Топырақтың физикалық қасиеттері

 

Топырақтың агрохимиялық қасиеттері.  Топырақтың химиялық құрамы күрделі, өйткені оған 40-тан аса әр түррлі химиялық элементтер кіреді. Өсімдіктер қоректену үшін оларға макро (көміртегі, оттегі, сутегі, азот, алюминий, темір, кальций, магний, калий, натрий, күкірт, фосфор) және микроэлементтер (йод, бром, марганец, молибден және басқалар) керек.  Бұл элементтер топырақ құрамында әр түрлі фориада болады және олардың көпшілігі органикалық заттардың  немесе минералдардың  да құрамына болуы мүмкін.  Тек азот пен көміртегі ғана минералдар құрамына кірмейді, олар органикалық және органо-минералдық қосылыстар болып табылады.

 

Топырақтың көптеген қасиеттерінің ішінен оның құнарлылығын көрсететін және ауылшаруашылық дақылдарының өнімдеріне тікелей ықпал ететін агрохимиялық көрсеткіштерін, яғни топырақтың қышқылдық дәрежесін (рН) , қарашіріктің , азоттың, фосфордың және калийдің қорларын атауға болады.

 

Топырақ құнарлылығының негізгі көрсеткіштерінің бірі-оның қарашірігінің (гумусының) мөлшері. Ол Қазақстан топырағында 1-3 пайыздан (сұр топырақ), 6-8 пайызға (қара топырақ) дейін ауытқиды. Ауыл шаруашылығында жоғары өнім алу үшін үш элементті, яғни, азотты, фосфорды және калийді қолданады. Сондықтан, егіншілікке азотты, фосфорлы және калийлі тыңайтқыштар пайдаланылады.Қазақстан топырағы калийге бай, азотпен орташа қамтамасыз етілген, ал фосфор жеткіліксіз.

 

Топырақтың  биологиялық  қасиеті.  Топырақ түзілуде өсімдіктермен қатар, микроағзалар мен жануарлардың алатын орны зор. Топырақ микрофлорасы. Аналық тау жынысында бірінші орналасып тіршілік ететін тірі ағзалар микроағзалар болып табылады және олар топырақты құнарлы ететін ағзалар тобына жатады. Олар атмосфера азотын сіңіреді де, оны күрделі ақуыз (белок) денесіне айналдырады, органикалық қалдықтарды ыдыратады және оларды өсімдік сіңіре алатын қарапайым тұз күйіне дейін минералдайды. Сондай –ақ, микроағзалар қарашірік түзуге, көптеген минералдарды синтездеуге, бұзуға қатысады.

 

Топырақта бактериялар, саңырауқұлақтар, актиномицеттер және балдырлар сияқты әр түрлі микроағзалар өмір сүреді. О лардың саны өте көп.Мысалы,  олардың 1 г құнарлы топырақтағы саны миллионнан миллиардқа дейін жетеді.

 

Бактериялар- топырақта ең көп тараған микроағзалар тобы. Қоректендіру жағдайына қарай олар гетеротрофты және антотрофты болып екі топқа бөлінеді. Гетеротрофты бактериялардың бейорганикалық заттарды органикалық заттарға айналдыру қабілеті жоқ, сондықтан олар дайын органикалық қосылыстармен қоректенеді.Антотрофты бактериялар органикалық заттарды өздері синтездеп алады. Т опырақта бос олттегіні пайдаланатын аэробты бактериялар және оттегісіз тіршілік етіп, көбеюге қабілетті анаэробты бактериялар болады.

 

Бактериялар топырақта органикалық және минералды қосылыстарды ыдыратуда әртүрлі рөл атқарады.

 

Актиномициттер, кейде оларды сәулелі саңырауқұлаұқтар деп те атайды. О лар топырақтағы шіріген заттарды, жасұнықтарды (клечаткаларды) ыдыратады.

 

Актиномициттер құнарлы, органикалық заттарға бай, бейтарап реакциялы топырақта жақсы дамиды.

 

Саңырауқұлақтар-жіпше тәрізді гетеротрофты ағзалар, олар топырақта көптеп кездеседі.Мысалы, 1 г жердегі олардың саны 1 млн-ға дейін жетеді.Олар органикалық заттарды минералдандыруға және гумификациялауға белсенді қатысады. Топырақ саңырауқұлаұ\қтары арасында патогендер де кездеседі. Олар әр түрлі аурулар қоздырады. Саңырауқұлақтың жоғары сатыдағы көптеген түрі өсімдіктермен симбиозда болады да, олардың қоректенуін жақсартады.

 

Балдырлар – топырақтың барлық түрлерінің жоғарғы қабатында тараған. Олардың жасушасында хлорофилл бар , сондықтан көмірқышқылын сіңіріп, топыраққа оттегін бөліп шығарады.Бактериялардың шамадан тыс көбеюі «топырақтың гүлдену» құбылысына әкеліп соқтырады.

 

Қыналар- саңырауқұлақтар мен балдырлардан тұрады. Саңырауқұлақтар  балдырларды сумен және онда еріген минералды заттармн қамтамасыз етеді, ал балдырлар  саңырауқұлаққа олар пайдаланатын көміртегін синтездейді. Қыналар алғашқы топырақ түзілуге және биологиялық мүжілудің жылдам жүруіне көмектеседі.

 

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

 

Сыбағалы қарсыластықтың шамасы топырақтың механикалық құрамына, дымқылдығына, құрылымына, негіздермен қанығуына тәуелді және 0,2 –ден 1,2 кг/см 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 (аумағын) молайту, ал шөгу, керісінше, кепкен кезде көлемін кішірейту қабілетін сипаттайды.

 

Ылғалдылық артқан сайын топырақ коллоидтары, әсіресе органикалықтар өз көлемдерін молайтуға және кепкен кезде кішірейтуге қабілетті. Ісінуге батпақты  топырақтар икемдирек. Коллоидтық бөліктері шамалы құм топырақтар ісінбейді.

 

Топырақтың физикалық және физикалық-химиялық  қасиеттерін ауылшаруашылық дақылдарының өсіру технологиясын әзірлегенде, аумақта әр түрлі  дақылдары бар ауыспалы егісті орналастырғанда ескеру керек. Бұлардың бәрі де топыраққа әсер ету арқылы реттеуге көнеді.

 

Топырақтың су ережесі. Егіншілік іс-әрекетіне су ережесін реттеу көп жағдайда танаптың құнарлылығын арттырудың негізгі тәсілі болып табылады. Ол топырақта жеткілікті мөлшерде ылғал қорын жинаудан, дақылды ең жоғары деңгйде ылғалмен жеткілікті мөлшерде қамтамасыз ету үшін оны сақтаудан және бүкіл өсу даму кезеңінде  тиімді жұмсаудан тұрады.Өсімдіктегі және топырақтағы барлық тіршілік процестері ылғалмен жеткілікті деңгейде қаныққанда ғана өте алады. Өсімдік жасушаларында 80-90% су болады. Тұтынылған судың тек 0,2% жуығы ғана органикалық заттарды қалыптастыруға жұмсалады, ал қалған су жапырақ арқылы буланып кетеді. Өсімдіктің суды буландыруын транспирация дейді. Ол ауаның температурасы мендымқылдығына, жел ережесіне, топырақтағы су мөлшеріне  және өсімдіктің биологиялық ерекшеліктеріне байланысты.

 

Топырақтан су өсімдікке негізінен тамыр жүйесі арқылы келеді, өсімдік суды аз мөлшерде  ауадан сіңіре алады. Өсімдік тіршілік әрекетінде суды мол шығындайды. Өсімдіктің бір өлшем- құрғақ зат қалыптастыру үшін шығындаған суын транспирациялық коэффициент деп атайды. Әр түрлі дақылдардың транспирациялық коэффициенттері бірдей емес. Ең төменгі тары тәрізділерде орташа есеппен 250, біршама жоғарырақ астық дақылдарында 500-600 және салыстырмалы жоғары көпжылдық шөптерде 700-800.  Жүйелей айтсақ, 1 г құрғақ зат қалыптастыруға 200 грамнан 1000 грамға дейін су шығындалады. Транспирация шамасы өсімдіктің құрғақшылыққа төзімділігінің нақты көрсеткіші болып табылмайды. Қоршаған орта жағдайына байланысты бір өсімдіктің транспирациялық коэффициенті кең көлемде ауытқуы мүмкін.

 

Өсімдіктің ылғалға деген талабы да оның әр түрлі даму кезеңінде бірдей болмайды. Өсуінің  және дамуының алғашқы кезеңінде, тамыр жүйесі әлі нашар дамығанда және жапырақ беті шамалы болғанда, өсімдік ылғалды аз тұтынады, бірақ топырақ ылғалының мол болғанын талап етеді. Одан әрі вегативтік массасы көбейген сайын ылғал қажеттілігі арта түседі де, ең жоғарғы шегіне өсу- даму кезеңінің белгілі бір кезеңінде келеді. Ылғалды ең жоғары мөлшерде тұтынатын кезеңді қиын-қыстау кезеңі деп атауға келісілген.

 

Өсу-даму кезеңінің соңында, өсімдік жапырағының едәуір бөлігі солғанда, су пайдалану күрт төмендейді.

 

Судың өсу-даму кезеңінде 1 га алаңнан транспирацияға және физикалық булануына шығындалуын су пайдалану жиынтығы (СЖ) дейді. Оны мм, тонна немесе м көрсетеді.

 

Мәдени дақылдардың өсу-даму кезеңінде шығындайтын суының жалпы мөлшері, олардың қарқынды өсу кезеңінің ұзақтығына, ауа райына, агротехника деңгейіне және өнім деңгейіне  байланысты.  Өсімдік қиын-қыстау кезеңінде тәулігіне 6 мм дейін ылғал шығындай алады.

 

 

Ауыл шаруашылығы өндірісінде өсу-даму кезеңінде шығындалған әр миллиметр ылғалдың өзін-өзі  ақтауының маңызы өте зор. Бір центнер немесе 1 тонна өнім қалыптастыруға шығындалған судың жалпы көлемін су пайдалану коэффициенті деп атайды. Ол белгілі бір шамада осы шаруашылықтың агротехника деңгейінің көрсеткіші бола алады. Өнімділік неғұрлым  төмен болса, бір өлшем өнімге соғұрлым көп су жұмсалады.

 

Өсімдіктердің басқа факторларға деген талабы қаншалықты қамтамасыз етілсе, бір өлшем құрғақ затқа соншалықты аз су шығыны кетеді. жас жапырақ бетінің ескі жапырақ бетіне қарағанда өнімдірек жұмыс атқаратынын ескеруіміз керек. Жалпы айтқанда, су өсімдікке үздіксіз келіп тұруы керек. Өсімдікке келіп тұратын  судың және оның траспирацияға шығындалуының ара-қатысын су теңгерімі деп атауға келісілген. Өсімдікке қажет су мөлшері мен сол сәттегі оның топырақтағы қорының  айырмашылығы су тапшылығын қалыптастырады.

 

 

Өсімдіктің сумен қамтамсыз етілуін бағалау үшін әр түрлі көрсеткіштер қоланылады. Костяков А.Н. (1933) су теңгерім коэфициентін  ұсынады. Ол белгілі бір уақытта топыраққа  келіп түсетін судың булану шамасына қатынасын сипаттайды. Егер коэффициент 1 –ден төмен болса, ылғалдану жеткіліксіз деп саналады.

 

Өсімдіктердің басым бөлігі үшін топырақтағы ылғал қорын ең төмен су сыйымдылығының 60-80% ұстау керек.

 

Су ережесін реттеу тәсілдері.  Жауын-шашын мөлшері шектелген  далалық аймақтарда су ережесін реттеу ылғалды жинаудан, сақталудан және оны тиімді пайдаланудан тұрады.

 

Ылғал жинау күзде алғы дақылды жинағаннан кейін басталады. Топырақты терең өңдеу, өңдеу қабатын борпылдақ құрылысты ете отырып, жаңбыр және еріген қар суының жақсы сіңірілуін қамтамасыз етеді, топырақ бетінен ағып кетуін азайтады.

 

Топырақ үстіндегі қалған пая, жел екпінін және температураны төмендете отырып , ылғалдың булануын әжептәуір кемітеді. Қалдық аая танапта биіктігі 20-25 см қардың жиналуына себеп болады. Бірақ, егер  бүкіл қардың топыраққа 2/3 бөлігі ғана сіңірілетінің  ескерсек, бұл жеткіліксіз. Қысқы ылғалды толығырақ пайдалану үшін  қар тілгіштермен қосымша қар тоқтату керек.

 

Топырақтың су теңгерімі және су ережесі. топырақтың су ережесінің сандық сипаттамасы болып су балансы саналады.  Ол топыраққа клетін бүкіл судың жиынтығын және олардың белгілі бір уақыт аралығында жұмсалуын көрсетеді.

 

Топыраққа келетін судың негізгі көзі-атмосфералық жауын-шашын. Топырақта ылғал қоры жиналуы өсіп тұрған өсімдік жоқта және өте төмен булану жағдайында, негізінен күз-қыс кезеңінде жүреді.

 

Су балансының басты шығындаушы статьялары –физикалық булану мен транспирация. Астық дақылдары өсу-даму кезеңдерінде орта есеппен 250мм ылғал шығындайды.

 

Топырақтың ауа ережесі. Атмосферадан ауа топыраққа еніп, судан бос, топырақ арасындағы саңылауларға орналасады. Топырақ ауасының біраз бөлігі суда еріген түрде, жарым-жартылай коллоидтар сіңірген түрде болады.

 

Топырақ ауасы атмосфералықтан оттегі мөлшерінің аздығымен және көмірқышқыл газы концетрациясының көптігімен өзгешеленеді. Микробиологиялық  іс-әрекеттің нәтижесінде, ауа ауысымының жетімсіздігінен топырақта метан мен күкіртті сутегі бар газдар жиналады.

 

Топырақ ауасының негізгі тұтынушысы болып өсімдік тамыры, микроағзалар мен топырақ жануарлары  саналады, аз мөлшерде тотығудың химиялық реакциясына жұмсалады. Өсімдіктің тамыр жүйесі бір қалыпты іс-әрекетте болуы үшін топырақ ауасындағы оттегі мөлшері 15 % кем болмағаны дұрыс.

 

Топырақта бос оттегі болмағанда өсімдік дамуы тоқталады, топырақ ауасында СО2  концентрациясы 2-3 % артса, өсімдіктің дамуы басылады.

Топырақ ылғалы капилярлық булану барысында азаяды.Ұзын капилярдың болуы топырақты тез құрғатады, ал капилярды бұзу ылғалдың сақталуын қамтамасыз етеді.Қуаңшылық аудандарда судың топыраққа мол келуіне

 

бағытталған түрі шаралар жасалады, беткі су ағысын реттеу, түрлі суландыру.

 Топырақ эрозиясы (латынша erosіo – желіну) – топырақтың беткі  ұнтақталған құнарлы қабатының жел күшімен немесе су ағынының шаюы салдарынан құнарының азаюы. Жел эрозиясы кез келген топырақ типінде кездесіп, жел күшімен топырақтың беткі қабатын, кейде өсіп тұрған өсімдігімен бірге басқа жаққа ұшырып әкетеді. Әдетте жел эрозиясы жер бедері жазық, құрғақ, ормансыз шөл аймақтарында жиі болады. Тіпті шөл аймақтарындағы құмды алқаптардың шөп өспейтін бөліктері жел әсерінен бір орыннан екінші орынға жиі жылжып отырады. Оларды жылжымалы құмдар деп атайды. Топырақ бетінде өсімдік жақсы өскен алқаптар жел эрозиясына ұшырай бермейді. Өсімдік тамырлары топырақтың беткі қабатын бекітіп ұстап тұрады, өскіндері жауын суының біразын өздеріне сіңіріп, қалғанын жер астына өткізеді, ал екпе ағаштар қар тоқтатуға және олардың топырақ бетінде біркелкі таралуына септігін тигізеді, желдің күшін азайтады, т.б. Ал бұл жерлерді кәдімгі қайырмалы соқамен жыртып, топырақтың майда ұнтақталған бос қабаты жер бетіне шыққан кезде олар желдің еркіне беріліп ұшады. Осындай жағдай тың игеру кезінде Қазақстанның солт. аймақтарында кең өріс алған. Табиғаттың бұл апатымен күресуде акад. А.И. Бараев басшылық еткен Қазақ астық шаруашылығы ғылыми-зерттеу институты жақсы нәтижелерге қол жеткізді. Топырақты жел эрозиясынан қорғау үшін жасалған жүйенің негізінде топырақты бұрынғыдай қайырмалы соқамен жыртудың орнына қайырмасыз етіп жыртып, терең қопсыту ұсынылған. Сонда топырақта өскен дақыл сабақтары топырақ бетінде қалып, қыста қар тоқтатуға, желдің күшін төмендетуге септігін тигізеді. Ең бастысы бос топырақ жер бетіне шықпай, біршама тереңдікте жатады. Жел эрозиясына жиірек ұшырайтын алқаптар жайылымдық жерлерде, топырағы жұқа шөл белдемдерінде кездеседі. Себебі шөл белдемдерінде өсімдіктер сирек өседі әрі жақсы дамымаған, сондықтан бұзылуға өте бейім топырақ түзіледі. Мал жиі жайылатын елді мекендер немесе мал суаратын пункттердің төңірегіндегі топырақ та жиі бұзылып, шаңы шығып, желге ұшады. Ондай жағдайларды болдырмау үшін ауыспалы жайылымдық жүйеге көшу қажет.