12 سوراخ بالایی آند عبور می کنند و نیمه های پایین تر موج سینوسی در سراسر 12 سوراخ آند عبور می کند. تحت این شرایط این الکترون که دیسک الکترونیکی را شکل می دهند عملاً تمام آنها در سوراخ های آند اول عبور می کنند و بنابراین به آند دوم به طور مستقیم در پشت آن ضربه می زنند. در این زمان، ماکسیمم جریان جاری با آند شماره 2 و می نیمم جریان جاری با آند شماره 1 وجود دارد. در صورتی که دیسک الکترونی با سیکل تنها یک و نیم موج سینوسی بچرخد، این وضعیت به طور کامل بر می گردد. در شکل 22-4 نشان داده شد، که موج سینوسی نقطه چین دیسک الکترونی لبه سیکل یک و نیم r-f دوم را نشان می دهد. بکرار نشان می دهد که الکترونهای تشکیل دهنده دیسک دیگر از سوراخ ها در آند شماره 1 عبور نمی کند اما بیشتر آن ها بر آند شماره 1 اثر می گذارد و خیلی کم به آند شماره 2 می رسد. تحت این شرایط، جریان در آند شماره 1 جاری می شود ماکسیمم است و جریانی که در آند شماره 2 جاری می شود می نیمم است.

برای زمان بین این دو لحظه جریان در یک آند کاهش می یابد در حالی که در این دیگری افزایش می یابد و بعد از اینکه آنها به ماکسیمم کاهش و افزایش شان برسند، وضعیت به حالت خودش بر می گردد. جریانی که در یک آند کاهش می یابد اکنون شروع به افزایش می یابد و جریانی که در یک آند افزایش می یابد اکنون کم کم شروع به افزایش می کند.

جریان تنظیم شده رفت و برگشتی به آند phasitron متصل شده است مطابق 19-4 جریان با فرکانس کریستال تنظیم می شود و، به خاطر اینکه در انتهای جریان به آند متصل می شود، این جریان به وسیله کلکسیون دوره ای الکترونها با دو آند موجود است. بنابراین به نظر می رسد که جریان رفت و برگشتی خروجی متصل به آندها در فرکانس کریستالی گرفته شده است اما، به خاطر جریانات آندها، تحریک در زمان خاص و رابطه فاز وجود دارد. با این جریان رفت و برگشت جفت شده یک جریان تنظیم شده تکی است که بعنوان جریان ورودی برای اولین تیوپ بکار برده می شود.

اکنون به بخش مهم رسیدیم که در آن تعدیل فاز توسط سیگنال صوتی بوجود می آید.

اطراف خارج پاکت شیشه ای phasitron پیچیده شده کوئل تعدیل کننده است که سولنوئید پیچ داده شده است. بخشی از این کوئل در دید برش شکل 19-4 دیده می شود. این کوئل تعدیل کننده، با استفاده از انحراف الکترومغناطیسی، فاز دیسک الکترونی را تعدیل می کند. با سیگنال تکی شنیداری ورودی با کوئل تعدیل کننده بکار برده می شود، یک میدان مغناطیسی توسط این کوئل تنظیم می شود و این کوئل تنظیم می شود تا حدی که میدان مغناطیسی متناسب با صفحه دیسک الکترونی باشد به خاطر این میدان مغناطیسی، الکترون ها با نیروی مواجه می شوند تا حدی که چین های سینوسی دیسک یک اتصال موازی فاز را در مسیر مستقیم مطابق با سیگنال تعدیل شده شنیداری تجربه می کند. به عبارت دیگر، سیگنال تعدیل می شود، به دلیل اینکه در یک سرعت شنیداری متفاوت است، فاز از سبد موج سینوسی دیسک الکترون در افزایش و کاهش حرکت مطابق با وضعیت مثبت و منفی سیگنال شنیداری تغییر می کند. میدان مغناطیسی به واسطه کوئل مربوطه به وجود می آید، به دلیل مواد مغناطیسی که الکترونهای متمرکز شده دومی بوجود آمده است، تا وضعیت باریک تیوپ در لبه شبکه های منحرف ساز، فعالیت انتقال موازی فاز مناسب بر دیسک الکترون سپس در مناطق سوراخ های، ایجاد شده آند اول بوجود می آید، شکل 23-4. بنابراین الکترود متمرکز شده دومی دو هدف بکار می گیرد- تمرکز الکتروستاتیک دیسک الکترون و تمرکز مغناطیسی- الکترود میدان مغناطیسی شنیداری.

به خاطر این که دیسک الکترونی اکنون در فاز تغییر کرده است طبق میدان مغناطیسی شنیداری، سیگنال خروجی فرکانس نوسان ساز از phasitron ، که با مالتیپلرها جفت شده، نیز در فاز مطابق با سیگنال شنیداری تغییر می کند. بنابراین، ما سیستمی از فاز مستقیم تعدیل کننده یک سیگنال فرکانس بالااست. برای داشتن سیگنال خروجی از فرکانس phasitron بصورت کارآمد تعدیل شده است، امپدانس کوئل تعدیل کننده عملاً یک مقاومت خالص بر رنج کامل فرکانسهای شنیداری با سیکل 50 تا 15.000 است. با افزایش فرکانس شنیداری، مقاومت نیز افزایش می یابد، در مورد جریان جاری در سراسر کوئل کاهش رخ می دهد. بنابراین، با افزایش فرکانس شنیداری، میدان مغناطیسی کاهش می یابد، به دلیل کاهش در جریان، بنابراین اثر فرکانس معکوس مورد نظر را ارائه می کند. که مشابه با اثر به شبکه اصلاح فرکانس شنیداری در فرستنده Armstrong است.

با تمام این تدارکات، تعدیل تیوپ phasitron با سیگنال شنیداری، اثر تند کردن و کند کردن چرخش دیسک الکترونی را دارد، در طول لبه آن(شکل 23-4) که در سیگنال خروجی f-m بدست می آید. اهمیت این تیوپ phasitron ارائه اتصالات موازی فاز معادل با سیگنال f-m است که دارای انحرافات پیک به بلندی 175 سیکل است. به خاطر این انحراف گسترده تنها یک مقدار کمی از تکثیر در مقایسه با سایر سیستم های f-m موجود مورد نیاز است. این مقدار اتصال کوتاه فاز برای این انحراف فرکانس پیک سیکل – 175 لازم است که فراتر از مقدار مجاز توزیع همگن نمی رود. این توزیع همگن فرکانس شنیداری برای کلیه فرکانس ها از 50 تا 15.000 سیکل کمتر از rms 5/1 % است.

واحدهای تکثیر کننده و محرک

یک نمودار بلوک از واحد محرک فرستنده 6E در شکل 24-4 نشان داده شده است. این بخش از سیستم شامل a-f ، r-f در ورود شبکه 3- فاز با تیوپ phasitron را تغذیه می کند.

همچنین ورودی شنیداری در سراسر دو تقویت کننده a-f عبور می کند، قبل از اینکه در سراسر کوئل تعدیل کننده اثر بگذارد، خروجی تیوپ phasitron، سیگنال f-m، به سری های هفت تکثیر کننده دارای تکثیر دهنده های کلی معادل 432 خورانده می شود. اولین سه تکثیر کننده دوبلرهایی با استفاده از GSJ7 دریافت کننده این مدل تیوپها هستند و بنابراین یک تکثیر از یا 8 بدست می آید. دو تکثیر کننده بعدی سه برابر کننده هستند، بنابراین از تیوپ های 6SJ7 استفاده می کند و تکثیر دهنده آنها است یا 9 است. از خروجی با دوبله کننده اولی 6SJ7 با خروجی سوبله کننده 6SJ7 آخرین کل ضریب یا 72 است. دو تکثیر کننده آخر یک دوبله کننده و یک سوبله کننده است، که ضریب یا 6 را بوجود می آورد و کل ضریب یا 432 می شود.

ا ین تکثیر(ضرب) از یک توپ استفاده می کند که از مرحله تقویت کننده نیرویی که دنبال کننده آن است گرفته می شود تا مقدار کم نیروی مورد نیاز برای راندن تیوپ سوبله بکار برده می شود.

برای تعدیل 100% از، سیگنال خروجی f-m دارای انحراف پیک kc 75 است.

این بدان معنی است که نیاز به دارد که در تیوپ phasitron رخ می دهد و باید دقیقاً معادل با ماکسیمم انحراف فرکانس پیک مجاز تقسیم شده به مقدار کلی تکثیر باشد.

بنابراین معادل با 6/173 سیکل است که بدین معنی است که انحراف فرکانس پیک خروجی از تیوپ phasitron معادل با 6/173 سیکل است. ضرب تکی این انحراف فرکانس در علائم منفی و مثبت کنار مرحله های خاص مشخص شده است.

در صورتی که سیگنال f-m ورودی فرکانس mc 2/97 برای فرستادن در نظر گرفته شده باشد، فرکانس نوسان ساز باید معادل یا دقیقاً باشد. در شکل 24-4 همراه با افزایش خاص فرکانس بعنوان سیگنالی عبوری در مراحل تکثیر متفاوت ارائه شد ه است. بدلیل این که باند f-m جدید بین 88 و cm 108 است، فرکانس کریستال باید بین یا و یا باشد.

نمودار طراحی نوسان ساز کریستال و جریان phasitron در شکل 25-4 نشان داده شده است. نوسان ساز کریستال از الکترون calpittsجفت شده با نوع کاتد، شبکه کنترل و شبکه صفحه که نبودن بخش نوسان ساز کریستالی تیوپ 6SJ7 عمل می کند است.

در این لحظه، شبکه صفحه به عنوان آند نوساز عمل می کند و الکترون جفت شده در بین این آند و صفحه تیوپ 6SJ7 رخ می دهد. خروجی دوم 6SJ7 ، یک تقویت کننده r-f، فرستنده تنظیم شده جفت با شبکه 3- فاز تقسیم شده است. خروجی از این شبکه با سه شبکه منحرف ساز تیوپ phisitron بکار برده می شود. این شبکه های منحرف ساز، منحرف ساز طرح خنثی، و تمرکز بر الکترون ها همه در منبع B آن ها در سراسر شبکه جدا شده ولتاژ خاص شامل چهار مقاومت ثابت و چهار پتانسیل منبع دریافت می شود این پتانسیل منبع ها تنظیم می شوند تا حدی که مقدار دقیق ولتاژ منبع B با این الکترودهای Phasitron برای عملکرد مناسب تیوپ استفاده می شود.

---

برای مشاهده مطالب دیگر کلیک کنید

راهبری نوشته‌ها

gl/l (1118)

رفتن به محتوا

gl/l (1118)

خواص فیزیکی خاک:

مواد جامد و غیر محلول خاک تقریباًنیمی از حجم خاک را تشکیل می دهند و نیمه دیگر به منافذ موجود در خاک اختصاص دارد که بحش اعظم آن از آب و بقیه مملو از هوای اتمسفری است مقدار آب وهوای موجود در خاک در ارتباط مستقیم با یکدیگر می باشند مقدار مطلق منافذ به اندازة ذرات جامد خاک و سهم هر کدام در آن بستگی دارد از تجمع ذرات با ابعاد متفاوت بافت خاک مشخص می شود جدول 2و3 ذرات تشکیل دهنده خاک را با توجه به اندازه و ویژگی های آن نشان می دهند

جدول 2-انواع ذرات تشکیل دهنده خاک (نرم بین المللی)

نام فراکسیون اندازه بر حسب m m

ریگ و سنگ (gravel) بزرگتر از 2

شن درشت (coarse sand) 2%-2

شن ریز (find sand) 02% – 2%

سیلیت (silit) 002%- 02%

رس (Clay) کوچکتر از 002%

جدول3- انواع ذرات تشکیل دهنده حاک .اندازه و ویژگیهای آن (نرم آمریکایئ )
نام فراکسیون اندازه بر حسب mm تعداد ذرات در یک گرم سطح ذرات بر حسب cm2 /g

شن خیلی درشت
very coarse sand 1-2 90 3/11

شن درشت
medium sand 5/0-1 722 7/22

شن متوسط
find sand 25/0-5/0 5780 4/45

شن ریز Fine Sand 1/0-25/0 46200 7/90

شن خیلی ریز
Very Fine Sand 05/0-1/0 72200 227

سیلت Silt 002/0-05/0 578000 454

رس Clay ریز 002/0 90300000 11300

همانطور که گفته شد از تجمع ایت ذرات با نسبت های مختلف با فت های متفا وتی بوجود می آیند که در آب گیری ،تهویه،نرمیو سختیو هم چنین قدرت تبهدل یونی و سایر خواص فیزیکی و شیمیایی با یکدیگر فرق دارند جدول شماره 4 انواع بافت های مختلف را با سهم هر کدام از فراکسیونهای آن نشان می دهد

جدول 4- نام گذاری بافت خاک نسبت به سهم هر یک از فراکسیونها

رس سیلیت شن

رس 100-60 40-0 20-0

لومی 70-50 30-10 40-10

رسی سیلتی 60-35 65-30 20-0

رسی شنی 80-45 10-0 45-20

لومی رس 50-35 40-10 45-20

لوم 55-15 40-0 70-25

لومی سیلتی 40-10 60-40 50-15

اومی شنی 30-5 40-0 80-45

سیلتی رسی 35-15 85-50 15-0

سیلتی لومی 25-10 80-60 30-10

سیلتی 15-0 100-75 25-0

سیلتی شنی 10-0 75-40 60-15

شنی رسی 20-10 10-0 90-80

شنی لومی 10-5 15-0 95-80

شنی سیلتی 5-0 40-15 80-55

شنی 5-0 20-0 100-80

ذرات بزرگتر از 2 میلیمتر اسکلت خاک را تشکیل می دهند و ذرات کوچکتر از 2 میلیمتر،ذرات خاکساز هستند از هم جواری ذرات درشت منافذ بزرگ ایجاد می گردد که قادر به نگهداری آب نیستند و آبهای آبیاری و یا نزولات آسمان سریعاًاز دسترس خارج می شوند علاوه بر آن ذرات درشت شن فلقد بار الکتریکی هستند و گنجایش تبادل یونی AEC+CEC=IEC)) در آنها بسیار ضعیف است و عناصر غذایی خاک همراه با آب نفوذی طی فرآیند آبشویی به اعماق رفته و نهایتاًبه آبهای زیرزمینی می پیوندند ذرات ریز ،منافذ کوچک می سازند و دیواره های نزدیک بهم این منافذ طی نیروی کشش بین مولکولی ،مانع نزول آب به طبقات زیرین می شود و همیشه پس از یک آبیاری و یا بارش شرایط غر قابی در خاک ایجاد می گردد بر خلاف خاک شنی که اغلب در کمبود آب واقع می شود،از معایب خاک رسی کمبود اکسیژن و عدم نفوذ پذیری آن ایت با وجودبر این که مقدار در صد آب موجود در خاکهای رسی قابل توجه است ولی به علت ریز بودن ذرات و در اختیار داشتن سطحی وسیع (جدول 3)،این آب با چنان نیرویی به ذرلت می چسبد که اغلب قابل استفاده نیست.

ترکیب شیمیایی خاک :

در نتیجه تخریب و انباشته شدن مواد اولیه،مواد معدنی خاکساز (سنگ،شن و رس)بوجود می آیند اغلب این مواد اولیه از معدنیهای مختلفی تشکیل یا فته اند مانند گرانیت که از کوارتز ،فلداسپات و گلیمر ساخته شده است با وجود بر این که عناصر شیمیایی زیادی در ساختمان ستگها به کار رفته است ولی فقط تعداد معدودی از آنها بخش اعظم (%98 ) آن را تشکیل می دهند سنگهای پوسته جامد زمین بطور متوسط حاوی %9/49 اکسیژن،%8/25 سیلیسیم،%5/7 آلومینیوم،%7/4 آهن،%4/3 کلسیم،%9/2 منیزم،%6/2 سدیمو%4/2 پتانسیم می باشند جالب توجه مقدار اکسیژن و سیلسیسیماست که هر دو تقریباً در تمام سنگها یافت می شوند این دو عنصر در کوارتز به شکل اسید سیلیسیک (SiO2)، در فلداسپات به صورت سیلیکات آلومینیوم و و در گلیمر به حالت سیلیکات منیزم نیز یافت می گردد (فلداسپات پتاسیم،فلداسپات سدیم و فلداسپات غنی از کلسیم). در اثر تغییرات کمی عناصر مختلف و تجمع آنها با یکدیگر به صورت واحد های بزرگتر،سنگها ی زیادی با ساختمان شیمیایی متفاوت ایجاد می گردند که در اثر تغییرات آنها انواع خاکهای مختلف بوجود می آیند مقدار مواد معدنی موجود در خاک به ترکیب شیمیایی سنگهای مادر و سرعت تخریب مکانیکی و شیمیایی – بیولوژیکی و هم چنین به مقدار آبشویی بستگی دارد بنا براین تنوع مواد غذایی در خاک در وحله اول به ساختمان شیمیایی مواد اولیّه مربوط است مثلاًخاکی از شن کوارتزی بوجود می آید،هرگز نمی تواند غنی از مواد غذایی باشد عموماً می توان گفت که خاکهای سبک و خنثی تا قلیایی ضعیف نسبت به خاکهای سنگین با واکنش اسیدی ضعیف ،برای تاُمین گیاهان خاکزیان به کود بیشتری نیازمند هستند(جدول5)

جدول5- ارزیابی عرضه فسفات ،پتاسیمو کلسیم توسط خاک

CAO K2O P2O2

Mg 100g خاک

ضعیف 10-0 10-0 30-0

متوسط 20-4 20-10 75-30

خوب بیشتر از 20-8 بیشتر از 20 بیشتر از 75

همانطوریکه مقدار مواد معدنی محلول در لاکتات در مورد سهم مواد معدنی قابل استفاده گیاهان اطلاعاتی ارائه می نماید،سایر متد های تجزیه شیمیایی می تواند وضعیت مقدار کل ذخیره نمکهای معدنی در خاک را مشحص نمایند (ر:تغذیه و متابولیسم گیاهان) .علاوه بر عناصر غذایی اصلی،یک سری عناصر دیگر که به میکروار گانیسمها دچار اختلال می شود عبارتنداز : B, MO,CO,CO,Zn,Mn,Fe در حالیکه مقدار و قابلیت جذب عناصر نامبرده در خاک ،صرفنظر از تثبیت و برداشت آن توسط محصول ،تقریباًثابت است ،مقدار ترکیبات ازته محلول نوسا نات بزرگ و سریعی دارد قضاوت در مورد وضعیت عناصر غذایی در هوریسنت

B در زمین های کشاورزی و جنگلی همیشه مشکل است ،زیرا صرفنظر از عدم وجود متد های کاملاًرضایت بخش،مقدار عناصر غذایی قابل استفاده گیاهان ،بویژه P2O2 به انواع گیاهان مختلف،نوع و واکنش خاک بستگی دارد.

مواد آلی خاک:

مقدار مواد آلی خاک در تیپ های مختلف خاک بسیار متفاوت است میانگین مقدار آن در خاکهای معدنی 2-1 درصد است و در چرنوزم و خاکهای مشابه تا %5 در ماده خشک افزایش می یابد در خاکهای آلی مانند مرداب های مرتفع ،مقدار مواد آلی بسیار زیاد بوده و می تواند تا به 95در صد نیز برسد پراکندگی مواد آلی در پروفیل تغییرات زیادی نشان می دهد و بیشترین مقدار آن در هوریسنت A و در صورت آبشویی مقداری نیز در هوریسنت B (پودزول)دیده می شود مقدار مواد آلی در خاکهای طبیعی و دست نخورده برای مدتها ثابت می ماند ،یعنی تجزیه هوموس و وارد شدن موائ آلی به خاک در یک توازن طبیعی قرار دارند و ابتداء پس از اجرای عملیات مختلف کشاورزی این توازن به نفع تجزیة مواد تغییر می کند

بقایای گیاهان و جانوران اعم از میکرو و ماکروفلور و فون خاک و هم چنین مواد حاصل و متر شحه از متابولیسم آنها،مواد آلی اولیه خاک را تشکیل می دهند که از نکته نظر کیفی،باید در اثر تغییر و تبدیل های میکروبی به هوموس غذایی و هوموس پایدار تبدیل شوند مواد آلی قابل تجزیه ،منبع انرژی میکروار گانیسمهای خاک را تشکیل می دهند که همزمان برای موجودات هتروتروف خاک منبع کربن و ازت نیز محسوب می شود مواد معدنی آزاد شده طی فرآیند های مینرالیزاسیون و هومیفیکاسیون برای تغذیه گیاهان و میکروارگانیسمها واجد اهمیت است ،زیرا عرضه یکنواخت و مداوم مواد غذاییرا ممکن می سازد مواد هومینی ،ماده نهایی تولید شده طی فرآیند هومیفیکاسسیون است که تیره رنگ بوده و در مقابل تجزیه میکروبی مقاوم می باشد مواد حد واسط در این رابطه غذایی است که نهایتاً به هوموس پایدار تبدیل می شود علاوه بر آن طی این فرآیند مقدار زیادی مواد سادة حد واسط تولید می گردد که هر کدام از آنها برای زندگی گیاهان و بویژه میکروارگانیسمها از اهمیت خاصی بر خوردار است نمونه بسیار ساده شدةاین فعل و انفعالات و مواد حد واسط و نهایی آن در زیر مشاهده می شود

تولیدات نهایی مواد حاصل از متابولیسم مواد آلی اولیه

Co2 .H2o .NH3 . No3

مواد معدنی

هوموس پایدار اسید های آلی و اسیدهای آمینه هوموس غذایی

اسید هومیک قهوهای کینونهاو مشتقات آن،، مواد محلول و مترشحه اسید هومیک خاکستری هیدراتهای کربن و و اسید اوونیک از گیاهان ، جانوران

مواد لزج،هورمونها ،آنتی بیوتیک و میکروارگانیسمها

در تشکیل مواد هومینی،علاوه بر فرآیندهای شیمیایی زیادی از قبیل اکسیداسیون، پلی مریزاسیونو غیره…،میکروارگانیسمهای زیادی در آن شرکت دارند هوموس پایدار از نظر شیمیایییک ترکیب واحد و مشخصی نیست و ترکیبات سنگین و تصفیه شده هومینی را می توان توسط مواد قلیایی از یکدیگر جدا کرد با کمک ئآنالیز شیمیایی می توان فراکسیونهای مختلف و خواص آنها را تعیین نمود با بررسیدر این زمینه دو نوع هوموس به ناهای اسید هومیک خاکستری و اسید هومیک قهوه ای مشخص شده اند که اولی نسبت C/N کوچک و دومی نسبت C/N بزرگ دارد مقدار هوموس خاک و قابلیت ایجاد کمپلکسهای آلی معدنی آن بوسیله کلو ئید های رس و کلسیم ،برای رشد گیاهان واجد اهمیت زیادی است

مقدار مواد آلی در خاک:

وجود نمکهای معدنی و میکروالمانت ها برای تاُمین مواد غذایی میکروارگا نیسمها از اهمیت ویژهای برخوردار است ترکیب مواد معدنی در محلول خاک در وحله اول به مواد ژئولوژیکی که خاک از آن تشکیل می شود بستگی دارد و غلظت آن به مقدار آب موجود در خاک مربوط می باشد

نیاز میکروار گانیسمهای خاک نسبت به مواد معدنی خاک مشابه با نیاز گیاهان عالی است مواد معدنی موجود در خاکستر میکروار گا نیسمها برای رشد موجودات علی و پست لازم و اجتناب ناپذیر است بعضی از این مواد معدنی در ساختمان آنزیمها شرکت دارند و سایر عناصر از قبیل فسفر در تولیدات متابولیسمی بی شماری دیده می شوند پتاسیم برای فعال سازی آنزیمها و هم چنین برای تنظیم حالات فیزیکی (تور ژسانس)و قابلیت نفوذ ممبران سلولی لازم است بعضی از کا تیونهای مخالف یکدیگر تاُثیر می گذارند ،مثلاًپتاسیم و کلسیم انقباض و انبساط کلوئید پلاسمایی را تنظیم می کنند و یا عناصری که به تنهایی سمی هستند و در حالت هو جواری با یکدیگر اثرات سمی را می زدایند منیزیم بطور ویژه در تقسیم سلولی ،احتما لاً از طریق هدایت متابولیسم فسفات ،تاُثیر می گذارد و بر عکس آن کلسیم فقط در بعضی از میکروار گا نیسمها مانند جلبکها و دنیتر یفیکانت ها برای تولید اسپور نقش دارد همین وضعیت برای سدیم نیز صادق است و اغلب میکروار گا نیسمها به آن نیازی ندارند فقط بعضی از باکتریهای د ریایی که هالوفیل (Halophile) هستند و یا میکرولر گا نیسمهای خاکهای شور می توانند از آن استفاده کنند علاوه بر عناصر اصلی مانند پتاسیم ،فسفر،منیزیمو گوگرد به مقدار کافی عناصر میکرو از قبیل Zn. Cu, Co, Fe, Mn و غیره نیاز است مولیبدن و انادیوم برای رشد نیتریفیکانت ها و ازتوباکتری های تثبیت کنندة ازت نیز اجتناب ناپذیر می باشد . میکروارگانیسمهای مختلف نسبت به هر یک از عناصر غذایی نیاز متفاوتی از خود نشان می دهند .

نق میکروالمانت ها اغلب ساختن بخشی از گروه پروستتیک آنزیمها است .

F e ,C u برای ساختمان همین ( Hemin ) وپرتئین های هم دار Hem مانند سیتوکرمها ، کاتالازها وپراکسیدازها مصرف می شوند . M h در بسیاری از آنزیمها وجود دارد وعمل کرب اکسیلاسیون را هدایت می کند . شکل 53 تاثیر افزایش غلظت منگنز در محلول غذایی را برای میکروارگانیسمعای منگنزوفیل مانند لاکتوباسیلوس پلانتا روم در تخمیر گلوکز نشان می دهد .

*********

شکل

شکل 53- قدرت تخمیری لاکتوباسیلوس پلانتاروم در رابطه با غلظت M n در 24 ساعت برای تاثیر عناصر میکرو در ساختمان فعال کننده ها ویا به عنوان کو-فاکتور (Co –Faktor) در میکرو ارگانیسمهای منگنروفیل ، مقادیر بسیار کم کفایت می نماید . فقدان عناصرمیکرو در خاک نه تنها موجب بیمار شدن گیاهان به امراض میکرو ارگانیسمها نیز جلوگیری می شود ، مثلاً فقدان ازتوباکتر در خاک ویا کاهش شدت فعالیت آنها در بیشتر مواقع به کمبود مولیبدن وانادیوم مربوط می باشد . نیاز میکروارگانیسمهای معینی به عناصر ماکرو ویا میکروی مختلف اغلب آن چنان ویژه است که می توان از آنها به عنوان ارگانیسمهای تست کننده برای ارزیابی مقدار عنصری در خاک استفاده کرد.. با وجود متدهای مناسب برای تعیین عناصر خاک در بسیاری از مواقع تست بیولوژیکی ترجیح دادذه می شود ، زیرا علاوه برتعیین عناصر ، قابلیت جذب آن نیز می تواند مشخص شود . در مورد عملی بودن واطمینان به متدهای بیولوژیکی برای اثبات وجود عناصر میکرو مقالات زیادی منتشر شده واز آنها استفاده نیز می گردد . به عنوان مهمترین ارگانیسمهای شاخص مقدار مواد معدنی خاک ، آسپرژیلوس نیگر ، باکتریوم پرودیژزوم وازتو باکتر کوکوم معرفی شده اند . به کمک از تو باکترها به عنوان ارگانیسمهای تست کننده می توان حتی کمیّت ازت قابل جذب را نیز مشخص نمود .

همانطوریکه در مورد گیاهان عالی مشاهده شد ، غلظت نمک برای میکروارگانیسمها نیز یک عامل محدود کننده محسوب می شود وارگانیسمهای مختلف در این رابطه می توانند ویژگی مخصوصی به یک یا چند عنصر داشته باشند . شدت محدود شدن فرایند نیتریفیکاسیون و آمونیفیکاسیون در مقابل غلظت کاتیونها مطابق با ردیف زیر است .

Mn >Mg > Fe > Ca > Na > K

فاکتور مهمتر از مقدار مواد غذایی ، قابلیت جذب آن توسط میکروارگانیسمهااست . در مورد تأثیر میکروارگانیسمهای خاک برای قابلیت جذب ویا تثبیت مواد غذایی گیاهی تاکنون بحث های زیادی شده است . میکرو ارگانیسمها می توانند با جذب مواد غذایی وتثبیت آن در سلول عملاً در برداشت مواد غذایی با گیاهان رقابت کنند . از طرف دیگر آزمایشهای زیادی نشان داده اند که قابلیت جذب مواد در یک خاک استرلیزه شده به مراتب کمتر از خاکهایی است که محتوی ارگانیسم هستند . بنابراین می توان نتیجه گرفت که میکرو ارگانیسم ها در مقابل جذب شدن مواد غذایی معدنی به روشهای مختلف تاثیر می گذارند ، مثلاً از یک طرف دیگر با تولید ژلاتور مانع رسوب شدن مواد محلول می گردند .

ظرفیت عناصر در رابطه با PH خاک در وحله اول برای قابل جذب بودن ویا رسوب شدن آنها اهمیت دارد ، مثلاً سیتو فاگا که سلولز را تجزیه می کند به خاکهای اسیدی ضعیف تمایل زیادتری دارد ، زیرا این ارگانیسمها به عناصری مانند Mn . Cu . Fe که در این محدودة PH بیشتر قابل جذب هستند تمایل فراوانی دارند واز حضور در خاکهای قلیایی به دلیل فقدان همین عناصر اجتناب می ورزند . در حالیکه آنیونهایی مانند فسفات ، نیترات وسولفات می توانند مستقیماً توسط ارگانیسمهای خاک مورد استفاده قرار گیرند وتثبیت وتبادل آنیونی با کمپلکسهای خاک از نظر بیولوژیکی فاقد اهمیت است، قابلیت جذب کاتیونها با مشکلاتی روبرو است . معدنیهای رس با بار منفی تمایل شدیدی به جذب کاتیو نهایی از قبیل Mg .Ca .K . NH4 از محلول خاک دارند وسطح خارجی میکروارگانیسمها اغلب با پروتون بارگیری شده است . بین سطح گلوئید ها وسطح خارجی میکروارگانیسمها باید تبادل یونی انجام شود ، بطوریکه مقداری از پروتونها بر روی کلوئیدها ومقداری از کاتیونهای موجود بر روی کلوئیدها ، بر روی ارگانیسمهای منتقل شوند . شدت جذب سطحی کاتیونهخا مختلف بر روی کلوئیدهای مختلف متفاوت است (شکل 54).

**********شکل

شکل 54- مکانیزم تعویض یونی بین کلوئید وباکتریهای خاک

روشهای تعیین درجة فعالیت بیولوژیکی خاک :

مسلماً تعداد موجودات زنده در خاک نمی تواند مقیاس دال برچگونگی فعالیت واعمال آنها باشد، زیرا نتایج حاصله طبعاً بااشتباهی همراه خواهد بود . با استفاده از متدهای موجود متداول امروزی میتوان تغییر وتبدیل مواد را توسط موجودات زندة خاک سنجید . مجموع تغیر وتبدیل مواد را توسط ادافن فعالیت بیولوژیکی خاک می نامند . باروشهای مختلف ، فقط یک قسمت از فعالیت بیولوژیکی خاک را میتوان تعیین کرد ، زیرا موجودات زنده دارای گونه های مختلف بوده وواکنشهای متفاوتی را در خاک انجام می دهند .

اندازه گیری درجة فعالیت آنزیم در خاک:

اغلب واکنشهای متابولیسمی در حوزةبیولوژیکی توسط هورمونها و آنزیمها تشدید یا تضعیف می شود میکروارگا نیسمها نیز از طریق تجزیة مواد آلی در خاک آنزیم می سازند موادی که تحت تجزیه قرار می گیرند اغلب موادی با مولکولهای بزرگ از قبیل سلولز،چوب و پروتئین هستند میکروار گا نیسمها نمی توانند این ترکیبات را مستقیواً جذب کنند ،بلکه نخست توسط آنزیمهایی که از خود خارج می سازند این مواد را به قسمتهای کوچکتر تجزیه می نمایند آنزیمهای توسط کلوئید های خاک (رس-مواد هومینی)جذب می شوند و بدین ترتیب وضع ثابت آنزیمی بوجود میآید تا کنون اغلب فعالیت آنزیمهای هیدرولاز،یعنی آنهایی که از طریق جذب آب عمل تجزیه را انجام می دهند ،مورد آزمایش قرار گرفته است جدول زیر تعدادی از مهمترین آنزیمهای هیدروولاز را نشان می دهد

آنزیم هیدرولیز ترکیبات:

ساکارازها قند نیشکر گلوگز +فرکتوز

گلیکوزیدازها گلیکوزید قند ساده+آگلیکون

آمبلازهای B,a نشاسته مالتوز

سلولازها سلولز سلوبیوز

پروتئازها پروتئین اسید های آمینه

فسفاتازها ترکیبات آلی فسفر ترکیبات معدنی فسفر

اوره ازها اوره اسید کربنیک و آمونیاک

چگونگی اثبات آنزیمهای هیدرولیت بسیار ساده است در نمونه خاکی که میکروارگانیسمهای آن آن توسط محلول غیر فعال شده اند . مقداری از مواد مورد تجزیه را قبلا ذکر شد وارد کرده و مدتی در حرارتی معین نگاه می دارند تا تغییر و تبدیل قابل اندازه گیریانجام بپذیرد و مواد تولید شده از تاثیر آنزیم به صورت کمی . کیفی قابل بررسی . از طریق تاثیر آنزیم حاصله همیشه نمی توان به رابطه سایر مسائل فعالیت بیولوژیکی خاک از قبیل تعداد میکرو ارگانسیم ها ، تولید Co2 نیتروفیکاسیون را با آمونیکافسیون پی برد. تولید co2 میکروارگانسیمها را توسط فعالیت آنزیم دهیدروژناز بهتر می توان مطابقت داد. دهیدروژناژ و دهیدرازها آنزیمهائی هستند که در تعداد زیادی از واکنش های متابولسیمی ، مخصوصا در تنفس سلول ، نقش مهمی را ایفا می کنند . این آنزیم ها ئیدروژن را از تولیدات متابولیسمی قندها گرفته آن را به مولکولهای دیگر حمل می کنند . به عنوان مثال می توان دهیدروژناز مربوط به اسید سوسکسینک را نام برد. واکنش آنزیمی که توسط آن انجام می گیرد به طریقه زیر است .

شکل***********

آنزیم دهیدروناژ اسید سوکسینیک دو اتم ئیدروژن را از اسید سوکسینیک گرفته و به که آنزیم دیگری است می دهد و در نتیجه از این اکسیداسیون اسید فوماریک به وجود می آید . جهت تعیین فعالیت انزیم دهیدروناژ به غیر فعال کردن میکروارگانیسم ها احتیاجی نیست . بلکه به نمونه ئی از خاک مقداری محلول وارد می نمایند . محلول اضافه شده بیرنگ به عنوان گیرنده ئیدروژن عمل کرده و با اکتساب ئیدروژنی که دهیدروناژ حامل آن است به فورمازان غیر محلول و قرمز تیره احیاء می شود. فورمازان را توسط یک حالال آلی جدا می کنند و مقدارش را از روی شدت رنگ آن به طریقه کلریمتری محاسبه می نمایند.)

اندازه گیری تنفس در خاک:

مقدار زیادی از واکنش های حیاتی با مصرف اکسیژن و یا آزاد نمودن CO2 همراه است جذب اکسیژن و دفع CO2 توسط خاک را تبادل گازی و یا تنفس خاک می نامند چنانچه مقداری مواد آلی به خاک افزوده شود،میکروارگانیسمهای خاک تکثیر یافته و ماهیت آن مواد آلی را تغییر میدهند بدین منظور ارگانیسمها احتیاج به اکسیژن دارند و گاز کربنیک (CO2)معمولاًبه عنوان آخرین مواد تولید شده از تنفس در خاک بوجود می آید میزان تبادلات گازی بستگی به مقدار و نوع مواد آلی افزوده شده در خاک ، تعداد میکروار گا نیسمها و خواص فیزیکوشیمیایی خاک دارد برای تعیین مقدار تنفس خاک به طریقة ایزرمایر (Isermeyer)به دستگاههای مجهز نیازی نیست (50)

*******************شکل

شکل 50- اندازه گیری درجه تنفس خاک . –Bنمونه خاک، -Lمحلول هیدراکسیدباریم

تهویه خاک:

تهویه خاک رابطه مستقیمی با مقدار آب در خاک دارد و هوای موجود در خاکهای اشباع شده از آب کلاً از آن خارج می گردد شکافها و منافذ ریز و درشت در یک خاک خشک از هوا پر می شود بنابراین در خاکهایی که نفوذ ناپذیر خوبی دارند ،شرایط هوازی حاکم خواهد بود و بر عکس آن خاکهای سنگین و نفوذ ناپذیر (پلوزول و پزویدوگلای)غیر هوازی هستند

بسیاری از باکتریهای تولید کنندة اسپور،ازتوباکتر،نیتریفیکانت هاو بسیاری از قارچها و اغلب جلبکها از ارکانیسمهای هوازی (aerophile)هستند آنها فقط در قشر فوقانی خاک که تهویه مناسب دارد ،یافت می شوند آزمایشهای زیادی نشان دادهاند که فرایند نیتریفیکاسیون در خاک در مقابل اکسیژن کافی شدت می یابد کلوستریدیومها،دسولفوریکانت ها،دنیتریفیکانب هاو متانوباکتریها،نمونه های بارز غیر هوازیدر خاک هستند که در قسمتهای عمیق تر و یا آب گرفته در خاک زندگی می کنند تداوم کمبود اکسیژن نیز می تواند غیر مستقیم زندگی زندگی میکروفلور معمولی را به خطر بیا ندازد حت شرایط غیر هوازی در اثر تجزیه و تغییر و تبدیل مواد ، اعم از تغییرات بیولوژیکی ویا شیمیایی خالص،می تواند ترکیبات آلی و یا معدنی بازدارنده ایجاد شود به عنوان مثال می توان تولید دانه های منگنز و آهن را که در تناوب شرایط اکسیداسیون و احیاء در پزویدوگلاوی بوجود می آیند نام برد نتیجه فعالیت میکروارگا نیسمهای غیر هوازی در خاک ایجاد مقدار زیادی گاز متان، ئیدروژن، و N2O است بین ارگا نیسمهای هوازی اجباری و غیر هوازی ،میکروارگا نیسمهای غیر هوازی اختیاری قرار دارند و جالب توجه این که میکروارگا نیسمهای هوازی و همچنین غیر هوازی اختیاری اغلب دارای مواد رنگی هستند (پزویدوموناس، آکروموباکتر) و ثابت شده است که این مواد رنگی قادرند اکسیژن جذب کنند و آنرا به فرم ذخیره حفظ نمایند در صورت بروز شرایط غیر هوازی این اکسیژن ذخیره ای آزاد شده و در اختیار ارگا نیسم قرار می گیرد تصور می شود که دلیل مقاومت و میکروار گا نیسمهای غیر هوازی اختیاری در کمبود موقتی اکسیژن به همین فرآیند مربوط باشد بیشتر میکرو ارگانیسم هایی که در قسمت های زیرین خاک زندگی می کنند ، مانند آنچه در گذشته تصور می شد ، از میکرو ارگانیسم های غیر هوازی نیستند بلکه غیر هوازی غیر اختیاری می باشند . بیشترین میکروارگانیسم های غیر هوازی اغلب زیر منطقة ریشه های اصلی ، یعنی در عمق 10 الی 30 سانتی متری زندگی می کنند . با وجود اکسیژن کافی در این محدوده میکروارگانیسم های غیر هوازی شرایط مناسب برای زیست خود را پیدا می کند میکرو ارگانیسم های غیر هوازی اغلب در جوار میکرو ارگانیسم های هوازی که اکسیژن را مصرف می کنند تجمع نموده واز خلأ اکسیژنی در مجاورت آنها استفاده می کند ترکیب هوای موجود در خاک با ترکیب هوای اتمسفری شدیداً مغایرت دارد . مقداری Co2 در هوایی که مستقیماً بر روی پوشش گیاهی در سطح خاک قرار دارد کمی زیادتر است .تغییرات متناوب غلظت Co2 در هوای نزدیک به خاک به گیاهان آلی مربوط نبوده بلکه در وحلة اول به فعالیت میکرو ارگانیسمهای هترو تروف مربوط می شود . غلظت Co2 در هوای موجود در خاک تقریباً 10 تا 100 برابر بیشتر از هوای اتمسفری است . که مقدار ثابت آن 3درصد حجمی می باشد مقدار Co2 در خاکهایی که تهویة خوب دارند در حالت آیش 1% ،با پوشش گیاهی 3%الی5/0درصد ودرمراتع 5/1 الی 3 درصد است. مقدار در لایه های عمیق خاک به حجم منافذ خاک بستگی دارد ( جدول 12)

جدول 12-مقدار Co2در هوای موجود در خاک

نوع خاک CO2%0

عمق 70 سانتیمتر عمق 15سانتیمتر

خاک مول سست تحت آیش 19/1 62/0

خاک خیلی متراکم تحت کشت سوزنی برگان 39/9 13/1

همزمان با افزایش غلظت عمق ،کاهش O2نیز ایجاد می شود دلیل تفاوت بین ترکیب هوای خاک و هوای اتمسفری ،فرایندهای تنفسی در میکرو.ار گانیسمها و ریشة گیاهان است که باعث تجمع در خاک می گردد این فرایندهای بویژه با افزایش ترکیبات آسان تجزیه شونده در خاک،به علت فعالیت میکروارگانیسمهای سیموژن و مصرف شدید اکسیژن تقویت کننده و در حالت خیس بودن خاک و عدم دیفوزیونگاز ،مقدار اسید کربنیک افزایش می یابد هر قدر مقدار مواد آلی خاک زیاد تر باشد تولید شده نیز زیاد تر خواهد بود مثلاً ، CO2 تولید شده در یک خاک جنگلی 25-10کیلوگرم در ساعت و هکتار است که به مراتب زیادتر از مقدار آن در مزارع (5-2 کیلوگرم) می باشد میاتگین Co2 تولید شده در یک مزرعه 8000 کیلوگرم در هکتار است

علاوه بر کمبود مواد غذایی در قسمتهای عمیق خاک ، کمبود اکسیژن نیز عامل مؤثری در کاهش تعداد میکروارگانیسمها در این بخش از خاک است تصور می شد که Co2 تولید شده در متابولیسم میکروارگانیسم ها برای سایر موجودات به استثنای باکتریهای فتوستنتزی و باکتریهای غیر هوازی تولید کننده متان بی ارزش باشد ولی آزمایشها با کربن ایزوتوپ نشان داده اند که باکتریهای هتروتروف نیز ار آسیمیلاسیون Co2 بهره می گیرند . عدم رشد بسیاری از باکتریهای هتروتروف در فقدان مطلق co2 مشخص کننده اهمیت فیژیولوژیکی این ماده است تولید co2 در خاک برای چرخه کربن در طبیعت اهمیت فوق العاده ای دارد که در فصول بعد در مورد ان بیشتر صحبت خواهد شد.

واکنش خاک:

مهمترین واکنشهای متابولیسمی با انتقال ئیدروژن از یک مولکول به مولکول دیگر هماه می باشد به همین دلیل غلظت یون ئیدروژن برای فرایندهای بیولوژیکی از اهمیت ویژهای برخوردار است عموماً غلظت زیاد بودن ئیدروژن (محیط اسیدی شدید)و همچنین غلظت کم بودن ئیدروژن (محیط قلیایی شدید) تاُثیر منفی در رشد و تکامل میکرواگا نیسمها دارد شکل55 نشان می دهد که PH اپتیم برای رشد اغلب میکروارگا نیسمها در محدودة خنثی قرار دارد

باکتریها

اکتینو میست ها

قارچها —-

*********شکل

شکل55- رابطة PHخاک با تعداد انواع میکروارگا نیسمها

در محیط های اسیدی مقدار قارچها ،مخمرها،.باکتریهای گوگردی افزایش می یابد ،در حالیکه در محیط های قلیایی باکتریهای نیتر یفیکانت و استرپتومیست ها بوفور یافت می شوند غلظت زیاد یون ئیدروژن بر روی میکروارگا نیسمهای خاک به دو فرم تاُثیر می گذارند فرم أول تاُثیر مستقیم است،یعنی درجه یونیزاسیون ترکیبات پروتئینی پلاسمابا PH در ارتباط مستقیم است ودر pH حاد کنفورماسیون پروتئین های آنزیمی از هم پاشیده و پروتئین تغییر ماهیت می دهد (Denaturation). تاُثیر دوم به طور غیر مستقیم انجام می شود ،یعنی حلا لیت مواد غذایی خاک مانند کلسیم،فسفر،منگنز،آهن،آلومینیوم،روی و سایر عناصر به P Hبستگی دارد.

برخلاف آنچه تصور می شود ،قارچها اسید دوست نیستند،بلکه مقاومت آنها در مقابل اسید زیادتر از اغلب باکتریهای خاک است (جدول 14)و به علت عدم مقاومت باکتریها در این محدودة P H و حذف رقابت،قارچها می توانند شدیداًتکثیر نمایند بهترین شاهد برای این ادعا خاکهای مردابی است که مدتهای زیادی با P H اسیدی باقی می مانند و طی این زمان باکتریهای اسید دوست نیز در آن ساکن می شوند و به رقابت با قارچها می پردازند که نهایتاً منجر به تعدیل مقدار قارچها و باکتریها خواهد شد

نقش اساسی P Hخاک در تغییرات کمی میکروفلور و میکروفون خاک کاملاً مشخص است بهترین مثال در این مورد ازتوباکترهای می باشند که در P H کمتر از 5/5 مطلقاً وجود ندارد ازتوباکترها فقط ذر خاکهای آهکی زندگی می کنند و دلیل آن مقدار آهک آن خاکها نیست،بلکه واکنش خنثی این خاکها است که در اثر وجود آهک برقرار می شود باکتریهای نیتر یفیکانت نیز با کاهش PHخاک تقلـیل می یابند و در PH کمتر از 5/4 اکسـیداسیون آمونیاک انـجام نمی شود

استرکتور خاک و فضای حیاتی:

در مبحث خواص فیزیکی خاک گفته شد که منافذ آزاد خاک 60-30 در صد حجم آن را به خود احتصاص می دهند از آنجایی که بحشی از این منافذ مملو از آب هستند ،لذا قابل استفاده برای موجودات به مقدار آب موجود در خاک بستگی دارد فرم و گسترش منافذ خاک .

جدول شماره14- PH مناسب برای رشد بعضی از میکروارگانیسمها

میکرو ارگانیسم مینیمم ماکزیمم پاتیمم

استرپتوکوکوس ویریدانس 5/4 8 8/7-8/5

کوک ها استرپتوکوکوس لیکوناسینت 5/5 8 7-2/6

میکروکوکوس کاندیدا 5 2/8 7

آئرو باکتر آئروگینس 4/4 9 6

باکتریوم آلکالیگینس 6/4 9/7 5/8

پزویدموناس پیوسیانه 4/4 8/8 7-6/6

باسیل ها باسیلوس سویتیلیس 5/5 5/8 7/5-6/5

کلوستریدیوم اسپوروگینس 5 9 5/7-5/6

نیترو باکتر 7/5 2/10 2/9-4/8

نیتروزموناس 6/7 4/9 8/8-5/8

ازتوباکتر کروکوم 8/5 — 6/7-4/7

ریزوبیوم لگومینوزاروم 5-2/3 11-10 –

میکرو باکتریوم فلی 5 4/8 –

---

راهبری نوشته‌ه

gl/l (1121)

رفتن به محتوا

gl/l (1121)

درباره ی جدول تناوبی

جدول مندلیف در تنظیم و پایدار کردن جرم اتمی بسیاری از موارد مندلیفنادرست بودن جرم اتمی برخی از عناصر را ثابت و برخی دیگر را درست کرد .

مندلیف و لوتار میردر موردخواص عنصرهاو ارتباط انها بررسی های دقیق تری انجام دادندودر سال ۱۸۶۹م به این نتیجه رسیدند که خواص عنصرها تابعی تناوبی از جرم انهاست.به این معنا که اگر عنصرها را به ترتیب افزایش جرم اتمی مرتب شوند نوعی تناوب در انها اشکار میگرددوپس ازتعداد معینی از عنصرها عنصرهایی با خواص مشابه خواص پیشین تکرار می شوند .

مندلیف در سال ۱۸۶۹ بر پایه ی قانون تناوب جدولی از ۶۳عنصر شناخته شده ی زمان خود منتشر کرد .در فاصله ی بین سالهای ۱۸۶۹ تا ۱۸۷۱م مندلیف هم مانند لوتار میر با بررسی خواص عنصرها و ترکیب های انها متوجه شد که تغییرهای خواص شیمیایی عنصرها مانند خواص فیزیکی انها نسبت به جرم اتمی روند تناوبی دارد.از این رو جدول جدیدی در ۸ ستون و۱۲سطر تنظیم کرد.او با توجه به نارسایی های جدول نیو لندز ولوتار میر و حتی جدول قبلی خود جدولی تقریبابدون نقص ارایه دادکه فراگیر وماندنی شد.

● شاهکارهای مندلیف در ساخت شهرک عناصر :

 روابط همسایگی:

دانشمندان پیش از مندلیف در طبقه بندی عناصر هر یک را جداگانه و بدون وابستگی به سایر عناصر در نظر می گرفتند.اما مندلیف خاصیتی را کشف کرد که روابط بین عنصرها را به درستی نشان میدادو ان را پایه تنظیم عناصر قرار داد.

 وسواس وی:

او برخی از عناصر را دوباره بررسی کرد تا هر نوع ایرادی را که به نادرست بودن جرم اتمی از بین ببرد.در برخی موارد به حکم ضرورت اصل تشابه خواص در گروهها را بر قاعده افزایش جرم اتمی مقدم شمرد.

 واحدهای خالی:

در برخی موارد در جدول جای خالی منظور کردیعنی هر جا که بر حسب افزایش جرم اتمی عناصر باید در زیر عنصر دیگری جای می گرفت که در خواص به ان شباهتی نداشت ان مکان را خالی می گذاشتو ان عنصر را در جایی که تشابه خواص رعایت میشد جای داد.این خود به پیش بینی تعدادی ا زعنصرهای ناشناخته منتهی شد.

 استقبال از ساکنان بعدی:

مندلیف با توجه به موقعیت عنصرهای کشف نشده و با بهره گیری از طبقه بندی دوبرایزتوانستخواص انها را پیش بینی کند.برای نمونه مندلیف در جدولی که در سال ۱۸۶۹ تنظیم کرده بودمس و نقره وطلا را مانند فلزی قلیایی در ستون نخست جا داده بود اما کمی بعد عناصر این ستون را به دو گروه اصلی و فرعی تقسیم کرد.سپس دوره های نخست و دوم و سوم هر یک شامل یک سطر و هر یک از دوره های چهارم به بعد شامل دو سطر شده وبه ترتیب از دوره های چهارم به بعد دو خانه اول وشش خانه اخر از سطر دوم مربوط به عناصر اصلی ان دوره و هشت خانه باقی مانده ی سطر اول و دو خانه اول سطر دوم مربوط به عناصر فرعی بود

 ساخت واحد مسکونی هشتم:

مندلیف با توجه به این که عناصراهن وکبالت ونیکل وروتینیم ورودیم وپالادیم واسمیم وایریدیم وپلاتینخواص نسبتا با یکدیگر دارند این عناصر را در سه ردیف سه تایی و در ستون جداگانه ای جای دادو به جدول پیشین خود گروه هشتم ا هم افزود. در ان زمان گازهای نجیب شناخته نشده بوداز این رودر متن جدول اصلی مندلیف جایی برای این عناصر پیش بینی نشد. پس از ان رامسی و رایله در سال ۱۸۹۴ گاز ارگون را کشف کردند و تا سا ل ۱۹۰۸ م گازهای نجیب دیگرکشف شد و ظرفیت شیمیایی انها ۰ در نظر گرفته شدو به گازهای بی اثر شهرت یافتند.

 اسانسور مندلیفبه سوی اسمان شیمی :

جدول مندلیف در تنظیم و پایدار کردن جرم اتمی بسیاری از موارد مندلیفنادرست بودن جرم اتمی برخی از عناصر را ثابت و برخی دیگر را درست کرد .جدول تناوبی نه تنها به کشف عنصرهای ناشناخته کمک کرد بلکه در گسترش و کامل کردن نظریه ی اتمی نقش بزرگی بر عهده داشت و سبب اسان شدن بررسی عناصر و ترکیب های انها شد.

● مجتمع نیمه تمام:

جدول تناوبی با نارسایی هایی همراه بود که عبارتند از :

۱) جای هیدروژن در جدول بطور دقیق مشخص نبود .گاهی ان را بالا ی گروه فلزهای قلیایی و گاهی بالای گروه های گروه هالوژن ها جا میداد.

۲) در نیکل و کبالت که جرم اتمی نزدیک به هم دارند خواص شیمیایی متفاوت است و با پایه قانون تناوبی ناسازگاری دارد.

۳) کبالت را پیش از نیکل و همچنین تلور را پیش از ید جای داد که با ترتیب صعودی جرم اتمی هم خوانی نداشت .با پیش رفت پژوهش ها و با کشف پرتوایکس و عنصرهاو بررسی دقیق طیف انها عدد اتمی کشف و اشکار شد و عناصر بر حسب افزایش عدد اتمی مرتب و نار سایی های جزیی موجود در جدول مندلیف از بین رفت .زیرا تغییرات خواص عناصر نسبت به عدد اتمی از نظم بیشتری برخوردارست تا جرم اتمی انها .

۴) سال پس از نشر جدول مندلیف بوابو در ات به روش طیف نگاری اکا الومینیوم را کشف کرد و گالیم نامید و ۴ سال بعد نیلسون اکا بور را کشف کرد و اسکاندیم نامید و هفت سال بعد ونیکلر هم اکا سیلسیم را از راه تجربه طیفی کشف کرد و ان را ژرمانیم نامید.

● تغییرات خواص عناصر در دوره ها و گروههای جدول:

۱) تغییرات شعاع اتمی :

در هر گروه با افزایش عدد اتمی شعاع اتمی افزایش می یابد ودر هر دوره با افزایش عدد اتمی شعاع اتمی به تدریج کوچکتر می گردد.

۲) تغییرات شعاع یونی :

شعاع یون کاتیون هر فلز از شعاع اتمی ان کوچکتر و شعاع هر نا فلز از شعاع اتمی ان بزرگتر است.به طور کلی تغییرهای شعاع یونی همان روند تغییرات شعاع اتمی است.

۳) تغییرات انرژی یونش:

در هر دوره با افزایش عدد اتمی انرژی یونش افزایش

می یابد و در هر گروه با افزایش لایه های الکترونی انرژی یونش کاهش می یابد.

۴) تغییرات الکترون خواهی :

در هر دوره با افزایش عدد اتمی انرژی الکترونخواهی افزایش می یابدودر هر گروه با افزایش عدد اتمی اصولا انرژی الکترون خواهی از بالا به پایین کم می شود .

۵) تغییرات الکترونگاتیوی:

در هر دوره به علت افزایش نسبتا زیا د شعاع اتمی الکترونگاتیوی عناصر کم میشود و در هر دوره به علت کاهش شعاع اتمی الکترونگاتیوی عناصر افزایش می یابد .

۶) تغییرتعدادالکترونهای لایه ظرفیتوعدد اکسایش:در هر دوره از عنصری به عنصر دیگریک واحد به تعداد الکترون ها ی ظرفیت افزوده میشود و تعداد این الکترونها و عدد اکسایش در عنصرهای هر گروه با هم برابرند.

۷) تغییرات پتانسیل الکترودی :

در ازای هردوره با افزایش عدد اتمی توانایی کاهندگی عنصرها کاهش می یابد و توانایی اکسیدکنندگی انها افزایش می یابد .از این روفلزهایی که در سمت چپ دوره ها جای دارندخاصیت کاهندگی ونا فلزهایی که در سمت راست دوره ها جای دارندتوانایی اکسید کنندگی دارند.در موردعناصر یک گروه توانایی اکسید ?کنندگی با افزایش عدد اتمی وپتانسیل کاهش می یابد.

۸) تغییرات توانایی بازی هیدروکسید:

توانایی بازی هیدروکسیدعناصر در گروهها ازبالا به پایین افزایش می یابد اما در دوره از سمت چپ به راست رو به کاهش است.

۹) تغییرات دما وذوب یا جو ش:

در هر دوره دمای ذوب و جوش تا اندازه ای به طورتناوبی تغییر می کند ولی این روندمنظم نیست و در موردعناصرگروهها نیز روندواحدی وجود ندارد .

جدول تناوبی و آرایش الکترونی

مهم ترین ویژگی یک عنصر که باعث می‌شود آن عنصر خواص ویژه و منحصر به فردی داشته باشد، آرایش الکترونی آن عنصر است. در کتاب درسی با نحوه تعیین آرایش الکترونی عناصر آشنا شده اید. اما همان طور که می‌دانید آرایش الکترونی تعیین شده با این روش گاهی با آرایش الکترونی واقعی عنصر متفاوت است. با استفاده از این جدول تناوبی شما می‌توانید به سادگی آرایش الکترونی عنصر مورد نظر خود را پیدا کنید.

جدول تناوبی عناصر شیمیائی

جدول تناوبی عنصرهای شیمیایی‏، نمایشی از عنصرهای شیمیایی شناخته شده‌است که بر اساس ساختار الکترونی مرتب گردیده‌است به‌گونه‌ای که بسیاری از ویژگی‌های شیمیایی عنصرها به صورت منظم در طول جدول تغییر می‌کنند.

جدول اولیه بدون اطلاع از ساختار داخلی اتم‌ها ساخته شد: اگر عناصر را بر حسب جرم اتمی آنها مرتب نمائیم، و آنگاه نمودار خواص معین دیگر آنها را بر حسب جرم اتمی رسم نمائیم، می‌توان نوسان یا تناوب این خواص را بصورت تابعی از جرم اتمی مشاهده نمود. نخستین کسی که توانست این نظم را مشاهده نماید، یک شیمیدان آلمانی به نام یوهان ولفگانگ دوبِرَینر (Johann Wolfgang Döbereiner) بود. او متوجه تعدادی تثلیث از عناصر مشابه شد .

و به دنبال او، شیمیدان انگلیسی جان نیولندز (John Alexander Reina Newlands) متوجه گردید که عناصر از نوع مشابه در فاصله‌های هشت تایی یافت می‌شوند، که آنها را با نت‌های هشتگانه موسیقی شبیه نمود، هرچند که قانون نت‌های او مورد تمسخر معاصرین او قرار گرفت. سرانجام شیمیدان آلمانی لوتار مَیر (Lothar Meyer) و شیمیدان روسی دیمتری مندلیف (Dmitry Ivanovich Mendeleev) تقریباً بطور هم‌زمان اولین جدول تناوبی را، با مرتب نمودن عناصر بر حسب جرمشان، توسعه دادند(ولی مندلیف تعداد کمی از عناصر را خارج از ترتیب صریح جرمی، برای تطابق بهتر با خواص همسایگانشان رسم نمود – این کار بعدها با کشف ساختار الکترونی عناصر در اواخر سده نوزدهم و آغاز سده بیستم توجیه گردید).

فهرست عناصر بر پایه نام، علامت اختصاری و عدد اتمی موجود است. شکل زیر جدول تناوبی عناصر شناخته شده را نمایش می‌دهد. هر عنصر با عدد اتمی و علامتهای شیمیایی. عناصر در یک ستون («گروه») از لحاظ شیمیایی مشابه می‌باشند.

در اینجا روشهای دیگر برای نمایش جدول ارائه شده‌اند:

جدول استاندارد – جدول جایگزین – جدول ضد – جدول بزرگ – جدول عظیم – جدول عریض – جدول توسعه یافته – جدول ساختاری – فلزات و غیر فلزات

کد رنگ برای اعداد اتمی:عناصر شماره گذاری شده با رنگ آبی ، در دمای اتاق مایع هستند؛

عناصر شماره گذاری شده با رنگ سبز ، در دمای اتاق بصورت گاز می‌باشند؛

عناصر شماره گذاری شده با رنگ سیاه، در دمای اتاق جامد هستند.

عناصر شماره گذاری شده با رنگ قرمز ترکیبی بوده و بطور طبیعی یافت نمی‌شوند(همه در دمای اتاق جامد هستند.)

عناصر شماره گذاری شده با رنگ خاکستری ، هنوز کشف نشده‌اند (و بصورت کم رنگ نشان داده شده‌اند تا گروه شیمیایی را که در آن قرار می‌گیرند، مشخص نماید.(

و می‌توانید دراین کلید واژه جدول تناوبی برای تشدید مغناطیسی را بیابید.

تعداد لایه الکترون در یک اتم تعیین کننده ردیفی است که در آن قرار می‌گیرد.

براساس ساختار جدول پر می‌شوند. از آنجائیکه الکترونهای خارجی‌ترین لایه، خواص شیمیایی را تعیین می‌نمایند، این لایه‌ها در میان گروهای یکسان مشابه‌اند.عناصر همجوار با یکدیگر در یک گروه، علیرغم اختلاف مهم در جرم، دارای خواص فیزیکی مشابه هستند. عناصر همجوار با یکدیگر در یک ردیف دارای جرم‌های مشابه ولی خواص متفاوت هستند.

برای مثال، عناصر بسیار نزدیک به نیتروژن (N) در ردیف دوم کربن(C) و اکسیژن(O) هستند. علیرغم تشابه آنها در جرم (که بصورت ناچیزی در واحد جرم اتمی تفاوت دارند)، دارای خواص بینهایت متفاوتی هستند، همانطور که با بررسی فرمهای دیگر می‌توان ملاحظه نمود: اکسیژن دو اتمی یک کاز است که سوختن را تشدید می‌نماید، نیتروژن دو اتمی یک گاز است که سوختن را تشدید نمی‌کند، و کربن یک جامد است که می‌تواند سوزانده شود(بله، می‌توان الماس را سوزاند!).

در مقایسه، عناصر بسیار نزدیک به کلر (Cl) در گروه یکی مانده به آخر در جدول (هالوژن‌ها) فلوئور(F) و برم(Br) هستند. علیرغم تفاوت فاحش جرم آنها در گروه، فرمهای دیگر آنها دارای خواص بسیار مشابه هستند: آنها بسیار خورنده (بدین معنی که تمایل خوبی برای ترکیب با فلزات، برای تشکیل نمک هالاید فلز)؛ کلر و فلوئور گاز هستند، درحالیکه برم یک مایع با تبخیر بسیار کم است؛ کلر و برم بسیار رنگی هستند.

صفحه اصلی جدول تناوبی

شیمی دان‌ها سال‌ها به دنبال این بودند که راهی ساده برای طبقه بندی عناصر پیدا کنند. تا این که دمیتری مندلیف با تنظیم جدول تناوبی خود، تلاش همه را به ثمر رساند. امروزه، جدول تناوبی ساده ترین و مفیدترین وسیله ای است که با استفاده از آن می‌توانیم به اطلاعات فراوانی دست پیدا کنیم.

---

راهبری نوشته‌ه