Топырақ және оның құнарлылығы

(Н.А.Качинский бойынша)

Топырақтың механикалық құрамы бойынша атауы	Физикалық балшықтың мөлшері, %	Физикалық құмның мөлшері, %
Балшықты: Жеңіл балшықты Орташа балшықты Ауыр балшықты Құмбалшықты: Жеңіл құмбалшық Орташа құмбалшық Ауыр құмбалшық Құмайт Құмдақ : Борпаң құмдақ Байланған	60-75 75-85 85   20-30 40-45 45-60 10-20   0-5 5-10	40-25 25-15 15   80-70 70-75 55-40 90-80   100-95 95-90

 

    Механикалық құрамы әр түрлі топырақтар өздерінің қасиеттері мен құнарлылықтары бойынша ерекшеленеді.

Балшықты және құмбалшықты топырақтар жоғары байланыстығымен және су сыйымдылығымен, сіңіргіштік мүмкіндігімен, қоректік заттармен жақсы қамтамасыз етілгендігімен, қара шіріндінің молдығымен ерекшеленеді.

   Бірақ бұл топырақтар, әсіресе құрылымсыздары өңдеген  кезде көп күш жұмсауды талап  етеді, құрғақ күйінде нашар түйдектеледі, ауыр кесектер қалыптастырады. Мұндай  топырақтарды егіншілікке ауыр  топырақтар деп атайды.

   Құмайт және құмдақ  топырақтарды жеңіл топырақтар  дейді, себебі оларды өңдеу жеңіл. Суды және ауаны жақсы өткізеді, тез жылжиды. Бірақ бұл топырақтар  суды бойларында ұстап тұра алмайды, қара шірінді мен қоректік заттар аз болады, сіңірілімділік мүмкіншіліктері шамалы, жел және су эрозиясына бейім келеді.

   Егіншілікке пайдалануға  ең қолайлысы, су, ауа және қоректік  ережелері жақсы қалыптасатын  жеңіл балшықты және орташа  балшықты топырақтар.

   Топырақтың физикалық қасиеттері. Топырақтың өсімдікті сумен, ауамен және қоректік элементтермен қамтамасыз ету қабілеті оның физикалық күйіне тәуелді. Сондықтан оңтайлы параметрлерін құрастыру мақсатында топырақтың физикалық қасиеттерін реттеу-егіншіліктің маңызды міндеттерінің бірі.

Топырақтың негізгі физикалық қасиеттеріне сыбағалы /үлестік/ масса, көлемдік масса және өңдеу қабатының құрылысы жатады.

   Топырақтың сыбағалы массасы-бұл топырақтың қатты массасының 40С судың сол көлемдегі массасына қатынасы. Сондықтан сыбағалы масса бүкіл топырақты емес, тек оның қатты бөлігін ғана сипаттайды. Көптеген топырақтардың сыбағалы массасы 2,50-2,60 г/см3 арасында ауытқиды. Барлық топырақтардың жоғарғы қара шірінді горизонтының ең төмен сыбағалы массасы болады да, топырақ кескіні тереңдеген сайын сезілетіндей ауырлай түседі.

   Әр түрлі топырақтардың бірдей горизонттарында, қара шірінді неғұрлым көп болса, соғұрлым сыбағалы массасы төмен болады. Соған қарамай басқа физикалық сипаттамаларымен салыстырғанда оның ауытқуы және уақыттық динамикасы да шамалы.

   Топырақ  тығыздығы топырақ бөліктерінің өзара орналасуымен сипатталады. Топырақ тығыздығын сандық бағалау үшін көлемдік массаны, салмақтық көлемді және қуыстылықты /саңылаулылықты/ пайдаланады. Бірақ әдістемесінің аспаптарының қарапайымдылығына байланысты топырақ тығыздылығын көбінесе көлемдік массамен сипаттайды.

   Көлемдік масса-бұл табиғи жайғасқанда абсолютті құрғақ топырақтың граммен белгіленген бір текше см-ң массасын көрсетеді.Сан жағынан ол әрқашан сыбағалы массадан кем, себебі кеуектегі ауаның тығыздығы шамалы болады. Ол механикалық құрамда, құрылымдық күйіне, органикалық заттардың мөлшеріне және топырақтың жайласуына тәуелді. Топырақтың сыбағалы массасы неғұрлым аз болса, соғұрлым ол борпылдақ келеді және керісінше. Жеңіл құмды және құмайт топырақтар, әдетте, балшықты және құмбалшықты топырақтарға қарағанда үлкен сыбағалы массаға ие. Жақсы құрылымды топырақтар құрылымсыз топырақтармен салыстырғанда, әрқашан борпылдақ келеді. Топырақ неғұрлым қара шіріндіге бай болса, соғұрлым оның көлемдік массасы аз болады.

   Ауыл шаруашылық дақылдарының топырақ тығыздылығына талабы бірдей емес. Олар әртүрлі өсу және даму кезеңдерінде де бірдей емес. Өсімдіктің топырақ тығыздығы жағдайына реакциясы бірінші кезекте олардың биологиялық ерекшеліктерінде , тамыр жүйесінің дамуына байланысты. Өсімдіктің өсуі және дамуы үшін ең қолайлы жағдай қалыптасатын топырақ тығыздығын оңтайлы деп атайды. Көптеген дақылдар үшін ол 1,10-1,30 г/см3 арасында ауытқиды.

   Егер оның көлемдік  массасы 1,15 г/см3 аспаса өңдеу қабаты борпылдақ, тығыз-1,15-тен 1,35-ке дейін және 1,35 г/см3 жоғары болса, өте тығыз деп есептелінеді.

   Топырақ тығыздығы  өзгермелі келеді. Терең өңдегеннен  кейін ең борпылдақ топырақ  қабаты бірте-бірте тығыздалады  және біраз уақыт өткеннен  кейін белгілі бір тығыздыққа  жетеді де, ол кейіннен аса байқалатындай өзгермейді.

   Тепе-тең тығыздылық  әрқашан оңтайлы тығыздыққа сәйкес келе бермейді. Сондықтан топырақты оңтайлы тығыздыққа келтіру-топырақ өңдеудің маңызды міндеттерінің бірі. Егер тепе-тең тығыздылық себілетін дақыл үшін оңтайлыдан жоғары болса, топырақты қопсытады. Егер ол оңтайлыдан төмен болса, топырақты тығыздайды. Олар үйлескен жағдайда, басқа себептері /арамшөптерді жою, тыңайтқышты сіңіру т.б./ болмаса, топырақты өңдеудің қажеттілігі болмайды.

   Топырақтың  өңдеу қабатының құрылысы-топырақ құнарлығының маңызды жағдайы. Топырақтың өңдеу қабатының құрылысы деп жалпы саңылаулылықтың шамасын, капиллярлы емес саңылаулардың қатынасын айтады.

  Топырақтың қатты фазаларының арасындағы қуыстардың жиынтық көлемі жалпы саңылаулықты береді. Оны экперименталды, сондай-ақ есептеу жолымен анықтауға болады.

   Жалпы саңылаулылықтың  көлеміне топырақ бөліктерінің мөлшері мен олардың өзара орналасуы, топырақтың механикалық құрамы, органикалық заттардың мөлшері, жануарлар мен насекомдар індерінің /іздерінің / болуы әсер етеді. Бірқатар зерттеушілердің /С.И.Долгов, А.Г.Дояренко,1963, Н.А.Качинский, 1965 жәнет.б./ деректері бойынша, әр түрлі топырақтардағы саңылаулылық 45-тен 65% дейін ауытқиды. Ол топырақтың жоғарғы горизонттарында өзгерушілікке жиі ұшырайды да, төменгі қабаттарында тұрақтылығын сақтайды. Жалпы саңылаулылыққа, әсіресе топырақтың өңдеу мерзімі ерекше күшті әсер етеді. Мысалы, жаңа өңделген құрылымды топырақта ол 70% және одан да жоғары болады.

   Агрономиялық көзқарас  бойынша саңылаулардың жалпы  жиынтығын ғана білу емес, сонымен  бірге олардың сапалық құрамын  да білген дұрыс, себебі табиғи күйіндегі топырақта саңылаулардың әртүрлі пішіндері мен мөлшерлері болады. Топырақ агрегаттарының арасындағы су ұстағыш қабілеттері жоқ, салыстырмалы ірі аралықтарды капиллярлы емес саңылаулар деп атайды. Капиллярлы емес саңылаулар әдетте ауамен толтырылады, себебі олардағы су гравитация заңы бойынша ауысып отырады.

   Саңылаулардың басқа  категориясы агрегаттар ішінде  топырақ бөліктердің арасында, жіңішке  аралық түрінде болады.

   Құрғақ далалық  аймақ жағдайында топырақтың  өңдеу қабатында тұрақты аэрация  саңылаулығы әрқашан оңтайлыдан /оптимумнан/ жоғары /20%көп/ болады.

   Капиллярлы және  капиллярлы емес саңылаулардың  көлемдерінің қатысы топырақтың  су-ауа ережесін, оның биологиялық  белсенділігін, өсімдіктің тамырлық  қоректену жағдайын да анықтайды.

   Тек капиллярлы  саңылаулардан тұратын топырақ  өте тығыз топырақтарға тән қасиеттерге ие болады және керісінше, тек капиллярлы емес саңылаулары бар топырақтарға тым борпылдақ топырақтардың қасиеттері тән болады.

   Топырақ тығыздылығы  өзгергенде әсіресе құрылымы берік еместің топырақ саңылаулылығының көлемі және капиллярлы және капиллярлы емес саңылаулылықтардың ара қатынасы өзгереді. Осыған байланысты топырақтың өңдеу қабатының оңтайлы құрылысы құрғақ дала аймағында капиллярлы және капиллярлы емес саңылаулардың қатысы 0,25 тен 0,50-ге дейін болғанда қалыптасады. Өндіріс жағдайында топырақтың өңдеу қабатының құрылысы механикалық өңдеумен өңделеді. Әдетте капиллярлы саңылаулылық біршама тұрақты шама және бір топырақ шеңберінде шамалы ғана өзгереді. Сонда топырақтың өңдеу қабатының құрылысын реттеу, алдымен капиллярлы емес саңылаулықты өзгертуге келіп тіреледі. Топырақты терең және жиі өңдеу жалпы және капиллярлы емес саңылаулылықты көбейтуге мүмкіндік береді.

   Топырақ тепе-тең  тығыздыққа дейін отырғаннан /шөккеннен/ кейін тепе-тең саңылаулықтың  осы дақыл үшін оңтайлыға жеткенде топырақты қосымша өңдеудің қажеттігі болмайды.

   Топырақ құрылымдылығы  неғұрлым жоғары және органикалық заттардың мөлшері көп болса, соғұрлым топырақтың өңдеу қабатының қалыптасқан оңтайлы құрылысы ұзақ уақыт сақталады да, соншалықты кең өңдеу саны қажет болады және өңдеу кеміту мүмкіндіктері арта түседі.

   Топырақ өңдеу құралдарын  таңдау, өңдеу мерзімін, саны мен  сапасын анықтау оның физикалық-механикалық  қасиеттеріне байланысты болады. Оларға иленгіштігі, жабысқақтығы, физикалық байланыстылығы, тығыздылығы, топырақтың сыбағалы қарсылығы, бөртуі және шөгуі жатады.

   Иленгіштік. Топырақтың белгілі бір күш әсер еткенде жекеленген бөліктерге ыдырамай және ол күш тоқтағаннан кейін өзгерген пішінін сақтау қабілеті иленгіштік деп аталады.

   Иленгіштік топырақтың минералогиялық құрамына, алмасу катиондарының құрамына, органикалық заттар мөлшеріне және дымқылдығына тәуелді. Қара шіріндісі мол топырақтардың иленгіштігі төмен.

   Жабысқақтық-топырақтың әр түрлі заттарға жабысу қабілеті. Жабысқақтық шамасы топырақты жабысқан затынан ажыратып алу үшін қажет күшпен анықталады және г/см2 өлшенеді.

  Жабысқақтық топырақтың механикалық құрамына, дымқылдығына, сіңірілген катиондар құрамына, құрылымдық күйіне, органикалық заттар мөлшеріне тәуелді. Балшықты бөліктерден тұратын топырақтар ең жоғары жабысқақтыққа, ал құмдақтар ең төменгі жабысқақтыққа ие болады. Дымқылдығы бірдей болғанда құрылымды топырақтармен салыстырғанда құрылымсыздар шамалы жабысқақ келеді.

   Топырақтың кальциймен қанығуы  жабысқақтығы кемітеді, ал топырақтың сіңіру кешенінде натрий көбейген сайын топырақтың жабысқақтығы күрт жоғарылайды.

   Топырақтың жабысқақтығы  оның физикалық «пісуімен» байланысты. Топырақтың өңдеуге жеңіл бейімделуін, жақсы үгілуін және топырақ өңдеу құралдарының мүшелеріне жабыспайтын күйін физикалық пісуі деп атайды. Ол топырақтың дымқылдығына, механикалық құрамына, органикалық заттардың мөлшеріне, құрылымына, жер бедеріне және өңдеу жылдамдығына тәуелді. Өңдеудің ең жоғары сапасы топырақтың ең төмен су сыйымдылығы 60-90% шеңберінде ауытқығанда байқалады. Топырақты құрғақ күйінде өңдегенде аңыз, капиллярлы емес саңылаулылығы бар, ірі кесекті күйде болады. Мұндай топырақ ылғалды қарқынды буландырады, ірі кесектерді азайту және тегістеу үшін қосымша өңдеуді қажет етеді. Ылғалы мол топырақтар өңдегенде үгітілмейді, жабысқақ келеді, кепкеннен кейін қатайып қалады.

   Физикалық пісуден басқа, биологиялық пісуді ажыратады, мұнда  топырақ микроағзалардың биологиялық  белсенділігінің артуы қоректік  элементтердің пайда болуына  ықпал жасайды.

   Байланыстылық. Топырақтың масса байланысын күшейтіп, ажыратуға,  жаншылуға қарсы тұру қабілетін байланыстылық деп атауға келісілген.Оны кг/см2 көрсетеді және ол топырақтың дымқылдығына, механикалық құрамына, құрылымына және т.б факторларына байланысты болады.

   Құмды топырақтың құрғақ  күйінде байланыстығы болмайды. Балшықты топырақтардың құрғақ күйінде ең жоғары байланыстылығы болса, физикалық пісу кезінде олар ең төмен байланыстылыққа ие. Топырақ байланыстылығы өңдеген кезде оның сыбағалы қарсылығына әсер етеді.

Қаттылық-бұл топырақ өзіне басқа бір денелердің /шар, конус, сына және т.б/ қысыммен енуіне тұру қабілеті. Ол арнаулы аспаптармен қаттылық өлшеуішпен анықталады және кг/см2 көрсетіледі.

   Топырақ қаттылығы оның  дымқылдығына, механикалық құрамына құрылымдылығына, сіңірілген негіздер құрамына, қара шірінді мөлшеріне тәуелді.

   Қаттылығы жоғары топырақтар  әдетте нашар физикалық-химиялық  және агрофизикалық қасиеттерімен  сипатталады. Ең төмен тығыздылық  дымқыл топырақтарға тән, ал кепкен сайын ол күрт арта түседі. Құрылымды топырақтар басқа жағдайлар бірдей болғанда, құрылымсыз топырақтармен салыстырғанда, қарсылық көрсетуі шамалы болады. Дымқылдығына қарай топырақ қаттылығы кең ауқымда 5-7-ден 45кг/см2 өзгеруі мүмкін. Ең төмен қаттылық топырақтың өңделу қабатында болады да, топырақ кескіні бойынша тереңдеген сайын арта түсіп, ең жоғары деңгейі иллювиалды қабатта байқалады.

   Астық дымқылдары үшін  қаттылық шегі 5-6 мен 20-25 кг/см2 арасында. Топырақ өңдегенде қаттылық пен сыбағалы қарсылықтық арасында өзара тығыз байланыстылық болады.

Топырақтың сыбағалы қарсыластығы. Ол қыртысты тілуге, аударуға және оның құралға үйкелуіне жұмсалатын тарту күшінің көлденең қиық аумағына қатынасын сипаттайды және кг/см2 өлшенеді. Топырақтың сыбағалы қарсылықтығы неғұрлым үлкен болса, оны өңдегенде соғұрлым көп тарту күші қажет етеді.

   Сыбағалы қарсыластықтың шамасы топырақтың механикалық құрамына, дымқылдылығына, құрылымына, негіздермен қанығуына тәуелді және 0,2—ден 1,2 кг/см2 дейін ауытқиды.

   Механикалық құрамы жеңіл, негізге қанықпаған топырақтардың сыбағалы қарсыластығы төмен болса, сіңірілген натрийі көп, балшықты және ауыр құмбалшықты топырақтарда ол жоғары болады.

   Ісіну және шөгу сығылу/. Ісіну-ылғалданған топырақтың өз көлемін молайту, ал шөгу, керісінше, кепкен кезде көлемін кішірейту қабілетін сипаттайды.