ПОӘК «Топырақтану» пәнінеіне арналған оқу-әдістемелік материалдар

А. Органикалық заттардың топырақкұралуы, морфологиялық белгілерінің қалыптасуы мен құрамы жəне қасиеттерімен байланысты фракциясы. Оған: 1) арнайы өзіне тəн органикалық топырақ əлпетінің қалыптасуы, 2) балшықтық жəне гумустық қосындылардың қатысуымен топырақ агрегаттарының (түйіртпектер) пайда болуы, сондай-ақ гумустың минералдық бөлікпен əрекеттесіп жəне микробиологиялық термодинамикалық тұрақты түйіртпектерді түзуі, 3) топырақ құрылымының қалыптасуы жəне гумустық заттардың су-физикалық қаситтеріне тигізетін əсері, 4) миграцияға (қозғалыс) бейімді жылжымалы қосындылардың түзілуі жəне минералдық топырақкомпонеттерінің биохимиялық айналымға тартылуы, 5) топырақтың сорбциялық, қышқылды-негіздік жəне буферлік қасиеттерінің қалыптасуы жатады.

Б. Органикалық заттардың өсімдіктер қоректенуіне тікелей байланыс

функциясы. Оған: 6) жоғарғы өсімдіктердің минералдық қорегінің көзі (N, Р,К,

Са, т.б., микроэлементтер), 7) органикалық заттардың гетеротрофты белсенділігіне ықпалы, 8) құрлық бетіне таяазының көзі жəне фотосинтез өнімділігіне тигізетін əсері, 9) топырақтағы биологиялық белсенді аттар көзі болатыны жатады.

В. Органикалық заттардың санитарлық қорғау функциясы. Оған: 10) пестацидтердің микробиологиялық деградациясы мен ыдырауын жылдамдату əсері, 11) топырақты ластайтын заттарды тұту (сорбция, кешенді қосындылар түзу) жəне өсімдіктердің улы заттарды сіңіруін азайтуы, 12) улы заттардың жылжымалылығын жоғарылатуы жатады. Органикалық заттардың функциялары атаған қабілеттермен шектелмейді, себебі əлі барлық жағдайлар жан-жақты терең зерттелмеген. Жеке органикалық заттар компоненттерінің белсенділігі, олардың катализдік қасиеттері жөнінде мағлұматтар əлі өте аз.

Топырақ құнарлығын, оның қоғамдық табиғатын және түрлерін бірінші К.Маркс ашқан. Маркс өзінің «Капитал» атты еңбегінде топырақ құнарлығын табиғи (тың топырақ қоры), яғни потенциалды тиімді экономикалық салыстырмалы (дифференциалды) түрлерін бөлген.

Табиғи құнарлық тың топыраққа тән, ол кескін құрамындағы жалпы қоректік заттар қорымен сипатталады.

Эффективті (тиімді) құнарлық жылжымалы және өсімдікке тиімді қоректік заттар мөлшерімен анықталады. Егіншілікте тиімді құнарлық табиғи (табиғи жағдай) және жасанды (адам еңбегінің нәтижесі) құнарлықтан құралады, яғни құнарлықтың бір бөлігі топырақтың тегіне тән болса, екіншісі жасанды құнарлыққа жатады. Эффективті құнарлық топырақтануда қоректік заттар мөлшерімен (мг/кг, %, т/га) сипатталса, егіншілікте өсімдік өнімінің көрсеткіші арқылы (ц/га, теңге) экономикалық құнарлық, айналады. Ол табиғи жағдайлармен қатар, ұйымдастыру экономикалық себептерге тәуелді; топырақты дұрыс өңдеп, тұқым сеуіп, тыңайтса, өсімдікті жақсы күтсе, өнім жинауды механикаландырса, т.б. жұмыстар дер кезінде нақтылы орындалса, мол өнім жыйнауға және жоғары таза пайда табуға болады. Сонымен, Маркс айтқандай «Экономикалық құнарлық қоғамдық арақатынасқа тығыз байланысты» . Екі құрлық бөлігі топырақтарының құнарлығы негізінде алынған өнімнің мөлшеріне қарай салыстырмалы құнарлық анықталады.

Потенциалды құнарлыққа топырақ құрамындағы өсімдіктерге қажетті қоректік заттар қоры жатады. Ол топырақ құралу үрдісі барысында қалыптасады және адамның өндірістік әрекетімен де толықтырылады. Сондықтан, топырақта бастапқы табиғи және жасанды потенциалды құнарлық қалыптасады. Кеңес үкіметі тұсында ежелгі топырақ құнарлығына арналған ізденістер жалғастырылды. С.Кравков топырақ, құнарлығын былай түсіндірген: «Біріншіден топырақта өсімдікке тиімді формада және жеткілікті мөлшерде азот, фосфор, калий, темір, магний, күкірт, кальций болу керек, екіншіден онда өсімдікке қолайлы физика механикалық факторлра ( ылғал, ауа, жылу т.б.) қалыптасқаны үшіншіден – өсімдікке қолайлы және тиімді микробиологиялық үрдістер жүргені керек. Егер осыларға топырақтағы өсімдіктерге зиян және улы заттар болмауын қоссақ, «құнарлық» деген сөз өзінен өзі түсінікті болар еді.

Топырақ құнарлығын зерттеуге В.Вильямс көп көңіл аударған. В.Вильямсше топырақ және оның құнарлығы туралы түсініктер біртұтас, өйткені құнарлық топырақ құралу үрдісімен бірге қалыптасады.

Өсімдікке қолайлы жағдайларды В.Вильямс екі топқа бөлген ғарыштық (жарық, жылу) және жергілік (су, қоректік заттар).

Жоғарыда айтылғандай топырақ құнарлығын, оның түрлерінің аттарын анықтауда, терминдік келісім жоқ, құнарлық ілімін дамыта келе Вильямс бұл негізгі қасиетті «топырақтың өсімдіктерге қоректік элементтер мен жағдайларды мезгілді және тиісті мөлшерде жыйнап беру қабілеті» деп түсіндірген. Шынында да құрамында жеткілікті құнарлық элементтері бар, бірақ құнарлық жағдайлары нашар топырақтар құнарлы деп саналмайды.

Сонымен, құнарлық деген түсінікке топырақтың құнарлық элементтері мен жағдайлары кіреді (1 сурет).

Құнарлық элементтері атмосфералық заттар ( азот, оттегі, көмір қышқыл газ) және топырақтық элементтер ( макро - азот, фосфор, калий, кальций, магний, темір, күкірт, микро - бор, молибден, мыс, цинк, кобальт т.б) кіреді. Құнарлық жағдайларына атмосфераданкелетін күн сәулесінің: жарық, жылу, жауын шашын жатады да, топырақтың құрамы, қасиеттері және заттар құбылымы кіреді. Биологиялық тұрғыдан құнарлық жағдайларына микробтық және ферменттік белсенділік пен өнім беретін сорттар ерекшеліктері жатады.

Топырақ топырақ құраушы факторлар функциясы болса, оның құнарлығы аталған элементтер мен жағдайлар функциясына жатады. Топырақ құнарлығының маңызды көрсеткіштеріне заттар құбылымы (су, жылу, газ, қоректік элементтер т.б) солар көрсеткіштерінің мезгілді өзгертуі, заттар мөлшерінің көбеюі, орын алмасуы, т.б жатады.

Егіншілікте топырақ үрдістері мен құбылымына адам әсерлі өзгерістер енгізеді. Сол үшін топырақты өңдейді, оны тыңайтады, суландыру, құрғату, химиялық мелиорация, тұздарды шаю т.б жұмыстар атқарады. Адам осындай мақсатты агроәрекеттер мен топырақтың бастапқы қасиеттері мен құбылымдарын арнаулы бағытта өзгерте алады, яғни жасанды құнарлық түзеді. Оның да потенциалды және эффективті түрлері болады.

Сонымен, шығын өскенімен, мәселе алынған қосымша өнім мөлшерінің азаюында болып тұр. Бірақ, бұл пікірде өнімге топырақ құнарлығы заттығының қатысын ескермеген. Топырақ құралу үрдісінің негізгі заңы топырақ құнарлығының ұлғаюы организмдер тіршілігінің функциясы. Осы тұрғыдан талқылағанда топрақтанудың негізгі заңы былай тұжырымдалады. Тірі организмдер қатысуы. Күн сәулесінің қуаты және үлкен геологиялық айналым арқылы келетін қоректік заттар топырақ кескінінде бірте бірте шоғырлану нәтижесінде ғасырлар бойы топырақ құнарлығының артуы өсімдіктерге негізделген. Бұны топырақ пен организмдер арасында жүретін кіші биологиялық айналым дейді. Ол неғұрлым екпінді жүрсе, топырақ құнарлығы да соғұрлым тез артады. Топырақтың табиғи құнарлығын толығымен іске жарату және оның эффективті түрін көтеру шаралары мен тәсілдеріне органикалық және минералдық ыңайтқыштары тиімді қолдану, қышқыл топыраққа әк, ал кейбір топыраққа ғаныш қосу, топырақты өңдеу істерін жақсарту, суару мен құрғату және оны жел су эрозисынан сақтану шөп егу ауыспалы егіс енгізу және жоғарғы өнім беретін дақылдар сорттарын өсіру жатады.

Аталған тәсілдер мен шараларды жериеленушілер топырақ құнарлығына және өсімдіктер биологиясы ерекшеліктеріне сай жүргізуге міндетті.

ДӘРІС 13 Топырақтардың жіктелуі

Мақсаты: Топырақ құралу тарихына шолу жасау және олардың жіктелуін түсіндіру

Міндеті: Топырақ номенклатурасы мен диагностикасын үйрену
Түйінді сөздер Топырақтың жіктелуі
Дәріс жоспары:

1 . Топырақ құралу тарихына қысқаша шолу

2 . Топырақтарды жіктеу принциптері

Дәріс №13. Топырақтарды жіктеу

Топырақтарды жіктеу деп, оларды маңызды қасиеттерді бойынша, шығу тегіне және құнарлылылқ ерекшеліктеріне байланысты топтарға біріктіруді айтады. Топырақ туралы түсінік және оларды жіктеу тәсілдері мен принциптері топрықтану пәнімен бірге дамып және кеңіп отырған. Алғашқы жіктеулер топырақтың жоғарғы жиектерінің литологиялық ереркшеліктері негізделген. Мұндай агрогеологиялық аталатын жіктеулер топырақтың тек қатты фазасы есепке алынған.

В.Докучаев пен Н.Сибирцев топыраққа ерекше табиғи оргонаминералдық дене деп қарап, оның таибиғи ортамен тығыз байланыста дамитындығын көрсетіп, генетикалық немесе тектік жіктеу тәсілінің негізін салған. Қазіргі кездегі топырақтар жіктелуі мына тұрғылардан жүргізіледі: экологиялы-генетикалық, марфология-генетикалық, эволюция-генетикалық және тарихи- генетикалық (тектік).

Топырақтарды экологиялы-генетикалық жіктеу негізінде Докучаевтің генетикалық типтер туралы ілімі қаланған. Бұл жіктеуді В.Докучаев өзімен шәкірті – Н.Сибирцев пен Я.Афанасьев дамытқан. Жіктеудің бұл жобасында генетикалық топырақ типтері арарсында байланыс тек қана олардың қасиеттері бойынша емес, сонымен қатар, географиялық таралу ерекшеліктері ескерілген. Мысалы, Н.Сибирцев жіктеуі үлкен үш бөлімнен тұрады: А-толық, немес аймақтық, В-ішкі аймақтық, немес жартылай аймақтық топырақтар және С-толық емес топырақтар.

Эколгия-генетикалық жіктеуде табиғи заңдылықтар – топырақтар қасиеттер, топырақ құрылымдағы құбылмалар және олардың табиғи ортамен байланысы міндетті түрде ескеріледі. Сондықтан да бұл ауыл шаруашылық практикасында көптеген сұрақтарға жауап береді және жер қорын сапалы есептеуде кеңінен қоладанады.

Эволюция-генетикалық жіктеу топырақты құру, үрдісі дамуына негізделген, яғни оның негізінде тоыпарқ құралудың бастапқа сілтілік сатысынан немес оның гидрамотты фазасынан афтоматты фазасына дейінгі уақыт салынған.

Тарихи-генетикалық жіктеу идеясын В.Вильямс (1914-1936) ұсынған. Академиктің айтуы бойынша, топырақ типтері бір-бірімен біртұтас болғандықтан, құрлықтың беткі минералды қабатына табиғаттағы биологиялық элементтердің тигізетін әсері біртекті тарихи үрдістің сатысы ретінде қаралуы керек.

Шет елдік топырақтануда жіктеу проблемасы дамуында басты екі бағыт бар: батыс-еуропалық және американдық.

Батыс-еуропалық бағытта топырақ топырақ құраушы жыныстар қасиеттеріне байланысты жіктеледі. Гиология-петрографикалық жіктеуде топырақ құраушы жыныстардың минералдық құрамы химиялық жіктеуде топырақтың химимялық құрамы, физикалық жіктеуде механикалық құрамы және аралас қасиеттер негізге алынған.

Американдық топырақ жіктеу жүйесінде жоғары және таксондық біріншіліктерді анықтау екі бағытта жетіледі. Жоғарғы таксондық біріншілік генетикалық принцип бойынша ал төменгі агроэмперикалық принциптерге сүйене бөлінеді. Сондықтан американдық жіктеуде топырақ серияларын бір-бірімен өз арар салыстырып, жоғары категорияларға біріктіру өте қиын.

Сонғы жылдары ЮНЕСКО және ФАО сияқты БҰҰ халықаралық ұйымдары дүние жүзілік топырақ картасын түзу үшін, жаңа генетикалық жалпы жіктеуді ұсынған.

Қазіргі кезде ТМД елдерінің ғалымдары жеке өздері немесе ұжыммен жаңа жіктеу құрлымдарын жасауда. алынған: Оларды қарастыруда мынандай бас принциптер негізге

- жіктеу топырақтың негізгі қасиеттерімен құбылымдарына сүйене жасалып, міндетті түрде топырақ құралу жағдайы мен одан туатын үрдімтерді есепке алғаны және ол эколошиялық, морфологиялық, эволюциялық тұрғыдан таралғаны, яғни генетикалық болған;

- жіктеу қатал ғылыми таксондық біріншіліктер жүйесінде жасалғаны;

- жіктеу адам әрекетімен туындаған топырақ өзгерісін міндетті түрде ескергені;

- жіктеу топырақтың өндірістік ереркшеліктерін ашып. Оларды ауыл шаруашылығы мен орман шаруашылығында тиімді қолдануда себептескені керек.

Қазіргі заманғы топырақты жіктеу, бұрынғыларомен салыстырғанда, топырақ кескінінің морфологиялық және микро морфолгиялық құрлымының, құрамын және қасиеттерін, басты топырақ құраушы үрдістермен құбылмаларды және де экологиялық жағдайларды толық қамтиды. Сонымен қатар, топырақты жіктеуді органикалық заттардың сапалық құрамы, олардың биологиялық айналымдағы ерекшеліктері, топырақ ішінде өтетін бұзылу нышакны мен ондағы энергия қоры да еспке алынады. Міне осының бәрі топырақтың негізгі генетикалық ерекшеліктерін терең түсінуге, топыраққа агрономиялық сипатама және оның құнарлылығын салыстыра бағалауға мүмкіншілік береді. Осы принциптерге сүйене отырып, РФ-ң В.Докучаев атындағы Топырақ институты ТМД топырақтарын жіктеудің бірнеше жобасын ұсынды. Онда 80 жуық топырақ типитерін жіктеп, олардың диагностикалық белгілерін берген.

Әр аймақты – экологиялық топ өсімдік типімен (тайгалы орман, орманды дала, дала және т.б.), 20 см тереңдікке дейінгі температура қосындысымен, әр ай сайынғы топырақтың тоңдану ұзақтығы және ылғалдану коэфицентімен сипаттайды.

Аймақты-эколгиялық топырақтың өзі био-физика-химимялық қасиеттеріне (қара шірінді, құрамы, топырақ реакциясы, карбонаттылығы, сортаңдылығы, кермектілігі т.б.) қарай және де ылғалдану жағдайына байланысты одан кіші топшаларға бөлінеді.

Қазіргі заманғы таксондық біріншіліктер жүйесін 1958 жылы ғылыми және өндірістік ұжымдар жинақтаған, топырақты жіктеу материалдары негізінде бұрынғы КСРО ның ғылыми академиясында жасалған. Осы жіктеудегі негізі таксондық біріншілікке, кезінде В.Докучаев ұсынған, генетикалық топырақ типі жатқызылған.

Л.Прасолов генетикалық типке «... жаралуы, заттар қозғалысы мен шоғырлануы ұқсас дене деген анықтама берген. әр генетикалық тип тиісті табиғи аймақта орналасқан. Сондықтан оған жаратылысы, заттар жайылу мен жылуы бір топырақтар бірігеді».

1. органикалық заттардың топыраққа түсуімен олардың бір типті өзгерісі және құблысы;

2. минералды заттардың ыдырауымен жаңа минералды органикалық-минералдық жаңа жарандылардың бір типті синтезі жақшаға түзілуі

3. заттардың бір типті шоғырлану мен жылжуы

4. топырақ профилінің (кескіннің) бір тпті құбылысы

5. топырақ құнарлығы сақтаумен көтеруге бағытталған бір ттипті шаралар.

Топырақ типін төменгі токсондық біріншіліктер айырады: типше, тек, тұр, түрше және разряд.

Типше –топырақ типі ішінде бөлінеді, сондықтан типтер арасындағы өтпелі саты болып саналады да, негізгі топырақ құралу үрдістен басқа қосалқы үрдіспен айқындалып тұрады. Типше таксонын бөлгенде аймақшылық және одан кіші фациалдық шеңбердегі табиғи жағдайлардың өзгеруіне байланысты үрдістер есепке алынады. Фациалдық типшеге болуді топырақтың 20см тереңдікке дейінгі белсенді температура қосындысы мен суық кезең ұзақтығын есепке ала отырып жүргізеді. Фациалдық типшені номенклатурада белгіленгенде температура құбылымына байланысты жылы, қоңыржайлы, суық, терең тоңданатын ж.т.б. терминдер қолданылады.

Топырақ құнарлығын сақтау және көтерудегі шаралар әр типшеде,типпен салыстырғанда,біркелкі болып келеді.

Диагностика деп, барлық белгілер қосындысы негізінде айқындалған топырақтар танылуын аитады. Топырақ диагностикасы үшін алдымен зерттегенде, немесе жай талдау жасаганда, оңай байқалатын немесе анықталатын топырақ белгілері қолданылады. Бірақ кейбір топырақтарды тану үшін бұл белгілер жеткіліксіз. Мұндай жағдайда күрделі талдаулар нәтижелері, ал кейде топырақтың су-жылулық құбылымдарын сипаттайтын материялдар да керек болады. Соңғысы юеке топырақ типтері мен типшелер анықтағанда ерекше маңызды.

Егіншіліктен өзгерген топырақтарға диагностикалық сипттама бергенде сырткы-тектік мәліметтерден басқа агрохимиялық және агрофизикалық талдаулар нәтижелері мен көпжылдық орта өнім мәліметтерін де пайдаланады.

ТМД елдерінің топырақтарын жіктеу жұмыстарын мұнан әрі жетілдіру олардың құрылымын кескінді-тектік жағынан тереңдету негізінде жүргізіліп келеді. Мұнда отандық, жіктеудің принциптік негіздері сақталады, яғни топыраққұралу үрдісінен пайда болған қасиеттеріне байланысты жіктеледі.Типшені анықтағанда басқа типке ауысуына сипаттайтын тектік жиектер жүйесінде сапалы айырмашылық бар екендігіне ерекшк көңіл бөлінеді. Түрше туралы түсінік топырақ кескінінің түйірлік құрамы сипаттауды талап етеді. Топырақ дамуының экологиялық жағдайын бағалау үшін жаңа токсондық біріншілік категория енгізілген. Бұл топырақты су-жылулық құбылымы ерекшеліктеріне байланысты бөлуге мүмкіншілік береді.