ЖҰмыс бағдарламасы семей 2013 глоссарий аллювий өзен тасығанда шығып қалған құмдар, қиыршық тастар және т б



бет8/12
Дата11.01.2017
өлшемі4,83 Mb.
түріЖұмыс бағдарламасы
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   12

Сондай-ақ, қарастырылып отырған жүйе топырақтағы химиялық элементтердің топтық және заттық құрамы қосылыстарының көрсеткіштерінен басқа да, жекелей көрсеткіштер енгізілген. Жоғарыдағы кестеде топырақты зерттеу зертханада кеңінен қолданылатын топтың заттық құрамының көрсеткіштері әрбір химиялық элементтің қасиетіне тәуелді.

Топтың химиялық құрамы көрсеткіштерінің номенклатурасына химиялық элементтердің әртүрлі тотығу дәрежесіндегі көрсеткіштерін жатқызуға болады.

Топырақ гумусы

Гумус заттары негізінен гумус қышқылдарынан тұрады. Олардың құрамына гумин қышқылдары, фульво қышқылдары және гумус кіреді. Бұл топтарға бөліну себебі, гумус қышқылдарын топырақтан алыну жолдарына байланысты.



Гумус қышқылдарының ауыспалы ерекше құрамдары.

Гумин қышқылдары – сілтілерде жақсы еритін гумус қышқылдарының бір тобы. Олар суда аз ериді, қышқылдарда ерімейді. Топырақтың минералды бөлігіндегі кальций катионыны әсерінен коагуляцияға ұшырап, шөгінді кальций гуматы күйінде топырақта орнығады. Гумин қышқылдарының молекулалық құрамы өте күрделі. Гумин қышқылдарының көп қасиеттері осы функционалдық топтарға байланысты. Гумин қышқылдарының құрамын ароматикалық құрылымдар (50-60%), көмірсутектер (25-30%), функционалды топтар (10-25%) құрайды.

Фульво қышқылдар – гумус қышқылдарының гумин қышқылдары тұнғаннан кейін ерітінділерде қалатын тобы. Бұлар да жоғары молекулалық құрамында азоты бар құрылымдар.

Топырақтың органо-минералдық құрамы. Топырақтағы органикалық заттар онын минералды бөлімге белсенді арақатынаста болады. Осы арақатынастың түрлеріне байланысты топырақтағы органикалық-минералдық құрамдар:

1. Топыраққа тән емес органикалык сірке, құмырсқа, лимон, қымыздық қышқылдары мен топыраққа тән жоғарыда айтылған гумин қышқылдарының сілтілі (Мg) және сілтілі-жер металл (Са. катиондарымен қосылған тұздары;

2. Айтылған қышқылдардың көп металл элементтерімен (темір, алюминий, цинк т.б) қосылған комплексті тұздары;

3. Адсорбцияланған органо-минералдық қосылыстар, яғни алюминий және темірлі қара шірінді комплекстері болып үш топқа бөлінеді.

Сілтілі металдармен алюминийдің гумат және фулват тұздары суда жақсы еритіндіктен толық қабаттарында оңай жылжиды, ал кальций гуматы суда берік болғандықтан топырақта тұрақты шоғырланады.

Топырақтың гумус жағдайлары – органикалық заттардың барлық морфологиялық белгілерінің, жалпы қорларының, қасиеттерінің, олардың түзілу, өзгеру, трансформация және топырақ қабаттарында жылжу көрсеткіштерінің жиынтығы.

Топырақтың гумус көрсеткіштерінің жүйелерін Л. И. Гришина, Д. С. Орлов (1977) ұсынған. Сол көрсеткіштер арқылы топырақтардың әртүрінің гумус жағдайларына сипаттама береді. Осыған қарап топырақтың құнарлығы туралы айтуға болады.

Топырақтың түзілген жағдайларының гумификация процесіне және оның қарқындылығына әсері

Топырақ шірінділерінің құрамы. Топырақ микрофлорасының әсерінен барлық өсімдіктер мен жануарлар ағзалары өлген соң, ыдырау процесіне ұшырайды, оның соңғы сатысында органикалық заттардың толық минералдарға айналуы пайда болады.

Органикалық қалдықтар бірден минералдарға айналмайды, ыдырап, олар өте күрделі және ұзақ өзгерістерге ұшырайды. Сондықтан әрбір топырақта органикалық қосылыстардың әртүрлі сатыларындағы олардың белгілі бір әр жағдайындағы ыдырауын байқауға болады.

Топырақтағы органикалық заттардың минералдарға айналуымен қатар гумификация процесі, яғни, гумустың немесе шіріндінің түзілуі жүреді.

Ыдыраудың сипаттамасы мен интенсивтілігі және топырақтағы органикалық қалдықтардың өзгеріске ұшырауы, ыдырайтын заттардың құрамына, сондай-ақ сыртқы орта жағдайына да байланысты болады.

Оңай сіңірілетін органикалық қосылыстар өте тез ыдырайды. Қант, органикалық қышқылдар, спирттер, содан кейін ақуыздар, аминқышқылдар, майлар, пектиндер, гемицеллюлоза, клетчатка, лигнин өте жай ыдырайтындарға жатады.

Органикалық заттардың ыдырауы нақты дәрежеде ылғалға, ауаның болуы және температураға байланысты. Жеткілікті мөлшердегі ылғал мен жылу және ауаның еркін келіп тұратын жағдайында топырақтағы органикалық қалдықтардың өзгеріске түсу процесі өте қарқынды жүреді.

Топырақтағы шірінді ыдырауға қарсы мәнді тұрақтылыққа және сол қарқынмен топырақта жинақталуға қабілетті.

Топырақтағы шірінді 200 жыл бойы зерттелуде. Бірақ, оның табиғаты туралы, түзілуі мен қасиеттері туралы сұрақ әлі толық шешілмеген.

Басты қиыншылық тек оның құрамының үлкен күрделі екендігінде ғана емес, сондай-ақ оның топырақтан таза түрінде бөлінуі мүмкін емес болуында.

Топырақты шірінді құрамында үш топтың қосылыстары болады: гумин қышқылдары, фульво қышқылдары мен топырақ гуминдері.

Онда салыстырмалы түрде үлкен емес көлемде воск – смолаларынан, немесе битумдар мен микробты және өсімдік тектес табиғатына жақын басқа қосымша заттардан тұрады.

Топырақ шіріндісінің осы негізгі топтары көптеген жоғары молекулярлы азот құрамды қышқылдардың компоненттерінен тұрады, олардың элементарлы құрамы топырақ типіне байланысты белгілі түрде варьирленеді.

Топырақ түзуде өте үлкен рөлді гумин қышқылдары мен фульво қышқылдары атқарады.

Гумин қышқылдары қанық боялған заттардан тұрады, олардың құрамында 52-62 % жуық көміртегі, 31-39 % оттегі, 2,5-5,8 % сутегі және 2,6-5,1%-ға жуық азот болады. Одан басқа, оларда өте аз мөлшерде Р, S, Fe, Si, Al және басқа элементтер қатыры жатады.

Гумин қышқылдары негіздік катондармен және сілтілік жер металдарымен өзара әрекеттесіп, гуматамдар деп аталатын тұздар түзеді. Na мен К сілтілік метамдардың гуматтары, сондай-ақ NH4 гуматтары суда жақсы ериді және топырақтан атмосфера тұнбаларымен оңай жуылады. Сілтілік жер металдарының гуматтары, ең бастысы, Са суда ерімейді, суға төзімді қосылыстар түзеді және топырақта жақсы бекітілмейді.

Фульво қышқылдар гумин қышқылдарына қарағанда, құрамында көміртегі аз және оттегі мен сутегі көп болады: олардың құрамында 44-50% көміртегі, 42-48% оттегі, 4,5-6% сутегі мен 2,5-5,5 % азот болады. Әлсіз ерітінділерде бұл заттар әлсіз – сары түсті, ал концентрленгенде – қызыл -сары түстес келеді, осыған байланысты олар «фульво қышқылдар атауын алды. (fulvus -сары).

Фульво қышқылдары күшті қышқылдық реакцияларға ие және суда жақсы ериді: сондықтан олар қарқынды түрде топырақтың минералды бөлігін бұзады. Сондай-ақ зольдің түзілу процесінің дамуында маңызды рөл атқарады.

Фульво қышқылдар сілті катиондарымен және сілтілік жер метандарымен өзара әрекеттесу кезінде тұздар түзеді, ерітіндінің кез келген реакциясы кезінде суда ериді және топырақтың жоғарғы бөлігіндегі судың шықпайтын тотығымен жуылуға қабілетті.

Гуминдер – гумусты заттар топтарын зерттеуге және бөлу үшін өте қажетті болып келеді. Олар топырақ шіріндісінің ең инертті бөлігін сипаттайды.

Гумусты заттардың топырақтың минералды бөлігімен әрекеттесуі нәтижесінде, әртүрлі органикалық – минеральды комплекстер түзіледі, олардың табиғаты әлі толық зерттелмеген.

Гумин қышқылдары мен фульво қышқылдарының қатынасы әртүрлі топырақтарда бірдей емес.

Золь астындағы топырақтан қара топыраққа өту шамасы бойынша шіріндінің жалпы құралы жоғарылайды және онда біртіндеп гумин қышқылдарының құрамы бірнеше төмендейді, нәтижесінде осы екі гумусты заттардың топтары арасындағы қатынасы кеңейеді. Байқалатыны, гумусты қышқылдардың жинақталуы мен түзілуі үшін қажетті жағдай, бір уақытта жалпы шіріндінің жинақталуы үшін жағымды болады.

Мұндай түрдегі табиғи жағдайлар қара топырақта зонада бірден байқалады. Одан оңтүстіктен солтүстікке дейін гумин қышқылдарының құрамы төмендейді, ал фульво қышқыл құрамы жоғарылайды.

Шіріндінің химиялық құрамы топырақ сапасына әсер етеді. Егер шіріндіде гумин қышқылдары басым болған жағдайда, топырақ жақсы қасиеттерге ие болады.

Микроорганизмдер шіріндіні түзумен қатар, сондай-ақ іштен келетін, еріткіш қосылыстардан ішкі өзінің жасушаларынан органикалық заттарды синтездейді. Микроорганизмдер жасушалары өлген соң топырақта қалады.

Осылайша, топырақтың органикалық заттары түсінігі астында әртүрлі қосылыстардың өте күрделі комплексі түсіндіріледі, өзіне енгізілгендерге: 1) ыдырамаған және әлсіз ыдыраған өсімдіктер мен жануарлар қалдықтары, 2) тірі және өлі микроорганизмдердің ақуыздық денесі, 3) топырақ шіріндісі, немесе гумус, 4) органикалық қалдықтардың ыдырауынан пайда болатын әртүрлі аралық өнімдер, 5) өсімдіктердің қиын ыдырайтын құраушы бөлігі, мысалы, дубильді заттар (смолалар, лигнин және басқалар), 6) топырақтың минералды қосылыстарымен органикалық қалдықтардың ыдырау өнімдерінің өзара химиялық әрекеттесуі нәтижесінде түзілетін заттар.

Бұдан көрінетіні, шірінді немесе гумус, органикалық қосылыстардың тұрақты категориясымен сипатталатын және анықталған түрінде топырақта органикалық заттардың тек бір бөлігін құрайды.

Бірақ, көптеген жағдайларда шірінді үлесіне топырақтағы органикалық қосылыстардың барлық құрамының өте көп мөлшерін құрайтыны байқалады. Сонымен, шымды-зольданған топырақтағы органикалық заттардың жалпы мөлшерінің 60-70%-ын гумус құрайды, ал ашық жер мен баспақта -70-80%, қара топырақта – 80-90% болып келеді.

Топырақтағы органикалық заттар туралы сұрақта топырақтың маңызды құраушы бөлігі ретінде шіріндінің мәні зор болады.

Топырақтағы шірінді заттардың өндірістік мәні

Ыдырау кезінде бірқатар күрделі өзгерістерге ұшырайтын олар біртіндеп минералға айналады және топырақты азотты және зольді азықтар элементтерімен байытады.

Осылайша, шірінді заттар, топырақтың өнімділігін арттыруда негізгі жағдайлар мен қажетті минералды қоректік қосылыстарды топырақты түзудің маңызды көзі болып табылады. Бірақ олардың рөлі осымен шектелмейді.

Шірінді заттар, топырақтың бірқатар физикалық, химиялық, биологиялық қасиеттерін жақсартады, сондай-ақ оның өнімділігін арттырады.

Органикалық заттар – маңызды фактор, олар топырақтың құрылымын түзуге негізделеді. Олардың ыдырауы кезінде әртүрлі қышқылдар түзеді, ол қышқылдар топырақтың минералды бөлігінің химиялық желдетілуін тездетіп, оңай қозғалатын өсімдіктің зольді азықтық қосылыстарын түзеді.

Шірінді заттар топырақтың жылу қасиетін жақсартады, бұл қасиеті өсімдіктің дамуы мен өсуіне жағдай жасайды. Шіріндінің ең басты бөлігінің бірі – гумин қышқылы – өсімдіктің дамуы мен өсуін тездетеді.

Топырақтағы органикалық заттар, қоректік материал болып табылады, ал бұдан шығатыны, олар топырақтағы көптеген микроорганизмдердің өмір сүруі үшін қажет.

Топырақта шірінді көп болса, ол микроорганизмдерге бай болады, онда өсімдік үшін қоректік заттардың жинақталуында маңызды рөл атқаратын, биологиялық және химиялық процестер қарқынды жүреді.

Топырақта органикалық заттардың жинақталуы органикалық тыңайтқыштар енгізіп, жасыл тыңайтқыштар мен басқаларды қолданғанда жүзеге асырылады. Кез-келген дақылдардың жемісін жинап болған соң топырақ қабатында тамыр қалдықтары қалады, олар ыдырап, сондай-ақ біртіндеп шіріндіге айналады. Топырақтағы қоректік элементтерді қолдану және сақтау мен қалыптастыру органикалық заттардың ыдырау жағдайының өзгеруіне сәйкес жолмен жүргізіледі.

Сонымен, органикалық заттарды анаэробты ыдырау жағдайына қойып, біз, сонымен оның ыдырауын төмендетуге ықпал жасаймыз, керісінше, топырақта аэробты жағдай жасап, біз органикалық заттардың минералдарға айналуын тездетіп, өсімдікті зольді және азот азығымен қамтамасыз етуді үдетеміз.

Осылайша, органикалық қосылыстардың топырақ түзуде мәні үлкен және алуан түрлі болғандықтан, шірінді мөлшеріне мәнді дәрежеде топырақтың өнім беру (нақты) қабілеті тәуелді болады. Сондықтан топырақтың жалпы салмағынан 1-3% аспайтын, топырақтағы шірінді құрамы бар мұндай зоналарда, жоғарғы және тұрақты өнім жасау кезінде, топырақты органикалық заттар жүйесімен құнарландыру – агротехниканың актульды міндеті.

Топырақтағы органикалық заттардың ыдырауына аэробты және анаэробты процестердің ерекшеліктері

Микроорганизмдердің ең басты екі типіне сәйкес – аэробты және анаэробты және органикалық заттар ыдырауының негізгі екі типі: аэробты және анаэробты бөліп алады. Ыдыраудың аэробты процесі саңырауқұлақ микрофлорасының және аэробты бактериялардың өмір сүруімен, анаэробты процесс – анаэробты бактериялардың өмір сүруінен пайда болады. Бұл екі процесс әрбір топырақта бір уақытта жүреді, бірақ топырақ жағдайының сипатына байланысты бір жағдайда аэробты процесс, ал басқасында – анаэробты процесс басым болады.

Борпылдақ, жақсы желдетілетін топырақтарда барлық уақытта аэробты процесс басым болады. Керісінше, тығыздалған, ауыр немесе батпақты бірдей органикалық заттардың бар болуынан тұратын топырақта анаэробты процестер басым болады.

Әрбір топырақтың жоғарғы бөлігінде, онда ауа еркін енеді, сондықтан, басты түрде аэробты процесс жүреді, төменгі қабаттарда, газ алмасу қиын жерлерінде – анаэробты процесс өтеді. Бұдан басқа, әрбір жекелеген, көп немесе аз нығыздалған топырақ үйіндісінде біруақытта екі мүмкін: үйіндінің ішінде анаэробты, ал жоғарғы бөлігінде – аэробты процесс жүруі мүмкін. Қоршаған орта жағдайына байланысты органикалық заттардың ыдырауы біркелкі жүрмейді, аэробты жағдайларда ол тез, ал анаэробтыда жай жүреді. Аэробты процесс жылу энергиясының түзілуімен, ал анаэробты температура жоғарылауының өзгеруінсіз жүреді.

Дақыл өсімдіктері үшін қолайлы жағдай топырақта тек аэробты және анаэробты процестердің біруақытта дамуы кезінде жасалуы мүмкін.

Екі процестердің қолайлы бірігуі, тек борпылдақ, жақсы желдетілген топырақтарда мүмкін болады.


Гумус күн сәулесінің аккумуляторы

Топырақтың негізгі құнарлы көрсеткіші қара шірік (қорда) немесе гумус болып табылады. Гумус жеткілікті болғанда өсімдік жақсы өсіп, мол өнім береді. Алайда, кейінгі 40-50 жылдарда (тың жерлерді игеруден бастап) жерді жүйесіз пайдалану гумустың азаюына себеп болып отыр. Оның азаюы ауышаруашылық дақылдардың өнімділігін төмендетеді. Гумустық заттар топырақ микроорганизмдері үшін энергетикалық материал болып та саналады. Сонымен қатар, гумустық заттар топырақтың физикалық-механикалық қасиеттеріне әрі олар арқылы оның су-ауалық және жылулық режимдеріне, биологиялық және сіңірушілік белсенділігіне оң әсер етеді. Жыртылатын қабаттың қалыңдығы орта есеппен, 0,25 м. Ол өсімдік саларда өңделеді. Дәл осы қабаттан топырақты ластаушылар атмосфералық ауаға, өсімдікке түседі, жер бетіндегі су көздеріне тарап, жерасты суына сүзіледі. Топырақтың бұл қабаты өздігінен органикалық қалдықтардан, патогенді микроорганизмдерден, энзогенді химиялық заттардан қарқынды тазарады.

Топырақтың үстіңгі қабатынан басқа оның жерасты суына жақын қабаты да назардан тыс қалмау керек. Өйткені онда органикалық қосылыстар, ағын сулар зарарсызданады, ыза суы мен топырақ ауасының сапасы қалыптасады. Канализация және су жүйелері де, тұрғын үйлер мен мал қораларының іргетасы да осы қабатқа салынады. Топырақ типіне және оның химиялық құрамына өсімдік сипаты, жемшөп пен ауыз судың химиялық құрамы байланысты болады. Топырақтағы барлық қоректік заттар (макро- және микроэлементтер) микробтардың көмегімен өсімдіктер оңай пайдалана алатын түрге айналады.

Гумустың топтық және фракциялық құрамдары және оның топырақ қасиеттеріне әсері

Топырақтың қатты фазасының біршама бөлігі органикалық қосылыстар үлесіне тиесілі. Жыл сайын топырақта өсетін өсімдіктер майда жәндіктер мен микробтар топырақ бетінде, оның қабаттарында көптеген қалдықтар, негізгici органикалық қалдықтар қалдырады. Топыраққа жылма-жыл түсетін өсімдіктер мен өлген жәндіктердің қалдықтары eкi бағытта өзгегеріске ұшырайды. Біріншіден, топырақтағы микроорганизмдердің әсерінен ыдырап, шіріп, жай минералды қосылыстарға ажырайды. Екіншіден, осы организмдер қалдықтары микробтардың әрекетінен күрделі биохимиялық өзгерістерге ұшырап, олардан тұрақты органикалық зат – топырақ қарашіріндici – гумус (немесе қарашірік) пайда болады.

Органикалық қалдықтардың біразы толық ыдырап минералданса, біразы қайтадан топырақта органикалық заттардың осы жаңа күрделі түрге, биохимиялық синтез арқылы қара шіріндігe (гумуске) айналады. Минералдану мен гуминдену пpoцесін микроорганизмдер жүргізеді.

Гумус заттарының түзілуіне көптеген зерттеушілер көңіл бөлген. Oларғa химиялық талдау жасап, мәліметтер жинап, түзілу жолдарын анықтай бастады. Бұл жөнінде ең алғаш көзқарастарын білдірген М. В. Ломоносов, П. А. Костычев, С. П. Кравков, А. Г. Трусов т.б. болды. Гумустың құрылуының жалпы сызбасын кағазға түcipгeн В. Р. Вильямс еді. Ол топырақтың тек кана биологиялық жағына көңіл бөледі. Одан кейін топырақтың гумусының көзі лигнин деген көзқарас туды (Ж. Фишер, 1921, В. Фукс, 1936). Бұл көзқарас бойынша, гумус ешқандай да ерекше құрылым емес, ол лигнин мен протеин комплексі дегенді айтты, ТМД елдерінің топырақтарындағы органикалық заттарды толық зерттеуде, топырақтағы гумустың мөлшерін анықтауды И. В. Тюриннің үлесі ерекше. Ол бұл процестің күрделілігін көрсетті. Бұл ғалымның зерттеулерін М. М. Кононова жалғастырып, гумус заттары – ароматикалық құрылымдардың жеке молекулалары ферменттердің қатысуымен өтетін, конденсация арқылы түзілген заттар екенін ашты. М. М. Кононованың айтуы бойынша, барлық өсімдіктер қалдықтары гумустену кезінде микроорганизмдермен ciңipy жолынан өтедi екен. Л. Н. Александрова бойынша гумификация – органикалық қалдықтардың тузілуі арқасында жоғары молекулярлық қосылыстардың күрделі биофизикалық-химиялық құбылыстар арқылы органикалық түзілімдердің ерекше класы – гумусты түзуі.

Фульво қышқылдар – гумус қышқылдарының гумин қышқылдары тұнғаннан кейін ерітінділерде қалатын тобы. Бұлар да жоғары молекулалық құрамында азоты бар құрылымдар Бұлардың гумин қышқылдарынан біраз айырмашылықтары бар. Фульво қышқылдарының түсі ашық, көміртегі мөлшері төмен суда ериді әрі қозғалғыш келеді. Сондықтан топырақтың органикалық және минералдық қосылыстарын ерітіп, ондағы катиондармен косылып, фульват тұздарын құрайды да, сумен топырақ қабаттарында төмен қарай шайылады. Гумин қышқылдары мен фульво қышқылдары молекулярлық салмағы бойынша бірнеше фракцияларға бөлінеді.

Гумус қышқылдарының көп бөлігін гумин құрайды. Бұл – минералды бөлікпен тығыз байланысып, сілтілермен гидролизденбейтін қышқылдардың қалдығы. Құрамында гумин және фульвоқышқылдары бар.



Топырақтың гумус жағдайлары

Топырақтың гумус жағдайлары – органикалық заттардың барлық морфологиялық белгілерінің, жалпы қорларын, қасиеттерінің, олардың түзілу, өзгеру, трансформация және топырақ қабаттарында жылжу көрсеткіштерінің жиынтығы.

Топырақтың гумус көрсеткіштерінің жүйелерін Л. И. Гришина, Д. С. Орлов (1977) ұсынған. Сол көрсеткіштер арқылы топырақтың әртүрінің гумус жағдайларына сипаттама беріледі. Осыған қарап, топырақтың құнарлылығы туралы айтуға болады.

Топырақтағы гумус мөлшерінің азаюы – маңызды экологиялық мәселелердің бірі

Топырақ гумусы өсімдікті азотпен және басқа қоректік элементтермен қамтамасыз етудің ең негізгі қажетті көзі болып табылады. Топырақта қара шіріндінің жиналуына байланысты қоректік элементтердің мөлшері арта, ал олардың ыдырауы топырақ құрамында өсімдікке сіңімді элементтерді көбейте түседі. Демек, гумустың мөлшері топырақ құнарлылығының ең маңызды көрсеткіштерінің бірі болып табылады. Топырақтағы гумус мөлшері ондағы жалпы органикалық заттардың және оның физикалық, химиялық қасиетінің өзгерісінен реттеліп отырады. Өнім жиналғаннан соң, топырақта өсімдік қалдықтарының қалуы (жоңышқа, т.б.) немесе органикалық тыңайтқыштар қолдануы оның құрамындағы қара шіріндінің мөлшерін көбейтіп отырады.

Өкінішке орай, қазіргі уақытта, өсірілген өсімдікпен бірге кететін органикалық заттарды топырақ құрамына қайтару үшін қажетті органикалық және минералдық тыңайтқыштарды жеткіліксіз қолдануға байланысты топырақтағы гумустық түзілу процесi қарқыны төмендей түсіп, топырақтың бiртiндеп азып-тозуы, құнарсыздануы байқалады.

Демек, топырақ тозуының негізгі факторларының бiрi оның құрамындағы гумустың азаю процесі болып табылады. Сондықтан суармалы алқаптардағы егіншілік жүйесінде гумус қорын қажетті деңгейде сақтау және үнемдеу қазіргі таңдағы негізгі өзекті мәселелердің біріне айналған.
ТОПЫРАҚТАРДЫҢ ГУМУС ЖАҒДАЙЫН РЕТТЕУ

Өсімдіктер мен жануарлар қалдықтарының ыдырау процесінде, яғни органикалық заттардың минералдануымен бірге топырақта күрделі органикалық қосындылардың түзілуі – гумификация процесі жүріп, топырақ гумусы немесе қарашірігі жасалады. Топырақ қарашірігінде гумин және ульмин қышқылдары, балауыз, смолалар, витаминдер, фенолдар, антибиотиктер және т.б. болады.

Гумустың ыдырауында көміртегі, нитраттар, фосфаттар және т.б. бөлінеді. Гумустың құрамына 5% дай азот кіреді. Сондықтан қарашірік заттары топырақты күлдік және азот қоректік элементтерімен байытады. Мұнымен қоса, қарашірік заттары топырақтың структурасын түзуде, аэрациясын, жылу режимін, сіңіру қабілетін, су сыйымдылығын, т.б. физикалық, химиялық қасиеттерін жақсартуда басты фактор болып есептеледі.

Әрбір топырақ зоналарында гумустың мөлшері әртүрлі. Ол қара топырақтарда көп, ал оңтүстікке және солтүстікке қарай ауысқан сайын мөлшері кемиді. Мысалы, қара топырақтарда гумус топырақ массасының 8-12, кейде 15 пайызын құрайды. Орманның сұр топырақтарында 3-5 %, сұр топырақтарда 1-3%, құмайт топырақтарда 0,5-1% және одан да аз болады. Гумустық заттар гумустың құрамына кіретін жоғары молекулалы азаотты қышқылдық, органикалық қосындыларға жатады және негізінен коллоидтық түрде (ацидоидтар) болып келеді. Ацидоитар 2 валентті Са,Mg, Fe және 3 валентті Fe, Al катиондарымен коагуляцияланып гельге өтеді (тұнбаға түседі). Гумустық заттар гумус массасының 80-90 пайызын құрайды. Оның құрамына негізгі үш топ қосындылар: гуминдық қышқылдар (гумин, ульмин қышқылдары), гумин және ульмин (топырақтың минеральдық бөлігімен өте берік байланысқан гуминдық және фульвоқышқылдардың кешендері) кіреді.

Академик В. Р. Вильямс гумустың құрамына органикалық заттың үш ыдырау типтеріне жататын үш қарашіріктік қышқылдар (ульмин, гумин және крен қышқылдарды) кіреді деп дәлелдейді.

Ульмин қышқылы шөптесін өсімдіктер қалдықтарының анаэробтық бактериялармен ыдырау (шіру) процесінде түзіледі. Түсі қара қоңыр, суда ериді, құрғағанда, тоңазығанда және уақытқа байланысты (үлкейе-ескіргенде) ерімейтін формаға – ульминге өтеді.

Ульмин қышқылының сілтілік металдармен (К, Na), сондай-ақ аммониймен жасаған тұздары суда ерігіш. Ал сілтілік жер металдарымен (Са, Мg), сол сияқты темірдің, алюминийдің оксидтерімен жасаған тұздары суда ерімейді. Ульмин және гумин қышқылдарының тұздары аэробтық бактериялармен, саңырауқұлақтармен ыдырайды.



Гумин қышқылы шөптесін өсімдіктер қалдықтарының аэробтық бактериялармен ыдырау процесінде түзіледі. Түсі қара ульмин қышқылынан гөрі суда нашар ериді. Гумин қышқылы құрғағанда және тоңазығанда суда ерімейтін желімдік коллоидтық затқа – гуминге ауысады.

Бұл қышқылдың калий, натрий және аммониймен жасаған тұздары суда ерігіш, ал кальций, магний, темір, алюминиймен жасаған тұздары суда ерімейді.

Ульмин және гумин қышқылдары гуминдік қышқылдар деп те аталады. Олардың тұздары сілтілік металдардан басқа әртүрлі металдармен ерімейтін қосындылар жасайды да, топырақта жиналып, соңғысына қоңыр не қара түс береді. Топырақ гумин қосындыларымен қанша бай болса, сонша мойыл қара түс алады.

Крен қышқылы ағаш өсімдіктері қалдықтарының аэробтық саңырауқұлақтармен ыдырау процесінде түзіледі, реакциясы күшті қышқыл, түссіз және суда ерігіш. Крен қышқылы құрамы өзгермесе, суда ерімейтін күйге өтпейді. Крен қышқылының барлық тұздары суда тез ериді. Сондықтан шымды-күлгін топырақ түзілуінде басты рөл атқарады.

Крен қышқылы тотықсызданғанда апокрен қышқылына ауысып, суда ерігіштігін кемітеді. Бұл екі қышқылды фульвоқышқылдар дейді.

Топырақ түзілуінде гумустың 60-70% құрамын жасайтын гуминдік қышқылдардың және фульвоқышқылдардың маңызы зор. Гуминдік қышқылдардың пайыздық элементарлық құрамы:
Н – 2,8 – 5,8; 0 – 31 – 39; С – 52 – 62; N – 2,6 – 5,1.
Гуминдік қышқылдардың сілтілік жер металдарымен жасаған тұздарын гуматтар дейді. Мұнда калийдің, натрийдің, аммонийдің гуматтары суда ерігіш, атмосфералық қалдықтармен топырақтан тез шайылып кетіп отырады. Ал кальцийдің, магнийдің гуматтары суда ерімейді, берік гельдер жасап топырақта жиналады.

Фульвоқышқылдары (грекше фульвос – сары) гуминдік қышқылдардан көміртегі аз болуына, суда, спиртте, сілтіде тез еритіндігіне қарай ерекшеленеді. Аз концентрацияда түсі әлсіз сары, күшті концентрацияда қызғылт сары. Элементарлық құрамы пайызбен:
Н – 4,6 – 6,0; 0 – 42 – 48; С – 44 – 50; N – 2,5 – 5,5.
Сонымен, қарашірік топырақтың органикалық затының ең маңызды бөлігі екен. Онда жасырын қор – потенциалдық формада күн сәулесінің энергиясы жинақталған. Қарашірікте өсімдіктердің негізгі қоректік элементтері С, N, Ca, К, Mg, Р және т.б. ұзақ уақыт сақталады. Қарашіріктің микробиологиялық ыдырауында одан С, СО2, нитраттар, фосфаттар, сульфаттар босайды. Органикалық зат топырақтың физикалық, химиялық және биологиялық касиеттерін жақсартып, құнарын арттырады, ұсақ кесекті структура жасайды. Топырақтың органикалық заты топырақ микроағзалардың интенсивті тіршілігі үшін қоректік орта болып есептеледі. Сондықтан топырақта қарашірік қанша көп болса, сонша микроағзалар да көп болады, биохимиялық, микробиологиялық процестер күшті жүреді. Олардың 1 г топырақтағы саны күлгін топырақта 300 миллионнан, қара топырақта 3 миллиардқа жетеді.

Топырақтың органикалық затының жиналуын реттеу органикалық тыңайтқыштарды (көңді, компостарды, жасыл тыңайтқыштарды) енгізу, далалық шөп себуді, химиялық мелиорацияны (қышқыл топырақтарды әктеуді, сортаң топырақтарды гипстеуді) және топырақты дұрыс баптауды, т.б. қолдану арқылы жүргізіледі.

Гумустың негізгі бөліктерінің ерігіштігі әртүрлі болғандықтан, оларды тиісті реактивтермен экстракциялап (лат. экстрарере – шығару, сығу) бөледі. Сулық және сілтілік сығындыларды кезекпен қолдана отырып, гумусты төмендегі құрамдарға бөлуге болады.

1) суда еритін гумустық қосындылар (фульвоқышқылдар және олардың тұздары);


2) сілтіде еритін гумустық қосындылар (гуминдік қышқылдар және олардың тұздары);


Топырақ гумусын анықтаудың бірнеше түрлері бар. Олардың ішінде академик И. В. Тюриннің әдісі көбірек қолданылады. Бұл әдіс топырақта жаңа түзілген органикалық қосындылардың және ыдырап бітуге жақын өсімдік қалдықтарының жалпы мөлшерін анықтауға мүмкіндік береді. Мұнда гумустың жалпы мөлшері жанама жолмен көміртегінің шамасына қарай анықталады. Әдіс органикалық заттың (гумустың) көміртегін 1:1 есебімен суда сұйытылған күкірт қышқылында дайындалған калий дихроматының (K2Cr2O7) ерітіндісімен тотықтыруға негізделген. Талдау көміртегінің мөлшерін анықтауға негізделгендіктен зерттеуге алынған топырақ үлгілері органикалық қалдықтардан өте тазарған болуы керек.
Дәріс 8.

Топырақ құнарлығы.

Топырақтың басқа табиғи денелерден ерекшелігі – оның құнарлылығы. Құнарлылық деген топырақтың өсімдіктерді өніп-өсуіне қажетті қоректі элементтермен және сумен қамтамасыз ету қасиеті. Жер бетінде адамның өсімдік пен жануарлардың өмір сүруі топырақтың осы қасиетімен тікелей байланысты. Көне дәуірлердің өзінде топырақтың құнарлылығын отпен, күнмен, сумен теңеп, оған табынған болатын. Көне Мысырда құнарлылықтың патшасы болып Изида, ал Римде – Прозерпина саналған. Біздін дәуірге дейінгі IV ғасырда Қытайда топырақтарды «ақ», «көк», «сары» деп, олардың құнарлылығын «аз», «көп», «орта» деп бөлді. Грек философтары Аристотель, Феофраст, Лукреций, Вергилий, Колумелла, Плиний, т.б. топырақ құнарлылығы туралы өз трактаттарында жазған. Сол кезден топырақ құнарлылығының көздері туралы ойланып, топырақ неге тозады, қалай оны дұрыс пайдалануға болады деген ойлар туа бастады. Феодализм мен капитализм кезеңінде әртүрлі топырақтар құнарлылығына қарай бағаланып, сол бойынша салық салу жолдары іздестірілді. XVIІ-ХІХ ғасырларда топырақ құнарлылығына социолог және экономист ғалымдар да назар аудара бастады.

Топырақ туралы мәліметтер жиналып, табиғат зерттеу ғылымдары дамығандықтан, топырақ құнарлылығына да көзқарастар өзгере бастады. Ерте кезеңдерде топырақ құнарлылығының кему себебі оның ішіндсгі «майлар», «тұздар», тағы басқалардың азаюына байланысты деп есептелді, кейінірек құнарлылықтың себептері «су», «қарашірінді», «минералды элементтер» деп саналды. Содан кейін ғана құнарлылықты топырақтың барлық қасиеттерімен байланыстыра бастады. Осы көзқарастармен бірге, топырақ құнарлылығы деген түсініктер де өзгерді. Гумус теориясы дамыған кезде А. Тэер (1830) топырақтың құнарлылығы – топырақтың өсімдіктерді қара шіріндімен қамтамасыз етуі, ал Либих (1840) барлық минералдық элементтермен қамтамасыз ету деген пікірді айтты.

Осы заманның ғылыми әдебиеттерінде топырақ құнарлылығы жөнінде академик В. Р. Вильямстің (1936 ж.) анықтамасы жазылған. Оның айтуынша, топырақ құнарлылығы дегеніміз – топырақтың өсімдіктерді бір мезгілде үздіксіз сумен және қоректену элементтермен қамтамасыз етуі.

Қазіргі кезде топырақ құнарлылығы кең ауқымды түсінік. Мысалы, борпылдақ тау жыныстарында да ылғал және өсімдіктердің қоректік элементтері бар, бірақ жалаңаш тау жыныстарына өсімдіктердің тұқымын сепсе, ол өспейді. Тек судың өзіне отырғызсақ та солай болады, тұқымдар көгергенмен өсімдік шықпайды.

Өсімдіктерге ылғал мен тамыр арқылы берілетін қоректік элементтерден басқа жарық, жылу, оттегі қажет, ал оның көк бөлімдеріне көміртегі керек.

Топырақ – әрі тірі әрі өлі дене. Оның құрамында, жоғарыда айтылғандай көптеген тірі микроорганизмдер бар. Олар құнарлықты қалыптастыруда үлкен рөл атқарады. Күн сәулесі топырақтың жылулық режимін анықтайды, бұл да топыраққа құнарлылық туғызатын элементтердің бірі, өйткені ол ылғалдың булануына, барлық физикалық-химиялық процестерге молекулярлық деңгейде әсер етеді. Топырақтағы фотохимиялық реакциялардың пайда болуы олардың белсенділігіне әсер ететін күн сәулесіне байланысты.

Сонымен топырақ аналық организм сияқты күннің энергиясын, қоршаған ортаның қоректік заттары мен элементтерін пайдаланып, оларды күрделі биофизикалық-химиялық процестер нәтижесінде ыдыратып, өсімдіктерді барлық қажеттілігімен қамтамасыз етеді. Осыған орай топырақтың құнарлылығы – топырақтың өсімдіктердің өніп-өсуіне керекті жағдай туғызу қасиеті. Топырақтың құнарлылығының негізі – өсімдіктің күн сәулесінен өтетін фотосинтез арқылы органикалық заттардың синтездеуі деген сөз.

Топырақ құнарлылығының:

1. Табиғи құнарлылық.

2. Жасанды немесе эффективті.

3. Экономикалық категориялары болады

Бұл түсініктерді өз мағыналарына сәйкес үғыну қажет. Табиғи құнарлылык табиғи күйіндегі ешқандай адам әрекетін кажет етпейтін құнарлылық. Жасанды құнарлылық негізінен адам әрекетінің нәтижесінде (мелиорациялау, тыңайту, т.б.) пайда болған құнарлылық. Ал экономикалық құнарлылы – жерден алынған өнімді бағалау.

Сонымен, топырақ құнары дегеніміз – оның өзінде өсетін өсімдіктерді бүкіл өсу даму кезеңдерінде барлық қажетті қоректік заттармен, ылғал, күн сәулесі және ауамен қамтамасыз етуі.

Жоғарыда топырақтың құнарына әсер ететін көптеген топырақ қасиеттеріне сипаттама бердік. Топырақтардың ол қасиеттерін төменгі топтарға ажыратуға болады:


  1. Топырақтардың физикалық қасиеттеріне оның суға төзгіш құрылымы, ауа өткізгіш кеуектілігі, ылғалды жақсы сіңіріп, оны ұстап тұруы, оңай өңдеуге болатын жақсы физикалық-механикалық қасиеттері жатады.

  1. Топырақтардың химиялық және физикалық-химиялық қасиеттеріне: топырақта қара шіріндінің молдығы, өсімдіктерге сіңімді азот, фосфор, калий және микроэлементтердің неғұрлым жеткілікті болуы, топырақ ортасы реакциясының ыңғайлылығы, топырақ сіңіру кешенінің кальций катионына қанық болуы, топырақтың ауамен қамтамасыз етіліп, оның тотығу-тотықсыздану мүмкіндігінің мол болуы, зиянды, суға еритін тұздардың неғұрлым аз болуы немесе болмауы жатады.

  1. Топырақтың биологиялық қасиеттеріне: микробиологиялық белсенділіктің жоғарылығы негізінен бактериялардың басым, сонымен қатар ауадан азот жинаушы микроорганизмдердің, биологиялық белсенді ферменттерді шығаратын микроорганизмдердің, топырақ құрылымына және оны қопсытуға әсер ететін төменгі сатылы жәндіктердің болуы кіреді.

  1. Бүкіл өсімдіктердің өсіп-өнуі мезгілінде гидротермикалық режимнің, яғни өсімдіктерді кажетті ылғал мен жылумен қамтамасыз етудің болуы.

Осы көрсеткіштерінің қосындысы топырақтың құнарлығын анықтайды. Көп жағдайларда топырақ құнарлылығы табиғи жағдайдың өзінде-ақ қамтамасыз етілген. Алайда топырақтардың әртүрлі табиғи зоналарда орналасуына қарай олардың жоғарыда келтірілген топырақ құнарына әсер ететін қасиеттері әртүрлі. Мәселен, бір зоналарда ылғал жетіспейтін болса, керісінше, кейбір зоналарда күн сәулесі жетіспейді. Ал кейбір зоналарда топырақ құрамында зиянды тұздар қосындысы тым мол. Осы жағдайларға байланысты әртүрлі табиғи зоналарда топырақ құнарлылығының әртүрлілігі заңды құбылыс. Табиғи күйінде кейбір топырақтар құнарлылығының өте жоғарылығымен көзге түседі. Мұндай топырақтар қатарына В. В. Докучаев «топырақ патшасы» деп атаған қаратопырақтар жатады. Топырақтың табиғи құнарлылығының өлшеміне: оның биологиялық өнімділігінің деңгейі, яғни белгілі бір өлшемдегі жерден алынған өсімдіктер өнімі, көлемі есептелінеді. Бұл көрсеткіштер өсімдіктердің әртүрлі табиғи жағдайларда өніп-өсуіне байланысты әртүрлі. Олардың өнімдері гектарына бірнеше ондаған центнерден бастап, бірнеше жүздеген, тіпті, мыңдаған центнерге жетеді.

Бұл өнім топырақтардың табиғи немесе мүмкіндік (потенциалды) құнарлылығы жағдайында алынған өнімдер. Топырақтың табиғи күйіндегі құнарлығымен қатар, оның тиімділік немесе экономикалық құнарлығы болады. Топырақ құнарлығы адам қоғамының белсенді араласуының нәтижесінде іске асады. Адам қоғамының топырақты егістікке пайдалануы бірнеше ғасырларға созылып келеді. Егіншілік өнімін арттыру мақсатында топырақты өңдеп, тыңайтқыштар енгізіп, әртүрлі жақсарту шараларын қолданып, топырақтардың қажетті қасиеттерін өз мұқтаждығына қарай өзгерту – адам қоғамының ғасырлар бойы келе жатқан іс-әрекеттері. Игерілген топырақтар бұрынғы табиғи дене ғана емес, бұл енді адам қоғамының өндіргіш күші арқылы өзгерген денеге айналды. Осыған байланысты топырақтардың табиғи құнарлылығы деген түсінік орнына енді адам әрекетіне байланысты өзгерген тиімділік немесе экономикалық құнарлылық түсінігі пайда болады.

Адам қоғамының іс-әрекеті нәтижесінде коғамның табиғи-тарихи әлеуметтік жағдайларында пайда болған топырақтың тиімділік құнарлығы дәрежесі коғамның дамуының өндірістік күштері мен оның өндірістік қатынастар дәрежесіне тікелей байланысты. Бұл салада адам қоғамының алғашқы дамыған қарапайым тіршіліктерінен бастап, қазіргі ғылыми-техникалық прогреске жеткенше қаншама кезеңдер өткені белгілі. Бұл уақыттар ішінде топырақты егіншілікке пайдалану жүйелері де қоғамның даму құбылыстарына сай, агрономия ғылымының бірте-бірте өрістеуіне жетеді. Алғашқы кезендерде, адам қоғамы топырақты тек өңдеу арқылы оның табиғи құнарын пайдаланып, бір жерлердің құнары азайса, оны тастап, басқа жерлерді игерді.

Дегенмен, келе-келе бұл жағдайлардың тиімсіз екендігін түсінген адам қоғамы, өндеген жерлерді оларға әртүрлі минералдық және органикалық тыңайткыштар енгізу арқылы тұрақты пайдалану мүмкіндігін түсінді. Бұл салада әлемде агрохимия деген ғылым пайда болып, оның дамығанына да ғасырлар өтті.

Адам қоғамы дамып, халық санының әлемде өсуі топырақты тиімді пайдаланудың басқа жолдарын қарастыруға мәжбүр етті. Осы бағытта топырақты тек коректік заттармен (минералды және органикалық тыңайтқыштар) камтамасыз етумен қатар олардың топырақ құнарының бір негізі – ылғал режимін реттеу жолын іздестіруге келтірді. Бұл салада құрғақ және шөлді топырақтарды қолдан суару әдістсрі қолданылса, ылғалы мол батпақты топырақтарды қолдан құрғату жолдары жүзеге асырылуда. Жалпы бұл бағыттағы іс-әрекеттерді су мелиорациясы деп атайды.

Топырақ құнарына олардың химиялық құрамы да көп әсер етеді. Мәселен, құрғақ, шөлді аудандар топырағында мөлшерден артық суға еритін тұздар қосындысы жиі кездеседі. Оларды сумен шайып, артық тұздарды бұл топырақтардан кетірмейінше, ол жерлерден жақсы өнім алынбайды. Сонымен қатар, кейбір топырақтардың сіңіру комплекстері натрий катионына қаныққан, (сортаң) топырақ ортасының реакциясы сілтілі, олардың физикалық қасиеттері өте нашар, ылғалы жоқ кезде қатып, ал ылғал болғанда батпаққа айналып құнарсыз болады. Керісінше, кейбір топырақтардың сіңіру комплексі, сіңірілген сутегі, біршама алюминий катионына каныққан (орманды зонаның күлгін топырақтары), олардың топырақ ортасының реакциясы қышқыл болып көптеген мәдени өсімдіктер үшін құнарсыз болады. Міне, осы жағдайларды қолдан жақсартпайынша, бұл топырақтардан жақсы өнімдер алу мүмкін емес. Сондықтан осындай топырақтар кездесетін аймақтарда, олардың тұзын шайып немесе топырақ орталарының реакцияларын химиялық мелиорациялау (гипстеу, әктендіру) арқылы жақсарту шаралары әлемде көптен жүргізілуде. Топырақтанудың бұл саласын топырақты мелиорациялау деп, онымен шұғылданатын ғылым мелиоритивтік топырақтану деп аталады.

Топырақ құнарлылығына әсер ететін жағдайдың бірі – оның эрозияға ұшырауы. Бұл ғасырлар бойы түзіліп, жиналған топырақтың құнарлы беткі қабатының қатты соққан жел-дауылдың әсерлерінен немесе қатты нөсерлетіп жауған жаңбырдан, тез еріген қардан, кей жағдайларда суармалы егістік жерлерді суару кезінде суды мөлшерден артык жіберудін нәтижелерінде жуылып-шайылуынан болады. Әлемде топырақтың жел эрозиясына да, су эрозиясына да ұшыраған алқаптар аз емес. Сондықтан да табиғаттың бұл апатымен күресу жолдары – топырақтанудын бір саласы.

Әлемдегі ғылыми-техникалық прогрестің нәтижесінде, әсіресе өндірістің қарышты дамуынан табиғатқа, оның ішінде топырақ құнарына зиянды әсері де толып жатыр. Соның ішіндегі ең негізгілері жер қойнауының әртүрлі тереңдігінде жатқан қазба байлықтарды барлап, қазып алу және оларды байыту кезінде құнарлы топырақ қабаттары бұзылып, жер бетіне жер астындағы құнарсыз тау жыныстары шығып көптеген жерлер құнарсызданады. Оған қоса, көптегсн зауыт-фабрикалар мен жылу электростанциялардан шығатын күл-қоқыстармен ластанып, құнарларынан айырылатын жерлер баршылық. Осындай жерлеріміздің құнарын қайта қалпына келтіруді қайта культивациялау деп атайды. Мұндай жағдайларда, шын мәнінде, топырақтар адам колынан жасалған антропогенді топырақтар түзіледі. Топырақтанудың бұл саласы әлемде соңғы жылдары қолға алына бастады.

Сонымен, топырақ құнарын тиімді пайдалану, оны арттыру жолдары жалпы ауылшаруашылық ғылымдар жетістіктеріне агрономия, агрохимия, сонымен қатар топырақтану ғылымының салаларына (топырақ мелиорациясы, топырақ эрозиясы және одан қорғау, топырақты қайта құнарландыру) тиесілі. Бұл мәселелердің қоғамның дамуымен маңызы арта түспек. Табиғат қорларының барлық салаларын, оның ішінде жер қорларын сақтау, оны тиімді пайдалану сияқты мәселелер көптеген елдердің ата заңдары мен табиғатты және оның барлық салаларын қорғау туралы арнайы заңдарында қарастырылған. Республикамыздың табиғатын қорғап, оның экологиялық жағдайларын жақсарту, жер қорларын сақтап, тиімді пайдалану туралы арнайы заңдар қабылданған. Мәселе – осы заңдарды бұлжытпай орындау.

Топырақтың құнарлылығы. Топырақ ауыл шаруашылығы өндірісінің негiзгi құралы және заты болып табылады. Топырақтың ең маңызды қасиетi – оның құнарлылығы, яғни өсімдіктердің өсуiне және дамуына керектi жағдайлармен бiр мезгiлде қамтамасыз ету мүмкiндiгi.

Топырақтың құнарлылығы тек оның қасиеттерiне ғана емес, онда өсірілген дақылға, агротехниканың деңгейiне, аймақтың климатына және т.б. байланысты болады. Әлеуметтiк-экономикалық қарым-қатынастардың өзгеруiне, ғылым мен техниканың дамуына қарай топырақтың құнарлығы да өзгередi. К. Маркс ол туралы: «... құнарлылық топырақтың объективтi қасиетi болса да, экономикалық тұрғыдан алғанда ол әрқашан белгiлi қатынасты, егiншiлiктiң, химия мен механиканың дамуының осы кезеңдегi деңгейiне қатынасын көрсетеді және сол даму деңгейiмен өзгеріп отырады» деп жазды

Топырақтың құнарлығын әлеуеттi (потенциалды немесе табиғи) және тиiмдi құнарлылық деп екi түрге бөледі. Табиғи құнарлылық топырақтың құралу факторларының әсерiмен табиғаттың өзі жасаған құнарлылық. Ол топырақтың түрiне, механикалық құрамына, физикалық және химиялық қасиеттерiне, қарашiрiктiң мөлшеріне және басқа жағдайларға байланысты болады. Табиғи құнарлылықтың және тыңайған жерлерге тән болады.

Тиiмдi құнарлылық ауылшаруашылық өсімдіктерiнiң өсуi мен дамуына қолайлы жағдай жасау үшiн топырақ өңдеу құралдарын пайдаланғанда байқалады. Тиiмдi құнарлылық егiншi еңбегiнiң жемiсi. Ғылымның дамуымен бiрге өсіп отыратын техникалық өрлеу мұндағы басты фактор болып табылады. Ғылым мен техниканың өрлеуiне байланысты топырақтың тиiмдi құнарлылығы да өсіп отырады.

Техникалық өрлеу әрекетiнiң арқасында топырақтың табиғи құнарлылығы мен оның мәдени дамуының әсерiнен пайда болған құнарлылығын бiрiктiретiн жасанды құнарлылық қалыптасады. Уақыт өте келе, жасанды құнарлылық топырақтың сипаттайтын қасиетiне айналады, тек табиғаттың әсерiнен ғана емес, адамның да әрекетiнiң нәтижесi болып табылатын топырақтың жаңа деңгейдегi құнарлылығы пайда болады. Тиiмдi құнарлылығы жоғары топырақ мәдени топырақ деп аталады.

Өндіріс процестерiнiң әсерiнен ол үнемi жақсарып отыруы мүмкiн. Бұл топырақтың (жердiң) өндіріс құралы ретiнде өнеркәсіпте қолданылатын өндіріс құралдарынан (машиналар, станоктар) айырмашылығы болып табылады.

Бiрақ, мәдени топырақ құралу процесiнiң бұл бағытта жүруi үшiн жемiс алмастыру қағидасының және топырақ қорғау шараларының сақталуы керек. Әйтпесе топырақтың қара шiрiгi азайып, құрылымдары бұзылады, қоректiк заттардың қоры төмендеп, жел және су эрозиясының әсерiнен топырақтың құнарлылығы жоғалады.

Солтүстiк Қазақстанның өңдеудегi топырақ құнарлығы және қарашiрiгiнiң деңгейi үнемi төмендеуде. Жердi тек жазықкескiш құралдармен өңдегеннің өзінде де органикалық заттардың қоры толмайды. Төрт танапты ауыспалы егiстiң бiр айналымның өзінде ғана қарашiрiктiң мөлшері 0,2% кемидi.

В. Е. Егоров, Б. А. Доспехов, А. М. Лыков және т.б тұжырымдаулары бойынша «қарқынды егiншiлiктегi құнарлылықтың кеңейтiлген ұдайы өндірісi жалпы егiншiлiктiң кеңейтiлген ұдайы өндірісінің мiндеттi шарты болып табылады».

Ғылыми-техникалық прогрестiң әсерiнен егiншiлiктiң қарқындылығы артқан сайын топырақтағы органикалық заттардың маңызы өсе түседi. Оны әртүрлi топырақ-климат аймақтарында жүргiзiлген ғылыми зерттеу жұмыстарының нәтижелерiнен көруге болады. Азот мөлшерінiң артуынан болатын өсімдіктер өнімділігінің жоғарылауы тек органикалық заттардың теңгерiмiндегi толымсыздықты жойғанда ғана мүмкiн. Көміртегi теңгерiлiмiндегi оң көрсеткіштiң маңызын басқа авторлар да атап көрсеткен. Сонымен қатар бiр жылдық дақылдарды ауыстырмай немесе типi және механикалық құрамы әртүрлi топырақтардағы ауыспалы егiстерде тыңайтқышсыз өсіру жыртылатын қабаттағы органикалық заттардың үнемi кемуiне әкелiп соғатыны анықталған. Канада мен АҚШ ғалымдары дәндi дақылдарды сүрi танаптарды өңдеудi пайдаланып өсіргенде органикалық заттар мен нитратты азоттың едәуiр жоғалатынын атап көрсетеді. Осыдан органикалық заттардың өнімсiз шығын болуын азайтудың жолдарын iздестiрудiң маңыздылығы айқын байқалады.

Құнарлылықтың маңызды факторы саналатын қарашiрiктiң мөлшерін тұрақтандыру және үдемелi өндіру егiншiлiктiң және экологиялық тепе-теңдiктiң ең ауқымды проблемасы болып табылады. Канада ғалымдарының дайындаған болжамы бойынша, дәндi-сүрi танапты жүйенi әрi қарай пайдалану 2000 жылға қарай көптеген топырақтарды қиын жағдайға ұшыратуы мүмкiн.

Б. Г. Розанов бұдан да үрейлi пiкiр айтады. Оның ойы бойынша, топырақ құнарлылығының кеңейтiлген үдемелi өнімiн қамтамасыз етпей, оған жасалатын әсердi әрi қарай қарқындату сөзсіз экологиялық, сонан кейiн әлеуметтiк-экономикалық апатқа әкелiп соғады.

Топырақтың құнарлылығы тереңдеген сайын азайып отырады. А. Н. Лебедянцев тiптi, қара топырақтарда да жоғарыдан төмен қарай оның құнарлылығының азаятынын атап көрсетті. Ол топырақтың барлық қалыңдығын жекелеген үш қабатқа бөлді; 0-5 см, 5-20 см және 20-50 см. Егер 40-50 см қабаттың құнарлылығын бiрге тең деп алсақ, онда 0-5 см қабаттың құнарлылығы 4,5 см тең болады. Бұл жоғарғы қабатта қарашiрiктiң көп болуымен, жарық пен кебудiң әсерiмен (20), физиологиялық белсендi заттар мен микроорганизмдердiң болуымен (33), төменгi қабаттардың физикалық және химиялық қасиеттерiнiң нашарлығымен түсiндiрiледi.

Топырақтың мәденилiгi. Топырақты  мәдени түрге келтiру деп оның құнарлылығы мен ауылшаруашылық дақылдарының өнімділігін арттыру үшiн адамдардың бағытталған әрекетiнiң арқасында агрофизикалық, агрохимиялық, биологиялық және агротехникалық қасиеттерiнiң өзгеруiн айтады. Топырақты мәдени түрге келтiру шараларының әсерi шымды-күлгiн және сортаң топырақтарда күштiрек байқалады.

Құнарлықтың элементтері және факторлары

Өсімдіктер өздерінің дамуы кезінде қоректік заттарды, суды, ауаны және жылуды керек етеді. Мәдени өсімдіктердің осы мұқтаждарын қанағаттандыруға қабілеті бар топырақты құнарлы топырақ деп атайды.

Құнарлылық – топырақтың ең басты әрі ең негізгі агрохимиялық қасиеті, ол басқада бірқатар қасиеттеріне тығыз байланысты болады. Топырақ құнарлылығын жақсартуға бағытталған шаралар үлкен комплексті келеді. Ол көптеген жұмыстарды атқарудан тұрады, атап атқанда:

1) Топырақты дұрыс өңдеу системасын жүзеге асырудан;

2) Дұрыс ауыспалы егіс жүйесін енгізуден;

3) Органикалық және минералды тыңайтқыштарды дұрыс және тиімді қолдану шараларынан;

4). Әртүрлі комплексті мелиорациялық жұмыстарды жүзеге асырудан тұрады.

Топырақ сапалығы, яғни бонитировкасы деген ұғым латынша bonita – сапалығы деген сөзден шыққан. Топырақтың сапалығын бағалау дегеніміз – топырақтың сапалығын потенциалды құнарлығын өнім беру қасиетін, табиғи және мәдениеттелген фитоценоздармен салыстыру. Топырақтың бонитировкасы іс жүзінде қолданылатын ауылшаруашылық ерекшеліктеріне қарап дәрежеленуі деп қарастыруға болады. Бонитеттеудің:

1. Топырақтың табиғи қасиеттері (құнарлылығы) белгілі бір дақылдар өнімімен сәйкестелінетін.

2. Топырақтың агроөндірістік топтарына қарап, дақылдардың өніміне сәйкестіріп, баға берусияқты әдістері бар. Топырақ бонитетінің өлшемді бағасы болады, оны балмен көрсетеді. Топырақтар 1- ден 100 ге дейінгі балл болмаса, нашар, орташа, өте жақсы бағалар арқылы кластарға, (топтарға) бөлінеді.



Топырақ құнарлылығын реттеу. Өсімдік шаруашылығының өнімділігін арттыру үшін топырақ құнарлылығын міндетті түрде бағдарлау жолымен реттеу керек. Интенсивті егіншіліктің негізгі мақсаты – топырақ құнарлылығын ұлғаймалы ұдайы өндіріс арқылы арттыру. Сонымен қатар топырақ құнарлылығын төмендетуге бағытталған қолайсыз жағдайларды, яғни эрозияны, қуаңшылықты, гумус пен қоректік заттар қорының кемуін жою, топырақты мелиорациялауды енгізу, қолайлы физика химиялық ортаны жасау, құнарлылықты және ауылшаруашылық дақылдар өнімдерін арттыруға қолда бар барлық мүмкіншіліктерді пайдалану керек.

Топырақтың агрофизикалық және физикалық-химиялық қасиеттері. Топырақ көп фазалы жүйе. Топырақ қатты, сұйық, газ бөліктерінен тұрады. Бұлардың арақатынасы әртүрлі топырақта ғана емес, тіпті, бір топырақ қабатының өзінде де әртүрлі болады. Топырақтың жоғарғы қабатынан бастап, төменгі қабатына қарай бірте – бірте органикалық заттар мен тірі организмдер азая береді де, оның қатты бөлігінде минералдық заттар басым келеді.

Топырақтың қатты бөлігінің құрамы – органикалық заттарда, оның негізгі бөлігі күрделі құрылымды қарашірік. Органикалық затта клетчатка, лигнин, белок, қант, шайыр, май, т.б өсімдіктер мен жануарлар, микробтектес қалдықтар қосындылары және солардың ыдырау процесінде пайда болған аралық заттар болады.

Топырақтағы органикалық заттар ыдыраған кезінде олардағы азот өсімдікке сіңімді түрге айналады.

Танаптың топырақ қабатында өсімдіктер мен басқа тірі жәндіктердің қалдықтарын бактериялар мен қарашірікті құрайтын топырақ түйірлерінің органикалық бөлігі түзеді. Топырақтың құнарлылығы ондағы қарашіріктің азкөптігіне қарай бағаланады. Топырақтың тірі бөлігі топырақ микроорганизмдерінен (бактериялар, саңырауқұлақтар, балдырлар), омыртқасыздардың көптеген тобынан (қарапайымдар, жәндіктерден, құрттардан, насекомдардан мен олардың личинкаларынан), топырақ арасында тіршілік ететін омыртқалылар тобына жататындардан тұрады. Бұлардың қалдықтарының бір бөлігі толық минералданатын болса, екінші бөлігі қайтадан топырақтың органикалық жаңа түріне – қарашірікке айналады.

Өсімдіктер өсіп өну кезеңінде топырақта сумен бірге қоректік заттарды алады да, ал олардың негізгі қоры осы қарашірік болып табылады. Қарашіріктің негізгі қоры осы қарашірік болып табылады. Қарашіріктің негізгі қасиеті – оның өз бойына суды жақсы сіңіргіштігі. Сондықтан топырақтың физикалық қасиетін де жақсартады, яғни ол топырақ құрамындағы түрлі минералды заттарды біріктіріп ұстап тұрады, қатты жаңбырдан кейін топырақ бетінде қалың қабыршақ пайда болуы – топырақтың құнарсыздығынан, ондағы қарашіріктің аздығынан болады. Топырақ қабатының жылу тәртібі органикалық қалдықтардың шіруі мен жылудың бөлінуіне байланысты. Топырақ қабатында пайда болған қарашірік оның өте ұсақ майда бөлшектерін өзара біріктіреді, жабыстырады.

Егіншілікте пайдалану нәтижесінде топырақ құнарлығының өзгеруі және оны қалпына келтіру жолдары

Егіншілік жүйесі бір аймаққа тікелей байланысты қалыптастырылады. Ғылымға негізделген егіншіліктің интенсивті жүйесін жүргізуге топырақтың пайда болуы мен топырақ құнарлылығының құралу заңдылығын игеріп, оны одан әрі пайдалану шешуші шарттардың бірі. Әрине, егіншіліктің жалпы заңдылықтарынан туындайтын агротехникалық әдістерді нақтылы аймаққа қарай қолданған жөн. Өйткені біздің кең байтақ республикамыздың егістік алқаптары әртүрлі аймақтарда – орманды, далалық, шөл, шөлейт, таулы, суамалы жерлерде орналасқан, соған орай егіншілікті жүргізудің әдістері әрқилы.

Топырақ құрайтын табиғи процестің дамуымен топырақтың құнарлылығының басқа да көрсеткіштері – физикалық, суға және ауаға байланысты қасиеттері жақсарады.

Климаты, температурасы мен су тәртіптері қолайлы аймақтарда өсімдіктердің, жер қыртысының үстіңгі қабатында микрофлоралар мен жан жануарлар дүниесінің өркендеуіне қолайлы жағдай жасалынатыны белгілі. Бұл әрине, топырақ құралуын жеделдетеді, топырақтың құнарлылығын арттыруға мүмкіндік туғызады. Мұндай аймақтарда топырақтың өнімділігі мен биологиялық қуаты арта түседі.

Топырақ құралу процесесін биологиялық процестер айқындайды. Биологиялық процестер неғұрлым жедел жүрсе, топырақ құнарлығының да соғұрлым қарқынды артатыны зерттеулерден белгілі. Сондықтан да егіншілік саласында топырақ қабатын тиімді биологиялық процестердің белсенділігін көтеруге болады. Мелиорациялық шаралардың ғылыми жүйесіне сүйене отырып, топырақты кез келген климат жағдайында мәдени дақылдарды өсіруге қажетті су және ауа режимімен қамтамасыз етуге толық мүмкіндік бар. Сондықтан табиғаттың өз күш қорын, оның даму жолдарының заңдарын меңгеріп, ақылмен пайдаланса, топырақтың құнарлылығы кемімей, қайта керісінше оның құнарлылығы да, құрылымы да жақсара түседі.
Өзін -өзі тексеру сұрақтары:

1. Топырақтың құнарлығы дегеніміз не?

2. Құнарлықтың қандай қасиеттерін білесіз?

Дәріс 9

Топырақтың су-физикалық қаситеттері.

Топырақтағы ылғал түрлері.

Топырақтың су-физикалық және физикалық қасиеттері

 

Топырақтың физикалық қасиеттеріне оның құнарлылығын сипаттайтын маңызды көрсеткіштер: топырақ құрылымы, су ауа режимі.; жылылық, меншікті және көлемдік салмағы, сонымен қатар өндірістік құрылыс жол салуға топырақтың қаттылығы, иленгіштігі, жабысқақтығы сияқты қасиеттері жатады.



Топырақ құрылымы. Топырақ үгілу нәтижесінен пайда болатындығы, әр түрлі механикалық бөлшектерден тұратыны жайында жоғарыда айтылды. Осы механикалық бөлшектер топырақ түзілу және оның әрі қарай даму процестерінде топырақ шіріндісі, өсімдік тамырлары, топырақтағы жәндіктер әрекеттері арқылы бір-біріне желімденіп, жабысып, әртүрлі топырақ түйіртпектерін – агрегаттарын құрады. Топырақ құрылымы (структурасы) дегеніміз осы. Топырақ құрылымы – оның су – ауа алмасуына, т.б. көптеген физикалық қасиеттеріне әсер етіп, оның құнарлылығына өте үлкен септігін тигізеді. Топырақ құрылымы төмендегідей болады:

1. Құрылымы жоқ, шан-тозаңды, борпылдақ;

2. Құрылымы майда түйіртпекті, мөлшері оқ дәрідей шамамен 0,5-1 мм;

3.Дәнді түйіртпекті, диаметрі 1-5 мм;

4.Жаңғақты құрылым, бөлшектері 5-10 мм;

5.Майда кесекті құрылым. 10 мм-ден ірі;

6. Ірі кесекті құрылым, топырақ бөлшектерінің көлемі бірнеше см-ге жетеді.

Сонымен шамалы ылғалданбаған топырақтар өздері орналасқан табиғи жағдайларына қарай осы жоғарыда айтылған құрылымдардың біреуіне ыңғайлана бастайды. Игерілген жерлерде топырақ құрылымы адам әрекетіне, яғни өңделу, қандай егістіктерге пайдалану жағдайларына тікелей байланысты. Топырақ құнарлылығына, ондағы ылғал ауа режиміне майда-түйіртпекті, дәнді-түйіртпекті құрылым жақсы әсер етеді. Топырақтардың мұндай құрылымдары топырақ қара шіріндісіне бай, топырақ сіңіру кешені (комплексі) негізінен кальций катионына қаныққан қара топырақ пен қара қоңыр топырақтарға тән. Ал топырақ сіңіру кешені натрий катионына қаныққан сортаң топырақ қара шіріндісі аз, құрғақ және шөлейтті топыраққа тән. Топырақ құрылымы оның құнарлылығының бір шарты болғандықтан, игерілген жерлерде оны қолдан жасау шаралары да қарастырылады. Мәселен, академик Р. В. Вильямс топырақ құрылымын жақсарту үшін егіншіліктің шөптанапты жүйесін енгізді. Бұл әдіс еліміздің көптеген жерлерінде қолдау тапты. Оның мәні былай: егісті жерлерге шөптанапты емес, бір дақылды жылма-жыл егіп, оны өңдеген кездерде топырақтың құрылымы бұзылып, егістік өнімі кемиді. Мұны болдырмас үшін негізгі дақылды міндетті түрде шөптанапты егістіктермен ауыстырып, кезектестіріп егу кажеттігін (мәселен, шөптанапты егістіктер үшін, бұршақтұқымды дақыллар мен дәнді шөптерді араластырып егуді) ұсынды. Сонда топырақтың әрі құрылымы жақсарып, оның құрамына азот көп жиналады.

Топырақ құнарына және ондағы болатын процестерге топырақтың құрылымы мен оның физикалық қасиеттерінің әсері көп. Топырақтың үйлесімді су ауа режимі де оның көп физикалық қасиеттеріне тікелей байланысты. Топырақта қоректік заттар жеткілікті болғанымен, онда ауа немесе су тапшы болса, өсімдіктердің нашар өсетіні, ал кейде тіршілігінің тіптен тежелетіні мәлім. Топырақта ауаның және судың үйлесімді мөлшерде болуы оның кеуектілік дәрежесімен анықталады. Ал кеуектілік топырақтың түріне қарай әртүрлі болады. Адамдар топырақтың кеуектілігін жасау үшін оны қолдан өңдейді. Топырақтың жыртылған, қопсыған қабатында жартысына дейін кеуектер болады да, қалғаны топырақтың қатты бөлігінің үлесіне тиеді. Шымтезекті топырақтарда кеуектілік одан да артық, ал құм топырақтарда 30-40%-дай болады. Өсімдіктер тамырлары кеуекті топырақтарда жақсы өсіп, оңай таралады.

Топырақтың кеуектілігі оның көлем салмағына, яғни тығыздығына және топырақтың меншікті салмағына тікелей байланысты. Топырақтың көлем салмағы деп оның табиғи күйіндегі ылғал мен ауаны коса есептегенде 1 см3 көлемдегі салмағы грамм есебімен өлшенетін шаманы айтады. Ал топырақтың меншікті салмағы, яғни оның қатты фазасының 1 м3 көлемдегі салмағы грамм есебімен алынады. Топырақтың қатты фазасының салмағы сол көлемдегі су салмағының қатынасымен салыстыру арқылы анықталады. Әдетте, топырақтар өздерінің құрамына қарай, олардың көлем салмақтары 1-1,6 г/см3-ге дейін, ал меншікті салмағы 2,4-2,8 г/см2 болып кездеседі. Міне осы мәліметтер арқылы топырақтардың кеуектілігі (Р, %) де анықталады. Ол үшін төмендегі формула қолданылады:


Р=(1- v/d)100,
мұндағы; v – көлемдік салмақ, г/см3; d – үлес салмақ, г/см3.

Топырақтың су өткізгіштігі де оның кеуектілігіне тікелей байланысты. Құрылымы (структурасы) жақсы топырақтарға су оңай сіңіп, өсімдік тамырларына тез жетеді. Мұндай топырақтарда сумен қатар жеткілікті мөлшерде ауа да сақталады. Сондықтан да бұл топырақтарда судың булануы төмендейді де, топырақ сіңірген ылғал ысырап болмай біраз уақытқа дейін дұрыс сақталады.

Топырақтың суды өз денесіне сіңіріп, ұстап қалу қасиетін оның су сыйымдылығы деп атайды. Әртүрлі топырақтың су сыйымдылығы әртүрлі болады.

Топырақтың су сыйымдылығына оның кеуектілігімен қатар механикалық құрамы, топырақтағы қара шіріктің мөлшері де әсер етеді. Мысалы, қара шірікке бай 100 грамм балшықты топырақ 50 грамдай суды бойына ұстаса, 100 грамм құмдақ топырақ не бары 5-25 грамм суды ғана ұстай алады. Ал органикалық заттарға өте бай шымтезекті топырақтардың 100 грамы өзінен екі-үш есе артық көлемдегі суды сіңіре алады.

Топырақтың дұрыс құрылымы бұзылып, кажетті кеуектілігі сақталмаған жағдайда топырақ нығыздалып, ондағы қылтүтіктер бір-бірімен жалғасып, топырақ ішіңдегі сулар осы қылтүтіктер арқылы тез буланып кетеді. Мұны болдырмас үшін топырақты дер кезінде өңдеп тұру кажет. Ал суармалы жерлерде топырақты суару шаралары қалай болса, солай жүргізілмей, мұнда оның су сыйымдылығы, су өткізгіштігі, т.б. сияқты қасиеттері ескеріледі.

Топырақтың суды көтергіш қасиеті де оның механикалық құрамына тікелей байланысты. Мәселен, құрамы ірі құмдақ топырақтар жерасты ыза суларынан ылғалды не бары 50-60 см-ге ғана көтереді. Ал механикалық құрамы ауырлау саз балшықты топырақтар өздерінің майда қылтүтіктері арқылы жерасты ыза суларының ылғалын 3-3,5 метрге шейін көтере алады.



Топырақтағы ылғал режимі оған түсетін ылғалмен одан шығын болатын ылғалдар мөлшерімен анықталады.

Түсетін ылғал: а) ауа ылғалы (жаңбыр, қар); ә) еріген қар суы; б) будан түсетін ылғал; в) жерасты ыза суынан көтерілетін ылғал.

Шығын болатын ылғалдар: а) булану; ә) топыраққа сіңбей ағатын ылғалдар; б) өсімдіктер арқылы буланып транспирацияланатын ылғалдар; в) өсімдіктердін жапырақтары мен бұтақтарында қалатын ылғалдар. Түсетін ылғал мен шығын ылғалдың арақатынасы әртүрлі топырақтардың ылғалдану коэффициентін анықтайды.

Табиғаттың салқын-орманды, жылы-субтропикалы тропикалық зоналарында түсетін ылғал мол, шығын аз болып топырақтарда шайылу ылғал режимі бой көрсетеді. Ал орталық коңыр салқын зоналарда ылғалдану коэффициенті шамамен, 1-ге тең, сулану мен булану тепе-теңге жуық. Табиғаттың басым аймақтарында ауадан түсетін ылғал топырақтан шығын болатын ылғал мүмкіндігіне қарағанда анағұрлым аз. Бұл аймақтарда (құрғақ дала, шөл-дала, шөл) негізінен ылғалдың булану режимі өріс алады. Ал игерілген жерлерде ылғал режимін адам өз мұқтаждығына ыңғайлап, кей жерлерді қолдан құрғату, ал көп жерлерде су көздері табылған жағдайларда топырақтың ылғал режимін суару арқылы өзгертеді.



Топырақтың жылулық режимі. Топырақтардың дамуы мен өсімдіктердің тіршілігі үшін жылу керек. Топырақтың жылулық қасиеті де оның қажетті қасиеттерінің бірі. Топырақ жылуы белгілі бір мөлшерге жеткен кезде ғана онда өсімдіктер тамыры өсе бастайды. Жылу әсерінен микробиологиялық және химиялық процестердің қарқыны өзгереді. Топырақ жылуды негізінен күн сәулесінен, оған қоса топырақтың жоғарғы қабатынан, жердің ішкі қызған қабаттарынан, сонымен бірге топырақтағы микробиологиялық процестерден, тірі жәндіктердің тыныс алуынан, өсімдіктер мен жануарлар қалдықтарының шіруінен, топырақтың құрамындағы кейбір заттардың өзара қосылысқа түсуінен, су буларының суға айналуынан, судың булануынан алады. Сонымен топырақтағы жылу режимі – жылудың күн сәулесінің топыраққа түсіп, оның қабаттарына еніп, жоғарыдан төмен қозғалып, қайтадан ауаға оралу процесі.

Топырақтың жылулығы топырақтың температурасымен белгіленеді. Температура тәуліктік, апталық, айлық, маусымдық және жылдық көрсеткіштермен ажыратылады.

Топырақтың жылулық режиміне ауа райы, өсімдік, жер бедері, қар жамылғысы, топырақтың механикалық құрамы, ылғалдылық пен түсі әсер етеді. Әртүрлі топырақ күн сәулесінен әртүрлі қызады. Ашық түсті топырақтарға қарағанда, қара шіріндіге бай қара топырақ пен қара қоныр топырақ анағұрлым тез жылынады. Ал құмдақ топырақтарда балшықты топырақтарға қарағанда, тез жылынады. Дегенмен, ол топырақтар тез арада суиды. Ылғал топырақтармен салыстырғанда құрғақ топырақтар тез жылынады. Ылғал топырақтардың баяу жылынатын себебі, ондағы суды жылытып, буландыру үшін көп жылу жұмсалады.

Құм топырақтар саз топырақтардан құрғақтау болғандықтан анағұрлым тезірек жылынады. Топырақтың жылулығына оның орналасқан жері де әсер етеді. Мысалы, оңтүстік баурайдағы топырақтар солтүстік жағымен салыстырғанда жақсырақ жылынады.

Топыраққа берілген жылу оның бөлшектерімен, су және ауа арқылы төменгі қабаттарға тарайды. Топырақтың қатты бөлшектері су, жылуды жақсы өткізеді. Ал ауа жылуды нашар өткізеді.

Түнде топырақ бетінен бастап салқындайды, ал күндізгі жылу толқыны тереңірек қабатқа өтеді. Жылудың толқындары осылайша күнбе-күн тереңірек қабаттарға өтіп отырады. Топырақ бөлшектері жылудан біресе ұлғайып, біресе суықтан кішірейіп отырады. Бұл олардың тез және толық үгілуіне көмектеседі. Топырақтағы өсімдіктермен бірге тірі жәндіктердің дамуы үшін жылы топырақ қолайлы.

Қыста топырақты қар басып, ондағы су қатқан кезде және жылу толқындарының орнын суық толқындар басқанда топырақтағы тіршілік едәуір бәсеңдейді.

Топырақтың жоғарғы сипатталған физикалық қасиеттерінен басқа кейбір топырақтарға тән және оның құнарлылығына едәуір нұқсан келтіретін, мысалы, топырақтардың сортаң немесе сорланған болып келетін жағдайлары болады. Мұндай топырақтар оңтүстік және кейбір солтүстік зоналарда кездеседі. Ол топырақтарды тиімді пайдалану үшін оларды алдын ала мелиорациялау қажет.

Топырақтың механикалық құрамын, әрқилы көлемдегі: ірі дәнді, ұсақ дәнді бөліктері бойынша айырады. Ірі дәнді топырақтар: балшықты, балшықтылау, шымтезекті (торф) болып бөлінеді.

Топырақтың механикалық құрамы физикалық қасиетіне, саңылаулығына, ауа және су өткізгіштігіне, ылғалсыйымдылығына, жылу өткізгіштігіне әсер етеді. Осы қасиеттерге топырақтың өнімділігі мен санитарлық күйі тікелей байланысты.



Ірі дәнді топырақтар ауа мен су өткізгіштігі жақсы топырақтар болып табылады. Олар құрғағырақ әрі санитарлық тұрғыдан қолайлы. Мұны бұндай топырақтарда органикалық заттарды минералдау үшін қажетті оттегінің көп болуымен түсіндіруге болады. Бұл ірі дәнді топырақтарда топырақтың сіңіру қабілеті мен ондағы микроорганизмдердің тіршілік ету қасиетінен байланысты топырақтың өздігінен тазару үрдісі жақсы өтетінінің дәлелі.

Ұсақ дәнді топырақтар төменгі дәрежеде сіңіргіштігімен сипатталады, алайда, олар ылғалды жақсы сіңіреді. Мәселен, құмды топырақ өз бойында 15-20%, балшықты топырақ 70%, ал шымтезекті 200-300% су ұстай алады.

Ылғалды топырақтар жоғары жылу сыйымды және жылу өткізгішті, олар нашар қыздырылады, оларда органикалық заттар ыдырауы баяу өтеді. Ұсақ дәнді топырақтардың капиллярлығы жоғары, бұл оларда салынатын құрылыс орындарындағы ылғалдылық себебі бола алады. Осы ерекшілікті органикалық тастандылар мен шайынды суларды залалсыздандыру телімдері мен фермалар салу кезінде ескеру қажет.

Топырақ түрлі химиялық қосылыстарды, бұзылып ыдыраған органикалық тастандылары, микроорганизмдерді сіңіріп, бойында ұстай алады.

Бұл қасиетінің үлкен санитарлық-гигиеналық маңызы бар. Оны топырақта өтіп жатқан түрлі үрдістермен және құрамында балшық бөліктері мен қарашіріктің орын алуымен түсіндіруге болады. Алайда, тастандылармен қатты ластанған кезде топырақтың сіңіру қабілеті бұзылады.

Бұл жағдайда органикалық заттар минералданбайды, ал топырақ пен ауаны сасық иісті шіру өнімдерімен (NH3, H2S, CH, индол) ластайды, топыраққа түскен заттар мен микроорганизмдер одан атмосфералық жауын-шашындармен жуылып, онымен қоса жер суларына келіп түседі.


Топырақ ылғалы

Топырақ қопсытылған су сыйымдылығы бар дене болғандықтан, оның құрамында әр уақытта азды-көпті ылғал болады. Топырақ ылғалы – оның құнарлылығының бір шарты. Ылғал топыраққа ауадан түскен жауын-шашын мен жер бетіндегі судан және жер астының ыза суынан келеді. Топырақ ылғалы әр жерде әрқилы. Бір жерлерде топырақтың ылғалдылығы мол болса, екінші жерлерде тапшылау. Топырақта кездесетін ылғалдың өзі де өсімдіктерге сіңімділігі әртүрлі болып келеді. Ылғалдың кейбір түрлері өсімдіктерге тіпті сіңбейді. Жалпы топырақтағы ылғал төмендегідей бірнеше түрге бөлінеді.



Химиялық байланысқан су топырақ минералдарының құрамына еніп, өте тығыз байланысқа түседі. Сондықтан топырақтағы биологиялық процестерге қатыспайды.

Бу күйіндегі су топырақ кеуектерінде кездесетін судың жоғары температурада булануынан пайда болады. Бу күйінде ол өсімдіктерге сіңбейді, тек тамшыға айналғанда ғана оны өсімдіктер жақсы сіңіре алады.

Гигроскопиялық су топырақтың беткі қабаты арқылы сіңірілген молекула күйінде болады. Ол өсімдіктерге пайдасыз. Топырақпен тығыз байланысқан бұл суды тек 1000 астам температураға дейін қыздыру арқылы ғана түгел буға айналдыруға болады.

Қылтүтік суы топырақ қылтүтіктерінде жоғары-төмен жылжи отырып, өсімдіктер бойына оңай сіңеді.

Гравитациялық су өз салмағымен топырақтың жоғары бетінен төменгі қабаттарына жылжиды. Өсімдіктерге оңай сіңеді. Бірақ өз салмағымен тез жылжитындықтан, өсімдіктер оны көп пайдалана алмайды, ол су топырақ астына жерасты ыза суының қорына қосылады.

Қатты күйіндегі судың қатарына мұз, қар жатады. Қатты күйінде өсімдіктерге сіңімсіз, ал еріген кезде топыраққа сіңіп, өсімдіктер үшін пайдаға асады. Табиғатта олардың көлемі негізінен суық аймақтарда, Антарктида түгелдей, терістік мәңгі тоң тараған алқаптарда жыл бойы кездессе, кей аймақтарда тек жылдың кыс айларында, ал кейбір аймақтарда тіпті, жылдың қыс айларында да болмайды. Себебі әлемде қыс болмайтын жерлер де кездеседі.

Жерасты ыза суы топырақтың, ал көбіне, топырақ түзуші тау жыныстарының әртүрлі тереңдіктерінде әдетте, су өткізбейтін қабат үстіне жиналады. Жерасты ыза суы көбіне, топырақ қабатынан көп тереңдікте жататындықтан топыраққа және өсетін өсімдіктерге еш әсері тимейді. Ал керісінше, кей жағдайларда, әдетте, ТМД елдерінің батыс және теріскейде түсетін аудандарында, өзен бойлары мен сағаларында және суармалы егіс алқаптарында топырақ астындағы ыза сулар жер бетіне жақын жатып топырақ түзуге, өсімдіктер өміріне өте үлкен әсерін тигізеді. Мұндай жағдайда көбінесе, шалғынды топырақтар кездеседі.

Топырақ суын абсолюттік таза су деп түсінбеуіміз керек. Бұл – құрамында суға еріген әртүрлі заттары бар топырақ ерітінділері. Өсімдіктер барлық қоректік заттарды тек осы ерітінділерді бойына сіңіру арқылы алады. Сондықтан да топырақ суы – оның құнарлылығының негізгі шарттарынын бірі. Академик Г. Н. Высоцкий топырақ суының өсімдіктер үшін маңызын айта келіп, оны адам қанымсн салыстырған (Г. Н. Высоцкий 1962).


Топырақтың су қасиеттері

Топырақ суы топырақ қыртысындағы әртүрлi минералдық тұздарға бай болып келеді. Топырақ суын ауыз су ретiнде, не шаруашылық мақсаттарға пайдалануға болмайды. Топырақ суы – өсiмдiктер әлемінің негiзгi қорегi, өсiп жетуiне қажеттi су көзi. Құм топырақтарда салмағының 4-10 пайызын, құмайт, құмды саздардың 10-30 пайыздан, саз топырақтардың 25-30 пайыздан астамы топырақ суы құрайды.

Топырақ суының мөлшерi ауа райына, жыл маусымдарына сәйкес өзгерiп отырады. Топырақ ылғалдылығы өсiмдiктерге екi түрлі әсер етедi: бiрiншiден, тамырдың өсуi мен тармақталуы топырақ ылғалдылығына байланысты; екiншiден, өсiмдiктің ылғалды қабылдауы топырақтағы судың мөлшерiне де байланысты. Топыраққа су жаңбыр, қар, бұршақ, не шық түрiнде түсiп отырады. Кейде ол топырақтың беткi қабаттарына төменнен көтерiледi. Бұл жерастындағы су немесе ыза суы топырақтың беткi қабатына таяу орналасқанда кездеседi. Қандай топырақта болмасын азды көптi ылғал болатыны белгiлi. Топырақта кездесетiн су түрлi құрамда болады, ол жыл мезгiлiне, ауа температурасының өзгеруiне қарай түрлiше күйге ауысып отырады. Мысалы, топырақ кесектерiнің арасындағы ауада кездесетiн су топырақ температурасы жоғары болса, көбiне бу күйiнде болады, ал температура төмендесе, ол су тамшысына айналады. Топырақта кездесетiн бу күйiндегi суды өсiмдiктер пайдалана алмайды, оны – топырақтағы судың пайдасыз қоры деп атайды. Аталған су өсiмдiктерге тиiмдi болу үшiн, топырақ түйiршiктерiнiң сыртын толығымен қапталдап мөлшерi өскенде ғана, ол топырақ түйiршiктерiнiң аралықтарындағы қылтүтiкке енедi де өсімдіктердің қоректік минимумынан қолайлы режимiн реттеуге көмектеседi. Құбылыстар жиынтығы арқылы анықталатын топырақ ылғалының жиналуы, жылжуы, жұмсалуы және оның физикалық жағдайын өзгерту топырақтың су режимi деп аталады.

Топырақтың су тәртiбi – топырақтың құралуындағы ең маңызды фактордың бiрi, ал оның құнарлығын арттыратын басты жағдайлардың бiрi болып саналады. Топырақтың су тәртібінің мөлшер көрсеткiшi, яғни ылғалдың жиналуы мен жұмсалуы жиынтығының барлық шамасын және белгiлi бiр кезең аралығында оның қорының өзгеруін су тепе-теңдігі деп атайды. Су тепе теңдігінің көпжылдық орташа мөлшерi, топырақтың су тәртiбiнiң түрлерін сипаттайды. Су – табиғатта ең көп таралған, сонымен бiрге нағыз ерекше зат. Өсiмдiк тiршiлігiне қажеттi су қорын негiзiнен топырақтан алады. Топырақ ылғалды жинайтын, сақтайтын және өсімдіктерді барлық даму кезеңдерiнде ылғалмен қамтамасыз ететiн орын болып табылады. Су өсiмдiкте өсетiн барлық тiршiлiк процестерiне мiндеттi түрде қатысады. Көптеген өсімдіктердің клеткаларында 80-90 пайыз, ал тұқымдарында 10-15 пайыз су кездеседi. Өсiмдiк табиғатында су айналымы да елеулi рөл атқарады. Топырақтағы судың мөлшерi оның құнарлылық тиiмдiлiгiн анықтайтын судың технологиялық қасиетiне, химиялық, физикалық-химиялық және микробиологиялық процестердiң қарқынды етуiне байланысты. Топырақтағы судың түрлері. Топырақ ылғалы әртүрлi күйде болады. Олардың барлығы бiрдей өсiмдiкке сіңе бермейдi. Жалпы топырақ суларын мынадай түрлерге бөлуге болады.



Химиялық байланыс күйіндегі су. Су көбiнесе әртүрлі минерал кристалдарымен байланысты болады. Бұл су заттың молекуласына гидроксил (ОН) ион тобымен кiредi. Мысалы, Fe2O3+ НО=2Ее (ОН)3. Ол топырақтан 400-800 С градуста ажыратылады, сондықтан топырақтағы биологиялық процестерге тiкелей қатыса алады.

Гравитациялык су деп топырақтың түйірлерінің аралықтарын жайлап өз салмағымен (гравитация аралық) көбiнесе, төмен қарай жылжитын суды айтамыз. Мұны өсiмдiктер оңай сіңіре алады. Дегенмен, оның ағысы қылтүтік судан гөрi шапшаңырақ болғандықтан, өсiмдiктердi ылғалмен қамтамасыз етуге тiкелей қатыспайды. Қылтүтiк (капилляр) суы. Топырақ түйірлерінің iшiндегi су барлық бағытта қозғалады. Соның iшiнде, топырақтың төменгi қабатынан жоғары қарай түйiршiк қуыстарындағы сорғыштық (мениск) күштер арқылы ылғалданған жерден құрғаққа қарай жылжиды. Сондықтан бұл судың өсiмдiктер үшiн маңызы зор. Бұл суды өсiмдiктер оңай сіңіре алады. Жарғақты су. Топырақтың қатты бөлшектерінің сыртын молекулалық тартылыс күшiмен, жарғақты қабат күйiнде қоршап тұрады. Ол молекулалық тартылыс күшінің көмегiмен қалың жарғақтанған күйiнен жұқа жарғағына қарай жылжиды. Топырақ түйiршiктерiне 6-10 мың атмосфералық күшпен байланысып тұрғандықтан жарғақты суды өсiмдiктердiң тамырлары сіңіре алмайды. Бұл өсiмдіктерге сіңбейтін күйiндегi су болып табылады. Гигроскопиялық су – гигроскопиялық ылғал топырақ түйiршiктерiнің бетiнде молекулалық тарту күшiмен будан жиналған су. Ол қозғалмайды, өсiмдiкке пайдасыз. Ауыр және қарашірікке бай топырақтарда гигроскопиялық су көп болады. Топырақтан оны ажырату үшін оны 105 градус ыстықта 5–6 сағат кептiредi.

Қатты ылғал. Мұз төмен температурада (0° төмен ) пайда болады. Ал жарғақты сулар – 78 градуста мұзға айналады. Топырақтың су қасиеттерi мен ылғалдылығы. Топырақтың су қасиеттерiне су сыйымдылығы (топырақ өзінің құрамындағы судың белгiлi бiр мөлшерiн ұстап, сақтап тұруы) жатады. Топырақтың қабатындағы судың осы қасиеттерi түрлі физикалық күйiне және оның түрлерiне тығыз байланысты. Топырақтың су сыйымдылық шегі – оның өз бойына белгiлi мөлшерде суды сіңіріп ұстай алатын қасиетi. Ұсталған (сақталған) су түрлеріне қарай топырақтың су түрлерінің бiрнеше түрлерiн ажыратады. Ең көп немесе толық су сыйымдылық деп топырақтың табиғи кеңістегі сумен толған жағдайын айтады. Ауылшаруашылық дақылдарының өсiп, өнiп бере алатын топырақ ылғалдылығының шегi егiстiктiң далалық толық су сыйымдылығының 50-ден 80 пайызға дейiнгi аралығында жатады. Дақылдардың әрбiр түрлерi мен сорттарына, алынатын өнiмнің мөлшерiне қарай топырақтың тиімді ылғалдылығы тәжiрибе арқылы белгiленедi. Мысалы, Орта Азияның сұр топырағында өсетiн мақта дақылының суға деген қажеттілігі гүлденгенге дейiнгi кезеңде топырақтың ылғалдылығы – 75 пайыз, гүлдеу және жемiс түзу кезеңінде – 60 пайыз болған жағдайда қанағаттандырылады.

Топырақтың барлық қуыстары жаңбыр суымен және көктемде қар суымен толады. Бұл өсiмдiкке зиян су топырақтағы барлық ауаны ығыстырады да, өсімдіктердi тамырлары ауасыз тұншығады. Далалық су сыйымдылық шегі топырақтың табиғи құрылымында бос су өз салмағымен топырақ қабатына сiңіп кетедi. Осы жағдайда жерасты суы тереңде жатса, ал топырақ қабатындағы су буға айналмайтын болса, топырақ бойында ұсталып қалатын су мөлшерiн далалық су сыйымдылық шегi деп атайды. Капиллярлық су сыйымдылық шегi деп судың топырақ түйiршiктерiнiң iшiнде ұсталып қалатын қабiлетiн айтады.

Капиллярлық су сыйымдылық шегi жерасты суының тереңдiк деңгейiне және жоғарыдан келетiн табиғи су мөлшерiне байланысты. Мұндай сулар капилляр түтiктерi арқылы жоғары көтерiледi және керiсiнше жоғарыдан төмен қарай жылжиды. Соның нәтижесiнде өсімдіктердің әртүрлi тереңдікте орналасқан тамырларына, кезiнде олардың өсiп дамуына елеулi әсер етедi. Сонымен капиллярлық суды өсімдіктер пайдаланып, оның мөлшерiн азайтады да, топырақта жарғақты су қалады. Бұл су қорының шегi немесе топырақтың ең аз су сыйымдылық қасиеттi. Ауаның су буымен толық қанған кезiндегi топырақта ұсталатын ең жоғары гигроскопиялық су мөлшерiн максималдық гигроскопиялық дейдi.

Топырақ өзінің құрамындағы судың белгiлi бiр мөлшерiн ұстап тұра алады. Оның бұл қабiлетiн су ұстаушылық күшi деп атайды. Бұл күш топырақтағы коллоидтық бөлшектерінің гидратталуына байланысты. Судың бұл бөлiгi коллоидтың байланысқан су немесе гигроскопиялық су деп аталады. Мұны ылғалдың – пайдасыз қоры деп атайды. Кейiнiрек ылғалдың пайдасыз қоры топырақтың екi еселенген максималдық гигроскопиялығына тең болатындығы анықталды. Топырақта өсiмдiктер қабылдай алмайтын белгiлi бiр мөлшерi бар кезде ақ олардың сола бастайтындығы байқалады. Бұл шама солу коэффициентi деп аталған. Бұл ұғым ылғалдың пайдасыз қоры ұғымына ұқсас. Топырақ коллоидтары өздерi байланыстырып тұрған гидроскопиялық суды атмосфераға дейiнгi күшпен ұстап тұрады. Тамырдың сору күшi топырақтағы бұл суды соруға жеткiлiксiз.

Топырақтың су өткізгіші деп оның жоғарыдан төмен қарай су өткiзу қасиеттін айтады. Ол топырақтың түйiртпектігiне, механикалық құрамына, органикалық қорына байланысты және мұның өзi сiңiру, ылғалдану мен өткiзу кезеңдерiнен құралады. Суды жақсы өткiзгiш топырақтарға – құм, құмай, ең аз су өткiзгiш топырақтарға – балшықтар жатады. Топырақтың су өткiзгiш қабiлетi деп өзінің капиллярлары (түтiктерi) арқылы оның төменгi қабатынан жоғары қабатына су көтергiштiгiн айтады. Бұл қасиет топырақтың түйіртпектігіне, механикалық құрамына байланысты. Құмдар суды тез, бiрақ аз биіктікке көтередi (тәулiгiне 30-60 см-ге дейiн ғана), балшықтар керiсiнше суды баяу сорып, биiкке (3-4 м дейiн) көтередi. Капиллярлы суды көтеру арқылы топырақ құрғақшылық аймақтарда өсімдіктерді өзінің төменгі қабатындағы сумен қамтамасыз етiп тұрады. Ал шөлдi аймақтарда жақын жататын ащы жер суларының буға айналуынан топырақ сортаңдана бастайды. Көптеген ауылшаруашылық дақылдар кұрғақ заттарды құрау үшiн судың орасан көп мөлшерiн жұмсайды. Мәселен, бидай өсiмдiгi, өзінің жер бетiндегi массасымен салыстырғанда тәулiк бойында шамамен, 1,3-1,5 есе артық суды жұмсайды және сіңірілген 90-95 пайыз құрғақ заттың пайда болуы үшiн (транспирация) жұмсалады. Өсімдіктерде бір грамм құрғақ заттардың пайда болуы үшiн жұмсалатын судың үлгiлiк мәнi бірнеше дақылдар үшiн мынадай: жоңышқа – 858, сұлы –636, мал азықтық бұршақ – 372, тары – 287. Бұл көрсеткіштер өсімдік өсетiн топырақ климат және басқа жағдайларға байланысты едәуiр ауытқып отырады.

Өсімдіктер транспирация жолымен өте көп мөлшерде су жұмсайды. Өсiмдiк бойына сiңірген 1000 г судың небары 1-2 грамын ғана пайдаланады, судың 998 грамы өсiмдiк арқылы өзгермей өтедi. Топыраққа тыңайтқыштарды, әсiресе, фосфор тыңайтқышын енгiзуі, су, ауа режимiн ретке келтiруi арқылы және басқа шаралардың көмегiмен, өсімдіктердің қоректену жағдайын жақсарта отырып, 1 грамм құрғақ заттың пайда болуы үшін жұмсалатын су шамасын азайтуға болады. Алайда, құрғақ заттың пайда болуы үшiн жұмсалатын судың азайғанына қарамай, тыңайтылған жердің бiр гектарға жұмсалатын жалпы ылғалдық қоры ұлғаяды, өйткенi оның өнiмi өседi. Мұндай жағдайда ылғал мейлінше, тиімді пайдаланылады.


Топырақтағы ылғал түрлері

Топырақ қопсытылған су сиымдылығы бар дене болғандықтан оның құрамында азды көпті ылғал болады. Топырақ ылғалы – оның құнарлылығының бір шарты. Ылғал топыраққа ауадан түскен жауын-шашынмен жер бетіндегі судан және жерастының ыза суынан келеді. Топырақ ылғалы әр жерде әртүрлі. Бір жерлерде топырақтың ылғалдылығы мол болса, екінші жерлерде тапшылау. Топырақта кездесетін ылғалдың өзінің де өсімдіктерге сіңімділігі әртүрлі болып келеді. Жалпы ылғалдың бірнеше түрі бар:

1. Химиялық байланысқан су топырақ минералдарының құрамына еніп, өте тығыз байланысқа түседі. Сондықтан топырақ биологиялық процесстерге қатыспайды.

2. Бу күйіндегі су топырақ кеуектерінде кездесетін судың жоғары температурада булануынан пайда болады. Бұл күйінде ол өсімдікке сіңбейді, тек тамшыға айналдырған оны өсімдіктер жақсы сіңіре алады.

3. Гидроскопиялық су – топырақтың беткі қабаты арқылы сіңірілген молекула күйінде болады. Ол өсімдіктерге пайдасыз.

4. Қылтүтік суы топырақ түтіктерінде жоғары төмен жылжи отырып, өсімдіктер бойына оңай сіңеді.

5. Гравитациялық суға - өз салмағымен топырақтың жоғары бетінен төменгі қабаттарына жылжиды. Өсімдіктерге оңай сіңеді.

6. Қатты күйіндегі су – мұз, қар жатады. Қатты күйіндегі су өсімдіктерге сіңімсіз, ал еріген кезде топыраққа сіңіп, өсімдіктер үшін пайдаға асады.

7. Жер асты ыза суы топырақтың ол көбіне топырақ түзуші тау жыныстарының әртүрлі тереңдіктерінде әдетте, су өткізбейтін қабат үстінде жиналады.

Топырақтың су қасиеттері мен ылғалдылығы. Топырақтың су қасиеттеріне су сиымдылығы (топырақ өзінің құрамындағы судың белгілі бір мөлшерін ұстап, сақтап тұруы) жатады. Оның бүкіл қабілеті топырақтың су ұстаушылық күші деп аталады, су өткізгіштігіне, суды жоғары көтергіштігі, гигроскопиялығы және буланғыштығы жатады.

Топырақтың су сыйымдылық шегі – оның өз бойына белгі мөлшерде суды сіңіріп ұстай алатын қасиет. Ұсталған (сақталған) су түрлеріне қарай топырақтың су сыйымдылығының бірнеше түрін ажыратады. Ең көп немесе толық су сыйымдылық деп топырақтың табиғи кеңістегі сумен толған жағдайын айтады.

Далалық су сыйымдылық шегі – топырақтың табиғи құрылымында бос су өз салмағымен топырақ қабатына сіңіп кетеді. Осы жағдайда жерасты суы тереңде жатса, ал топырақ қабатындағы су буға айналмайтын болса, топырақ бойында ұсталып қалатын су мөлшерін далалық су сыйымдылық шегі деп атайды.

Каппилярлық су сыйымдылық шегі деп судың топырақ түйіршіктерінің ішінде ұсталып қалатын қабілетін айтады. Капиллярлық су сыйымдылық шегі жер асты суының тереңдік деңгейіне және жоғарыдан келетін табиғи су мөлшеріне байланысты. Мұндай сулар капилляр түтіктері арқылы жоғары көтеріледі және керісінше, жоғарыдан төмен қарай жылжиды. Соның нәтижесінде өсімдіктердің әртүрлі тереңдікте орналасқан тамырларына, кезінде олардың өсіп дамуына елеулі әсер етеді.

Топырақтың су өткізгіштігі деп оның жоғарыдан төмен қарай су өткізу қасиетін айтады.

Топырақ ауасы. Топырақта судан басқа, өсімдік тамырларының тыныс алуы мен бактериялардың тіршілігі үшін ауа да қажет. Топырақта неғұрлым ылғал көп болса, соғұрлым ауа аз болады және керісінше. Бұл ауа мөлшері топырақтың ылғалдығына, тығыздығына, өңдеу жағдайларына, механикалық құрамына, өсіп өніп тұрған өсімдіктерге, т.б. жағдайларға байланысты. Егістіктер егілетін, өңделген топырақтарда ауаның мөлшері 30 – 40 % -ға тең. Мұның біраз бөлігі топырақ бөлшектеріне сіңеді, оны сіңген ауа деп атайды.

Ал ауаның қалған мол бөлігі топырақ кеуектерінің арасында болады.



Топырақ су режимі және оның экологиялық маңызы

Су режимi деп топыраққа судың енуiнiң барлық құбылыстарының жиынтығын, оның топырақтан шығынын және физикалық күйiнiң (жағдайының) өзгеруiн айтады. Топырақтың су режимiнiң сандық көрінісі, яғни ылғалдың кiрiсi мен шығынының барлық мөлшерлерінiң жиынтығы, белгiлi бiр уақыт аралығындағы оның қорының өзгеруi су теңгерiмiн бередi. Көп жылдық орташа су теңгерiмi топырақтың су режимiнiң сандық сипатын көрсетеді. Солтүстiк Қазақстанның топырақтарына шайылмайтын су режимi тән.

Су – өсімдік тiршiлiгiнiң маңызды факторы. Өсімдік өз тiршiлiгiне керектi судың негiзгi бөлігін топырақтан алады. Топырақ ылғалды сыйғызатын, сақтайтын орын болып табылады және өсімдік тiршiлiгiнiң барлық кезеңдерiнде оны ылғалмен қамтамасыз етуге мүмкiндiгi бар.

Су өсімдік тiршiлiгiнiң барлық процестерiне дерлiк қатысады. өсімдіктiң жекелеген мүшелерiндегi судың мөлшері 70-95%-ға дейiн жетедi. Су өсімдіктi қоршаған ортамен байланыстыратын буындардың бiрi болып табылады. Сонымен қатар судың табиғаттағы айналымында өсімдіктер де маңызды рөл атқарады.

Топырақтағы судың мөлшеріне оның тиiмдi құнарлылығын анықтайтын технологиялық қасиеттерi, химиялық, физикалық-химиялық және микробиологиялық процестердiң қарқындылығы байланысты болады.

Ауыл шарушылығы дақылдарының көпшiлiгi құрғақ зат құрау үшiн судың өте көп мөлшерін жұмсайды. Мысалы, бидай өсімдігі тәулiгiне өзінiң топырақ бетiндегi бөлігінiң массасынан шамамен, 1,3-1,5 есе артық су жұмсайды және сiңiрiлген судың 90-95%-ы транспирацияға кетедi.

И. Г. Мушкиннiң деректерi бойынша кейбiр дақылдар үшiн транспирация коэффициентiнiң (ТК) орташа мөлшерлері төмендегiдей: жоңышқа – 858, сұлы – 635, мал азықтық бұршақ – 578, мақта – 562, арпа – 521, бидай – 505, жүгерi – 372, тары – 87, шай жүгерi – 271. Транспирация коэффициентiнiң бұл көрсеткіштерi топырақ, климат және өсімдіктердің өсіп-дамуының басқа жағдайларына байланысты өзгеріп отырады.

Транспирация коэффициентiн тыңайтқыштарды, әсiресе фосфор тыңайтқыштарын пайдалану, су-ауа режимдерiн реттеу және басқа шараларды жүргiзiп, өсімдіктердің қоректену жағдайларын жақсарту арқылы төмендетуге болады. Бiрақ, тыңайтқыш пайдаланған жағдайда ТК төмендегенiмен, өнім көбейетiндiктен жалпы су пайдалану артады, алайда ылғал тиiмдiрек пайдаланылады. Егер жаздық бидайдың транспирациялық коэффициентiнiң орташа мөлшерін 500-ге тең деп алсақ, онда 20 ц/га дән мен 30 ц сабан мен тамыр (құрғақ массаның жалпы өнімi 50 ц/га) алуға 2500 м3 су немесе 250 мм су қабаты керек болады.

Өкінішке орай, бұған қарап, 250 мм жауын шашын гектарынан 20 ц астық алуға жеткiлiктi деуге болмайды; жауын-шашынның кезеңдерде бiркелкi болмауы; судың ағып кетуi, топырақтан буланып ұшуы, арамшөптердің пайдалануы және басқа шығындар түскен ылғалдың 50% ға дейiн жетуi мүмкiн, сондықтан жылдық жауын-шашынның мөлшері 400 мм ден аспайтын далалық жағдайда жаздық бидайдан тұрақты жоғары өнім алу үшiн көп күш және еңбек жұмсау керек. Ауылшаруашылық дақылдарының өсіп-дамуының кез келген кезеңiндегi судың жетiспеуi өнімдерінiң төмендеуіне әкелiп соғады. Дегенмен, өсімдіктердің репродуктивтiк органдары құрылатын кезеңдегi судың тапшылығы бәрiнен де қатты әсер етедi. Өсімдік дамуының нақ осы кезеңiнде топырақта жылжымалы ылғал қоры жеткiлiктi болуы керек. С. С. Сдобниковтың деректерi бойынша, мамырдың соңғы онкүндiгiндігi мен маусымның алғашқы онкүндiгiндегi жауынның әрбiр қосымша 10 мм ылғалы Целиноград облысы Атбасар ауданында өнімді гектарына 2-3 ц-ге арттырады.

Бiр гектар жердегi өсімдіктер пайдалы өнімінің оған жұмсалған ылғалға қатынасы жалпы су пайдалану (ЖСП) және су пайдалану коэффициентi (СПК) арқылы сипатталады. Олар 1 т өнім құрауға жұмсалған судың мөлшерін (м3 немесе мм) көрсетеді. И. Г. Мушкиннiң деректерi бойынша, бидайдың СПК-1350 м3, жүгерiнiкi – 790, картоптiкi – 360, қант қызылшасынiкi – 1450.

Көптеген ауылшаруашылық аймақтарында топырақтың ылғалдылығы қар кеткеннен кейiн (бiрiншi көктемдегi ең жоғары мөлшері) тез төмендей бастайды және тек қыркүйекте (екiншi, күзгi ең жоғары мөлшері) бiршама көтерiледi. Өсімдіктердің суды қажетсiнуi көктемнен бастап, бiрте-бiрте өседі де, топырақта ылғал ең аз болатын кезеңде өзінiң ең жоғары шегiне жетедi. Сондықтан өсімдіктер үшiн қиын-қыстау кезеңде судың тапшылығы пайда болады және ол танаптың өнімділігіне шешушi әсерiн тигiзедi.

Бидай масақтануға дейiнгi 15 күнгi және масақтанудан кейiнгi 10 күнгi ылғалдың тапшылығына өте сезiмтал келедi.

Топырақ ылғалдылығының тәулiктiк өзгеруiне оның iшiндегi шықтың әсерi шамалы және тек өте  қолайлы жағдайларда ғана пайдалы болуы мүмкiн.

Далалық аймақтар үшiн оны кезiнде А. А. Измайльский атап көрсеткен болатын. Көктемде ылғалдың тәулiктiк шығыны 2-3 мм, кейде одан да көп болады. Бұл оны сақтаудың арнайы шараларын қолданудың керектiгiн көрсетеді. Топырақтағы ылғал өзінiң қасиеттерi бойынша бiрыңғай емес.

Агрономиялық тұрғыдан алғанда, ылғалдылық мөлшерінiң топырақ ылғалының жылжу мүмкiндiгi мен өсімдіктерге сiңiмдiлiгi шұғыл өзгеретiн деңгейi өте маңызды болып табылады.
14-кесте

Жаздық қатты Харьков 46 бидайының су пайдалануы

(В. А. Кумаков, 24)

 Даму кезеңдерi


Су шығыны, мм/тәулiк

 Тұқым себу – түптену

Түптену – түтiктену

Түтiктену – масақтану

Масақтану – дәннiң толысуының басы

Дәннiң толысуының басы – балауызданып пiсу

Балауызданып пiсу – толық пiсу



1,22

3,69


6,45

6,62


5,73

2,95



Дәріс 3. топырақтың морфологиялық көреткіштеріне экологиялық факторлардың әсері.
Топырақтын органикалық заты.
Тарау бойынша өзін-өзі тексеру сұрақтары

Каталог: ebook -> umkd
umkd -> Мамандығына арналған Сұлтанмахмұттану ПӘнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені
umkd -> Қазақстан Республикасының
umkd -> Қазақстан Республикасының
umkd -> Студенттерге арналған оқу әдістемелік кешені
umkd -> ПӘннің ОҚУ Әдістемелік кешені 5В011700 «Қазақ тілі мен әдебиеті» мамандығына арналған «Ұлы отан соғысы және соғыстан кейінгі жылдардағы қазақ әдебиетінің тарихы (1941-1960)» пәнінен ОҚытушыға арналған пән бағдарламасы
umkd -> «Балалар әдебиеті» пәніне арналған оқу-әдістемелік материалдар 2013 жылғы №3 басылым 5 в 050117 «Қазақ тілі мен әдебиеті»
umkd -> ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешенінің
umkd -> 5 в 011700- Қазақ тілі мен әдебиеті
umkd -> 5 в 011700- Қазақ тілі мен әдебиеті
umkd -> «Филология: қазақ тілі» мамандығына арналған


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   12


©engime.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет