Топырақтың тотығу-тотықсыздану режимі – топырақ түзілудін
жылдық айналымында топырақ кесіндісіндегі тотығу-тотықсыздану
процесстерінің ара қатысы.
Топырақтың тотығу-тотықсыздану режимінің типтері:
Абсолютті басымды тотығу жағдайы бар топырақтар – дала, жартылай
шөл, шөлдердің автоморфтық топырақтары (қара топырақтар, күрең
топырақтар, сұр-қоңыр топырақтар, құба жартылай шөлді топырақтар, сұр
топырақтар, сұрғылт-құба топырақтар);
Бөлек ылғалды жылдары немесе мерзімдік жағдайда тотықсыздану
үрдістерінің көрсетілуі мүмкін болатын басымды тотығу жағдайлары бар
топырақтар – тайга-орман зонасының, ылғалды субтропиктердің,
жапырақты-орман
және
құба-орман
зоналарының
автоморфтық
топырақтары;
Күрт тотығу-тотықсыздану режимі бар топырақтар – әртүрлі
зоналардың жартылай гидроморфтық топырақтары;
Тұрақты тотықсыздану режимі бар топырақтар – батпақты және
гидроорфтық сортаңдар.
8.
Топырақтың органикалық заты және топырақ құнарлығының
қалыптасуында оның маңызы.
Топырақтың органикалық заттары деп өсімдіктер, жануарлар,
микроағзалардың
ыдырауы
мен
шipyi
деңгейлеріндегі
олардыңөліқалдықтарын, сонымен бipre қapaшipiкқышқылдары мен олардың
тұздарын атайды.
Органикалық заттардың топырақтыңқұнарлылығына әсері.
Топырақтыңқұнарлылығын көбінесе топырақтың органикалық заттары
анықтайды,
өйткені
оныңқұрамында
өсімдіктер
үшін
керекті
элементердіңбәpi бар. Органикалық заттар бар жерде топырақты сумен,
ауамен, жылумен қамтамасыз ететін топырақ құрамы пайда болады.
Шіріндіқышқылының топырақтың минералдықбөлігіне әсер етуінен қоректік
элементтердіңүлкен
бөлігі
босап
шығады.
Қapaшірiкқышқылдары
биологиялық айналымға, өсімдіктердіңқоректік элементтерінұзақ сактауға
қатысады.
Топырақтан жеткілікті ылғал мен қоректік элементерді талап
ететінөсімдіктер, үлкен көлемде қарашірік заттары бар микроағзалардың
алуан түріне бай топырақтарда жақсы өседі. Сол себепті топырақтарда
органикалық заттардыңқұнарлылығын және өсімдікөнімділігін жоғарлату
маңызды мәселе болып табылады.
Органикалық заттардың жинақтау және ыдырау үрдістерін реттеу
тәсілдері топыраққа адамдардың шаруашылық ic-шаралар қолдануымен
тығыз байланысты. Үлкен аумақта жер жырту кезінде топырақтардың
аэрациясы жақсарады, органикалық заттар ыдырауының аэробты түpi
дамиды, гумин қышқылдары белініп, топырақ структурасының жақсаруына
септігінтигізеді және сонымен қатар, көп мелшерде қоректік элементтер
бөлінеді. Батпақты құрғатқан кезде де осы үрдістер жүреді. Ыдырау
үрдістерін азот, фосфор, калий және бактериялық тыңайтқыштар қосып
тездетуге болады. Бірақ топырақтағы қарашірікті сақтау керек және де оны
мүмкіндігінше көбейту керек. Ол үшінқышқыл топырақтарды әкпен
қаныктыру, батпақтардың 10-40 т/га шымтезегін жырту, бактерияларды
енгізу әдістерінicкe асырады. Топырақтарды суару, қар тоқтату және су мен
жел эрозиясымен күресу кең таралған. Орман шаруашылығында
топырақтардағы органикалық заттардыңқұрамын ағаштардың түрлерін
таңдап отырғызу арқылы реттейді.Әдетте жапырақты және аралас
ормандарда шыршалы және қарағайлы ормандарға қарағанда қарашірік көп
болады, көлеңке сүйгіш өсімдіктер мен жарық сүйгіш өсімдіктер арасындағы
қарашірікмөлшері де сол сияқты болады.
9.
Топырақ органикалық заттың көздері.
Топырақтың органикалық заттарының алғашкы және басты көздеріне
жоғарғы және төменгі сатыдағы өсімдіктер жатады, олардыңқоры
тіршілікүpдici барысында өсе береді. Ормандардағы жер бетінің органикалық
заттар қоры әр гектарда 400-800 т аралығында болады. Ормандар жыл сайын
гектарынан 5-10 т жасыл масса берсе, шалғындар 1 гектардан 2,5-7 т жасыл
масса береді.Өсімд1ктердің жер астындағы органикалық заттарыныңқоры да
айтарлықтай көп.
Ормандағы ағаш тамырларының салмағы 10-нан 12 т-ғa дейін барады, ал
шалғындарда 7-ден 18 т-ға дейін жетеді.
Орман мен шалғындардағы өсімдіктердің жер асты және жер үсті
бөліктерініңқатынасы әр түрлі. Орманда тамыр жүйелерінің салмағы
шамамен 10-30%, шалғындарда 60-80%. Далалық жердің көптеген
өсімдіктерінің тамыр жүйелері жер бетіндегі массасына қарағанда көп.
Ормандарда ағаш тектес өсімдіктер басым болады, онда, жыл сайын,
органикалық заттардыңбip бөлігіғана өледі. Олардың көп бөлігі жер бетінде
қалып, аз бөлігіғана топыраққа түседі. Жыл сайын 2-5 т/га қылқандар,
жапырақтар және жаңқалар, 12-15 т/га құраған ағаш діндері және 2-3 т/га
тамырлар түседі. Жыл сайын өлетін өсімдіктер бөлігi 2-5 т құрайды.
Шалғындарда, әcipece бip жылдық шөптесінөсімд1ктердің жер бетіндегі де,
жер астындағы да бөліктеріқұрап, шіриді.
Органикалық заттардыңбipaз мөлшері топырақта өлетін микроағзалар
(0,1-1,0 т/га) мен жануарлар қалдықтарынан (50-400 кт/га) тұрады.
Органикалық заттардың топыраққа түсу уақыты әр турлі. Орманда
органикалық заттардыңтүcyi жаздың екінші жартысынан бастап күздің
аяғына дейін, суық түскенше жүреді. Мүкті жамылғы қыста өледі.
Шалғындық шөптер алғашкы суық түскеннен кейін, ал дала өсімдіктерінің
көпшілігі– ыстық жаздың ортасында құрай бастайды.
Топыраққа түceтiнорганикалыққалдықтардың химиялыққұрамы әр
алуан. Олардың көп бөліп келесі элементерден тұрады: көмipтeгi – 45%,
оттегі– 42%, сутегі– 6,5 %, азот – 1,5% және басқа элементтер – 2 – 10%.
Органикалық заттар целлюлозадан, лигниннен, майлардан, ақуыздардан,
эфирлерден, шайырлардан, қышқылдардан және табиғи әр түрлі
ферменттерден тұрады (5 кесте).
№ 5 кесте. Өсімдіктің химиялыққұрамы, құрғақзаттар %(Д.Г. Виленский
бойын-ша, 1961)
Өсімдік
Ақуыздар
Kөмipтeгi
Лигнин
Майлар, илік
заттар
Күл
Бактериялар
40-70
жоқ
бар
жоқ
1-40
2-10
Қьңалар
3-5
5-10
60-80
8-10
1-3
2-6
Мүктер
5-10
5-25
30-60
жок
5-10
3-5
Қылқанжапырақ
тылар:
ағаштектес
қылқандар
0,5-1
3-8
45-50
15-20
15-25
15-20
25-30
20-30
2-12
15-20
0 , 1 - 1
2-5
Жапырақты
ағаштар
жапырақтар
0,5-1
4-10
40-50
15-25
10-30
10-20
10—25
10-30
5-15
5-16
0 , 1 - 1
3-8
Шөптесін
көпжылдық
астық
тұқымдастар
5-12
25-40
25-35
15-10
2-10
5-10
Бұршақтәріздес
10-10
25-30
15-25
15-20
2-10
5-10
Әртүрліөсімдіктердің химиялыққұрамын салыстыра отырып, ағаш
тектес түрлер құрамында ағаш дінінің ыдырауы мен шіруін тежейтінилік
заттардың, лигниннің, шайырдың көп болатындығы анықталды.
Қылқанжапырақты ағаштардың жерге түскен қылқандары жапырақты
ағаштар
мен
шөптесінөсімдіктердікіне
қарағанда
қышқылдау.
Шөптесінөсімдіктер ақуыздарға, күлдік элементерге бай, құрамында лигнин
мен көмірсутектері аз.
Мүктер және қыналардыңқышқылдығы басым. Бактериялардың 40-70%
ақуыздардан,
майлар
жәнекүлдік
элементтердентурады.Бак-
териялардыңтіршілігінe қолайлы бейтарап орта, ондағы ылғалдылық 10-30%,
температура+10°+35
0
болуы керек. Саңырауқұлақтарда әдетте ақуыздар,
көмірсутектер және күлдік элементтердің мөлшерлepi едәуір көп болады. Өсу
үшін олар оттегімен қамтамасыз eтiлyi керек, олар аэробты, қышқылды
реакцияны жақсы өткізеді, илік заттар олардыңөсуіне кедергі жасамайды.
10.
Топырақтың арнайы және арнайсыз органикалық заттары.
Топырақ гумусы сәуле энергиясының аккумуляторы. Гумустың фракциялық
және топтық құрамы, оның топырақ қасиеттеріне әсері. Топырақтың
гумус жағдайының көрсеткіштері. Топырақтың дегумификациясы-маңызды
экологиялық мәселелердің бірі.
Гумус – ағзалардың анатомиялық құрылысын толық жоғалтқан топырақ
органикалық затының негізгі бөлігі. Гумус 2 үлкен заттар топтарына
бөлінеді:
Арнайсыз органикалық заттар – топырақтан бөлінеді, ажыратылады
және саналық анықталады (қанттар, аминоқышқылдар, ақуыздар,
органикалық негіздер, органикалық қышқылдар және т.б.);
Арнайы гумус қосылыстары – ең сипатты арнайы бөлігі, көптеген
минералдық топырақтарда органикалық заттың жалпы мөлшерінен шамамен
80-90 % құрайды.
Гумус заттары әр түрлі құрамы және қасиеттері бойынша жоғары
молекулярлы азот болатын органикалық қосылыстардың қоспасы, пайда
болуы, кейбір қасиеттері және құрылыс сипаты бойынша ұқсас келеді: 1)
арнайы түсі қою-құбадан қызыл-құба және қызғылт сарыға дейін; 2)
карбоксилдық топтарымен қамтамасыз етілген қышқыл сипаты; 3) көміртегі
мөлшері – 36-62 %, азоттың мөлшері – 2,5-5 %; 4) барлық топтарда
гетероциклдық фрагменттердің болуы, мысалы, 3-6 % гетероциклдық
азоттың; 5) гидролизге түспейтін азоттың мөлшері – 25-35 %; 6)
молекулярлы массасы 700-800-ден жүздік мыңға дейін.
Гумус заттары ерігіштігі және экстрацияға қатысуына байланысты үлкен
топтарға бөлінеді: фульвоқышқылдар, гумин қышқылдары, гумин,
гиматомелан қышқылдары.
Қарашірінді(перегной) немесе қарашірік(гумус) қышқылдары
және олардыңқасиеттері.
Органикалық заттардың ауысу үрдістерінде алдымен өсімдіктер жеке
бөліктерге, сосын бөлшектерге, органикалық молекулаларға және соңында
минералдық тұздардың молекулаларына дейін ауысуы ыдырау, гумификация
және минералдану сатылары бойынша жүреді. Органикалықжәне
минералдық заттардың бөлшектері, молекулалары және иондары өзара
реакцияға
түсуге
қабілетті,
осыған
байланысты
топырақта,
микроағзалардыңқатысуымен мүлде жаңа, бастапқыларынан ерекшеленетін
органикалық
зат
–қарашіріндінемесе
қарашірікқышқылдары
және
олардыңқұрамында азоты бар тұздар пайда болады. Егер өсімдіктерде
орташа есеппен 15% азот болса, жаңа қарашірікқышқылдары мен олардың
тұздарында-3-6%
азот
болады.
Топырақтың
минералдық
бөлігіндегіқарашіріндіде 10-15% ыдырамаған алғашкы органикалық заттар
болса, топырақта синтезделген жаңа қарашірікқышқылдары мен олардың
тұздарының органикалыққосылыстары 80-90%-ын қамтиды.
Қарашірінді заттарын 2 топка бөледі: гумин қышқылдары және
фульвоқышқылдар.
Бірінші топқа қара түске боялған гумин қышқылдары жатады, олар
алғашында суда еріген түрде болады, ал сутектің екі, үш валенттік
катиондарымен әрекеттескенде, олар тұнбаға түседі. Гумин қышқылдарының
тұздары-гуматтар NA
+
, NH
4
+
және К
+
суда ериді және төменге ағу арқылы
төменгі горизонттарға шайылады да нағыз және коллоидтық ерітінділер
түзеді.
Гумин қышқылдары мен гуматтар минералдық бөлшектердің сыртын
жабу арқылы гумин деп аталатын сұр, сұрғылт-құба немесе құба түсті
органоминералдық микроагрегаттар түзеді.
Л.Н. Александрова бойынша орта есеппен гумин қышқылдарындағы
көміртегі– 52-62%, cyтeгi – 2,5-5,8%, оттегі– 31-39% және азот – 2,6-6,1%
құрайды. Гуматтар мен гумин қышқылдары жинақтала келе топырақты сұр,
құба-сұр немесе қара түстерге бояйды. Олар топырақ түйіртпектеріне сіңіп,
олардың желімденуіне және топыраққұрылымыныңқалыптасуына ықпал
етеді, құрылымдық түйіртпектер арасындағы сызаттар бойымен ағып, онда
қарашіріктіжәне
қарашірікті-темірлi
үлбірлерге
айналады.
Гумин
қышқылдары мен олардың тұздары бактериялардың ықпалынан ыдырайды.
Гумин қышқылдары тобын гумин жәнеульмин қышқылдарына
бөледі.Қасиеттері бойынша олар бip-бipiнe ете жақын, дегенмен ульмин
қышқылдары суда пептирленеді, түci бурыл және коңыр болады.
Олардыңқышқылдыққасиеттері карбоксил (—СООН) және басқалардың
болуы
арқылы
анықталады.
Қышқылдардыңекіншіүлкен
тобы
–
фульвоқышқылдар, казақшаға аударғанда сары қышқылдар. Негізінен
ылғалды салқьш климатта, саңырауқұлақ микрофлорасының басымдық
жағдайында, яғни мүктер, қыналар және орман төсеніштері ыдырауы кезінде
пайда болады. Фульвоқышқылдарыныңтүci құбасары, суда ериді, өте
қышқыл (рН 2,6 – 2,8). Қарапайым құрамы: көміртегі– 40-52 %, сутегі– 4-6%,
оттегі– 40-48% және азот – 2-6%.
Фульвоқышқылдардың 1 және 2 валентті катиондарынан еритін тұздар –
фульваттар түзіледі. Fe және А1 фульваттары концентрациясы неғұрлым
қаныққан және құрамындағы біржарымдық тотықтар мөлшері аз болған
кезде суда epігішболады. Фульвоқышқылдар неғұрлым біржарымдық
тотықтармен қаныққан сайын, соғұрлым олардың ерігіштігі төмендей береді.
Біржарымдық тотықтар топырақта көп болғанда, темір мен алюминий
фульваттары
тұнбаға
түседі
де,
коллоидтыққосылыстар
түзеді.
Фульвоқышқылдар өте белсенді, яғни олардың топырақтың минералдық
бөлігімен реакцияға түсу қабілеті жоғары. Мысалы, олар екіншілік
минералдарды ыдыратып, одан кальций, магний, калий, темір және
алюминийді бөліп алады. Фульвоқышқылдар 2 топқа бөлінуі мүмкін: ашық
түске боялғандары – олар өте белсенді, крен қышқылдарына сәйкес, күңгірт
түске боялғандары – апокрен қышқылдарына сәйкес (Вильямс, 1949).
Топырақтағы гумин және фульвоқышқылдардың арақатынасы мен
құрамына байланысты олардың топырақтың минералдық бөлігіне жалпы
белсенділігі де өзгеріп отырады.
Гумин және фульвоқышқылдардың арақатынасы 0,2-ге дейін болғанда,
қарашірік жинақталмайды десе де болады (ceбeбi, олардың көп бөлігi суда
epiгіш), минералдық бөлігінің ыдырауы жоғары; 0,2-0,5 шамасында болғанда
қарашірік жинақталуы мардымсыз, ал әсер белсенді; 0,5-0,7 шамасында
болғанда қарашірік жинақталуы орташа; 0,7-ден жоғары болғанда қарашірік
жинақталуы да жоғары болып, минералдық бөлікөзгермеген күйінде қалады.
Коллоидтық күйге дейін ыдыраған органикалық заттарды шірінді
(перегной) деп атайды. Шірінді топырақта гуминдерден, гумин
қышкылдарынан, Fe
3+
, А1
3+
гуматтары мен фульваттарынан тұрады.
И.В. Тюрин (1937) бойынша әртүрлі топырақтың 1 метрлік тереңдік
қабатындағы органикалық заттар құрамы (т/га) мынадай:
Орманның шымды топырағы - 1 1 0
Қалыңқабатты қаратопырақ– 760
Шымды-шымтезекті топырақ– 230
Кәдімгіқаратопырақ – 450
Орманның сұр топырағы – 475
Қаракүрең топырақ– 250
Сілтісізденген қаратопырақ– 555
Ашықкүрең топырақ– 120
Сұр топырақ – 80
Құнарлылығы бойынша ең кедей топырақтар құрамында80-110 т/га
органикалық заттар болса, ең бай топырақтардағы органикалық заттар
мөлшері–
760
т/га
болады.
Топырақтың
органикалық
заттары
биологиялықүрдістердіңқарқынды жүруіне үлкен ықпал етеді, сондықтан,
топырақ-органикалық заттардың түзілуі және ыдырауыныц күрделіүрдістері
жүріп жататын табиғи дене деп айтуға болады.
Топырақтардың дегумификациясы– топырақпен гумусты әртүрлі
себептерден жоғалту, олардың арасында негізгі себеп – топырақтардың гумус
жағдайын ұстап тұру арнайы шаралардың қолданусыз тың жерлерді игеруде
және жайылымдарды егістіктерге айналдыруда топырақ түзілудін табиғи
үрдісінің өзгеруі.
11.
Топырақтың құнарлығы, факторлары және элементтері.
Топырақ құнарлығының жерді игеру кезіндегі өзгерістері, оның жақсарту
жолдары.
Құнарлылық– топырақты тау жыныстарынан ерекшелендіретін
топыраққа
тән
маңызды
сапалыққасиет.
Құнарлылық
деп
топырақтыңөсімдіктер өнімділігінқамтамасыз ету қабілетін айтады. Ол бip
мезгілде және үзіліссіз өсімдіктерді керекті су және қорекпен қамтамасыз ету
жағдайымен
қатар,
оттегі
мөлшерінің
жеткілікті
және
топырақтардыңөсімдіктердің
тамыр
жүйелері
ушінқолайлы
физикалыққасиеттері болған кездерінде қамтамасыз етіледі.
Топыраққұнарлығын анықтайтын жағдайлар өсімдіктіңөciп және
дамуына тікелей әсер ететін тура және жанама болуы мүмкін. Тура
жағдайларға жеткілікті пайдалануға ынғайлы су қоры, аэрация, орта
реакциясы, пайдалануға ынғайлы қосылыстар формасы мен мөлшері,
қоректік элементтер және олардыңқатынасы. Жанама жағдайларға
жатқызылатыны: ил бөлшектері, қарашірік, микроағзалар саны, топырақтың
тамыр таралатын қабатын шектейтін тығыз горизонттардың тереңдігі,
топырақты өңдеу. Тура және жанама жағдайлар өзара тығыз байланыста
және өсімдік өнімділігіне өте үлкен әсерін тигізеді.
Өсімдік тірішілігініңәpбip жеке жағдайы немесе факторы өсімдіктіңөcyi
үшін жеткіліксіз (минималды) болуы мүмкін, ынғайлы (оптималды) болғанда
өсімдік ең жоғарғы өніміділік береді, егер артық (максималды) болса
токсикоз болып, өсімдікөніміділігі нашарлап кетеді. Топырақтың жалпы
құнарлығы әpбip өсімдікке әсер eтyi кезінде минимум мен максимумда
болатын жағдайлармен анықталатын болады. Өсімдіктің ең жоғаргы
өніміділігі
топырақтың
ең
жоғарғы
құнарлығына
сәйкес
келетінәртүрліжағдайлардың ыңғайлы құрамдары мен қатынастары кезінде
байқалады.
Әртүрлі топырақ-климаттық зоналарда топыраққұнарлығын анықтайтын
жағдайлар әртүрлі. Тундра аймағында шектейтін факторлар төменгі
температура мен топырақтың жоғары ылғалдылығы, орманды зонада – артық
ылғалдылық
пен
топыраққышқылдығы,
орманды-дала
және
дала
зоналарында – ылғал жетіспеушілігі мен топырақта көбінесе натрийдың,
хлордың артықтығы. Құмдауыт топырақтарда ылғалдылық пен қоректік
элементтерінің жетіспеушілігі, ауыр саздақ топырақтарда – аэрация
нашарлығы және топырақтың жоғары тығыздығы. Сонымен, құнарлылық
топырақ түзілу жағдайларыныңөзгеруіне байланысты шeктeлeдi.
Топырақ құнарлығының түрлері.
Топырақтыңқұнарлылығын табиғи, потенциалды, жасанды және тиімді
құнарлылық деп жіктейді.
Табиғи құнарлылық– табиғи топырақтүзілуi барысында табиғи өсімдік
жамылғысы астында пайда болған топыраққасиеті. Топырақтардың табиға
құнарлылығы уақыт аралығында салыстырмалы түрде шамалы ғана өзгереді
және ол тұрақты шама болып табылады. Сонымен бipгe түзілуіәртекті
топырақтардыңқұнарлылықтары да әртүрлі болады (1 сурет), ал бip
топырақтыңқұнарлылығы
био-логиялыққасиеттері
бойынша
айырмашылықтары бар өсімдіктер үшінәр түрлі. Мысалы,шалғынды-глейлі
топырақтарда шалғындықөсімдіктер жақсы өседі, ал шыршалар мен
қарағайлар өліпқалады немесе өте нашар өседі. Өте ұсаққұмдарда қарағайлар
жақсы, ал шыршалар мен емендер нашар өседі.
Потенциалды құнарлылық топырақтағы қоректік элементтердіңқолдануға
болатын немесе болмайтын формада болатын жалпы қорымен анықталады.
Жасаңды құнарлылық топырақты өндегенде, тыңайтқышты сепкенде,
әртүрлі дақылдар өсіргенде, құрғатқанда, суландырғанда жасалады.
1 сурет. Топырақ құнарлылығы
Табиғи, жасанды, потенциалдыққұнарлылықбip-бipiмeнөзара тығыз
байланысқан, ceбeбi өсімдіктерді ылғалмен және қорекпен қамтамасыз ету
табиғи топырақтыңқасиеттеріне тәуелді.
Өнімділік мөлшерімен өлшенетін тиімді немесе нағыз құнарлылық ic
жүзінде табиғи және жасанды құнарлылықпен өрнектеледі және ғылым мен
техниканың
даму
дәрежесіне
едәуір
тәуелді.
Бұл
жағдайда
құнарлылықүздіксіз
өседі,
ceбeбi
қоректендіру
элементтepiнiңжәне
топырақтағы ылғалдылықтың потенциалдыққоры толық пайдаланылатын
болады.
Топыраққұнарлылығын,
өнімділікті
жоғарылату
үшін
егін
шаруашылығында және агрохимияда су мен қоректік элементтердің
максималды қорын қамтамасыз ететін, сонымен қатар орта реакциясын
қалыпты ұстау мен өсімдік өcyiнe ықпал ететін аэробты және анаэробты
реакциялардыңқажетті жылдамдығын қамтамасыз ететін әдістер құрастыру
қажет. Сонымен қатар зиянды үрдістерді: улы заттар пайда болуын,
топырақты өндеу кезінде олардың тығыздалып қалуын, арамшөптер басып
кетуін, зиянды микроағзалардың көбеюін баяулату немесе тоқтату қажет.
Достарыңызбен бөлісу: |