Топырақтың физикалық құрамы
КІРІСПЕ
Тақырыптың өзектілігі: Қоршаған орта факторларының микроорганизмдерге әсер етуі әртүрлі. Ылғал, температура, құрғақшылық және т.б. факторлар микроорганизмдерге қаншалықты әсер етсе, олардың да сыртқы орта жағдайларына тигізетін өзіндік әсерлері бар. Әсіресе күнделікті тұрмыстық жағдайларда микроорганизмдердің әсерлерін байқап жатамыз. Жалпы табиғатта микроорганизмдер әлемі өкілдерінің таралуы да әрқилы болып келеді. Топырақта, суда, ауда, тағам құрамдарында тараралатын микроорганизмдер топтары алуан түрлі және олар қатысуымен жүретін процестерде түрліше болып келеді. Дипломдық жұмыста қоршаған орта факторларының микроорганизмдерге әсері және керісінше микроорганизмдер әлемінің табиғи ортаға тигізетін әсерлері жөнінде мәліметтер ғылыми әдебиеттер мен тәжірибелік жұмыстарға сүйене отырып сипатталды. Өз кезегінде микроорганизмдер де өсімдіктер тіршілігіне әсерін тигізеді. Диплом жұмысын жазу кезінде осы процестердің жүру барысына ғылыми зерттеу жұмыстарына сүйене отырып сипаттама берілді. Топырақ құрамындағы әртүрлі химиялық стимуляторларда өсімдіктер мен жануарлар тіршілігіне өз әсерін тигізеді.
Зерттеу мақсаты: Ғылыми зерттеу жұмыстарына сүйене отырып микроорганизмдерге әсер ететін қоршаған орта факторларын, негізгі себептерін көрсету. Тәжірибе қою арқылы анықтау.
Зерттеу нысаны: Топырақ микроорганизмдері, қоректік орталар, микробиологиялық зертхана,
Зерттеу пәні: Топырақтану, Микробиология және т.б.
Зерттеу болжамы: Табиғатта таралған микроорганизмдер берекетсіз емес, өзара белгілі бір байланыста тіршілік етеді. Топырақтың типіне байланысты микроорганизмдердің орналасуында белгілі бір заңдылық болады. Ал микроорганизмдерді зерттеудің жалпы қолданылып жүрген әдістері пайдаланылса топырақ горизонттарында таралған олардың топтарының барлығын бірдей зерттеуге мүмкіндік болмайды. Міне бұл жағдайды болдырмай микробтар биоценозын толық зерттеу үшін бірнеше әдістер қолданылады.
Зерттеудің міндеттері:
Әдебиеттерге, энциклопедия және ғылыми зерттеу жұмыстарына сүйене отырып топырақ микроорганизмдеріне сипаттама беру;
Топырақ микроорганизмдерінің өсімдіктер тіршілігіне әсерін зертханалық жағдайда әртүрлі әдістермен зерттеу;
Топырақ мекендеушілерін зерттеудегі негізгі әдістерді салыстырмалы түрде зерттеу. Өсімдіктер тіршілігіне микроорганизмдер мен химиялық стимуляторлар әсерін анықтау
Мәселенің зерттелу деңгейі: Топырақтың түріне қарай оның механикалық құрамы да өзгеріп отырады, олардың ұсақ бөлшектерінің шамасы миллиметрдің өлігіндей және одан ірілеу болады. Осындай бөлшектердің арасында ауа, су болумен қатар микро-организмдер де тіршілік етеді. Олардың көпшілігі топырақ бөлшектерінің ішінде, қалғандары топырақ ерітіндісінде кездеседі. Я. П. Худяковтың зерттеуіне карағанда, бактерияларды топырақ бөлшектері адсорбциялайтыны анықталған. Қара топырақтың бір грамдайы 7 миллиард бактерияны өз бойында ұстап тұра алады. Ерітіндіде жүрген бактериялардың 99%-тейін топырақ адсорбциялай алады.
Мәселенің деректік көзі: Зерттеу жұмысын жазу кезінде бірнеше ғылыми әдебиеттер, жұмыстар пайдаланылды. Соның ішінде негізгі әдебиеттер тізімі - Шигаева М.Х.,Канаев А.Б.Микробиология. Алматы, Санат, 2004. Гусев. М. В., Минеева Л А ., Микробиология ,- М,: Изд-во Москва университета, 1985., Колешко О. И. Микробиология.- Минск :
Әдіснамалық және теориялық негіздері: Топырақтың терең қабаттарында анаэробты және факультативті микроорганизмдер (негізінен бактериялар) басым болады. Бірақ бұл қабаттарда аз да болса оттегінің кездесетіні анықталған. Сондықтан оттегі бар жерде анаэробты микроорганизмдер тіршілік ете алмайды деп кесіп айтуға болмайды.
Топырақ ылғалдығының және температурасының микробиологиялық процестерге әсері. Микроорганизмдер негізінен ылғалды жерде жақсы тіршілік етеді. Сондықтан қажетті мөлшерде ылғалдың болуы микробиологиялық процестің тез жүруіне күшті әсер етеді. Әр түрлі микроорганизмдер үшін қажетті ылғалдың мөлшері де түрліше болады. Кейбір микроорганизмдер ылғал шамадан тыс аз болса да тіршілігін тоқтатпайды. Оларға микроскоптық саңырауқұлақтар мен актиномицеттер жатады. Ылғалдың азаюы әсіресе бактериялардың тіршілігін киындатады, олар тіршілік барысында топырақ құрамына байланысқан сулармен қоректенуге бейімделген.
Зерттеу әдістері:Ғылыми жұмысты жазу кезінде зерттеудің биологиялық, химиялық, бақылау, т.б. әдістері қолданылды.
Ғылыми жаңашылдығы мен практикалық маңыздылығы: Микроорганизмдер тіршілігінің активтігі артқан кезде ортаға түрлі ферменттер, қышқылдар және басқа заттар бөліп шығарады. Бұл заттар топырақтағы минералдану процесін күшейте түседі.
Микроорганизмдер тіршілігі ұзаққа созылмайды. Олардың азот, фосфор т. б. элементтер бар өлекселері минералданып, өсімдіктерге сіңімді күйге айналады. И. В. Тюриннің мәліметіне қарағанда, солтүстіктің күлгіндеу топырағының бір гектарындағы микробтарда болатын азоттың мөлшері 15 -- 28 сг-дай, қара топырақтарында бұл 50 сг-ға дейін, ал өңделген сүр топырақтарда -- 75 -- 100 сг-ға дейін жетеді. Микроорганизмдер тіршілігінің активтігі артқан кезде ортаға түрлі ферменттер, қышқылдар және басқа заттар бөліп шығарады. Бұл заттар топырақтағы минералдану процесін күшейте түседі.
Микроорганизмдер тіршілігі ұзаққа созылмайды. Олардың азот, фосфор т. б. элементтер бар өлекселері минералданып, өсімдіктерге сіңімді күйге айналады. И. В. Тюриннің мәліметіне қарағанда, солтүстіктің күлгіндеу топырағының бір гектарындағы микробтарда болатын азоттың мөлшері 15 -- 28 сг-дай, қара топырақтарында бұл 50 сг-ға дейін, ал өңделген сүр топырақтарда -- 75 -- 100 сг-ға дейін жетеді.
Практикалық базасы: Дипломдық жұмысты жазу кезінде Х.Досмұхамедов атындағы Атырау мемлекеттік университетінің зертханасында эксперименттік жұмыстар
Дипломдық жұмыстың құрылымы: Дипломдық жұмыс екі бөлімнен кіріспе, қорытынды және әдебиеттер тізімінен, суреттер, 5 кестеден тұрады.
Кіріспе
1.Әдебиеттерге шолу
Егер жер бетіндегі табиғи денелерді тірі ағзаларға (жан-жануарлар, өсімдіктер) және жансыз денелерге (тау жыныстары, минералдар) бөліп қарайтын болсақ, онда топырақтың осы екі топтағы денелердің аралығынан орын алатын ерекше дене екенін байќаймыз. Өйткені ол академик В.И. Вернадскийдің (1863-1945) анықтауы бойынша әрі тірі, әрі өлі денеден құралған.
Топырақты ерекше табиғи дене ретінде қарауымызға бірінші себеп, оның құрамында әрі минералды, әрі органикалық заттардың және айрықша органикалық, органикалық-минералдық заттар тобының - қарашіріндінің болуы. Ал, екінші себеп, оның құрамында тірі ағзалар: өсімдіктердің тамыр жүйесі, топырақта қоныстанған жәндіктердің, және неше түрлі орасан көп микроағзалардың болуы, сөйтіп оның тірі бөлігін құрауы. Сонымен бірге, топырақ көп бөлікті күрделі жүйе екенімен де ерекшеленеді. Топырақ қатты, сұйық, газ және тірі бөліктерден құралған.
Топырақтың негізгі ерекше қасиеті оның құнарлылығы болып саналады. Топырақ құнарлылығы дегеніміз, оның өсімдіктерді қажетті мөлшерде минералды элементтермен, сумен, оның тамырларын ауамен, жылумен қамтамасыз етіп, өсімдіктің өсіп, өнім беруіне мүмкіндік бере алатын қасиеті. Осы қасиетімен топырақ тау жыныстарынан, табиғаттың басқа туындыларынан ерекшеленеді.
Адамзат топырақтың құнарлығын пайдаланып оны ауыл және орман шаруашылығында негізгі өндіріс құралы ретінде қолданады. Әр түрлі өсімдіктер егіп, мал жайып өнім өсіреді. Топырақты қолданғанда адам топырақтыњ түзілу процесіне әсер етеді, оның құрамының, құрылымының және физикалық-химиялық қасиеттерінің өзгеруіне ықпал жасайды. Сондықтан топырақ адамзат енбегінің туындысы, жемісі ретінде де саналады. Сөйтіп, топыраққа адамзаттың қатынасы үш жақты болып келеді. Біріншіден - топырақ адамзат үшін табиғи ерекше дене, екіншіден - ол негізгі өндіріс құралы, үшіншіден - ол адамзат еңбегінің туындысы, жемісі.
Топырақты негізгі өндіріс құралы ретінде пайдаланғанда оның келесідей ерекшеліктері бар екені аңғарылады: топырақтың орнына басқа табиғи денені ауыстырып қолдануға болмайды; топырақтың межесі бар; көп көлемде орнынан қозғап басқа жаққа ауыстыруға болмайды; оның құнарлылығы бар.
Адам өмір сүретін табиғи ортада, яғни экосферада топырақтың алатын маңызы өте зор. Өйткені топырақ көмегімен адамзат қолданатын азық-түліктің, өмірге керек өндірістік шикізатардың басты бөлігі алынады. Ғалымдардың есептеуі бойынша жер шары халықтарының пайдаланатын тамағының 99 пайызы жердің құнарлы қабаты арқылы алынатынын көрсетеді. Сонымен бірге топырақ құнарлығы арқылы өндіріске керек көптеген шикізат осы топырақта әр түрлі өсімдіктер өсіру арқылы, өсімдіктерді азық ретінде пайдаланатын жануарлардың жүні, терісі ретінде өндіріледі. Сондықтан топырақ халық шаруашылығында негізгі өндіріс құралы ретінде өте маңызды роль атқарады.Адамзат қоғамына қатынастылығына байланысты топырақ бір жағынан адам өмір сүретін табиғи орта, тіршілік кеңістігі болып саналса, екінші жағынан ол экономикалық негіз және негізгі өндіріс құралы.
Сайып келгенде, топырақ табиғаттың өзі тудырған ерекше денесі, оның адамзат өмірінде, табиғатта алатын орыны айрықша маңызды. Топырақ баға жетпес халық байлығы, халық қазынасы. Сол себепті барша адамзат оны халық шаруашылығында тиімді де, дұрыс пайдалануы керек, оны құнарсызданудан, жойылудан сақтап, қорғау қажет. Келесі ұрпаққа топырақты тоздырмай, ластамай, құнарлы қалпында жеткізу әр адамның парызы деп есептеуге болады.
1.1.Топырақтың физикалық құрамы
Топырақ әртүрлі мөлшердегі бөлшектерден тұратын дисперсті табиғи дене, сол себепті оның физикалық қасиеттері тығыз денелердің қасиеттерінен айырықша. Топырақта барлық кеңістік қатты бөлшектермен толтырылмаған, олардың арасында су, ауа, микроагзалар болатын кеуектер бар.
Топырақтардың физикалық қасиеттері және онда жүретін физи - калық үрдістер топырақтың түзілу үрдісіне, топырақтың құнарлылығына, өсімдіктердің өcyiнe және дамуына зор әсер етеді Физика - лық қасиеттер барлық уақытта физикалық, химиялық, физикалық-химиялық және биологиялық үрдістердің әсер етуінен, сонымен бipre адамдар жүргізетін агротехникалық шаралар әсерінен өзгеріп отырады.
Топырақ физикасының негізін қалаушылар П.И. Костычев, А.А. Измайльский, Г.Н. Высоцкий, В.Р. Вильямс және басқалар. Топырақ физикасын дамытуда үлкен ролді Н.А. Качинский, В.В. Квасников, А.Ф. Лебедев, А.А. Роде және т.б. атқарды.
Топырақтардың физикалық қасиеттері негізгі және функционалдық болып бөлінеді. Негізгі өз кезегінде - жалпы физикалық және физикалық-механикалыққа; ал функциональдық - сулық, жылулық, ауалық болып бөлінеді.
Топырақтың жалпы физикалық қасиеттеріне көлемдік салмақ, меншікті салмақ, кеуектілік немесе саңылаулылық жатады.
Топырақтың жалпы физикалық қасиеттеріне түйіртпектілік, көлемдік жəне үлестік салмақ пен қуыстылық, функциялар физикалық қасиеттеріне су, ауа, жылу құбылымдары жəне физика-механикалық қасиеттеріне жабысқақтық, ісіну, шөгу, т.б. жатады. Олардың мөлшері құбылмалы, топырақтың қатты, сұйық, газды жəне тірі фазалар бөліктерінің құрамына, қарым-қатынасы мен өзгерісіне байланысты.
Физикалық қаситтердің топырақ құралу процесіне, құнарлылыққа жəне өсімдіктер дамуына тигізетін əсері зор. Топырақтың физикалық қасиеттері туралы ілім П. Костычев, В. Вильямс, А. Дояренко, Н. Качинский, И. Антипов-Каратаев, С. Астапов, А. Лебедев, П. Вершинин, Ф. Колясьева, А. Тюлин, А. Роде, С. Долгов, И. Ревут жəне т.б. ғалымдар еңбектерімен дамыған. Жалпы физикалық қасиеттерге табиғи қалыптасқан топырақтың тығыздығы мен қатты фазасының тығыздығы жəне қуыстылығы жағады. Қатты фаза тығыздығы деп, топырақтың қатты фазалық массасы мен сəл көлемдегі (4С) су массасы салмақтарының арақатынасын айтады. Ол топырақтағы органикалық жəне минералдық бөлшектер құрамының қарымқатынасымен анықталады. қатты фазалық органикалық заттар (органикалық минералдық қосындылар 2,1-2,5-нан 4,0-5,18 гсм-ге дейін өзгереді.
Көп топырақтар минералдық қабаттарында қатты фаза тығыздығы Табиғи қалыптасқан тығыздық деп, бір көлемдегі табиғи құрылымы бұзылмаған құрғақ топырақ салмағын айтады (гсмБұл тығыздық топырақтың минералдық жəне гранулометриялық құрамына, түйіртпектілігі мен органикалық заттар мөлшеріне сəйкес өзгереді. Оған өңдеу əдістері мен топырақ үстімен қозғалатын техника да əсерін тигізеді. Əсіресе дөңгелекті ауыр тракторлар (К-700) топырақты қатты тығыздайды. Жыртылған топырақ борпылдақ болады да, бірақ уақыт өткеннен соң тепе-теңдік, яғни екінші жыртуға дейін өзгермейтін қалпына түседі. Топырақтың жоғарғы қабаты органикалық заттарға бай жəне ол жақсы түйіртпектелген болса, қыртылғанда қопсылатындықтан аз болады. Тығыздық топырақтың газ алмасуына, онда өсімдік тамырлары дамуына жəне микробиологиялық процестер қырқындылығына тікелей əсерін тигізеді. Көп мəдени өсімдіктерге топырақтың жоғарғы қабатының ең қолайлы тығыздығы - 1,0-1,2 гсм3 Топырақтың қуыстылығы (қ) деп, қатты бөлшектер арасындағы барлық бос жерлер көлемін айтады. қ көрсеткішін топырақтың жалпы (Ж) жəне қатты фазалық (Ф) тығыздығының арасалмағымен есептейді жəне ол процентпен жане ол процентпен белгіленеді.
1.2 Топырақтың химиялық құрамы
Топырақ жер қабығының үстіңгі қабатында орналасқандықтан жалпы оның құрамы жер қабығының химиялық құрамына сәйкес болады. Бірақ, топырақтың химиялық құрамының аналық тау жыныстары құрамынан өзгешеліктері бар. Топырақ минералды, органикалық және органикалық-минералды заттардан құралған. Оның химиялық құрамының басты өзгешелігі - топырақта органикалық заттардың, соның ішінде ерекше заттар тобы қарашіріндінің болуы, химиялық қосылыстардың алуан түрінің кездесуі және оның құрамының уақыт ағымына байланысты өзгеріп отыруы.
Топырақтағы минералды заттардың көзі тау жыныстары, ал органикалық қосылыстар өсімдіктер мен тірі ағзалардың әрекетінен пайда болады. Органикалық және минералды заттардың әрекеттесуінен күрделі органикалық - минералды заттар құралады.
Топырақта және жер қабығында (литосфера) химиялық элементтердің мөлшері әр түрлі (1- кесте).
Негізінен топырақ құрамында осы күнге белгілі химиялық элементтердің барлығы бар. Топырақтың құрамындағы элементтердің бір-бірімен салыстырмалы мөлшері бойынша алатын орны, литосферада кездесетін элементтердің орналасуына ұқсас болып келеді.
Литосферада және топырақ құрамында ең көп таралған элемент оттегі, одан кейін кремний, сонан соң алюминий, темір, кальций т.б.
1-кесте. Литосферада және топырақтағы химиялық элементтердің мөлшері, % (8)
Элемент
Литосфера
Топырақ
Элемент
Литосфера
Топырақ
О2
47,2
49,0
Мg
2,10
0,63
Si
27,6
33,0
С
0,10
2,00
Al
8,8
7,13
S
0,09
0,085
Fе
5,1
3,80
Р
0,08
0,08
Са
3,6
1,37
Сl
0,45
0,01
Nа
2,64
0,63
Мn
0,09
0,85
К
2,60
1,36
N
0,01
0,10
Литосфера құрамымен салыстырғанда топырақ құрамында көміртегі мөлшері 20 есе, азот 10 есе көп. Сонымен бірге топырақ құрамында оттегінің, сутегінің, кремнийдің мөлшері олардың литосфера құрамындағы мөлшерінен молырақ, ал алюминийдің, темірдің, калийдің, натрийдің, кальцийдің мөлшері азырақ.
Қазақстанның солтүстік аймағында таралған кейбір топырақтардың жалпы химиялық құрамы 2-кестеде келтірілген.
2-кесте. Солтүстік Қазақстан топырақтарының жалпы химиялық құрамы (күйдіріліп, карбонатсызданған топырақтағы мөлшері, %)
Үлгі алынған қабат, см
SiО2
Al2О3
Fе2О3
СаО
МgО
К2О
Nа2О
Р2О5
Ауыр құмбалшықты кәдімгі қара топырақ (Е.А. Сұлтанбаев, 1987)
0-20
75,10
12,95
5,55
1,71
1,39
2,04
0,82
0,17
35-45
74,29
13,07
5,82
1,41
1,25
1,96
0,84
0,17
55-65
74,84
13,31
5,90
0,81
1,77
1,84
0,80
0,17
80-90
71,75
12,27
5,66
4,78
1,91
1,66
0,73
0,15
115-125
73,84
13,20
5,85
3,08
1,48
1,90
0,99
0,16
200-210
71,46
13,20
6,96
2,03
2,17
2,09
1,13
1,16
Күңгірт қара-қоңыр топырақ (Н.А. Полузерев ж.б.,1978)
0-7
63,28
11,83
6,55
3,53
8,03
1,50
2,41
0,07
7-18
63,20
12,11
8,57
3,80
7,79
1,27
2,30
0,06
20-35
57,56
12,50
10,13
4,26
11,10
1,15
2,23
0,06
35-50
56,61
11,86
10,62
4,50
12,68
1,20
2,21
0,14
50-80
54,45
12,31
10,70
4,74
13,08
1,31
2,27
0,10
90-100
54,60
11,20
10,42
6,07
12,97
1,25
2,41
0,12
Тау жынысы
54,31
9,70
9,84
10,36
12,50
0,48
1,20
0,19
Топырақ құрамына кіретін элементтер химиялық қосылыстар түрінде болады.
Оттегі бастапқы және туынды минералдар құрамында және органикалық заттар мен судың құрамында болады.
Топырақтағы кремний элементінің мөлшері кварцтың мөлшеріне тікелей байланысты және сонымен бірге бастапқы және туынды силикаттармен алюминосиликаттардың көлеміне де тәуелді. Балшықты топырақта SіО2 мөлшері 40-70%, ал құмды топырақта 90 - 98% дейін болады.
Алюминий топырақтағы бастапқы және туынды минералдардың, органикалық минералды комплекстердің құрамында және топырақтың қатты бөлігімен сіңірілген ион күйінде болады.
Темір топырақ минералдары құрамында, гидрототықтар, тотықтар, тұздар күйінде, органикалық, минералды қосылыстар құрамында және сіңірілген ион күйінде кездеседі. Темір өсімдіктер тіршілігіне қажет, темірсіз хлорофилл түзілмейді.
Азоттың басты бөлігі топырақтың органикалық заттары қарашірінді құрамында болады. Өсімдіктерге тиімді азот қосылыстары нитрат, аммоний, нитрит иондары топырақтың органикалық заттары ыдырауы кезінде түзіледі. Азот өсімдіктердің ақуызы құрамында және басқада химиялық қосылыстарда кездеседі. Ол өсімдік тіршілігіне қажет басты элемент.
Фосфор топырақта органикалық және минералды қосылыстар құрамында болады. Олар органикалық заттар - фитин, нуклеин қышқылы, нуклеопротеидтер, фосфатидтер де және минералды қосылыстар - ортофосфор қышқылының кальцийлі, магнийлі, темірлі, алюминийлі тұздары құрамында болады. Сонымен бірге фосфор топырақтағы апатит, фосфорит, вивианит минералдарының құрамында және топырақтың қатты бөлігіне сіңген фосфат анионы ретінде болады. Фосфор өсімдіктердің өніп- өсуіне қажетті негізгі элементтердің бірі.
Калийдің топырақтағы жалпы қоры мол болып келеді. Ауыр гранулометриялық құрамды топырақта калийдің мөлшері 2% және одан жоғары болады, бірақ жеңіл гранулометриялық құрамды топырақтарда оның мөлшері кемиді. Калийдің негізгі қоры топырақтағы бастапқы және туынды минералдарда шоғырланған. Сонымен бірге топырақтың қатты бөлігімен сіңірілген калий иондары және қарапайым тұздар құрамындағы калий қоры да бар. Өсімдіктер негізінен топырақта алмаспалы сіңген калий иондарын қоректенуге пайдаланады.
Топырақта кальций мен магний минералдардың құрамында, оның қатты бөлігі алмаспалы сіңірген иондар және қарапайым тұздар күйінде кездеседі. Топырақтың қатты бөлігі сіңірген иондардың ішінде мөлшері жағынан бірінші орында кальций ионы, сонан кейін магний ионы болып келеді. Топырақ ерітіндісі құрамында да кальций және магний иондары да мол болады.
Топырақ түзілуіндегі микроорганизмдердің ролі
Топырақ микроорганизмдердің негізгі мекені. Олардың саны және түрлері топырақтың типіне және оның, жағдайына байланысты өзгеріп отырады. Топырақтың микроорганизмдерге байлығы соншалық, тіпті оның бір грамында ауру қоздырмайтын кейбір бактериялар бірнеше жүзден миллиардқа дейін кездеседі. Топырақтағы микроорганизмдердің ең көбі бактериялар, әрине онда актиномицеттер де аз емес.
Топырақ ерекше дене болғандықтан оның түйіршіктерінің іш жағында анаэробты, ал сырт жағында аэробты микроорганизмдер тіршілік етеді. Өсімдік тамырлары тараған жерлерде микроорганизмдер көптеп тіршілік ететіні байқалады. Ал әр өсімдік тамырының айналасында, сол өсімдікке тән микроорганизмдер топтасады да, белгілі бір аймақ түзеді. Оны ризосфера деп атайды.
Әр түрлі топырақта ылғал мөлшері түрліше болып келеді. Осыған байланысты онда тіршілік ететін микробтар саны да өзгеріп отырады. Шамадан тыс ылғал органикалық заттарды ыдырататын аэробты микроорганизмдер тіршілігі үшін тым қолайсыз. Сондықтан топырақтың ылғал режимін реттеу алдымен онда тіршілік етіп, өсімдіктерге қоректік заттарды дайындайтын микроорганизмдердің тіршілігін жақсартуға негізделеді. Микроорганизмдердің негізгі процестерінің белсенді жүруіне топырақтың механикалық құрамы да әсер етеді.
Топыраққа ауа енуі қиындағанда ондағы органикалық заттардың ыдырау қарқыны бәсеңдейді.
Топырақ қабатының жылынуы күн сәулесіне байланысты. Осы энергия көзінін. әсерінен ондағы микробиологиялық процестер де , жақсы жүреді. Микроорганизмдер тіршілігі үшін қышқылдың шамасы бірқалыпты дәрежеде болуы тиімді. Микроорганизмдер топырақтың беткі қабатынан өте терең қабаттарына дейін ерсілі-қарсылы өтіп өмір сүре алады, сондықтан да топырақтың әр түрлі қабаттарына ылғал, ауа жақсы өтетін болады. Әрине микроорганизмдерді микроскопсыз көре алмаймыз. Өзінің тіршілігі үшін кажетті қоректі ол жасыл өсімдіктер жасаған органикалық заттардан алады. Олардың саны мен сапасы топырақ қабатындағы (-тсімдік қалдықтарыньщ мелшеріне байланысты. Танаптағы өсімдік қалдықтарын шірітетін организмдер аэробты, анаэробты бактериялардан басқа ашытқыш саңырауқұлақтарға бөлінеді.
Топырақ қабатындағы ауа мен оттегі болса аэробты бактерияларға қолайлы жағдай, ал топырақ қабатында оттегі жоқ болса анаэробты бактериялардың белсенділігі арта түседі. Егістік танаптағы топырақ қабатында анаэробты жағдай жасалса өсімдік қалдықтарының шіруі -яғни ыдырауы баяулайды, онымен жайлап шала ыдыраған, немесе жартылай ыдыраған өсімдік қалдықтары жинақталады, ал есімдіктерге зиянды ашыған қосылыстар мен кышқылдардың орын алуларына мүмкіндік туады.
Танаптағы топырақ қабатының құнарлылығын аэробты және анаэробты бактериялар өз алдына бөлек жоғары көтере алмайды. Егер олар бір мезгілде бірдей әрекет етсе ғана өсімдіктердін. қоректік заты молаяды.
Аталған микроорганизмдерден басқа өсімдіктерге зиянды мик-роорганизмдер де аз емес, оларға қарсы күресуге агротехникалық шаралар жоспарланады.
Егіншілікте дақылдардың өнімі мен сапасын арттыруда әрине қоректік заттар керек, ал оларды дайындауда микроорганизмдердің белсенділігін арттыруға топырақ қабатының температурасын қышқылды ортасын, ылғалдылығын реттеуге өте-мөте органикалық тыңайтқыштармен тыңайтқанды қажет етеді.
3.Топырақтың қабаттары
Жердің планетарлық қабаттары - жер қабығы (литосфера), газ қабаты (атмосфера) және су қабаты (гидросфера) түйісіп, әрекеттесетін шегінде топырақ жамылғысы қабаты (педосфера) орналасқан (1.1.-сурет).
1.1сурет. Топырақтың жер геосферасында алатын орыны
Осы топырақ қабаты жоғарыда көрсетілген планетарлық қабаттардың өзара қарым-қатынасының, осылардан туындаған ағзалардың әсерінен пайда бола отырып, жердің күрделі геосфералар жүйесінде айрықша қызымет атқарады.
Топырақ кењістікте орналасуына, пайда болуына, дамуына байланысты әлемдегі күрделі табиғи жүйелер - биогеоценоздың, экологиялық жүйенің, биосфераның құрамды бөлігі.
Топырақтың табиғаттағы әлемдік қызметі сан қырлы.
Бірінші және ең бастысы - топырақтың жер бетінде тіршіліктің негізгі өзегі болуы. Топырақтан әуел баста өсімдіктер, су және қоректік заттар сіңіріп өнім құрайды, ал олардан жануарлар және адамзат қоректік заттарды алып пайдаланады. Топырақта тіршілікке керек биофильды элементтер шоғырланады, өсімдіктердің тамырлары жайылады, онда көптеген жәндік түрлері және орасан көп микроағзалар қоныстанған. Топырақсыз табиғаттың тірі ағзалар кешенінің тіршілігі жоқ. Сонымен бірге айта кететін бір жәйт, топырақ өзі тіршілік салдарынан пайда болады және өзі тіршіліктің жалғасуына себепші болып келеді. Сөйтіп биосфералық процестердің диалектикалық бірлігін дәлелдейді.
Екінші, басты топырақтың әлемдік қызметі - табиғаттағы үлкен геологиялық және кіші биологиялық зат айналымының өзара қарым-қатынасының әрқашанда жүріп тұруына әсер етуі.
Жер бетіне шыққан тау жыныстары бұзылу процесіне ұшырайды. Осы бұзылу қабатының үстінде топырақ пайда болып, биофильды элементтерді шоғырландырады. Ал осы элементерді өсімдіктер пайдаланады және бірнеше сатылы өзгерістен кейін олар қайтадан топыраққа оралады (биологиялық зат айналымы). Топырақтан элементтердің бір бөлігі жауын- шашынмен шайылып өзен-көлдерге, мұхиттарға барып шөгінді тау жыныстарын құрайды. Олар геологиялық даму кезеңінде қайтадан жер бетіне шығады немесе басқа күйге көшеді (геологиялық зат алмасуы). Топырақ осы екі зат айналымның қарым - қатынасының реттегіш және байланыстырушы бөлігі.
Топырақтың үшінші әлемдік қызметі - атмосферамен гидросфераның химиялық құрамын реттеуші болуы. Топырақтың тыныстануы өсімдіктер фотосинтезіне және тірі ағзалардың тыныстануына, атмосфераның жерге жақын қабатының химиялық құрамының біркелкі болуына %.лкен әсер етеді. Сонымен бірге гидросфераға құрлық бетінен барып жиналатын заттардың құрамыда топырақ жамылғысының әсерімен байланысты болып келеді.
Топырақтың төртінші әлемдік қызметі биосфералық процестерді реттеуші болуы. Соның ішінде халықтыњ жер бетіндегі тығыздығына әсер етуі. Топырақ құнарлығының өндірілуіне байланысты өсімдіктердің өніп -өсуіне қажетті жағдай пайда болады. Сондықтан құрлық бетіндегі тірі ағзалардың тығыздығы, азды - көптілігі климат жағдайына және топырақ жамылғысының географиялық өзгеруіне байланысты болып келеді.
Топырақтың бесінші әлемдік қызметі - органикалық пәрменді заттарды және олармен байланысқан химиялық энергияны жердің беткі қабатына шоғырландырып жинауы.
Құрамында 4-6 пайыз қарашірінді бар, яғни әр гектарға шаққанда 200 - 400 т қарашірінді бар топырақта, 20 - 30 тонна антрацит көмір бойында бар энергия жиналған.Академик А.В. Ковда топырақтыњ энергия көзі ретінде маңызын айқындай келе: топырақ жамылғысы биосфераның құрамды бөлігі бола отырып, сонымен бірге жердегі әмбебап энергия жинағыш (аккумулятор) және табиғаттағы заттар алмасуымен айналымның үйлесімді жүруіне қажет, қарашірінді құрамында бар тіршілікті қуаттаушы энергия көзінің үнемді жұмсаушысы, - деп атап көрсеткен.Қорыта келгенде, топырақ өзінің ерекше қасиеттерінің арқасында жер планетасының аѓзалар дүниесінде өте үлкен маңыз атқаратынын аңғарамыз. Табиғаттың туындысы және оның бір бөлігі бола отырып, топырақ жер әлемінің табиғатыныњ дамуының негізгі ортасы болып табылады. Сонымен бірге жердің атмосфера, биосфера, гидросфера және литосфера қабаттарымен үздіксіз зат және энергия алмасу процестеріне қатынасып, олардың өзара қарым-қатынасының үйлесімділігіне әсер етіп, жер планетасындағы тіршіліктің сан қилы түрлерінің сақталуына жағдай туғызады.
1 ӨСІМДІКТЕРДІҢ ӨСУІНЕ МИКРОБИОЛОГИЯЛЫҚ ПРОЦЕСТЕРДІҢ ӘСЕРІ
1.1 Топырақ жағдайларының микробиологиялық процестерге әсері
Топырақтың адамзат қоғамы үшін маңызы өте ерекше. Ең алғашқы қауымдық құрылыс кезінде адамдар жабайы өсімдіктерді мәдени өсімдіктерге айналдыра бастады. Құнарлы топырақта өнімді өте көп алатынын адамдар сол кезде-ақ білген. Жер яғни топырақсыз адамның өмірі.
Адамзаттың бүкіл өмірі осы топырақпен байланысты. Топырақ ауылшаруашылығы өндірісінің негізгі құрамы болып табылады. Топырақтың құнарлығын арттыратын әр түрлі тыңайтыштар бар. Бейорганикалық тыңайтқыштар құстың саңғырығы, малдың тезегі және т.б. осыларды ерте кезден бастап адамдар өздерінің шағын жерлеріне еккен егіндеріне тыңайтқыш ретінде пайдалана білген.
Қазіргі кезде топырақтың құнарлығы өте төмендеп бара жатыр. 1953-55 тың игеру жылдарда Қазақстан даласының едәуір көп бөлігін жыртып тастады. Артынан ол жерлер түгел игерілмей қараусыз қалды. Осы кезде Қазақстан жерлерінің көп жерлері эрозияға ұшырап үстіңгі қара топырақ қабаты ұшып кетті. Кейін ол жерлер шөлді жерге айнала бастады. Ол жерді өте көп жыртудың зиянды еді. Егін салғанда да жерді жыл сайын өңдеп, тыңдырып отырмаса, құнарлығы төмендеп кетеді. Соңғы жылдары бактериялық тыңайтқыштар да қолданыс табуда. бактериялар массасын топыраққа араластырып микробиологияық процестерді күшейтуге және химиялық элементтердің сіңімділігін көтеруге қол жеткізуде. Мыс: фосфорбактерин органикалық заттарды алдыратын, фосфорды сіңімді фосфор түріне айналдырады. т.б. Ауылшаруашылығы дақылдарын қалыпты өсіру үшін макроэлементтер мөлшері ғана емес. Сирек кездесетін құрамы маңызды элементтердің болмауы өсімдіктің ауруына, түсімнің аз болуына әкеліп соғуда. Топырақтың адамзат үшін маңызды. Топырақтың адамзат қоғамы үшін маңызын айтып жеткізу қиын. Егер бұрынғы кезде өскен өнімді жинау кезінде топырақтың жанама маңызы болуы, себебі ол адамды жабайы өсімдіктер өнімдерімен қамтамасыз етті, ал жер жыртып, егіншілікпен айналысқан кезден бастап топырақ азық өнімдерінін көзіну айналды.
Сондықтан еңбек адамы ежелден осы табиғи байлыққа үлкен құрметпен қарайды. В.В.Докучаев ойынша қара топырақты жерлерді Ресейдің негізгі байлығы деп атайды. Өндірістің кейбір салалары топырақты пайдалануға негізделген. Соның бірі маңызды азық-түлік өнімдерін жеткізуші ауыл шаруашылдығы. Топырақ ауыл шаруашылығы өндірісін негізгі құралы болып табылады. Топырақтың орман шаруашылығында және құрылыс салғанда - инженерлік құрылғылардың іргетасының негізгі ретінде және жол салуда гидротехникалық құрылыста құрылыс материалы ретінде маңызы зор.
Топырақта жүріп жататын күрделі биологиялық, физика-химиялық және химиялық процестердін адамзат қоғамының түрлі тіршілік салалары үшін мәні зор. Осы процестерді тану топырақты іс жүзінде пайдалануда жаңа мүмкіндіктер ашады.
Микробиологиялық және геохимиялық процестерді зерттеуге байланысты топырақтың халық денсаулығы үшін маңызы анықтала түседі. Топырақтағы физика-химиялық құбылыстарды зерттеудің гидротехникалық құрылыс үшін және алыс қашықтыққа созылған магистралық құбырлар салу үшін маңызы бар.
Топырақтағы биогеохимиялық және геохимиялық процестерді пайдалы қазба кен орындарын іздеу кезінде пайдаланады. Жердің ауыл шаруашылығы үшін маңызы ерекше, сондықтан осы сұрақ алды мен қаралуы керек.
Топырақ еңбек құралы және өнімі ретінде. Топырақ құнарлығы деп оның табиғи және мәдени өсімдіктердің қалыпты өсуі мен дамуын қамтамасыз ету қабілетін айтады. Топырақ құнарлығы оны кез-келген борпылдақ тау жынысынан ажыратуға мүмкіндік беретін ерекше сапа. Бұл сапаның адамзат қоғамы үшін маңызы зор. Табиғи топырақ құнарлылығы олардың қалыптасуы барысында топырақ түзу факторы әсерінен болады және табиғи өсімдіктер өсімділігімен бағаланады. Өнделетін жердің құнарлығы ауылшаруашылық өнімдерінің түсім көлемімен өлшенеді және ауылшаруашылық өндірістің деңгейіне: осы топырақтың зиянды химиялық қасиетін жоя білуге, қолайлы су мен ауа режиміне, минерал, органикалық, бактериялық тыңайтқыштар пайдалану мүмкіндігіне, ауылшаруашылық өндірісінің механикаландыру деңгейіне байланысты. Түсім көлем еңбек өнімділігіне тікелей байланысты болғандықтан, топырақ құнарлығы да қоғамдық өндірістің маңызды кезі болып есептеледі. Табиғи топырақ құнарлығынан көрсеткіштері - аудан бірлігіндегі жылдық өсімдіктердің үстеме өсуі:
* Тундра үшін 10-25цга
* Гүлді және шым гүлді топырақ 45-85
* Қара топырақты жер 90-137
* Каштан топырақтар 40
* Сұр-қоңыр топырақтар 12
* Тропикалық саваннаның
* қызыл және сары топырақтары 120
* Ылғал тропиктердің қызыл
* және сары топырақтары 325.
Күнделікті өмірде құнарлы деп белгілі бір мәдени өсімдіктер үшін қолайлы топырақты атайды. Шынында құнарсыз топырақ болмайды, себебі құнарлылық топырақтың ажырамас қасиеті.
Кез-келген топырақ, онда жақты өсетін өсімдіктер үшін құнарлы боп табылады. Мысалы, құнарсыз екені айқын сортаң жерлерде кейбір сортаң шөптер жақсы өседі, олар басқа жерде өсе алмайды. Сұр топырақты жерлер мақта өсуіне қолайлы, бірақ картоп үшін құнарсыз т.б.
Өсімдіктер қалыпты өсу үшін топырақта мына жағдайлар блокы тиіс:
1. Өсімдік бойына сіңіре алатын формадағы қорек элементтері болуы тиіс.
2.Өсімдік сіңіре алатын формада су болуы тиіс.
3. Өсімдік тіршілігі үшін қажетті мөлшерде оттегімен қамтамасыз етілуі тиіс.
4. Топырақ массасының құрылымы қолайлы болып онтайлы ауа - су режимін қамтамасыз етіп тамырлардын топыраққа жақсы өтуін одан қоректікз аттар мен ылғалдық керегінше алуын қамтамасыз етуі тиіс.
5. Өсімдіктер үшін зиянды қоспалар болуы тиіс.
Мәлім болғандай өсімдіктер негізгі қорек элементі ретінде топырақтан азот, фосфор, калий, кальций, темір, күкіртті сініреді. Химиялық талдауға қарасақ, топырақтағы химиялық элементтер құрамы көп, және ол көп жылға жетеді. Н.П.Ремезов деректері бойынша, қаратопырақ құрамында азот пен фосфордың көптігі сонша, бидайдан орташа түсім алғанда әлі 250 жылға жетеді екен, ал калий құрамы - 3 мың жылға жетерлік.
Бірақ өсімдіктер үшін элементтер мөлшері емес, топырақтағы өсімдік сіңіруге ыңғайлы формалары маңызды. Қара топырақтың жыртылатын горизонтындағы қоректік элементтердің жалпы қоры, 1 га шақанда Н.П.Ремезв бойынша 1952ж. Элементтер Мөлшер Бидайдың орташа түсімінің қандай мөлшерін қамтамасыз ете алады.
Топырақтағы азоттың көп бөлігі органикалық қана түрінде болады, сондықтан ол күрделі, соның ішінде мәдени өсімдіктер үшін сінірілмейді. Тек микробиологиялық тіршілік нәтижесінде пайда болушы аммонии және нитрат қоспалар ғана өсімдікке сіңімді.
Фосфордың органикалық қоспаларфы және фосфор құрамы минералдардың көбі өсімдіктерге сіңбейді. Топырақтағы калий негізгі массасы екінші дисперсиялық силикат (гидросиюд) құрамына кіреді, бұл күйінде оны өсімдіктер қорыта алмайды.
Өсімдіктер сіңірілген калийді және калийдің суда еритін қоспаларын бойына тарады, бұлардың топырақтағы мөлшері мардымсыз. Кальций мен магний де сіңірілген және суда еріген күйінде ғана өсімдіктерге пайдалы. Өсімдіктерге сіңімді түрдегі химиялық элементтер құрамы олардың жалпы құрамына қарағанда өте аз.Сондықтан мәдени өсімдіктердің қалыпты өсуі үшін (демек, жақсы өнім алу үшін) кейбір қоректік элементтерді сіңімді формада топыраққа тыңайтқыш ретінде қосу керек. Оның тағы бір себебі жыл сайын жиналған өніммен бірге химиялық элементтер де топырақтан алынып, азаяды. Демек, өсімдіктердің қалыпты өсуіне керек элеметтер мөлшері де азаяды, бұл егін өніміне әсер етеді. Мысалы, бұл құбылыс АҚШ орталық аудандарында байқалды, онда 20 жыл ішінде топырақтағы азот мөлшері 20% - ке кеміген, келесі 20 жылда 10% - ке, келесі 20 жылда 7% - кеміген. Сондықтан агрохимия ережесіне сәйкес тыңайтқыш қолдану ауылшаруашылығы дақылдары түсімін және жер құнарлылығын көтеретін маңызды тәсіл болып табылады.
Тыңайтқыш қолдана отырып адам заттардың биологиялық айналымына белсенді араласып, өз мақсатында бағыт беріп, реттейді. Органикалық минерал тыңайтқыштар қосумен қатар соңғы жылдары бактериялық тыңайтқыштарда қолданыс табуда. Бактериялар массасын топыраққа араластырып микробиологиялық процестерді күшейтуге және химиялық элементтердің сіңімділігін көтеруге қол жеткізіледі. Мысалы, фосфорбактерин органикалық заттарды ыдыратып, фосфорды сіңімді фосфор түріне айналдырды, т.б. Ауылшаруашылығы дақылдарын қалыпты өсіру үшін макроэлементтер мөлшері ғана емес, сирек кездесетін және бытырап орналасқан химиялық элементтер құрамы да маңызды. Олардың болмауы немесе аз болуы мәдени өсімдіктердің ауруына, түсімнің аз болуына әкеледі. Топырақта жездің кемдігінен пайда болған жағымсыз құбылыстар кең тараған. Бұл құбылыстар торф топырақта орман аймағында көп кездеседі. (Өңдеу сырқаты деп атайды). Жез қосқан соң ғана бұл ауру жойылған, астық өнімі көбейген. Жезді кейбір өсімдіктер организміне қосу үшін оларды паразиттік грибоктарға қарсы тұрақтылығын арттырады. Мырыш, бор, марганец,молибден және сирек кезесетін элементтер топыраққа қосқанның әсері болатыны анықталды. Микроэлементтердің мал шаруашылығы үшін де маңызы зор. Кейбір микроэлементтердің топырақта және өсімдіктерде (жемде)артық не кем болуы мал өнімділігіне елеулі әсер етеді. Кобалаттің топырақта аз болуынан мал қанында эритроциттер азайып, мал тез ариді (себебі, белок синтезі нашарлайды) жемнің көп болуы бұған әсер етпейді.
Су өсімдіктің тіршілігінің барлық кезенінде де дәннен жарып шыққаннан, пісіп жетілгенше үлкен роль атқарады. Түрлі өсімдік дәндері жарылуы үшін түрлі су мөлшері керек: Бидай үшін - салмағының 45% қызылша үшін - 120% керек. Түрлі мәдени өсімдіктердің құрғақ массасының тоннасын алу үшін шығындалған су мөлшері де әр түрлі және 200 ден 1000 т-ға дейін өзгереді. Мысалы: бидай тоннасына - 500тонна су жұмсалады, ал күріш тоннасына - 1000т. Артық су керек. Өсімдіктер бос су формасын ғана яғни гравитациялық сініліп байланған суды космос күштері кері тарта алмайды. Сондықтан сінірілген суы 10-15% құрайтын саздың топырақта өсімдік су тапшылығын көреді, ал құмайт топырақтарда бұл көрсеткіш 1-2% - ке дейін азаяды. Топырақ ылғалы капилярлық булану барысында азаяды. Ұзын капилярдың болуы топырақты тез құрғатады, ал ол капилярды бұзу, топырақ ылғалы сақталуына әкеледі. Сондықтан топырақ құрылымын ұсақ кесекті қылу оны құрғаудан сақтайтын тиімді шара болып табылады. Қуаңшылық аудандарда судың топыраққа мол келуіне бағытталған түрі шаралар жасалады, беткі су ағысын реттеу, қар тоқтату, түрлі суландыру.
Топырақ құнарлығы үшін ауаның, оның оттегісінің маңызы зор. Оттегі микробиологиялық процестер үшін қажет. Топырақтың аэробты микробтары оттегі жетпесе өз тірлігін баяулатады.
Оттегі күрделі өсімдіктер тамыры үшін қажет. Тығыз топырақтағы газ алмасудың қиындауы, топырақ ауасында көмір қышқылының жинақталуы, топырақ артық ылғалданғанда оттегінің жетіспеуі өсімдіктің өсін тежейді. Н.П.Рмезов (1963 жыл) пікірінше оттегі топырақтың барлық көлемінің 8-12% - і болса, топырақ ауасы өсімдіктер үшін қолайсыз әсерін тигізеді, ал оттегі құрамы 5% -тен кем болса, өсімдіктердің көп бөлігі өледі.
Топырақтың оттегімен қамтылуы және газ алмасу деңгейін ұстау топырақ құрылмына тәуелді, ол тамыр қабатының тереңдігін анықтайды, ылғалдың топырақтағы шығынын және бөлінуін реттейді, өсімдіктердің қорек режимін реттейді. Топырақтың жақсы құрылымды өсімдіктер құлыпты өсуін қажетті шартты болып табылады. Жыртылатын горизонттың онтайлы құрылымы болып есептелетін - ұсақ кесекті түйірлі суға берік құрылым. Топырақ құнарлығына теріс әсер ететін тұздар құрамының көбеюі. Тұз концентрациясын топырақ ерітіндісіне жоғары болуы өсімдіктерді мына себептерге байланысты тежейді:
1. Өсімдік клеткасына су келуі нашарлап, бұзылады, себебі топырақ ерітіндсіндегі осмос қысымы өсімдік клеткасы протоплазмасындағдан жоғары.
2. Ассимиляция және газ алмасу процестері бұзылады. В.А.Ховда зерттеуі бойынша, сортаңдау жағдайында өсімдіктерге магнии, натридің хлорлы тұздары көптеп сіңіп, маңызды химиялық элементтер - кальций, калий, фосфор, темір, марганец бірнеше есе кемиді. Тез еріген тұздар өсімдіктің жасыл бөлігінде жинақталып, фотосинтез процесін әлсіретеді. Ақырында өсімдік дамудан қалады.
3. Сортаңдалу әсерінен өсімдік анатомиясында күрделі өзгерістер болады. Тамыр қуысы тарылады, қабыршақ қабырғалары қалыңдайды, нәтижесінде өсімдік қурайды.
Топырақтың сортаңдалуымен, сорлауымен күрес, сор топырақтарды жақсарту халық шаруашылығының күрделі де маңызды мәселесі болып табылады.
Топырақ құнарлылығы тек табиғи қасиеттеріне емес, оны өңдеу сипатына да байланысты. Табиғи құнарлылық топырақтан жаратылыс қасиеттеріне байланысты. Тиімді құнарлылық табиғи құнарлылық бөлігі, ол мәдени өсімдік түсімі түрінде анықталды. Тиімі құнарлылық тыңайтқыш қолдануға, топырақты ұтымды өңдеуге және т.б. шараларға сәйкес ұлғаяды. Осылайша жасанды тиімді құнарлылық жасалады:
Табиғи құнарлылық
Тиімді Әлеуметті
Жасанды тиімді құнарлылық. Ғылым мен ауылшаруашылығындағы тәжірибе дамыған сайын жасанды құнарлылық арта түседі. Тиімді құнарлылық адамзат қоғаының дауына, өндіріс күштері мен өндірістік қатынастардың дауына байланысты.
Өткен ғасырда кемуші құнарлық заңы деген қате және реакцияшыл заң тұжырымдалды. Ол көптеген тәжірибелер нәтижесінде шығарылды. Ол тәжірибелер кезінде топырақ құнарлығына және өнім түсіміне бір фактордың әсері зерттелді. Мысалы: топырақтағы судың арпа өніміне әсері анықталды. Тәжірибе деректері бойынша топырақ ылғалдығы 60%-ке жеткенше өнім артып отырды, ал ылғалдықты көтерген кезде өнім азайып, 100% ылғалдық кезінде нөлге тең болған.
Мұндай тәжірибелер басқа да өсімдіктермен олардың тіршілігіндегі басқа да факторларға қатысты жасалып отырған. Барлығында да берілен фактордың онтайлы құрамына сәйкес ең көп өнім алған да, бұл фактордың мөшерін әрі қарай көбейткен сайын өнім жинау төмендей берген. Тәжірибе нәтижесін өндіріске енгізіп, кейбір зерттеушілер жансақ пікірге: топырақты өңдеп пайдаланған сайын топырақ құнарлығы топыраққа салынған еңбек пен қаржыны ақтамай, бірте-бірте азая береді. Осы қорытыдыдан қате тұжырымдар жасалған.
В.Р.Вильямс осындай тәжірибелердің ғылыми негізсіздігін дәлеледі. Оларды өткізгенде әдістемелік қателік бар фактодың өсімдік тіршілігіне әсері алынғанын, тәжірибені бірнеше фактор мен өткізсе, өнім өсе түсетіні дәлелденді.
Адам топырақты түзуші фактор ретінде. В.В.Докучаев деректері бойынша топырақты құраушы, оның қалыптасуына қатысушы барлық факторлар ішінде, топырақ түзілуін мақсатқа сай өзгертуге қабілетті тек адамзат қоғамы ғана. Адамның табиғатты өзгерту процесі топыраққа тарайды. Бұл адамзат дамуның деңгейіне байланысты. Жер өңдеп, егіншілік басталғаннан бері орман аймағын өңдеу үшін от қою қолданды. Бұл кезде орман өртеніп, босаған жерлерге егін егілді. Жер тозған соң оны тастап, жаңа орман алқабы өртеліп, жаңа жерлерге егін егілген. Егіншіліктіңең ежелгі жүйесі - тыңайған жерді қолдану. Бұл жүйе падаланылған жер учаскелері тозған соң ұзақ уақытқа егімей бос қалдырады, ал тыңайтылған жерлер аз уақыттан соң қайта егіліп пайдаланылады. Бірте - бірте бос жерлер саны азайып, егіс аралық үзіліс уақыты азаяды (1 жыл). Осылайша жерді пар айдап пайдалану екі және үш ауыспалы геіс қолданылады. Бірақ жерді бұлай күштеп пайдаланутыңайтыш қоспау, агротехниканы төмен деңгейде қодану түсімді нашарлатып, өнім сапасын азайтты. Қазіргі егіншілік жүйесі топырақ құнарлылығын қолдауға, арттыруға бағытталған. Осы мақсатта топыраққа түрлі тыңайтқыш қосады, қышқыл топырақты әктейді, өңдеу процесін механикаландырады, егін егу айналымын ғылыми тұрғыдан негіздейді, топырақты азотқа байыту үшін ауыспалы бұршақ тұқымдас шөп егуді қолданады. Жерді мелиорациялау шаралары: құрғату, суландыру, эрозияға қарсы шаралар т.б. қолданылады. Топырақ өндіріс құралы ғана емес, еңбек өнімі де болады. Кейбір топырақтардың өзгертілуі соншалық оларды ерекше типке бөлуге болады. Мысалы, топырақ ауасын зерттеп мұнай-газ жиналуын, радиоактивті элементтер қорын анықтауға болады. Осындай іздеу әдістерін дайындау үшін, топырақта жүретін процестерді жақсы білу қажет. Сондықтан бұл салада топырақ танушылар да үлкен қызмет етеді.
Топырақтың түріне қарай оның механикалық құрамы да өзгеріп отырады, олардың ұсақ бөлшектерінің шамасы миллиметрдің өлігіндей және одан ірілеу болады. Осындай бөлшектердің арасында ауа, су болумен қатар микро-организмдер де тіршілік етеді. Олардың көпшілігі топырақ бөлшектерінің ішінде, қалғандары топырақ ерітіндісінде кездеседі. Я. П. Худяковтың зерттеуіне карағанда, бактерияларды топырақ бөлшектері адсорбциялайтыны анықталған. Қара топырақтың бір грамдайы 7 миллиард бактерияны өз бойында ұстап тұра алады. Ерітіндіде жүрген бактериялардың 99%-тейін топырақ адсорбциялай алады. Әдетте топырақ ерітіндісіндегі бактериялардың мөлшері оның бөлшектерінде тіршілік ететіндерінен әлдеқайда аз. В. Р. Вильямстің көрсетуіне қарағанда, топырақтың ірі бөліктерінің сыртында аэробты бактериялар, ал ішінде анаэробты түрлері тіршілік етеді. Осы заңдылық топырақтың қабаттарында да байқалады. Мәселен, топырақтың терең қабаттарында спора түзуші анаэробты микроорганизмдер кездеседі де, беткі қабатында да аэробты микробтар көп болады.
Топырақтың механикалық құрамы оның қабаттарындағы ауа мөлшеріне ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Тақырыптың өзектілігі: Қоршаған орта факторларының микроорганизмдерге әсер етуі әртүрлі. Ылғал, температура, құрғақшылық және т.б. факторлар микроорганизмдерге қаншалықты әсер етсе, олардың да сыртқы орта жағдайларына тигізетін өзіндік әсерлері бар. Әсіресе күнделікті тұрмыстық жағдайларда микроорганизмдердің әсерлерін байқап жатамыз. Жалпы табиғатта микроорганизмдер әлемі өкілдерінің таралуы да әрқилы болып келеді. Топырақта, суда, ауда, тағам құрамдарында тараралатын микроорганизмдер топтары алуан түрлі және олар қатысуымен жүретін процестерде түрліше болып келеді. Дипломдық жұмыста қоршаған орта факторларының микроорганизмдерге әсері және керісінше микроорганизмдер әлемінің табиғи ортаға тигізетін әсерлері жөнінде мәліметтер ғылыми әдебиеттер мен тәжірибелік жұмыстарға сүйене отырып сипатталды. Өз кезегінде микроорганизмдер де өсімдіктер тіршілігіне әсерін тигізеді. Диплом жұмысын жазу кезінде осы процестердің жүру барысына ғылыми зерттеу жұмыстарына сүйене отырып сипаттама берілді. Топырақ құрамындағы әртүрлі химиялық стимуляторларда өсімдіктер мен жануарлар тіршілігіне өз әсерін тигізеді.
Зерттеу мақсаты: Ғылыми зерттеу жұмыстарына сүйене отырып микроорганизмдерге әсер ететін қоршаған орта факторларын, негізгі себептерін көрсету. Тәжірибе қою арқылы анықтау.
Зерттеу нысаны: Топырақ микроорганизмдері, қоректік орталар, микробиологиялық зертхана,
Зерттеу пәні: Топырақтану, Микробиология және т.б.
Зерттеу болжамы: Табиғатта таралған микроорганизмдер берекетсіз емес, өзара белгілі бір байланыста тіршілік етеді. Топырақтың типіне байланысты микроорганизмдердің орналасуында белгілі бір заңдылық болады. Ал микроорганизмдерді зерттеудің жалпы қолданылып жүрген әдістері пайдаланылса топырақ горизонттарында таралған олардың топтарының барлығын бірдей зерттеуге мүмкіндік болмайды. Міне бұл жағдайды болдырмай микробтар биоценозын толық зерттеу үшін бірнеше әдістер қолданылады.
Зерттеудің міндеттері:
Әдебиеттерге, энциклопедия және ғылыми зерттеу жұмыстарына сүйене отырып топырақ микроорганизмдеріне сипаттама беру;
Топырақ микроорганизмдерінің өсімдіктер тіршілігіне әсерін зертханалық жағдайда әртүрлі әдістермен зерттеу;
Топырақ мекендеушілерін зерттеудегі негізгі әдістерді салыстырмалы түрде зерттеу. Өсімдіктер тіршілігіне микроорганизмдер мен химиялық стимуляторлар әсерін анықтау
Мәселенің зерттелу деңгейі: Топырақтың түріне қарай оның механикалық құрамы да өзгеріп отырады, олардың ұсақ бөлшектерінің шамасы миллиметрдің өлігіндей және одан ірілеу болады. Осындай бөлшектердің арасында ауа, су болумен қатар микро-организмдер де тіршілік етеді. Олардың көпшілігі топырақ бөлшектерінің ішінде, қалғандары топырақ ерітіндісінде кездеседі. Я. П. Худяковтың зерттеуіне карағанда, бактерияларды топырақ бөлшектері адсорбциялайтыны анықталған. Қара топырақтың бір грамдайы 7 миллиард бактерияны өз бойында ұстап тұра алады. Ерітіндіде жүрген бактериялардың 99%-тейін топырақ адсорбциялай алады.
Мәселенің деректік көзі: Зерттеу жұмысын жазу кезінде бірнеше ғылыми әдебиеттер, жұмыстар пайдаланылды. Соның ішінде негізгі әдебиеттер тізімі - Шигаева М.Х.,Канаев А.Б.Микробиология. Алматы, Санат, 2004. Гусев. М. В., Минеева Л А ., Микробиология ,- М,: Изд-во Москва университета, 1985., Колешко О. И. Микробиология.- Минск :
Әдіснамалық және теориялық негіздері: Топырақтың терең қабаттарында анаэробты және факультативті микроорганизмдер (негізінен бактериялар) басым болады. Бірақ бұл қабаттарда аз да болса оттегінің кездесетіні анықталған. Сондықтан оттегі бар жерде анаэробты микроорганизмдер тіршілік ете алмайды деп кесіп айтуға болмайды.
Топырақ ылғалдығының және температурасының микробиологиялық процестерге әсері. Микроорганизмдер негізінен ылғалды жерде жақсы тіршілік етеді. Сондықтан қажетті мөлшерде ылғалдың болуы микробиологиялық процестің тез жүруіне күшті әсер етеді. Әр түрлі микроорганизмдер үшін қажетті ылғалдың мөлшері де түрліше болады. Кейбір микроорганизмдер ылғал шамадан тыс аз болса да тіршілігін тоқтатпайды. Оларға микроскоптық саңырауқұлақтар мен актиномицеттер жатады. Ылғалдың азаюы әсіресе бактериялардың тіршілігін киындатады, олар тіршілік барысында топырақ құрамына байланысқан сулармен қоректенуге бейімделген.
Зерттеу әдістері:Ғылыми жұмысты жазу кезінде зерттеудің биологиялық, химиялық, бақылау, т.б. әдістері қолданылды.
Ғылыми жаңашылдығы мен практикалық маңыздылығы: Микроорганизмдер тіршілігінің активтігі артқан кезде ортаға түрлі ферменттер, қышқылдар және басқа заттар бөліп шығарады. Бұл заттар топырақтағы минералдану процесін күшейте түседі.
Микроорганизмдер тіршілігі ұзаққа созылмайды. Олардың азот, фосфор т. б. элементтер бар өлекселері минералданып, өсімдіктерге сіңімді күйге айналады. И. В. Тюриннің мәліметіне қарағанда, солтүстіктің күлгіндеу топырағының бір гектарындағы микробтарда болатын азоттың мөлшері 15 -- 28 сг-дай, қара топырақтарында бұл 50 сг-ға дейін, ал өңделген сүр топырақтарда -- 75 -- 100 сг-ға дейін жетеді. Микроорганизмдер тіршілігінің активтігі артқан кезде ортаға түрлі ферменттер, қышқылдар және басқа заттар бөліп шығарады. Бұл заттар топырақтағы минералдану процесін күшейте түседі.
Микроорганизмдер тіршілігі ұзаққа созылмайды. Олардың азот, фосфор т. б. элементтер бар өлекселері минералданып, өсімдіктерге сіңімді күйге айналады. И. В. Тюриннің мәліметіне қарағанда, солтүстіктің күлгіндеу топырағының бір гектарындағы микробтарда болатын азоттың мөлшері 15 -- 28 сг-дай, қара топырақтарында бұл 50 сг-ға дейін, ал өңделген сүр топырақтарда -- 75 -- 100 сг-ға дейін жетеді.
Практикалық базасы: Дипломдық жұмысты жазу кезінде Х.Досмұхамедов атындағы Атырау мемлекеттік университетінің зертханасында эксперименттік жұмыстар
Дипломдық жұмыстың құрылымы: Дипломдық жұмыс екі бөлімнен кіріспе, қорытынды және әдебиеттер тізімінен, суреттер, 5 кестеден тұрады.
Кіріспе
1.Әдебиеттерге шолу
Егер жер бетіндегі табиғи денелерді тірі ағзаларға (жан-жануарлар, өсімдіктер) және жансыз денелерге (тау жыныстары, минералдар) бөліп қарайтын болсақ, онда топырақтың осы екі топтағы денелердің аралығынан орын алатын ерекше дене екенін байќаймыз. Өйткені ол академик В.И. Вернадскийдің (1863-1945) анықтауы бойынша әрі тірі, әрі өлі денеден құралған.
Топырақты ерекше табиғи дене ретінде қарауымызға бірінші себеп, оның құрамында әрі минералды, әрі органикалық заттардың және айрықша органикалық, органикалық-минералдық заттар тобының - қарашіріндінің болуы. Ал, екінші себеп, оның құрамында тірі ағзалар: өсімдіктердің тамыр жүйесі, топырақта қоныстанған жәндіктердің, және неше түрлі орасан көп микроағзалардың болуы, сөйтіп оның тірі бөлігін құрауы. Сонымен бірге, топырақ көп бөлікті күрделі жүйе екенімен де ерекшеленеді. Топырақ қатты, сұйық, газ және тірі бөліктерден құралған.
Топырақтың негізгі ерекше қасиеті оның құнарлылығы болып саналады. Топырақ құнарлылығы дегеніміз, оның өсімдіктерді қажетті мөлшерде минералды элементтермен, сумен, оның тамырларын ауамен, жылумен қамтамасыз етіп, өсімдіктің өсіп, өнім беруіне мүмкіндік бере алатын қасиеті. Осы қасиетімен топырақ тау жыныстарынан, табиғаттың басқа туындыларынан ерекшеленеді.
Адамзат топырақтың құнарлығын пайдаланып оны ауыл және орман шаруашылығында негізгі өндіріс құралы ретінде қолданады. Әр түрлі өсімдіктер егіп, мал жайып өнім өсіреді. Топырақты қолданғанда адам топырақтыњ түзілу процесіне әсер етеді, оның құрамының, құрылымының және физикалық-химиялық қасиеттерінің өзгеруіне ықпал жасайды. Сондықтан топырақ адамзат енбегінің туындысы, жемісі ретінде де саналады. Сөйтіп, топыраққа адамзаттың қатынасы үш жақты болып келеді. Біріншіден - топырақ адамзат үшін табиғи ерекше дене, екіншіден - ол негізгі өндіріс құралы, үшіншіден - ол адамзат еңбегінің туындысы, жемісі.
Топырақты негізгі өндіріс құралы ретінде пайдаланғанда оның келесідей ерекшеліктері бар екені аңғарылады: топырақтың орнына басқа табиғи денені ауыстырып қолдануға болмайды; топырақтың межесі бар; көп көлемде орнынан қозғап басқа жаққа ауыстыруға болмайды; оның құнарлылығы бар.
Адам өмір сүретін табиғи ортада, яғни экосферада топырақтың алатын маңызы өте зор. Өйткені топырақ көмегімен адамзат қолданатын азық-түліктің, өмірге керек өндірістік шикізатардың басты бөлігі алынады. Ғалымдардың есептеуі бойынша жер шары халықтарының пайдаланатын тамағының 99 пайызы жердің құнарлы қабаты арқылы алынатынын көрсетеді. Сонымен бірге топырақ құнарлығы арқылы өндіріске керек көптеген шикізат осы топырақта әр түрлі өсімдіктер өсіру арқылы, өсімдіктерді азық ретінде пайдаланатын жануарлардың жүні, терісі ретінде өндіріледі. Сондықтан топырақ халық шаруашылығында негізгі өндіріс құралы ретінде өте маңызды роль атқарады.Адамзат қоғамына қатынастылығына байланысты топырақ бір жағынан адам өмір сүретін табиғи орта, тіршілік кеңістігі болып саналса, екінші жағынан ол экономикалық негіз және негізгі өндіріс құралы.
Сайып келгенде, топырақ табиғаттың өзі тудырған ерекше денесі, оның адамзат өмірінде, табиғатта алатын орыны айрықша маңызды. Топырақ баға жетпес халық байлығы, халық қазынасы. Сол себепті барша адамзат оны халық шаруашылығында тиімді де, дұрыс пайдалануы керек, оны құнарсызданудан, жойылудан сақтап, қорғау қажет. Келесі ұрпаққа топырақты тоздырмай, ластамай, құнарлы қалпында жеткізу әр адамның парызы деп есептеуге болады.
1.1.Топырақтың физикалық құрамы
Топырақ әртүрлі мөлшердегі бөлшектерден тұратын дисперсті табиғи дене, сол себепті оның физикалық қасиеттері тығыз денелердің қасиеттерінен айырықша. Топырақта барлық кеңістік қатты бөлшектермен толтырылмаған, олардың арасында су, ауа, микроагзалар болатын кеуектер бар.
Топырақтардың физикалық қасиеттері және онда жүретін физи - калық үрдістер топырақтың түзілу үрдісіне, топырақтың құнарлылығына, өсімдіктердің өcyiнe және дамуына зор әсер етеді Физика - лық қасиеттер барлық уақытта физикалық, химиялық, физикалық-химиялық және биологиялық үрдістердің әсер етуінен, сонымен бipre адамдар жүргізетін агротехникалық шаралар әсерінен өзгеріп отырады.
Топырақ физикасының негізін қалаушылар П.И. Костычев, А.А. Измайльский, Г.Н. Высоцкий, В.Р. Вильямс және басқалар. Топырақ физикасын дамытуда үлкен ролді Н.А. Качинский, В.В. Квасников, А.Ф. Лебедев, А.А. Роде және т.б. атқарды.
Топырақтардың физикалық қасиеттері негізгі және функционалдық болып бөлінеді. Негізгі өз кезегінде - жалпы физикалық және физикалық-механикалыққа; ал функциональдық - сулық, жылулық, ауалық болып бөлінеді.
Топырақтың жалпы физикалық қасиеттеріне көлемдік салмақ, меншікті салмақ, кеуектілік немесе саңылаулылық жатады.
Топырақтың жалпы физикалық қасиеттеріне түйіртпектілік, көлемдік жəне үлестік салмақ пен қуыстылық, функциялар физикалық қасиеттеріне су, ауа, жылу құбылымдары жəне физика-механикалық қасиеттеріне жабысқақтық, ісіну, шөгу, т.б. жатады. Олардың мөлшері құбылмалы, топырақтың қатты, сұйық, газды жəне тірі фазалар бөліктерінің құрамына, қарым-қатынасы мен өзгерісіне байланысты.
Физикалық қаситтердің топырақ құралу процесіне, құнарлылыққа жəне өсімдіктер дамуына тигізетін əсері зор. Топырақтың физикалық қасиеттері туралы ілім П. Костычев, В. Вильямс, А. Дояренко, Н. Качинский, И. Антипов-Каратаев, С. Астапов, А. Лебедев, П. Вершинин, Ф. Колясьева, А. Тюлин, А. Роде, С. Долгов, И. Ревут жəне т.б. ғалымдар еңбектерімен дамыған. Жалпы физикалық қасиеттерге табиғи қалыптасқан топырақтың тығыздығы мен қатты фазасының тығыздығы жəне қуыстылығы жағады. Қатты фаза тығыздығы деп, топырақтың қатты фазалық массасы мен сəл көлемдегі (4С) су массасы салмақтарының арақатынасын айтады. Ол топырақтағы органикалық жəне минералдық бөлшектер құрамының қарымқатынасымен анықталады. қатты фазалық органикалық заттар (органикалық минералдық қосындылар 2,1-2,5-нан 4,0-5,18 гсм-ге дейін өзгереді.
Көп топырақтар минералдық қабаттарында қатты фаза тығыздығы Табиғи қалыптасқан тығыздық деп, бір көлемдегі табиғи құрылымы бұзылмаған құрғақ топырақ салмағын айтады (гсмБұл тығыздық топырақтың минералдық жəне гранулометриялық құрамына, түйіртпектілігі мен органикалық заттар мөлшеріне сəйкес өзгереді. Оған өңдеу əдістері мен топырақ үстімен қозғалатын техника да əсерін тигізеді. Əсіресе дөңгелекті ауыр тракторлар (К-700) топырақты қатты тығыздайды. Жыртылған топырақ борпылдақ болады да, бірақ уақыт өткеннен соң тепе-теңдік, яғни екінші жыртуға дейін өзгермейтін қалпына түседі. Топырақтың жоғарғы қабаты органикалық заттарға бай жəне ол жақсы түйіртпектелген болса, қыртылғанда қопсылатындықтан аз болады. Тығыздық топырақтың газ алмасуына, онда өсімдік тамырлары дамуына жəне микробиологиялық процестер қырқындылығына тікелей əсерін тигізеді. Көп мəдени өсімдіктерге топырақтың жоғарғы қабатының ең қолайлы тығыздығы - 1,0-1,2 гсм3 Топырақтың қуыстылығы (қ) деп, қатты бөлшектер арасындағы барлық бос жерлер көлемін айтады. қ көрсеткішін топырақтың жалпы (Ж) жəне қатты фазалық (Ф) тығыздығының арасалмағымен есептейді жəне ол процентпен жане ол процентпен белгіленеді.
1.2 Топырақтың химиялық құрамы
Топырақ жер қабығының үстіңгі қабатында орналасқандықтан жалпы оның құрамы жер қабығының химиялық құрамына сәйкес болады. Бірақ, топырақтың химиялық құрамының аналық тау жыныстары құрамынан өзгешеліктері бар. Топырақ минералды, органикалық және органикалық-минералды заттардан құралған. Оның химиялық құрамының басты өзгешелігі - топырақта органикалық заттардың, соның ішінде ерекше заттар тобы қарашіріндінің болуы, химиялық қосылыстардың алуан түрінің кездесуі және оның құрамының уақыт ағымына байланысты өзгеріп отыруы.
Топырақтағы минералды заттардың көзі тау жыныстары, ал органикалық қосылыстар өсімдіктер мен тірі ағзалардың әрекетінен пайда болады. Органикалық және минералды заттардың әрекеттесуінен күрделі органикалық - минералды заттар құралады.
Топырақта және жер қабығында (литосфера) химиялық элементтердің мөлшері әр түрлі (1- кесте).
Негізінен топырақ құрамында осы күнге белгілі химиялық элементтердің барлығы бар. Топырақтың құрамындағы элементтердің бір-бірімен салыстырмалы мөлшері бойынша алатын орны, литосферада кездесетін элементтердің орналасуына ұқсас болып келеді.
Литосферада және топырақ құрамында ең көп таралған элемент оттегі, одан кейін кремний, сонан соң алюминий, темір, кальций т.б.
1-кесте. Литосферада және топырақтағы химиялық элементтердің мөлшері, % (8)
Элемент
Литосфера
Топырақ
Элемент
Литосфера
Топырақ
О2
47,2
49,0
Мg
2,10
0,63
Si
27,6
33,0
С
0,10
2,00
Al
8,8
7,13
S
0,09
0,085
Fе
5,1
3,80
Р
0,08
0,08
Са
3,6
1,37
Сl
0,45
0,01
Nа
2,64
0,63
Мn
0,09
0,85
К
2,60
1,36
N
0,01
0,10
Литосфера құрамымен салыстырғанда топырақ құрамында көміртегі мөлшері 20 есе, азот 10 есе көп. Сонымен бірге топырақ құрамында оттегінің, сутегінің, кремнийдің мөлшері олардың литосфера құрамындағы мөлшерінен молырақ, ал алюминийдің, темірдің, калийдің, натрийдің, кальцийдің мөлшері азырақ.
Қазақстанның солтүстік аймағында таралған кейбір топырақтардың жалпы химиялық құрамы 2-кестеде келтірілген.
2-кесте. Солтүстік Қазақстан топырақтарының жалпы химиялық құрамы (күйдіріліп, карбонатсызданған топырақтағы мөлшері, %)
Үлгі алынған қабат, см
SiО2
Al2О3
Fе2О3
СаО
МgО
К2О
Nа2О
Р2О5
Ауыр құмбалшықты кәдімгі қара топырақ (Е.А. Сұлтанбаев, 1987)
0-20
75,10
12,95
5,55
1,71
1,39
2,04
0,82
0,17
35-45
74,29
13,07
5,82
1,41
1,25
1,96
0,84
0,17
55-65
74,84
13,31
5,90
0,81
1,77
1,84
0,80
0,17
80-90
71,75
12,27
5,66
4,78
1,91
1,66
0,73
0,15
115-125
73,84
13,20
5,85
3,08
1,48
1,90
0,99
0,16
200-210
71,46
13,20
6,96
2,03
2,17
2,09
1,13
1,16
Күңгірт қара-қоңыр топырақ (Н.А. Полузерев ж.б.,1978)
0-7
63,28
11,83
6,55
3,53
8,03
1,50
2,41
0,07
7-18
63,20
12,11
8,57
3,80
7,79
1,27
2,30
0,06
20-35
57,56
12,50
10,13
4,26
11,10
1,15
2,23
0,06
35-50
56,61
11,86
10,62
4,50
12,68
1,20
2,21
0,14
50-80
54,45
12,31
10,70
4,74
13,08
1,31
2,27
0,10
90-100
54,60
11,20
10,42
6,07
12,97
1,25
2,41
0,12
Тау жынысы
54,31
9,70
9,84
10,36
12,50
0,48
1,20
0,19
Топырақ құрамына кіретін элементтер химиялық қосылыстар түрінде болады.
Оттегі бастапқы және туынды минералдар құрамында және органикалық заттар мен судың құрамында болады.
Топырақтағы кремний элементінің мөлшері кварцтың мөлшеріне тікелей байланысты және сонымен бірге бастапқы және туынды силикаттармен алюминосиликаттардың көлеміне де тәуелді. Балшықты топырақта SіО2 мөлшері 40-70%, ал құмды топырақта 90 - 98% дейін болады.
Алюминий топырақтағы бастапқы және туынды минералдардың, органикалық минералды комплекстердің құрамында және топырақтың қатты бөлігімен сіңірілген ион күйінде болады.
Темір топырақ минералдары құрамында, гидрототықтар, тотықтар, тұздар күйінде, органикалық, минералды қосылыстар құрамында және сіңірілген ион күйінде кездеседі. Темір өсімдіктер тіршілігіне қажет, темірсіз хлорофилл түзілмейді.
Азоттың басты бөлігі топырақтың органикалық заттары қарашірінді құрамында болады. Өсімдіктерге тиімді азот қосылыстары нитрат, аммоний, нитрит иондары топырақтың органикалық заттары ыдырауы кезінде түзіледі. Азот өсімдіктердің ақуызы құрамында және басқада химиялық қосылыстарда кездеседі. Ол өсімдік тіршілігіне қажет басты элемент.
Фосфор топырақта органикалық және минералды қосылыстар құрамында болады. Олар органикалық заттар - фитин, нуклеин қышқылы, нуклеопротеидтер, фосфатидтер де және минералды қосылыстар - ортофосфор қышқылының кальцийлі, магнийлі, темірлі, алюминийлі тұздары құрамында болады. Сонымен бірге фосфор топырақтағы апатит, фосфорит, вивианит минералдарының құрамында және топырақтың қатты бөлігіне сіңген фосфат анионы ретінде болады. Фосфор өсімдіктердің өніп- өсуіне қажетті негізгі элементтердің бірі.
Калийдің топырақтағы жалпы қоры мол болып келеді. Ауыр гранулометриялық құрамды топырақта калийдің мөлшері 2% және одан жоғары болады, бірақ жеңіл гранулометриялық құрамды топырақтарда оның мөлшері кемиді. Калийдің негізгі қоры топырақтағы бастапқы және туынды минералдарда шоғырланған. Сонымен бірге топырақтың қатты бөлігімен сіңірілген калий иондары және қарапайым тұздар құрамындағы калий қоры да бар. Өсімдіктер негізінен топырақта алмаспалы сіңген калий иондарын қоректенуге пайдаланады.
Топырақта кальций мен магний минералдардың құрамында, оның қатты бөлігі алмаспалы сіңірген иондар және қарапайым тұздар күйінде кездеседі. Топырақтың қатты бөлігі сіңірген иондардың ішінде мөлшері жағынан бірінші орында кальций ионы, сонан кейін магний ионы болып келеді. Топырақ ерітіндісі құрамында да кальций және магний иондары да мол болады.
Топырақ түзілуіндегі микроорганизмдердің ролі
Топырақ микроорганизмдердің негізгі мекені. Олардың саны және түрлері топырақтың типіне және оның, жағдайына байланысты өзгеріп отырады. Топырақтың микроорганизмдерге байлығы соншалық, тіпті оның бір грамында ауру қоздырмайтын кейбір бактериялар бірнеше жүзден миллиардқа дейін кездеседі. Топырақтағы микроорганизмдердің ең көбі бактериялар, әрине онда актиномицеттер де аз емес.
Топырақ ерекше дене болғандықтан оның түйіршіктерінің іш жағында анаэробты, ал сырт жағында аэробты микроорганизмдер тіршілік етеді. Өсімдік тамырлары тараған жерлерде микроорганизмдер көптеп тіршілік ететіні байқалады. Ал әр өсімдік тамырының айналасында, сол өсімдікке тән микроорганизмдер топтасады да, белгілі бір аймақ түзеді. Оны ризосфера деп атайды.
Әр түрлі топырақта ылғал мөлшері түрліше болып келеді. Осыған байланысты онда тіршілік ететін микробтар саны да өзгеріп отырады. Шамадан тыс ылғал органикалық заттарды ыдырататын аэробты микроорганизмдер тіршілігі үшін тым қолайсыз. Сондықтан топырақтың ылғал режимін реттеу алдымен онда тіршілік етіп, өсімдіктерге қоректік заттарды дайындайтын микроорганизмдердің тіршілігін жақсартуға негізделеді. Микроорганизмдердің негізгі процестерінің белсенді жүруіне топырақтың механикалық құрамы да әсер етеді.
Топыраққа ауа енуі қиындағанда ондағы органикалық заттардың ыдырау қарқыны бәсеңдейді.
Топырақ қабатының жылынуы күн сәулесіне байланысты. Осы энергия көзінін. әсерінен ондағы микробиологиялық процестер де , жақсы жүреді. Микроорганизмдер тіршілігі үшін қышқылдың шамасы бірқалыпты дәрежеде болуы тиімді. Микроорганизмдер топырақтың беткі қабатынан өте терең қабаттарына дейін ерсілі-қарсылы өтіп өмір сүре алады, сондықтан да топырақтың әр түрлі қабаттарына ылғал, ауа жақсы өтетін болады. Әрине микроорганизмдерді микроскопсыз көре алмаймыз. Өзінің тіршілігі үшін кажетті қоректі ол жасыл өсімдіктер жасаған органикалық заттардан алады. Олардың саны мен сапасы топырақ қабатындағы (-тсімдік қалдықтарыньщ мелшеріне байланысты. Танаптағы өсімдік қалдықтарын шірітетін организмдер аэробты, анаэробты бактериялардан басқа ашытқыш саңырауқұлақтарға бөлінеді.
Топырақ қабатындағы ауа мен оттегі болса аэробты бактерияларға қолайлы жағдай, ал топырақ қабатында оттегі жоқ болса анаэробты бактериялардың белсенділігі арта түседі. Егістік танаптағы топырақ қабатында анаэробты жағдай жасалса өсімдік қалдықтарының шіруі -яғни ыдырауы баяулайды, онымен жайлап шала ыдыраған, немесе жартылай ыдыраған өсімдік қалдықтары жинақталады, ал есімдіктерге зиянды ашыған қосылыстар мен кышқылдардың орын алуларына мүмкіндік туады.
Танаптағы топырақ қабатының құнарлылығын аэробты және анаэробты бактериялар өз алдына бөлек жоғары көтере алмайды. Егер олар бір мезгілде бірдей әрекет етсе ғана өсімдіктердін. қоректік заты молаяды.
Аталған микроорганизмдерден басқа өсімдіктерге зиянды мик-роорганизмдер де аз емес, оларға қарсы күресуге агротехникалық шаралар жоспарланады.
Егіншілікте дақылдардың өнімі мен сапасын арттыруда әрине қоректік заттар керек, ал оларды дайындауда микроорганизмдердің белсенділігін арттыруға топырақ қабатының температурасын қышқылды ортасын, ылғалдылығын реттеуге өте-мөте органикалық тыңайтқыштармен тыңайтқанды қажет етеді.
3.Топырақтың қабаттары
Жердің планетарлық қабаттары - жер қабығы (литосфера), газ қабаты (атмосфера) және су қабаты (гидросфера) түйісіп, әрекеттесетін шегінде топырақ жамылғысы қабаты (педосфера) орналасқан (1.1.-сурет).
1.1сурет. Топырақтың жер геосферасында алатын орыны
Осы топырақ қабаты жоғарыда көрсетілген планетарлық қабаттардың өзара қарым-қатынасының, осылардан туындаған ағзалардың әсерінен пайда бола отырып, жердің күрделі геосфералар жүйесінде айрықша қызымет атқарады.
Топырақ кењістікте орналасуына, пайда болуына, дамуына байланысты әлемдегі күрделі табиғи жүйелер - биогеоценоздың, экологиялық жүйенің, биосфераның құрамды бөлігі.
Топырақтың табиғаттағы әлемдік қызметі сан қырлы.
Бірінші және ең бастысы - топырақтың жер бетінде тіршіліктің негізгі өзегі болуы. Топырақтан әуел баста өсімдіктер, су және қоректік заттар сіңіріп өнім құрайды, ал олардан жануарлар және адамзат қоректік заттарды алып пайдаланады. Топырақта тіршілікке керек биофильды элементтер шоғырланады, өсімдіктердің тамырлары жайылады, онда көптеген жәндік түрлері және орасан көп микроағзалар қоныстанған. Топырақсыз табиғаттың тірі ағзалар кешенінің тіршілігі жоқ. Сонымен бірге айта кететін бір жәйт, топырақ өзі тіршілік салдарынан пайда болады және өзі тіршіліктің жалғасуына себепші болып келеді. Сөйтіп биосфералық процестердің диалектикалық бірлігін дәлелдейді.
Екінші, басты топырақтың әлемдік қызметі - табиғаттағы үлкен геологиялық және кіші биологиялық зат айналымының өзара қарым-қатынасының әрқашанда жүріп тұруына әсер етуі.
Жер бетіне шыққан тау жыныстары бұзылу процесіне ұшырайды. Осы бұзылу қабатының үстінде топырақ пайда болып, биофильды элементтерді шоғырландырады. Ал осы элементерді өсімдіктер пайдаланады және бірнеше сатылы өзгерістен кейін олар қайтадан топыраққа оралады (биологиялық зат айналымы). Топырақтан элементтердің бір бөлігі жауын- шашынмен шайылып өзен-көлдерге, мұхиттарға барып шөгінді тау жыныстарын құрайды. Олар геологиялық даму кезеңінде қайтадан жер бетіне шығады немесе басқа күйге көшеді (геологиялық зат алмасуы). Топырақ осы екі зат айналымның қарым - қатынасының реттегіш және байланыстырушы бөлігі.
Топырақтың үшінші әлемдік қызметі - атмосферамен гидросфераның химиялық құрамын реттеуші болуы. Топырақтың тыныстануы өсімдіктер фотосинтезіне және тірі ағзалардың тыныстануына, атмосфераның жерге жақын қабатының химиялық құрамының біркелкі болуына %.лкен әсер етеді. Сонымен бірге гидросфераға құрлық бетінен барып жиналатын заттардың құрамыда топырақ жамылғысының әсерімен байланысты болып келеді.
Топырақтың төртінші әлемдік қызметі биосфералық процестерді реттеуші болуы. Соның ішінде халықтыњ жер бетіндегі тығыздығына әсер етуі. Топырақ құнарлығының өндірілуіне байланысты өсімдіктердің өніп -өсуіне қажетті жағдай пайда болады. Сондықтан құрлық бетіндегі тірі ағзалардың тығыздығы, азды - көптілігі климат жағдайына және топырақ жамылғысының географиялық өзгеруіне байланысты болып келеді.
Топырақтың бесінші әлемдік қызметі - органикалық пәрменді заттарды және олармен байланысқан химиялық энергияны жердің беткі қабатына шоғырландырып жинауы.
Құрамында 4-6 пайыз қарашірінді бар, яғни әр гектарға шаққанда 200 - 400 т қарашірінді бар топырақта, 20 - 30 тонна антрацит көмір бойында бар энергия жиналған.Академик А.В. Ковда топырақтыњ энергия көзі ретінде маңызын айқындай келе: топырақ жамылғысы биосфераның құрамды бөлігі бола отырып, сонымен бірге жердегі әмбебап энергия жинағыш (аккумулятор) және табиғаттағы заттар алмасуымен айналымның үйлесімді жүруіне қажет, қарашірінді құрамында бар тіршілікті қуаттаушы энергия көзінің үнемді жұмсаушысы, - деп атап көрсеткен.Қорыта келгенде, топырақ өзінің ерекше қасиеттерінің арқасында жер планетасының аѓзалар дүниесінде өте үлкен маңыз атқаратынын аңғарамыз. Табиғаттың туындысы және оның бір бөлігі бола отырып, топырақ жер әлемінің табиғатыныњ дамуының негізгі ортасы болып табылады. Сонымен бірге жердің атмосфера, биосфера, гидросфера және литосфера қабаттарымен үздіксіз зат және энергия алмасу процестеріне қатынасып, олардың өзара қарым-қатынасының үйлесімділігіне әсер етіп, жер планетасындағы тіршіліктің сан қилы түрлерінің сақталуына жағдай туғызады.
1 ӨСІМДІКТЕРДІҢ ӨСУІНЕ МИКРОБИОЛОГИЯЛЫҚ ПРОЦЕСТЕРДІҢ ӘСЕРІ
1.1 Топырақ жағдайларының микробиологиялық процестерге әсері
Топырақтың адамзат қоғамы үшін маңызы өте ерекше. Ең алғашқы қауымдық құрылыс кезінде адамдар жабайы өсімдіктерді мәдени өсімдіктерге айналдыра бастады. Құнарлы топырақта өнімді өте көп алатынын адамдар сол кезде-ақ білген. Жер яғни топырақсыз адамның өмірі.
Адамзаттың бүкіл өмірі осы топырақпен байланысты. Топырақ ауылшаруашылығы өндірісінің негізгі құрамы болып табылады. Топырақтың құнарлығын арттыратын әр түрлі тыңайтыштар бар. Бейорганикалық тыңайтқыштар құстың саңғырығы, малдың тезегі және т.б. осыларды ерте кезден бастап адамдар өздерінің шағын жерлеріне еккен егіндеріне тыңайтқыш ретінде пайдалана білген.
Қазіргі кезде топырақтың құнарлығы өте төмендеп бара жатыр. 1953-55 тың игеру жылдарда Қазақстан даласының едәуір көп бөлігін жыртып тастады. Артынан ол жерлер түгел игерілмей қараусыз қалды. Осы кезде Қазақстан жерлерінің көп жерлері эрозияға ұшырап үстіңгі қара топырақ қабаты ұшып кетті. Кейін ол жерлер шөлді жерге айнала бастады. Ол жерді өте көп жыртудың зиянды еді. Егін салғанда да жерді жыл сайын өңдеп, тыңдырып отырмаса, құнарлығы төмендеп кетеді. Соңғы жылдары бактериялық тыңайтқыштар да қолданыс табуда. бактериялар массасын топыраққа араластырып микробиологияық процестерді күшейтуге және химиялық элементтердің сіңімділігін көтеруге қол жеткізуде. Мыс: фосфорбактерин органикалық заттарды алдыратын, фосфорды сіңімді фосфор түріне айналдырады. т.б. Ауылшаруашылығы дақылдарын қалыпты өсіру үшін макроэлементтер мөлшері ғана емес. Сирек кездесетін құрамы маңызды элементтердің болмауы өсімдіктің ауруына, түсімнің аз болуына әкеліп соғуда. Топырақтың адамзат үшін маңызды. Топырақтың адамзат қоғамы үшін маңызын айтып жеткізу қиын. Егер бұрынғы кезде өскен өнімді жинау кезінде топырақтың жанама маңызы болуы, себебі ол адамды жабайы өсімдіктер өнімдерімен қамтамасыз етті, ал жер жыртып, егіншілікпен айналысқан кезден бастап топырақ азық өнімдерінін көзіну айналды.
Сондықтан еңбек адамы ежелден осы табиғи байлыққа үлкен құрметпен қарайды. В.В.Докучаев ойынша қара топырақты жерлерді Ресейдің негізгі байлығы деп атайды. Өндірістің кейбір салалары топырақты пайдалануға негізделген. Соның бірі маңызды азық-түлік өнімдерін жеткізуші ауыл шаруашылдығы. Топырақ ауыл шаруашылығы өндірісін негізгі құралы болып табылады. Топырақтың орман шаруашылығында және құрылыс салғанда - инженерлік құрылғылардың іргетасының негізгі ретінде және жол салуда гидротехникалық құрылыста құрылыс материалы ретінде маңызы зор.
Топырақта жүріп жататын күрделі биологиялық, физика-химиялық және химиялық процестердін адамзат қоғамының түрлі тіршілік салалары үшін мәні зор. Осы процестерді тану топырақты іс жүзінде пайдалануда жаңа мүмкіндіктер ашады.
Микробиологиялық және геохимиялық процестерді зерттеуге байланысты топырақтың халық денсаулығы үшін маңызы анықтала түседі. Топырақтағы физика-химиялық құбылыстарды зерттеудің гидротехникалық құрылыс үшін және алыс қашықтыққа созылған магистралық құбырлар салу үшін маңызы бар.
Топырақтағы биогеохимиялық және геохимиялық процестерді пайдалы қазба кен орындарын іздеу кезінде пайдаланады. Жердің ауыл шаруашылығы үшін маңызы ерекше, сондықтан осы сұрақ алды мен қаралуы керек.
Топырақ еңбек құралы және өнімі ретінде. Топырақ құнарлығы деп оның табиғи және мәдени өсімдіктердің қалыпты өсуі мен дамуын қамтамасыз ету қабілетін айтады. Топырақ құнарлығы оны кез-келген борпылдақ тау жынысынан ажыратуға мүмкіндік беретін ерекше сапа. Бұл сапаның адамзат қоғамы үшін маңызы зор. Табиғи топырақ құнарлылығы олардың қалыптасуы барысында топырақ түзу факторы әсерінен болады және табиғи өсімдіктер өсімділігімен бағаланады. Өнделетін жердің құнарлығы ауылшаруашылық өнімдерінің түсім көлемімен өлшенеді және ауылшаруашылық өндірістің деңгейіне: осы топырақтың зиянды химиялық қасиетін жоя білуге, қолайлы су мен ауа режиміне, минерал, органикалық, бактериялық тыңайтқыштар пайдалану мүмкіндігіне, ауылшаруашылық өндірісінің механикаландыру деңгейіне байланысты. Түсім көлем еңбек өнімділігіне тікелей байланысты болғандықтан, топырақ құнарлығы да қоғамдық өндірістің маңызды кезі болып есептеледі. Табиғи топырақ құнарлығынан көрсеткіштері - аудан бірлігіндегі жылдық өсімдіктердің үстеме өсуі:
* Тундра үшін 10-25цга
* Гүлді және шым гүлді топырақ 45-85
* Қара топырақты жер 90-137
* Каштан топырақтар 40
* Сұр-қоңыр топырақтар 12
* Тропикалық саваннаның
* қызыл және сары топырақтары 120
* Ылғал тропиктердің қызыл
* және сары топырақтары 325.
Күнделікті өмірде құнарлы деп белгілі бір мәдени өсімдіктер үшін қолайлы топырақты атайды. Шынында құнарсыз топырақ болмайды, себебі құнарлылық топырақтың ажырамас қасиеті.
Кез-келген топырақ, онда жақты өсетін өсімдіктер үшін құнарлы боп табылады. Мысалы, құнарсыз екені айқын сортаң жерлерде кейбір сортаң шөптер жақсы өседі, олар басқа жерде өсе алмайды. Сұр топырақты жерлер мақта өсуіне қолайлы, бірақ картоп үшін құнарсыз т.б.
Өсімдіктер қалыпты өсу үшін топырақта мына жағдайлар блокы тиіс:
1. Өсімдік бойына сіңіре алатын формадағы қорек элементтері болуы тиіс.
2.Өсімдік сіңіре алатын формада су болуы тиіс.
3. Өсімдік тіршілігі үшін қажетті мөлшерде оттегімен қамтамасыз етілуі тиіс.
4. Топырақ массасының құрылымы қолайлы болып онтайлы ауа - су режимін қамтамасыз етіп тамырлардын топыраққа жақсы өтуін одан қоректікз аттар мен ылғалдық керегінше алуын қамтамасыз етуі тиіс.
5. Өсімдіктер үшін зиянды қоспалар болуы тиіс.
Мәлім болғандай өсімдіктер негізгі қорек элементі ретінде топырақтан азот, фосфор, калий, кальций, темір, күкіртті сініреді. Химиялық талдауға қарасақ, топырақтағы химиялық элементтер құрамы көп, және ол көп жылға жетеді. Н.П.Ремезов деректері бойынша, қаратопырақ құрамында азот пен фосфордың көптігі сонша, бидайдан орташа түсім алғанда әлі 250 жылға жетеді екен, ал калий құрамы - 3 мың жылға жетерлік.
Бірақ өсімдіктер үшін элементтер мөлшері емес, топырақтағы өсімдік сіңіруге ыңғайлы формалары маңызды. Қара топырақтың жыртылатын горизонтындағы қоректік элементтердің жалпы қоры, 1 га шақанда Н.П.Ремезв бойынша 1952ж. Элементтер Мөлшер Бидайдың орташа түсімінің қандай мөлшерін қамтамасыз ете алады.
Топырақтағы азоттың көп бөлігі органикалық қана түрінде болады, сондықтан ол күрделі, соның ішінде мәдени өсімдіктер үшін сінірілмейді. Тек микробиологиялық тіршілік нәтижесінде пайда болушы аммонии және нитрат қоспалар ғана өсімдікке сіңімді.
Фосфордың органикалық қоспаларфы және фосфор құрамы минералдардың көбі өсімдіктерге сіңбейді. Топырақтағы калий негізгі массасы екінші дисперсиялық силикат (гидросиюд) құрамына кіреді, бұл күйінде оны өсімдіктер қорыта алмайды.
Өсімдіктер сіңірілген калийді және калийдің суда еритін қоспаларын бойына тарады, бұлардың топырақтағы мөлшері мардымсыз. Кальций мен магний де сіңірілген және суда еріген күйінде ғана өсімдіктерге пайдалы. Өсімдіктерге сіңімді түрдегі химиялық элементтер құрамы олардың жалпы құрамына қарағанда өте аз.Сондықтан мәдени өсімдіктердің қалыпты өсуі үшін (демек, жақсы өнім алу үшін) кейбір қоректік элементтерді сіңімді формада топыраққа тыңайтқыш ретінде қосу керек. Оның тағы бір себебі жыл сайын жиналған өніммен бірге химиялық элементтер де топырақтан алынып, азаяды. Демек, өсімдіктердің қалыпты өсуіне керек элеметтер мөлшері де азаяды, бұл егін өніміне әсер етеді. Мысалы, бұл құбылыс АҚШ орталық аудандарында байқалды, онда 20 жыл ішінде топырақтағы азот мөлшері 20% - ке кеміген, келесі 20 жылда 10% - ке, келесі 20 жылда 7% - кеміген. Сондықтан агрохимия ережесіне сәйкес тыңайтқыш қолдану ауылшаруашылығы дақылдары түсімін және жер құнарлылығын көтеретін маңызды тәсіл болып табылады.
Тыңайтқыш қолдана отырып адам заттардың биологиялық айналымына белсенді араласып, өз мақсатында бағыт беріп, реттейді. Органикалық минерал тыңайтқыштар қосумен қатар соңғы жылдары бактериялық тыңайтқыштарда қолданыс табуда. Бактериялар массасын топыраққа араластырып микробиологиялық процестерді күшейтуге және химиялық элементтердің сіңімділігін көтеруге қол жеткізіледі. Мысалы, фосфорбактерин органикалық заттарды ыдыратып, фосфорды сіңімді фосфор түріне айналдырды, т.б. Ауылшаруашылығы дақылдарын қалыпты өсіру үшін макроэлементтер мөлшері ғана емес, сирек кездесетін және бытырап орналасқан химиялық элементтер құрамы да маңызды. Олардың болмауы немесе аз болуы мәдени өсімдіктердің ауруына, түсімнің аз болуына әкеледі. Топырақта жездің кемдігінен пайда болған жағымсыз құбылыстар кең тараған. Бұл құбылыстар торф топырақта орман аймағында көп кездеседі. (Өңдеу сырқаты деп атайды). Жез қосқан соң ғана бұл ауру жойылған, астық өнімі көбейген. Жезді кейбір өсімдіктер организміне қосу үшін оларды паразиттік грибоктарға қарсы тұрақтылығын арттырады. Мырыш, бор, марганец,молибден және сирек кезесетін элементтер топыраққа қосқанның әсері болатыны анықталды. Микроэлементтердің мал шаруашылығы үшін де маңызы зор. Кейбір микроэлементтердің топырақта және өсімдіктерде (жемде)артық не кем болуы мал өнімділігіне елеулі әсер етеді. Кобалаттің топырақта аз болуынан мал қанында эритроциттер азайып, мал тез ариді (себебі, белок синтезі нашарлайды) жемнің көп болуы бұған әсер етпейді.
Су өсімдіктің тіршілігінің барлық кезенінде де дәннен жарып шыққаннан, пісіп жетілгенше үлкен роль атқарады. Түрлі өсімдік дәндері жарылуы үшін түрлі су мөлшері керек: Бидай үшін - салмағының 45% қызылша үшін - 120% керек. Түрлі мәдени өсімдіктердің құрғақ массасының тоннасын алу үшін шығындалған су мөлшері де әр түрлі және 200 ден 1000 т-ға дейін өзгереді. Мысалы: бидай тоннасына - 500тонна су жұмсалады, ал күріш тоннасына - 1000т. Артық су керек. Өсімдіктер бос су формасын ғана яғни гравитациялық сініліп байланған суды космос күштері кері тарта алмайды. Сондықтан сінірілген суы 10-15% құрайтын саздың топырақта өсімдік су тапшылығын көреді, ал құмайт топырақтарда бұл көрсеткіш 1-2% - ке дейін азаяды. Топырақ ылғалы капилярлық булану барысында азаяды. Ұзын капилярдың болуы топырақты тез құрғатады, ал ол капилярды бұзу, топырақ ылғалы сақталуына әкеледі. Сондықтан топырақ құрылымын ұсақ кесекті қылу оны құрғаудан сақтайтын тиімді шара болып табылады. Қуаңшылық аудандарда судың топыраққа мол келуіне бағытталған түрі шаралар жасалады, беткі су ағысын реттеу, қар тоқтату, түрлі суландыру.
Топырақ құнарлығы үшін ауаның, оның оттегісінің маңызы зор. Оттегі микробиологиялық процестер үшін қажет. Топырақтың аэробты микробтары оттегі жетпесе өз тірлігін баяулатады.
Оттегі күрделі өсімдіктер тамыры үшін қажет. Тығыз топырақтағы газ алмасудың қиындауы, топырақ ауасында көмір қышқылының жинақталуы, топырақ артық ылғалданғанда оттегінің жетіспеуі өсімдіктің өсін тежейді. Н.П.Рмезов (1963 жыл) пікірінше оттегі топырақтың барлық көлемінің 8-12% - і болса, топырақ ауасы өсімдіктер үшін қолайсыз әсерін тигізеді, ал оттегі құрамы 5% -тен кем болса, өсімдіктердің көп бөлігі өледі.
Топырақтың оттегімен қамтылуы және газ алмасу деңгейін ұстау топырақ құрылмына тәуелді, ол тамыр қабатының тереңдігін анықтайды, ылғалдың топырақтағы шығынын және бөлінуін реттейді, өсімдіктердің қорек режимін реттейді. Топырақтың жақсы құрылымды өсімдіктер құлыпты өсуін қажетті шартты болып табылады. Жыртылатын горизонттың онтайлы құрылымы болып есептелетін - ұсақ кесекті түйірлі суға берік құрылым. Топырақ құнарлығына теріс әсер ететін тұздар құрамының көбеюі. Тұз концентрациясын топырақ ерітіндісіне жоғары болуы өсімдіктерді мына себептерге байланысты тежейді:
1. Өсімдік клеткасына су келуі нашарлап, бұзылады, себебі топырақ ерітіндсіндегі осмос қысымы өсімдік клеткасы протоплазмасындағдан жоғары.
2. Ассимиляция және газ алмасу процестері бұзылады. В.А.Ховда зерттеуі бойынша, сортаңдау жағдайында өсімдіктерге магнии, натридің хлорлы тұздары көптеп сіңіп, маңызды химиялық элементтер - кальций, калий, фосфор, темір, марганец бірнеше есе кемиді. Тез еріген тұздар өсімдіктің жасыл бөлігінде жинақталып, фотосинтез процесін әлсіретеді. Ақырында өсімдік дамудан қалады.
3. Сортаңдалу әсерінен өсімдік анатомиясында күрделі өзгерістер болады. Тамыр қуысы тарылады, қабыршақ қабырғалары қалыңдайды, нәтижесінде өсімдік қурайды.
Топырақтың сортаңдалуымен, сорлауымен күрес, сор топырақтарды жақсарту халық шаруашылығының күрделі де маңызды мәселесі болып табылады.
Топырақ құнарлылығы тек табиғи қасиеттеріне емес, оны өңдеу сипатына да байланысты. Табиғи құнарлылық топырақтан жаратылыс қасиеттеріне байланысты. Тиімді құнарлылық табиғи құнарлылық бөлігі, ол мәдени өсімдік түсімі түрінде анықталды. Тиімі құнарлылық тыңайтқыш қолдануға, топырақты ұтымды өңдеуге және т.б. шараларға сәйкес ұлғаяды. Осылайша жасанды тиімді құнарлылық жасалады:
Табиғи құнарлылық
Тиімді Әлеуметті
Жасанды тиімді құнарлылық. Ғылым мен ауылшаруашылығындағы тәжірибе дамыған сайын жасанды құнарлылық арта түседі. Тиімді құнарлылық адамзат қоғаының дауына, өндіріс күштері мен өндірістік қатынастардың дауына байланысты.
Өткен ғасырда кемуші құнарлық заңы деген қате және реакцияшыл заң тұжырымдалды. Ол көптеген тәжірибелер нәтижесінде шығарылды. Ол тәжірибелер кезінде топырақ құнарлығына және өнім түсіміне бір фактордың әсері зерттелді. Мысалы: топырақтағы судың арпа өніміне әсері анықталды. Тәжірибе деректері бойынша топырақ ылғалдығы 60%-ке жеткенше өнім артып отырды, ал ылғалдықты көтерген кезде өнім азайып, 100% ылғалдық кезінде нөлге тең болған.
Мұндай тәжірибелер басқа да өсімдіктермен олардың тіршілігіндегі басқа да факторларға қатысты жасалып отырған. Барлығында да берілен фактордың онтайлы құрамына сәйкес ең көп өнім алған да, бұл фактордың мөшерін әрі қарай көбейткен сайын өнім жинау төмендей берген. Тәжірибе нәтижесін өндіріске енгізіп, кейбір зерттеушілер жансақ пікірге: топырақты өңдеп пайдаланған сайын топырақ құнарлығы топыраққа салынған еңбек пен қаржыны ақтамай, бірте-бірте азая береді. Осы қорытыдыдан қате тұжырымдар жасалған.
В.Р.Вильямс осындай тәжірибелердің ғылыми негізсіздігін дәлеледі. Оларды өткізгенде әдістемелік қателік бар фактодың өсімдік тіршілігіне әсері алынғанын, тәжірибені бірнеше фактор мен өткізсе, өнім өсе түсетіні дәлелденді.
Адам топырақты түзуші фактор ретінде. В.В.Докучаев деректері бойынша топырақты құраушы, оның қалыптасуына қатысушы барлық факторлар ішінде, топырақ түзілуін мақсатқа сай өзгертуге қабілетті тек адамзат қоғамы ғана. Адамның табиғатты өзгерту процесі топыраққа тарайды. Бұл адамзат дамуның деңгейіне байланысты. Жер өңдеп, егіншілік басталғаннан бері орман аймағын өңдеу үшін от қою қолданды. Бұл кезде орман өртеніп, босаған жерлерге егін егілді. Жер тозған соң оны тастап, жаңа орман алқабы өртеліп, жаңа жерлерге егін егілген. Егіншіліктіңең ежелгі жүйесі - тыңайған жерді қолдану. Бұл жүйе падаланылған жер учаскелері тозған соң ұзақ уақытқа егімей бос қалдырады, ал тыңайтылған жерлер аз уақыттан соң қайта егіліп пайдаланылады. Бірте - бірте бос жерлер саны азайып, егіс аралық үзіліс уақыты азаяды (1 жыл). Осылайша жерді пар айдап пайдалану екі және үш ауыспалы геіс қолданылады. Бірақ жерді бұлай күштеп пайдаланутыңайтыш қоспау, агротехниканы төмен деңгейде қодану түсімді нашарлатып, өнім сапасын азайтты. Қазіргі егіншілік жүйесі топырақ құнарлылығын қолдауға, арттыруға бағытталған. Осы мақсатта топыраққа түрлі тыңайтқыш қосады, қышқыл топырақты әктейді, өңдеу процесін механикаландырады, егін егу айналымын ғылыми тұрғыдан негіздейді, топырақты азотқа байыту үшін ауыспалы бұршақ тұқымдас шөп егуді қолданады. Жерді мелиорациялау шаралары: құрғату, суландыру, эрозияға қарсы шаралар т.б. қолданылады. Топырақ өндіріс құралы ғана емес, еңбек өнімі де болады. Кейбір топырақтардың өзгертілуі соншалық оларды ерекше типке бөлуге болады. Мысалы, топырақ ауасын зерттеп мұнай-газ жиналуын, радиоактивті элементтер қорын анықтауға болады. Осындай іздеу әдістерін дайындау үшін, топырақта жүретін процестерді жақсы білу қажет. Сондықтан бұл салада топырақ танушылар да үлкен қызмет етеді.
Топырақтың түріне қарай оның механикалық құрамы да өзгеріп отырады, олардың ұсақ бөлшектерінің шамасы миллиметрдің өлігіндей және одан ірілеу болады. Осындай бөлшектердің арасында ауа, су болумен қатар микро-организмдер де тіршілік етеді. Олардың көпшілігі топырақ бөлшектерінің ішінде, қалғандары топырақ ерітіндісінде кездеседі. Я. П. Худяковтың зерттеуіне карағанда, бактерияларды топырақ бөлшектері адсорбциялайтыны анықталған. Қара топырақтың бір грамдайы 7 миллиард бактерияны өз бойында ұстап тұра алады. Ерітіндіде жүрген бактериялардың 99%-тейін топырақ адсорбциялай алады. Әдетте топырақ ерітіндісіндегі бактериялардың мөлшері оның бөлшектерінде тіршілік ететіндерінен әлдеқайда аз. В. Р. Вильямстің көрсетуіне қарағанда, топырақтың ірі бөліктерінің сыртында аэробты бактериялар, ал ішінде анаэробты түрлері тіршілік етеді. Осы заңдылық топырақтың қабаттарында да байқалады. Мәселен, топырақтың терең қабаттарында спора түзуші анаэробты микроорганизмдер кездеседі де, беткі қабатында да аэробты микробтар көп болады.
Топырақтың механикалық құрамы оның қабаттарындағы ауа мөлшеріне ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz