УМКД

Минералды заттар

ПӘННІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ
«Топырақтану» 5В060800 - «Экология»
мамандық студенттеріне арналған

ОҚЫТУШЫНЫҢ ПӘН БОЙЫНША
ЖҰМЫС БАҒДАРЛАМАСЫ

Семей
2013

ГЛОССАРИЙ
Аллювий – өзен тасығанда шығып қалған құмдар, қиыршық тастар және т.б.
Бонтировка – топырақтың сапалылығын бағалау.
Бонитет – топырақ сапасының көрсеткіші.
Геологиялық эрозия – табиғатта болуға тиісті биологиялық процесс, ол
топырақты жаңартуға көмегін тигізеді.
Дефляция – топырақ пен борпылдақ тау жыныстарының түйірлерін жел үрлеп
ұшыруы.
Дефляция эрозиясы – топырақтың желмен ұшып кету процесі.
Диагенез – шөгінді лайлы жыныстардың қатаюы.
Десукция – өсімдіктердің топырақ суын тамырларымен соруы
Далалық ылғалсиымдылық – ыза суы терең орналасқан жағдайда топырақты
үстіңгі жағынан сулағанда топырақтың ұстап қалған су мөлшері.
Ортзаңдар – тығыз, шірік, қоңыр түсті темірдің қабыршықтары.
Ортштейндер – темір мен марганец тотықтарының кесек немесе тары
тәріздес.
Рекультивация – топырақ жамылғысын қайта қалпына келтіру.
Жасанды құнарлық – адамның еңбек нәтежиесінде пайда болады. Табиғи және
жасанды құнарлылықпен қатар, экономикалық құнарлық құрастырады.
Жерлерді бағалау – құнарлығын және тұрған орны жер учаскелердің сапалық
жағдайын сипаттайтын көрсеткіштер бойынша анықтау.
Зонасыз топырақтар – табиғаттың барлық зоналарында өзен бойлары мен
ойпатты жерлерде немесе құм жиындары бар жерлерде кездесетін топырақтар.
Ирригациялық эрозия-адамдардың суды дұрыс пайдаланбауынан болатын
эрозия.
Кадастр – есеп, салық үшін жер бағасын есептеу
Қалыпсыз топырақтар – өзен мен көлдер аллювилері, жел үйінділері.
Коагуляция – коллоидтардың ертіндіден тұнбаға көшу процесі.
Криогенді су режимі – үнемі тоң болып жататын суға төзімді қабат түзіп,
соның нәтижесінде жауын – шашынның аздығына қарамастан, жылдың жылы
мезгілінде топырақтың суға қанығуы.
Қалыпты зоналық топырақтар – 5 топырақ типінен тұратын құрғақ шөпт
топырақтар
Құрғақшылықтың өлі қабаты – аспалы қылтүтік топырақ суының төменгі шегі
мен ыза суының қылтүтік жиегінің жоғарғы шегінің арасында, қабат салу
ылғалдылығына жақын жатқан ылғалды қалыңдылық.
Гравитациялық су – грунтты топырақта ауырлық күшінің әсерінен
қылтүтіктерде ұстап тұрылмай, жоғарыдан төмен жылжитын су.
Гигроскопиялық су – топырақтың ауадан сіңіре алатын бу тәрізді
ылғалдылықтың ең жоғарғы мөлшері.
Мезорельеф – рельефтің орташа мөлшері. Мысалы, тау аңғарлары, алқаптар,
шұңқырлар.
Макрокомбинациялар – мезокомбинацилардың жер бедерінің ірі
өзгерістеріне байланысты алмасып отыруы.
Микрорельеф – рельефтің өте ұсақ түрі. Мысалы, ұсақ құм төбелер, сор
ойпаңдар және т.б.
Пестицидтер – ауру туғызатын ұсақ бунақденелілерді жою үшін
қолданылатын химиялық заттар.
Сорланған топырақтар – құрамында суға тез ерігіш тұздардың біршама мол
кездесетін топырақ түрлері.
Сор топырақ – суға тез ерігіш тұздардың топырақтың беткі қабатынан
бастап мол кездесуі.
Сортаң топырақ – топырақтың колоидты кешені негізінен натрий катионына
қаныққан топырақтар.
Солодтар – қалдықты кварц және аморфты кремний балшығы көп топырақтар.
Топырақ-биоклиматтық белдеу – топырақтардың көлбеулі зоналар мен
биіктік белдеулердің радиациялык және жылу жағдайларының біртектестігі.
Топырақ-биоклиматтық облыс – топырақ зоналарының тек радиациялық және
жылу жағдайлары ғана емес, сонымен катар ылғалдану және құрғақтану
жағдайларының біртектестігі.
Топырақты бонитеттеу – топырақтың табиғи құнарлығын салыстырып бағалау,
оларды табиғи қасиеттер бойынша жіктеу.
Топырақ провинциясы – топырақ зонасының кейбір топырақжәне оның тұзілу
ерекшеліктеріне байланысты (ылғалдану, құрғактану немесе температуралық
өзгерістері) – зонаның бір бөлігі.
Топырақ округі – топырақ провинциясының жер бедері топырақ түзуші
жынысқа байланысты топырақ жамылғысын біркелкі құрылымда кездесетін топырақ
провинциясынын бір бөлігі.
Топырақ ауданы – топырақ округінің жергілікті жағдайларға тіпті, кейде
әкімшілік бөлінісіне қарай бөлінетін ең кіші бөлігі.
Топырақ зоналары – топырақ түрлерінің түзілуі мен генетикалық
қасиеттері өзіндік биоклиматтық жағдайына сай қалыптасқан табиғи аймақтар.
Топырақ типі – топырақ жіктелуінің басты белгісі.
Топырақ құнарлылығы – топырақтың өсімдіктерді өніп-өсуіне қажетті су,
қорек элементтерімен қамтамасыз етуі және олардың түсімділігіне керекті
жағдай туғызу қасиеті.
Топырақ пісуі – топырақтың жабысқақтығы мен байланысы маңызды
агрономиялық қасиеті.
Топырақтың тоңдануы – топырақтың қысқы аяздарда құрамындағы ылғалы
мұзға айналып қатуы.
Топырақ тегі – аналық тау жынысы өзгешелігіне орай бөлінетін топырақ
бөлігі ( кебірленген, сорланған, корбонатты).
Тип – топырақтың жіктелуінің басты белгісі.
Топырақ аймағы бір немесе екі аймақтық топырақ типінің және осыларға
сәйкес интрааймақтық және аймақ ішіндегі топырақ типтері таралған жер
кеңістігі.
Топырақ аймақшасы топырақ аймағына сәйкес таралған бір топырақ типшесі
таралған жер аумағы.
Топырақ фациясы – жылу режимінің және жыл мерзімдері ішінде
ылғалдылығының ерекшелігі бар топырақ аймағының бір бөлігі.
Топырақ округы және топырақ ауданы – жер бедерінің және топырақ түзуші
тау жыныстарының ерекшелігіне байланысты қалыптасқан топырақ жиынтығы бар
топырақ өлкесінің бөлігі.
Тиксотропия – мәңгі тоңды өлкелердегі топырақтарда кең тараған құбылыс.
Топырақтың тұздануы – өсімдіктер үшін зиянды болып келетін тұздардың
топырақтың жоғарғы қабатына жинақталу процессі.
Толық ылғалсиымдылық –топырақтың толық сумен қанығуы.
Топырақ провинциясы – топырақ және оның түзілу ерекшеліктеріне
байланысты топырақ зонасының бір бөлігі.
Өтпелі топырақтар – шайылған және жер бетіне төселген топырақтар.
Үлкен геологиялық айналым– құрлық жер мен мұхит арасында жүретін
химиялық элементтер жолы.
Шабындық – жаз бойы өсіп толысатын, көбнесе орташа ылғалдыққа бейімді
шөптекті өсімдіктер тобы биогеоценозы.
Шөгінді – өзен суына ілесіп келген минаралдық және органикалық түйірлі
заттар.
Шурф – құрғақ жерде топырақты зерттеу үшін қазылатын тік шұңқыр.
Фаза – топырақты құрайтын бөліктер.
Фиксация –топырақтың катиондарды қайта алмастырмай сіңіруі.
Фосфорлы тыңайтқыш – өсімдіктерді қоректі фосформен қамтамасыз ету үшін
топыраққа шашылатын органикалық заттар.
Экономикалық эрозия – ғылыми негізсіз жер байлығын тиімсіз пайдалану
нәтижесінде топырақтың бүлінуі.

Дәріс 1.
Кіріспе. Топырақтану ғылымы, оның мақаты мен міндеттері, топырақ
туралы түсінік.
1.Топырақтанудың экология ғылымымен байланысы. 2.Топырақтанудың
тарыхы, ғылым ретінде дамытудағы В.В.Докучаевтың ролі.

Топырақтану – топырақ және оның құрылымы, құрамы, қасиеттері және
географиялық таралу заңдылықтары, түзілуі, табиғаттағы орны, экологиясы,
тиімді пайдалануы мен жақсарту жолдарын зерттейтін ғылым.
Топырақтану ғылымының қалыптасуы орыстың аса дарынды табиғаттанушы
ғалымы В. В. Докучаевтың (1846-1903) есімімен тығыз байланысты. В. В.
Докучаевтан кейін оның енбегін көптеген талантты шәкірттері жалғастырды.
Генетикалық топырақтану ХХ ғасырдың басында табиғаттанудың жаңа бір саласы
ретінде қалыптасты. Генетикалық деген түсінік "генезис", яғни топырақтың
пайда болуы, дамуы деген ұғымды білдіреді.
Топырақ туралы түсінік. Қазақ халқы жерді – ана, егістікті – асыраушы
деп айтады, өйткені адамзат қажетті азықты, жеңіл өнеркәсіп үшін шикізатты
өсімдік және жануарлар көмегімен топырақ арқылы алады. Жер бетінде топырақ
нағыз асыраушы болу үшін, оны терең білу кажет, оның құнарлылығын кемітпей,
үздіксіз арттыра отырып пайдалану керек. Сондықтан бұл мәселелерді шешу
жолдарын адам ба.ласы үнемі іздестіріп келеді.
Адам баласы ең алғаш жерді егіншілікке пайдалана бастағанда, топырақ
туралы түсінік болмаған, топырақ жер деген үғым ретінде қалыптасқан. Бұл
жай түсінік бірнеше мыңдаған жылдар қажетке жараған, өйткені адамзаттың
алдында соңғы жүз жылдықта туған проблемалар ол кезде жоқ еді. Соңғы
ғасырларда ашаршылықтың кейбір аймақтарда орын алуы, жердің жетіспеуі,
эрозия, құрғақтану, топырақтын құнарлылығының азаюы тағы басқалары осындай
мәселелерді шешу үшін топыраққа назар аударыла бастады.
XIX ғасырдың орта кезеңінде агроном, агрогеолог, агрохимиктердің
енбектерінде топырақ туралы алғашқы түсініктер жазыла бастады. Олар
топырақтың жоғарғы кабатының құрамындағы органикалық және минералдық
қалдықтарға көңіл бөліп, топырақ деген жердің тек жыртылған, өсімдіктердің
тамырлары жайылған қабаты деп есептеді. Топырақ дегеніміз не деген сұраққа
берілген осындай анықтама, В. В. Докучаевтың ғылымға жаңа өріс әкелген
кезеңге дейін өріс алып келді.
1879 жылы Санкт-Петербургте болған табиғат зерттеушілері қоғамының
геология және минералогия бөлімінің мәжілісінде В. В Докучаев баяндама
жасап, топыраққа бірнеше анықтама берді. Кейін бұл пікірлер әрі қарай
дамытылып, жетілдіріле түсті.
Қазіргі түсінік бойынша топырақ – жер бетінің майда ұнтақталған құнарлы
қабаты, тірі және өлі табиғатқа тән бірнеше сипаттары мен қасиеттері бар
ерекше құрылым. Топырақтың негізгі қасиеті – құнарлылығы деп, оның
өсімдіктерді барлық қоректік заттармен және ылғалмен қамтамасыз етуін
айтады. Табиғаттың жоғарғы туындысы – адам топырақ құнарын өсімдіктер мен
жануарлар дүниелері арқылы өз мұқтажына пайдаланды. Өсімдіктер құнарлы
топырақ қабатынан тамыр жүйелері арқылы қоректік затарды алып, суды бойына
сіңіріп, жапырақтарына түскен күн сәулесі мен ауадағы көмірқышқыл газы
арқылы жүретін фотосинтез нәтижесінде денесіне өте мол органикалық
биофильді минералды заттар жинап, едәуір энергияны шоғырландырады. Осы
энергиялар, яғни органикалық және органо-минералдық қосылыстар бүкіл жан-
жануарлар, адамзат тіршілігі үшін өмір өзегі болып табылады. Топырақ –
асыраушы ана, күш-қуаттың қайнар бұлағы, тіршіліктің тірегі,
ауылшаруашылығы өндірісінің негізгі өндіргіш күші. Егіншілік, мал
шаруашылығының өркендеуі топырақ құнарлылығына тікелей тәуелді. Ескеретін
жай, топырақтың басқа өндіргіш құралдардан (машиналар, станоктар, т.б.)
айырмашылығы сол, оны дұрыс күтіп, баптап пайдаланса, ол қоғам үшін
үздіксіз құнарын беріп, халықты асырайды, машиналар сияқты моральдық және
физикалық жағынан азып-тозып істен шықпайды. Баршаға белгілі табиғат
қорлары сарқылмайтын және сарқылатын болып екіге бөлінеді. Сарқылмайтын
қорларға, мысалы, ғарыш, климат қорлары жатады. Сарқылатын қорлар өзінше:
қалпына келетін және қалпына келмейтін қорлар болып екіге бөлінеді. Қалпына
келмейтін қорлар қатарына мұнай, көмір т.б. кендер, ал қалпына келетіндер
катарына өсімдіктер, жануарлар, су қорлары және топырақтар жатады
(Банников, 1977). Бірақ та топырақты калпына келетіндер қатарына қосқанға
келісу қиын. Мысалы, биыл орылған шөп келесі жылы қайта шығады, тіпті, бір
жылдың ішінде кейбір өсімдіктерден бірнеше өнім алуға болады. Кесілген ағаш
қалпына келу үшін бірнеше жыл керек, мал төлінің жетілуі үшін екі-төрт жыл
керек. Құнарлы қабаты бір себептерден шайылып кеткен топырақтардың қалпына
келуі үшін өте ұзақ уақыт керек. Табиғи жағдайда топырақтың түзілуі ұзаққа
созылатын құбылыс. Мәселен, қалыңдығы 20 см жыртылатын топырақ қабаты
түзілуі үшін табиғи жағдайлардың өзгешеліктеріне қарай 3-7 мың жыл уақыт
керек.
Құнарлы қабаты түгелдей жойылған топырақтар болжамды уақыттарда өз-
өзінен қалпына келмейді. Сондықтан адам өзінің тыныс-тіршілігінде
топырақтың құнарлы қабатын су және жел эрозиясынан, басқа да экологиялык
апаттардан қорғай отырып, топырақ құнарын жылма-жыл арттыру және жақсарту
шараларын іске асыруы қажет.

Өзін-өзі тексеру сұрақтары:
1. Топырақтанудың экология ғылымымен байланысын айтыңыз.
2. Топырақтану ғылымы және оның даму тарихы.
3. Топырақтану ғылымының Қазақстанда дамуы.
4. Топырақтану ғылымының ғылымдар жүйесіндегі орны.
5. Топырақтың биосферадағы және адам өміріндегі орны мен рөлі қандай?
6. Топырақтың анықтамасын бер. Топырақтың қалыптасып, дамуы үшін
уақыттың қандай маңызы бар?
7. Неліктен докучаевтік топырақтану генетикалық деп аталады?
8. Орыстың, қазақтың ұлттық топырақтану ғылыми мектебінің көрнекті
өкілдерін ата.
9. Топырақтың географиялық қабықта атқаратын функциялары, маңызы.
10. Қазақстанда топырақтану ғылымының негізінің қалануы кімнің есімімен
тікелей байланысты?
11. Қара топырақтың пайда болуы жөніндегі алғашқы дұрыс болжам айтқан
орыстың ұлы ғалымы кім?
12. Генетикалық яғни, "Генезис" деген түсінік не мағына береді?
13. Ө. Оспанов қай жылы геология-минералогия ғылымдарының кандидаты
дәрежесін алды?

Дәріс 2.
Топырақтану- топрырақ туралы ғылым, топырақ түзілу процесі.
Топырақ – табиғат туындысы, табиғи әрі тарихи дене. Бір кездерде Жер
беті қазіргі Ай планетасының ландшафты сияқты топырақсыз, өсімдіктерсіз,
ауасыз, тіршіліксіз тып-типыл, мүлгіген дүние болған. Жер бетінің жамылғысы
бастапқыда тығыз қатты тау жыныстарынан тұрды. Бұл тау жыныстары алғаш
өздері пайда бола бастасымен-ақ, үздіксіз үгілу кұбылыстарына ұшырады.
Қатты тау жынысының үстіне топырақ түзіле қоймайтыны белгілі. Топырақтың
түзілуі үшін, ең алдымен, қатты тау жыныстары майда ұнтақталған, кеуекті
тау жыныстарына айналуы керек. Жер бетіндегі қатайған тау жыныстары табиғат
күштерінің ғасырлар бойы үздіксіз әсерінен бірте-бірте қирап, бұзылып,
қопсыған жыныстарға айналды. Бұл құбылысты геологияда үгілу деп атайды.
Үгілу құбылысы тарихи топырақ түзілуінен бұрын болған, сөйтіп ол топырақтың
түзілуіне жағдай жасады.
Табиғат күштерінің, әсіресе, температураның, судың, желдің, күн
сәулесінің, көшпелі мұздардың топыраққа әсері ерекше.
Үгілудің физикалық, химиялық және биологиялық түрлері бар. Тау
жыныстарының физикалық жолмен үгілуі деп оның химиялық құрамы өзгермей, тек
әртүрлі механикалық бөлшектерге бөлінуін айтады. Физикалық үгілулерге
қатысатын негізгі күштер – температура, жел күші, тасқын сулар мен көшпелі
мұздар. Физикалық үгілудің қарапайым мысалын келтірейік. Мәселен, әртүрлі
температура әсерінен тау жынысында жарылған сызат пайда болды делік. Уақыт
өте келе оған ауадан ылғал кіріп, қыста мұзға айналып, ісінеді де әлгі
сызат үлкен жарыққа айналып, қатты тау жынысын әрі қарай бұзады. Таулы
аймақтарда жиі-жиі жауған жаңбырдан немесе қар қабаттарының көктемде бір
мезгілде тез еруінен сел тасқындары болмай тұрмайды. Оның күшімен тіпті,
ірі-ірі тастар да допша домалайды. Бір-біріне соғылған тастар жаңғақша
шағылып, майда жыныстарға айналады.
Химиялық үгілу – тау жыныстары құрамындағы әртүрлі тұздардың немесе
басқа қосылыстардың суда, қышқыл мен сілтіде еруінен және ауадағы оттегімен
тотығуынан пайда болатын құбылыс. Мұның нәтижесінде химиялық құрамы жағынан
жаңадан минералдық заттар пайда болады. Бұл заттар өздерінің суда ерігіштік
қасиетіне, өзіндік салмағына қарай әр жерлерге түрліше шөгеді. Физикалық
және химиялық үгілу процестері, әдетте, қосарласа жүреді. Бұлардың өту
жылдамдығы табиғи ортаның климат жағдайларына тікелей байланысты. Алайда,
әр аймақтың климат жағдайларына қарай оның бір түрі екіншісіне қарағанда,
басым болуы заңды. Мысалы, ылғалы мол, әрі күні жылы тропиктерде химиялық
үгілу құбылысы белсендірек өтеді. Ал ауа райы аса суық тундра немесе күні
аса ыстық, ылғалы өте аз шөлді аймақтарда физикалық үгілу құбылыстары
басымырақ жүреді.
Физикалық және химиялық үгілулердің нәтижесінде таулар бұзылып, шыңдар
мүжіледі. Құм мен балшық суға жуылып-шайылып, су күшінің кемуіне және жер
бедерінің ыңғайына қарай шөгеді. Жел күшімен ауаға ұшады, шашырайды. Бұл
ғасырлар бойы үздіксіз құбылысты ештеңе де тоқтата алмайды. Нөсерлетіп
құйған жаңбырдан, қатты соққан желден жер беті шамалы өзгеріске түседі.
Ескі дәуірде тірі жәндіктер мен өсімдіктер болмаған кезде майда ұнтақталған
жыныстарды біріктіріп, желімше ұстап тұратын ештеңе болмаған, топырақ
шіріндісі түзілмеген. Сондықтан топырақ та пайда болмады. Физикалық үгілу
болсын, химиялық үгілу болсын өзінше топырақ түзе алмайды. Топырақ түзілу
құбылысы – физикалық та емес, химиялық та емес, биологиялық құбылыс екен.
Үгілу нәтижесінде қатты тау жыныстарынан қопсыған, ылғал сіңіргіштік, су
өткізгіштік қасиеті бар ұнтақталған жыныстар пайда болады. Әдетте,
физикалық және химиялық үгілу кезінде босаған, суға ерігіш, өсімдіктерге
қоректік минерал заттар ауқымды геологиялық заттар айналымына түседі де әр
түрлі су ағыстарымен, өзендерге, теңіздерге, тіпті мұхиттарға қосылып,
шөгінді жыныстарға айналады. Осы қопсыған, ұнтақталған жыныстарға тірі
организмдер қоныстана бастаған уақыттан бастап, олардың денесіне керекті
заттар өсімдіктер мен микроорганизмдердің таңдамалы сіңірулерінің
нәтижесінде көлемді геологиялық айналымға келіп түседі, яғни ауқымды
геологиялық зат айналымынан кіші биологиялық зат айналымына көшеді.
Органикалық заттар суда ерімейтін болғандықтан, бұл заттардың қоры жыл
санап молая береді. Сонымен, құрамында коректік заттары жоқ тау жынысы тірі
организмдер мекендегеннен кейін қоректік биофильді минералды және
органикалық азотты заттардың қорына айналады. Басқаша айтқанда, құнарсыз
тау жынысының орнына құнарлы топырақ пайда бола бастайды.
Үгілген тау жыныстарында өсімдіктердің өсе бастауы – топырақ түзілу
құбылысының бастамасы. Қопсыған тау жынысында өсімдіктердің мекендей
бастауы жалпы физикалық, химиялық үгілулерді шапшаңдатып, топырақ түзілу
құбылысын тездетеді. Ең негізгісі – өсімдіктер өсе бастағаннан кейін олар
тау жыныстарынан көптеген биофильді элементтерді өз денелеріне жинап, ал
күн сәулесінің күшімен жапырақтары арқылы (фотосинтез) көптеген органикалық
заттар түзіп, Жер бетіне, өзінің тамырлары тараған Жер қабатына, олардың
қорларын жинайды. Ал ол органикалық заттар ыдырап, шіріп алғашқы топырақ
шіріндісін (гумусты) түзеді. Бұл құбылыс – топырақ түзілуінің алғы шарты.

1.2. Алғашқы топырақ түзілу процесі
Топырақ планетарлық қабаттардың (литосфера, атмосфера, гидросфера,
педосфера, биосфера) шекарасында жайғасып, солардың бір-бірімен өзара
қатынасынан дамып, геосфераның ерекше қабығы педосфераны, яғни Жердің
топырақ жамылғысын түзеді. Сонымен бірге, топырақ Жер шарының тіршілік
дамыған аймағы – биосфераның негізгі компоненті. Топырақтың табиғаттағы
рөлі өте зор. Ол жер бетінде тіршіліктің дамуына қолайлы орта. Топырақ –
өзі тіршіліктің туыңдысы бола тұрып, сол тіршіліктің өмір сүруінің де
негізі.
[pic]
11-сурет. Топырактың Жер геосферасында алатын орны.

[pic]
12-сурет. Yлкен геологиялык зат айналымның жалпы сызбанұсқасы (В. А. Ковда,
Б. Г. Розанов, 1988)

Топырақ арқылы жер бетінде заттардың үздіксіз үлкен геологиялық және
кіші биологиялық айналымы өтеді.
Биологиялық кіші зат айналымы кезінде, ең алдымен, аналық тау
жынысынан, кейін топырақтан өсімдіктермен коректік элементтер алынады.
Олардан суға ерімейтін күрделі органикалық қосылыстар түзіледі. Әр жылы
өсімдіктерден қурап түскен органикалық қалдықтардан қоректік элементтер
бірге түсіп, топыраққа қайтып оралады. Биологиялық кіші зат айналымның
негізгі нәтижесі – қоректік элементтер топырақтың жоғарғы тамырлы қабатында
шоғырлануы, құнарлы топырақтың түзілуі. Ал геологиялық үлкен заттар
айналымы жер қойнауындағы және жер бетіндегі тау жыныстарының өзгеруі мен
қозғалуын қамтиды, құрғақ жер мен теңіз арасындағы геологиялық үлкен зат
айналымы нәтижесінде борпылдақ үгілу қабаты құралып; топырақтын түзілу
процесінің негізі қаланады. Жер бетіндегі осы екі айналымның арасындағы
байланыс топырақ арқылы өтеді.
Топырақтың тағы бір функциясы – ол ауа және су сферасының химиялық
құрамдарын реттейді. Фотосинтез арқылы өсімдіктер тотыққан көмірді сіңіреді
де көміртегі тотығынан құралатын органикалық қосылыстар синтезін өткізеді.
Жапырақтары мен тамырлары СО2 көміртегі тотығын және судан келетін сутегін
пайдаланып, атмосфераға еркін молекулалы оттегін О2 бөліп шығарады. Жалпы
топырақ арқылы жер бетінде бүкіл биосфералық құбылыстар реттеледі. Топырақ
– адамзат үшін өлшемі жоқ, баға жетпейтін байлық және құрлықтағы
биоценоздар тіршілігінің негізі.

1.3. Топырақ түзілу процесі туралы
Топырақтану ғылымының басты салаларының бірі – топырақ географиясы. Бұл
сала жер бетінде топырақтардың таралу заңдылықтары мен топырақ түзуші
факторлардың байланысын, топырақтардың кеңістікте ауысуын, олардың Жер
шарында немесе белгілі бір аймақта, кезектесіп орналасуын зерттейді. Жер
шарының топырақ жамылғысы алуан түрлі. Өйткені кеңістікте топырақ түзуші
факторлар да өзгермелі болып келеді. Өсімдік дүниесі, климат, топырақ
түзуші тау жыныстары, жер бедері және олардың уақыт өткен сайын
өзгерістерге ұшырауы әр мекенде, жер аумағында әртүрлі.
Жер бетінің топырақ жамылғасын топырақ географиясы салыстырмалы-
географиялық әдіспен, яғни топырақтың кеңістікте таралуы мен топырақ түзуші
факторларды бірге қатарластыра салыстыру арқылы зерттейді. Осы әдісті
қолдану нәтижесінде Жер шарында топырақтардың таралу заңдылықтары ашылды.
XIX ғасырдың аяғында топырақтану ғылымының негізін қалаушы орыс ғалымы
В. В. Докучаев Орыс жазықтығында топырақ қасиеттері мен оның таралуының
топырақ түзуші факторлармен байланысын салыстыра зерттеп, топырақ
географиясының басты заңын – топырақтардың ендіктерге сәйкес орналасуын
ашты. Ол өзінің «Табиғаттың аймақтары туралы ілімі» кітабында: «топырақ
түзуші негізі факторлар жер бетінде белдік болып, созылып, географиялық
ендіктерге параллель бағытта орналасқандықтан, топырақтарда ... – қара
топырақтар, күлгін топырақтар, т.б. – жер бетінде, климатқа, өсімдік
дүниесіне сәйкес тәртіппен аймақ бойынша таралуы тиіс», – деп жазған.
Топырақтардың ендік бойынша аймақтар болып таралу заңдылығы тек қана
топырақтанудың дамуына ғана емес, сонымен қатар физикалық географияның
табиғат зоналары мен географиялық ландшафттар бағыттарын дамытуға үлкен
үлес қосты. 1899 жылы В. В. Докучаев бүкіл терістік жарты шардың топырақ
аймақтарының нұсқалық картасын дайындап, оны 1900 жылы Парижде әлемдік
көрмеде көрсетті. Осы картада:
1) бореалды немесе арктикалық;
2) орманды;
3) далалық қара топырақты;
4) аэралды (олар тасты, құмды сорланған және лессті шөлдерге бөлінеді);
5) латеритті бес әлемдік аймақтар көрсетілді. Бұл картада аймақтар
Солтүстік жарты шар материктерінде ендіктерге сәйкес орналасқан болып
келеді. Топырақтану ғылымының әрі қарай дамуына, және Жер шары топырақтары
туралы көптеген жаңа мағлұматтардың жиналуына байланысты В. В. Докучаевтың
ашқан топырақтардың ендік бойынша аймақ болып таралу заңдылығын жаңаша
кеңірек мағынада «топырақтардың таралуының көлденең аймақтық заңдылығы», –
деп атау ұсынылды. Өйткені жер шарында топырақтардың белдік болып созылып
орналасуы кейде меридиан бағытына да сәйкес келуі байқалды. Осындай
құбылыстардың басты себебі, әрбір алқаптың мұхиттарға немесе орталық құрлық
аймақтарға, таулы өлкелерге жақын немесе алыс орналасуына, яғни аймақ
климатының ылғалдылығы мен температурасының өзгеруіне байланысты болып
келетіні.
Кейінгі жылдары дайындалған әлемнің топырақ карталарында топырақтардың
көлденең ендік немесе көлденең меридиан бағытына сәйкес орналасуы және
басқада топырақ таралу құбылыстары көрсетілді (Л. И. Прасолов, 1937; И. П.
Герасимов, 1956; В. А. Ковда, Е. В. Лобова, 1976).
В. В. Докучаев топырақтың аймақтарға бөлініп таралуы таулы өлкеде де
байқалатынын анықтады. Кавказ тауларында етегінен бастап жоғары көтерілген
сайын оның табиғатының және топырақ жамылғасының өзгеруін бақылап, зерттеп
топырақтардың таулы өлкеде тік аймақ болып, таралу заңдылығын ашты. В. В.
Докучаев айтуынша, жер үстінің биіктігі өскен сайын әрқашанда топырақ
түзуші факторлар – климат, өсімдіктер мен жануарлар дүниесі заңды түрде
өзгереді. Сондықтан топырақтар да тау етегінен бастап, оның үстіне
көтерілген сайын заңды түрде өзгеріп отыруы тиіс. Яғни топырақтар таулы
өлкеде де аймақ болып кезектесіп орналасады, бірақ ол көлденең бағытта емес
тік бағытта байқалады.
Қазіргі кезде құрлық бетінде топырақ-климаттық белдеулер анықталған.
Оларды анықтап жіктеу үшін климаттың ерекшеліктері ескеріледі. Осындай
белдеулерге полярлық, бореалдық, суббореалдық, субтропикалық және
тропикалық белдеулер жатады. Бұл белдеулерде оларға тән, басқа белдеулерде
жоқ топырақ типтері кездеседі. Ол типтердің түзілуінің термоэнергетикалық
режимі ұқсас болып келеді.
Топырақ – климаттық белдеулер топырақ-биоклиматтық облыстарына
бөлінеді. Топырақ – биоклиматтық облыстары келесідей:
– орман, тайгалы орман немесе тундра өсімдік жамылғысы бар ылғалды
облыс;
– далалық, ксерофитты-орманды немесе саванналы өсімдік жамылғысы бар
далалық облыс;
– шөлейттің немесе шөлдің өсімдіктері жамылғысы бар құрғақ облыс.
Топырақ-климаттық белдеулерге қарағанда биоклиматтық-топырақ
облыстардың топырақтары біртектес болып келеді. Соның өзінде де бұндай
облыста бірнеше аймақтық топырақтар және оларға сәйкес интра аймақтық
топырақ типтері кездеседі. Сондықтан әр биоклиматтық–топырақ облысы ішінде
2-3 топырақ аймағы кездеседі. Топырақ аймағы бір немесе екі аймақтық
топырақ типінің және осыларға сәйкес интрааймақтық және аймақ ішіндегі
топырақ типтері таралған жер кеңістігі.
Топырақ аймағы топырақ типшелерінің аймақшаларына, топырақ фацияларына
және провинцияларына бөлінеді.
Топырақ аймақшасы – топырақ аймағына сәйкес таралған бір топырақ
типшесі таралған жер аумағы.
Топырақ фациясы – жылу режимінің және жыл мерзімдері ішінде
ылғалдылығының ерекшелігі бар топырақ аймағының бір бөлігі.
Топырақ өлкесі (провинциясы) – жылу режимі және жыл мерзімі ішінде
ылғалдылығының айрықша ерекшелігі бар топырақ фациясының бір бөлігі.
Топырақ округы және топырақ ауданы – жер бедерінің және топырақ түзуші
тау жыныстарының ерекшелігіне байланысты қалыптасқан топырақ жиынтығы бар
топырақ өлкесінің бөлігі.

1.4. Топырақ пішінінің қалыптасуы
Топырақтың пайда болу процесінде өзіне тән құрылымының бірі – пішін
түзуі, яғни топырақтың морфологиясының қалыптасуы. Осы арқылы топырақтар
бір-бірімен және өзі түзілген тау жыныстарынан ажыратылады. Морфологиялық
құрылымды жалпы топырақтың құрылымымен шатастырмау керек. Топырақ – әртүрлі
морфологиялық көріністерден құрылған табиғи дене. Сондықтан бұл
көріністерді оның бір бірінен сыртқы пішіндерімен айырмашылығы бар
генетикалық қабаттарынан іздестірген жөн.
Жер үстінде топырақтардың географиялық таралуының заңдылықтарын
тұжырымдай келе топырақ жамылғысы көп факторлардың әсерінен түзіліп,
құрылысы мен қасиеттерін географиялық ортаның ықпалынан қалыптастыратынын
байқаймыз. Сондықтан табиғатта топырақ жамылғысы Жер бетінің кеңістігінде
әр түрлі топырақтардан қалыптасқан болады.

Белгілі бір аумақта кездесетін топырақтардың түрлерінің құрамын,
олардың таралу пішінін және біріне-бірі сәйкестесе орналасу ерекшелігін
топырақ жамылғысы құрылымы ұғымы сипаттайды. Топырақ жамылғысы құрылымының
негізі болып жеке топырақ алабы (ЖТА) саналады. Ол – топырақ жамылғысының
әрі қарай бөлінбейтін бөлігі. Топырақ классификациясының ең кіші қатарына
жататын топырақ түрінің алып жатқан ауданын жеке топырақ алабы дейміз. Жеке
топырақ алабы ұғымын және оның басты сипаттарын В. М. Фридланд (1965)
ұсынды.
Жеке топырақ алабын сипаттау үшін:
1) топырақтың толық атауы;
2) топырақ алабының морфологиялық сипаты – оның ауданы, шекарасының
пішіні мен сипаты;
3) топырақ алабының топырақ түзуші факторлармен биоклиматтық
жағдайымен, жер бедерімен, ылғалдылықпен, аналық тау жыныстарымен,
топырақтың жасымен, топырақтың түзілу тарихымен және адамдардың әрекетінің
ықпалымен байланысын сипаттау сияқты көрсеткіштер қолданылады.
Жеке топырақ алабы ауданы бірнеше шаршы метрден жүздеген гектарға дейін
болуы мүмкін. Ауданына байланысты жеке топырақ алабы ұсақ контурлы (1 га-
дан кіші) орташа контурлы (1-20 га-ға дейін) және ірі контурлы (20 га-дан
үлкен) болып бөлінеді.
Жеке топырақ алабы пішіні дөңгелекше (ұзындығының еніне қатынасы 2-ден
кіші), созыңқы (қатынасы – 2-ден 5-ке дейін), ұзынша (қатынасы 5-тен
үлкен), тарамданған және қалақша тәрізді болады.
Жеке топырақ алабы шекарасының пішінін сипаттау үшін иректік
коэффициенті қолданылады:
Ки=[pic],
мұнда, L – жеке топырақ алабы шекарасының ұзындығы,
S – жеке топырақ алабы ауданы.
Бұл көрсеткіш жеке топырақ алабы периметрінің оның ауданына тең
шеңбердің ұзындығына қатынасын көрсетеді. Осы көрсеткішке байланысты ЖТА 4
топқа бөленеді. Олар келесідей: иректелмеген (Ки<2); аз иректелген (Ки 2-
4); орташа иректелген (Ки 4-6); мол иректелген (Ки>6).
Жеке топырақ алаптарының заңды жиынтығы – топырақ жамылғысы құрылымын
(ТЖҚ) қалыптастырады. Оның басты сипаттаушы көрсеткіштері: құрамы (топырақ
түрлері), күрделілігі (жеке топырақ алабы кеңестікте өзгеруі) және ерекше
айырмашылығы (генетикалық және агрономиялық тұрғыдан жеке топырақ алабы
өзгешеліктері) жатады.
Жер бедерінің өзгешелігіне, аналық тау жынысының қасиеттеріне және
басқадай жағдайларға байланысты топырақ жамылғысы құрылымы микро, мезо және
макрокомбинациялар құрап, топырақ жамылғысы құрылымының белгілі бір түрін
қалыптастырады.
Микрокомбинациялар ұсақ ауданды (бірнеше немесе ондаған шаршы м) ЖТА-
ның кезектесіп орналасуымен сипатталады. Көбінесе, ол жер бедерінің ұсақ
өзгешелігіне байланысты.
Мезокомбинациялар ірілеу ауданды жеке топырақ алабы мен
микрокомбинациялардың кезектесіп орналасуымен сипатталады. Олар жер
бедерінің орташа өзгерістерімен немесе аналық тау жынысының кеңістікте
өзгеруімен сыбайлас келеді.
Макрокомбинациялар – мезокомбинациялардың жер бедерінің ірі
өзгерістеріне байланысты алмасып отыруы.
Жоғарыда аталып өткен топтар ерекше айырмашылықты және сәл
айырмашылықты комбинацияларға бөлінеді.
С. С. Неуструев (1915) жер бедерінің өзгеруіне байланысты
комбинацияларды топырақ кешендеріне (комплексы) және топырақ
үйлесушіліктігіне (сочетания) бөлді. Топырақ кешендері жер бедерінің
микроөзгешеліктеріне байланысты қалыптасқан болып келеді. Ал топырақ
үйлесушіліктері мезо жер бедеріне байланысты қалыптасып, үлкенірек аумақты
алып жататын топырақтар жамылғысы құрылымын құрайды.
В. М. Фридланд (1973) микрокомбинациялар ішінде топырақ кешендерін
(ерекше айырмашылықты) және шұбар (сәл айырмашылықты) топырақтар жамылғысы
құрылымын бөліп қарауды ұсынды. Мезокомбинациялар ішінде жер бедеріне
байланысты қалыптасқан ерекше айырмашылықты топырақ жамылғысы бар
үйлесушілікті және сәл айырмашылықты топырақ жамылғысы бар вариацияларды
бөліп қарауды көрсетті. Сонымен бірге мезокомбинациялар ішінде топырақ
түзуші тау жыныстарының кеңістікте өзгеруіне байланысты қалыптасқан ерекше
айырмашылықты топырақ жамылғысы құрылымын өрнекті және сәл айырмашылықты
топырақ жамылғысы құрылымын ташеттер деп атады.
1.5. Топырақ түзілу процесінде биологиялық, экологиялық факторлардың
рөлі
Экологиялық пәндер қатарына жататын топырақтану ғылымының қазіргі кезде
маңызы өте үлкен. Өйткені топырақтың экологиялық қызметі алуан түрлі және
оның экосистемалар мен жер биосферасында атқаратын қызметі ерекше маңызды.
Топырақтың жалпы және ең басты бірінші экологиялық қызметі – жер бетіндегі
тіршіліктің табиғи ортасы болып, тірі ағзалардың, жан-жануарлардың өмір
сүруіне жағдай жасауы болып саналады. Топырақтың ғажайып ерекшелігі, оның
бойында тіршілік ететін ағзалардың өте тығыз орналасуы. Біздің планетамызда
құрлықтардың бет ауданы теңіздер мен мұхиттардың бет ауданынан 3 есе кем
екеніне қарамастан, құрлықтағы қалыптасқан экосистемалардың биологиялық
массасы, суда қалыптасқан биомассадан жүздеген есе көп. Сонымен бірге
құрлық өсімдіктерінің және жануарларының түрлері сулы ортаны
мекендегендерге қарағанда көп басым. Осы салыстырулар атмосфераға,
гидросфераға және литосфераға қарағанда, топырақ құрылымы жағынан жоғары
дәрежеде дамыған тіршілік ортасы екенін дәлелдейді. Топырақта әрі қатты әрі
сұйық, әрі газ бөліктерінің болуы осында жайғасқан ағзалардың тіршілігіне
қажетті, қолайлы жағдай туғызады. Топырақтың бойындағы органикалық-
минералдық заттар автотрофты, гетеротрофты ағзалар мен ацидофил және
алкофилдердің дамуына оң әсерін тигізеді. Топырақтың екінші маңызды
экологиялық қызметі – құрлық биогеоценозында өтіп жататын геологиялық және
биологиялық заттар мен энергия айналымдары сыбайластығының орталық буыны
болуы.
Фотосинтез арқылы түзіліп жиналған органикалық заттар топырақта
минералды затгарға ыдырап, қайтадан тіршілік сатысының құрамына қосылады.
Топырақтың осы қызметімен оны құрамындағы ағзалар және өсімдіктер
фотосинтезі қосылып, оның биологиялық өнімділігінің негізін жасайды. Сөйтіп
жер үстіндегі тіршіліктің кезекті сатысының жүруінің негізі болады.
Ауылшаруашылығы тұрғысынан қарағанда топырақтың экологиялық
өнімділікті, яғни өсімдіктердің өнімін қалыптастыруға «жағдай жасауы, оның
құнарлығы болып есептелінеді. Топырақтың құнарлылығы оның келесі басты
экологиялық қызметі болып саналады. Өйткені адамдар өміріне азық-түліктің
барлығы дерлік және өндіріске қажет көптеген шикізаттар топырақтың
құнарлығы арқылы алынады. Топырақ басқа да көптеген экологиялық қызметтер
атқарады. Оларға: ағзаларды сумен қамтамасыз етуі, атмосфера және жерасты
суымен келген заттарды сіңіруі, өсімдік тұқымдарын сақтауы, гидротермалды
өктем құбылыстарды бәсендетуі, топырақтағы тірі ағзалардың саны мен құрамын
реттеуі, биогеоценоздардың даму тарихының айғағы ретінде өз кескінінде
қалдықтарды жинақтап сақтауы жатады. Қорыта келгенде, топырақ – табиғатгың
қымбат байлығы, құрлықтағы биоценоздар тіршілігінің арқауы. Аты әлемге
әйгілі эколог Ж. Дорст топырақтың маңызын: «Топырақ – біздің ең қымбат
байлығымыз. Ол құрлықтағы табиғи және жасанды биоценоздар кешенінің баянды
ортасы. Сайып келгенде тіршілік жердің ең бетінде орналасқан жұқа қабатына
тәуелді», – деп сипаттаған.
Топырақ түзуге негізгі алты фактор: ауа райы, тау жынысы, жоғары және
төменгі сатыдағы өсімдік пен жануарлар дүниесі, жер бедері, аймақтың
геологиялық жасы және қоғамның өндіргіш күші қажет. Осыларға жеке
тоқталайық.
Тірі организмдер және олардың топырақ түзілуіне әсері. Жер бетінде
алғашқы пайда болған тірі организмдер өсімдік те, жәндік те емес –
ультрабактериялар. Олар өздері өмір сүретін ортаға өте бейім келеді.
Олардың кейбіреулері тіпті, тастарда да өсе бастаған. Олар өздеріне керекті
көмір қышқылы газы мен азотты ауадан ғана емес, тастан да алды. Сөйтіп,
олар тіпті тасты бірте-бірте бұзып, бүлдіре бастады. Ал үгілген ұнтақталған
тау жыныстары оларға таптырмас мекен болды.
Бұл микроорганизмдер табиғаттың ыстық-суығын, оттегінің барын, не
жоғын, ортаның қышқылдығын, не сілтілігін таңдамады. Сондықтан олар
табиғатта кез келген жерде кездеседі. Оларға су мен қорек болса жеткілікті.
Бактериялардан басқа, алғашқы тау жыныстарында балдырлар, саңырауқұлақтар
да өсіп-өнді.
Бұлардың артынша бүлінген тау жыныстарында қыналар мен мүктер өсе
бастады. Клетка сөлінде қымыздық қышқылы болғандықтан, қынаның тау
жынысының бұзылуына әсері алғашқы микроорганизмдерге қарағаңда әлдеқайда
белсендірек болды. Қыналар жер тандамайды. Тау шыңдарында онын сөлінің
тасты ерітіп, орнында майда шұңқырлар қалдыратынын көруге болады. С. А.
Захаров бойынша топырақтың негізгі құрылымының түрлері 13-суретте
көрсетілген.
Сонымен, алғашқы тірі организмдер, су, жел және мұздармен бірге Жердің
тасты қыртысын бұзып, өздері өлгеннен кейін шіріп, ыдырап қарашірінді
(гумус) құрады. Шырын желім тәрізді болғандықтан, қопсыған, үгітілген
жыныстарды бір-бірімен жымдастырьш, біріктіреді, сөйтіп алғашқы құнары
аздау топырақтар пайда бола бастады. Бұл құбылыстар ғасырлар бойы созылып,
алғашқы микроорганизмдер мен төменгі сатылы өсімдіктер өздерінен кейінгі
дамып өсетіндерге жағдай жасады. Құнары аз топыраққа енді жоғары сатылы
өсімдіктердің өсуіне аз да болса мүмкіндіктер туа бастады.
[pic]

13-сурет. С. А. Захаров бойынша топырақтың негізгі құрылымының түрлері:

І типі: 1 – кесек, 2 – орташа кесек, 3 – майда кесек, 4 – шаңды,
5–іріжаңғақ тәрізді, 6 – жаңғақтай, 7 – майдажаңғақ тәрізді, 8 – ірі дән
тәрізді, 9 – дән тәрізді, 10 – ұсақ,11 – моншақ тәрізді топырақ.
ІІ типі: 12 – тік бағаналы, 13 – бағана тәрізді, 14 – ірі
призматикалық, 15 – призматикалық, 16 – майда призматикалық, 17 – жіңішке
призматикалық.
ІІІ типі: 18 – жалпақтау, 19 – платика тәрізді, 20 – жапырақ тәрізді,
21 – пішіні тұрпайы, 22 – майда тас.
Осы алғашқы топырақта өскен шөптер мен бұталар тастардың жарықтарына да
шығып, оларды ыдыратты, бұзды.
Тастар мен тауларды бүлдірумен қатар өсімдіктер өзі түзген топырақты
қорғай да алады. Қарашірік пен өсімдік тамырлары топырақ бөлшектерін
біріктіріп, жымдастырып, желден, судың жуып-шаюынан сақтады.
Тау жынысының үгілуінен бөлінетін қоректік заттардың бір бөлігі енді
топырақтың тіршілік көзі болып саналатын организмдер бойына ауыса бастады.
Ал олар өліп, ыдыраған кезде, топырақтың жоғары қабаттарында және оның
белгілі бір тереңдіктерінде қоректік заттарға айналып, топырақ құнарлығын
арттырды. Бұл келесі өсетін өсімдіктергс қолайлы жағдай жасады.
Сонымен, араға ғасырлар салған уақыт өте келе алғашқы пайда болған
топырақ жетіліп, шын мәнісіндегі құнарлы топыраққа айналды. Оларда өсетін
өсімдіктер, мекендейтін жәндіктер көбейді, төменгі сатыдағы өсімдіктермен
қатар, жоғары сатылы өсімдіктер өсіп, тірі жәндіктер мен жануарлар пайда
болды.
Топырақ түзілу процесінде биологиялық, экологиялық факторлардың рөлі
төмендегідей жіктеледі.
1. Жоғары өсімдіктер әрекеті: топырақ – өсімдік жүйесіндегі химиялық
элементтердің айналымын және топырақтың органикалық затының синтезін
қамтамасыз етеді.
2. Топырақ жануарларының әрекеті: өлі органикалық заттарды бұзып және
түрлендіріп, топырақтың химиялық және физикалық қасиеттеріне зор әсер
етеді.
3. Топырақ микроорганизмдерінің әрекеті: топырақтың органикалық және
біраз мөлшерде минералды затын тереңдете түрлендіреді.
Топырақты мекендейтін, онда өсіп-өнетін организмдердің молдығы
топыраққа жай ғана әсер етіп қоймай, топырақтағы қосылыстардың бағытына,
олардың қасиеттеріне зор ықпал етті. Мәселен, топырақтың әр зонада
орналасуына қарай, олардың әрбір граммында мыңдаған, миллиондаған, тіпті,
миллиардқа шейін микроорганизмдер кездеседі. Олар да өнеді, өседі, өледі
(14, 15-сурет). Топыраққа түскен бүкіл органикалық заттарды ірітіп-шірітіп,
ыдыратып, оларды әртүрлі газдарға, минералды заттарға бөлетін, органикалық
заттардан күрделі топырақ шіріндісін (гумусты) түзетін де осы –
микроорганизмдер.
Өсімдік-топырақ жүйесіндегі органикалық заттың динамикасын бағалау
көрсеткіштері:
Биологиялық масса – өсімдік қауымдастықтары тірі органикалық затының
жалпы мөлшері.
Өлі органикалық зат – өсімдіктердің өлген бөліктеріндегі және топырақта
жиналған түсу өнімдеріндегі органикалық зат мөлшері.
Жылдық өсім – өсімдіктің жер беті және жерасты бөлігінде жыл ішінде
өсіп қосылған органикалық зат массасы.
Түсінді (опад) – жыл ішінде өлген органикалық заттың аудан бірлігіне
шаққандағы мөлшері (әдетте ц/га)
Өсімдіктер топырақтан сіңірген күлдік элементтер (С, О, Н, N – тан
басқа химиялық элементтер) оның органикалық заты құрамына кіреді. Өлгеннен
кейін органикалық зат топыраққа түсіп микроорганизмдер әсерінен терең
түрленуге ұшырайды, ал күлдік элементтердің басым бөлігі өсімдіктердің
сіңіруіне қолайлы пішінге еніп, жаңа органикалық заттың құрамына кіреді,
бір бөлігі топырақта кідіріліп немесе сумен төмен шайылады. Нәтижесінде
топырақ-өсімдік жүйесіндегі күлдік химиялық элементтердің заңды айналымдық
миграциясы, яғни биологиялық зат айналымы жүреді.

[pic]

14-сурет. Топырақ актиномицеттері мен саңырауқұлақтары:
а – актиномицет мицелиі (х1000); б – бірклеткалы мукорлық саңырауқұлақ;
в–көгерткіш саңырауқұлақ (х100) (В. В. Добровольский оқулығынан, 1999)

Топыраққа тек микроорганизмдердің ғана емес, сонымен катар онда мекен
ететін көптеген зоофауналар, қарапайымдылар төменгі және жоғары сатылы жан-
жануарлар, кұрт-құмырсқалардың пайдасы көп. Мысалы, жауын құрты әртүрлі
өсімдіктер қалдығымен қоректеніп, денесі арқылы органикалық заттарға бай,
суға шыдамды топырақ түйінділерін (капролитті құрылым) шығарып топырақ
қабаттарын әрі-бері тесіп өтіп, ондағы су ауа режимін жақсартады. Осыған
байланысты, Ч. Дарвиннің «Топырақты адам қоғамы соңғы мыңдаған жылдар бойы
жыртып келеді. Ал оған дейін топырақты бірнеше мыңдаған жылдар осы жауын
құрты жыртып келген» деген тамаша айтылған сөзі бар (Ч. Дарвин. 1986).
Қазіргі кезде топырақта өмір сүретін организмдерді тек оны мекендейтін
тіршілік иесі ретінде емес, оның бір бөлігі деп қарайды, яғни бұлар да
топырақ құрамына кіреді деген сөз. Сондықтан топырақты тірі дене деп
есептейді. Топырақтану ғылымының геологиялық ғылымдар емес, биологиялық
ғылымдар қатарына жатқызылуы да осыдан болса керек.
Ауа райының топырақ түзудегі рөлі орасан зор. Климатқа, яғни ауадан
түсетін ылғал мөлшеріне. ауа температурасының ыстық, суығына, үсіксіз
уақыттың қысқа немесе ұзақтығына қарай әр жерде әртүрлі өсімдік, жан-
жануарлар мен микроорганизмдер тіршілік етеді. Олардың әрекетінен әр жерде
әр түрлі топырақтар түзіледі. Мәселен, шөлде шөл топырағы түзілсе, тундрада
мәңгі тоң астында дамымаған, мәңгі жас, құнары аз топырақ, ал ауа райы
жайлы, одан түсетін ылғалы мол, күн сәулесі жеткілікті аймақтарда құнары
мол қаратопырақ түзіледі.

[pic]
15-сурет. Топырақ балдырлары: а –жасыл балдыр;
б- қөқ-жасыл жіпше балдыр; в – диатомдық балдыр (х 1000).

Топырақ түзілу құбылысының жылдамдығы (белсенділігі) ғарыштан келетін
күн сәулесінің қуатына тікелей байланысты. Күн сәулесімен қатар, тірі
организмдерге ылғал қажет, осыған байланысты топырақ түзілу жылдамдығы,
күні, жылы әрі ылғалы мол аймақтарда өте жоғары, ал керісінше, ылғалы аз,
күні суық немесе ыстық аймақтарда бұл құбылыстардың белсенділігі төмен. Осы
себептен де климат жағдайларына топырақтың химиялық және минералдық
құрамдары тікелей байланысты.
Күні жылы, ылғалы мол аймақтарда топырақ минералдары негізінен қатты
үгілген, балшықты екінші минералдардан, ал күн райы ыстық немесе суық,
ылғалы өте аз аймақтар топырақ құрамындағы минералдардың басым бөлігі,
жөнді үгілмеген алғашқы минералдардан тұрады.
Ылғалы мол аймақтын топырағында суға ерігіш тұздар аз кездессе,
керісінше, құрғақ, шөл аймақтар топырақ құрамы суға ерігіш тұздарға бай
келеді. Ауа райының жиі желді болып келуі де топырақтағы құбылыстарға, оның
құнарына көп әсер етеді. Сонымен қатарғ айналамызды қоршап тұрған
экологиялық факторлардың әсерлері де топырақтың түзілуіне көптеген әсерін
тигізеді.
Топырақ түзуші тау жыныстарының топырақ түзуге әсері. Түзілген
топырақтың химиялық, минералдық және механикалық құрамы өзін түзген тау
жыныстарының құрамына өте ұқсас келеді. Топырақ түзуші тау жынысын топырақ
түзуші аналық жыныс деп атайды. Осыдан топырақтың өзін түзген аналық
жынысына ұқсас болуы занды нәрсе. Сонымен аналық топырақ түзуші тау жынысы
өзі түзген топырақтың көптеген химиялық, физикалық-химиялық және физикалық
қасиеттерін анықтайды. Тіпті, кейбір аймақтарда топырақ түзуші тау
жыныстарының химиялық құрамы бұл аймақтарға тән емес құрамы басқа топырақты
түзеді. Бұған мысал ретінде бұрынғы КСРО-ның кең алқапты, күлгінді
топырақты аймағында кездесетін қара шірікті, әктасты топырақты айтуға
болады. Бұл жерлерде топырақ түзуші тау жыныстарының әкті заттарға бай
болуы, аймақтың ішінде терістік аймаққа тән емес, қарашірікті, әкті
заттарға бай топырақ түзуге әсер етеді. Тау жыныстарының өзі түзген
топыраққа әсері, әсіресе, шөлді аймақтарда айқын көрінеді. Себебі бұл
аймақтарда ауадан түсетін ылғал аз болғандықтан, топырақ түзілу
белсенділігі өте төмен болып, тау жынысына оның әсері аз тиеді. Сондықтан
тау жыныстарының құрамына күрделі өзгерістер енгізе қоймайды.
Топырақ түзуге, оның құнарлылығын арттыруға жер бедерінің тигізетін
әсері маңызды орын алады. Жер бедерінің әртүрлі болуына қарай, оған судың
келуі, сумен бірге қоректік заттардың ілесе келуі, тіпті, күн сәулесінің
түсуі түрліше болады. Тегіс жерлерге ауа ылғалы жақсы сіңеді. Ал беткейлі.
дөңесті жерлерге ылғал дұрыс сіңбей, су ойпатты жерлерге жиналады. Жер
бедеріне қарай күн сәулесі де бір тегіс түспейді. Мысалы, таулы алқаптарда
терістік беткейлерге күн сәулесі аз, оңтүстік беткейлерге мол түседі. Жер
бедерінің біркелкі болмауы топырақ түзілуге және олардың құнарлығына әсер
етеді. Топыраққа жер бедерінің әсері туралы айтқанда, оның аса биік (макро)
немесе орта (мезо) немесе майда (микро) деп бөлінетін естен шығармағанымыз
жөн. Аса ірі таулы алқаптарда топырақ-климаттық зоналық зандылықтар жазық
аймактардағы топырақтың таралу заңдылығына сәйкес келе бермейді. Бұл ірі
биік таулы алқаптарда топырақ-климаттық жағдайлардың тау етегінен биіктікке
қарай таралып, өзгерулері табиғаттың белдеулік заңына бағынады (ол жайында
кітаптың соңғы тарауларында сөз болады). Ал топырақтың мезо және микро жер
бедерлеріне қарай өзгерулері зоналық топырақтарға әртүрлі топырақ
тіркестері мен кешендерінің қабаттаса кездесулеріне әкеледі.
Топырақ түзуге аймақтың геологиялық жасының әсері. Геологиялық жаңа
аймақта топырақ та жас, яғни жаңа түзіле бастаған топырақ, ал геологиялық
ескі аймақтың топырағы да ескі. Міне, осы түрғыдан алғанда кең байтақ ТМД
елдерінің теріс жағында жаңа жас топырақтар түзіліп жатса, оңтүстік жағында
көне дәуірден келе жатқан топырақтар кездеседі. Себебі бұрынғы КСРО-ның
теріскей жағы кейінгі дәуірлерде ғана мұздан арылған. Ал оңтүстік
аймақтардың мұздан арылғанына бірнеше дәуірлер өтті. Тіпті, оңтүстік
аймақтың көп жерлерін мұз баспаған. Сондықтан бұл алқаптарда топырақтың
даму құбылыстары ерте басталған. Осыған қарап, жалпы оңтүстік өңірлерде
жаңадан түзіліп жатқан жас топырақ жоқ деп айтуға болмайды. Мәселен, соңғы
жылдары шегініп бара жатқан Арал теңізінің суы тартылуынан оның бұрынғы
түбінде жаңадан топырақ түзілу құбылыстары басталды.
Топырақ түзу процестеріне адам қоғамының тигізетін әсері. Адам өзінің
саналы әрекеттерінің нәтижесінде жерді қолдан суарып немесе құрғатып,
мелиорациялап, топырақтың табиғи даму құбылыстарына көп өзгерістер енгізді.
Бұл өзгерістердің көбі - топырақтың пайдалы қасиеттерін жақсартуға,
топырақтың құнарлылығын арттыруға бағытталған шаралар.
Жер жыртылып, топырақ өңделгеннен кейін табиғи өсімдіктер орнына мәдени
дақылдар егіледі, ал олардың табиғи өсімдіктерге қарағанда, топыраққа
тигізетін әсері әрине, өзгеше.
Топырақтарды көп жыл бойы суарып, тыңайтқыштар енгізуден топырақтардың
бұрынғы табиғи қасиеттері өзгеріске түсіп, жаңа "мәдениеттелген" сапалы
топырақтарға айналады. Бұған Орта Азиядағы көп жылдар бойы суарылып келе
жаткан жазира алқаптардың топырақтары мысал болады. Адамның саналы
әрекетінің арқасында, табиғи жағдайда құнарсыз жатқан топырақтар (шөлді,
батпақты, сорланған, сортаңданған) құнары артқан, сапалы топырақтарға
айналды.
Дегенмен, осы әрекеттердің барлығы оң нәтиже беріп жүр деп айтуға
болмайды. Суармалы алқаптардағы егістікті суарудағы және жерді
мелиорациялаудағы жіберілген қателіктерден құрамында тұзы шамалы топырақтың
екінші рет сорлану құбылыстары басталып немесе батпақтанып, топырақтары
егістікке жарамай, істен шығып қалатын жағдайлардың да болып тұратыны рас.
Ал кейде жыртуға жарамсыз, механикалық құрамы жеңіл немесе сортаң
топырақтар жыртылып, одан кейін жел эрозиясына ұшырап, пайдаға аспай
қалатын жерлер қаншама. Мәселен, Қазақстанда ХХ ғасырдың 1950 жылдардағы
тың игеру кезінде мұндай жағдайлар кездесті. Павлодар облысында мыңдаған
гектар жыртуға жарамсыз жеңіл топырақтар мен Ақтөбе, Қостанай, Көкшетау,
Ақмола, т.б. облыстарында сортаң топырақтар жыртылып, көптеген зиян шектік.
Осы сияқты халық шаруашылығына зиян келтіретін жайларға жол берілмей,
керісінше топырақты өндеу, мелиорациялау, химияландыру, оның құнарын
арттыруға бағытталуы тиіс. Ол үшін әрбір аймақтың өзіндік ерекшелігін,
топырағының қасиеттері мен құрамын жете білген жөн.
Қазіргі ғылыми-техникалық үдеу мен қоғамның дамуы нәтижесінде адамзат
топырақ түзу құбылысын, оның құнарын арттыру жолын бүтіндей өз қолына алып,
жаңа бетбұрыс жасауға кірісті. Өндірістік күштерінің дамуымен көптеген
қолдан бүлдірген жерлерді қайта құнарландыру (рекулътивация) жұмысы
жүргізілуде.
Ертеректе адам қоғамының топыраққа әсерлері негізінен жергілікті
мелиорацияланған жерлермен шектелетін. Ал қазір адамзат қоғамының
топыраққа, жалпы табиғатқа тигізетін әсерлері өзгерді. Тек жыртылып,
мелиорацияланған (суарылған, құрғатылған) жерлермен ғана шектелмей, тіпті,
жыртылмаған жерлерге де тиюде, яғни әлемдік деңгейде тарауда. Өйткені
жыртылмаған жерлерде өндіргіш күштерінің нәтижесінде игерілген
топырақтардың тек ылғал тәртіптері ғана емес, сонымен қатар әртүрлі
тыңайтқыштар енгізіп, арам шөптермен күресу үшін улы химикаттар
сепкендіктен, топырақ құрамы елеулі өзгерістерге ұшырайтыны белгілі.
Осы кезде өндірістің дамуымен көптеген жылу электро-станцияларынан әр
түрлі зауыттардын биік мұржаларынан шығатын түтін құрамдарында зиянды газ
қоспалары жеткілікті. Ол газдар ауа тамшыларымен қосылып кең алқаптарда
қышқыл жаңбыр болып жауып, топырақ құрамына мол өзгерістер енгізеді.
Сонымен қатар көптеген аймақтарда топыраққа атом жарылыстарының әсері де аз
емес. Әрине, бұл зерттеуді қажет ететін мәселелер.
Сонымен, жоғарыда құрғақ жерлердің барлық аймақтарының топырақ
түзілуіне әсер ететін негізгі факторлар сипатталды. Ал кейбір жерлерде
топыраққа әсер ететін жергілікті (локалды) факторлар кездеседі. Мәселен,
кейбір алқаптарда жерасты суының топырақ бетіне жақын жатуы, ол жерлерде
шалғынды топырақтын түзілуіне әкеп соғады. Өзен бойларындғы біраз алқаптар
жыл сайынғы су тасқындарының әсеріне тап болады.
Өзін-өзі тексеру сұрақтары:
1. Топырақ түзуші факторларды жіктеңіз.
2. Топырақтың түзілуі үшін ең алдымен, не қажет?
3. Үгілудің қандай түрлері бар?
4. Топырақ түзілу процесі туралы айтыныз.
5. Топырақ пішінінің қалыптасуы.
6. Топырақ түзуші материалдық негіздерге не жатады?
7. Топырақ жамылғысына антропогендік факторлардың әсері қандай?

Дәріс 3.
Топырақтың морфологиялық көреткіштеріне экологиялық факторлардың
әсері.
Топырақтың морфологиясы деп оның сыртқы белгілерінің жиынтығын атайды.
Табиғи жағдайларға байланысты топырақ жаратылу процестері әртүрлі
жылдамдықпен жүреді де, оның сыртқы белгілерінің жетілуі де әртүрлі келеді.
Топырақтың сыртқы белгілерін зерттеу далалық және зертханалық
әдістермен жүргізіледі. Топырақтың органо-минералдық құрамы оның сыртқы
белгілерін құрайды. Мысалы, топырақ гумусының (қарашірігінің) мөлшеріне
және құрамына қарай топырақ түсі мойыл қара түстен (егер қара шірінді 6%-
дан асса және гумин қышқылымен гумин көп болса) ақшыл сұр түске дейін (қара
шірінді 1,5-2 % және фульвоқышқылдар көп болса) өзгереді. Сол сияқты
топырақтың гранулометриялық құрамы, сіңген катиондардың арақатынасы,
әртүрлі химиялық қосындылардың болуы топырақ морфологиясын жасайды.
Топырақтың құрамы, осыған орай оның физикалық, химиялық ерекшеліктері
топырақ түзуші (аналық) жыныстың минералдық құрамына және топырақ түзілу
процесінде жасалған қасиеттеріне байланысты болады. Сонымен, топырақ
морфологиясы оның түзілу процесі және агрономиялық құндылығы жөнінде ұғым
бере алады.
Далалық әдісте топырақ кесіндісін (көлденең қимасын) шұңқыр қазу арқылы
жасайды. Топырақтың морфологиясын білу үшін оның құрылысын (қабатын және
олардың қалыңдығын), бояуын (түсін), құрылымын, әртүрлі қосындыларды, жаңа
түзінділерді анықтайды. Сондай-ақ, топырақтың грануметриялық құрамын,
топырақ түзуші жыныстың сипатын, ылғалдылығын, органикалық заттың және
өсімдіктер тамырларының таралуын, тұз қышқылынан (HCl) қайнау
тереңдіктерін, ыза суларының жер бетінен қашықтығын, судың дәмін (тұщы,
кермек, ащы, т.б.) анықтайды.
Зертханалық әдісте бұл анықтаулар топырақ құрылысын бұзбай жәшікпен
алынған үлгілерде, монолиттерде жүргізіледі.
Топырақ түзілуі құбылыстарының әсерінен тау жынысынан пайда болған
топырақта оған тән құрылыс, пішін, ерекше белгілер, қасиеттер мен жаңа
қосылыстар пайда болады. Сөйтіп топырақ тау жынысынан өзінің қүнарлылығымен
ғана емес, құрылысымен және сыртқы морфологиялық белгілермен ерекшеленеді.
Осы морфологиялық белгілер арқылы топырақ түрлері бір-бірінен ажыратылады,
топырақ түрлерге жіктеліп, оларға атау беріледі. Басты морфологиялық
белгілерге топырақтың құрылысы, топырақтың және оның қабаттарының
қалыңдығы, түсі, құрылымы жайласуы, механикалық құрамы, жаңа жарандылар мен
кіріспелер жатады. Далалық жағдайда топырақтың морфологиялық белгілерін
зерттегенде тік қазылған шұңқырлар пайдаланылады. Бұл әдісті алғаш рет
топырақтанудың ғылыми негізін салушы В. В. Докучаев қолданды. Осы әдіс іс
жүзінде топырақты далалық жағдайда зерттеуде осы күнге дейін қолданылып
келеді. Топырақтың құрылысы – оның тік кескінінде кезектесіп орналасқан
әртүрлі қабаттары. Бұл қабаттар бір-бірінен түсімен, құрылымымен,
тығыздылығымен, химиялық құрамымен, кейде механикалық құрамымен
ерекшеленеді. Топырақтың құрылысы пайда болып, қабаттардың ерекшеленуі
топырақ түзілу процесінің және топырақты өндірісте пайдаланудың ықпалынан
болады. Топырақтың тік кескінінде бірнеше қабаттар кездеседі. Осы
қабаттарға атау қойылып, әріппен (индекс) белгіленеді. Әдетте, топырақтың:
А – қарашірінді жиналған қабат;
В – иллювиальді немесе аралық қабат;
G – глей;
C – аналық тау жынысы;
Д – астыңғы тау жынысы;
E – элювиальды қабат;
AЕ – қарашірінді элювиальды қабаты;
О – орман төсеніші;
T – шымтезек сияқты генетикалық қабаттары ажыратылады.
O – (ескіше Ао немесе Ад)–органогенді қабат, орман ішінде түскен,
құраған жапырақтардан, ал далалық аймақта шөптесін өсімдіктерінің
қалдықтарынан құралған, тың жерде болатын топырактың ең үстінгі қабаты.
A – қарашірінді және қоректік заттар жиналатын топырақтың жоғарғы
жағында қалыптасқан қабат. Минералды заттардың бұзылуы мен сілтісізденуі
байқалмайды. Түсі басқа қабаттарға қарағанда, күңгірт келеді.
АЕ – қаршірінді элювиальды қабатта қарашірінді жиналуымен қатар,
минералдардың бұзылуы және ыдыраған заттардың төменгі қабаттарға шайылып
жылжуы байқалады.
Е – (ескіше Аг) – элювиальды қабатта топырақ түзілу процесі кезінде
бірқатар заттар төменгі қабатқа немесе топырақ кескіні астына шашылады.
Сондықтан қабатта балшықты минералдар азайып кремний негізді заттар
көбейеді.
В – иллювиальды немесе аралық қабатта жоғарғы қабаттан шайылған заттар,
кей жағдайда жерасты сулары арқылы келген заттар жиналады. Топырақ
кескінімен жылжушы заттарға байланысты иллювиальды қабат әртүрлі
қосындылармен, мысалы: қарашіріндімен (Вһ), карбонаттармен (Вк), темір
қосындыларымен (Вте) батылуы мүмкін. Егер топырақта мұндай заттардың жылжуы
байқалмаса онда В қабатын аралық қабат, яғни қаршірінді қабаттан аналық тау
жынысы қабатына алмасу қабаты деп атайды. С – аналык тау жынысы, топырақ
түзілу процесінің әсері тимеген немесе оның сәл әсері болған тау жынысы
қабаты. Топырақты қабаттарға бөлгенде олардың бір қабаттан екінші қабатқа
алмасуы сипатына көңіл аударады. С. А. Захаровтың анықтауынша үш құрылым
типі бар:
1) куб тәріздес – құрылым бөлшектері бір-біріне перпендикуляр үш ось
бойы бірқалыпты қалыптасқан;
2) призма тәріздес – бөлшектердің даму баллы негізінен тік ось бойы
қалыптасқан;
3) тақта тәріздес – бөлшектер негізінен көлденең жазықтық екі ось
бөлшекпен қалыптасқан. Топырақтың құрылымының түрлерге жіктелінуі 1-кестеде
келтірілген. Топырақтың құрылымының типіне және одан қабаттыға байланысты
өзгереді. Мысалы, қара топырақтың үстіңгі қарашірінді жиналған қабатында
дәнді түйіршікті кұрылым, ал кейбір топырақтың иллювиальді қабатында
бағаналы немесе призмалы құрылым кездеседі.
Топырақтың жайласуы – оның тығыздығы мен кеуекшілігінің сырт
көрінісі. Ол топырақтың механикалық құрамына, құрылымына, топырақ фауна
әрекетіне және өсімдіктердің тамыр жүйесінің дамуына байланысты
қалыптасады. Тығыздылық дәрежесіне қарай топырақ өте тығыздалған,
тығыздалған, қопсынды, бытыраңқы болып жіктеледі. Өте тығыз топырақты
күрекпен қазу қиынға түседі, сондықтан қайла қолдану қажет.

Топырақ пішінінің құрылымы
Түсiнiгi және маңызы. Топырақ құрылымы деп оның ұсақ бөлшектер мен
микроагрегаттардан органикалық және минералдық колоидтар арқылы
желiмделiнiп, бiрiккен түйiршiктерiн атайды. Топырақтың түйiршiктерге
бөліну қабiлетiн оның құрылымдылығы дейдi. Топырақтың құрылымы – оның
құрылысын, су-ауа, жылу, физикалық-механикалық және технологиялық
қасиеттерiн анықтайтын ең маңызды шарттарының бiрi.
Топырақтың құрылымы деп оның әртүрлі пішінді үлкенді-кішілі түйіртпекті
агрегаттарға бөліну қасиетін айтады. Топырақ құрылымы ірі кесекті, кесек
дәнді, үлкен-кіші жаңғақты, призмалы, т.б. түрлерге бөлінеді. Олар бір-
бірімен жабысқан механикалық элементтермен: құм, шаң, балшықпен қосарласа
жүреді. Әрбір құрылымдық агрегат біріккен органикалық және минералды
бөліктерден тұрады. Жалпы топырақ құрылымының пайда болуы – күрделі
биохимиялық және физикалық-химиялық процесс. Көп жағдайда аралас құрылымды
топырақтар кездеседі.
Топырақтың құрамында 0,5 мм-лік микроагрегаттардан бастап, одан
әлденеше есе үлкен макроагрегаттар бар. Агрегаттарының көлемі 1 мм-ден 10
мм-ге дейінгі топырақ – бағалы, құнарлы. Өйткені мұндай топырақ ылғалды
үнемді жұмсайды, ысырап етпейді, яғни оның бөлшектерінің сіңіру құрамында
кальцийдің катионы болады. Ал су ұстамайтын топырақтың құрамында басқа
катиоңдар кездеседі.
Топырақтың тығыздылығы – оның борпылдақ қуысты немесе тығыз болу
қасиеті, бұл көрсеткіш топырақтың тығыздығы мен жұмсақтығын және құрылым
бөліктерінің арасындағы қуыстар дәрежесін білдіреді. Топырақ қуыстары ауа
мен судың, жылудың жылжуына ықпал етеді.
Топырақтың тығыздылығы топырақтың құрылымына, механикалық құрамына,
органикалық және минералдық бөлшектердің мөлшеріне байланысты.

Тығыздықтың деңгейіне қарай топырақ мынадай түрлерге бөлінеді:

Өте тығыз, біртұтас топырақ. Мұндай топырақ сортаң және карбонатты
жерлерде кездеседі. Ауа мен суды өткізбейді, механикалық құрамы ауыр әрі
өзі құрғақ болады. Агрономиялық тұрғыдан бұл топырақ жыртуға жарамайды.
Тығыз топырақ жердің жыртылған қабатынан төмен орналасқан. Сортаңдау және
механикалық құрамы ауыр балшықты жерлерде топырақ тығыз болады.
Агротехникалық шаралар қолданылған жағдайда мұндай топырақты
ауылшаруашылығына пайдалануға болады.
Тығыздау топырақ жердің иллювиальды қабатында кездеседі. Мұндай топыраққа
күректі күш жұмсамай-ақ батыруға болады.
Борпылдақ топырақ үстіңгі қабатта болады. Өйткені мұнда органикалық
заттардың мол болуына байланысты құрылымы түйіртпекті, арасынан ауа, су
өтетін кеуектер көп болады. Сондықтан мұндай құнарлы топырақта мәдени
өсімдіктер жақсы өседі.
Бос жылжымалы топырақ құмдақ және құмды жерлерде болады. Ауыл
шаруашылығына пайдалану үшін арнайы агротехникалық шараларды қолдануды
қажет етеді.
Бұл топырақтың маңызды генетикалық және агрономиялық көрсеткіші.
Топырақтың құрылымы деп, оның массасының әртүрлі үлкенді-кішілі түйіртпекті
агрегаттарға бөліну қасиетін айтады.
Топырақ құрылымы ірі кесекті, кесек дәнді, үлкен-кіші жаңғақты,
призмалы, т.б. түрлерге бөлінеді (16-сурет). Олар бір-бірімен жабысқан
механикалық элементерімен: құм, шаң, балшықпен қосарласа жүреді. Әрбір
құрылымдық агрегат біріккен органикалық және минералды бөліктерден тұрады.
Жалпы топырақ құрылымның пайда болуы-күрделі биохимиялық және физикалық-
химиялық процесс болып саналады. Көп жағдайда аралас құрылымды топырақтар
кездеседі.
16-сурет. С. А. Захаров бойынша топырақ түсінің үш бұрышы
Ал су ұстамайтын топырақтың құрамында басқа катиондар кездеседі.
Топырақ бөлшектерінің құрылымы:
1 Құрылымы жоқ, шаң-тозаңды, борпылдақ;
2 Құрылымы ұсақ түйіршіктері, оқ дәрісіндей, мөлшері 0,5-1
мм;
3 Дәнді түйіршіктері, диаметрі 1-5 мм;
4 Жаңғақатты құрылым, 5-10 мм;
5 Майда кесекті құрылым, топырақ бөлшектерінің көлемі бірнеше см-ге
жетеді.
Топырақтың пайда болу процесінде өзіне тән құрылымның бірі – топырақ
пішіні түзіледі, яғни топырақтың морфологиясы қалыптасады. Осы
морфологиялық көрсеткіштер арқылы топырақтар бір – бірінен және өзі
түзілген тау жыныстарынан ажыратылады. Морфологиялық құрылымды жалпы
топырақтан шатастырмау керек. Морфологиялық құрылым – топырақтың сыртқы
пішіні.
Топырақтың морфологиялық құрылымын зерттеу үшін далалық жағдайда тік
қазылған шұңқырларды пайдаланады. Бұл әдісті алғаш рет В. В. Докучаев
қолданған, осы күнге дейін бұл топырақтануда негізгі әдіс болып қалды.
Шұңқырды қазып, бір бетін тегістеп, оған күн сәулесін түсіріп қараған
кезде, топырақтың бірнеше қабаттарға бөлінгені байқалады. Топырақтың әр
қабаты өзіне тән сыртқы пішінмен сипатталады. Осы қабаттардың түріне қарап,
топырақтың түзілу процесі туралы көп мәліметтер айтуға болады. Әртүрлі
топырақ типтері де осылай бір-бірімен ажыратылады.
Топырақтың құрамы:
1.Су;
2. Ауа;
3. Минералды тұздар(азот,фосфор,калии);
4. Қарашірік (өсімдік пен жан-жануардың шіріндісі, органикалық заттар);
5.Саз;
6.Құм.
Топырақтың фазалық құрамы
Топырақ – күрделі дене, ол бірнеше фазалардан: қатты фаза (минералдық
және органикалық), сұйық фазасы (топырақ ерітіндісі), газды фазасы (топырақ
ауасы) және тірі фазасы (топырақтағы тірі организмдер) тұады. Бұл фазалар
бір-бірімен өте тығыз байланысты.

Топырақтың минералдық құрамы
Майда ұнтақталған тау жыныстары мен олардың топырақтағы минералды
бөліктерінің өзінің пайда болу жағынан екі топқа бөлінеді: Алғашқы –
магматикалық және метаморфикалық аса қатты үгілмеген минералдар. Екіншісі
–жердің үгілу немесе топырақ қабаттарында алғашқы минералдардың көп жылдық
үзіліссіз үгілуінің нәтижесінде, үгілудің соңғы аса майда ұнтақталған
өнімдері түзілген биіктіктен ормандық белдеу басталады, онда самырсын,
майқарағай, шырша, балқарағай және қайыңдар кездеседі.
Топырақтың және оның қабаттарының түстеріне әсер ететін негізгі
құрамдар:
1. Қара шірінді заттары. Олар топыраққа қара немесе қара қоңыр түс
береді.
2. Темір марганец тотықтары. Сары, қызыл, сия түстер береді.
3. Кремний қосылыстары, әк, каолинит, алюминий гидроксиді және суға
ерігіш тұздар (Хлоридтер және сульфаттар). Олардың түстері-ақ келеді.
4. Темірдің шала тотығы. Ол көкшіл, сұр сия түсті келеді.
Үш бұрыш ақ, қара, қызыл түстер, ал олардың араларында осы үш негізгі
түстердің азды – көптігіне байланысты неше түрлі түстер болады. Топырақтың
түсін анық бір түспен айту қиын, сондықтан негізгі түске анықтама қосылады.
Оның басым түсі соңына қойылады. Мысалы, қара қоңыр, сары құба, ашық сары
деген сияқты.
Топырақтың түсінің практикалық маңызы үлкен. Топырақ қабатының қалың
қара түсті болуы қара шірінді молдығын көрсетеді. Көкшіл немесе көк түсті
топырақтың батпақтануы. Мұндай жерлерді пайдалану күрделі мелиоративтік
жұмыстарды қажет етеді.

2.3. Топырақтың генетикалық қабаттары, олардың диагностикасы, символикасы

Топырақтың құрылысы деп топырақ кесіндісін құрайтын генетикалық (шығу
тегі бойынша бір-біріне байланысты) қабаттардың жиынтығын атайды. Әрбір
топырақ типтерінің құрылыстары, қабаттардың кезектесуі бір-бірінен өзгеше
болады. Дегенмен, В. В. Докучаев негізгі үш генетикалық: А – қарашірікті-
аккумлятивтік, В – аралық (иллювиалдық), С – топырақ түзуші немесе аналық
жыныс қабаттарды белгіледі.
Топырақтың бояуы оның негізгі айқын белгілерінің бірі болып саналады.
А. Н. Сабаниннің айтуынша, топырақта ашық жасыл мен көк түстен басқа
қарадан аққа дейінгі түстердің бәрін кездестіруге болады. Ал батпақты
топырақта жаңа жасалған топырақ кесіндісінен ашық жасыл және көк түстерді
де көруге болады. Топырақтың көптеген типтері өз түстерімен аталады: күлгін
топырақтар, қара топырақтар, қызыл қоныр топырақтар, қоныр топырақтар, сұр
топырақтар, қызыл топырақтар, сары топырақтар және т.б.
Топырақтың беткі қабатының түсі ондағы гумустық заттардың шамасына
байланысты жасалған. Топырақтың қызыл және сары түсі жеке минералдардың
(гематит, лимонит), түсіне немесе ұсақ дисперсті саз минералдардың
(каолиниттің, монтмориллониттің, т.б.) бетінде хемосіңірілген темір
тотықтарына, лас көк түсі темірдің оксиді, қызыл қоңыр фонда қара дақтың
және қара жолақтың болуы марганецтің гидроксидтеріне, ақшыл түсі саз
қабығынан тазарған кварцтың ұсақ дәншелерінің түсіне, ақ түс
карбонаттардың, сульфаттардың жиналуына байланысты болады. Топырақ
кесіндісінің төменгі қабатының түсі негізінен топырақ түзуші (аналық)
жыныстың бояуына, оның құрамы мен үгілу дәрежесіне сәйкес келеді. Солтүстік
жарты шардың тропиктен тысқары аймағында топырақтың қызғылт қоңыр түсті
бояуы мұнда көп тараған кайнезой эрасының төрттік кезеңіне топырақ түзуші
жыныстарына байланысты.
Топырақ қабаттарының түсі ылғалдылығына, жарықтың түсуіне, структуралық
жағдайына байланысты да өзгереді. Мысалы, бір топырақтың өзі құрғақ күйінде
сұр, ылғал күйінде қара сұр түсті, структурасыз (ұсақ, ұнтақ) топырақ ұсақ
кесекшелі және дәншелі күйіндегіден гөрі ақшыл түсті, күндізгіден гөрі
кешкісін қара қоңырлау түсті болады. Сондықтан топырақ түсі ауа-құрғақ
үлгісінде және күндізгі шашыраңқы жарықта анықталады.
Дегенмен, топырақ түсін визуалдық анықтау қателіктерге соқтыруы мүмкін.
Сондықтан ФМ типті фотометрді қолдану керек.
Топырақ структурасы да маңызды морфологиялық белгі болып есептеледі.
Топырақтың қарапайым бөлшектері (гранулометриялық элементтері) бір-бірімен
жабысып, қарашіріктік және минералдық заттармен желімделіп әртүрлі мөлшерде
және формада кесекшелер (агрегаттар, структуралар) түзеді. Профессор С. А.
Захаров топырақ структурасын негізінен үш типке бөледі: куб тәрізді
топырақтың структуралық бөліктері өзара перпендикуляр үш осьпен бірқалыпты
жетілген; призма тәрізді структуралық бөліктер негізінен тік (биіктік)
осьпен жетілген; тақта тәрізді структуралық бөліктер екі көлбеу осьпен
жетілген және тік бағытта қысқараған. Аталған типтердің бәрі де мөлшеріне,
қабырғалары мен қырларының сипатына қарай кіші бөліктерге бөлінеді. Оны С.
А. Захаров, С. А. Монин төмендегідей бөліп көрсетеді:
1 кесте
С. А. Захаров бойынша топырақ құрылымының жіктелуі
|Тегі |түрі |мөлшері |сипаттамасы |
| |1-тип. Куб тәрізді |пішіні дұрыс емесе, беті |
|Тоң кесекті | |тегіс |
| |ірі тоң кесек |>10 см | |
| |ұсақ тон кесек|1-10 см | |
| |ірі кесекті |3-10мм |дұрыс емес доғал пішінді, |
|Кесекті |кесекті |1-3 мм |опырылған, беті бұдырлы, |
| |ұсақ кесекті |0,25-1мм |қырлары байқалмайды |
| |шаң тәрізді |<0,25мм | |
| |ірі жаңғақты |>10мм |дұрыс пішінді, қырлары жақсы |
|Жаңғақ тәрізді |жаңғақты |7-10мм |білінеді, беті тегіс |
| |ұсақ жаңғақты |5-7 мм | |
| |ірі түйіршікті|3-5мм |пішіні сәл дұрыс,кейде |
|Дәнді |түйіршікті |1-3мм |домаланған, қырлары жақсы |
| |ұсақ |1-0,5мм |білінеді, беті бірде бұдырлы,|
| |түйіршікті | |бірде тегіс, жылтыр |
| |2-тип. Призма тәрізді |бөлшектер нашар пішінделген, |
|Бағана тәрізді | |қырлары түзу емес, |
| | |қабырғалары дамымаған |
| |ірі баға |5см | |
| |тәріздес |>3-5см | |
| |бағана тәріздес|3-5см | |
| |ұсақ бағана |<3см | |
| |тәріздес | | |
| |ірі бағаналы |5-3см |дұрыс пішінді, тік бағытта |
|Бағаналы |ұсақ бағаналы |<3см |жақсы жетілген, және үстіңгі|
| | | |жағы дөңгелене біткен, |
| | | |астыңғы жағы тегіс |
| |ірі призмалы |3-5см |қабырғалары жақсы жетілген, |
|Призмалы |ұсақ призмалы |1-3см |тегіс, жылтыр бетті,өткір |
| |нәзік призмалы |0,5-1см |қырлы. |
| |қарындашты |0,5см | |
| |(ұзындығы 5 см)|<1см | |
| |3-тип. Тақта тәрізді |жетілген қатпарлы, көлденең |
|Тақталанған | |жымдастығы бар |
| |тақталанған |>5 мм | |
| |плиткалы |3-5мм | |
| |пластинкалы |1-3мм | |
| |жапырақты |<1мм | |
| |жұмыртқа | |мөлшері үлкен емес көлденең |
|Қабыршақты |қабыршақты |>3мм |жымдастығы,өткір қыры бар |
| |ірі қабыршақты|1-3мм | |
| |ұсақ |<1мм | |
| |қабыршақты | | |

Топырақтың типтеріне тән өзіндік құрылымы. Мысалы, дәншелі структура
қара топыраққа, жаңғақша стуктура орманның сұр топырағына, тақталы және
жапырақшалы структуралар күлгін топыраққа, бағаналы, ірі призма тәрізді
және тоң кесекті структуралар сортаң топырақтарға тән.
Топырақ құрылымы деп оның тығыздығының және қуыстылығының сырт
көрінісін атайды. Топырақтың тығыздығы далалық жағдайда өңдеуші (плуг,
тырма, культиватор) құралдарға тигізетін қарсы әсерімен анықталады. Топырақ
құрылымын бос (пышақ, күрек жеңіл кіреді), тығызданған (аталған құралдар
біраз күш салғанда кіреді), тығыз (құралдар күшпен кіреді) құрылымдар деп
бөледі.
Топырақтың қуыстылығын қуыстардың мөлшеріне, структура аралық
жарықтардың енділігіне қарай анықтайды. Ұсақ қуысты құрылымда қуыстың
диаметрі 1 мм-ден кем, қуысты құрылымда қуыстар ірі, тар жарықты құрылымда
ол 3 мм-ден артық болады. Тығыз және қатты топырақтарда ағаш және шөптесін
өсімдектердің тамырлары жайылып өсе алмайды. Қаттылығы 60-65 кг/см2,
тығыздығы 1,9 г/см3 топыраққа өсімдік тамыры кірмейді. Топырақтың
қуыстылығы, аэрациясы, су өткізгіштігі, ауыл шаруашылығы машиналарының
тарту күшіне тигізетін қарсы әсері осы тығыздыққа байланысты болады.
Топырақты зерттегенде өсімдік тамырларының тереңдеп жайылуын да
белгілеу керек. Шөптесін өсімдіктердің тамырлары беткі қарашірікті
қабаттарды жасайды, ал ағаш өсімдіктері тамырларының гумус жасауда ролінің
аз екенін байқаймыз.
Інқазғыш жануарлар (борсық, суыр, саршұнақ, тышқандар, т.б.)
топырақтарды араластырумен болады. Бұл қарашірікті қабаттардың қалыңдауын
күшейтеді. Бұлар шөбі шүйгін өскен жерлерде көп болып, өз алдына топырақ
әртүрліліктерін жасайды. Мысалы, індік қара топырақ осы жолмен түзілген.
Топырақтың қалыптасуында әртүрлі химиялық қосындылар түзіледі. Олар
топырақ массасында біркелкі тарайды немесе әртүрлі формалы болып жиналады.
Гипергенез (грек тілінде гипер – үстінде, генезис – шығу тегі, яғни – жер
бетінде үгілуден шыыққан) және топырақ түзілу процесінде жасалған сырт
пішіні анық, топырақ массасынан жақсы ажыратылатын химиялық қосындыларды
жаңа түзінділер дейді. Бұлардан басқа биологиялық текті жаңа түзінділер де
болады. Олар зоогендік (капролиттер – құрттар экскременттері, илеу
жасағандағы құмырсқалар кесекшелері, құрт жолдары, індер) және фитогендік
(кесекшелер бетіндегі тамыршалар іздері – дендриттер, т.б.) болып бөлінеді.
Жаңа түзінділер – ерітінділерден кристалдану, коллоидтық ерітінділерден
гельге түсу, гельдердің қайта кристалдануы, алмасу және т.б. процестерінде
жасалады. Дегенмен, жаңа түзінділердің жасалуы топырақ жаратылу процесімен
бірге жүретіндіктен биогендік процесс те болып есептеледі. Жаңа түзінділер
көмірқышқылды әк, темір және марганецтің түйірлері (бобовина), темірдің
сары дағы немесе сызығы, марганецтің қара дағы түрінде болады.
Солтүстіктегі темір-марганец жаңа түзінділері орнына оңтүстікке қарай
карбонатты (СаСО3, MgCO3) жаңа түзінділер басым келеді.
Далалық аймақ топырақтары жаратылуында темір-марганец, темір-силикат
жаңа түзінділері жасалуы тоқтап карбонатты жаңа түзінділер, олардың ішінде
гипстің ұсақ кристалды дрүздары (бір негізге бекіген кристалдары),
конкрециялары көптеп жасалады.
Құрғақ даланың қоңыржай климаттық жағдайында гипстік жаңа түзінділерге
жұқа қабық және жиынтықтар жасайтын суда ерігіш хлоридтер мен сульфаттар
қосылады.
Шөлді аймақ гипсті және хлоридті-сульфатты жаңа түзінділер басым
келеді. Ыза суы жақын жерлерде олар кристалдар өскіндерін, друздарды, ірі
конкрецияларды, пластарды (тақталарды) құрайды.
Карбонаттық жаңа түзінділер зең немесе саңырауқұлақ мицеллийі тәрізді
жіпшелер, қопсыған дақтар түзеді де, әктен тұратын «аққөзшелер» және
карбонаттар мен гипстен тұратың тығыз конкрециялары «журавчиктер» деп
аталады. Жаңа түзінділер, негізінен жоғарғы қабаттардан шайылып келген
тұздардан аралық (иллювиалдық) қабатта жасалады. Химиялық құрамына қарай
хлоридтер мен сульфаттардың түстері ақ, ақшыл (глаубер тұзы – ақшыл, гипс –
ақ), әк – ұн – ақ түсті, темірдің гидроксидері – қызыл қоңыр, тат, охра
түсті, темірдің оксиді – лас жасыл, көгілдір, марганец қосындылары – қара,
кремний қышқылы – ақшыл түсті болады. Қара шірінді қоңыр, қарақоныр жылтыр
дақтар жасайды.
Қосындыларға топырақ массасынан анық бөлінетін, бірақ топырақпен
генетикалық байланысы жоқ заттар, мысалы, топырақ түзуші жыныстардың
құрамына кіретін, бірақ топырақ түзілуіне қатыспайтын қой тастар, малта
тастар, бақалшақтар, жануарлар сүйектері, шифер, кірпіш, ағаш және т.б.
адам тіршілігімен байланысты археологиялық қалдықтар жатады. Қосындылар
топырақ түзілуінде инертті денелер болып есептеледі. Бірақ топырақтың шығу
тегі, жасы туралы ұғымдар береді.

2.4. Топырақ пішіні құрылымдарының типтері, олардың топырақ-экологиялық
байланысы

Егiншiлiк тәжiрибесiнде профессор В. В. Квасников ұсынған топырақ
түйiршiктерiн өлшемдері бойынша жiктеу көптен берi қолданылынып келедi. Бұл
жiктеу бойынша, 5 см үлкен түйiрлердi тоң кесектер деп 1-5 см – iрi
түйiршiктер, 0,25-10 мм – кiшi түйiршiктер және 0,25 мм ұсақ түйiршiктер –
тозаң немесе микроагрегаттар (микроқұрылым) деп аталады. Iрi және кiшi
түйiршiктер макроқұрылымға жатады. Көп жағдайларда топырақ массасының
өлшемдері 0,25-10 мм аралығындағы ұсақ түйiршiктi құрылымнан тұрғаны
қолайлы болады. Сондықтан осындай түйiршiктердiң топырақ массасындағы
мөлшері (%) оның құрылымдылығының деңгейiн көрсетеді. Ұсақ түйiршiктi
құрылымның пайдалы әсерi оның мөлшері 50% дан артық болғанда көріне
бастайды және оның үлесi артқан сайын пайдалы әсерi де өседі.
Әртүрлi топырақ климат аймақтарында топырақтың құрылысының қолайлы
көрсеткіштерi бiрдей болмайтындықтан, құрылымдық түйiршiктердiң өлшемдеріне
де талап әртүрлi болады. Мысалы, қуаң және қуаңшылық далалардағы қара және
қара қоңыр топырақтарда диаметрi 0,25-2 мм түйiршiктер топырақтың қолайлы
құрылысын қамтамасыз етедi. Олар ең жақсы ылғал сақтағыштар болып табылады.
Қара топырақтарда, әсiресе жыртылатын қабаттан төмен орналасқан бөлігінде
берiктiгi және қуыстылығы жоғары болғандықтан өте оңтайлы 2-3 мм қиыршықты
құрылым (жарма) басым болуы мүмкiн. Түйiршiктiлерге қарағанда олардың
қырлары анық байқалады және механикалық берiктiлiгi жоғары болады.
Ылғалы жеткiлiктi қара топырақты емес аймақта топырақ қабатының қолайлы
құрылысын 1-10 мм аралығындағы түйiршiктер құрастырады. Олар бұл жерлерде
өсімдік тамырлары мен пайдалы аэробты макроорганизмдердiң тiршiлiгiне
керектi тұрақты минималды аэрацияны (тұрақты аэрация саңылаулылығы)
қамтамасыз етедi.
Iс жүзiнде топырақтың құрылымына деген бұл жалпылама талаптар
топырақтың түрiне, оның ылғалдылығына және себуге жоспарланған дақылдардың
ерекшелiктерiне байланысты нақтыланып отырылады. Мысалы, Орта Азиядағы
тұрақты суарылатын сарғыш түстi iрi тозаңы басым борпылдақ ұсақ қуысты
топырақтарға судың әсерiне төзімдi 0,25 мм ұсақ микроқұрылымдар пайдалы
әсер етедi.
Тиiстi құралдармен бiз тығыз, бiрiккен топырақты керектi өлшемдегi
түйiршiктерге ұсақтай аламыз. Бiрақ кез-келген түйiршiк агрономиялық
жағынан құнды бола бермейдi. Агрономиялық құнды құрылымдардың төмендегi
талаптарға сай болулары керек:
1) жеке түйiршiктердiң диаметрi 0,25-10 мм арасында болуы;
2) судың әсерiне берiк, яғни судың шаю әрекетiне қарсы тұра алуы;
3) механикалық төзімдiлiгi (Н. А. Качинский бойынша серпiмдiлiк
төзімдiлiгi), яғни механикалық күштердiң бұзу әрекеттерiне қарсы тұра
алуы (байланыстылығы жоғары);
4) қуыстылығы жеткiлiктi және қуыстардың өлшемдері онда ылғалдың
жылжуына кедергi жасамайтын болуы.
Жел эрозиясы байқалатын аймақтарда – желге төзімдi болуы, яғни
түйiршiктердiң шамасы 1 мм артық болуы керек. Мұндай түйiршiктердiң 0-5 см
қабаттағы мөлшері 50% дан артық болғанда топырақтың беткi қабаты жел
эрозиясына төзімдi келеді.
Агрономиялық құнды түйiршiктерден басқа топырақта жоғарыда айтылған
қасиеттерi жоқ, берiк емес, «уақытша» құрылымдар болады. Олар, әсiресе
ылғалданғанда тез микроагрегаттарға және механикалық элементтерге ыдырайды,
топырақ тығыздалады, төмен капиллярлы емес құрылымға ие болады. Топырақтың
барлық физикалық- механикалық қасиеттерi нашарлайды. Топырақтың құрылымсыз
массасының жай механикалық ұсақталуы арқылы уақытша құрылымы пайда болады.
Агрономиялық құнды түйiршiктер құрылымының пайда болуы, негiзiнен
органикалық және аз мөлшердегi минералдық коллоидтты жұқа қабықтың
қатысуымен жүредi. Қарашiрiк типтi колоидтар органикалық заттардың қарайып
шiруi кезiнде пайда болады. Жоғары бытыраңқылық пен топырақ түйiршiктерi
бетiнiң белсендiлiгi арқасында олар күштi коагуляторлармен (кальций мен
темiр катиондары) байланысқа түсiп, механикалық элементтер мен
микроагрегаттарды қаптап, оларды макроагрегаттарға бiрiктiретiн жұқа қабық
жасайды.
П. В. Вершинин мен В. И. Константинованың деректерi бойынша, ортасаздақ
топыраққа судың әсерiне төзімдi құрылым беру үшiн оның салмағының 1,0-1,5%-
дай немесе бiр гектар жердiң 10 см қабаты үшiн 25-45 т гумин заттары керек.
Түйiршiктену процесiне топырақ бөлшектерінің және микроагрегат тарының
гравитация, мениск күштерi мен өсімдіктердің тамыр жүйелерiнiң өсуi
жасайтын қысымның, қыстағы мұз кристалдарының және басқа механикалық
әрекеттердiң әсерiнен өзара жақындасуы ықпал жасайды. Бұл құбылыс
ылғалдылығы құрылым құруға қолайлы ылғалдылыққа жақын, физикалық пiсiп-
жетiлген топырақты өңдегенде (жыртқанда) белсендiрек жүредi.
Макроагрегаттар құрылумен қатар топырақ ылғалдығының, температурасының
өзгеруiнен, өсімдік тамырларының, топырақ фаунасының, топырақ өндейтін
құралдың механикалық қопсытуының әсерiнен олардың ең әлсiз байланысқан
жерлерiнен жазықтық бойы ыдырауы да байқалады.
Топырақтың әлсiн-әлсiн ылғалдануы мен кебуiнiң, қатуы мен еруiнiң
әсерiнен макроагрегаттарды ұсақтайтын макрожарықшалар мен микрожарықшалар
пайда болады. Бұл процесс топырақтағы қарашiрiктiң мөлшеріне, топырақтың
сiңiргiш кешенiндегi сiңiрiлген негiздердiң құрамына, гидрофилдi
коллоидтардың мөлшеріне, топырақ ерiтiндiсiндегi тұздардың саны мен
құрамына және топырақтың тығыздығына байланысты келеді.
Ең ұсақ қуыстар топырақ агрегаттарының iшiнде болады да‚ көбінесе
капиллиярлық қуыстарды құрайды, ең iрi қуыстар агрегаттар арасында орын
алады. Топырақтың капиллярлық сумен толуында оларда су болмайды, ауамен
толып тұрады. Олар капиллярлы емес қуыстылықты құрайды. Ауа мен судың
мұндай бөлінуi олардың аралығында, құрылымсыз топырақтарда кездесетiн
қарама-қарсылықты болғызбайды. Бұл жағдайда топырақта тұрақты және бiр
мезгiлде қарашiрiк түзу және минералдану процестерi жүрiп жатады. Бiрақ
топырақта тек құрылым құру ғана емес, оның ыдырауы да, яғни агрегаттану мен
агрегатсыздану қатар жүредi.
Құрылымның бұзылуы танапта жүретiн көліктердің, тракторлар мен
машиналардың, құралдар доңғалақтарының, шынжыр табандарының және жұмыс
бөліктерінің әрекетiнен болады. Мұндайда топырақтың агрегаттары, әсiресе,
беткi қабаттағылары ұнтақталады немесе жаншылады.
Топырақтың құрылымын бұзатын механикалық күштерге оның беткi
қабатындағы түйiршiктерiн ұсақтайтын жауын тамшыларының, бұршақтың соққысы,
танаптарды суаратын судың қатты ағысы жатады. Нөсерлерде және ағызып
суаруда топырақ агрегаттарының барлық жағынан бiрдей тез ылғалдануы
түйiршiктердiң iшiнде қысылған ауаның қалуына әкелiп соғады. Ол
түйiршiктердi iшiнен қысып ыдыратады. Осындай жолмен топырақтың беткi
қабатының құрылымы көбірек бұзылады да, кепкеннен кейiн зиянды топырақ
қабыршағы пайда болады.
Топырақтың бөлшектерiн агрегаттарға бiрiктiрiп тұрған органикалық
заттардың, соның iшiнде гуматтардың, табиғи аэробты минералдануы құрылымның
берiктiгiн жоғалтуына және олардың бұзылуына әкелiп соғады.
Жауын суларында топырақ бөлшектерiн агрегаттарға бiрiктiрiп тұратын
топырақ сiңiру кешенiмен, жекелеп айтқанда жұқа қабықтың коллоидтарымен
алмасу реакциясына түсетiн аммоний мен сутегiнiң бос катиондары болады.
Жауын суы сүзiлгенде алмасу реакциясының барлық заттары төменгi қабатқа
ағатындығынан, аммоний мен сутегiнiң мөлшерінiң аздығына қарамай, реакция
бiр бағытта ғана жүредi. Осылайша күштi гидрофобты коагуляторлар – кальций,
темiр, т.б. катиондары әлсiз, гидрофобтығы төмен аммоний мен сутегi
катиондарына алмасады. Бұл коллоидтық жұқа қабықшаның iсiнуiне және
топырақтың жоғарғы қабаттарында құрылымның берiктiгiнiң жоғалуына, оның
бұзылуына әкелiп соғады. Аталған процесс баяу жүредi және кең көлемде
болмаса да топырақта орын алады.
Топырақ құрылымының бұзылуының мүмкiн болатын жолдарын ескере отырып
оны қайта-қайта механикалық, әсiресе, қатты ылғалды және құрғақ кезiнде
өңдеуден, машиналардың, құралдардың, көліктердің танаптарда артық
қозғалысынан, қатты ағызып суарудан сақтау және топырақта органикалық
заттарды жинау, оның сiңiру кешенiн кальций катионымен толықтыру керек.
Топырақ құрылымының өндірістегi рөлі. Агрономиялық құнды құрылымның
басты агротехникалық маңызы – механикалық өңдеулердiң арасындағы кезеңдерде
топыраққа оңтайлы (қолайлы) құрылыс беру және оны тұрақты ұстап тұру.
Топырақтың жыртылатын қабатының орнықты құрылысына керектi агрономиялық
құнды құрылымның басты қасиетi оның берiктiгi болып табылады.
Агрономиялық құнды құрылымның iс жүзiндегi маңызы ең алдымен оның
топырақтың жалпы массасындағы үлесiне, яғни топырақ құрылымдылығының
дәрежесiне (%) және оның агрегаттарының берiктiгiнiң деңгейiне байланысты
болады.
Топырақтың жалпы массасындағы агрономиялық құнды құрылымның үлесi аз
болғанда оның топырақтың құрылысына әсерi жеткiлiксiз болуы мүмкiн, себебi
топырақтың құрылымсыз бөлігі – тозаң барлық iрi капиллярлы емес қуыстарды
толтырады да, топырақта капиллярлық саңылаулылық үстемдiк алады.
Мұндай жiктеу едәуiр дәрежеде шартты болса да, топырақтың құрылымды
және құрылымсыз бөліктерінің ара қатынасын түсiну үшiн керек, себебi
топырақтың құрылымдық жағдайының сапалы көрінісі оның қолайлы, нақты
жағдайға сәйкес берiк құрылысы арқылы жүзеге асырылуы қажет.
Механикалық өңдеу арқылы топырақтың жыртылатын қабатына берiлген
құрылыстың берiктiгi ол топырақтың құрылымдығының деңгейiне тiкелей
байланысты болады. Құрылымдылық жоғары болған сайын топырақтың құрылысы
төзімдiрек келеді және ол ұзағырақ сақталады. Құрылымдылықтың төменгi
деңгейiнде, яғни топырақта «уақытша», берiк емес түйiршiктер көп болғанда
олар сыртқы әрекеттерден, бiрiншi кезекте ағын судың әсерiнен, тез бұзылады
және топырақ «балшықтанады», тығыздалады. Сондықтан ылғалдылығы жеткiлiктi
және артық аймақтарда және суармалы егiншiлiкте құрылымдылығы төмен
топырақтарды жиi қопсытуға, жылда терең өңдеуге тура келедi. Құрылымдылығы
жоғары топырақ аймақтарында және ылғалы көп емес аймақтарда, мысалы,
қаратопырақты дала аймағында қопсытудың тереңдiгi мен саны аз болуы керек.
Ал құрылымдылығы төмен және ылғалы аз, мысалы топырақтың тығыздығы
жоғарылау құрылысы керек құрғақ дала аймақтарында терең қопсытуды шағындау
(2-5 жылда бiр жүргiзу) қағидасы қолданылады.
Топырақ құрылымын жақсарту шаралары, жыртылатын қабатының тығыздығын
және құрылысын реттеу
Топырақтың құрылымы, оның танаптардың құнарлылығы және өнімділігі үшiн
маңызы, құрылу және бұзылу жолдары туралы iлiмдi П. А. Костычев, әсiресе,
академик В. Р. Вильямс дамытты. В. Р. Вильямс топырақ құрылымының
құралуындағы жоғары сатыдағы өсімдіктер мен микроорганизмдердiң рөлiн,
құрылымның бұзылуы мен қайтадан құралу механизмiн, олардың құнарлылық үшiн
маңызын көрсетті. Бiрақ В. Р. Вильямс топырақ құрылымының маңызын асыра
бағалап, оған егiншiлiктiң барлық мiндетiн бiрдей жүктедi: «Бiрiншi мiндет
– топырақтың түйiршiктi құрылымын жасау және оны ауылшаруашылық
өсімдіктерiнiң қоректенуiнiң барлық кезеңдерi бойында сақтау.
В. Р.Вильямстың замандастары академиктер К. К. Гедройц, Н. М. Тулайков
және Д. Н. Прянишников құрылымдылықтың егiншiлiктегi маңызы туралы мұндай
көзқарасты жақтамады. К. К. Гедройц құрылым туралы түсiнiктеменiң көп
бөлігі субьективтi, белгiлi дәрежеде ой тұжырымы сипатына ие деп атап
көрсетті.
Н. М. Тулайков құрылымның маңызын жоққа шығармайтынын бiлдiре отырып:
«мен құрылымдылықта ешқандай үстемдiктi көре алмадым және оны соқыр сезiмге
айналдырып, өмірдiң кез келген жағдайына қолдануды ұсына алмаймын», – деп
жазды. Д. Н. Прянишников бұл туралы: «...болашақта емес, қазiрдiң өзінде-ақ
шөптанаптан өтпей және құрылыммен еркiн айналыса отырып, тек тыңайтқыштарды
үлкен мөлшерде пайдалану арқылы (әрине, агротехника жоғары болғанда) жоғары
өнім алуға болады» – деп ойын одан да анық білдірді. Кейiнiрек Н. И.
Саввинов, И. Б. Ревутт, П. В. Вершинин, Н. А. Качинскийдiң және көптеген
басқа зерттеушiлердiң еңбектерi топырақтың құрылымы туралы iлiмдi кеңiттi
және тереңдеттi.
Т. С. Мальцев 1953 жылы «Егiншiлiк мәдениетiн көтеру мәселелерiне
творчестволық шешiм керек» деген мақаласында, «егер олардың тамырлары мен
орудан қалған қалдықтарының қурауы мен ыдырауына бұл процестердiң жүруiне
көпжылдық шөптердiң егiсiндегiдей немесе табиғаттағыдай жағдай жасалса»,
бiржылдық дақылдар да топырақты органикалық заттармен байытады деген тезис
ұсынды. Мұндай жағдай жасау үшiн ол бес танапты ауыспалы егiстi ұсынды:
сүрi танап, дәндi дақыл, бiр жылдық дәндi бұршақ дақылдары. Мұнда терең
өңдеу (қайырмасыз) тек сүрi танапта ғана жүргiзiледi, ал бiр жылдық
дақылдарды жинағаннан кейiн күзде аңыз қалдықтары табақты сыдыра
жыртқыштармен өңделедi.
Топырақтың құрылысы негiзiнен оны өңдеудiң жүйесiмен реттелiнсе де,
берiлген қолайлы құрылыс пен оның берiктiгi топырақтағы агрономиялық құнды
құрылымның санына, сапасына және өлшемiне байланысты болады. Iс жүзiнде
барлық ауылшаруашылық топырақ-климат аймақтарында топырақтың құрылымдылығын
жақсарту оны мәденилендiрудiң маңызды шарты болып табылады. Топырақта
органикалық заттарды жинау бұл мақсатқа жетудiң негiзгi жолы болады.
Бұл мiндеттi орындауда көпжылдық бұршақ тұқымдас шөптердi және олардың
астық тұқымдастармен қоспасын егудiң, әртүрлi органикалық тыңайтқыштарды
көп мөлшерде сiңiрудiң, сидераттар жыртудың және аралық дақылдарды себудiң
маңызы зор. Көпжылдық шөптердiң, сидераттардың және белгiлi бiр дәрежеде
ауыспалы егiстегi бiр жылдық негiзгi және аралық дақылдардың құрылым
жасаудағы тиiмдiлiгi олардың өнімінің деңгейiне тiкелей байланысты болады.
Жоғары өнім тек жер бетiнде ғана үлкен биомасса құрамайды, сонымен қатар
өсімдіктердің тамырлары таралған қабатта бiркелкi жайылған көп тамыр
қалдырады. Бұл құрылым құралу үшiн шiрiндi заттар бередi және топырақтың
физикалық қасиеттерiн жақсартады.
Санына, сапасына мезгiлi мен топыраққа сiңiру тәсiлiне қарай
органикалық тыңайтқыштар шашу мен сидераттар жырту топырақтағы берiктiгi
жоғары агрегаттардың санын арттыруы мүмкiн.
Топырақты өңдеу де оның өңделетін қабатының құрылымын жақсартуы мүмкiн.
Д. Г. Виленскийдiң, П. В. Вершининнiң және тағы басқалардың еңбектерiнде
оңтайлы «құрылым құрауға» ылғалдылығында (ұсақтауға) өңдеу табиғи
агрегаттарға ұқсас саңылаулы, мықты агрегаттардың пайда болатыны
анықталған. Құрғақ және ылғалдылығы жоғары топырақты өңдегенде, керiсiнше,
қолайлы ылғалдылықтан ауытқу артқан сайын құрылымның бұзылуы да арта
түседi. Iс жүзiнде соңғысы жиiрек, әсiресе, өңдеу кезеңiңде ылғалдылығы
төмен болатын топырақтың беткi қабатын өңдегенде кездеседi.
«Көп жыртылған» тозаңдалған қара топырақтарда бiраз жағдайларда
жыртылатын қабатқа қарағанда, онан төменгi қабаттың құрылымы жақсы болады.
Бұл жағдайда топырақтың жыртылатын қабаттан төменгi қабатындағы жармаң (дән
тәрiздi құрылымды) түйiршiктердi бетiне шығарып терең жырту тиiмдi.
Соңғы жылдары гумин қышқылы, шым тезек желiмi, битумдар, синтетикалық
полимерлер сияқты жасанды құрылым жасайтын желiмдегiш заттарды пайдалануға
бағытталған зерттеулер көптеген елдерде кеңiнен жүргiзiлуде. Топыраққа
шамалы мөлшерде (1-2 ц/га) енгiзiлiп, оның беткi қабатының құрылымын,
қабыршақ жасауға мүмкiндiк бермей жақсартатын заттар iздестiрiлуде.
Қазiрде К-1, К-4, К-6, ПАА және басқа құрылым жасайтын полимерлiк
препараттар ұсынылған. Полимерлiк құрылым жасаушылардың әрекетi олардың
топырақтың терiс зарядты бөлшектерiне коагуляциялық әсерiнен топырақтың
бөлшектерiн микроагреграттарға бiрiктiретiн жiп тәрiздi молекулалар
құрауына негiзделген. Микроагрегаттардың құралуында басты рөлдi топырақ
бөлшектерінің бетiндегi полимерлердiң адсорбциясы және валенттiк
байланыстың пайда болуы атқарады. Осындай жағдайда пайда болған топырақ
құрылымдарының әсерi 3-6 жылға созылады.
Өкінішке орай, бiр препараттың әртүрлi топырақтардағы әрекетi бiрдей
емес, жеке алғанда, топырақ ерiтiндiсiнiң реакциясына байланысты болады.
Сонымен қатар, полимерлiк препараттармен өңдеу топырақтардағы жоғары
құрылым құрау әрекетiне, өнімнің өсуiне қарамай, бағасының жоғарылығына
байланысты, оларды пайдалану тек топырақ мелиорациясын жүргiзгенде, су және
жел эрозиясымен күрескенде, бағалы және техникалық дақылдарды өсіргенде
ғана экономикалық жағынан тиiмдi болады.
Топырақтың құрылымдылығы ауыспалы егiсте дақылдарды дұрыс таңдау және
олардың алмасуы арқылы, топырақты өңдеудi азайту, органикалық және
минералды тыңайтқыштарды пайдалану, артық қышқылдылық пен сiлтiлiктi жою
сияқты топырақты мәденилендiрудiң басқа шаралары арқылы да жүзеге
асырылады.
Жыртылатын, әсiресе, тұқым сiңiрiлетiн қабаттардың борпылдақтығы жоғары
болғанда олардың тығыздығын катоктарды пайдалану арқылы реттейдi. Тәжiрибе
мен практика көрсеткендей, сортаң емес қара және қара қоңыр топырақтарда
тұқым мен топырақтағы ылғалдың байланысын жақсарту үшiн тұқымды сепкенге
дейiн және сепкеннен кейiн катоктар пайдаланған тиiмдi. Балшықтанатын
сортаңды қара және қара-қоңыр топырақтарда тұқым тығыздалған төсенiш және
тұқым сепкiштiң шүмегiне тiрек дайындау үшiн тұқымды себу алдыңда топырақты
катокпен тығыздау тиiмдi болады.
Кейбiр жағдайларда топырақтың қолайлы тығыздығы мен құрылысына қол
жеткiзу үшiн табиғаттың күшi мен уақыт факторы пайдаланылады. Мысалы, қара
топырақты емес аймақта екпе сүрi танаптарда топырақтың қолайлы тығыздық пен
құрылысына дейiн жауын-шашын мен гравитациялық күштердiң әсерiнен табиғи
шөгуі жүруi үшiн терең өңдеудi күздiк дақылдарды себуден 20-25 күн бұрын
жүргiзедi.
Осы мақсатпен ауылшаруашылық аймақтарының көпшiлiгiнде дәндi дақылдарды
себу кезеңiне дейiн жауын-шашынның, қар суының және гравитациялық күштердiң
әсерiнен күзгi-қысқы-көктемгі кезеңдерде шөгіп тұқым себу кезеңiне дейiн
қолайлы тығыздық пен құрылысқа жетуi үшiн топырақтың негiзгi терең өңдеуiн
көктемде емес, күзде жүргiзедi.

2.5. Топырақтың морфологиялық қасиеттері

Топырақтың пайда болу процесіне өзіне тән құрылымның бірі – пішін
түзуі, яғни топырақтың морфологиясының қалыптасуы. Осы арқылы топырақтар
бір-бірімен және өзі түзілген тау жыныстарынан ажыратылады. Морфологиялық
құрылымды жалпы топырақтың құрылымымен шатастырмау керек. Морфологиялық
құрылым – топырақтың сыртқы пішіні. Топырақ әртүрлі морфологиялық
көріністерден құрылған табиғи дене. Сондықтан бұл көріністерді оның бір-
бірінен сыртқы пішіндерінен айырмашылығы бар генетикалық қабаттарынан
іздестірген жөн.
Топырақтың морфологиялық құрылымын зерттеу үшін далалық жағдайда тік
қазылған шұңқырларды пайдаланады. Бұл әдісті алғаш рет В. В. Докучаев
қолданған, осы күнге дейін бұл топырақтануда негізгі әдіс болып қалды.
Шұңқырды қазып, оның бетін тегістеп, оған күн сәулесін түсіріп караған
кезде топырақтың бірнеше қабаттарға бөлінгені байқалады. Топырақтың әр
қабаты өзіне тән сыртқы пішінмен сипатталады. Осы қабаттардың түріне қарап,
топырақтың түзілу процесі туралы көп мәліметтер айтуға болады. Әртүрлі
топырақ элементері де осылай бір-бірінен ажыратылады.
Топырақтың негізгі морфологиялык сипаттамаларына топырақтын түсі,
құрылымы, тығыздығы, механикалық құрамы, әртүрлі қосылыстардың бары немесе
жоғы, НСl-мен әрекеті т.б. жатады.
Топырақ профилі (кескіні). Топырақтың қазылғандағы тік қабаттары
топырақтың профилі (пішіні) деп аталады. В. В. Докучаев топырақты бетінен
төмен қарай негізгі үш қабатқа бөлді. А – қара шірікті қабат. В – өтпелі
қабат. С – топырақ түзуші аналық тау жыныс қабаты. Олар тағы да өздерінің
морфологиялық көріністеріне байланысты әрқайсысы бірнешеге бөлінуі мүмкін.
Оларды А1А2, В1В2, С1С2, т.б. деп белгілейді.
Топырақтың түсі – топырақтың морфологиялық көріністерінің ішінде ең
негізгі белгі. Топырақ аттарының өзі де осы түстеріне қарай қойылған.
Топырақтың және оның қабаттарының түстеріне әсер ететін негізгі құрамдар:
Қара шірінді заттары. Олар топыраққа қара немесе қара қоңыр түс береді.
Темір және марганец тотықтары. Сары, қызыл, сия түстер береді.
3. Кремний қосылыстары, әк, каолинит, алюминий гидроксиді және суға тез
ерігіш тұздар (хлоридтер және сульфаттар). Олардың түстері-ақ.
4. Темірдің шала тотығы. Ол көкшіл, сұр сия түсті келеді.
Үш бұрышта ақ, қара, қызыл түстер, ал олардың араларында осы үш негізгі
түстердің азды-көптігіне байланысты неше түрлі түстер болады. Топырақты
анық бір түспен айту қиын, сондықтан негізгі түске анықтама қосылады. Оның
басым түсі соңына койылады. Мысалы, қара қоңыр, сарықұба, ашық сары деген
сияқты.
Топырақ түсінің практикалық маңызы үлкен. Топырақ қабатының қалың қара
түсті болуы гумустың молдығын көрсетеді. Көкшіл немесе көк түс – топырақтың
батпақтануы. Мұндай жерлерді пайдаһану күрделі мелиоративтік жұмыстарды
қажет етеді.

2.6. Топырақтың морфологиялық қасиеттері, олардың түзілуінің
экологиялық жағдайлармен байланысы

Топыраққа морфологиялық сипаттама бергенде алдымен оның механикалық
құрамын анықтайды. Ол үшін топырақты үгітіп суға илеп, иіріп. сақина сияқты
дөңгелек жасайды. Иірілу деңгейі топырақтың ішіндегі бөлшектердің құрамына
байланысты.
Топырақтың кеуектілігі. Топырақтың бос кеуектері топырақта көп орын
алады. Кеуектердің көлемі түрлі топырақтарда ғана емес, тіпті бір түрдегі
топырақтың өзінде түрліше болады. Ірі қуыстардың тесігі бірнеше сантиметр
болуы мүмкін, уақ кеуектердің тесігі мм-дің жүзден, мыңнан бір бөліміндей
не онан да тар болады.
Топырақтағы кірмелер. Топырақта оның түзілу процесіне қатысы жоқ бөтен
заттар кездесуі мүмкін. Тас, кірпіш, т.б. Бұлар топырақтағы кірмелер болып
есептелінеді.
Топырақтағы қосылыстар. Кейбір топырақтардын пішінінде әртүрлі жаңа
қосылыстарды байқауға болады. Олардың түстерінің топырақтың жалпы
түстерінен айырмашылығы айқын көрінеді. Бұл заттар химиялық немесе
биологиялық жолмен пайда болуына байланысты екіге бөлінеді. Химиялық
қосылыстар:
1. Тез ерігіш тұздар NaСІ, Nа2SО410.Н2О, МgСІ2, СаСІ2. Бұл
түздардың түстері ақ, көбінесе тұзданған топырақтарда кездеседі.
Гипс СаSО4Н2О. Бұл да ақ сарғыш түсті. Топырақтың бос кеуекті жерлерінде
шоғырланады. Құба, сұр-құба топырақтарға тән.
СаСО3 – көміртегі карбонаты, түсі ақ. Бұл тұз да топырақ пішінінде ерекше
көрініп тұрады. НСІ мен қайнаған реакция береді.
Fе2О,Н2О, Мп2О4, А12(РО4)3, FеРО4. МnО, т.б. қара, қызғылт, тот басқан
сияқты түстерге боянған қосылыстар.
FеСО3, Fe3(РО4)28Н2О – көк, жасыл түсті қосылыстар. Батпақты топырақтарда
кездеседі.
SіО2 – ақ түсті, күл сияқты болып күлгінді, орманды-сұр, сортаң
топырақтарда кездеседі.
Қара шірінді – жолақ-жолақ қара түсті өтпелі қабатқа дейін жетеді.
Биологиялық қосындылар:
1. Капролиттер – жаңбыр құрттарының іштерінен шығады.
2. Көр тышқандардың жүрген жолдары.
Үлкен ағаштардың тамырлары.
Құрттардың топырақтағы іздері.
Осы айтылған қосындылардың құрамы, түрлері топырақтың түзілу құбылысына
байланысты. Сондықтан да осылар арқылы топырақтың типтері, оның
агрономиялық құндылығы туралы айтуға болады.
Тағы бір морфологиялық сипаттамаға қатысы бар нәрсе – ол топырақтың НСІ
тамызғанда болатын реакцияның белсенділігі. Бұл реакция топырақта
карбонаттардың бар немесе жоқ екенін көрсетеді.
СаСО3+2НСІ=СаС12+Н2О+СО2.
СО2 қайнап шығады, соның деңгейіне қарап, карбонаттардың бары-жоғын,
мөлшерін айтуға болады.
Өзін-өзі тексеру сұрақтары:
1. Тау жыныстарының үгілуі туралы түсінік.
2. Топырақ түзуші факторлар.
3. Топырақ жамылғысына антропогендік ықпал.
4. Гипергенді минералдар.
5. Топырақтың морфологиялық қасиеттері қандай?
6. Топырақ құрылымының өндірістегi рөлі қандай?
7.Топырақтың фазалық құрамы қандай?
8.Топырақтың минералдық құрамын айтыңыз?

Дәріс 4.
Топырақтың гронулометриялық (механикалық) құрамы және оның маңызы.
1.Топырақтың механикалық құрамының биологиялық, физикалық, химиялық
қасиеттеріне әсері.
Топырақтың қатты минералдық бөлігі негізінен топырақ түзілу
процестерінде әртүрлі өзгерістерге ұшыраған аналық жыныстардан тұрады.
Аналық жыныстар топырақ түзу процесінде жоғарыда айтқан факторлардың
әсерінен өсімдік тіршілігіне қажетті заттарға байыған, толтырған ортаға
айналады.
Топырақтың механикалық құрамы деп, оның көлемі жөнінен әртүрлі түйіршік
бөлшектерден тұратынын айтады. Топырақ түйіршіктері неғұрлым майда болса,
соғұрлым топырақтар балшықты-сазды келеді. Ал топырақ түйіршіктері ірілеу
болған жағдайда ол құмдақ немесе құмды келеді. Егер де топырақ құрамында
майда түйіршіктер мен ірілеу түйіршіктер аралас кездессе, бұл топырақтар
құм-балшықты топырақтар болып саналады. Әдетте, топырақ негізінен майда
ұнтақталған түйіршіктерден тұратын болғандықтан, түйіршік көлемі оның
диаметрінің ұзындығымен өлшенеді, ал диаметр ұзындығы мм-мен есептелінеді.
Еліміздің топырақтану саласындағы ірі ғалым профессор Н. А. Качинскийдің
зерттеуі бойынша, топырақ құрамындағы түйіршіктер өздерінің көлеміне қарай:
диаметрі 3 мм-ден іріректері – тастар, 1 мм-ден 3 мм-ге дейін – ірі құм,
0,25 мм-ден 1 мм-ге дейін – орташа құм, 0,05 мм-ден 0,25 мм-ге дейін – ұсақ
құм, 0,01-деп 0,05-ке дейін – ірі шаң, 0,001-ден 0,005-ке дейін ұсақ шаң,
ал диаметрі 0,001 мм-ден кішілеу – тозаң, 0,0001 мм-ден кішілері –
коллоидтар болып бөлінеді. Осы Ғалымның зерттеуіне сәйкес топырақтар өзінің
механикалық құрамына қарай төмендегі топтарға жіктеледі. (2-кесте).

Топырақтың механикалық құрамының топырақ түзуде, топырақты ауыл
шаруашылығы және басқа мақсаттарға пайдалануда маңызы зор.
Топырақтың механикалық құрамы мен оның кеуектілігі, су сыйымдылығы,
ылғал өткізгіштігі, ылғалды жоғары көтеру қасиеті, коректі заттарды жинау
мүмкіншілігі, ауа – жылылық режимдері сияқты қасиеттері тығыз байланысты.
Құмды және құмдақ топырақтардың құрылымы (структурасы) нашар келеді әрі
әртүрлі ірілікті бөлшектерден тұрады. Ылғалды жақсы өткізеді, қолайлы ауа –
жылу режимдері болады. Мұндай топырақты өңдеу де өте оңайға түседі. Бірақ
та бұл топырақтар қоректік заттарға және карашірікке кемшіл болады, себебі
олар ылғалмен жуылып-шайылып кетеді де онда өсімдіктер сирек өсіп, жөнді
қалдықтар қалдырмайды. Ал балшықты топырақтар, керісінше, ылғалды аз
өткізеді, су сыйымдылығы мол, ылғал бергіштігі, ауа режимі нашар болады.
Бұл топырақтарды жырту да оңайға түспейді. Дегенмен, бұл топырақтар
қоректік заттарға бай, құнарлы келеді.
Ауыл шаруашылығына пайдалануға ең қолайлы топырақтар - құрамында құмды
түйіршіктер мен балшықты түйіршіктер кабаттасып келетін құм-балшықты
топырақтар. Бұл топырақтарда құмды бөлшектер мен балшықты бөлшектердің
пайдалы қасиеттері үйлесе келіп, топырақтың ылғал – ауа режимдерін жақсы
ұстап, топырақ құнарлылығын арттырады.

3.2. Топырақтың гронулометриялық (механикалық) құрамының топырақтарды
түзудегі маңызы

3.2.1. Топырақтың механикалық құрамы, механикалық элементтердің
жіктелуі, топырақтың гронулометриялық құрамы бойынша жіктелу
Қатты топырақ бөліктерін микроагрегаттар және макроагрегаттар құрайды.
Икроагрегаттар топырақтың элементарлы өте майда бөлшектерінің бір-бірімен
қабысып, желімденуі арқылы құрылады. Мұндай қабысу және желімдену
топырақтағы физикалық, химиялық және биологиялық процестердің нәтижесінде
өтеді. Агрегаттардың диаметрлері әдетте 0,25 мм-ден кіші болады.
Макроагрегаттар микроагрегаттардан және элементар топырақ бөлшектерінен
құралады, бұлардың диаметрі 0,25 мм – ден үлкен болады.
Топырақтың элементар бөлшектері әртүрлі дәрежеде бөлшектенеді. Олардың
диаметрі миллиметрдің он мыңнан бір бөлігінен бірнеше миллиметрге дейін,
кейде сантиметрге дейін жетеді. Топырақ бөлшектерінің өлшемдеріне оның
физикалық, физикалық-химиялық қасиеттері тәуелді болады.
Сондықтан топырақты оның элементар түйіршіктеріне байланысты жіктеу
(классификациялау) қажет. Барлық түйіршіктерді олардың өлшемдеріне
(размерлеріне) байланысты топтарға немесе фракцияларға біріктіреді. Осы
фракциялардың пайыздан үлесі топырақтың механикалық немесе гранулометрлік
құрамы деп аталады.
Қазіргі кезде Качинскийдің элементар топырақ түйіршіктерінің
классификациясы қолданылады (3-кесте).
3-кесте
Качинскийдің классификациясы

Осы ғалымның зерттеуіне сәйкес топырақтар өзінің механикалық құрамына
қарай төмендегі топтарға бөлінеді.
Тастар, тас бөлшектері, шағал, тау жыныстарының сынықтары болғандықтан
оның құрылымын, қасиеттерін сақтайды, олар топырақтың физикалық
қасиеттеріне әсер етеді.
Құм – (түйіршіктердің диаметрі 1-0,05мм) топырақтың аз жылжитын бөлігі.
Ол негізінен кристалды кремний қышқылдарынан құрылады, кейбір жағдайда
слюда пластинкалары мен басқа минералдардың сынықтарынан құралады. Химиялық
реакцияларға қатыспайды десе де болады, өсімдіктер үшін қоректік зат емес,
бірақ топырақтың физикалық қасиеттеріне әсерін тигізеді. Құм-силикаты тау
жыныстарының механикалық үгітілуінің нәтижесінде пайда болады.
Шаң – (түйіршіктердің диаметрі 0,05-0,001мм) тұрақты кристалды және
аморфты кремний қышқылдарынан тұрады. Шаң фракциясы салыстырмалы түрде
алғанда топырақтың инертті бөлігі. Химиялық және физикалық процестер бұл
фракцияда нашар жүреді.
Тұнба – (түйіршіктердің диаметрі <0,001 мм) – бұл топырақтың ең
белсенді және жылжымалы сазды бөлшегі. Тұнба құрамына минералдық және аз
мөлшерде органикалық заттар кіреді. Бұл фракцияның түйіршіктері бір-бірімен
жақсы байланыста болады, серпімді келеді.
Топырақтың механикалық құрамы Н. А. Качинскийдің классификациясы
бойынша анықталады. Бұл классификацияның негізі топырақ түйіршіктерін
физикалық саз (түйіршіктері <0,01) және физикалық құм (түйіршіктері
>0,01мм) деп бөлу болып табылады.
Бірақ топырақтың механикалық құрамы бойынша оның физикалық қасиеттері
жайында жуықтап қана айтуға болады. Топырақтың механикалық элементтерінің
(фракцияларының) құрылымы оның қасиеттерінің жиынтығын бермейді. Мысалы,
тұнба нашар су өткізгіштігімен және судың капиллярмен жылжуының нашар
байқалатындығымен ерекшеленеді. Кальциймен және темірмен қаныққан соң тұнба
топырақ құрылымының маңызды факторына айналады. Яғни топырақтың ең қолайлы
физикалық қасиеттерін құруға себепші болады. Табиғатта топырақтың
механикалық құрамының алуан түрлілігі байқалады, Механикалық құрамы ұқсас
немесе бірдей топырақтар физикалық қасиеттері жағынан бір-бірінен едәуір
алшақтануы мүмкін. Топырақтың қасиеттеріндегі үлкен алшақтық
микроагрегаттық құрамының әртүрлілігімен түсіндіріледі. Микроагрегаттарды
микроагрегаттық анализ арқылы фракцияларға бөледі.
Топырақтың микроагрегаттарды құру қабілеті тұнбаның мөлшеріне
байланысты болады. Микроагрегаттық анализ кезінде алынған тұнба мөлшеріне
қатынасы дисперстік коэффициент деп аталады. (Н. А. Качинский бойынша). Осы
қатынас үлкен болған сайын топырақтың агрегаттар құру қабілеті азайып,
топырақтың микроқұрылымы беріктігін төмендетеді. Қара топырақтың дисперстік
коэффициенті 10% дан аспайды, ал сортаң топырақтарда осы көрсеткіш 60-80%-
дан асуы мүмкін.
Топырақтың микроагрегаттық құрамы – динамикалық шама, осыған орай оның
негізгі физикалық қасиеттері де өзгермелі, үнемі қозғалыста болады.
Оның толығырақ атын басым және серіктес фракцияның (саз тұнба, орташа
және майда шаң, ірі шаң және құм) анализ нәтижелеріне сүйене отырып
анықтайды. Басым фракция механикалық құрам атауының соңына жазылып, оның
жетекшілік маңызын көрсетеді. Мысалы, орташа саздақты, шаңды – тұнбалы
топырақ және т.т.
Уақыт өте келе топырақтың механикалық құрамы ауырлану жағына қарай
өзгереді, ал элювиальдық қабатта (А2) ол салыстырмалы түрде алғанда
жеңілдейді. Бұған осы қабаттан жұқа дисперсті бөліктің төменге қарай
шайылуы себеп болады. Механикалық құрамға топырақтың сулық, физикалық және
физикалық-механикалық қасиеттері бағынышты болады. Мысалы құмды және құмдақ
топырақтар әдетте, құрылымсыз келеді, бірақ бұл топырақтарда қолайлы ауа
және жылу тәртібі бар. Су өткізгіші жақсы, бірақ ылғал сиымдылығы нашар
келеді. Топырақ өңдеуші құралдарға аз кедергі жасайды. Сонымен қатар, бұл
топырақтар өсімдіктерге қажетті қарашірікке, азотқа, күлдік қоректік
элементтерге кедей, сондықтан басқа топырақтарға қарағанда, тез
құнарсызданып, тыңайтқыштар енгізуді қажет етеді.
Саз топырақтар керісінше, күлдік қоректік элементтерге байлығымен,
ылғал сиымдылығының жоғарылығымен, су өткізгішінің, су қайнатуының ауа
алмасуының нашарлығымен және қолайсыз жылулық қасиеттерімен ерекшеленеді.
Бұл топырақтар топырақ өңдеуші құралдарға үлкен кедергі жасайды. Бұл
топырақтарда суды және ауаны нашар өткізетін қабық жиі пайда болып тұрады.
Жеңіл және орташа саздақты топырақтар қасиеттері және құрамы бойынша
жоғарыда аталған топырақтардың ортасынан орын алады. Бұл топырақтар – ең
жақсы топырақтар болып табылады.

3.3. Топырақтың механикалық құрамының биологиялық, физикалық, химиялық
қасиеттеріне әсері

Топырақ жамылғысы өзінің физикалық-механикалық қасиетіне байланысты,
ауадағы зиянды заттектерді өзіне сіңіріп, өзінің құрамында екіншілік
ластану көздерін қалыптастыруға бейім геологиялық ортаның, ұзақ мерзімдік
зиянды заттектерді тасымалдайтын орта болып табылады. Ластанған топырақтың
табиғи ортада қалпына келуі жүздеген жылдарға созылады, ал жасанды жолмен
қалпына келтіру – күрделі жұмыстарды жүргізуді қажет етеді. Топырақтың
мұнай өнімдері және бұрғылау ерітінділерімен ластануы локальды дәрежеде
байқалады. Бірақ жоғары дәрежеде ластанса, топырақ құнарсыз, асфальт
тәрізді массаға айналуына байланысты өте қауіпті. Ең күрделі экологиялық
проблемалардың біріне литосфераның мұнай өнімдері және ауыр металдармен
ластануы жатады.
Мұнаймен ластану кезінде топырақтың құнарлығын және экологиялық
қызметін анықтайтын, оның барлық морфологиялық, физикалық, физикалық-
химиялық, биологиялық қасиетіне ықпалын тигізеді. Мұнаймен ластану
кезіндегі топырақ қасиетінің өзгеруі, сондай-ақ оның миграциялану
процестері аккумуляциялануы метоболизмі төгілген мөлшеріне, физикалық-
химиялық құрамына, топырақтың климаттық және ландшафтық жағдайына,
биохимиялық кедергілерге, топырақ профиліндегі миграция каналдарына
байланысты болады.
Мұнайдың топырақ қабатына сіңу тереңдігі мұнай құрамы мен топырақтың
механикалық құрылымына байланысты жүреді. Топырақтың морфологиялық
белгілерінің өзгеруі өзімен бірге, физикалық қасиеттерінің өзгеруіне әкеліп
соқтырады. Топырақтың мұнаймен ластануы, мұнай өнімдері сіңген
горизонттарда органикалық заттектердің жалпы құрамын күрт арттырады.
Ластану кезіндегі топырақтың физикалық қасиеттерінің өзгеріске ұшырауының
нәтижесінде, мұнай топырақтағы ауаны ығыстырып, судың, қоректік
заттектердің түсуі бұзылады. Бұл – өсімдіктердің өсуін баяулатып, олардың
жойылуының бірден-бір себебі болып саналады. Мұнаймен қаныққан топырақтың
ылғалды сіңіру және ұстап тұру қабілеттері бәсеңдеп, ластанбаған топырақпен
салыстырғанда – ылғалдылықтың, су өткізгіштіктің, ылғал сыйымдылығының
төменгі мәндері байқалады. Топырақ қышқылдылығының өзгеруі, бәрінен бұрын
мұнайдың сапасы мен оның құрамындағы минералдылығы жоғары қабат суларына
байланысты морфологиялық ерекшеліктері келесі қабаттармен сипатталады.
Гумусты горизонттың қалыңдығы 35 см аспайды, олардың құрылымдары берік
емес, түйіршікті келеді. Горизонттарда нығыздалу байқалады, бұл тұздылық
мөлшерінің аз екендігін көрсетеді. Механикалық құрамы бойынша топырақ –
сазды, тез еритін тұздар 80–100 см тереңдікте кездеседі, сіңіру сыйымдылығы
15–25 мг.экв/100 г. топырақты құрайды. Шабындық жерлердің топырағы –
гумусты горизонттардың қуаттылығымен сипатталады. Жоғары горизонтта 1,5-
3,5% гумусты құрайды. Гуматты фульваттардың құрамы 4,2%, азот – 0,07-
0,0061 %, фосфор – 1,3-0,9%, қозғалмалы элементтер: топырақта азот – 1,4-
0,8, фосфор – 3,0-4,7 және калий 29-52 мг/100 г. топырақ ерітіндісінің рН
7,5-8,5. Зерттеу нәтижелері ластанған топырақ буферлігінің төмен екенін
көрсетті.
Сіңірілген негіздердің құрамында кальций мен магнийдің мөлшері басым.
Жауын-шашынның аз түсуіне байланысты, құрылым түзуі – әлсіз және осы
топырақ горизонттарының тығыздығының жоғары болуына байланысты топырақ аз
ылғалданады. Жауын-шашын көп жауатын кезде ылғалдану тереңдігі 50 см-ден
аспайды.

Тарау бойынша өзін-өзі тексеру сұрақтары:
1. Топырақтың механикалық құрамы деп нені айтады?
2. Топырақтарды механикалық құрамына байланысты топқа бөлуін айтыңыз.
3. Топырақтың гронулометриялық құрамы бойынша жіктелуі.
4. Құм деген не?
5. Шаң деген не?
6. Тұнба деген не?
7. Топырақтың микроагрегаттарды құру қабілеті қандай?
8.Топырақ жамылғысы өзінің физикалық-механикалық қасиетіне байланысты
қалай анықталады?
9. Мұнаймен ластану кезінде топырақтың құнарлығы және экологиялық
жағдай қандай болады?

Дәріс 5.
Топырақтың компоненттік құрамдары және олардың қасиеттері.
1 Топырақтың минералогиялық құрамы.
2 Қазақстан топырақтары туралы мәліметтер
3 Топырақтың минералогиялық құрамының қалыптасуы

Топырақтың минерологиялық құрамы көп жағдайларда топырақ түзуші тау
жынысының құрамына тәуелді болады және туынды минералдардан құралады.
Бастапқы минералдардан: кварц, даналық шпат, слюда, авгит, магнетит,
гематит, апатит көп тарағандары. Олар топырақтың инертті бөлігін – скелетін
құрайды. Олардың мөлшері әсіресе құмдақ топырақтарда көп. Бастапқы
минералдар мүжілу процесінің нәтижесінде екінші минералдарды және
өсімдіктердің минералдық қоректенуін қамтамасыз ететін элементтерді түзеді.
Топырақта туынды минералдардан каолинит, монтмориллонит, кальцит, гипс,
мирабилит, галит, гетит, пиролюизит, доломит және басқалары болады.
Туынды минералдар қарапайым тұздарға, гидрототықтардан, тотықтарға және
саз минералдардан тұратын топтарға бөлуге болады. Қарапайым тұздар
түріндегі минералдарға: кальцит (СаСо3), доломит [СаМg(Со3)2], сода
(Na2Co3), гипс (CaSo4 2H2O), магнезит (MgCo3), галит (NaCl), фосфаттар,
нитраттар жатды. Тұздану дәрежесі осы тұздардың мөлшеріне байланысты
келеді.
Бұл тұздар топырақта құрғақ климат жағдайында жиналады. Темірдің,
алюминийдің, күкірттің, марганецтің тотықтары түріндегі минералдар бастапқы
минералдардың мүжілуі нәтижесінде пайда болады.
Алюмосиликаттар және ферросиликаттар, каолиниттер, гидрослюдалар,
монтмориллониттер саздың құрамдас бөлігі болып табылады. Сондықтан осы
минералдар бар топырақтар сазды топырақтар деп аталады. Олар күшті дәрежеде
уақталған, желімдеушілік қасиеті бар, яғни құрылымы жақсы, сіңіру қабілеті
де жоғары. Осы саз минералдардың мөлшеріне топырақтың жабысқақтығы, су
өткізгіштігі, ісінгіштігі ылғал сіңірімділігі тікелей байланысты келеді.
Топырақ құрамындағы туынды минералдардың мөлшеріне өсімдіктердің
қоректенуін қамтамасыз ететін топырақтың құрылымы, химиялық, физикалық,
сулық, ауалық қасиеттері, құнарлығы тікелей байланысты болады.
Топырақтың қатты фазасының химиялық құрамы да топырақ түзуші
жыныстардың құрамына сәйкес келеді. Топырақта кремний тотығы SiO2,
органогендік элементтер С, Н, О, N, P, S, K, Ca, Mg көп мөлшерде кездеседі.
Соңғылары өсімдік қорегінің көзі болып табылады және топырақ құнарлығы
солардың мөлшеріне байланысты болады. Өсімдіктердің қоректенуінде азот,
фосфор, калий үлкен рөл атқарады. Азот топырақта нитраттар және аммоний
тұздары түрінде кездеседі. Ол топырақ ауасының және гумустың (қарашіріктің)
құрамына кіреді. Азоттың көптеген қосындылары өте жылжымалы, оңай шайылады.
Топырақтағы азоттың, фосфордың, калийдің жетіспейтін бөлігін минералдық
және органикалық тыңайтқыштар арқылы енгізеді.
Топырақта өсімдікке зиянды: хлор, натрий, марганец, алюминий, магний
сияқты улы элементтер де бар. Олардың мөлшері көп болса, топырақты
тұздандырады. Топырақта микроэлементтер де: бор, молибден, цинк, кобальт,
йод бар. Бұлар маңызды физиологиялық, биохимиялық рөл атқарады. Топырақта
аз мөлшерде радиоактивті элементтер кездеседі. Радиоактивті элементтер
топыраққа табиғи және жасанды радиактивтілік береді. Топырақтың табиғи
радиактивтілігі оның құрамындағы уранның, торийдің, радийдің мөлшеріне
байланысты. Жасанды радиоактивтілік адамның атом энергиясын пайдалануынан
туындайды.

Алғашқы минералдар және олардың маңызы
Химиялық құрамы жағынан да жыныстарындағы алғашқы минералдар –
негізінен элементтерді шығаратын тотықтар мен силикаттар. Тотықтарға кварц
Ғе203, магнетит Ғе304, рутил Ті02 т.б., ал силикаттарға дала шпаттары,
слюдалар, пироксендер, амфиболдар және оливиндер жатады. Кварц – ең кең
тараған минерал. Жер астынан атқылаған, шөгінді, үйінді және топырақ
құрамындағы тау жыныстарында ол 25-40%-дай мөлшерде, ал кварцты құмдар мен
құмтастарда 90%-дан астам мөлшерде кездеседі. Кремний оттегі қосылысын
бекем қаңқалы құрылым түзгендіктен, үгілу құбылыстарына да берік болады.
Сондықтан олар топырақтардың элювиалды қабаттарында қалдықты минерал
ретінде көп кездеседі. Топырақта гематит пен рутил не бары 0,5%-дай ғана.
Силикаттар – көп таралған минералдар тобы. Мұнда да кремний оттегі
қосылыстары Sі04 берік төртбұрышты қаңқалы құрылым сканиондар арқылы
жалғасады.
Қаңқалы силикаттар тобына көп тараған дала шпаттар миниралдары жатады.
Олардың қаңқаларының ортасында кремний және алюминий иондары орналасқан. Ал
төртбұрышты қаңқалар калции натрий және калий иондарымен жалғасқан. Дала
шпаттары SіО2, АІ203 қатынастары 5-6-ға тең болған жағдайда, қышқылды, ал
ол қатынас 2-3-ке азайған кезде негізді болып саналады. Қышқылды дала
шпаттары құрамында калий мен натрий бар. Олардың қатарына кең тараған
калийлі дала шпаты микроклин – К(АІ5і3Оа) және натрийлі дала шпаты – альбит
(NA AISi3,08). Ал негізгі дала шпаты қатарына - анортит Са(АІ,52Ов) жатады.
Пироксендерден көп – авгит, ал амфиболдар қатарынан минералдар –
алдамшы мүйіздерден тарағаны. Пироксендердін кристалл химиялық формуласы:
В2(5,06), ал амфиболдардікі: В7(540)(ОН). Олардын топырақтағы жалпы мөлшері
5-15%-ды құрайды.
Силикаттарға жататын тағы бір кен тараған минерал – оливин: (Мg. Ғе)-
(SiO4). Олардын көлемі бос жыныстар мен топырақта 0,5-1%-дан аспайды.
Алғашқы жыныстар түзуші минералдар – фосфаттар. Оларда көп тарағаны –
апатит Са5 (СІҒ) (Р04)3. Бос жыныстар мен топырақтарда 0,3-0,5%-дай
кездеседі. Апатит – фосфордың көзі оған қоса мұнда хлор мен фтор да
кездеседі.
Оттегінсіз, алғашқы минералдар қатарына сульфидтер жатады. Олардан
көбірек тарағаны – темір сульфиді: Ғе5 – пирит. Олар шашыраңқы түрде
кездеседі, мөлшері 0,3-0,5%-дан аспайды. Бұлардан басқа топырақта бос
жыныстар мен кейбір алғашқы минералдар кездеседі.

Екіншілік минералдар және олардың маңызы
Екінші қатардағы минералдар топырақта көбінесе, лайлы және коллоидты
бөлшектер түрінде болады, ал шаң тәрізді бөлшектер күйінде сирек кездеседі.
Химиялық құрамы бойынша минералдар: кремний-оттекті қосылыстар немесе
силикаттар және алюмокремний-оттекті қосылыстар немесе алюмосиликаттар
болып екі топқа бөлінеді.
Кремний-оттекті қосылыстар ішінде топырақта кварц SiО2 кеңінен
таралған, ол көбіне, құм және шаң бөлшектері түрінде келеді. Барлық
топырақтарда кварц мөлшері 60 %-дан асса, құмдақ топырақтарда 90 %-ға
жетеді, ал кейде одан да көп болады. Кварц өте тұрақты және мықты минерал,
оның химиялық реакцияға икемі көп емес.
Алюмокремний – оттекті қосылыстар әртүрлі алғашқы және екінші қатардағы
минералдардан тұрады.
Екінші қатардағы минералдар химиялық қасиеттері бойынша үш топқа
бөлінеді:
1. Монтмориллониттер (монтмориллонит, бейделлит, т.б.). Олар аса жоғары
майдалы (дисперсті) бөлшектер. Бұл минералдардың дисперстілігі, ісінуі,
жабысқақтығы, тұтқырлығы жоғары.
2. Каолиниттер (каолинит, галлуазит). Бұл топқа жататын минералдардың
дисперстілігі, ісінуі мен жабысқақтығы азырақ болады.
3. Гидрослюдалар (гидромусковит, гидробиотит, вермикулит). Олар далалық
шпаттары мен слюдалардан пайда болады. Гидрослюдалардың химиялық құрамы
тұрақты емес.

Алғашқы және екіншілік минералдардың топырақ түзілуіндегі және топырақ
құнарлығын қалыптастырудағы маңызы
Үгілу кұбылыстары және екінші минералдардың түзілуі. Сонымен жоғарғы
сипатталған алғашкы минералдардың көп жылдар бойы әрі қарай үгілулерінің
нәтижесінде майда ұнтақталған, яғни екінші минералдар пайда болады. Алғашқы
минералдарды үгуші агенттері – су, оттегі, көмір қышқылы, әртүрлі
органикалық қосылыстар. Олардын минералдарға әсерлері негізінен төменгі
құбылыстар арқылы жүзеге асады.
Гидротациялану (сулану) – сусыз минералға су молекуласының қосылуы. Бұл
құбылыс тотықты алғашқы минералдардың сумен қосылып, үгілудің нәтижесінде
екінші минералдарға айналады. Мысалы:
гетит – Ғе,03+Н20=2Ғе0(0Н);
гидрогетит – 2ҒеО(ОН)+Н20=Ғе20(ОН)2;
лимонит – Ғе2(ОН)2+п-Н20=2Ғе(ОН)3 п-Н20.
Тотығу. Үгілу кезінде алғашқы минералдар ішіндегі тотықпаға минералдар
тотығады. Ондай минерал жоғарыда сипатталған темір сульфиді.
2ҒеS2+702+2Н2О=2Ғе504-Н3S04 одан әрі ҒеS04+02-Н20 =Ғе(ОН=Н2S04, одан
әрі Н2S04+СаАІ2Sі208+4НгО=Н2АІ2Sі082Н20 +СаS0,-2Н20, яғни бөлінген күкірт
қышқылы алғашқы минералмен реакцияға түсіп, ондағы негіздің орнына сутегі
ионы барып, екінші минерал каолин балшығын түзеді. Күкірт қышқылы басқа
силикаттармен реакцияларға араласқанда тағы да басқа екінші әрі күкірт
қышқылы тұздары түзіледі. Ол жағдайлар одан әры реакцияға жол ашады.
Ыдырау немесе гидролиз. Силикаттардың ыдырауы ондағы негізгі иондардың
сутегі ионымен алмасуы арқылы жүзеге асады. Сутегі ионының көзі есебінде
суда еріген көмірқышқылы мен органикалық қышқылдардың иондары атқарады.
Ыдырау құбылыстары және ыдыраған заттардан екінші минералдардың
синтезделуі көптеген балшықты минералдардың түзілуіне әкеледі.
Екінші минералдардың тұрақтылығы. М. Джексон (Глазовская М. А.. 1981)
екінші минералдардың үгілуге және еруге шыдамдылығы жөнінен төмендегідей
бөлген. Саны өскен сайын шыдамдылығы артады.
1. Гипс, галит, мирабилит т.б. тұздар,
2. кальцит, арагонит, доломит,
3. хлорит, нонтронит,
4. иллит, мускавит, серицит,
5. вермикулит,
6. монтмориллонит, бейделлит,
7. екінші диоктаэрикалық хлорйт,
8. аллофаны, каолинит, галлуазит,
9. бемит, гиббсит,
10. гематит, гетит, лимонит.

Бірінші топ сынықтық материалдардың түйіршіктерінің өлшемдеріне және
цементтеліп жабысу сипатымен айрықшаланатын жыныстарды біріктіреді. Екінші
топтағы жыныстар химиялық құрамымен ерекшеленеді, ал үшіншідегілері –
шөгінді жыныстардың түзілу процесіне қатысатын тірі организимдердің
түрлеріне байланысты болады.
Шағал тастар негізінен, теңіздердің, көлдердің, тау өзендерінің
жағалауларында, әсіресе, тау өзендерінің көлбеу жазықтыққа шығу тұстарында
таралған. Теңіз жағалауларында олар енсіз (10 – 100 м) жолақ түрінде
таралып, майда құм аралас цементтенбеген әртүрлі формалары ірі тастар
жынысқа байланысты дөңгелек, сопақша және басқа формалары болып келеді.
Құм түйіршіктерінің формалары көбінесе, бұрыштық болып келеді.
Шағал тастар құнарсыз жыныстар. Олар орналасқан территория тұрақсыз
болып келеді. Өйткені өзен арнасы өзгерген сайын шағал тастар орналасқан
орын өзгеріп отырады. Сондықтан жерге орналастыру жағдайында шағал тастар
орналасқан территорияның ауданын шартты түрде ғана есепке алады.
Конгломераттар – әк тас, кремнезем немесе саз түйіршіктермен
цементтеліп жабысқан шағал тастар. Олар ертеде теңіз түбінде немесе жердің
терең қойнауында теңіз шегінген кезде пайда болған. Жер бетінде, тауларда
олар кейде қалыңдығы 10 м қабаттармен жатады. Бұл жыныстар тек қана таулы
аудандарда, мысалы Кавказда таралған.
Брекчилер – цементтеліп жабысқан тас жатыстар, тау жыныстарының күшті
дислокацияға ұшырған аймақтарында кездеседі. Олар бір қатты жыныстың екінші
жыныспен үйкелу процесінде пайда болатын жарықтарда және сырғу орындарында
құралады. Бречилер, салыстармалы түрде, аз тараған. Топырақ түзуші жыныс
ретінде олардың, өздері пайда болған, қатты жыныстардан айырмасы жоқ.
Құмдар – кең таралған борпылдақ шөгінді жыныс. Оның 90-95 %, мөлшері 3
мм ден 0,01 мм-ге дейінгі түйіршіктерден құралған. Құмдар шығу тегіне
байланысты өзендік, көлдік, теңіздік, желдік болып бөлінеді. Олар барлық
аймақтарда таралған. Алайда, олардың ең үлкен алқаптарды шөлдерде және
шөлді далаларда, сонан соң өзен арналарымен террассаларында орналасқан.
Жалпы алғанда құмдар құнарлы заттарға бай емес, сондықтан топырақ түзуші
ретінде кедей жыныс. Шөл далаларда табиғи жағдайда псаммофиттер дамыған.
Құмдақтар – кремний қышқылымен кейде саз түйіршіктермен цементтелген
құмдар. Олар терең жер қойнауында жоғарғы қысымның және температураның
әсерінен түзелді. Жер бетінде негізінен SO2 құралған жыныс ретінде
таралған. Құмдақтар салыстырмалы түрде аз таралған, негізінен таулы
жерлерде, көне жыныстардың ішінде таңдақ күйінде кездеседі. Саз
түйіршіктермен цементтелген құмдақтар, қабаттасқан күйде, сазды
сланецтердің арасынан да табылады. Осындай құмдақтар үгітіле келе майда
құмдақ топырақтарды түзеді.
Саздар (пелиттер) ақырын ағатын немесе теңіздердің, көлдердің ақпайтын
суларында майда түйіршікті материалдың шөгуінен пайда болады. Түсі,
химиялық құрамы, тығыздығы жағынан бұл жыныстар әрқилы болып келеді, бірақ
олардың барлығында да диаметрі 0,01 мм кіші түйіршіктердің мөлшері 50%
артық болады. Кейде сазды қабаттар құм және шаң қабаттармен араласып,
алмасып жатады, бірақ көп жағдайда біртұтас шомбал массаны құрайды. Түсіне
байналысты саз қабаттары қызыл сұр, қара қошқыл, ақ саз деп аталады. Саз
қабаттарының көпшілігі каолин, алюминий тотығы, темір және марганецтен
құралған. Сонымен қатар, олардың құрамында аморфты кремний қышқылы, жұқа
уатылған кварц та болады. Таза каолиннен түзілген жынысты фарфорлық саз деп
аталады.
Саздар суды өте нашар өткізеді, осы себепті олар әрқашан да су
өткізбейтін қабатты құрайды. Олар газды да өте нашар өткізеді. Сондықтан
ісінуге қабілетті. Су сиымдылығы жоғары деңгейде. Жер бедері қолайлы
болғанда саз қабаттарында құнарлы топырықтар түзіледі. Бұл топырақтар ауыл
шаруашылық дақылдарынан жоғары өнім алуға жарамды.
Жамылғы саздықтар. Бұл жыныстар мұздық қабаттарда кең түрде таралған.
Бұлай аталуының себебі, олар теңіз шөгінділердін (морена) және де басқа тау
жыныстарын жамылғы тәрізді жауып жататындықтан. Осындай жамылғының
қалыңдығы бірнеше ондаған сантиметрден бірнеше метрге дейін жетеді. Бұл
саздықтар қабаттасқан күйде болмайды. Механикалық құрамы жағынан саздықты
және ауыр саздақты, құрамында жұмыр тастар мен тастар жоқ. Жамылғы
саздақтарында түзілген топырақтарда жаңғақтық, кейде призмалық құрылым
айқын байқалады. Жамылғы саздақтар бағалы топырақ түзілуші жыныс болып
табылады.
Лесс (алеврит) шаңды саздақты борпылдақ жыныс. Бұл жыныстың механикалық
құрамында: мөлшері 0,05 – 0,01мм аралығында болатын бөлшектер 50 – 60%,
0,01 мм-ден кіші бөлшектер 35-45%, CaCO3 3-5% бар. Жыныстардың қуыстылығы
50%. Түсі ақ-сұрдан, күңгірт сарыға дейін. Төмен ылғалдылықта біршама
қатты, биіктігі 5-10 м жететін тік қабырғаларды құруға, сақтауға қабілетті,
ал жоғарғы ылғалдықта отырыс береді. Осы себепті далаларда табақша тәріздес
ойпаң жерлерді кездестіруге болады.
Минералогиялық тұрғыдан қарағанда лесс кварцқа бай, сонымен қатар оның
құрамында далалық шпат, слюда, каолинит және монтмориллонит кіреді. Лесс–ең
жақсы топырақ түзуші жыныстардың бірі. Ең құнарлы қара топырықтар осы лесс
жыныстарында пайда болған.
Минерлогиялық тұрғыдан қарағанда лесс кварцқа бай, сонымен қатар оның
құрамына далалық шпат, слюда, каолинит және монтмориллонит кіреді. Лесс –
ең жақсы топырақ түзуші жыныстардың бірі. Ең құнарлы қара топырықтар осы
лесс жыныстарында пайда болған.
Теңіз жыныстары және теңіз жыныстарының қабаты – кең таралған топырақ
түзуші жыныстар. Бұл – қозғалыстығы мұздықтармен әкелген борпылдақ, сынып
бөлінген материалдар. Мұндай жыныс қабаттарының механикалық құрамы әрқилы
және саз түйіршектерінің, құмның, малта тастардың, шағал тастардың және
жұмыр тастардың қоспасынан құралады. Сондықтан қоспадағы материалдың басым
көпшілігінде қарай сазды, саздақты, құмды, құмдақты, тасты шағалды болуы
мүмкін.
Химиялық құрамына қарай олар силикаттық және карбонаттық деп бөлінеді.
Біріншілерінің құрамында қышқыл жыныстардың сынықтары (әртүрлі дәрежеде
уақталған), мысалы граниттің, екіншілерінің құрамында карбонаттық
жыныстардың сынықтары (әк тастың, доломиттің) болады. Теңіз жыныстарын
осылайша екі топқа болудің үлкен шаруашылық маңызы бар. Силикаттық теңіз
жыныстарында көбінесе, қышқыл, құнары төмен топырырақтар дамиды. Ал
карбонаттық жыныстарда құнарлы топырақтар дамыған. Осы жағдай орман
типтерінің таралуына, шалғындық бірлестіктердің ерекшеліктеріне әсер етеді.
Шөгінді тау жыныстары генезестік (түзілу) ерекшеліктеріне байланысты
элювиальдық, делювиалдық, пролювиалдық, аллювиалдық және коллювиальдық деп
беске бөлінеді.
Элювий немесе элювиальдық деп тау жыныстарының үгітілген жерінде қалып
құралған бөлігін айтады. Бұл – іс жүзінде үгітілу қабығы. Элювий төбелі –
таулы жерлерде таралған, қабатсаздығымен, сұрыпталмағандығымен
ерекшелінеді. Біртіндеп ежелгі жамылғы жынысқа айналады.
Делювий тау бөктерінің төменгі тұстарына жиналған майда топырақтардың
тұнбасы. Мұнадй жыныстардың ерекшелігі – бірнеше қыртысының (қабатының)
болуы.
Пролювий – тау өзендерінің, бұлақтарының әрекетінің нәтежесінде пайда
болған жыныстар. Осы жыныстардан сағалық конустар түзіледі. Конус
төбелерінде ірі сынықтық материалдар жиналды. Ол материалдар жұмыр
тастрадан, шағыл тастардан, малта тастардан құралады. Ал төменгі жағында
майда құмдар, тұнбалар жиналды.
Аллювий – үлкен және кіші өзендердің тұнбалары. Өзен жазықтарында,
сағаларыда пайда болып жиналды. Олар жақсы сұрыпталған сумен жұмырланған
майда түйіпшіктерден құралған.
Коллювий – тау бөктерлерінің табанында ауырлық күшінің әсерінен, қар
және мұз жылжуының әсерінен сынып жиналған матриал.
Шөгінді жыныстардың ерекше тобын жер тұнбалары құрайды. Олар жыныс
бөлшектерін желмен ұшырып әкету нәтижесінде пайда болған. Әдетте бұлар
жақсы сұрыпталған бөлшектер. Желмен ұшқын бөлшектердің беттері кедір –
бұдырлы болып келеді. Жел тұнбаларының үлкен бөлігі, мөлшерлері, 0,05 тен
0,25 мм ге дейінгі бөлшектерден (майда құм) құралады. Эол тұнбалары
негізінен кварцтан тұрады. Олар дюндарды, бархандарды созыла біткен
төбелерді құрады. Мұндай құрылымдар шөлдерде, шөл далаларда таралған.
Түзілуі химиялық және биохимиялық жолмен өтетін шөгінді жыныстарға әк
тастар, доломиттер, бор қабаты, туфтар, кремнийлік құрылымдар,
сульфаттардың тұздары және хлоридтер жатады.
Әк тастар – негізінен шығу тегі бар, кеңінен таралған тау жынысы.
Негізінен кальциттен құралды. Құрамында аз мөлшерде, қоспа түрінде,
доломит, кварц және саз минералдар болуы мүмкін.
Бор карбонатты, кальциттен нашар цементтелген жағылғыш жыныс. Бор,
салыстырмалы түрде, аз таралған. Бірақ ол жер бетіне шыққан тұстарда ерекше
құрғақ торфты топырақта пайда болады.
Туфтар – борпылдық әктік массалар. Олар құрамы жағынан, базальттық,
тарихтік, болып келеді. Турфтардың үлкен аудандары вулкандық жолмен пайда
болған.

Метаморфтық тау жыныстары
Үлкен тереңдікте өтетін ауысу процесінде шөгінді немесе магмалық тау
жыныстарының тек сыртқы түрі ғана өзгңріп қоймайды, сонымен қатар оның
минералдық құрамы және құрылымы өзгереді. Мысалы, кеуекті бос әк тас, тығыз
кристалдық мраморға – метаморфтық жынысқа айналады. Теңіз немесе мұхит
түбінде жиналған әк тас қабаты уақыт өте келе оған қысым түсіріп, мұхит
түбін оя бастайды. Пайда болған шұңқыр қысымының әсерінен күн өткен сайын
тереңдей береді. Тереңдік өзгерген сайын әк тас жыныстары температурасы
және қысымы да, жоғары жер қойнауына ене береді. Уақыт өте келе ол балқи
бастайды. Нәтижесінде құрамындағы молекулалар бастапқы орындарын ауыстырады
да басқа түрде топтаса бастайды. Осы масса қайтадан жоғары көтеріліп, жер
бетіне шыққанда, суынады және кристалданады. Бірақ ол сол әк тас түрінде
қалмайды, мраморға айналады. Оның түсі де әртүрлі болады. Егер осындай
метаморфизация процесінде таза бор немесе әк тас түсетін болса, ақ мрамор
түзіледі. Егер әк тас құрамында темір тотықтары болса, қызыл мраморға ал
көміртегі заттарынан қара сұр мрамор түзіледі.
Егер құм жоғары температура және жоғары қысым жағдайында жартылай
балқып, содан кейін кристалданатын болса, құмтас пайда болады. Гранит
метаморфизация процесіне ұшыраса гнейстер түзіледі. Сазды сланецтер-шынылық
яшмаға көшеді.
Маңызды метаморфтық жыныстардың қатарына кристалдық сланецтерді
жатқызуға болады. Олар кварцтан дала шпатынан, слюдалардан және басқа
минералдардан (магмалық) тұрады.
Сазды сланецтер үлкен қысым және жоғары температура жағдайларында
цементтелінген саз материалдарынан түзілген. Бұл теңіз түбінің біртіндеп
жер қойнауына енуінен болған. Уақыт өте келе теңіз түбі қайтадан орнына
келген онымен бірге сазды сланецтерден құралған геологиялық қабаттастық та
жер бетіне көтеріледі. Олардың бірнеше қабаттан тұр механикалық және
химиялық құрамының ерекшеліктеріне байланысты болады. Сланецтердің
тығыздығы әр түрлі және түсі де әр алуан болуы мүмкін. Олар көбінесе,
кеуекті құрылымға ие болып, түсі сарғылт-сұр болып келеді, тіпті, қара
қошқыл түрлері де кездеседі. Мұны оның құрамындағы көмірге айналған
органикалық қалдықтардың қоспаларымен түсіндіруге болады.

Тау жыныстарының үгітілуі
Массивті-кристалдық тау жыныстарының үгітілуі
Тау жыныстары және минералдар өздерінің түзілу жағдайларынан өзгеше
ортаға түскен кезде өзгере бастайды. Массивті-кристалдық, шөгінді және
метаморфтық тау жыныстары жер бетіне шығысымен механикалық ұсақтануға,
химиялық және биологиялық өзгерістерге ұшырайды. Жердің беткі қабағында
(қыртысында) өтетін осы процесті үгітілуі деп атайды. Үгітілуге ықпал
жасайтындар температура, су, көмір қышқылы, оттегі, әртүрлі тірі
организмдер. Жер қабығының минералдық бөлігіне осы факторлардың барлығы бір
мезгілде және бірлескен түрде әсер етеді. Сондықтан олардың әрқайсысының
қаншалықты әсер ететінін тап басып айту қиын. Әйтседе ең басты факторды
әрқашан анықтауға болады.
Үгітілуідің: физикалық, химиялық және биологиялық сияқты үш түрін
анықтайды. Олардың барлығы бір мезгілде жүріп жатады.
Физикалық үгітілу – тау жыныстарының химиялық құрамын өзгертпей, тек
қана механикалық жолмен өлшемдері әртүрлі бөлшектерге бөлінуін айтады.
Химиялық үгітілу кезінде тау жыныстарының құрамы өзгеріп жаңа
минералдар түзіледі, көп жағдайда, алғашқы минералдарға қарағанда, олардың
химиялық құрамы қарапайымдау болады.
Биологиялық үгітілу – тау жыныстарының тірі организмдердің әсерінен
өздерінің химиялық құрамын өзгерте отырып, мүжіліп ұсақтануы.
Мұндай үгітілудің ең негізгі себебі – жер бетіндегі температуралардың
тәуліктік және маусымдық өзгеруі. Күн сәулесінің әсерінен тау жыныстарының
жоғарғы қабаттары өздерінің бұрынғы қабаттары қатты қызады, ал төменгі
қабаттары көлемін ұлғайтады, осының әсерінен кернеу пайда болып жарықшақтар
мен параллель беттерге бөлінуге әкеп соғады. Тау жыныстары жату сипатына
және қызыну жағдайларына байланысты бұл жарықшақтардың тереңдігі әр түрлі
болып, 2 мм-ден 10 мм-ге дейін жетеді. Күн сәулесі жынысты қыздыруын
тоқтасымен жоғарғы қабат суына бастайды да сығылу процесі басталады.
Жыныстардың ішкі бөліктері өзінің температурасын ұзағырақ сақтайды.
Сондықтан оның көлемі де көп өзгеріске ұшырамайды. Осындай жағдайда
жыныстың жоғарғы қабатында пайда болған кернеу радиальдық бағыттағы
жарықшаралардың құралуына әкеп соғады. Жарықшаларға түскен су қатқан кезде
өзінің көлемін үлкейтіп, жарықшаларды керіп кеңейтеді.
Жыныстардағы көлденең және тік бағыттағы жарықшақтардың саны біртіндеп
көбейіп, соңында әртүрлі мөлшердегі тау жыныстарың сынықтары пайда болады.
Бұл сынықтардың құрамында үлкен тастардан бастап майда түйіршіктерге дейін
кездеседі. Кесектердің пайда болуына жеке жыныстардың және оларды құрайтын
минералдардың көлемдік ұлғаюы коэффиценттері мынадай: кварц – 0,00031,
ортоклаз – 0,00017, кальцит – 0,00020.
Күрделі жыныстар минералдарының ұлғаю коэффиценттері әртүрлі
болғандықтан олар қарапайым жыныстарға қарағанда, жылдамырақ үгітіледі.

Физикалық үгітілу
Физикалық үгітілу процесі түйіршіктердің өлшемдері 0,001 мм-ге жеткенше
жүреді. Үгітілуге ұшыраған түйіршіктердің өлшемдері 0,001 мм-ден кемігенде
физикалық үгітілу тоқтатылады. Себебі 0,001 мм-ден кіші түйіршіктер
бірқалыпты қызынып, суынатындықтан өздерінің өлшемдерін өзгертпейді,
физикалық үгітілуге ұшырамайды.
Физикалық үгітілу, республика көлемінде алғанда, құрғақ, ыстық
аймақтарда немесе өте суық жерлерде, таулы аудандарда айқын байқалады.
Құрғақ шөл далалық аудандарда күн мен түннің температураларының ауытқуы
600С, ал қыс пен жаздың температураларының ауытқуы 500С-ге жетеді. Мұнымен
қатар күшті желмен көтеріліп ұшатын құм, тасты жыныстарлы қайрап, тегістеп
оларды физикалық бұзылуға әкеп соғады. Сондықтан шөл жерлерінде сынған
тастардың, шағал тастардың, құмның үйінді түрінде жиналуы көптеп байқалады.
Физикалық үгітілу топырақ түзілу процесінде маңызды орын алады. Осы
үгітілу нәтижесінде химиялық және биологиялық үгітілуге негіз жасалынады.
Жыныс бөліктері уатылғанда беттерінің үлестік ауданы артады да осы себепті
олар химиялық және биологиялық үгітілу факторларымен оңай әрекеттеседі.

Химиялық үгітілу
Химиялық үгітілу кезінде минералдар бұзылып бөлшектенеді және
синтезделінеді. Сөйтіп бастапқы жыныста кездеспейтін жаңа минералдар
түзіледі. Химиялық үгітілудің негізгі факторлары – су, оттегі, көмір қышқыл
газы, температура.
Химиялық реакциялардың өтуі температураның жоғарылануынан жылдамдайтыны
белгілі. Сондықтан химиялық үгітілу ауаның жылдық орташа температуралары
жоғары және көп мөлшерде ылғал түсетін аймақтарда айқын байқалады.
Температураның әрбір 100С жоғарылануынан химиялық реакциялардың өтуі 2 –
2,5 есе үдейді. Бөлшектердің көлемі азайған сайын олардың реакциялық
қабілеті жоғарылай береді. Осыған орай химиялық реакциялар кесектің ең ұсақ
бөліктерінде (<0,01 мм) жақсы жүреді.
Мысал ретінде граниттің құрамындағы минералдардың және үгітілу
қабығындағы шөгінді жыныстардың химиялық үгітілуін қарастырайық.
Граниттің құрамына кварц, далалық шпаттар, слюда, авгит және басқа
минералдар енеді. Кварц (SiO2) жердің бетінде химиялық тұрғыдан алғанда өте
тұрақты. Оған тек қана зертханалық жағдайда сілтілер жіне фторлы сутегі
қышқылы ғана әсер ете алады. Кремний қышқылы өте аз мөлшерде, ешбір
химиялық өзгерістерсіз-ақ табиғи суда ериді. Кесекте кварц, химиялық
өзгерістерге ұшырамай, белгілі бір шекке дейін уатылады. Оның осы
ерекшелігі Жер планетасының бетіне өте үлкен көлемде шоғырланып жиналуына
мүмкіндік береді. Химиялық әсерге, кварцқа қарағанда, далалық шпаттар
әлдеқайда төзімсіз. Мысал ретінде ортоклаздың сумен және ауа құрамындағы
көмір қышқыл газбен әрекеттесуін келтірейік. Ортоклаз (К2Аl2Si6O16)
алюмокремний қышқылының калий тұзы. Оған су әсер еткенде гидролизденеді:
К2Аl2Si6O16 + 2HOH = H2Аl2Si6O16 + 2KOH.
Еркін алюмокремний қышқылы және екі молекула ащы калий бөлініп шығып,
судың сілтіленуі байқалады. Пайда болған алюмокремний қышқылының молекуласы
тұрақты емес, ол әрі қарай каолин және аморфты кремний қышқылына ыдырайды:
H2Al2Si6O16 H2Al2 Si6O16 + 4 Si2

H2Al2Si2O8 + H2O = H2Al2Si2O8 H2O (каолин)

4SiO2 + 4n H2O = 4SiO2 . nH2O ( аморфты кремний қышқылы).

Үгітілу кезінде түзілген ащы калий ауадағы көмір қышқылы газының
молекуласын қосып алып, нәтижесінде поташ пайда болады:

2КОН + CO2 = K2CCO3 + H2O.

Егер үгітілуге альбит ұшыраса, гидролиз кезінде поташ емес, сода
(Na2CO3) түзіледі. Ал қалған заттар өзгермейді. Анортит гидролизденсе,
көмір қышқыл кальций (СаСО3) және каолин пайда болады.
Қарапайым силикаттардың үгітілуі де гидролизден басталады, кейін
түзілген негіздерге көмір қышқылы қосылады. Мысалы, энстатит минералына
(MgSi3) су және көмір қышқылы әсер еткенде, көмір қышқыл магний және
аморфтық кремний қышқылы түзіледі. Соңынан ол өз бойындағы суды жоғалтып,
кварцқа айналады.
Оливин судың және көмір қышқылының әсерінен көмір қышқыл магнийге,
көмір қышқылды темірге және ортокремнийлі қышқылға aйналады, ал тұрақсыз
минерал сидерит (FeCO3) судың гидролиздеушілік әсерінен темір гидрототығын,
көмір қышқылын және суды түзеді.
Апатиттің үгітілуінен қарапайым фосфат, хлоридтер және кальций
фторидтері түзіледі.
Химиялық үгітілу процесіне қарап: сиалиттік және аллиттік екі негізді
ажыратады. Бірінші тип қоңыржай климатты, жауын-шашын орташа мөлшерде
түсетін территорияларға тән. Осындай жағдайларда өтетін үгітілуде негізінен
алюмосиликаттар және феррисиликаттар түзіледі. Үгітілудің екінші типі
ылғалды жылы климаты бар территорияларға тән. Мұндай жерлердің жыныстарында
гидролиздің интенсивті өтуіне байланысты алюминийдің, темірдің, кремнийдің
гидроксидтері түзіледі.

Биологиялық үгітілу
Жоғарыда минералдың ыдырауы тірі оганизмдердің қатысуынсыз өтетін
процестерді қарастырдық. Жер қабығының өсімдіктер және жануарлар
мекендейтін жоғарғы бетінде үгітілу процестері күрделенеді. Физикалық,
химиялық үгітілудің нәтижесінде түзілген минералдар биологиялық
процестердің әсерінен тұрақтылығын жоғалтып, бөлшектенуін жалғастыра беруі
мүмкін.
Биологиялық үгітілу топырақ түзілумен тығыз байланысты. Минералдарға
өсімдіктердің тамырлары, сонымен қатар микробтардың, өсімдіктердің және жан-
жануарлардың тіршілігінен туындайтын қалдықтар, тіршілігін тоқтатқан
организмдердің ыдырау қалдықтары әсер етуі мүмкін.
Организмдердің физикалық және химиялық түрде үгітілуге ұшырамайтын
жыныс бөліктеріне әсері үлкен. Үгітілу процесіндегі организмдердің
атқаратын үлкен рөлін көрсете отырып, академик В. И. Вернадский әрі қарай
физикалық және химиялық үгітілуге ұшырамайтын каолин минералының тірі
организмдердің әсерінен өзінің тұрақтылығын жоғалтатынын, соңынан
биологиялық үгітілуге ұшырайтынын айтқан. Кейбір су жалбыздарының түрлері
каолинді коллидты кремний қышқылдарын және сусызданған алюминийдің коллидты
гидраттарын бөле отырып, ыдырауға ұшырайды. Осы ыдырау су жалбыздары бөліп
шығаратын, негізінен пектин заттарынан тұратын, шырыштың әрекетінен болады.
Майлы қышқылдық және нитрификациялаушы микрорганизмдер өздері бөліп
шығаратын заттармен апатитты және силикатты жақсы ыдыратады. Көк-жасыл су
жалбыздарының жыныстардың бетіне тигізетін әсері бұрыннан белгілі. Осы
аталған жалбыздардың және нитрификациялаушы бактериялардың гранитке
тигізетін әсері анықталған. Келтірілген мысалдар мүжілу процесіндегі тірі
организмдердің маңызды рөл атқаратынын дәлелдейді.
Сонымен физикалық, химиялық және биологиялық үгітілу процестері бір
мезгілде өтіп жатады. Үгітілу дәрежесіне, олардың әрқайсысының қосар үлесі,
сыртқы ортаның жағдайына байланысты болады.

ШӨГІНДІ ЖЫНЫСТАРДЫҢ ҮГІТІЛУІ

Шөгінді жыныстар жердің беткі қабатында ең көп таралған, сондықтан олар
топырақ түзілу процестеріне кеңінен қатысады.
Шөгінді жыныстар туынды (екінші) жыныстар болып саналады. Олардың
құрамында бастапқы жыныстар мен кристалдардың бөліктері ғана емес, массивті
кристалдық, метаморфтық жыныстардың үгітілуінен пайда болған тұрақты
минералдар да бар. Шөгінді жыныстардың үгітілу ерекшеліктері, ең алдымен,
олардың құрылымына және химиялық құрамына тәуелді болады. Мысалы,
конгломераттар және брекчилер негізінен бастапқы минералдардың
қалдықтарынан құралады, туынды минералдар тек үгітілу кезінде пайда болған
цементтеуші заттардың құрамында кездеседі. Осындай жағдайда шөгінді және
бастапқы жыныстардың үгітілу процестерінде үлкен айырмашылықтар болмайды.
Бастапқы жыныстардың үгітілуінен пайда болған әк тастардың, сазды
сланецтердің және саздардың үгітілуі процесінде физикалық түрде ұсақтанады
және жыныс құрамына енетін кейбір минералдардың өзгеруіне байланысты
химиялық құрамын да өзгертеді.
Үгітілуге ұшыраған әк тастың өзгеру процесін қарастырайық. Оның
құрамында көмір қышқыл кальций, каолин, кремний қышқылы, кварц, темір,
алюминий және марганец гидраттары және аз мөлшерде фосфаттар, сульфаттар,
хлоридтер тағы басқа қосылыстар бар. Минералдардың үлкен бөлігі химиялық
өзгерістерге ұшырамайды. Мысалы, хлоридтердің, сульфаттардың, фосфаттардың
бір бөлігі суда ериді және өзгеріссіз алып кетіледі. Гидратталған металл
тотықтары және кремний қышқылы суда іс жүзінде ерімейді, жыныс олармен
басқа минералдардың еруі нәтижесінде қанығады. Каолин – тұрақты минерал. Ол
микроорганизмдермен жартылай ғана бұзылады. Сондықтан жыныс бұл минералмен
де қанығады. Оның бойындағы көмір қышқыл кальций-кальциттің мөлшері күрт
өзгереді. Бұл тұз ауадағы көмір қышқылымен және сумен реакцияға оңай
түседі.

CaCO3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3)2

Нәтижесінде суда еритін тұз – екі көмір қышқыл кальций түзіледі. Әк тас
осы реакцияның нәтижесінде кальциттен айырылады, сонымен қатар ол
салыстырмалы түрде алғанда саз, кремний қышқылы, темір тотығы, алюминий
тотығы сияқты ерімейтін тұрақты минералдармен қанығады. Әк тастың түсі
ақшылдан сұрлауға, қызылдауға және бозғылтқа дейін өзгеріп отырады. Оның
үгітілген түйіршіктері жұқа бөлшектерден тұрады. Міне, осы себепті әк
тастық жыныстарда, үгітілу процесінде, сазды топырақтар түзіледі (6 кесте).

Үгітілудің нәтижесінде әк тастың орнына – мергель (карбонатты саз) және
таза карбонатсыз саздар түзіледі. Әрі қарай олардан сазды топырақтар пайда
болады.
Басқа да көптеген жыныстар осындай жолмен үгітіледі.

Өзін-өзі тексеру сұрақтары:
1. Топырақтың минералогиялық құрамының қалыптасуы.
2. Алғашқы минералдар және олардың маңызы.
3. Алғашқы және екіншілік минералдардың топырақ түзілуі.
4. Топырақ құнарлығын қалыптастырудың маңызы.
5. Екінші минералдардың тұрақтылығы деген не?
6. Жер қыртысының минералдары және тау жыныстарын атаңыз.
7. Жіктелуіне байланысты неше кластарға бөлінеді?
8. Тау жыныстыры деген не?
9. Топырақтың минералогиялық құрамы қандай?
10. Массивті-кристалдық тау жыныстарының үгітілуі.
11. Шөгінді жыныстардың үгітілуі.
12. Шөгінді жыныстар деген не?
13. Шөгінді жыныстарының құралуы неше кезеңнен тұрады?
14. Туфтар деген не?
15. Метаморфтық тау жыныстары деген не?
16. Тау жыныстарының үгітілуі деген не?
17. Физикалық үгітілу
18. Химиялық үгітілу
19. Биологиялық үгітілу

Дәріс 6.
Топырақтың химиялық құрамы.
1.Топырақтың химиялық құрамының қалыптасуы.
2.Химиялық элементтердің топырақ қабатында таралуы.
3.Топырақтың түзілуінің материалдық негіздері
4 Тау жыныстары және топырақтағы химиялық элементтердің мөлшері

Топырақтың түзілуіне жоғарыда сипатталған топырақ түзу факторларымен
қатар, оның түзілуіне тікелей қатысы бар материалдық негіздердің рөлі
ерекше. Топырақ түзу материалдық негіздерге: аналық тау жынысы, осы
қабаттағы ауа құрамы мен ылғал, мекендейтін бүкіл жоғарғы және төменгі
сатылы организмдер қосындылары жатады. Табиғаттың ауа райы мен жер
бедерлерінің өзгешелігі нәтижесінде әртүрлі топырақтар түзіледі.
Әдетте, бір затты түзуге қатысатын материалдар негіздерінде үлесін
зерттеу олардың химиялық құрамын анықтаудан басталады. Биосферадағы әр
түрлі табиғат денелерінің химиялық құрамын сипаттағанда, оның құрамындағы
әр түрлі элементтердің орта есеппен алатын орнын, үлесін пайызбен шығарады.
Жер қабатындағы элементтердің орташа құрамын 1924 жылы алғаш есептеп шыққан
американдық ғалым Ф. У. Кларк еді. Сондықтан мұны Кларк көрсеткіші деп
атайды. Кейінірек жаңа қосылған мәліметерге байланысты бұл Кларк
көрсеткіштері бірнеше рет толықтырылды (А. Е. Ферсман, 1934 – 1939, А. П.
Виноградов, 1962).
Сонымен қатар, ауа құрамындағы, судағы және тірі заттардағы элементтер
кларкы да есепке алынатын болды.
Тау жыныстарының орташа химиялық кұрамы. Тау жыныстарындағы химиялық
элементтердің кларк үлестеріне байланысты олар:
- мол элементтер, Кларк көрсеткіштері – п 10-п-102;
- аз элементтер, Кларк көрсеткіштері - п- 10-п -103 ;
- өте аз элементтер, Кларк көрсеткіштері - п- 103-п- 105 болып үш топқа
қосылады.
Жер бетіне жақын ауаның химиялық құрамы. Топырақ түзуші жыныстарының
құрамымен салыстырғанда топырақ бетіндегі мөлшері өте алшақ.
Келтірілген мәліметтерден азот жер қыртысында аз элемент қатарында
болса, ауа құрамында ол негізгі құраушы элемент. Ауадағы азот – топыраққа
берілетін азоттың негізгі көзі. Ол биологиялык тірі организмдерге қажетті
белок түзетін элемент. Топырақа ол ауадан түсетін ылғалдар және ауадан
азотты сіңіретін микроорганизмдер арқылы келеді. Ауаның құрамындағы екінші
негізгі элемент – оттегі. Онымен тотықтандыру реакциялары, соған байланысты
тау жыныстарының үгілуі мен топырақ түзу құбылыстары тікелей байланысты.
Озон – ауа кұрамындағы өте аз элемент, өте белсенді тотықтырғыш.
Жасыл өсімдіктер үшін және топырақ түзуде ауадағы көмір қышқыл газының
маңызы ерекше. Жасыл өсімдіктердің жапырағы арқылы фотосинтез жүреді.
Осының нәтижесінде көмір қышқыл газындағы көміртегі өсімдіктердің барлық
органикалық бөліктерін түзеді, олар кейін топыраққа беріледі. Органикалық
заттардың шіріп-ыдырау кұбылыстарынан пайда болған топырақтың қара
шіріндісінде (гумус) көміртегінің үлесі - 58%, ол негізінен ауадағы
көмірқышқыл газынан түседі.
Жер бетіндегі және топырақ кеуектеріндегі көмірқышқыл газы (СО +Н2О
Н2С03) ылғалмен қосылып, көмір қышқылын түзеді.
Топыраққа түсетін ауа ылғалдары мен жерасты суларының химиялық құрамы.
Ауадан түсетін ылғал топырақтағы барлық тіршілік атаулыны және ондағы
жүретін бүкіл химиялық реакцияларды қамтамасыз етеді, ерітеді, жуып-шайып
тез ерігіш тұздарды топырақ қабатынан әкетеді.
Ауадан түсетін ылғал, әдетте, таза су емес, ол өзімен ауа газдарын, шаң-
тозандарды, тұздарды, қышқылдарды ілестіре келеді. Кей кездерде ауадағы
топырақ бетінен немесе теңіз беттерінен ұшқан тұздар ылғалмен еріп, топырақ
бетіне қайта сіңіп жатады.
Өсімдіктер мен жануарлар химиялық элементтерді өздерін биологиялық
қажеттілігіне байланысты тандап сіңіреді. Сондықтан күлдік пішіндегі
элементтер құрамы жер қыртысындағы элементтерге қарағанда, тіпті, өзгеше.
Тау жынысынан немесе топырақтан тірі организмдердің элементтерді
биологиялық сіңіру белсенділігі Б. П. Полынов пен А. И. Перельман енгізген
сіңірудің биологиялық коэффициенті арқылы анықталады. Бұл коэффициент
өсімдік күлінде элементтің топырақтағы немесе тау жынысындағы элементке
қатынасынан алынады.

Топырақтағы химиялық құрамның қалыптасуы
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
небары 250 жылға жетеді екен, ал калий құрамы – 3 мың жылға жетерлік. Бірақ
өсімдіктер үшін элементтер мөлшері емес, топырақтағы өсімдік сіңіруге
ыңғайлы формалары маңызды.
Топырақтағы азоттың көп бөлігі органикалық ғана түрінде болады,
сондықтан ол күрделі, келеді соның ішінде мәдени өсімдіктер үшін
сіңірілмейді. Тек микробиологиялық тіршілік нәтижесінде пайда болатын
аммоний және нитрат қоспалар ғана өсімдікке сіңімді.
Фосфордың органикалық қоспалары 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 тартады, 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-тың орталық аудандарында байқалды, онда 20 жыл
ішінде топырақтағы азот мөлшері 20%-ға кеміген, келесі 20 жылда 10% ке,
келесі 20 жылда 7% ға кеміген.
Сондықтан агрохимия ережесіне сәйкес тыңайтқыш қолдану ауыл шаруашылығы
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
тыңайтқыштарды 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.
Ауыл шаруашылығы 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
саңырауқұлақтарға қарсы тұрақтылығын арттырады. Мырыш, бор, марганец,
молибден және сирек кездесетін элементтер топыраққа қосқанның әсері
болатыны анықталды.

Химиялық элементтердің топырақ қабаттарында таралуы
Топырақ түзілу құбылыстарының нәтижесінде жалпы тау жыныстарының
құрамын сақтай отырып, көптеген элементтердің мөлшеріне өзгерістер
енгізеді.
Топырақтардың орташа химиялық құрамы, % (А. П. Виноградов, 1962):
О – 49 Sі - 33 Аl - 7,13
Ғе - 3,80
Са - 1,37
Na - 0,83

К - 1,36
Mg - 0,60
Ті - 0,46
С - 2,00
S - 0,085
Мn - 0,085

Топырақтағы химиялық элементтердің мөлшеріне қарай бірінші орында О мен
Sі, екінші Al мен Fe, үшінші Са мен Мg, солардан кейін Na, К, т.б.
элементтер орналасқан, Топырақтың химиялық құрамы өзін түзген тау
жыныстарының химиялық құрамынан айырмашылығы бар. Мұнда органикалық
элементтердің мөлшерлері көп: көміртегі 20 есе, азот 10 есе өседі. Сонымен
қатар, оттегі және сутегі мөлшерінің көп, ал алюминий, темір, калий,
кальций, магнийдің аз екені байқалады. Осы элементтер әртүрлі химиялық
қосындылар түрінде топырақ құрамына еніп, топырақ типтерін анықтайды.
Өсімдіктер мен топырақ арасындағы қарым-қатынасты белгілеуде бұлардың
биологиялық маңызы өте зор. Көміртегі, сутегі, оттегі топырақтың
органикалық заттарының құрамына кіреді, минералды түрде олардың карбонатты
тұздары кездеседі.
Оттегі су құрамында гидроксидтердің, алюмосиликаттардың, бос
қышқылдардың және олардың тұздарының құрамында болады.
Топырақтағы тағы бір үлесі мол элементтің бірі – кремний. Ол жер
қабатындағы минералды қосындылар құрамына кіріп, органикалық заттар
құрамындағы көміртегі сияқты маңызды рөл атқарады. Топырақта ең көп тараған
кремний қосындыларының бірі – кварц минералы SіО2. Кремний және кремний
қышқылдарының тұздары силикаттар мен алюмосиликаттар құрамына кіреді.
Өсімдіктердің құрамында да кремний бар, мысалы, ол дәнді дақылдарда 10%
-дан 60%-ға дейін жетеді.
Алюммний алюмосиликаттар балшықты минералдар құрамында кездеседі.
Бұлардың биологиялық маңызы онша емес. Аl2O3-тің топырақтағы жалпы мөлшері
1-2%-дан 15-20%-ға дейін, ал ферралитті топырақтарда 40%-ға дейін жетеді.
Темір әртүрлі оксидті, гидроксидті және шала күкіртті қосындылардың
құрамына кіреді. Бұл элемент биологиялық жағынан өсімдіктердегі
хлорофильдін түзілуіне катысады. Егер өсімдіктерге темір жетіспесе, олардың
жапырақтары сарғайып, хлороз деген ауруға шалдығады. Топырақтағы темір
элементінің мөлшері әртүрлі. Мысалы, құмдақ топырақтарда 0,5-1,0%, лесс
жыныстарында түзілген топырақтарында 3-5, ал ферралитті топырақтарда 20-
50%.
Калий мен магний топырақта слюдалардың немесе басқа минералдардың
құрамында кездеседі. Бұлар тұздар түрінде бөлініп, басқа минералдың
қосындыларымен реакцияға түсіп, күкірт, фосфор қышқылдарының тұздарын
құрайды. Бұл екі элемент те өсімдіктерге өте қажет. Топырақта ол 1-3%
мөлшерінде болады.
Калий мен натрий дала шпаттарының ортоклаз, микроклин, альбит құрамында
бұзылу нәтижесінде минералды қышқылдардың тұздарын кұрайды. Бұл тұздар суда
жақсы ериді. Калий – өсімдіктердің қоректік элементтерінің бірі. Оның
топырақтағы мөлшері – 2-3%, Na3O-ның мөлшері – 1-3%. Натрийдін жылжымалы
түрі топырақта жоғары болса, ол физикалық және химиялық жағынан қолайсыз
қасиеттер туғызады.
Титан көбінесе, алғашқыда үгілуге аз берілетін минералдардың құрамына
кіреді (ильменит, рутил, сфен). ТіО3 мөлшері топырақта көп болмайды.
Марганецтің топырақтағы мөлшері өте аз. Пиродезит, баунит, оливин
сияқты микроэлементтер өсімдіктердің өсуі мен сапалы дамуына өте қажет. Бұл
тақырыпқа әріректе тоқталмақпыз.
Күкірт өсімдіктердің немесе жануарлардың қалдықтарымен түзілген
органикалык заттардың құрамында болады. Пирит деген минерал түрінде де
кездеседі: Ғе2S. Топырақта SО3 мөлшері пайыздың оннан бір бөлігінен
аспайды, кейбір сулфатты тұздар топырақта көп болуы мүмкін. Егер де
күкірттің топырақта жылжымалы түрі мол болса, оның себебін осы төңіректе
ыластаушы өндіріс орындарынан іздестірген жөн.
Көміртегі, сутегі, азот, фосфор – органогендік элементтер. Олардың
топыраққа тигізер пайдасы көп. Көміртегі гумустың, органикалық қалдықтардың
құрамында, сутегі газдардың, өсімдік пен жануарлардың денелеріндегі
органикалық заттарда болады. Көміртегі органикалық заттарға бай
топырақтарда 3-10%, сутегі 3-6% мөлшерде. Азот өсімдіктің өсуінде,
жануарлардың тіршілігінде зор рөл атқарады. Оның мөлшері көбінесе,
органикалық қосындылар: аммиак, азот және азотты қышқылдардың тұздары
күйінде кездеседі (0,3-0,4, кейде 0,1%). Топыраққа азот екі жолмен келеді:
1) үлкен қысым әрі катализатор (найзағай) қатысуы арқылы аммиак NH3
түзіліп, жауын-шашынмен түседі; 2) азот сіңіруші бактерялардың (бос немесе
бұршақты өсімдіктер тамыр түйіндеріндегі) қатысуымен шоғырланады.
Фосфор, апатит, фосфорит минералдары құрамында және топырақ
шіріндісінде, органикалық қосындыларда кездеседі. Топырақта фосфор
қышқылының тұздары – фосфаттар түрінде болады. Nа мен Сa бір фосфаты
Na2HPO3, Ca(Н2РО4)2, натрий мен кальций екі фосфаты Nа2НРО4, Са(НРО4)2Н2О,
натрий мен кальций үш фосфаты – Са3 (РО4)2, Na3РО4. Топырақта көбінесе,
суда еритін, өсімдікке сіңімді Са (Н2РО4)2 түрі болуы қажет.

Топырақтың макро- және микроэлементтері
Органикалық тыңайтқыштар – жануарлар мен өсімдіктер қалдықтарының
органикалық қосылыстары түрінде кездесетін қоректік заттар. Органикалық
тыңайтқыштар бұдан 3 мың жылдай бұрын Қытай мен Жапонияда қолданыла
бастаған. Бұрынғы КСРО аумағында ХІV – ХV ғасырлардан бастап ауыл
шаруашылығы дақылдарының өнімділігін арттыратын құрал ретінде кеңінен
таралған. Органикалық тыңайтқыштарға көң, қи, құс саңғырығы, садыра, жасыл
тыңайтқыштар, сабан, т.б. өсімдік қалдықтары, залалсыздандырылған тұрмыстық
және өндіріс қалдықтары, ақаба сулардың тұнбалары, т.б. жатады. Өнеркәсіпте
мочевина шығарылады. Органикалық тыңайтқыштар құрамында топырақтың ең
маңызды агроникалық қасиеттеріне қажетті макро- және микроэлементтер бар.
Топырақты қарашірікпен, қажетті химиялық элементтермен байытуға, оның
ылғалдылығын молайтып, ауа мен су режимінің реттелуіне, физикалық
қасиеттерін жақсартуға мүмкіндік береді. Органикалық тыңайтқыштар ауыл
шаруашылығы дақылдарының өнімділігін жоғарылатып, сапасын арттырады.
Құнарсыз топырақты құнарландыру үшін және суландыру жүргізілген жерлерді
игеру үшін міндетті түрде органикалық тыңайтқыштар себіледі. Көбіне
топырақты жыртқан кезде тұқымды себуге дейін енгізіледі. Қопсыту кезінде
өте шіріген қарашірік, тауық қиын, т.б., ал үстеп қоректендіргенде көбіне,
садыра және тауық қиын қолданады. Картоп, жүгері, көкөніс және техникалық
дақылдарды, күздік дақылдарды, т.б. отырғызғанда оның шұңқырына салу
тиімді. Жылыжайларда егістік бетін жабындауда қолданады. Органикалық
тыңайтқыштарды қолданудың тиімділігі ылғалы жеткілікті аудандардағы шымды-
күлгіндеу және орманның сұр топырақтарында жоғары, ал күлгінденген және
сілтісіздендірілген қара топырақтарда төмендеу, құнарлы және қарапайым
қаратопырақтарда төмен болады. Органикалық тыңайтқыштардың мөлшері дақылдың
түріне және топырақ-климаттық жағдайға байланысты 15 – 60 т/га-ға тең.
Минералды тыңайтқыштармен бірге қолданғанда оның мөлшері азаяды.
Құрғақшылық аудандарда жырту қабатының барлық тереңдігіне енгізіледі, ал
ауыртопырақты жерлерде оның тереңдігі 15 – 18 см-ден аспауы керек.
Микроэлементтердің мал шаруашылығы үшін де маңызы зор. Кейбір
микроэлементтердің топырақта және өсімдіктерде (жемде) артық не кем болуы
мал өнімділігіне елеулі әсер етеді.
Микроэлементтер. Кейбір химиялық элементтердің мөлшері топырақта өте аз
(n10-3) болғандықтан, оларды: бор, молибден, мыс, жез, марганец, кобальт,
мырыш, иод, фторды (В, Мn, Мо, Сu, Zn, Со, I, Ғ), т.б. жеке топқа
жатқызады. Микроэлементтер өсімдіктерге қоректік элемент ретінде тікелей
сіңбейді, олар қоректік элементтермен бірге сіңіріледі және тірі
организмдердің ферменттік құрамына кіреді де, топырақта биохимиялық алмасу
процестерін жеделдетеді. Өсімдіктер өнімі мен оның сапасының және
топырақтағы микроэлементтср мөлшерлерінің арасында тікелей байланыс бар.
Топырақта микроэлементтердін жетіспеуінен өсімдіктердің өнімі де, сапасы да
төмендеп, тіпті, ауруға шалдығады. Микроэлементтер жетіспесе немесе артық
мөлшерде болса, онда ондай топырақты биохимиялық зарарлы эпидемия
провинциялары деп атайды. Бұл табиғи факторлармен қатар, техногендік
ластану, тыңайткыштарды артық қолдану салдарынан болуы мүмкін. Топырақтағы
микроэлементтердің мөлшері олардың топырақ түзуші аналық жынысындағы
бастапкы мөлшерлеріне байланысты. Гумус белсенді түрде жиналатын
процестерде микроэлементтер топырақтың беткі қабатында мол, ал шайылу
процесі басым болған жағдайда едәуір аз болады.
Топырақ түрлі минералды (90-99%) және органикалық заттар (1-10%) мен
топырақ ауасынан тұрады.Топырақтың химиялық құрамының маңызы зор, ол
құнарлығын айқындаумен қатар, өсімдік құрамына әсерін тигізеді. Топырақтың
химиялық құрамына өсімдіктердің химиялық құрамы тәуелді деуге болады.
Топырақ құрамы мен жер сулары арасында тікелей байланыс бар. Қандай да бір
макро- және микроэлементтердің кемістігі немесе тым көп болуы азықтық
өсімдіктердің өнімділігіне, сондай-ақ құрамындағы жекелеген элементтер
мөлшеріне әсерін тигізеді. Жануарларды азықтандыруға пайдаланылатын
өсімдіктерде кейбір элементтер кемістігі немесе көп болуы, өнімділік
төмендеуі мен бірқатар аурулар байқалуының себебі бола алады.
Егер топырақта азықтық өсімдіктерде кальций және фосфор тұздары
жетіспесе, жануарлар организмінде минералды алмасу бұзылып, нәтижесінде
рахит (жас төлдерде), остеомаляция (ересек жануарларда,) іш тастау тәрізді
аурулар байқалады. Топырақ пен азықтарда натрий мен магний жетіспеуінің де
салдары ауыр. Кальций, фосфор, магний, натрий, көміртегі, сутегі, азот
оттегі, күкірт, калий, темір, кремний, алюминий, хлор макроэлементтерге
жатады. Олардың топырақта, өсімдік, жануар организмдеріндегі мөлшері
бүтіннен жүздік пайыздарға дейін ауытқиды.
Макроэлементтер жануардың тірі салмағының 99,9%-ын құрайды, ал тек 0,1%
ғана сан жағынан көп (100-дей) топ-микроэлементтерге келеді.
Микроэлементтер организм үшін энергетикалық шикізат болып табылады.
Электролиттер есебінен олар осмостық қысымды, ұлпа сұйықтықтарындағы
иондардың динамикалық тепе-теңдігін реттейді, организмнің жаңа жасушалар
түзуіне қатысады, гормон, дәрумен, ферменттер құрамына енеді.
Организмдегі микроэлементтер алмасуы орталық нерв жүйесі тарапындағы
бақылауға тәуелді. Орталық нерв жүйесінде микроэлементтер шоғырлануы
біркелкі емес. Мәселен, мидың сұрғылт заттегінде басым түрде кобальт,
марганец, мыс, молибден, мырыш, ванадий мен хром болса, ақ заттекте олар
едәуір аз. Нерв жасушалары ядроларында басым түрде ауыр металдар
шоғырланады. Ми сұйықтығы мен сопақша мида мыс, мидың үлкен жартышарларында
– кобальт, мишықта – мырыш көп.
Барлық ұлпалар мен ағзаларда нақты бір микроэлементтер шоғырлануы
байқалады. Қалқанша безде – йод, өкпеде – литий, гипофизде – кобальт,
мырыш, хром, бүйректерде – кадмий, қанның пішіндес элементтерінде–марганец,
мыс, мырыш, кадмий, қан плазмасында – кобальт, титан болады. Қойлар мен
бұзаулар жүнінде көп мөлшерде йод болады.
Топырақтың құрғақ затында 1 кг 5 мг аз йод болғанда, жануарларда зат
алмасу біршама бұзылады, ақуыз бен көмірсулар алмасуы төмендейді, су мен
хлоридтер тежелуі орын алады, нәтижесінде теріасты шелінің домбығуы
байқалады, қанда кальций мен фосфор мөлшері азаяды, тотығу үрдістері мен
газ алмасуы төмендейді, жылу туындалуы азаяды, сүйек өсуі тежеледі,
қысырлық, бедеулік, өлі туулар орын алады.
Өнімділіктің барлық түрлері төмендейді. Йод организм үшін орны толмас
микроэлемент, онсыз барлық жасушалардың тіршілігі тыйылады.
Егер 1 кг құрғақ топырақта 3 кг дан аз кобальт болса, жануарларда
акобальтоз ауруы байқалады. Акобальтозбен ауырған кезде жануарларда (В12
авитаминозы) күйзелу, тәбеті бұзылуы (жалақ), қаназдылық, өршитін жүдеп-
жадау (кахексия, өлім).
Топырақтың 1 кг құрғақ затында 2 кг-дан аз мырыш болуы жас жануарлардың
өсуінің баяулауы мен жүдеп-жадауына, жүндері түсуіне, жыныс безі қызметінің
төмендеуі мен бедеулікке әкеліп соғады. Егер топырақтың 1 кг құрғақ затында
1 мг аз мыс болса, жануарларда өсу баяулайды, қан аздылық, жас жануарлар
жүдеп – жадауы, жүннің тұйпалануы, терінің депигментациялануы, жалақ
байқалуы, сүйектер пішінінің өзгерілуі, ұдайы өндіру қабілетінің жоғалуы,
сүт өнімділігі төмендеп, жоғалуы тәрізді белгілер байқалады, жануарлар
орталық нерв жүйесі зақымдалуы белгілері байқалатын ауруларға шалдығады,
аяқтар салданады.
Топырақтың 1 кг құрғақ затында 500 мг аз марганец болуында жас
жануарлардың аяқтарының пішіні өзгереді, өсіп өнуі баяулайды. Жүн сапасының
төмендеуі орын алады. Іш тастаулар мен қысырлық байқалады. Құстарда перозис
дамиды. Аурулардың алдын алу үшін азықтандыру рационына дәрумендер енгізу
қажет, топырақ тиісті тыңайтқыштармен өңделуі керек.

Макро- микроэлементтердің тірі организмдерге әсері
Адамның ағзалары химиялық элементтерді әртүрлі концентрлейді, яғни
микро- және макроэлементтер мүшелер мен ұлпаларда әркелкі таралады.
Микроэлементтердің көпшілігі бауырда, сүйек және бұлшық ет ұлпаларында
жиналады. Бұл ұлпалар көптеген микроэлементтердің негізгі қоры. Элементтер
кейбір мүшелерге тән болып табылады және онда концентрациясы жоғары болады.
Мысалы, мырыш – қарын асты безінде, йод – қалқанша безінде, фтор – тіс
кіреукесінде, алюминий, мышьяк, ванадий – шашта, кадмий, сынап, молибден –
бүйректе, қалайы – ішек ұлпаларында, стронций – қуық безінде, сүйек
ұлпасында, барий – көздің пигментті қабатында, бром, марганец, хром –
гипофизде және тағы басқаларда жиналады.
Ағзада микроэлементтер байланысқан және бос ионды түрінде де кездеседі.
Кремний, алюминий, мыс және титан бас миы ұлпаларында нәруыздармен комплекс
түрінде, ал марганец ион түрінде кездеседі. Сутек және оттек –
макроэлементтері су молекуласын түзетіні белгілі, ал ересек адам ағзасының
шамамен 65%-ы су болып келеді. Су маңызды еріткіш және ол адамның
мүшелерінде, ұлпаларында және биологиялық сұйықтықтарда әркелкі таралған,
асқазан сұйығының, сілекейдің, қан плазмасының, лимфаның 99,5%-дан 90%-ға
дейінгі аралығын құрайды. Ендеше су ресурстарының құрамын зерттеу, үнемі
бақылау және мемлекет тарапынан қорғау іс-шараларын жүргізудің тіршілік
үшін маңызы бар деуге болады.
Макроэлементтер – көміртек, сутек, оттек, азот, күкірт, фосфор –
нәруыздың, нуклеин қышқылдарының және ағзаның басқа да биологиялық белсенді
қосылыстарының құрамына кіреді. Нәруыздардың құрамында көміртек 51 – 55%,
оттек 22 – 24%, азот 15 – 20%, сутек 6,5 – 7%, күкірт 0,3 – 2,5%, фосфор
шамамен 0,5%. Көміртек сутек және оттек көмірсулардың және липидтердің
(майлар), ал, фосфор фосфолипидтердің құрамында фосфатты топтар түрінде
болады. Көп мөлшерде липидтер бас миында, бауырда, сүтте және қан
сұйықтығында концентрленеді. Сүйек ұлпасындағы фосфордың негізгі мөлшері –
600 г. Ол адам ағзасындағы барлық фосфордың 85%-ын құрайды. Фосфор тістің
қатты ұлпаларында концентрленеді ал табиғатта кальций, хлор, фтор
элементтерімен қосылыстар түрінде, фторапатиттер құрамында кездесетіндігі
белгілі. Кальций де негізінен сүйек және тіс ұлпаларында концентрленеді.
Натрий және хлор жасуша аралық, ал калий және магний жасуша ішіндегі
сұйықтықтарда кездеседі. Натрий және калий фторид түрінде сүйек және тіс
ұлпаларында, магний фосфат түрінде тістің қатты ұлпаларында болады.
Тірі ағзаға қажетті тіршілік металдары деп аталатын металдардың жалпы
сипаты бойынша шамамен, салмағы 70 кг адам ағзасында тіршілік металдарының
мөлшері төмендегідей болады: кальций – 1700 г, калий – 250г, натрий – 250
г, магний – 42 г, темір – 5 г, мырыш – 3 г, мыс – 0,2 г, марганец,
молибден, кобальт – барлығы шамамен, 0,1 г. Ересек адамның денесінде 3
килограмға дейін минералды тұздар бар, бұл мөлшердің 5/6 бөлігі сүйек
ұлпаларына тиесілі. Кейбір макроэлементтер (магний, кальций) және көптеген
микроэлементтер ағзада биолиганд – аминқышқылдармен, нәруыздармен, нуклеин
қышқылдарымен, гормондармен, дәрумендермен және тағы басқалармен комплекс
түрінде кездеседі. Мысалы, темір ионы комплекс түзуші ретінде – гемоглобин,
кобальт – В 12 дәруменінің, магний – хлорофилл құрамына кіреді. Сонымен
қатар, ағзада биологиялық маңызы жоғары басқа да элементтердің көптеген
биокомплекстері бар.
Химиялық элементтердің ағзадағы мөлшерінің өзгеруіне әр түрлі аурулар
әсер етеді. Мысалы, рахитпен ауырғанда фосфорлы – кальцийлі алмасу бұзылады
да ағзадағы кальцийдің мөлшері төмендейді. Нефритпен ауырғанда электролитті
алмасу бұзылуының әсерінен ағзадағы кальцийдің, натрийдің, хлордың мөлшері
азаяды да, магний мен калий көбейеді. Ағзадағы макро- және
микроэлементтердің мөлшерін гормондар реттеп отырады. Химиялық
элементтердің адам ағзасындағы биологиялық орны әртүрлі болып келеді.
Макроэлементтер – ұлпаның құрылысын, осмос қысымының тұрақтылығын, иондық
және қышқыл – негіздік құрамын реттеушілер. Микроэлементтер қан жасалу,
тотығу – тотықсыздану, тамырлар мен ұлпалардың өткізгіштігіне белсенді әсер
етушілер. Макро- және микроэлементтер – кальций, фосфор, фтор, йод,
алюминий және кремний, сүйек және тіс ұлпаларының түзілуін қамтамасыз
етушілер. Микроэлементер ферменттер, гормондар, дәрумендер, биологиялық
белсенді заттар құрамына комплекс түзушілер немесе активаторлар түрінде
кіреді де, зат алмасу, көбею, ұлпаның тыныс алу, улы заттарды
залалсыздандыру үрдістеріне қатысады. Кейбір элементтердің мөлшері адам
ағзасында жасы ұлғайған сайын өзгеріп отырады. Мысалы, кадмийдің бүйректегі
және молибденнің бауырдағы мөлшері қартайғанда жоғарылайды. Жас ұлғайған
сайын кейбір мырыш, ванадий және хром сияқты микроэлементтердің мөлшерлері
кемиді. Әр түрлі микроэлементтердің жетіспеушілігіне немесе артуына
байланысты көптеген аурулар белгілі. Фтордың жетіспеушілігінен тіс жегісі,
йодтың жетіспеушілігінен зоб, молибденнің артық мөлшерінен подагра пайда
болады. Адам ағзасындағы биогенді элементтер концентрациясы өмір сүрудің
тепе-теңдігін сақтайды (химиялық гомеостаз). Бұл баланс элементтің
жетіспеушілігіне немесе артық болуына байланысты бұзылады және әр түрлі
аурулар туады.
Микроэлементтердің адам ағзасындағы мөлшері және қатынасы жайындағы
мәліметтерді сот медициналық сараптама жасау істеріне пайдаланады. Мысалы,
этил спиртінің қатынасында алкогольді улану жағдайында бауырда кальцийдің
мөлшері көбейіп, натрий мен калий азаяды. Тағам құрамында темір, мыс,
мырыш, йод, кальций, фосфор, магний және т.б. элементтері жетіспесе, адам
денсаулығына үлкен зардап келуі мүмкін. Сонымен қатар, ағзаға биогенді
элементтердің тек қана жетіспеушілігі емес, артық мөлшері де зиян, өйткені
бұл кезде химиялық гомеостаз бұзылады. Мысалы, тағамда марганец артық
мөлшерде болса, плазмада мыстың мөлшері көбейеді, ал бүйректе азаяды. Тағам
құрамында молибденнің мөлшері көбейсе, бауырда мыстың мөлшері көбейеді.
Тағамда мырыш көбейсе, темірі бар ферменттердің белсенділігі төмендейді.
Сондықтан да тіршілікте маңызды болып саналатын минералды компоненттердің
концентрациясы сәл ғана көбейсе олардың аз мөлшерінің өзі де улы болып
табылады деуге негіз бар.
Магний жүйке ұлпаларының жұмысын жақсартады, сүйек түзуге қатысады.
Адамға күніне шамамен, 400 мг магний керек. Қаңқаның мықтылығы оның
құрамындағы элементтер фосфор мен кальцийдің мөлшеріне тығыз байланысты.
Фосфордың мөлшері кальцийден бір жарым есе көп болуы керек. Ондай болмаған
жағдайда тепе-тендік мөлшерін белгілі бір деңгейде ұстап тұру үшін
жеткіліксіз мөлшерін сүйектегі қордан алады. Бірақ Д витамині оның
арақатынасын реттеп отырады. Фосфор нерв клеткаларының қызметі үшін де
керек, сондай-ақ, ол – күш-қуат көзі. Сондықтан оның мөлшері барлық уақытта
біркелкі болуы керек. Фтор, стронций адам тісінің мықты болуына әсер етеді.
Адам ағзасында 250 – 300 г NaCl болады, тамақпен 10 – 15 г күнделікті қайта
толықтырылып отырады. Натрий хлоридінің артық мөлшері ішкі ағзаларға
(бауыр, бүйрек) әсер ететіндігі зерттелген. Ал, Жамбыл облысындағы тұз
бассейндері кендерінің (Ресей ғалымдарының зерттеулері бойынша барлығы 54
тұз бассейндері бар екендігі келтірілген) осы уақытқа дейін ашық болуы,
желдің әсерінен тозаң түрінде аймаққа таралуы экологиялық ахуалының
нашарлығын көрсетеді деуге болады.
Микроэлементтердің ағза үшін физиологиялық маңызы өте жоғары. Мыс –
денсаулыққа өте пайдалы микроэлементтердің бірі. Егер ағзада мыс жетіспесе,
бауырда қорланған темір гемоглобинмен байланысқа түсе алмайды. Мыстың
мөлшерінің аз немесе көптік шамасының көрсеткіші – адамның шашы. Мыстың
мөлшері төмендеген кезде немесе жетіспеген жағдайда шаш тез ағарады. Мыс
қанға оттектің өтуін қамтамасыз етеді. Соның нәтижесінде жасуша, ұлпалар
оттекпен жақсы қамтамасыз етіледі. Мыс көптеген ферменттердің құрамына
кіреді, ұлпалардағы тотығу реакциясын жылдамдатады. Темір элементінің рөлі
денсаулық үшін өте зор. Егер темір жетіспесе, баршамызға белгілі анемия
немесе қан аздық ауруы пайда болады. Бұл элементтің ағзадағы тәуліктік
мөлшері 11-30 мг. Адам қанында 3 г жуық темір бар. Оның мөлшері көрсетілген
шамадан төмен болса, қанның қызыл клеткасының, яғни гемоглобиннің түзілуі
нашарлап, тыныс алу функциясы төмендейді. Темір ағзаға сырттан түседі,
тамақтың құрамындағы темір ионы он екі елі ішектің жоғарғы бөлігінде қанға
сіңеді. Темірдің ағзаға дұрыс сіңбеуі асқазандағы тұз қышқылының
жетіспеуінен немесе темірдің белокпен байланысының нашарлауынан болады. Ал
тұз қышқылының жетіспеуінің өзі бауыр мен өт жолдарының дұрыс қызмет
атқармауынан деуге болады, яғни оларда әр түрлі тұздар тастар түрінде
жиналады. Тастардың пайда болуы топырақ пен судың және қоректің сапасына
байланысты екендігі түсінікті. Демек, облыс көлемінде халықтың
денсаулығының төмен көрсеткіштері оларды қоршаған табиғат ортасына,
экологиялық сипатына тікелей байланысты деуге болады. Жоғарыда айтылған
элементтердің тәуліктік нормасын зерттеудің нәтижесінде мынадай қорытынды
жасалады: ересек адамдар үшін микроэлементтердің тәуліктік мөлшері:
алюминий – 49,01 мг, бром – 0,821 мг, темір – 1,1-30 мг, йод – 0,2 мг,
кобальт – 0,05-0,1 мг, марганец – 5–7 мг, мыс –2-3 мг, молибден – 0,15 –
0,3 мг, никель –0,63 мг, рубидий – 0,35-0,5 мг, фтор – 2-3 мг, мырыш–10–15
мг. Әрине, бұл көрсеткіштер адамның жас ерекшеліктеріне байланысты өзгеріп
отырады. Мысалы, ой еңбегімен айналысатын адамдар үшін марганецтің мөлшері
тәулігіне 5-6 мг. Жас балаларға марганецтің мөлшері ересектерге қарағанда,
көбірек қажет болады. Сондықтан да соңғы жылдары микроэлементтер жайлы
зерттеу жұмыстары жүйелі жүргізіліп келеді. Микроэлементтердің негізгі
физиологиялық – биохимиялық қасиеттері бойынша, Қазақстанда П. Р.
Загриценко, Ж. Қалекенов, Қ. Кенжеев, Ж. Мамутов және К. Сағатов, ал
Ресейде Я. В. Пейве, М. Я. Школьник, П. А. Власюк, О. К. Кедров – Зихман
сияқты ғалымдар зертеу жұмыстарын жүргізген.
Қоректік зат, оны пайдалану барлық тірі организмге тән қасиет.
Қоректену нәтижесінде ағзада көптеген биологиялық, химиялық және физикалық
үрдістер, яғни көбею, өсу, даму, еңбек ету, т.б. жағдайлары болады. Адамның
денсаулығы дұрыс болып қалыпты өмір сүру үшін ең қажеттісі – қоректік
заттың мөлшері, сапасы, ағзаға ену мөлшері міндетті түрде тиісті деңгейде
сақталуы керек. Әрбір қоректік заттың энергетикалық балансын сақтау ең
басты шарт болып табылады. Қоректік заттың құрамындағы әртүрлі бөліктерінің
мөлшері, сапасы (белоктар, майлар, көмірсулар, минералды заттар, макро және
микроэлементтер, витаминдер) саны белгілі ретпен бір-біріне тығыз
байланыста болатындығы анықталған. Төменде ағзаға қажетті кейбір негізгі
қоректік заттардың мөлшерлері келтірілген.

7-кесте
Ағзаға қажетті негізгі қоректік заттар
|Негізгі қоректік |Тәуліктік |Негізгі қоректік |Тәуліктік |
|заттар |мөлшері |заттар |мөлшері |
|Белоктар |85г |Көмірсулар |380-400г |
|Майлар |102г | | |
|Минералды заттар |
|Кальций |800 мг |Кобальт |0,1-0,2 мг |
|Марганец |5-10 мг |Фосфор |1200 мг |
|Молибден |0,5 мг |Хром |2-2,5 мг |
|Магний |400 мг |Фторидтер |0,5-1,0 мг |
|Темір |14 мг |Йодтар |0,0-0,2 мг |
|Мыс |2 мг | | |
|Витаминдер |
|В1 (тиамин) |1,7 мг |С (аскорбин қышқылы) |70 мг |
|В2 (рибофлавин) |2,0 мг |А (ретинол) |1000 мкг |
|В6 (пиридоксин) |2,0 мг |Е (токоферол) |10 мг |
|В9 (фолацин) |200 мкг |Д (кальцийферол) |2,5 мкг |
|В12 (цианкобаламин) |3 мкг |РР (ниацин) |19 мг |

Кестеде келтірілген заттардың арасынан фторидтерге тоқталатын болсақ,
оның ағзаға қажетті мөлшері 0,5-1,0 мг аралығында. Ал судың құрамында
болуға тиісті шекті мөлшері – 0,75 мг. Жамбыл облысы аймағындағы
фторидтердің мөлшері шектен артық екендігі зерттелді, яғни Талас-Аса
бойындағы мөлшерлік шамасы, 1,5-6,25 мг/л. Фторидтердің тотығу-тотықсыздану
үрдісінен кейін ағза үшін маңызды иод элементін ағзадан ығыстырып шығару
мүмкіндігі жоғары. Сонда, иодты дәрі-дәрмек пен қоректік заттарды қанша
пайдалансақ та, ағзадағы иодты фторидтердің ығыстырып шығарып жіберуі
қазіргі кезде белең алып отырған зоб ауруының көбеюіне негіз болып отыр.
Өсімдіктердің минералдық қоректенуі – тіршілікке қажетті химиялық
элементтердің иондар мен минералдық тұздар түрінде ену және бойына сіңу
үдерістері. Бұл сыртқы ортадан минералдық иондарды енгізу, байланыстыру
(өзге түрге айналдыру, ассимиляциялау), клетка мен ұлпалар бойымен тұтыну
орындарына дейін жеткізу, минералдық элементтерді метаболизмге қосу
үдерістерін қамтиды. Қажетті элементтерді органогендерге (С, Н, О, N) және
күлді (қалған барлығын) элементтерге бөледі. Өсімдіктер С, Н, О ауадан және
судан, қалғандарын – топырақтан алады. Мөлшеріне қарай минералдық
элементтерді макроэлементтерге (N, S, P, K, Ca, Mg, Si) және
микроэлементтерге (Fe, Cu, Mo, Zn, B, Mn, Cl, Ni, Co, Na) бөледі. Жеке
элементтердің рөлін талқылау барысында мынадай жоспарды ұстанған дұрыс:
1. Элементтің физиологиялық рөлі.
2. Оны ассимиляциялау типтері.
3. Элемент метаболизмінің маңызды тұстары.
4. Табиғаттағы айналымы.
Азоттың өсімдік өміріндегі орыны ерекше. Ол ақуыздардың, нуклеин
қышқылдарының, хлорофилдің, АТФ және клетканың бір қатар метаболиттердің
құрамына кіреді. Атмосфераның молекулалық азотын тек кейбір
микроорганизмдер мен прокариоттық балдырлар пайдалана алады. Қалған
организмдер бейорганикалық азотты нитрат немесе аммоний түрінде сіңіреді.
Өсімдіктердің азот метаболизмін талқылай отырып, нитраттық азоттың
тотықсыздануына екі ферменттік жүйе – нитратредуктаза және нитритредуктаза
қатысатындығын ескеру керек. Біріншісі нитраттық азотты нитритке дейін, ал
екіншісі нитриттерді аммонийге дейін бос аралық өнімдерсіз
тотықсыздандырады. Нитраттардың тотықсыздануы жарыққа тәуелділігі
қызығушылық туғызады.
Азоттың ассимиляциялауын талдау барысында үш ферменттік жүйемен –
глутаматдегидрогеназа (ГДГ), глутаминсинтетаза (ГС) және глутаматсинтаза-
мен (глутамин: 2-оксоглутаратамино – трансфераза, ГОГАТ) танысу керек,
олардың көмегімен азот органикалық қосылыстарға түрлі жолдармен енеді.
Мысалы, ГДГ мен ГС қатысуымен глутамат пен глутаминнің синтезі жүреді, ал
ГС мен ГОГАТ алғашқы кезде глутаматтан глутаминнің синтезін (ГС), кейін
глутамин мен оксоглутараттан екі глутамат молекуласының синтезін
катализдейді.
Фотосинтездеуші организмдердің еркін тіршілік ететін формаларының және
микроорганизмдердің жоғары сатылы өсімдіктермен селбесе отырып,
азотфиксациясын жеке қарастыру қажет. Барлық азотфиксациялаушы
организмдерде азотты тотықсыздандыратын бір ферментік жүйесі бар –
нитрогеназа. Нитрогеназаның қатысуымен азоттың тотықсыздануы АТФ энергиясы
есебінен жүреді және электрон тасымалымен қосарланған. Ферменттік жүйенің
белсенді орталықтарына Fe және Mo кіреді. Нитрогеназа катализдейтін
үдерісте осы элементтердің рөлін білу керек. Оттектің азотфиксацияға әсерін
арнайы талқылау қажет.
Күкірт өсімдікпен жоғары тотық түрінде сіңіріледі, күкірттің
өсімдіктегі негізгі формасы – сульфгидрильдік немесе дисульфидтік топқа
дейін тотықсызданған түрі. Өсімдіктегі күкірттің негізгі тотықсыздану
кезеңдерін көрсету қажет. Күкірттің қызметтік рөлі – оның көптеген энзимдер
мен металопротеиндердің құрамына лиганд ретінде енуі. Ең танымалы мен
маңыздылары – темір-күкірт-протеиндер және мыс-протеиндер. Сульфгидрильдік
топтар тотығу-тотықсыздану реакцияларға тікелей қатысады немесе ақуыздар
құрылысының маңызды факторы болады. Клетканың маңызды метаболиті – А
коэнзимдегі (АКо) күкірттің рөліне тоқталып кету керек.
Калий ортадан К+ ионы түрінде сіңіріледі, дәл осы күйде өсімдіктің
барлық бөліктеріне тасымалданып, өзінің физиологиялық әсерін тигізеді.
Калий негізінен иондық түрде болады, жақсы қозғалып, реутилизацияға тез
ұшырайды. Калийдің сіңірілуі оның клеткада мөлшеріне байланысты. Элементтің
сіңірілуін реттеуге қатыса алатын механизмдерін талдау керек. Калийдің
физиологиялық рөлін талқылау барысында: сияқты сұрақтарға тоқталу қажет.
калийдің клетканың осмостық реттелуінде маңызы, оның фотосинтез бен тыныс
алуға қатысуы, калийдің ферменттік реакцияларды активтендіруі.
Бейорганикалық заттардың ішінде калий негізгі осмостық белсенді ион,
сондықтан ол су алмасуында едәуір рөл атқарады. Оның қатысуымен өсімдікке
судың келуі, тасымалдануы және булануы жүреді, себебі тамыр қысымының
шамасы ксилемдік шырындағы калийдің концентрациясына байланысты. Калий
устьицелік қозғалыстарға да қатысады. Калиймен қоректену өсімдіктердің
қолайсыз жағдайларға төзімділігін арттырады. Калийдің фотосинтездегі рөлі
де алуан түрлі: оның қатысуымен фосфорлану реакциясы жүреді, калий СО2
байланыстыруын активтендіреді және фотосинтез өнімдерінің тасымалдануында
белгілі рөл атқарады. Калийдің қатысуы өте көп ферменттердің жоғары
белсенділігі үшін қажет. Бұл орайда калий негізінен ферменттердің
конформациялық өзгерістеріне қатысады.
Магний өсімдікте бос диффузиялық күйде (70%-ға жуығы) немесе ақуыздар,
нуклеин қышқылдары, фосфолипидтер және полифосфаттармен байланысқан күйде
болады. Осы элементтің өсімдіктегі физиологиялық рөлін талқылау барысында
көптеген энзимдік реакциялардың магнийді талап ететінін немесе онымен
активтенетінін көрсету керек. Олар фосфатаза, киназа, АТФ-аза, синтетаза
және нуклеотидтрансферазамен катализденетін фосфаттың немесе нуклеотидтің
тасымалдануы, карбоксилазамен катализденетін карбоксил топтарын тасымалдану
реакциялары. Магний хлорофилл құрамына кіреді, бұл элементтің молекула үшін
маңызын сипаттау қажет. Сонымен қатар, магний рибосомалардың бірігіуіне
керек және нуклеин қышқылдары мен мембраналардың тұрақтануына қажетті
құрылымдық рөл атқарады. Магний хлоропласттағы СО2 байланыстыратын
ферменттердің белсенділігін жарыққа байланысты реттейді: магнийдің жарықта
тилакоидтерден стромаға ағып кетуі рибулозодифосфат-карбоксилазаның
активаторы ретінде қызмет етеді.
Өсімдіктегі кальцийдің рөлін талдай отырып, негізгі ерекшеліктеріне
тоқталу керек:
1) барлық эукариоттардың цитоплазмасында элементтің концентрациясы
төмен, алайда, плазмалемманың сыртқы бетінде, клетка қабықшасы мен
вакуольде концентрациясы жоғары;
2) төмен физиологиялық қозғалмалылығы, ол кальцийдің жиналу, клеткадан
клеткаға тасымалдану және флоэмдік тасымалының төмен жылдамдығында
байқалады;
3) клетканың дабыл беру жүйесінде екінші делдал ретінде маңызы зор;
4) ферменттердің кофакторы.
Сан жағынан кальций көбінесе апопласта орналасады. Клетка ішінде оның
жоғары концентрациясы, әдетте, вакуольде нашар еритін тұздар түрінде
жиналуына байланысты. Апопласта кальций белгілі қорғаныш қызмет атқарады.
Ол элементтер мен рН-ң үйлесімді арақатынасын туғызады, мембраналардың
зақымдануын және клеткадан заттардың ағып кетуін тежейді. Кальций клетка
қабықшасы құрылысының қалыптасуына қатысады. Кальцийдің мембраналардың
құрылымдық өзгерістерінде рөлі белгілі. Бұл ретте ол молекула арасын
байланыстыратын агент ретінде жұмыс істейді. Ол кальцийлік көпірлерді түзе
отырып, ақуыздар мен фосфолипидтердің фосфаттық, карбоксилдік топтарымен
әрекеттесе алады. Осы орайда мембраналардың конформациясы мен оның
қасиеттері өзгереді – гидрофобтығы ұлғаяды, тұрақтылығы жоғарылайды, су
үшін өткізгіштігі азаяды. Кальций иондары клеткаға алғашқы рет әсер ететін
түрлі дабылдарды атап айтсақ, гормондар, патогендер, жарық, гравитация мен
стресс әсерлерін өткізуге қабілетті. Көптеген сыртқы әсерлер цитоплазмадағы
кальцийдің көбеюіне және оның түрлі кальцийді байланыстыратын ақуыздармен
(кальмодулин, Са-тәуелді кальмодулинге тәуелсіз протеинкиназамен)
әрекеттесуіне әкеледі. Олардың кейбіреулері өз белсенділігін өзгертсе,
басқалары осы катионның әсерін сан алуан молекулалық нысанадарға жеткізіп
береді.
Өсімдік организмінің қалыпты тіршілігі аталған макроэлементтерден бөлек
микроэлементтердің болуын да талап етеді. Олар: Fe, Cu, Mo, Zn, B, Mn, Cl,
Ni, Co, Na. Осы элементтерге өсімдіктің сандық қажеттілігін және олардың
тапшылығы кезінде өсімдікте байқалатын өзгерістерді көрсету керек.
Микроэлементтердің жоғары әрі алуан түрлі биологиялық белсенділігінің
себебі – олардың клетканың ферменттік жүйелерімен байланысында. Кейбір
микроэлементтер молекулалардың құрылысын құрауға тікелей қатысады,
басқалары кофактар ретінде энзимдік өзгерістерге қажет. Олар субстрат-
ферменттік жүйелерді активтендіре алады.
Топырақтан немесе су ерітіндісінен минералдық элементтердің сіңіруін
өзара байланысқан төрт кезең түрінде:
1) топырақтағы иондар мен тұздардың өсімдіктің тамыр жүйесінің бетіне
қарай жылжуы;
2) олардың тамыр бетінен тамыр клеткаларының цитоплазмасы мен вакуоліне
тасымалдануы;
3) радиалдық бағытта тамыр ұлпалары бойымен ксилема сосудтарына дейін
қозғалуы;
4) өткізгіш жүйе арқылы жерүсті мүшелерге дейін тасымалдануы көрсеткен
жөн.
Әрбір кезең белгілі құрылымдармен байланысқан және өз заңдылықтарына
бағынады. Иондардың тамыр клеткаларының цитоплазмасына тасымалын сипаттай
отырып, цитоплазмалық мембраналардың иондар үшін өткізгіштігін және
мембрана арқылы иондар тасымалының қозғаушы күштерін талқылау керек.
Тасымалдың екі: пассивті (электрохимиялық градиенті бойынша) және активті
(градиентке қарсы) түрін ажыратады. Иондардың мембрана арқылы тасымалының:
пассивті диффузия, жеңілденген диффузия, бірінші реттік активті тасымалдау,
екінші реттік активті тасымалдау (қосарланған) төрт түрін бөледі. Өсімдік
клеткасында иондар тасымалының ерекшеліктері: а) талғаулық; ә) энергияға
тәуелділік; б) метаболизмнің ингибиторлармен тежелуі; в) иондарды
градиентке қарсы тасымалдау; г) температураға тәуелділік.
Әртүрлі организмдер жасушасының өзіне тән өзгешеліктері болғанымен,
олар құрамындағы химиялық элементтер сипаты жағынан ұқсас келеді. Жалпы
жасуша құрамында Д. И. Менделеев кестесінде 70 элементі кездескенімен, тірі
организмдерде олардың 24-і тұрақты түрде ұшырасады. Жасуша құрамында 62%
шамасында оттегі, 20% шамасында көміртегі, 10% шамасында сутегі және 3%
шамасында азот болады. Оттеті мен сутегі су мен органикалық заттар құрамына
енсе, көміртегі – органикалық заттар негізін құрайды. Азот амин
қышқылдарының, белоктардың, нуклеин қышқылдарының, АТФ-ның, гемоглобиннің,
көптеген ферменттер мен дәрумен дәрілердің құрамына енеді.
Жасуша құрамында 2,5% шамасында кальций, 1% шамасында фосфор кездеседі.
Кальций сүйек ұлпасы мен тіс кіреукесінің құрамына енеді, қанның ұю
процесін, ет талшықтарының жиырылуын жандандырады, жасуша мембранасының
өтімділігін реттейді. Фосфор да сүйек ұлпасы мен тіс кіреукесінің, нуклеин
қышқылдарының, АТФ-тың кейбір ферменттердің құрамына енеді.
Кальций – ұлпалық сұйық, қан құрамында болады, оның иондары көптеген
ферменттік процестердің жүруін қамтамасыз етеді, бұлшық ет пен нерв
жүйесінің қозғыштығын төмендетіп, жасуша мембранасының, өтімділігін
азайтады, жүрек қызметін реттеуде маңызды қызмет атқарады.
Фосфор – аралық зат алмасу процесінде маңызды рөл атқарады. Оның
қатысуымен көмірсулардың фосфорлану процесі жүреді, қанның қышқыл-сілітілік
тепе-теңдігі қамтамасыз етіледі, бұлшық еттің жиырылуын қуаттандыратын
биохимиялық процестер атқарылады.
Күкірт (мөлшері 0,25% шамасында) – цистеин, цистин, метионин амин
қышқылдарының, В дәрумен дәрісі мен кейбір ферменттердің құрамына енеді.
Организмде ол креатин, муцин, глютатион, инсулин, питуитрин, кофермент А,
таурин мен оның туындылары құрамында кездеседі. Бұл элемент жүннің,
мүйіздің, құс қауырсыны мен мамығының құрамында көп мөлшерде кездеседі. Ол
организмде күкірт қышқылын түзіп, тоқ ішекте түзілетін улы заттарды
залалсыздандыруда маңызды қызмет атқарады.
Жасуша құрамында калий да ион түрінде едәуір мөлшерде кездеседі
(0,25%). Ол белок синтезін қамтамасыз ететін ферменттердің әрекетін
жандандырады, жүрек жұмысын реттеуге қатысады, нерв жүйесі мен бұлшық еттің
қозғыштығын төмендетеді, қозу толқынын таратуда, ацетилхолин медиаторын
түзуде маңызды рөл атқарады.
Натрий – жасушада тек ион түрінде кездеседі. Ол негізінен дене
сұйықтықтарының құрамында болады да, қан мен лимфаның осмостық қысымын
реттеуде маңызды рөл атқарады. Натрий буферлік жүйе құрамына еніп, қанның
әрекетшіл ортасын реттеуге, қозу процесінің туындап, таралу процесіне
қатысады, гормондар синтезіне әсер етеді.
Хлор – организмде теріс зарядты иондар түрінде кездеседі, натрий және
калий иондарымен байланыста болады, жасушада козу процесінің туындауында
маңызды рөл атқарады, қарын сөлі құрамыңдағы тұз қышқылының құрамына енеді.
Магний – жасуша ішінде жинақталатын катион. Ол митохондрияларда
шоғырланады, тотықтырғыш фосфорлану процесінің белсендірушісі болып
табылады да, қуат алмасуын, ДНК синтезін жандандырады, актин мен миозинді
жалғастыратын магнийлі белок комплексінің құрамына еніп, бұлшық еттің
жиырылуын қамтамасыз етуде маңызды рөл атқарады. Магний гликолиз процесін
реттейтін көптеген ферменттік жүйелердің құрамына енеді, кальцийдің
кереғары болып табылады. Қан құрамында магний мөлшері өссе, нерв жүйесінің
қозғыштығы төмендеп, нерв орталықтарының қызметі тежеледі, организмді ұйқы
басып, селқостық (апатия) байқалады.
Организмдегі минералды заттардың жалпы мөлшері онша көп емес, дене
массасының 3,5-4 пайызы шамасында. Олар организмде жинақталған мөлшеріне
қарай макро, микро және ультра элементтер болып бөлінеді. Физиологиялық
маңызы жоғарыда баяндалып өткен химиялық заттар макроэлементтерді құрайды.
Микроэлементтер денеде өте аз мөлшерде (103-105 пайыз) кездеседі. Оларға
темір, мыс, кобальт, марганец, мырыш, йод, бром, фтор, никель жатады.
Ультраэлементтердің (алтын, күміс, селен, радиоактивті элементтер) денеде
нышаны ғана болады (106 пайыз және одан да аз).
Микроэлементтер организмнің өсіп даму процесін реттеуде, оның түрлі
дерттерге төзімділігін қалыптастыруда маңызды рөл атқарады. Дегенмен, әр
микроэлемент белгілі бір қызмет атқарады.
Темір гемоглобиннің, миоглобиннің, тотығу-тотықсыздандыру ферменттері –
пероксидаза, каталаза мен биологиялық тотығу процесін жүрізетін цитохромдық
ферменттер құрамына енеді. Денеде темір бауырда, көк бауырда, ішектің
кілегейлі қабығында ферритин (темірдің гидрат тотығы мен белоктардың
қосылысы) түрінде кездеседі. Организмде темір гемосидерин (темірлі пигмент,
гемоглобиннің ыдырау өнімі) түрінде де кездеседі. Темірдің бір бөлігі
плазма белоктарымен сидерофилин атты қосылыс түзеді. Осы қосылыс түрінде
темір организмде тасымалданады. Организмде темір жетіспесе, эритроциттердің
түзілуі бұзылып, қан азаяды (анемия).
Мыс – гемокупреин түрінде эритроциттер құрамында болады. Ол кейбір
тотығу-тотықсыздаңдыру ферменттерінің құрамына ене отырып, ұлпалық тыныс
процестерінде маңызды рөл атқарады. Мыс қан түзу процесін жақсартады,
меланин пигментін түзу үшін қажет. Ол цитохромоксидаза ферментінің
белсенділігін күшейтіп, гипофиздің алдыңғы бөлігінің гормондары мен А, В,
С, Е, РР дәрумен дәрілерінің әсерін жандандырып, өсіп-өну процесін
күшейтеді.
Кобальт – В12 дәрумен дәрісінің құрама бөлігі болғандықтан қан түзу
процесінде маңызды қызмет атқарады. Ол организмдегі ферменттік процестерге,
зат алмасу қарқынына, өсу, даму процестеріне жағымды әсер етеді, жүректің,
ас қорыту ағзаларының, нерв жүйесінің, ішкі секреция бездерінің, сүйек
кемігінің қызметін жақсартады. Организмде ұйқы безінде, бауырда, бұлшық
еттерде жинақталады.
Марганец дененің барлық мүшелері мен ұлпаларының құрамында кездеседі,
бірақ сүйекте, бауырда, бүйректе, ұйқы безінде, гипофизде көбірек
жинақталады. Ол белоктарды ыдырататын ферменттердің құрамына енеді, кейбір
тотығу-тотықсыздандыру ферменттерінің белсеңділігін арпырады, белоктың,
көмірсулардың, майдың алмасуын жандандырады. Марганец организмнің өсіп-
дамуына, қанның түзілуіне, сүйектің жетілуіне жағымды ықпал етеді.
Мырыш барлық ұлпаларда кездеседі, карбонаттар, ферментінің, инсулин
гормонының құрамына енеді, мырыш тұздары гипофиз, ұйқы безі және жыныс
бездері гормондарының белсенділігін арттырып, белоктар мен көмірсулар
алмасуын жандандырады.
Йод қалқанша безі гормондарының құрамына енеді, зат алмасу процесін
жандандырып, өсу процесін күшейтеді.
Бром гипофиз гормондарының құрамында кездеседі, үлкен ми жарты шарлары
жасушаларындағы қозу және тежелу процестерінің туындауын реттейді.
Фтор сүйек пен тіс кіреукесінің құрамына енеді. Ол көптеген
ферменттердің әрекетін әлсіретіп, зат алмасу процесін баяулатады, қан
құрамындағы кальций мен фосфордың арақатынасына әсер етіп, сүйектің қатаюын
шапшандатады. Фтор жетіспесе, тіс кіреукесі бұзылады.
Никель – кейбір ферменттердің белсенділігін күшейтіп, ашу процесін
жандандырады, организмде оның мөлшері шамадан артық болса, онда никель
көздің қасаң қабағына жинақталып, организм көру қабілетінен айырылады.
Организмде кейбір элементтердің нышаны ғана болады, сондықтан олардың
биологиялық мәні әлі толық зерттелмеген. Бұл элементтердің (мышьяк, радий,
торий, уран және оның ыдырау өнімдері) зат алмасу процесіне ықпалы болатыны
байқалған.

Биогенді элементтер
Топырақ, ауа, су – тіршілік көзі екендігі белгілі. Ендеше, тіршілікке
әсер етуші биогенді элементтер жайындағы ғылыми-жобалы жұмыстарды өзекті
зерттеулердің қатарына жатқызуға болады.
Соңғы жылдарда әлемдік жаһандану үрдісінде табиғатта тепе-теңдік
жағдайында сақталып тұрған кейбір химиялық элементтердің адам ағзасында
бірден көбейе түсуі және ағза үшін маңызы бар элементтер мөлшерінің кеміп
кетуі байқалуда. Химиялық элементтердің барлығы да тиісті мөлшерден артық
болса немесе азайып кетсе адам ағзасына кері әсер ететіні анықталған.
Химиялық элементтердің табиғатта таралу жағдайларына жасалған зерттеулер
бойынша жердің массасының шамамен, 50%-ын оттек, 25%-дан астамын кремний
құрайды. Он сегіз элемент – оттек, кремний, алюминий, темір, кальций,
калий, натрий, магний, сутек, титан, көміртек, хлор, фосфор, күкірт, азот,
марганец, фтор, барий – жер массасының 99,8%-ын құраса, ал қалған 0,2%-ы
барлық басқа элементтердің үлесіне тиеді.
Элементтердің ағза мен қоршаған ортада әркелкі таралуы олардың
сіңірілуіне, табиғи қосылыстардың судағы ерігіштігіне байланысты. Суармалы
жерлерден жылына 6 млн.т. тұздар шайылып, жер бетіне таралып отырады. Бұл
көрсеткіш жылдар өткен сайын 12 млн.тоннаға дейін артатындығы жайлы ғылыми
болжамдар бар.
Кремнийдің, алюминийдің табиғи қосылыстары суда ерімейді, сондықтан
олар тірі ағзаларға сіңірілмейді. Тірі жүйелер негізін, ағзаның 97,4%-ын
құрайтын элементтер – органогендер: көміртек, сутек, оттек, азот, күкірт,
фосфор (көміртек негізгі органоген). Оттек пен сутекті көміртектің
органикалық қосылыстарының тотығу және тотықсыздандыру қасиеттерін реттеуші
ретінде қарастыруға болады. Қалған үш органоген – азот, фосфор, күкірт
ферменттердің белсенді ортасын түзушілер. Элементтерді тірі ағзалардағы
орташа мөлшеріне қарай үш топқа бөледі:
1.Макроэлементтер (оттек, сутек, көміртек, азот, фосфор, күкірт,
кальциий, магний, натрий және хлор); ағзадағы мөлшері 10% дан жоғары
болады.
2. Микроэлементтердің (йод, мыс, мышьяк, фтор, бром, стронций, барий,
кобальт) ағзадағы мөлшері 10%-15%.
3. Ультрамикроэлементтер – сынап, алтын, уран, торий, радий және т.б.
Олардың ағзадағы мөлшері 15%-дан төмен.
Әр түрлі жасушалар мен ағзалардың түзілуі мен өмір сүруі үшін қажетті
элементтер биогенді элементтер болып табылады. Тіршілік үшін маңыздылығына
қарай химиялық элементтерді үш топқа бөледі:
1.Тіршілікке қажетті элементтер. Олар адам ағзасында үнемі болады және
ферменттер, гормондар, дәрумендер құрамына кіреді : H, O, Ca, N, K, P, Na,
S, Mg, Cl, C, I, Mn, Cu, Co, Fe, Zn, Mo, V. Олардың жетіспеушілігі адамның
қалыпты өмір сүруін бұзады.
2.Қосымша элементтер. Бұл элементтер жануар мен адам ағзасында болады:
Ga, Sb, Sr, Br, F, B, Be, Li, Si, Sn, Cs, Al, Ba, Cl, As, Rb, Pb, Ra, Bi,
Cd, Cr, Ni, Ti, Ag, Th, Hg, V, Se. Олардың биологиялық маңызы осы уақытқа
дейін толық зерттелмеген.
3.Өте аз элементтер. Адам және жануар ағзаларынан табылған, мөлшері
және биологиялық маңызы белгісіз.

Ауыр металдар
Топыраққа түскен ауыр металдар негізінде оның беткі қабатында
шоғырланады. Топырақта ауыр металдардың арылуы өте баяу. Топырақ қабатынан
ауыр металдардың жарты мөлшеріне дейін арылуы Zn үшін – 70-510 жыл, Cd- 13-
110 жыл, Cu – 310-1500 жыл, Pb- 740-5900 жыл қажет.
Топырақ қабатындағы осы металдардың әсіресе жылжымалы түрлерінің маңызы
зор. Жылжымалы түрінде ауыр металдардың өсімдікке сіңу немесе суға еріп
араласу мүмкіндігі жоғары. Осы себептен топырақ қабатындағы ауыр
металдардың уыттылығы осы жылжымалы түрінің мөлшеріне тікелей байланысты.
Ауыр металдардың жылжымалы түрлері химиялық реакциялардың салдарынан қиын
еритін қосылыстарға айналуы немесе топырақ қалдықтарымен сіңіріліп
бекітілуі мүмкін. Керісінше жылжымайтын түріндегі ауыр металдар топырақ
қабатындағы ортаның өзгеруіне байланысты жылжымалы түріне өтіп, топырақ
ерітіндідегі ауыр металдар мөлшері артады.
Топырақ қабатындағы ауыр металдар:
1) Топырақтың қатты фазасының құрамындағы берік байланған ауыр
металдар;
2) Топырақтың қатты фазасы құрамындағы ауыр металдардың жылжымалы
түрлері;
3) Топырақ ерітіндідегі ауыр металдар қосылыстары;
4) Топырақ ауасының құрамындағы ауыр металдар қосылыстары;
5) Тірі ағзалар құрамында ауыр металдар қосылыстары сияқты негізгі
түрлерге бөлінеді.
Топырақтың қатты фазасымен берік байланған ауыр метелдарға – біріншілік
және екіншілік минералдардың құрамына кіретін химиялық қосылыстар, қиын
еритін тұздар, органикалық және органо-минералды заттар жатады.
Топырақ қатты фазасы құрамындағы ауыр металдардың жылжымалы түрлеріне –
топырақтың сіңіру кешініндегі алмасып ауысуға қабілетті иондарды жатқызады,
борпылдақ байланған қосылыстар – жеңіл және орташа еритін тұздар мен
кешендер.
Топырақ ерітіндідегі ауыр металл қосылыстарына еркін ион және олардың
су және басқа химиялық элементтері молекулары мен иондардың өзара
әрекеттесуі нәтижесінде пайда болған жылжымалы қосылыстар жатады.
Топырақ ауасында ауыр металдар кейбір газдар түрінде кездесу мүмкін.
Тірі ағзалар құрамындағы ауыр металдар ең алдымен, микроэлемент түрінде
кездеседі, белгілі жағдайларда жоғары мөлшерде ауыр металдар иондарын
топтастыру мүмкін.
Техногендік әсері нәтижесінде ауыр металдар негізінде топырақтың
жоғарғы қабатында жиналады. Ал қоршаған ортада тірі ағзаларға қауіп
тудыратын ауыр металдарды жылжымалы түрлері болып табылады.
Топырақ қабатындағы ауыр металдардың өзгеруіне, көшіп-қону
қасиеттеріне, жылжымалығына төмендегі негізгі факторлар:
1) топырақтың механикалық құрамы;
2) топырақтың қышқылдығы (рН көрсеткіші);
3) топырақтың буферлігі;
4) органикалық зат мөлшері және тағы басқалар әсер етеді
Топырақтың механикалық құрамы. Ол ауыр металдардың жылжымалығына
тікелей әсер етеді. Механикалық құрамы ауырланған сайын топырақ бөлшектері
мен жылжымалы түріндегі ауыр металдардың бекітілуі артады.
Топырақтың қышқылдығы. Топырақтын рН көрсеткіші ауыр металдардың
жылжымалығына айтарлықтай әсерін тигізеді. Қышқыл ортада (< рН 5,5-6) Pb,
Zn, Cu сияқты ауыр металл иондардың жылжымалығы арта түседі, ал Cd және Co
иондары сілтілі (>рН -8) ортада өсімдіктерге жақсы сіңеді.
Топырақтың буферлігі. Топырақ жүйесінен топырақ ерітіндідегі
микроэлемент қоспаларын белгілі бір кезеңге дейін бір концентрация
деңгейінде ұстап тұру қабілеттілігі бар. Топырақтың бұл қасиеті оның
құрамындағы қарашірінді, физиологиялық балшық, карбонаттар мен біржарымды
тотықтар мөлшеріне және рН көрсеткішіне тығыз байланысты.
8-кесте
Ауыр металдарға қатынасты топырақ буферлігінің жіктелуі (В. Б. Ильин)
|Буферлік дәрежесі |Балл саны |
|өте төмен |10 |
|төмен |11-20 |
|орташа |21-30 |
|көтеріңкі |31-40 |
|жоғары |41-50 |
|өте жоғары |> 50 |

Топырақтын органикалық заты. Топырақ қабатындағы органикалық зат
мөлшері ауыр металдардың жылжымалығына айтарлықтай әсер етеді. Органикалық
қалдықтары ауыр металдарды бойына сіңіріп, жылжымалығын төмендетеді және
қоршаған ортаның ластануын тежейді.
Е. Шлихтинг (1995) деректері бойынша, 1 кг қарашірінді қышқылдарының
құрамында 65000-85000 мг мыс бекітілуі мүмкін.
М. Д. Степановтың (1976) деректері бойынша, қарашірінді заттармен
байлануы қабілеттілігі бойынша ауыр металдарды келесі тізбектемемен
жіктеуге болады: Zn> Cu> Mn >Mo. Гумин қышқылдарымен салыстырғанда
фульвоқышқылдарының құрамында сіңірілген ауыр металдардың мөлшері жоғары
болып келеді. Қара топырақтан бөлініп алынған 1 кг фульвоқышқылының
құрамында 18 мг – молибден (Мо), 175 мг – мыс (Сu), 233 мг – мырыш (Zn),
1047 мг – марганец (Mn) табылған.

9 кесте.
Ауыр металдарға қатынасты топырақ буферлігінің шкаласы (В. Б. Ильин,
1995)

|Көрсеткіш |Мөлшер шектері |Есептелетін балл саны |
|1 |2 |3 |
|Қарашірінді, % |< 1 |1 |
| |1,1-2 |2 |
| |2,1-4 |3,5 |
| |4,1-6 |5 |
| |6,1-8 |6,5 |
| |8,1-10 |8 |
| |< 10 |9 |
|Физикалық балшық,% |< 10 |2,5 |
| |11-20 |5 |
| |21-45 |10 |
| |46-60 |15 |
| |< 60 |20 |
|Біржарымды тотықтар, % |< 1 |1 |
| |1,1-2 |2,5 |
| |2,1-3 |4 |
| |3,1-4 |5,5 |
| |4,1-5 |7 |
|Карбонаттар, % |< 0,5 |1,5 |
| |0,6-1,5 |3,5 |
| |1,6-2,5 |6,5 |
| |2,6-3,5 |9,5 |
| |3,5-4,5 |12,5 |
| |< 4,5 |15,5 |
|Ортаның рН көрсеткіші |5,1-5,5 |2,5 |
| |5,6-6,0 |5 |
| |6,1-8,5 |7,5 |
| |6,6-7,0 |10 |
| |7,1-7,5 |12,5 |
| |7,6-8,0 |15 |

Қарашірінді қышқылдары ауыр металдарды бойына жоғары мөлшерде сіңіріп,
топырақ қабатында жинақтайтын қойма рөлін атқарады.
Топырақтың катион ауыстыру қабілеттілігі. Катион ауыстыру қабілеттілігі
топырақ қабатында лай, саз бөлшектерінің мөлшерімен тығыз байланысты. Бұған
органикалық зат мөлшерінің аздығы немесе көптігі әсер етеді. Лай, саз және
органикалық бөлшектердің саны көбейген сайын топырақ қабатындағы үстілік
сініру алаңы артады, топырақтың ұстап тұру қабілеті жоғарылайды және
өсімдіктермен тірі ағзаларға ауыр металдардың сіңуі төмендейді. Топырақтың
катион ауыстыру қабілеттілігін сипаттайтын топырақ сіңіру кешені болып
табылады.
Ауыр металдарды сіңіріп, байлап тастайтын заттарға: силикаттар,
алюмсиликаттар, тотықтар, гидрототықтар, минералды тұздар, саз минералдары
(каолинит, смектит, иллит, хлорит, вермикулит), карбонаттар, сульфид,
сульфат, хлоридтер, т.б. химикалық қосылыстарды жатқызуға болады.
Топырақтың радиоактивті элементтері
Топырақтың радиоактивтігі топыраққа табиғи немесе антропогендік жолмен
келген радиоактивті элементтерден пайда болады. Ол уақыттың бір мөлшерінде
бөлінетін ядро сандарымен белгіленеді. СИ жүйесінде радиоактивтік өлшем
беккерельмен өлшенеді (1Вк=1с/ бөлшек) немесе белсенділіктің тағы бір
өлшемі – кюри (1 Ки=3,7.10'° Бк).
Топырақтың радиоактивтігі негізінен табиғи радиоактивті элементтермен
байланысты (ТРЭ). Бұл радиоактивтіктің түрі әрқашанда азды-көпті мөлшерде
барлық топырақтарда кездеседі. Олар: біріншісі – топыраққа аналық
жыныстармен немесе геохимиялық ағынмен келетін, екінші космогендік
(топыраққа атмосферадан келген), яғни ғарыштың сәулелерімен тұрақты
элементтер ядроларының қарым-қатынасынан пайда болатын топ болып екі топқа
бөлінеді.
1. ТРЭ концентрациясының әлемдік орта мөлшері 1000 Бк/кг (25.10~9
Ки/кг) белсенділікті құрады, бірақ концентрациясының өзі өте үлкен аралықта
өзгеріп тұрады (100 еседен кем болмайды), ал ТРЭ-нің топырақ түзуші
жыныстардың ішіндегі мөлшеріне байланысты.
2. Топырақтың табиғи радиоактивтігі көбінесе, ауыр металдардың реттік
нөмірі "Z"82 радиоизотоптарымен (радионуклеидтермен) байланысты. Бұлар:
уранның (басы 238U жартылай бөліну мерзімі Т1/2=4,5.109 жыл) актинийдің
(басі 235U, Т1/2=7,1.1О8 жыл) және торийдің (басы 23 2ТҺ, Т1/2=1,4.1010жыл)
сияқты үш туыстықты құрайды. Бұлардың әрқайсысына кезекпен көбінесе, альфа
бөлшектер (гелийдің ядросы), кейбіреулері бета және гамма бөлшектерін
шығаратын 17, 14, 12 радиоактивті изотоптар кіреді.
Бөлінген ең соңғы заттар – қорғасынның тұрақты изотоптары: 206Рв,
207Рв, 208Рв. Бұлардың арасындағы изотоптар аз уақыт қана болады және
олардың пайда болуы аналық радиоизотоптарға байланысты.
Бүлінбеген тау жыныстарында әр туынды радиоактивтігінде тепе-теңдік
жағдайы байқалады. Ол кезде барлық туынды мүшелерінің саны бірдей болады.
Топырақта радиоактивтік тепе-теңдік сақталмайды, өйткені радиоактивтік
туыстық құрайтын түрлі элементтердің миграциялық қасиеттері әртүрлі келеді.
Мысалы, әрбір туыстық арасындағы шығатын газ түріндегі радон және оның көп
бөлшегі атмосфераға ұшуы мүмкін.
Топырақ түзуші тау жыныстарындағы радиоизотоптардың мөлшерлері
көрсетілген.
Уран – табиғи уран 234U (0,0058%), 2О6U(О,71%) және 238U(99,28%)
изотоптарынан тұрады. Уран көптеген тау жыныстарының ішінде кездеседі, ал
топырақтарда тұрақты болады. Оның мөлшері, әсіресе, фосфаттарда көп.
Сондықтан фосфор тыңайтқыштарында және фосфатты тау жыныстарынан түзілген
топырақтарда көп кездеседі.
Радий – жоғары атомдық салмағы бар 22бRd ауыр химиялық элемент. Ол
химиялық элементтердің ішінде сілтілі-жер элементтеріне жатады, яғни
биофильді кальций магний элементтердің аналогы. Радийдің ядросы сәулелермен
бөлініп, басқа типке айналғанда көп мөлшерде жылу бөліп шығарады. Оны
радийлі белсенділік, ал элементтердің өздерін радий белсенділер деп атайды.

10– кесте
Топырақ түзуші тау жыныстары табиғи радиоизотоптарының мөлшері (В. А.
Ковда., Б. Г. Розанов. бойынша)
|Тау жыныстары |Концентарция, БК/кг |
| |4К |232Th |238U |
|жер астынан атқылаған |
|қышқыл |1100 |1000 |70 |
|орта |900 |40 |30 |
|ультранегіздер |180 |30 |5 |
|шөгінді |
|әктастар |110 |9 |35 |
|карбонаттар | |10 |32 |
|құмтастар |450 |14 |23 |
|сланцтар |900 |55 |55 |

Торийдің тау жыныстарындағы мөлшері едәуір. Торий топырақта және
топырақ өсімдік арасында жылжуы жағынан баяу химиялық элементтерге жатады,
бірақ та топырақтың жалпы радиоактивтігіне қарағанда, бұл элементті де қоса
қараған дұрыс. Торий көптеген химиялық қасиеттерімен уранға ұқсас,
сондықтан көбінесе, бір минералдарда кездеседі.
Калий-40 және рубидий-87 – топырақтың радиоактивтігіне үлкен (50%-ге
дейін) үлес қосатын және ұзақ уақыт өмір суретін изотоптар, Топырақтағы
жалпы калийдің мөлшері белгілі болса, 40К мөлшерін анықтауға болады ( К –
жалпы калийдің 0,01 18% құрайды). Бұл – барлық табиғи радиоактивтің ішінде
кең тараған изотоп. Бұл элементке қарағанда, рубидий-87-нің рөлі аз,
өйткені оның жартылай ыдырау мерзімі ұзақ болады.
Көмір-14 және тритий – космогендік радиоизотоптар. Табиғи
радиоизотоптардың ішінде топыраққа маңыздысы – көмір-14 және сутегінің өте
ауыр изотопы тритий. Бұлар атмосферада ғарыш сәулелері нейрондары мен азот
ядросының әрекеттесуімсн пайда болатындықтан, топыраққа ауадан түседі
сондықтан да олардың мөлшері тұрақты көлемде болады.
Антропогендік жағдайдан пайда болған радиоактивтік ядролы жарылыс,
атом өндірістерінің қалдықтары, т.б. себептермен топыраққа радиоактивтік
изотоптарды әкеледі. Атом жарылыстарынан пайда болған радиоактивтік заттар
ауамен таралып жауын-шашынмен жерге түсіп, топырақты және табиғи суларды
радиоактивтік заттармен ластайды. Антропогендік радиоактивтік изотоптар
туралы айтқанда, Қазақстан жерінің басым бөлігінде олардың көп тарағанын
ескерткеніміз жөн. Оның басты себебі қазақ жерінде уранның негізгі кендері
табылып, Одақ кезіндегі атомдық сынақ жарылыстары да осында жүргізілгені
белгілі. Биологиялық айналымға қосылып, жануарлар денесіне, олар арқылы
адамның денесіне еніп, жайылып, радиоактивтік сәуле тигізеді.
Ең қауіптісі стронцийдің изотопы (90Sr), цезийдің (137Сs), өйткені
олардың жартылай ыдырау уақыты өте ұзақ (Sг - 28 жыл, '37Сs - 33 жыл) және
олардың сәуле шығару күші үлкен болғандықтан, биологиялық айналымға
белсенді қатысады.
Сондықтан бұл изотоптардың топыраққа сіңіру заңдылықтарын, олардың
топырақта жылжу тәртібін жақсы білу керек.
Бұл изотоптардың екеуі де топырақтың қатты бөлігіне толық сіңіріледі,
сол себептен 80-90% топырақтың жоғары қабатына жиналады.
Топырақтағы радиоактивтік элементтердің мөлшеріне әсер ететін жағдайдың
бірі – топырақ түзілу процесінде аналық тау жынысының өзгеру деңгейі.
Мысалы, элювиалды карбонатты жыныстардан түзілген топырақтарда ТРЭ мөлшері,
топырақ түзуші басқа жыныстарға қарағанда, бірнеше есе көп болады. Себебі
топырақ түзілу процесіндегі карбонаттардың үгілулері ТРЭ-нің көбеюіне
әкеледі. Топырақ құрамы өзі түзілген жыныстардан айырмашылығы көп болса,
топырақтағы және жыныстардағы радиоактивтік элементтердің мөлшерлері өте
алшақ болады, мысалы, шымтезекті топырақтарды алсақ, ТРЭ-нің топырақ
қабаттарында терендеген сайын өзгеруі топырақ түзілу процесінің
ерекшеліктеріне байланысты. Карбонатты топырақтарда жоғарғы гумус қабатында
ТРЭ мөлшері жоғары болып, төмендеген сайын азаяды. Күлгіндеу, сортандану,
балшықтану процестері нәтижесінде ТРЭ эллювиалды қабаттарына немесе глей
қабаттарына ауысады, оның мөлшері 1,5-3 есе артады. Орманды-дала, қара
топырақ, қара қоңыр, жартылай-шөл, шөл топырақтардың қабаттарында ТРЭ-нің
таралу тәртібі анық белгіленбейді. Жалпы табиғи радиоактивтік элементтердің
топырақ қабаттарында балшықты бөлшектердің және бірлі жарым тотықтардың
таралуымен байланысты.
Соңғы кезде топырақтағы радий мен уранның арасындағы, торий мен уранның
арасындагы қатынасты топырақ түзілу процесінің көрсеткіштері ретінде
пайдалану керек деген пікір айтылып жүр. Бұл қатынастарды гидроморфті және
жартылай гидроморфті топырақтардағы процестерге пайдалануға болады. Басқа
топырақтарда бұл көрсеткіштердің өзгеруі анық байқалмайды, ТРЭ
топырақтардағы процестерге қатысып, органикалық молекулаларды полимерлеу
құбылысына қатысып, топырақтың құрылымын жақсарта алады деген де ойлар бар.
Ыдыраған радиоактивті сәулелердің реакциялық жоғары белсенділігіне
байланысты, сондай құбылыстар өтуі мүмкін деп есептелді. Бірақ та мұндай
әдіспен топырақтың құрылымын жақсартудың мүмкін еместігі, оған табиғи
радиоактивті элементтердің сәулелерінің дозасы бос радикалдарды құруға
жетпейтіндігі дәлелденді. Топырақтың табиғи радиоактивтік қасиетін тау
жыныстардың және топырақтардың жасын анықтау үшін пайдаланады. Радиоактивті
әдістердің ішінен уран-қорғасынды, калий-аргонды, рубидий-стронций,
радиокөмір тегін пайдаланады. Топырақтың жасын анықтауда радиокөміртекті
әдісті қолданады, себебі бұл әдістердің анықтайтын жасы ондаған млн жыл,
қай топырақтың болса да жасынан артық.
Қазіргі кездегі топырақтардың жасы бірнеше жүз жылдан (күлгін) бірнеше
мың жылдық (қаратопырақ). Яғни көміртегінің айналымы күлгін топырақтарда
қаратопыраққа қарағанда тезірек болады.

Экологиялық факторлардың топырақтардың химиялық құрамына әсері

Топырақ түзілу құбылыстарының нәтижесінде жалпы тау жыныстарының
құрамын сақтай отырып, көптеген элементтердің мөлшеріне өзгерістер
енгізеді.
Топырақтың орташа химиялық құрамы, % (А.П.Виноградов, 1962):
O - 49 К -1,36 Mn -
0,085 Co -0.0008 Mo
Si – 33 Mg -0,60 P -
0,08 B -0,001
Al – 7,13 Ti – 0,46 N-
0,10 Mo -0,0003
Fe - 3,80 С -2,00 Cu -0,002 Na
-83
Ca -1,37 S – 0,085 Zn -0,005
Топырақтағы химиялық элементтердің мөлшеріне қарай бірінші орында O мен
Si, екінші Al мен Fe, үшінші Ca мен Mg, солардан кейін Na, K т.б.
элементтер орналасқан. Топырақтың химиялық құрамының өзін түзген тау
жыныстарының химиялық құрамынан айырмашылығы бар. Мұнда органикалық
элементтердің мөлшері көп: көміртегі 20 есе, азот 10 есе өседі. Сонымен
қатар оттегі және сутегі мөлшерінің көп, ал алюминий, темір калий, кальций,
магнийдің аз екені байқалады. Осы элементтер әртүрлі химиялық қосындылар
түрінде топырақ құрамына еніп, топырақ типтерін анықтайды. өсімдіктер мен
топырақ арасындағы қарым қатынасты белгілеуде бұлардың биологиялық маңызы
өте зор. Көміртегі, сутегі, оттегі топырақтың органикалық заттарының
құрамына кіреді, минералды түрде олардың карбонатты тұздары кездеседі.
Оттегі су гидроксидтер, алюмосиликаттар, бос қышқылдар және олардың
тұздарының құрамында болады.
Топырақтағы тағы бір үлесі мол элементтерінің бірі – кремний. Ол жер
қабатындағы минералды қосындылар құрамына кіріп, органикалық заттар
құрамындағы көміртегі сияқты маңызды рөл атқарады. Топырақта ең көп тараған
кремний қосындыларының бірі – кварц минералы SiO2. Кремний және кремний
қышқылдарының тұздары силикаттар мен алюмосиликаттар құрамына кіреді.
Өсімдіктердің құрамында да кремний бар,мысалы, ол дәнді дақылдарда 10%-дан
60%-ға дейін жетеді.
Алюминий алюмосиликаттар балшықты минералдар құрамында кездеседі.
Бұлардың биологиялық маңызы онша емес. Al2O3-тің топырақтағы жалпы мөлшері
1 – 2%-дан 15 – 20%-ға дейін, ал ферралитті топырақтарда 40 %-ға дейін
жетеді.
Темір әртүрлі оксидті, гидрооксидті және шала күкіртті қосындылардың
құрамына кіреді.Бұл элемент биологиялық жағынан өсімдіктердегі хлорофильдің
түзілуіне қатысады. Егер өсімдіктерге темір жетіспесе, олардың жапырақтары
сарғайып хлороз деген ауруға шалдығады. Топырақтағы темір элементінің
мөлшері әртүрлі. Мысалы құмдақ топырақтарда 0,5 – 1,0%, лесс жыныстарында
түзілген топырақтарында 3,5,ал ферралитті топырақтарда 20 – 50%.
Кальций мен магний топырақта слюдалардың немесе басқа минералдардың
құрамында кездеседі. Бұлар тұздар түрінде бөлініп, басқа минералдың
қосындыларымен реакцияға түсіп, күкірт, фосфор қышқылдарының тұздарын
құрайды. Бұл екі элементте өсімдіктерге өте қажет. Топырақта ол 1 – 3 %
мөлшерінде болады.
Калий мен натрий дала шпаттарының ортоклаз, микроклин, альбит құрамында
бұзылу нәтижесінде минералды қышқылдардың тұздарын құрайды. Бұл тұздар суда
жақсы ериді. Калий – өсімдіктердің қоректік элемменттерінің бірі. Оның
топырақтағы мөлшері 2 – 3%. Na2O мөлшері 1 – 3%. Натрийдің жылжымалы түрі
топырақта жоғары болса, ол физикалық және химиялық жағынан қолайсыз
қасиеттер туғызады.
Титан көбінесе алғашқыда үгілуге аз берілетін минералдың құрамына
жатады (ильменит, рутид, сфен) TiO2 мөлшері топырақта көп болмайды.
Марганецтің топырақтағы мөлшері өте аз. Пиролюзит, баунит, оливин
сияқты микроэлементтер өсімдіктердің өсуі мен сапалы дамуына өте қажет. Бұл
тақырыпқа әріректе тоқталмақпыз.
Күкірт өсімдіктердің немесе жануарлардың қалдықтарынан түзілген
органикалық заттардың құрамында болады. Пирит минерал түрінде кездеседі:
Fe2S. Топырақта SiO3 мөлшері пайыздың 1/10 бөлігінен аспайды.Кейбір
сульфатты тұздар топырақта көп болуы мүскін. Егерде күкірттің топырақта
жылжымалы түрі мол болса, оның себебін осы төңіректе ластаушы өндіріс
орындарынан іздестірген жөн.
Көміртегі, сутегі, азот, фосфор – органогендік элементтер. Олардың
топыраққа тигізер пайдасы көп. Көміртегі гумустың органикалық қалдықтардың
құрамында, сутегі газдардың, өсімдік пен жануарлардың денелеріндегі
органикалық заттарында болады. Көміртегі органикалық заттарға бай
топырақтарда 3 – 10%, сутегі 3 – 6% мөлшерде. Азот өсімдіктің өсуінде,
жануарлардың тіршілігінде зор рөл атқарады. Оның мөлшері топырақта көбіне
органикалық қосындылар, амиак, азот және азотты қышқылдардың тұздары
күйінде кездеседі (0,3-0,4, кейде 0,1%). Топыраққа азот екі жолмен келеді:
1)үлкен қысым әрі катализатор (найзағай) қатысуы арқылы аммиак NH3 түзіліп,
жауын-шашынмен түседі.
2)азот сіңіруші бактериялардың (бос немесе бұршақты өсімдіктер тамыр
түйіндеріндегі) қатысуымен шоғырланады.
Фосфор, апатит, фосфорит минералдары құрамына және топырақ
шіріндісінде, органикалық қосындыларда кездеседі. Топырақта фосфор, фосфор
қышқылының тұздары фосфаттар түрінде болады.
11-кесте
Литосферада және топырақта химиялық элементтердің орташа құрамының %
көрсеткіші (А. П. Виноградов, 1950)

|элементтер |литосфера |топырақ |элементтер |литосфера |топырақ |
|О |47,20 |49,00 |С |0,10 |2,00 |
|Si |27,60 |33,00 |S |0,09 |0,085 |
|А1 |8,80 |7,13 |Mn |0,09 |0,085 |
|Fe |5,10 |3,80 |Р |0,08 |0,08 |
|Са |3,60 |1,37 |N |0,01 |0,10 |
|Na |2,64 |0,63 |Сu |0,01 |0,002 |
|К |2,60 |1,36 |Zn |0,005 |0,005 |
|Mg |2,10 |0,60 |Со |0,003 |0,0008 |
|Ti |0,60 |0,46 |В |0,0003 |0,001 |
|Н |0,15 | - |Мо |0,0003 |0,0003 |

Топырақтың сіңіру кешені және топырақтың сіңіру қабілеті
Топырақ қопсыған кеуекті дене болғандықтан, оның түйірлерінің арасында
әр уақытта бос кеңістіктер орын алады. Топырақтың сіңіру қасиеттерін
қалыптастыруда топырақ құрамындағы ең майда ұнтақталған, көлемі 0,0001 мм-
ден төмен коллоидты бөлшектер шешуші рөл атқарады. Бұл бөлшектер топырақтың
әртүрлі органикалық және минералдық қосылыстарынан тұрады. Топырақтың
сіңіру қасиеті деп, оның топырақ ішіндегі ерітінділерінің кейбір
қосылыстарды, майда ұнтақталған минералдарды және органикалық қосылыстарды,
микроорганизмдерді және ұнтақталмаған ірі заттарды өзіне сіңіріп, ұстап
қалуын айтады. Топырақтың сіңіру құбылысы жалпы топырақтың дамуымен және
топырақта өсетін өсімдіктерде күлді элементтердің (азот, т.б. қоректік
заттардың) жиналуымен қатар жүреді. Әсіресе, өсімдіктердің қоректік
элементтерінің жиналуы топырақтың сіңіру қасиетімен тығыз байланысты. Осы
қасиеті арқылы топырақта өсімдіктерге керекті элементтер жиналады. Бұл
салада орыстың ірі ғалымдары К. К. Гедройц, Д. И. Прянишников, А. И.
Соколовский, И. Н. Антипов-Каратаев, В. А. Чернов, И. И. Горбунов т.б көп
еңбек еткен. Әр түрлі топырақтардың сіңіру қасиеттері әр деңгейде болады.
Ол көбінесе, топырақтағы өте жоғары бөлшектерге (дисперсті), түйірлерге,
коллоидты бөлшектердің мөлшеріне байланысты. Топырақ неғұрлым қарашіріндіге
бай және механикалық құрамы ауырлау балшықты болса, соғұрлым оның сіңіру
қасиеті де мол, ал топырақта қара шірінді аз, құрамы жеңіл құм немесе
құмдақ болса, оның сіңіру мүмкіндігі де шамалы келеді. Академик К. К.
Гедройцтың тұжырымдамасында топырақтың сіңіру қасиеті деп оның топырақ
ішіндегі ерітінділерінің кейбір қосылыстарын, майда ұнтақталған минералды
және органикалық қосылыстарды, микроорганизмдерді және ұнтақталмаған ірі
заттарды өзіне сіңіріп, ұстап қалу мүмкіншілігін айтады. Сіңіру оның
тәсілдеріне қарай, бірнеше түрге: механикалық, физикалық, физикалық-
химиялық, химиялық және биологиялық сіңірулерге бөлінеді (К. К. Гедройц,
1933).
Топырақтың құралу және даму процестері онда өсімдіктердің азот және күл
қоректік заттарының жиналуымен қабаттас жүреді. Ал топырақта өсімдіктердің
қоректік заттарының жиналуы оның сіңіру қабілетімен тығыз байланыста
болады.
Топырақтың сіңіру қабілеті деп оның өзінде ерітінді және судағы лайлы
заттарды, газдарды ұстап қалуын айтады.
Сіңіру қабілеті – әр топырақта әртүрлі болады, ол көбінесе өте ұсақ
бөлшектердің көп болуына байланысты келеді. Мұндай топырақтың сіңіру
қабілетін күшейтетін ұсақ бөлшектерді каллоидты бөлшектер деп атайды.
Коллоидты бөлшектердің мөлшері 0,001 милиметрден ұсақ болып келеді.
Табиғатта колоидты бөлшектердің шығатын мына: 1) тау жыныстары бұзылуынан,
2) органикалық заттардың ыдырауынан болатын екі жолы бар. Осыған байланысты
топырақ коллоид бөлігінің құрамына органикалық және минералдық заттар
кіреді: біріншісі – топырақ шіріндісінің құрамында, екіншісі – балшық
құрамында болады. Коллоидтар топырақта тұрақты тұнба гель түрінде
кездеседі. Сіңіру қабілеті бес түрге бөлінеді:
Өсімдікке қажетті қоректік заттардың топырақта жиналуы оның сіңіру
қабілетімен тығыз байланысты болады.
Топырақтың сіңіру қабілеті – оның ерітіндідегі түрлі заттардың
молекулалары мен иондарын өз бойына сіңіріп және оларды ұстап қалу
қабілеті.
Топырақтың механикалық сіңіру қабілеті – топырақтың басқа қуыс денелер
сияқты, өзінен су өткенде, ондағы үлкен, кіші бөлшектерінің топырақта
сүзіліп немесе желмен келген әртүрлі заттарды ұстап қалуы.
Топырақтың бұл сіңіру қабілеті оның механикалық құрамы мен
түйіртпектігіне байланысты болады.
Топырақтың биологиялық сіңіру қабілеті – топырақтағы өсімдік тамырлары
мен микроағзаларының (микроорганизмдерінің) топырақ ерітіндісінен қоректік
элементтерді сіңіріп, өз денелерін құру үшін түрлі органикалық заттардың
түзілуі. Биологиялық сіңіру топырақты қоректік элементтердің шайылуынан
қорғайды және органикалық затқа байытады.
Биологиялық сіңіру тыңайтқыш қолдануда маңызды рөл атқарады.
Микроорганизмдер көмегімен өсімдіктер бойларына сіңірмей қалған нитраттар
топырақтарда қатты шайылып кетпейді, жинақталады. Өйткені нитраттар
физикалық, физикалық-химиялық немесе химиялық жағынан топырақтарда
сіңірілмейді.
Топырақтың биологиялық сіңіру қабілетінің қарқынына топырақ
ылғалдылығы, аэрациясы, топырақта энергетикалық заттардың (өсімдік
қалдықтары, органикалық тыңайтқыш) болуы елеулі әсер етеді.
Топырақтың физикалық сіңіру қабілеті – топырақ бөлшектерінің әртүрлі
заттардың молекулаларын тарту күшімен сіңіріп, өз бойында ұстап тұру, оң
немесе теріс адсорбциясы.
Қатты заттардың бөлшектері неғұрлым майда болған сайын олардың сыртқы
тарту күші үдейді. Бұл тұрғыдан, майда дисперсті коллоидты бөлшектердің
тарту күші зор, сондықтан топырақ бөлшектерінің бетінің көлемі үлкен болса,
оның физикалық сіңіру қабілеті жоғары келеді.
Физикалық сіңіру қабілеті тыңайтқыштарды қолданудың мерзімін белгілеуге
көмектеседі. Мысалы, хлор ионы бар тыңайтқыштарды күзде, ал нитратты
тыңайтқыштарды тұқым себер алдында немесе үстеп қоректендіруде берген жөн.
Себебі топырақтағы хлор ионы мөлшерінің көп болуы өсімдіктер үшін зиянды.
Мұндай тыңайтқыштарды күні бұрын қолдану хлор ионының топырақтың астыңғы
қабатына шайылуына әкеп соғады.
Топырақтағы физикалық сіңіруді бөліп ажырату өте қиын. Ол әрдайым
химиялық және физикалық-химиялық сіңіру құбылыстарымен өзара тығыз
байланыста болады.
Топырақтың химиялық сіңіру қабілеті – химиялық реакциялар нәтижесінде
топырақтағы суда ерігіш тұздарынан қиын еритін немесе ерімейтін қосылыстар
түзіліп, топырақтың қатты күйіне ауысуы.
Азот, тұз қышқылдарының аниондары (NO3- және Cl-) топырақта кең
таралған катиондардың (Ca2+, Mg2+, K+, Al3+, Fe3+, NH4+) ешқайсысымен де
қиын еритін қосылыс түзбейді. Сондықтан оларды топырақ химиялық жолмен
сіңірмейді. Осыған байланысты топырақтағы нитраттар мен хлоридтердің
жылжымалылығы жоғары.
Көмір, күкірт қышқылдарының аниондары (CО32-, SO42-) бір валентті
катиондармен суда еритін, ал екі валентті катиондармен (Ca2+ және Mg2+)
қиын еритін қосылыстар түзіп, топыраққа химиялық жолмен сіңіріледі.
Химиялық сіңіру суда еритін фосфор тыңайтқыштарының топырақпен
әрекеттесуінде маңызды рөл атқарады.
Суда еритін фосфор тыңайтқыштары топырақтағы алмаспалы кальциймен
әрекеттесуі нәтижесінде де химиялық жолмен сіңіріледі.
Фосфор қышқылының қарқынды түрде химиялық сіңірілуі топырақтағы
фосфордың жылжымалылығын баяулатады. Мұның өзі өсімдіктің фосфор
тыңайтқыштарының құрамындағы фосфорды қабылдауын төмендетеді.
Топырақтың физикалық-химиялық немесе алмасып сіңіру қабілеті – теріс
зарядты топырақтың майда дисперсті коллоидты бөлшектердің, топырақ
ерітіндісіндегі катиондарды сіңіру. Мұнда топырақтың қатты фазасынан
(бөлігінен) топырақ ерітіндісіне эквивалентті мөлшерде басқа катиондар
шығарылады.
К. К. Гедройц алмасу реакциясына бейім топырақтағы барлық майда
дисперсті коллоидты бөлшектердің жиынтығын топырақтың сіңіру кешені (ТСК)
деп атаған. Топырақ сіңіру кешені майда (көлемі 0,00025 мм-ден аз) және ірі
(көлемі 0,001 мм-ге дейін) коллоидты бөлшектерден тұрады.
Топырақтың сіңіру сыйымдылығы (Т) – алмасу реакциясына бейім
топырақтағы сіңірілген катиондардың жалпы мөлшері. Сіңіру сыйымдылығын 100
грамм топырақтағы катиондардың миллиграмм-эквивалентімен өрнектейді (мг-
экв/100 г)
Топырақтың сіңіру сыйымдылығының мөлшері оның механикалық құрамына,
майда дисперсті бөлшектердің жалпы мөлшері мен олардың химиялық және
минералогиялық құрамына, топырақ реакциясына байланысты.
Сонымен бірге, топырақтардағы сіңірілген катиондар құрамы әртүрлі болып
келеді. Барлық топырақтарда сіңірілген катиондар арасында кальций мен
магний мөлшері көп болады. Мысалы, кәдімгі және қуатты қара топырақта
сіңіру сыйымдылығындағы катиондардың 80 – 90%-ы кальций және магний үлесіне
тиеді. Оңтүстік қара, қара қоңыр, боз топырақтарда кальций және магний көп
болғанмен, оның құрамында аз мөлшерде сіңірілген натрий кездеседі. Олардың
құрамында сутек катиондары болмайды. Сор, сортаң топырақтарда кальций,
магниймен бірге сіңірілген натрий көп болады. Қызыл және шымды-күлгін
топырақтарда сутек пен алюминий иондары көп болады. Калий және аммоний
катиондары барлық топырақтарда аз мөлшерде кездеседі.
Сіңірілген катиондар құрамы топырақтың физикалық, химиялық
қасиеттеріне, өсімдіктің өніп-өсуіне, тыңайтқыштардың әсеріне жан-жақты
ықпал етеді.
Топыраққа сіңірілген катиондардың құрамы мен олардың арақатынасын
тыңайтқыш және мелиоранттар қолдану арқылы реттеуге болады. Мысалы,
сілтілік реакция тудыратын сіңірілген натрий катиондарын сортаң топырақ
құрамынан ығыстыру үшін гипс қолдану керек. Мұнда натрийді алмастырған
кальций катиондары өсімдіктің өсіп-өнуіне қолайлы жағдай тудырады.
Топырақтың структуралық құрамы. Әдетте, топырақтар пішіні түрліше болып
келетін жеке бөлшектерден тұрады. Бұлар топырақ структурасы болып табылады.
Топырақ структурасы шаң немесе тозаң түрінде болатын өте ұсақ бөлшектерден
бастап, мөлшері жаңғақтай, тіпті, одан да үлкен болып келетін кесектерден
тұрады. Топырақтарда неғұрлым кесекті бөлшектер көп орын алып, неғұрлым
олар берік және кеуекті болса, соғұрлым ол борпылдақ келеді. Борпылдақ
топыраққа өсімдіктер мен жануарлар қалдықтарын қарашірікке айналдыратын
бактерияларға қажетті су мен ауа оңай сіңеді. Топырақ структурасын құрауда
жауын құрттарының атқаратын жұмысы орасан зор. Бұл құрттар өздерінің
қоректену процесінде топырақтағы өздеріне керекті заттарды пайдаланумен
бірге өздері бөліп шығаратын шырынды заттар арқылы топырақтың ұсақ
түйіршіктерін біріктіріп, капролитті структуралар түзеді. Міне, осындай
структуралы топырақтарда мәдени өсімдіктерге қажетті барлық жағдай
жасалынады да, дақылдар жақсы өніп өседі.

Топырақтың қышқылдылығы мен сілтілігі
Өсімдіктердің және микроорганизмдердің дамуына, топырақтағы өтіп
жататын әртүрлі химиялық және биохимиялық процестердің жылдамдығы мен
бағыттарына топырақ реакциясы үлкен әсер етеді. Қоректік заттардың
өсімдіктермен сіңірілуі, топырақ микроорганизмдерінің әрекеті, органикалық
заттардың минералдануы, топырақ минералдарының ыдырауы және қиын еритін
қосылыстардың еруі, коллоидтардың коагуляция мен пептизациясы және басқа
физикалық-химиялық процестер топырақ реакциясына күшті байланысты. Ол
сонымен қатар топыраққа енгізілетін тыңайтқыштардың тиімділігіне әсер
етеді. Тыңайтқыштар өз жағынан топырақ ерітіндісінің реакциясын өзгерте
алады.
Табиғи жағдайда топырақ ерітіндісінің реакциясы 3-тен (сфагнум
шымтезектерде) 10-ға дейін (сортаң топырақтарда) құбылады, көбінесе, 4-8
арасында болады.
12-кесте
Әр түрлі топырақтардағы рН өзгеруі
|рН деңгейі |Топырақ реакциясы |Топырақ түрі |
|<4 |өте күшті қышқылды |шымтезек (3-3,5) |
|4,1 - 4,5 |күшті қышқылды |шымды-күлгін (4-5) |
|4,6 - 5,0 |орташа қышқылды | |
|5,1 - 6,0 |әлсіз қышқылды |сілтісізденген қара топырақ, сұр |
| | |орманды |
|6,1-7,4 |бейтарап |кәдімгі қара топырақ, қуатты қара |
| | |топырақ (6,5-7) |
|7,5 - 8,5 |әлсіз сілтілі |оңтүстік қара топырақ, қара қоңыр |
| | |(7,5) |
|8,6 - 10,0 |күшті сілтілі |сұр топырақ (8,5), сортаң (9) |
|>10,0 |өте күшті сілтілі |- |

Топырақтың актуалды қышқылдығы, топырақ ерітіндісінің қышқылдығы сутек
ионының (Н+) гидроксил ионының (ОН-) концентрациясы артық болғанда
байқалады.
Топырақта өнебойы СО2 түзіліп тұрады. Ол топырақ ылғалымен әрекеттесіп,
көмір қышқылын Н2СО3 түзіп, Н+ және НСО3- иондарына диссоциацияланады.
Нәтижесінде топырақ ерітіндісінде сутек иондарының концентрациясы артады
да, ерітінді қышқылданады.
Сонымен топырақ ауасында СО2 концентрациясы неғұрлым жоғары болса,
соғұрлым ерітінді қышқылданады.
Егер топырақта сіңірілген күйде натрий ионы көп болса (сор және
сортаң), онда ерітіндіде көмір қышқылды натрий тұздары түзіліп, ерітінді
сілтілі келеді.
Егер топырақта кальций мен магний карбонаттары және сіңірілген
катиондар арасында кальций көп болса (сұр, қара топырақ), онда топырақ
ерітіндісінде кальций бикарбонаты орын алып, топырақты әлсіз
сілтілендіреді.
Қышқылды және күшті қышқылды шымды-күлгін және шымтезекті-батпақты
топырақтарда сіңірілген күйде кальций аз, сутек пен алюминий иондары көп,
топырақ ерітіндісін көмір қышқылы мен қатар еритін органикалық қышқылдар
және гидролиз нәтижесінде қышқыл мен әлсіз негіз пайда қылатын алюминий
тұздары қышқылдандырады.
Сонымен топырақ ерітіндісінің реакциясы топырақтың сіңіру кешеніндегі
катиондардың құрамына қарай өзгереді.
Топырақтың потенциалды қышқылдығы – топырақтың сіңіру кешеніңің
қышқылдығы, оны топырақта сіңірілген сутек немесе алюминий иондары
тудырады.
Топырақтың алмасу қышқылдығы – топырақтың сіңіру кешеніңің қышқылдығы,
оны топырақта алмаса сіңірілген сутек немесе алюминий иондары тудырады.
Алмасу қышқылдық топырақты бейтарап тұздың ерітіндісімен (KCl) өңдегенде
анықталады.
Алмасу қышқылдықты KCl судағы ерітіндісінің рН шамасымен немесе 100 г
топырақтағы миллиграмм-эквивалентпен өрнектейді. Топырақтың алмасу
қышқылдығы шамасына актуалды қышқылдық та кіреді. Сондықтан алмасу
қышқылдығының шамасы актуалды қышқылдықтан жоғары болады.
Топырақтың гидролитикалық қышқылдығы – топырақтың сіңіру кешеніңің
қышқылдығы, оны топырақпен берік байланысқан, қиын алмасатын сіңірілген
сутек иондары тудырады. Гидролитикалық қышқылдық топырақты гидролитті
сілтілі тұздың ерітіндісімен (CH3COONa) өңдегенде анықталады.
Гидролитикалық қышқылдықты 100 г топырақтағы миллиграмм-эквивалентпен
өрнектейді.
Топырақ ерітіндісінің реакциясы алмасу және гидролитикалық
қышқылдықтарының өлшеміне ғана емес, топырақтың негіздермен қанығу
дәрежесіне де байланысты болады.
Егер топырақтың гидролитикалық қышқылдығының шамасын Н әрпімен,
сіңірілген негіздердің қосындысын (Ca, Mg, K, Na және т.б.) S әрпімен
белгілесек, онда топырақтың жалпы сіңіру сыйымдылығы T болғанда:
S + H = T.
Топырақтың сіңіру сыйымдылығы 100 г топырақтағы миллиграмм-эквивалент
түрінде өрнектеледі.
Топырақтың негіздермен қанығу дәрежесі (V) – сіңірілген негіздердің
қосындысын (S) сіңіру сыйымдылығына (Т) қатынасын пайызбен өрнектеу:
[pic]
Топырақтың негіздермен қанығу дәрежесі жалпы сіңіру сыйымдылығының
қандай бөлігі сіңірілген негіздерге, қайсысы гидролитикалық қышқылдыққа
тиетінін көрсетеді. Негіздермен қанығу дәрежесінің шамасы топырақтың
қышқылдығы мен сіңіру қабілетінің маңызды көрсеткіші болып табылады.
Топырақ ерітіндісінің реакциясы тұрақты болмайды. Әртүрлі биологиялық,
химиялық және физикалық-химиялық құбылыстардың нәтижесінде топырақта
қышқылдар немесе негіздер пайда болып, топырақ реакциясы өзгеріп тұрады.
Топырақ реакциясы енгізілетін тыңайтқыштар әсерінен де өзгереді.
Мысалы, физиологиялық қышқылды тұздарды (NH4Cl, (NH4)2SO4, т.б.) енгізгенде
топырақ ерітіндісі қышқылданады, ал физиологиялық сілтілі тұздарды (NаNO3,
Ca(NO3)2) пайдаланғанда қышқылдығы азаяды немесе топырақ ерітіндісі
сілтіленеді.
Физиологиялық қышқылды немесе физиологиялық сілтілі тыңайтқыштарды
әрдайым енгізгенде топырақ ерітіндісінің реакциясы күшті өзгере алады да,
өсімдіктердің және топырақ микроорганизмдерінің тіршілігіне үлкен әсер
етеді.
Бірақ әртүрлі топырақтарда реакцияның өзгеруі бірдей болмайды.
Біреуінде топырақ ортасы баяу, басқаларында жылдам өзгеріп тұрады.
Топырақтың буферлік қабілеті – топырақтың ерітіндісі реакциясының
қышқылды немесе сілтілі жаққа өзгеруіне қарсы тұра алатын қабілеті.
Топырақтың буферлігі оның қатты және сұйық бөліктерінің қасиеттеріне
байланысты өзгеріп тұрады. Топырақ ерітіндісінің буферлік қабілеті оның
құрамындағы әлсіз қышқылдар (Н2СО3, суда еритін органикалық қышқылдар) және
олардың тұздары болуына байланысты.
Топырақ буферлігінің минералды тыңайтқыштарды дұрыс қолдану үшін маңызы
зор. Мысалы, буферлігі төмен топырақтарға физиологиялық қышқылды
тыңайтқыштарды енгізгенде, дақылдардың және топырақ микроорганизмдерінің
дамуына теріс әсер етеді. Органикалық тыңайтқыштарды үздіксіз енгізу мен
әктеу топырақтың сіңіру сыйымдылығын және негіздермен қанығу дәрежесін
арттырады да, оның буферлігін жоғарылатады.

Топырақ ерітіндісі реакциясының өсімдіктерге әсері
Топырақтың реакциясы. Егер топырақта қышқылдар (мысалы, глее – күлгін
топырақтардағы сияқты фульвоқышкылдары) немесе сілтілер (мысалы, сортаң
топырақтағы сода) өте көп болса, мәдени өсімдіктер нашар өседі немесе
мүлде өліп қалады. Мәдени өсімдіктердің көпшілігінің жақсы өсуі үшін
топырақ ертіндісі қышқыл немесе сілтілі де болмауы керек. Ол орташа,
бейтарап болуы керек.
Топырақтың реакциясы (қышқылдығы, сілтілігі) оның қандай заттарды
(элементтерді) сіңіргендігіне де өте тығыз байланысты. Егер топырақ (оның
қатты бөлшектері) сутегін немесе алюминийді сіңірсе, ол қышқыл болады;
ерітіндіден натрийді сіңірген топырақ сілтілі, ал кальцийге қаныққан
топырақтың реакциясы бейтарап, былайша айтқанда, орташа болады.
Табиғатта түрлі топырақтардың реакциясы түрліше келеді. Мысалы батпақ,
күлгін және қызыл топырақтар – қышқыл, сортаңдар – сілтілі, ал каратопырақ
– орташа реакциялы болады.
Өсімдіктер қалыпты өсу үшін топырақта:
1. Өсімдік бойына сіңіре алатын формадағы қорек элементтер;
2. Өсімдік сіңіре алатын формада су;
3. Өсімдік тіршілігі үшін қажетті мөлшерде оттегімен қамтамасыз ету;
4. Топырақ массасының құрылымы қолайлы келеді, онтайлы ауа – су режимін
жасап, тамырлардын топыраққа жақсы өтуін, одан қоректік заттар мен ылғалдық
керегінше алуын қамтамасыз етуі;
5. Өсімдіктер үшін зиянды қоспалар болуы тиіс. Мәлім болғандай
өсімдіктер негізгі қорек элементі ретінде топырақтан азот, фосфор, калий,
кальций, темір, күкіртті сіңіреді. 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.
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.
Ауыл шаруашылығы 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 жетіспеушілігінен 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 кездесетін
элементтерді 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. Ұсақ және ірі мүйізді
малдың бұл ауруы – акобалатоз деп аталады, ол ТМД, Шотландия, Австралия
және т.б. елдерде таралған. Мал шаруашылығына жез, никель, селен, фтор,
йодтың тапшылығы немесе артықшылығы белгілі әсер етеді. Су өсімдіктің
тіршілігінің барлық кезенінде де дәннен жарып шыққаннан, пісіп жетілгенше
үлкен рөль 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
әртүрлі және 200 ден 1000 т-ға дейін өзгереді. Мысалы: бидай, тоннасына –
500 тонна су жұмсалады, ал күріш тоннасына – 1000 т. Артық су керек.
Өсімдіктер бос су формасын ғана, яғни гравитациялық сініліп байланған суды
ғарыш күштері кері тарта алмайды. Сондықтан сіңірілген 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 ету оны құрғаудан сақтайтын
тиімді шара болып табылады. Қуаңшылық аудандарда судың топыраққа мол
келуіне бағытталған түрі – беткі су ағысын реттеу, қар тоқтату, түрлі
суландыру шаралар жасалады.
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 өсуін тежейді. Н. П.
Рмезов (1963 жыл) пікірінше, оттегі топырақтың барлық көлемінің 8-12%-ы
болса, топырақ ауасы өсімдіктер үшін қолайсыз әсерін тигізеді, ал оттегі
құрамы 5%-дан 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, өсімдіктердің қорек режимін реттейді. Жыртылатын
горизонттың онтайлы құрылымы болып есептелетін – ұсақ кесекті түйірлі
құрылым суға берік келеді. 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
ерітіндісіндегі осмос қысымы өсімдік клеткасы протоплазмасындағыдан жоғары.
2. Ассимиляция және газ алмасу процестері бұзылады. В. А. Ховда
зерттеуі бойынша, сортандау 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 қалындайды, 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 топырақтың 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.

Сілтілі және қышқыл топырақтарды жақсарту жолдары
Топырақ реакциясы – топырақтың қышқылдығы немесе сілтілігі. Топырақ
ерітіндісінің реакциясы оның құрамындағы сутек (Н+) және гидроксил (ОН-)
иондарының арақатынасына байланысты. Ерітіндідегі сутек иондарының
концентрациясын рН символымен өрнектеп, олардың концентрациясының теріс
логарифмін белгілейді.
Топырақ реакциясы. Құрамында түрлі қышқыл басым болуына байланысты
топырақ реакциясы қышқылды не сілтілі болып келеді. Өте қышқылды не сілтілі
топырақтарда өсімдіктер жақсы өспейді, тіпті, өліп қалады. Өсімдік дұрыс
өніп өсуі үшін топырақ реакциясы орташа болуы керек. Топырақ реакциясы оның
қандай заттарды көбірек сіңіргендігіне байланысты болады. Әдетте, қышқыл
топырақтарда сіңірілген сутегі және алюминий көп болады. Топырақ реакциясы
бейтарап болуы үшін онда кальций элементінің тұздары көп болуы шарт.
Табиғи жағдайда топырақ реакциясы 3 тен 9 ға дейін құбылады, ол рН- деп
белгіленеді. Ол төмендегідей:
РН 3- 4 өте қышқыл;
РН 4-5 қышқыл;
РН 5- 6 азғана қышқыл;
РН 6-7 бейтарап;
РН 7-8 сәл сілтілі;
РН 8-9 сілтілі.
Топырақ ерітіндісінің қышқылдылығына ондағы бос органикалық қышқылдар
немесе олардың тұздары себеп болады. Топырақ қышқылдығы актуальдық және
потенциалдық болып екіге бөлінеді. Оның бірінші түрі топырақтағы бос сутегі
(ІІ) ионының концентрациясына, ал екінші топырақтың коллоид бөлімі сіңірген
берік сутегі иондарына байланысты болады. Реакциясы өте қышқылды, не өте
сілтілі болып келетін топырақтарда егілетін дақылдардан мол өнім алу үшін
түрлі өңдеу (мелиорациялау) жұмыстарын жүргізеді.
Өзін -өзі тексеру сұрақтары:
1. Топырақтың табиғи радиоактивтігі көбінесе, ауыр металдардың реттік
нөмірі.
2. Антропогендік жағдайдан пайда болған радиоактивтік ядролы
жарылыстар.
3. Топырақтағы радиоактивтік элементтердің мөлшеріне әсер ететін
жағдайлар.
4. Топырақ түзуші тау жыныстарындағы радиоизотоптардың мөлшерлері.
5. Топырақтың сіңіру қасиеттерін қалыптастыруда негізгі орын алатын не?
6. Топырақтың сіңіру қасиеті дегеніміз не?
7. Академик К. К. Гедройцтың тұжырымдамасында топырақтың сіңіру қасиеті
деп нені айтты?
8. 1933 жылы К. К. Гедройц топырақты сіңіру қасиетіне қарай неше түрге
бөлді?
9. Топырақтың механикалық сіңіру қасиеті дегеніміз не?
10. Топырақтың физикалық-химиялық сіңіру қасиеті дегеніміз не?
11. Топырақтың химиялық сіңіріуі қасиеті дегеніміз не?
12. Топырақтың биологиялық сіңіруі қасиеті дегеніміз не?
13. Топырақтың сіңіру қасиетінің құрамына әсері?

Дәріс 7.
Топырақтың органикалық заттармен және оның топырақ құнарлығын
қалыптасуындағы маңызы.
1.Органикалық заттар және олардың топырақ құнарлығы қалыптастырудағы
маңызы.
2.Топырақ гумусы.
3 Топырақтағы органикалық заттардың көздері
Топырақтың қатты фазасының біршама бөлігі органикалық қосылыстар
үлесіне тиесілі. Жыл сайын топырақта өсетін өсімдіктер майда жәндіктер мен
микробтар топырақ бетінде, оның қабаттарында көптеген қалдықтар қалдырады.
Негізгісі – органикалық қалдықтар. Өсімдіктердің өсуіне жағдайсыз шөл мен
тундра аймақтарында өсімдіктер қалдығы гектарына жыл сайын 5-10 центнер
болса, жеткілікті ылғалданған дала аймақтарында ондай қалдықтар мөлшері 100-
150, ал күні аса жылы және ылғалы да мол тропикті ормандарда олардың
мөлшерлері гектарына 250 центнерге жетеді. Бұл қалдықтардың құрамында май,
смола, балауса, клетчатка, көміртегі, сутегі, лигниндер, белокты, азотты
заттар, сонымен қатар көптеген күлді элементтер болады. Топыраққа жылма-жыл
түсетін өсімдіктер мен өлген жәндіктердің қалдықтары екі бағытта өзгеріске
ұшырайды. Біріншіден, микроорганизмдердін әсерінен ыдырап, шіріп, жай
минералды қосылыстарға ажырайды. Екіншіден, осы организмдер қалдықтары
микробтардың әрекетінен күрделі биохимиялық өзгерістерге ұшырап, олардан
тұрақты органикалық зат – топырақ қара шірінді – гумус (немесе қарашірік)
пайда болады.
Органикалық қалдықтардың біразы толық ыдырап минералданса, біразы
қайтадан топырақта органикалық заттардың осы жаңа күрделі түріне,
биохимиялық синтез арқылы қара шіріндіге (гумуске) айналады. Минералдану
мен гуминдену процесін микроорганизмдер жүргізеді.
Гумус заттарының түзілуіне көптеген зерттеушілер көніл бөлген. Оларға
химиялық талдау жасап, мәліметтер жинап, түзілу жолдарын анықтай бастады.
Бұл жөнінде ең алғаш көзқарастарын білдірген М. В.Ломаносов, П. А.Костычев,
С. П. Кравков, А. Г. Трусов, т.б. болды.
Гумификация құбылысын зерттеген белгілі ғалым – Л. Н. Александрова.
Оның жасаған сызбанұсқасына қарағанда, гумус органикалық қалдықтардың
ыдырауы, микробиологиялық синтез, гумификация, топырақтың минералды
бөлігімен көбеюуі, минерализация процесі және минералдық құрамдас
бөліктерінің биологиялық айналымға қосылуы арқылы түзіледі. Л. Н.
Александрова бойынша, гумификация – органикалық қалдықтардың түзілуі
арқасында жоғары молекулярлық қосылыстардың күрделі биофизикалық-химиялық
құбылыстар арқылы органикалық құрамдардың ерекше класы – гумусты түзуі. Бұл
процестің белсенділігі топыраққа түскен өсімдік қалдықтарының мөлшері,
химиялық құрамы, топырақтың ылғалы, ауа режимдері, ортаның реакциясы,
биологиялық белсенділігі сияқты факторларға байланысты жүреді. Л. Н.
Александрова топырақтағы органикалық қалдықтардың гумификациялану типтерін
– фульватты гуматты, фульватты-гуматты көрсетті.
Белгілі ғалым Д. С. Орлов (1977) осы түсініктерге гумификацияланудың
тереңдігі деген ұғым енгізіп,
Н=f(Qіt)
өрнегін құрды.
Q – жыл сайын топыраққа түсетін өсімдіктер қалдықтарының мөлшері, і-
олардың ыдырауының тездігі, t топырақтың биологиялық белсенділігінің
уақыты. Бұл көрсеткішпен әр түрге топырақтардағы гумификация процесінің
сипаттамасын анықтауға болады.

Экологиялық жағдайлардың органикалық заттардың мөлшеріне әсері
Адамдар және олардың шаруашылығы жер бетінде тікелей және жанама зор
ықпал-әсерін тигізіп келеді. Егер де жылына ауаға дүниежүзі бойынша 1 млрд.
тонна деңгейінде антропогендік заттектер (CO2 есептегенде), гидросфераға
шамамен, 15 млрд. тонна ластағыштар енгізіліп отырылса, жерге түсетін
техногенді қалдықтардың мөлшері 90 млрд. т. Кейбір ғылыми мәліметтерге
сүйенетін болсақ, XX ғасырдың 90 жылдарының аяғында жерде жинақталған
қалдықтар көлемі 4000 млрд. тоннаға дейін көтерілген. Топырақтың ластануына
байланысты қазіргі уақытта құрлықтың жартысына жуығын антропогендік
ландшафт алып жатыр. Ғалымдардың арасында тараған пікір бойынша,
дүниежүзіндегі шөлдердің барлығының шығу тегі де антропогендік.
Атропогендік шөлдің аумағы жылдан-жылға үнемі ұлғаюда, оның көлемі қазіргі
шақта 10 млн. км2-ден асып отыр, бұл бүкіл құрлықтың 7 пайызын құрайды.
Топырақты ластайтын компенеттерге қарай, топырақтың ластануының
түрлері: физикалық, химиялық және биологиялық болады.
Физикалық ластану радиоактивті заттектермен байланысты. Мысалы, уран
рудаларын ашық әдіспен алғанда, жер қыртысында активтілігі жоғары
сәулеленетін сұйық және қатты қалдықтар қалады.
Биологиялық ластану – ауру тудыратын және де басқа жағымсыз жағдайға
итеретін микроорганизмднрдің қоршаған ортада болуы. Мысалы, ластанбаған
топырақта дизентерия, сүзек және тағы басқада ауру қоздырғыштары 2-3 тәулік
бойында сақталса, ластағыштармен әлсіреген қоздырғыштар бірнеше ай мен
жылдарға дейін сақталып, едәуір аумаққа таралады.
Химиялық ластану – топырақта тірі организмдерге қауіп туғызатын
химиялық заттектердің жиналуы.
Топырақты ластайтын көздерге өнеркәсіптік кәсіпорындардың
шығарындылары, көлік, ауылшаруашылығында қолданылатын шөпжойғыштар мен
минералды тыңайтқыштар, қалдықтар, жылу энергетика кешені, атмосфералық
жауын шашын, апатты жағдайда тасталатын шығарындылар, әскери өндірістік
кешендер жатады.
Түсті металл кендерін алу, байыту және таза металдар алу процестерінен
шыққан өнімдермен және қалдықтармен топырақ көп ластанады. Ауыр металдардан
топырақтың ластануының зардабы тұрақты болып келеді. Түсті металлургия
кәсіпорындарының маңындағы топырақта қорғасын мен басқа ауыр металдардың
мөлшері нормадан 10-20 есе асып отырған жерлер белгілі.
Ауылшаруашылығында улы химикаттар көп қолданылатын қанның құрамында
болатыны байқалған. Топырақ көптеген аурулардың (ботулизм, күйдіргі,
дизентерия, аскаридоз және т. б.) қоздырғыштарын сақтайтын ортаға жатады.
Топырақтың ластану дәрежесін мына формуламен есептеп анықтайды,
топырақтағы заттектің ластану концентрациясының коэффициентті (ЛiКК)
қолданылады:
ЛiКК = Xi / ШРКi немесе ЛiКК = Xi / Хф,
Бұл жерде ЛiКК заттегіне тән ластау концентрациясының коэффициенттері;
Xi -i – заттегінің мөлшері, Хф – осы заттектің фондық мөлшері.
Адамның барлық өндірістік қызметіне ,бірінші кезекте ең қажетті табиғи
ресурс болып жер саналады. Жер қойнауынан халық шаруашылығының барлық
салаларына қажетті материалдар өндіріледі, ол болмаса өндіріс дами алмайды.
Өнеркәсіптер жедел қарқынмен дамыған сайын соғұрлым бүлінген жер көлемі
арта түседі. Сондықтан жерді пайдаланушылар оны тиімді пайдаланумен қатар,
сан қырлы қорғау жұмыстарына да назар аударуы қажет.
Жер ресустарының ең негізгі тұтынатын саланың бірі – ауыл шаруашылығы.
Ауыл шаруашылығында құрлықтың 30%-дан астамы игерілген, бұған осы салада
пайдаланылатын ормандарды қосатын болсақ, бұл көрсеткіш 60-65 пайызға
жетеді. Ауыл шаруашылығының қарамағындағы жер ресурстарының жарамсыз түрге
айналуына себеп болатын жағдайлар:
–топырақ эрозиясы немесе дефляциясы – су мен желдің (дефляция) және
тағы басқа табиғи құбылыстардың әсерінен жер қыртысының түгелдей не жарым
жартылай бүлінуі, топырақтың құнарлығының төмендеуі;
–агротехниканы дұрыс қолданбағандықтан, негізінде ауыспалы егіс
болмауынан және қоректі заттектердің топыраққа жеткілікті түрде қайта
айналып келмеуіне байланысты гумус мөлшері төмендеп, топырақ құнарлығының
біртіндеп азаюы;
–құрғатымсыз (дренажсыз) жерді суландыру және бақылаусыз суды қолдану,
топырақтың су астында қалуы мен екінші реттік тұздануы (сортандануы);
–топырақтың техниканы қолдануда бүлінуі (тығыздануы, егістік жер қабаты
құрамының бұзылуы, оның төсеніш қабатындағы жыныстармен араласуы);
–топырақтың химиялық және радиациялық ластануы.
Жердің құнарсыздануы негізінен адамның шаруашылық әрекеті әсерінен
топырақтың түзілу жағдайының өзгеріп, оның негізгі қасиеттерінің:
қарашірінді құрамындағы гумус мөлшерінің азаюына, құрылымының бұзылуына,
улы заттектермен ластануына, екінші реттік сортаңдауына, қышқылды жаңбырдың
жаууына, малдың жайылымда шамадан тыс жайылуына, пайдалы қазбалардың ашық
әдіспен өндірілуіне, өндіріс қалдықтарының сақталуының реттелуі мен
бақылаусыз жатуларына, тағы басқа өзгерістеріне байланысты. Осы
қарастырлған процестерге аймақтардың ерекшеліктеріне қарай өздеріне тән
өзгешелігі де болады.
Топырақтың түзілу процесі аймақтық геологиялық жасына да көп
байланысты. Геологиялық жас жағынан ескі аймақтарда бұрыннан қалыптасқан
топырақ болады да, ал жаңадан пайда болып жатқан құрғақ жерлерде топырақ
түзілу процестерінің бастапқы сатылары жүріп жатады. Мәселен, Жер шарының
теріскей жағында, ауа райының өзгеруіне байланысты, мұздар еріп, мұз басқан
жерлер ашылуда, осы кейінгі дәуірлерде мұздан айырылған аймақта жаңа жас
топырақтар түзіледі. Мысал ретінде сонымен қатар Арал суының тартылуының
әсерінен, оның түбінен босаған жерде жаңадан топырақ түзілу құбылыстары
басталғанын да келтіруге болады. Соңғы жылдары Арал өңірінің ежелден бері
келе жатқан жері, суы, желі мен қалыптасқан табиғи үйлесімі, яғни
табиғаттың тепе теңдігі біржолата бұзылды. Көктемнің аяқ кезінен бастап,
жаз бойы қырдан толассыз соғатын қара дауыл жер бетінің түтін жұтаңдатады.
Теңіз тартылғалы ауа райы күрт өзгереді, осыған байланысты бұл өңірде жауын
– шашын тыйылды. Ормандар мен сексеуіл алқаптары, шабындықтар күрт азайды,
көп жерлер шөл далаға айналды. Атап айтқанда, топырақ түзілу процесіне әсер
ететін факторлардың көбісі: ауа райы, жоғарғы және төменгі сатыдағы өсімдік
пен жәндіктер, жер бедері, адам қоғамының әрекеттері күрт өзгерді.
Бұзылған жерлердің аумағы табиғи (климаттық, гидрологиялық,
морфодинамикалық, фитогенді және зоогенді) және антропогенді факторлар
әсерінің үдемелі қарқындылығына байланысты келеді.
Жердің шаруашылық құндылығын жоғалтуға, топырақ және өсімдік
жамылғыларының, гидрологиялық режимінің бұзылуына себеп болатын жолдың бірі
«техногенді шөлдену», ол адамның өндірістік әрекеттері мен ауа райының
өзгеру нәтижесіне байланысты. Қазіргі заманда шөлді далаға айналған
жерлердің басым көбісінің Жер шарындағы жердің 70% -ы бүлінген болып
саналады. Әлем бойынша жердің шөлдену процесінің жылдамдығы орта есеппен
жылына 7-10 млн. гектарға жетіп отыр. Осыған жыл сайын эрозия мен құм басу
арқылы өнімділігін жойған тағы да 20 млн. га жерді қосуға болады.
Ормандардың қысқарылу жылдамдығы да шамамен осы деңгейде. Әлемнің барлық
түкпіріндегі жер қоры әртүрлі дәрежеде бұзылуға ұшыраған, жалпы
антропогендік факторлардың әсерінен жылына құнарлығын жоятын жердің мөлшері
шамамен, 90 млрд. тоннадай, оның ішінде жылына 7,5 млн.га эрозия процесі
арқылы бүлінеді. Қазіргі кезде эрозия процесінің нәтижесінде бұзылған
жерлер көлемі АҚШ та – 300 млн. га үстінде болса, Ресейде, Белорусия мен
Украинада – 100 млн. га, ал Қазақстанда шамамен, 18-20 млн. га.
Г. С. Макунинаның (1991) мәліметтері бойынша дүниежүзінің әртүрлі
топырақ түрлеріндегі орта есеппен гумустың жалпы шығыны: шымды күлгін
топырақ үшін – 27%, қоңыр және сұр орман топырағында – 30%, қара топырақта
– 35%, сарғылт топырақта – 29%, сұр топырақта – 14%, қызыл сары темірлі
топырақта – 50%.
Америка экологы Л. Браун (1991) ауылшаруашылығы жерлерін құнарсыздану
дәрежесі бойынша үш санатқа бөлді:
–құнарсыздануы бәсең – әлеуетті өнімділігі 10% аз төмендеген жерлер;
–құнарсыздануы орташа – әлеуетті өнімділігі 10-50% төмендеген жерлер;
–әбден құнарсызданған – әлеуетті өнімділігі 50%-дан артық төмендеген
жерлер.
Топырақтың су мен жел эрозиясы. Жоғарыда қарастырылған факторлардың
ішінде жер шарының барлық түкпірінде ең бір өзекті проблема туғызып отырған
негізгі фактордың бірі – топырақ эрозиясы. Эрозиялық құбылыстардың дамуына
сол жердің топырақ-өсімдік жамылғысы мен геологиялық құрылысы әсерін
тигізеді.

Топырақтың спецификалық және спецификалық емес органикалық заттары
Топырақтың құрамына әртүрлі қосылыстар – оңай және қиын еритін тұздар,
комплексті қосылыстар, силикаттар және алюмосиликаттар, спецификалық және
спецификалық емес органикалық қосылыстар кіреді. Топырақта элементтердің
бір бөлігі иондар түрінде кездеседі, олар топырақтағы сорғыш комплексті
бөлшектердің беттерінде жабысып тұрады. Топырақтың химиялық құрамының
күрделілігіне байланысты оны сипаттау үшін өте көп көрсеткіштер
қолданылады. Ол көрсеткіштер топырақтың химиялық құрамын анықтау
көрсеткіштерінің жалпы жүйесіне кіріп, топырақ құрамының, топырақ
компонентерінің көрсеткіштері деген топтарға біріктірілген.
Топырақтың химиялық құрамы мен топырақ компоненттерінің жүйеленген
жиынтығы 13-кестеде келтірілген. Онда топырақтың химиялық құрамының
көрсеткіштері 3 топқа бөлінген:
1) элементтік құрамының көрсеткіштері;
2) заттың құрамының көрсеткіштері;
3) топырақтағы химиялық элементтердің топтық және фракциялық құрамының
көрсеткіштері.
Элементтік құрамының көрсеткіштері топырақ массасындағы химиялық
элементтердің жалпы көлемін немесе одан бөлінген гранулометриялық
фракциялардың жаңа туындыларды сипаттайды. Заттық құрамының
көрсеткіштерінің деңгейі топырақтағы жекеленген химиялық қосылыстардың
мөлшері туралы ақпарат береді, ал топтық және фракциялық құрамының
көрсеткіштерінің деңгейлері олардың қасиеті бойынша жақындығын, мысалы,
ерігіштігі, химиялық элементтің қосылыстары, т.б. бойынша сипаттайды.
Көрсеткіштердің жүйелену принциптері бөлінген 3 топтың әрқайсысында
бірдей емес, себебі жүйеден көрсеткіштің жеке бөлініп шығуы топырақ
үлгісінің құрамындағы химиялық элементтерінің мөлшерін сипаттауға мүмкіндік
береді.
13-кесте
Топырақтың химиялық құрамының көрсеткіштерінің жүйесі

Сондай-ақ, қарастырылып отырған жүйе топырақтағы химиялық элементтердің
топтық және заттық құрамы қосылыстарының көрсеткіштерінен басқа да, жекелей
көрсеткіштер енгізілген. Жоғарыдағы кестеде топырақты зерттеу зертханада
кеңінен қолданылатын топтың заттық құрамының көрсеткіштері әрбір химиялық
элементтің қасиетіне тәуелді.
Топтың химиялық құрамы көрсеткіштерінің номенклатурасына химиялық
элементтердің әртүрлі тотығу дәрежесіндегі көрсеткіштерін жатқызуға болады.

Топырақ гумусы
Гумус заттары негізінен гумус қышқылдарынан тұрады. Олардың құрамына
гумин қышқылдары, фульво қышқылдары және гумус кіреді. Бұл топтарға бөліну
себебі, гумус қышқылдарын топырақтан алыну жолдарына байланысты.
Гумус қышқылдарының ауыспалы ерекше құрамдары.
Гумин қышқылдары – сілтілерде жақсы еритін гумус қышқылдарының бір
тобы. Олар суда аз ериді, қышқылдарда ерімейді. Топырақтың минералды
бөлігіндегі кальций катионыны әсерінен коагуляцияға ұшырап, шөгінді кальций
гуматы күйінде топырақта орнығады. Гумин қышқылдарының молекулалық құрамы
өте күрделі. Гумин қышқылдарының көп қасиеттері осы функционалдық топтарға
байланысты. Гумин қышқылдарының құрамын ароматикалық құрылымдар (50-60%),
көмірсутектер (25-30%), функционалды топтар (10-25%) құрайды.
Фульво қышқылдар – гумус қышқылдарының гумин қышқылдары тұнғаннан кейін
ерітінділерде қалатын тобы. Бұлар да жоғары молекулалық құрамында азоты бар
құрылымдар.
Топырақтың органо-минералдық құрамы. Топырақтағы органикалық заттар
онын минералды бөлімге белсенді арақатынаста болады. Осы арақатынастың
түрлеріне байланысты топырақтағы органикалық-минералдық құрамдар:
1. Топыраққа тән емес органикалык сірке, құмырсқа, лимон, қымыздық
қышқылдары мен топыраққа тән жоғарыда айтылған гумин қышқылдарының сілтілі
(Мg) және сілтілі-жер металл (Са. катиондарымен қосылған тұздары;
2. Айтылған қышқылдардың көп металл элементтерімен (темір, алюминий,
цинк т.б) қосылған комплексті тұздары;
3. Адсорбцияланған органо-минералдық қосылыстар, яғни алюминий және
темірлі қара шірінді комплекстері болып үш топқа бөлінеді.
Сілтілі металдармен алюминийдің гумат және фулват тұздары суда жақсы
еритіндіктен толық қабаттарында оңай жылжиды, ал кальций гуматы суда берік
болғандықтан топырақта тұрақты шоғырланады.
Топырақтың гумус жағдайлары – органикалық заттардың барлық
морфологиялық белгілерінің, жалпы қорларының, қасиеттерінің, олардың
түзілу, өзгеру, трансформация және топырақ қабаттарында жылжу
көрсеткіштерінің жиынтығы.
Топырақтың гумус көрсеткіштерінің жүйелерін Л. И. Гришина, Д. С. Орлов
(1977) ұсынған. Сол көрсеткіштер арқылы топырақтардың әртүрінің гумус
жағдайларына сипаттама береді. Осыған қарап топырақтың құнарлығы туралы
айтуға болады.

Топырақтың түзілген жағдайларының гумификация процесіне және оның
қарқындылығына әсері
Топырақ шірінділерінің құрамы. Топырақ микрофлорасының әсерінен барлық
өсімдіктер мен жануарлар ағзалары өлген соң, ыдырау процесіне ұшырайды,
оның соңғы сатысында органикалық заттардың толық минералдарға айналуы пайда
болады.
Органикалық қалдықтар бірден минералдарға айналмайды, ыдырап, олар өте
күрделі және ұзақ өзгерістерге ұшырайды. Сондықтан әрбір топырақта
органикалық қосылыстардың әртүрлі сатыларындағы олардың белгілі бір әр
жағдайындағы ыдырауын байқауға болады.
Топырақтағы органикалық заттардың минералдарға айналуымен қатар
гумификация процесі, яғни, гумустың немесе шіріндінің түзілуі жүреді.
Ыдыраудың сипаттамасы мен интенсивтілігі және топырақтағы органикалық
қалдықтардың өзгеріске ұшырауы, ыдырайтын заттардың құрамына, сондай-ақ
сыртқы орта жағдайына да байланысты болады.
Оңай сіңірілетін органикалық қосылыстар өте тез ыдырайды. Қант,
органикалық қышқылдар, спирттер, содан кейін ақуыздар, аминқышқылдар,
майлар, пектиндер, гемицеллюлоза, клетчатка, лигнин өте жай ыдырайтындарға
жатады.
Органикалық заттардың ыдырауы нақты дәрежеде ылғалға, ауаның болуы және
температураға байланысты. Жеткілікті мөлшердегі ылғал мен жылу және ауаның
еркін келіп тұратын жағдайында топырақтағы органикалық қалдықтардың
өзгеріске түсу процесі өте қарқынды жүреді.
Топырақтағы шірінді ыдырауға қарсы мәнді тұрақтылыққа және сол
қарқынмен топырақта жинақталуға қабілетті.
Топырақтағы шірінді 200 жыл бойы зерттелуде. Бірақ, оның табиғаты
туралы, түзілуі мен қасиеттері туралы сұрақ әлі толық шешілмеген.
Басты қиыншылық тек оның құрамының үлкен күрделі екендігінде ғана емес,
сондай-ақ оның топырақтан таза түрінде бөлінуі мүмкін емес болуында.
Топырақты шірінді құрамында үш топтың қосылыстары болады: гумин
қышқылдары, фульво қышқылдары мен топырақ гуминдері.
Онда салыстырмалы түрде үлкен емес көлемде воск – смолаларынан, немесе
битумдар мен микробты және өсімдік тектес табиғатына жақын басқа қосымша
заттардан тұрады.
Топырақ шіріндісінің осы негізгі топтары көптеген жоғары молекулярлы
азот құрамды қышқылдардың компоненттерінен тұрады, олардың элементарлы
құрамы топырақ типіне байланысты белгілі түрде варьирленеді.
Топырақ түзуде өте үлкен рөлді гумин қышқылдары мен фульво қышқылдары
атқарады.
Гумин қышқылдары қанық боялған заттардан тұрады, олардың құрамында 52-
62 % жуық көміртегі, 31-39 % оттегі, 2,5-5,8 % сутегі және 2,6-5,1%-ға жуық
азот болады. Одан басқа, оларда өте аз мөлшерде Р, S, Fe, Si, Al және басқа
элементтер қатыры жатады.
Гумин қышқылдары негіздік катондармен және сілтілік жер металдарымен
өзара әрекеттесіп, гуматамдар деп аталатын тұздар түзеді. Na мен К сілтілік
метамдардың гуматтары, сондай-ақ NH4 гуматтары суда жақсы ериді және
топырақтан атмосфера тұнбаларымен оңай жуылады. Сілтілік жер металдарының
гуматтары, ең бастысы, Са суда ерімейді, суға төзімді қосылыстар түзеді
және топырақта жақсы бекітілмейді.
Фульво қышқылдар гумин қышқылдарына қарағанда, құрамында көміртегі аз
және оттегі мен сутегі көп болады: олардың құрамында 44-50% көміртегі, 42-
48% оттегі, 4,5-6% сутегі мен 2,5-5,5 % азот болады. Әлсіз ерітінділерде
бұл заттар әлсіз – сары түсті, ал концентрленгенде – қызыл -сары түстес
келеді, осыған байланысты олар «фульво қышқылдар атауын алды. (fulvus
-сары).
Фульво қышқылдары күшті қышқылдық реакцияларға ие және суда жақсы
ериді: сондықтан олар қарқынды түрде топырақтың минералды бөлігін бұзады.
Сондай-ақ зольдің түзілу процесінің дамуында маңызды рөл атқарады.
Фульво қышқылдар сілті катиондарымен және сілтілік жер метандарымен
өзара әрекеттесу кезінде тұздар түзеді, ерітіндінің кез келген реакциясы
кезінде суда ериді және топырақтың жоғарғы бөлігіндегі судың шықпайтын
тотығымен жуылуға қабілетті.
Гуминдер – гумусты заттар топтарын зерттеуге және бөлу үшін өте қажетті
болып келеді. Олар топырақ шіріндісінің ең инертті бөлігін сипаттайды.
Гумусты заттардың топырақтың минералды бөлігімен әрекеттесуі
нәтижесінде, әртүрлі органикалық – минеральды комплекстер түзіледі, олардың
табиғаты әлі толық зерттелмеген.
Гумин қышқылдары мен фульво қышқылдарының қатынасы әртүрлі топырақтарда
бірдей емес.
Золь астындағы топырақтан қара топыраққа өту шамасы бойынша шіріндінің
жалпы құралы жоғарылайды және онда біртіндеп гумин қышқылдарының құрамы
бірнеше төмендейді, нәтижесінде осы екі гумусты заттардың топтары
арасындағы қатынасы кеңейеді. Байқалатыны, гумусты қышқылдардың жинақталуы
мен түзілуі үшін қажетті жағдай, бір уақытта жалпы шіріндінің жинақталуы
үшін жағымды болады.
Мұндай түрдегі табиғи жағдайлар қара топырақта зонада бірден байқалады.
Одан оңтүстіктен солтүстікке дейін гумин қышқылдарының құрамы төмендейді,
ал фульво қышқыл құрамы жоғарылайды.
Шіріндінің химиялық құрамы топырақ сапасына әсер етеді. Егер шіріндіде
гумин қышқылдары басым болған жағдайда, топырақ жақсы қасиеттерге ие
болады.
Микроорганизмдер шіріндіні түзумен қатар, сондай-ақ іштен келетін,
еріткіш қосылыстардан ішкі өзінің жасушаларынан органикалық заттарды
синтездейді. Микроорганизмдер жасушалары өлген соң топырақта қалады.
Осылайша, топырақтың органикалық заттары түсінігі астында әртүрлі
қосылыстардың өте күрделі комплексі түсіндіріледі, өзіне енгізілгендерге:
1) ыдырамаған және әлсіз ыдыраған өсімдіктер мен жануарлар қалдықтары, 2)
тірі және өлі микроорганизмдердің ақуыздық денесі, 3) топырақ шіріндісі,
немесе гумус, 4) органикалық қалдықтардың ыдырауынан пайда болатын әртүрлі
аралық өнімдер, 5) өсімдіктердің қиын ыдырайтын құраушы бөлігі, мысалы,
дубильді заттар (смолалар, лигнин және басқалар), 6) топырақтың минералды
қосылыстарымен органикалық қалдықтардың ыдырау өнімдерінің өзара химиялық
әрекеттесуі нәтижесінде түзілетін заттар.
Бұдан көрінетіні, шірінді немесе гумус, органикалық қосылыстардың
тұрақты категориясымен сипатталатын және анықталған түрінде топырақта
органикалық заттардың тек бір бөлігін құрайды.
Бірақ, көптеген жағдайларда шірінді үлесіне топырақтағы органикалық
қосылыстардың барлық құрамының өте көп мөлшерін құрайтыны байқалады.
Сонымен, шымды-зольданған топырақтағы органикалық заттардың жалпы
мөлшерінің 60-70%-ын гумус құрайды, ал ашық жер мен баспақта -70-80%, қара
топырақта – 80-90% болып келеді.
Топырақтағы органикалық заттар туралы сұрақта топырақтың маңызды
құраушы бөлігі ретінде шіріндінің мәні зор болады.
Топырақтағы шірінді заттардың өндірістік мәні
Ыдырау кезінде бірқатар күрделі өзгерістерге ұшырайтын олар біртіндеп
минералға айналады және топырақты азотты және зольді азықтар элементтерімен
байытады.
Осылайша, шірінді заттар, топырақтың өнімділігін арттыруда негізгі
жағдайлар мен қажетті минералды қоректік қосылыстарды топырақты түзудің
маңызды көзі болып табылады. Бірақ олардың рөлі осымен шектелмейді.
Шірінді заттар, топырақтың бірқатар физикалық, химиялық, биологиялық
қасиеттерін жақсартады, сондай-ақ оның өнімділігін арттырады.
Органикалық заттар – маңызды фактор, олар топырақтың құрылымын түзуге
негізделеді. Олардың ыдырауы кезінде әртүрлі қышқылдар түзеді, ол қышқылдар
топырақтың минералды бөлігінің химиялық желдетілуін тездетіп, оңай
қозғалатын өсімдіктің зольді азықтық қосылыстарын түзеді.
Шірінді заттар топырақтың жылу қасиетін жақсартады, бұл қасиеті
өсімдіктің дамуы мен өсуіне жағдай жасайды. Шіріндінің ең басты бөлігінің
бірі – гумин қышқылы – өсімдіктің дамуы мен өсуін тездетеді.
Топырақтағы органикалық заттар, қоректік материал болып табылады, ал
бұдан шығатыны, олар топырақтағы көптеген микроорганизмдердің өмір сүруі
үшін қажет.
Топырақта шірінді көп болса, ол микроорганизмдерге бай болады, онда
өсімдік үшін қоректік заттардың жинақталуында маңызды рөл атқаратын,
биологиялық және химиялық процестер қарқынды жүреді.
Топырақта органикалық заттардың жинақталуы органикалық тыңайтқыштар
енгізіп, жасыл тыңайтқыштар мен басқаларды қолданғанда жүзеге асырылады.
Кез-келген дақылдардың жемісін жинап болған соң топырақ қабатында тамыр
қалдықтары қалады, олар ыдырап, сондай-ақ біртіндеп шіріндіге айналады.
Топырақтағы қоректік элементтерді қолдану және сақтау мен қалыптастыру
органикалық заттардың ыдырау жағдайының өзгеруіне сәйкес жолмен
жүргізіледі.
Сонымен, органикалық заттарды анаэробты ыдырау жағдайына қойып, біз,
сонымен оның ыдырауын төмендетуге ықпал жасаймыз, керісінше, топырақта
аэробты жағдай жасап, біз органикалық заттардың минералдарға айналуын
тездетіп, өсімдікті зольді және азот азығымен қамтамасыз етуді үдетеміз.
Осылайша, органикалық қосылыстардың топырақ түзуде мәні үлкен және
алуан түрлі болғандықтан, шірінді мөлшеріне мәнді дәрежеде топырақтың өнім
беру (нақты) қабілеті тәуелді болады. Сондықтан топырақтың жалпы салмағынан
1-3% аспайтын, топырақтағы шірінді құрамы бар мұндай зоналарда, жоғарғы
және тұрақты өнім жасау кезінде, топырақты органикалық заттар жүйесімен
құнарландыру – агротехниканың актульды міндеті.
Топырақтағы органикалық заттардың ыдырауына аэробты және анаэробты
процестердің ерекшеліктері
Микроорганизмдердің ең басты екі типіне сәйкес – аэробты және анаэробты
және органикалық заттар ыдырауының негізгі екі типі: аэробты және анаэробты
бөліп алады. Ыдыраудың аэробты процесі саңырауқұлақ микрофлорасының және
аэробты бактериялардың өмір сүруімен, анаэробты процесс – анаэробты
бактериялардың өмір сүруінен пайда болады. Бұл екі процесс әрбір топырақта
бір уақытта жүреді, бірақ топырақ жағдайының сипатына байланысты бір
жағдайда аэробты процесс, ал басқасында – анаэробты процесс басым болады.
Борпылдақ, жақсы желдетілетін топырақтарда барлық уақытта аэробты
процесс басым болады. Керісінше, тығыздалған, ауыр немесе батпақты бірдей
органикалық заттардың бар болуынан тұратын топырақта анаэробты процестер
басым болады.
Әрбір топырақтың жоғарғы бөлігінде, онда ауа еркін енеді, сондықтан,
басты түрде аэробты процесс жүреді, төменгі қабаттарда, газ алмасу қиын
жерлерінде – анаэробты процесс өтеді. Бұдан басқа, әрбір жекелеген, көп
немесе аз нығыздалған топырақ үйіндісінде біруақытта екі мүмкін: үйіндінің
ішінде анаэробты, ал жоғарғы бөлігінде – аэробты процесс жүруі мүмкін.
Қоршаған орта жағдайына байланысты органикалық заттардың ыдырауы біркелкі
жүрмейді, аэробты жағдайларда ол тез, ал анаэробтыда жай жүреді. Аэробты
процесс жылу энергиясының түзілуімен, ал анаэробты температура
жоғарылауының өзгеруінсіз жүреді.
Дақыл өсімдіктері үшін қолайлы жағдай топырақта тек аэробты және
анаэробты процестердің біруақытта дамуы кезінде жасалуы мүмкін.
Екі процестердің қолайлы бірігуі, тек борпылдақ, жақсы желдетілген
топырақтарда мүмкін болады.

Гумус күн сәулесінің аккумуляторы
Топырақтың негізгі құнарлы көрсеткіші қара шірік (қорда) немесе гумус
болып табылады. Гумус жеткілікті болғанда өсімдік жақсы өсіп, мол өнім
береді. Алайда, кейінгі 40-50 жылдарда (тың жерлерді игеруден бастап) жерді
жүйесіз пайдалану гумустың азаюына себеп болып отыр. Оның азаюы
ауышаруашылық дақылдардың өнімділігін төмендетеді. Гумустық заттар топырақ
микроорганизмдері үшін энергетикалық материал болып та саналады. Сонымен
қатар, гумустық заттар топырақтың физикалық-механикалық қасиеттеріне әрі
олар арқылы оның су-ауалық және жылулық режимдеріне, биологиялық және
сіңірушілік белсенділігіне оң әсер етеді. Жыртылатын қабаттың қалыңдығы
орта есеппен, 0,25 м. Ол өсімдік саларда өңделеді. Дәл осы қабаттан
топырақты ластаушылар атмосфералық ауаға, өсімдікке түседі, жер бетіндегі
су көздеріне тарап, жерасты суына сүзіледі. Топырақтың бұл қабаты өздігінен
органикалық қалдықтардан, патогенді микроорганизмдерден, энзогенді химиялық
заттардан қарқынды тазарады.
Топырақтың үстіңгі қабатынан басқа оның жерасты суына жақын қабаты да
назардан тыс қалмау керек. Өйткені онда органикалық қосылыстар, ағын сулар
зарарсызданады, ыза суы мен топырақ ауасының сапасы қалыптасады.
Канализация және су жүйелері де, тұрғын үйлер мен мал қораларының іргетасы
да осы қабатқа салынады. Топырақ типіне және оның химиялық құрамына өсімдік
сипаты, жемшөп пен ауыз судың химиялық құрамы байланысты болады.
Топырақтағы барлық қоректік заттар (макро- және микроэлементтер)
микробтардың көмегімен өсімдіктер оңай пайдалана алатын түрге айналады.

Гумустың топтық және фракциялық құрамдары және оның топырақ
қасиеттеріне әсері
Топырақтың қатты фазасының біршама бөлігі органикалық қосылыстар
үлесіне тиесілі. Жыл сайын топырақта өсетін өсімдіктер майда жәндіктер мен
микробтар топырақ бетінде, оның қабаттарында көптеген қалдықтар, негізгici
органикалық қалдықтар қалдырады. Топыраққа жылма-жыл түсетін өсімдіктер мен
өлген жәндіктердің қалдықтары eкi бағытта өзгегеріске ұшырайды. Біріншіден,
топырақтағы микроорганизмдердің әсерінен ыдырап, шіріп, жай минералды
қосылыстарға ажырайды. Екіншіден, осы организмдер қалдықтары микробтардың
әрекетінен күрделі биохимиялық өзгерістерге ұшырап, олардан тұрақты
органикалық зат – топырақ қарашіріндici – гумус (немесе қарашірік) пайда
болады.
Органикалық қалдықтардың біразы толық ыдырап минералданса, біразы
қайтадан топырақта органикалық заттардың осы жаңа күрделі түрге,
биохимиялық синтез арқылы қара шіріндігe (гумуске) айналады. Минералдану
мен гуминдену пpoцесін микроорганизмдер жүргізеді.
Гумус заттарының түзілуіне көптеген зерттеушілер көңіл бөлген. Oларғa
химиялық талдау жасап, мәліметтер жинап, түзілу жолдарын анықтай бастады.
Бұл жөнінде ең алғаш көзқарастарын білдірген М. В. Ломоносов, П. А.
Костычев, С. П. Кравков, А. Г. Трусов т.б. болды. Гумустың құрылуының жалпы
сызбасын кағазға түcipгeн В. Р. Вильямс еді. Ол топырақтың тек кана
биологиялық жағына көңіл бөледі. Одан кейін топырақтың гумусының көзі
лигнин деген көзқарас туды (Ж. Фишер, 1921, В. Фукс, 1936). Бұл көзқарас
бойынша, гумус ешқандай да ерекше құрылым емес, ол лигнин мен протеин
комплексі дегенді айтты, ТМД елдерінің топырақтарындағы органикалық
заттарды толық зерттеуде, топырақтағы гумустың мөлшерін анықтауды И. В.
Тюриннің үлесі ерекше. Ол бұл процестің күрделілігін көрсетті. Бұл ғалымның
зерттеулерін М. М. Кононова жалғастырып, гумус заттары – ароматикалық
құрылымдардың жеке молекулалары ферменттердің қатысуымен өтетін,
конденсация арқылы түзілген заттар екенін ашты. М. М. Кононованың айтуы
бойынша, барлық өсімдіктер қалдықтары гумустену кезінде микроорганизмдермен
ciңipy жолынан өтедi екен. Л. Н. Александрова бойынша гумификация –
органикалық қалдықтардың тузілуі арқасында жоғары молекулярлық
қосылыстардың күрделі биофизикалық-химиялық құбылыстар арқылы органикалық
түзілімдердің ерекше класы – гумусты түзуі.
Фульво қышқылдар – гумус қышқылдарының гумин қышқылдары тұнғаннан кейін
ерітінділерде қалатын тобы. Бұлар да жоғары молекулалық құрамында азоты бар
құрылымдар Бұлардың гумин қышқылдарынан біраз айырмашылықтары бар. Фульво
қышқылдарының түсі ашық, көміртегі мөлшері төмен суда ериді әрі қозғалғыш
келеді. Сондықтан топырақтың органикалық және минералдық қосылыстарын
ерітіп, ондағы катиондармен косылып, фульват тұздарын құрайды да, сумен
топырақ қабаттарында төмен қарай шайылады. Гумин қышқылдары мен фульво
қышқылдары молекулярлық салмағы бойынша бірнеше фракцияларға бөлінеді.
Гумус қышқылдарының көп бөлігін гумин құрайды. Бұл – минералды бөлікпен
тығыз байланысып, сілтілермен гидролизденбейтін қышқылдардың қалдығы.
Құрамында гумин және фульвоқышқылдары бар.

Топырақтың гумус жағдайлары
Топырақтың гумус жағдайлары – органикалық заттардың барлық
морфологиялық белгілерінің, жалпы қорларын, қасиеттерінің, олардың түзілу,
өзгеру, трансформация және топырақ қабаттарында жылжу көрсеткіштерінің
жиынтығы.
Топырақтың гумус көрсеткіштерінің жүйелерін Л. И. Гришина, Д. С. Орлов
(1977) ұсынған. Сол көрсеткіштер арқылы топырақтың әртүрінің гумус
жағдайларына сипаттама беріледі. Осыған қарап, топырақтың құнарлылығы
туралы айтуға болады.

Топырақтағы гумус мөлшерінің азаюы – маңызды экологиялық мәселелердің
бірі
Топырақ гумусы өсімдікті азотпен және басқа қоректік элементтермен
қамтамасыз етудің ең негізгі қажетті көзі болып табылады. Топырақта қара
шіріндінің жиналуына байланысты қоректік элементтердің мөлшері арта, ал
олардың ыдырауы топырақ құрамында өсімдікке сіңімді элементтерді көбейте
түседі. Демек, гумустың мөлшері топырақ құнарлылығының ең маңызды
көрсеткіштерінің бірі болып табылады. Топырақтағы гумус мөлшері ондағы
жалпы органикалық заттардың және оның физикалық, химиялық қасиетінің
өзгерісінен реттеліп отырады. Өнім жиналғаннан соң, топырақта өсімдік
қалдықтарының қалуы (жоңышқа, т.б.) немесе органикалық тыңайтқыштар
қолдануы оның құрамындағы қара шіріндінің мөлшерін көбейтіп отырады.
Өкінішке орай, қазіргі уақытта, өсірілген өсімдікпен бірге кететін
органикалық заттарды топырақ құрамына қайтару үшін қажетті органикалық және
минералдық тыңайтқыштарды жеткіліксіз қолдануға байланысты топырақтағы
гумустық түзілу процесi қарқыны төмендей түсіп, топырақтың бiртiндеп азып-
тозуы, құнарсыздануы байқалады.
Демек, топырақ тозуының негізгі факторларының бiрi оның құрамындағы
гумустың азаю процесі болып табылады. Сондықтан суармалы алқаптардағы
егіншілік жүйесінде гумус қорын қажетті деңгейде сақтау және үнемдеу
қазіргі таңдағы негізгі өзекті мәселелердің біріне айналған.

ТОПЫРАҚТАРДЫҢ ГУМУС ЖАҒДАЙЫН РЕТТЕУ
Өсімдіктер мен жануарлар қалдықтарының ыдырау процесінде, яғни
органикалық заттардың минералдануымен бірге топырақта күрделі органикалық
қосындылардың түзілуі – гумификация процесі жүріп, топырақ гумусы немесе
қарашірігі жасалады. Топырақ қарашірігінде гумин және ульмин қышқылдары,
балауыз, смолалар, витаминдер, фенолдар, антибиотиктер және т.б. болады.
Гумустың ыдырауында көміртегі, нитраттар, фосфаттар және т.б. бөлінеді.
Гумустың құрамына 5% дай азот кіреді. Сондықтан қарашірік заттары топырақты
күлдік және азот қоректік элементтерімен байытады. Мұнымен қоса, қарашірік
заттары топырақтың структурасын түзуде, аэрациясын, жылу режимін, сіңіру
қабілетін, су сыйымдылығын, т.б. физикалық, химиялық қасиеттерін жақсартуда
басты фактор болып есептеледі.
Әрбір топырақ зоналарында гумустың мөлшері әртүрлі. Ол қара
топырақтарда көп, ал оңтүстікке және солтүстікке қарай ауысқан сайын
мөлшері кемиді. Мысалы, қара топырақтарда гумус топырақ массасының 8-12,
кейде 15 пайызын құрайды. Орманның сұр топырақтарында 3-5 %, сұр
топырақтарда 1-3%, құмайт топырақтарда 0,5-1% және одан да аз болады.
Гумустық заттар гумустың құрамына кіретін жоғары молекулалы азаотты
қышқылдық, органикалық қосындыларға жатады және негізінен коллоидтық түрде
(ацидоидтар) болып келеді. Ацидоитар 2 валентті Са,Mg, Fe және 3 валентті
Fe, Al катиондарымен коагуляцияланып гельге өтеді (тұнбаға түседі).
Гумустық заттар гумус массасының 80-90 пайызын құрайды. Оның құрамына
негізгі үш топ қосындылар: гуминдық қышқылдар (гумин, ульмин қышқылдары),
гумин және ульмин (топырақтың минеральдық бөлігімен өте берік байланысқан
гуминдық және фульвоқышқылдардың кешендері) кіреді.
Академик В. Р. Вильямс гумустың құрамына органикалық заттың үш ыдырау
типтеріне жататын үш қарашіріктік қышқылдар (ульмин, гумин және крен
қышқылдарды) кіреді деп дәлелдейді.
Ульмин қышқылы шөптесін өсімдіктер қалдықтарының анаэробтық
бактериялармен ыдырау (шіру) процесінде түзіледі. Түсі қара қоңыр, суда
ериді, құрғағанда, тоңазығанда және уақытқа байланысты (үлкейе-ескіргенде)
ерімейтін формаға – ульминге өтеді.
Ульмин қышқылының сілтілік металдармен (К, Na), сондай-ақ аммониймен
жасаған тұздары суда ерігіш. Ал сілтілік жер металдарымен (Са, Мg), сол
сияқты темірдің, алюминийдің оксидтерімен жасаған тұздары суда ерімейді.
Ульмин және гумин қышқылдарының тұздары аэробтық бактериялармен,
саңырауқұлақтармен ыдырайды.
Гумин қышқылы шөптесін өсімдіктер қалдықтарының аэробтық бактериялармен
ыдырау процесінде түзіледі. Түсі қара ульмин қышқылынан гөрі суда нашар
ериді. Гумин қышқылы құрғағанда және тоңазығанда суда ерімейтін желімдік
коллоидтық затқа – гуминге ауысады.
Бұл қышқылдың калий, натрий және аммониймен жасаған тұздары суда
ерігіш, ал кальций, магний, темір, алюминиймен жасаған тұздары суда
ерімейді.
Ульмин және гумин қышқылдары гуминдік қышқылдар деп те аталады. Олардың
тұздары сілтілік металдардан басқа әртүрлі металдармен ерімейтін қосындылар
жасайды да, топырақта жиналып, соңғысына қоңыр не қара түс береді. Топырақ
гумин қосындыларымен қанша бай болса, сонша мойыл қара түс алады.
Крен қышқылы ағаш өсімдіктері қалдықтарының аэробтық саңырауқұлақтармен
ыдырау процесінде түзіледі, реакциясы күшті қышқыл, түссіз және суда
ерігіш. Крен қышқылы құрамы өзгермесе, суда ерімейтін күйге өтпейді. Крен
қышқылының барлық тұздары суда тез ериді. Сондықтан шымды-күлгін топырақ
түзілуінде басты рөл атқарады.
Крен қышқылы тотықсызданғанда апокрен қышқылына ауысып, суда
ерігіштігін кемітеді. Бұл екі қышқылды фульвоқышқылдар дейді.
Топырақ түзілуінде гумустың 60-70% құрамын жасайтын гуминдік
қышқылдардың және фульвоқышқылдардың маңызы зор. Гуминдік қышқылдардың
пайыздық элементарлық құрамы:

Н – 2,8 – 5,8; 0 – 31 – 39; С – 52 – 62; N – 2,6 – 5,1.

Гуминдік қышқылдардың сілтілік жер металдарымен жасаған тұздарын
гуматтар дейді. Мұнда калийдің, натрийдің, аммонийдің гуматтары суда
ерігіш, атмосфералық қалдықтармен топырақтан тез шайылып кетіп отырады. Ал
кальцийдің, магнийдің гуматтары суда ерімейді, берік гельдер жасап
топырақта жиналады.
Фульвоқышқылдары (грекше фульвос – сары) гуминдік қышқылдардан
көміртегі аз болуына, суда, спиртте, сілтіде тез еритіндігіне қарай
ерекшеленеді. Аз концентрацияда түсі әлсіз сары, күшті концентрацияда
қызғылт сары. Элементарлық құрамы пайызбен:

Н – 4,6 – 6,0; 0 – 42 – 48; С – 44 – 50; N – 2,5 – 5,5.

Сонымен, қарашірік топырақтың органикалық затының ең маңызды бөлігі
екен. Онда жасырын қор – потенциалдық формада күн сәулесінің энергиясы
жинақталған. Қарашірікте өсімдіктердің негізгі қоректік элементтері С, N,
Ca, К, Mg, Р және т.б. ұзақ уақыт сақталады. Қарашіріктің микробиологиялық
ыдырауында одан С, СО2, нитраттар, фосфаттар, сульфаттар босайды.
Органикалық зат топырақтың физикалық, химиялық және биологиялық касиеттерін
жақсартып, құнарын арттырады, ұсақ кесекті структура жасайды. Топырақтың
органикалық заты топырақ микроағзалардың интенсивті тіршілігі үшін қоректік
орта болып есептеледі. Сондықтан топырақта қарашірік қанша көп болса, сонша
микроағзалар да көп болады, биохимиялық, микробиологиялық процестер күшті
жүреді. Олардың 1 г топырақтағы саны күлгін топырақта 300 миллионнан, қара
топырақта 3 миллиардқа жетеді.
Топырақтың органикалық затының жиналуын реттеу органикалық
тыңайтқыштарды (көңді, компостарды, жасыл тыңайтқыштарды) енгізу, далалық
шөп себуді, химиялық мелиорацияны (қышқыл топырақтарды әктеуді, сортаң
топырақтарды гипстеуді) және топырақты дұрыс баптауды, т.б. қолдану арқылы
жүргізіледі.
Гумустың негізгі бөліктерінің ерігіштігі әртүрлі болғандықтан, оларды
тиісті реактивтермен экстракциялап (лат. экстрарере – шығару, сығу) бөледі.
Сулық және сілтілік сығындыларды кезекпен қолдана отырып, гумусты төмендегі
құрамдарға бөлуге болады.
1) суда еритін гумустық қосындылар (фульвоқышқылдар және олардың
тұздары);

2) сілтіде еритін гумустық қосындылар (гуминдік қышқылдар және олардың
тұздары);

Топырақ гумусын анықтаудың бірнеше түрлері бар. Олардың ішінде академик
И. В. Тюриннің әдісі көбірек қолданылады. Бұл әдіс топырақта жаңа түзілген
органикалық қосындылардың және ыдырап бітуге жақын өсімдік қалдықтарының
жалпы мөлшерін анықтауға мүмкіндік береді. Мұнда гумустың жалпы мөлшері
жанама жолмен көміртегінің шамасына қарай анықталады. Әдіс органикалық
заттың (гумустың) көміртегін 1:1 есебімен суда сұйытылған күкірт қышқылында
дайындалған калий дихроматының (K2Cr2O7) ерітіндісімен тотықтыруға
негізделген. Талдау көміртегінің мөлшерін анықтауға негізделгендіктен
зерттеуге алынған топырақ үлгілері органикалық қалдықтардан өте тазарған
болуы керек.

Дәріс 8.
Топырақ құнарлығы.
Топырақтың басқа табиғи денелерден ерекшелігі – оның құнарлылығы.
Құнарлылық деген топырақтың өсімдіктерді өніп-өсуіне қажетті қоректі
элементтермен және сумен қамтамасыз ету қасиеті. Жер бетінде адамның
өсімдік пен жануарлардың өмір сүруі топырақтың осы қасиетімен тікелей
байланысты. Көне дәуірлердің өзінде топырақтың құнарлылығын отпен, күнмен,
сумен теңеп, оған табынған болатын. Көне Мысырда құнарлылықтың патшасы
болып Изида, ал Римде – Прозерпина саналған. Біздін дәуірге дейінгі IV
ғасырда Қытайда топырақтарды «ақ», «көк», «сары» деп, олардың құнарлылығын
«аз», «көп», «орта» деп бөлді. Грек философтары Аристотель, Феофраст,
Лукреций, Вергилий, Колумелла, Плиний, т.б. топырақ құнарлылығы туралы өз
трактаттарында жазған. Сол кезден топырақ құнарлылығының көздері туралы
ойланып, топырақ неге тозады, қалай оны дұрыс пайдалануға болады деген
ойлар туа бастады. Феодализм мен капитализм кезеңінде әртүрлі топырақтар
құнарлылығына қарай бағаланып, сол бойынша салық салу жолдары іздестірілді.
XVIІ-ХІХ ғасырларда топырақ құнарлылығына социолог және экономист ғалымдар
да назар аудара бастады.
Топырақ туралы мәліметтер жиналып, табиғат зерттеу ғылымдары
дамығандықтан, топырақ құнарлылығына да көзқарастар өзгере бастады. Ерте
кезеңдерде топырақ құнарлылығының кему себебі оның ішіндсгі «майлар»,
«тұздар», тағы басқалардың азаюына байланысты деп есептелді, кейінірек
құнарлылықтың себептері «су», «қарашірінді», «минералды элементтер» деп
саналды. Содан кейін ғана құнарлылықты топырақтың барлық қасиеттерімен
байланыстыра бастады. Осы көзқарастармен бірге, топырақ құнарлылығы деген
түсініктер де өзгерді. Гумус теориясы дамыған кезде А. Тэер (1830)
топырақтың құнарлылығы – топырақтың өсімдіктерді қара шіріндімен қамтамасыз
етуі, ал Либих (1840) барлық минералдық элементтермен қамтамасыз ету деген
пікірді айтты.
Осы заманның ғылыми әдебиеттерінде топырақ құнарлылығы жөнінде академик
В. Р. Вильямстің (1936 ж.) анықтамасы жазылған. Оның айтуынша, топырақ
құнарлылығы дегеніміз – топырақтың өсімдіктерді бір мезгілде үздіксіз сумен
және қоректену элементтермен қамтамасыз етуі.
Қазіргі кезде топырақ құнарлылығы кең ауқымды түсінік. Мысалы,
борпылдақ тау жыныстарында да ылғал және өсімдіктердің қоректік элементтері
бар, бірақ жалаңаш тау жыныстарына өсімдіктердің тұқымын сепсе, ол өспейді.
Тек судың өзіне отырғызсақ та солай болады, тұқымдар көгергенмен өсімдік
шықпайды.
Өсімдіктерге ылғал мен тамыр арқылы берілетін қоректік элементтерден
басқа жарық, жылу, оттегі қажет, ал оның көк бөлімдеріне көміртегі керек.
Топырақ – әрі тірі әрі өлі дене. Оның құрамында, жоғарыда айтылғандай
көптеген тірі микроорганизмдер бар. Олар құнарлықты қалыптастыруда үлкен
рөл атқарады. Күн сәулесі топырақтың жылулық режимін анықтайды, бұл да
топыраққа құнарлылық туғызатын элементтердің бірі, өйткені ол ылғалдың
булануына, барлық физикалық-химиялық процестерге молекулярлық деңгейде әсер
етеді. Топырақтағы фотохимиялық реакциялардың пайда болуы олардың
белсенділігіне әсер ететін күн сәулесіне байланысты.
Сонымен топырақ аналық организм сияқты күннің энергиясын, қоршаған
ортаның қоректік заттары мен элементтерін пайдаланып, оларды күрделі
биофизикалық-химиялық процестер нәтижесінде ыдыратып, өсімдіктерді барлық
қажеттілігімен қамтамасыз етеді. Осыған орай топырақтың құнарлылығы –
топырақтың өсімдіктердің өніп-өсуіне керекті жағдай туғызу қасиеті.
Топырақтың құнарлылығының негізі – өсімдіктің күн сәулесінен өтетін
фотосинтез арқылы органикалық заттардың синтездеуі деген сөз.
Топырақ құнарлылығының:
1. Табиғи құнарлылық.
2. Жасанды немесе эффективті.
3. Экономикалық категориялары болады
Бұл түсініктерді өз мағыналарына сәйкес үғыну қажет. Табиғи құнарлылык
табиғи күйіндегі ешқандай адам әрекетін кажет етпейтін құнарлылық. Жасанды
құнарлылық негізінен адам әрекетінің нәтижесінде (мелиорациялау, тыңайту,
т.б.) пайда болған құнарлылық. Ал экономикалық құнарлылы – жерден алынған
өнімді бағалау.
Сонымен, топырақ құнары дегеніміз – оның өзінде өсетін өсімдіктерді
бүкіл өсу даму кезеңдерінде барлық қажетті қоректік заттармен, ылғал, күн
сәулесі және ауамен қамтамасыз етуі.
Жоғарыда топырақтың құнарына әсер ететін көптеген топырақ қасиеттеріне
сипаттама бердік. Топырақтардың ол қасиеттерін төменгі топтарға ажыратуға
болады:
Топырақтардың физикалық қасиеттеріне оның суға төзгіш құрылымы, ауа
өткізгіш кеуектілігі, ылғалды жақсы сіңіріп, оны ұстап тұруы, оңай өңдеуге
болатын жақсы физикалық-механикалық қасиеттері жатады.
Топырақтардың химиялық және физикалық-химиялық қасиеттеріне: топырақта
қара шіріндінің молдығы, өсімдіктерге сіңімді азот, фосфор, калий және
микроэлементтердің неғұрлым жеткілікті болуы, топырақ ортасы реакциясының
ыңғайлылығы, топырақ сіңіру кешенінің кальций катионына қанық болуы,
топырақтың ауамен қамтамасыз етіліп, оның тотығу-тотықсыздану мүмкіндігінің
мол болуы, зиянды, суға еритін тұздардың неғұрлым аз болуы немесе болмауы
жатады.
Топырақтың биологиялық қасиеттеріне: микробиологиялық белсенділіктің
жоғарылығы негізінен бактериялардың басым, сонымен қатар ауадан азот
жинаушы микроорганизмдердің, биологиялық белсенді ферменттерді шығаратын
микроорганизмдердің, топырақ құрылымына және оны қопсытуға әсер ететін
төменгі сатылы жәндіктердің болуы кіреді.
Бүкіл өсімдіктердің өсіп-өнуі мезгілінде гидротермикалық режимнің, яғни
өсімдіктерді кажетті ылғал мен жылумен қамтамасыз етудің болуы.
Осы көрсеткіштерінің қосындысы топырақтың құнарлығын анықтайды. Көп
жағдайларда топырақ құнарлылығы табиғи жағдайдың өзінде-ақ қамтамасыз
етілген. Алайда топырақтардың әртүрлі табиғи зоналарда орналасуына қарай
олардың жоғарыда келтірілген топырақ құнарына әсер ететін қасиеттері
әртүрлі. Мәселен, бір зоналарда ылғал жетіспейтін болса, керісінше, кейбір
зоналарда күн сәулесі жетіспейді. Ал кейбір зоналарда топырақ құрамында
зиянды тұздар қосындысы тым мол. Осы жағдайларға байланысты әртүрлі табиғи
зоналарда топырақ құнарлылығының әртүрлілігі заңды құбылыс. Табиғи күйінде
кейбір топырақтар құнарлылығының өте жоғарылығымен көзге түседі. Мұндай
топырақтар қатарына В. В. Докучаев «топырақ патшасы» деп атаған
қаратопырақтар жатады. Топырақтың табиғи құнарлылығының өлшеміне: оның
биологиялық өнімділігінің деңгейі, яғни белгілі бір өлшемдегі жерден
алынған өсімдіктер өнімі, көлемі есептелінеді. Бұл көрсеткіштер
өсімдіктердің әртүрлі табиғи жағдайларда өніп-өсуіне байланысты әртүрлі.
Олардың өнімдері гектарына бірнеше ондаған центнерден бастап, бірнеше
жүздеген, тіпті, мыңдаған центнерге жетеді.
Бұл өнім топырақтардың табиғи немесе мүмкіндік (потенциалды)
құнарлылығы жағдайында алынған өнімдер. Топырақтың табиғи күйіндегі
құнарлығымен қатар, оның тиімділік немесе экономикалық құнарлығы болады.
Топырақ құнарлығы адам қоғамының белсенді араласуының нәтижесінде іске
асады. Адам қоғамының топырақты егістікке пайдалануы бірнеше ғасырларға
созылып келеді. Егіншілік өнімін арттыру мақсатында топырақты өңдеп,
тыңайтқыштар енгізіп, әртүрлі жақсарту шараларын қолданып, топырақтардың
қажетті қасиеттерін өз мұқтаждығына қарай өзгерту – адам қоғамының ғасырлар
бойы келе жатқан іс-әрекеттері. Игерілген топырақтар бұрынғы табиғи дене
ғана емес, бұл енді адам қоғамының өндіргіш күші арқылы өзгерген денеге
айналды. Осыған байланысты топырақтардың табиғи құнарлылығы деген түсінік
орнына енді адам әрекетіне байланысты өзгерген тиімділік немесе
экономикалық құнарлылық түсінігі пайда болады.
Адам қоғамының іс-әрекеті нәтижесінде коғамның табиғи-тарихи әлеуметтік
жағдайларында пайда болған топырақтың тиімділік құнарлығы дәрежесі коғамның
дамуының өндірістік күштері мен оның өндірістік қатынастар дәрежесіне
тікелей байланысты. Бұл салада адам қоғамының алғашқы дамыған қарапайым
тіршіліктерінен бастап, қазіргі ғылыми-техникалық прогреске жеткенше
қаншама кезеңдер өткені белгілі. Бұл уақыттар ішінде топырақты егіншілікке
пайдалану жүйелері де қоғамның даму құбылыстарына сай, агрономия ғылымының
бірте-бірте өрістеуіне жетеді. Алғашқы кезендерде, адам қоғамы топырақты
тек өңдеу арқылы оның табиғи құнарын пайдаланып, бір жерлердің құнары
азайса, оны тастап, басқа жерлерді игерді.
Дегенмен, келе-келе бұл жағдайлардың тиімсіз екендігін түсінген адам
қоғамы, өндеген жерлерді оларға әртүрлі минералдық және органикалық
тыңайткыштар енгізу арқылы тұрақты пайдалану мүмкіндігін түсінді. Бұл
салада әлемде агрохимия деген ғылым пайда болып, оның дамығанына да
ғасырлар өтті.
Адам қоғамы дамып, халық санының әлемде өсуі топырақты тиімді
пайдаланудың басқа жолдарын қарастыруға мәжбүр етті. Осы бағытта топырақты
тек коректік заттармен (минералды және органикалық тыңайтқыштар) камтамасыз
етумен қатар олардың топырақ құнарының бір негізі – ылғал режимін реттеу
жолын іздестіруге келтірді. Бұл салада құрғақ және шөлді топырақтарды
қолдан суару әдістсрі қолданылса, ылғалы мол батпақты топырақтарды қолдан
құрғату жолдары жүзеге асырылуда. Жалпы бұл бағыттағы іс-әрекеттерді су
мелиорациясы деп атайды.
Топырақ құнарына олардың химиялық құрамы да көп әсер етеді. Мәселен,
құрғақ, шөлді аудандар топырағында мөлшерден артық суға еритін тұздар
қосындысы жиі кездеседі. Оларды сумен шайып, артық тұздарды бұл
топырақтардан кетірмейінше, ол жерлерден жақсы өнім алынбайды. Сонымен
қатар, кейбір топырақтардың сіңіру комплекстері натрий катионына қаныққан,
(сортаң) топырақ ортасының реакциясы сілтілі, олардың физикалық қасиеттері
өте нашар, ылғалы жоқ кезде қатып, ал ылғал болғанда батпаққа айналып
құнарсыз болады. Керісінше, кейбір топырақтардың сіңіру комплексі,
сіңірілген сутегі, біршама алюминий катионына каныққан (орманды зонаның
күлгін топырақтары), олардың топырақ ортасының реакциясы қышқыл болып
көптеген мәдени өсімдіктер үшін құнарсыз болады. Міне, осы жағдайларды
қолдан жақсартпайынша, бұл топырақтардан жақсы өнімдер алу мүмкін емес.
Сондықтан осындай топырақтар кездесетін аймақтарда, олардың тұзын шайып
немесе топырақ орталарының реакцияларын химиялық мелиорациялау (гипстеу,
әктендіру) арқылы жақсарту шаралары әлемде көптен жүргізілуде.
Топырақтанудың бұл саласын топырақты мелиорациялау деп, онымен шұғылданатын
ғылым мелиоритивтік топырақтану деп аталады.
Топырақ құнарлылығына әсер ететін жағдайдың бірі – оның эрозияға
ұшырауы. Бұл ғасырлар бойы түзіліп, жиналған топырақтың құнарлы беткі
қабатының қатты соққан жел-дауылдың әсерлерінен немесе қатты нөсерлетіп
жауған жаңбырдан, тез еріген қардан, кей жағдайларда суармалы егістік
жерлерді суару кезінде суды мөлшерден артык жіберудін нәтижелерінде жуылып-
шайылуынан болады. Әлемде топырақтың жел эрозиясына да, су эрозиясына да
ұшыраған алқаптар аз емес. Сондықтан да табиғаттың бұл апатымен күресу
жолдары – топырақтанудын бір саласы.
Әлемдегі ғылыми-техникалық прогрестің нәтижесінде, әсіресе өндірістің
қарышты дамуынан табиғатқа, оның ішінде топырақ құнарына зиянды әсері де
толып жатыр. Соның ішіндегі ең негізгілері жер қойнауының әртүрлі
тереңдігінде жатқан қазба байлықтарды барлап, қазып алу және оларды байыту
кезінде құнарлы топырақ қабаттары бұзылып, жер бетіне жер астындағы
құнарсыз тау жыныстары шығып көптеген жерлер құнарсызданады. Оған қоса,
көптегсн зауыт-фабрикалар мен жылу электростанциялардан шығатын күл-
қоқыстармен ластанып, құнарларынан айырылатын жерлер баршылық. Осындай
жерлеріміздің құнарын қайта қалпына келтіруді қайта культивациялау деп
атайды. Мұндай жағдайларда, шын мәнінде, топырақтар адам колынан жасалған
антропогенді топырақтар түзіледі. Топырақтанудың бұл саласы әлемде соңғы
жылдары қолға алына бастады.
Сонымен, топырақ құнарын тиімді пайдалану, оны арттыру жолдары жалпы
ауылшаруашылық ғылымдар жетістіктеріне агрономия, агрохимия, сонымен қатар
топырақтану ғылымының салаларына (топырақ мелиорациясы, топырақ эрозиясы
және одан қорғау, топырақты қайта құнарландыру) тиесілі. Бұл мәселелердің
қоғамның дамуымен маңызы арта түспек. Табиғат қорларының барлық салаларын,
оның ішінде жер қорларын сақтау, оны тиімді пайдалану сияқты мәселелер
көптеген елдердің ата заңдары мен табиғатты және оның барлық салаларын
қорғау туралы арнайы заңдарында қарастырылған. Республикамыздың табиғатын
қорғап, оның экологиялық жағдайларын жақсарту, жер қорларын сақтап, тиімді
пайдалану туралы арнайы заңдар қабылданған. Мәселе – осы заңдарды бұлжытпай
орындау.
Топырақтың құнарлылығы. Топырақ ауыл шаруашылығы өндірісінің негiзгi
құралы және заты болып табылады. Топырақтың ең маңызды қасиетi – оның
құнарлылығы, яғни өсімдіктердің өсуiне және дамуына керектi жағдайлармен
бiр мезгiлде қамтамасыз ету мүмкiндiгi.
Топырақтың құнарлылығы тек оның қасиеттерiне ғана емес, онда өсірілген
дақылға, агротехниканың деңгейiне, аймақтың климатына және т.б. байланысты
болады. Әлеуметтiк-экономикалық қарым-қатынастардың өзгеруiне, ғылым мен
техниканың дамуына қарай топырақтың құнарлығы да өзгередi. К. Маркс ол
туралы: «... құнарлылық топырақтың объективтi қасиетi болса да,
экономикалық тұрғыдан алғанда ол әрқашан белгiлi қатынасты, егiншiлiктiң,
химия мен механиканың дамуының осы кезеңдегi деңгейiне қатынасын көрсетеді
және сол даму деңгейiмен өзгеріп отырады» деп жазды
Топырақтың құнарлығын әлеуеттi (потенциалды немесе табиғи) және тиiмдi
құнарлылық деп екi түрге бөледі. Табиғи құнарлылық топырақтың құралу
факторларының әсерiмен табиғаттың өзі жасаған құнарлылық. Ол топырақтың
түрiне, механикалық құрамына, физикалық және химиялық қасиеттерiне,
қарашiрiктiң мөлшеріне және басқа жағдайларға байланысты болады. Табиғи
құнарлылықтың және тыңайған жерлерге тән болады.
Тиiмдi құнарлылық ауылшаруашылық өсімдіктерiнiң өсуi мен дамуына
қолайлы жағдай жасау үшiн топырақ өңдеу құралдарын пайдаланғанда байқалады.
Тиiмдi құнарлылық егiншi еңбегiнiң жемiсi. Ғылымның дамуымен бiрге өсіп
отыратын техникалық өрлеу мұндағы басты фактор болып табылады. Ғылым мен
техниканың өрлеуiне байланысты топырақтың тиiмдi құнарлылығы да өсіп
отырады.
Техникалық өрлеу әрекетiнiң арқасында топырақтың табиғи құнарлылығы мен
оның мәдени дамуының әсерiнен пайда болған құнарлылығын бiрiктiретiн
жасанды құнарлылық қалыптасады. Уақыт өте келе, жасанды құнарлылық
топырақтың сипаттайтын қасиетiне айналады, тек табиғаттың әсерiнен ғана
емес, адамның да әрекетiнiң нәтижесi болып табылатын топырақтың жаңа
деңгейдегi құнарлылығы пайда болады. Тиiмдi құнарлылығы жоғары топырақ
мәдени топырақ деп аталады.
Өндіріс процестерiнiң әсерiнен ол үнемi жақсарып отыруы мүмкiн. Бұл
топырақтың (жердiң) өндіріс құралы ретiнде өнеркәсіпте қолданылатын өндіріс
құралдарынан (машиналар, станоктар) айырмашылығы болып табылады.
Бiрақ, мәдени топырақ құралу процесiнiң бұл бағытта жүруi үшiн жемiс
алмастыру қағидасының және топырақ қорғау шараларының сақталуы керек.
Әйтпесе топырақтың қара шiрiгi азайып, құрылымдары бұзылады, қоректiк
заттардың қоры төмендеп, жел және су эрозиясының әсерiнен топырақтың
құнарлылығы жоғалады.
Солтүстiк Қазақстанның өңдеудегi топырақ құнарлығы және қарашiрiгiнiң
деңгейi үнемi төмендеуде. Жердi тек жазықкескiш құралдармен өңдегеннің
өзінде де органикалық заттардың қоры толмайды. Төрт танапты ауыспалы
егiстiң бiр айналымның өзінде ғана қарашiрiктiң мөлшері 0,2% кемидi.
В. Е. Егоров, Б. А. Доспехов, А. М. Лыков және т.б тұжырымдаулары
бойынша «қарқынды егiншiлiктегi құнарлылықтың кеңейтiлген ұдайы өндірісi
жалпы егiншiлiктiң кеңейтiлген ұдайы өндірісінің мiндеттi шарты болып
табылады».
Ғылыми-техникалық прогрестiң әсерiнен егiншiлiктiң қарқындылығы артқан
сайын топырақтағы органикалық заттардың маңызы өсе түседi. Оны әртүрлi
топырақ-климат аймақтарында жүргiзiлген ғылыми зерттеу жұмыстарының
нәтижелерiнен көруге болады. Азот мөлшерінiң артуынан болатын өсімдіктер
өнімділігінің жоғарылауы тек органикалық заттардың теңгерiмiндегi
толымсыздықты жойғанда ғана мүмкiн. Көміртегi теңгерiлiмiндегi оң
көрсеткіштiң маңызын басқа авторлар да атап көрсеткен. Сонымен қатар бiр
жылдық дақылдарды ауыстырмай немесе типi және механикалық құрамы әртүрлi
топырақтардағы ауыспалы егiстерде тыңайтқышсыз өсіру жыртылатын қабаттағы
органикалық заттардың үнемi кемуiне әкелiп соғатыны анықталған. Канада мен
АҚШ ғалымдары дәндi дақылдарды сүрi танаптарды өңдеудi пайдаланып өсіргенде
органикалық заттар мен нитратты азоттың едәуiр жоғалатынын атап көрсетеді.
Осыдан органикалық заттардың өнімсiз шығын болуын азайтудың жолдарын
iздестiрудiң маңыздылығы айқын байқалады.
Құнарлылықтың маңызды факторы саналатын қарашiрiктiң мөлшерін
тұрақтандыру және үдемелi өндіру егiншiлiктiң және экологиялық тепе-
теңдiктiң ең ауқымды проблемасы болып табылады. Канада ғалымдарының
дайындаған болжамы бойынша, дәндi-сүрi танапты жүйенi әрi қарай пайдалану
2000 жылға қарай көптеген топырақтарды қиын жағдайға ұшыратуы мүмкiн.
Б. Г. Розанов бұдан да үрейлi пiкiр айтады. Оның ойы бойынша, топырақ
құнарлылығының кеңейтiлген үдемелi өнімiн қамтамасыз етпей, оған жасалатын
әсердi әрi қарай қарқындату сөзсіз экологиялық, сонан кейiн әлеуметтiк-
экономикалық апатқа әкелiп соғады.
Топырақтың құнарлылығы тереңдеген сайын азайып отырады. А. Н.
Лебедянцев тiптi, қара топырақтарда да жоғарыдан төмен қарай оның
құнарлылығының азаятынын атап көрсетті. Ол топырақтың барлық қалыңдығын
жекелеген үш қабатқа бөлді; 0-5 см, 5-20 см және 20-50 см. Егер 40-50 см
қабаттың құнарлылығын бiрге тең деп алсақ, онда 0-5 см қабаттың құнарлылығы
4,5 см тең болады. Бұл жоғарғы қабатта қарашiрiктiң көп болуымен, жарық пен
кебудiң әсерiмен (20), физиологиялық белсендi заттар мен
микроорганизмдердiң болуымен (33), төменгi қабаттардың физикалық және
химиялық қасиеттерiнiң нашарлығымен түсiндiрiледi.
Топырақтың мәденилiгi. Топырақты мәдени түрге келтiру деп оның
құнарлылығы мен ауылшаруашылық дақылдарының өнімділігін арттыру үшiн
адамдардың бағытталған әрекетiнiң арқасында агрофизикалық, агрохимиялық,
биологиялық және агротехникалық қасиеттерiнiң өзгеруiн айтады. Топырақты
мәдени түрге келтiру шараларының әсерi шымды-күлгiн және сортаң
топырақтарда күштiрек байқалады.

Құнарлықтың элементтері және факторлары
Өсімдіктер өздерінің дамуы кезінде қоректік заттарды, суды, ауаны және
жылуды керек етеді. Мәдени өсімдіктердің осы мұқтаждарын қанағаттандыруға
қабілеті бар топырақты құнарлы топырақ деп атайды.
Құнарлылық – топырақтың ең басты әрі ең негізгі агрохимиялық қасиеті,
ол басқада бірқатар қасиеттеріне тығыз байланысты болады. Топырақ
құнарлылығын жақсартуға бағытталған шаралар үлкен комплексті келеді. Ол
көптеген жұмыстарды атқарудан тұрады, атап атқанда:
1) Топырақты дұрыс өңдеу системасын жүзеге асырудан;
2) Дұрыс ауыспалы егіс жүйесін енгізуден;
3) Органикалық және минералды тыңайтқыштарды дұрыс және тиімді қолдану
шараларынан;
4). Әртүрлі комплексті мелиорациялық жұмыстарды жүзеге асырудан тұрады.
Топырақ сапалығы, яғни бонитировкасы деген ұғым латынша bonita –
сапалығы деген сөзден шыққан. Топырақтың сапалығын бағалау дегеніміз –
топырақтың сапалығын потенциалды құнарлығын өнім беру қасиетін, табиғи және
мәдениеттелген фитоценоздармен салыстыру. Топырақтың бонитировкасы іс
жүзінде қолданылатын ауылшаруашылық ерекшеліктеріне қарап дәрежеленуі деп
қарастыруға болады. Бонитеттеудің:
1. Топырақтың табиғи қасиеттері (құнарлылығы) белгілі бір дақылдар
өнімімен сәйкестелінетін.
2. Топырақтың агроөндірістік топтарына қарап, дақылдардың өніміне
сәйкестіріп, баға берусияқты әдістері бар. Топырақ бонитетінің өлшемді
бағасы болады, оны балмен көрсетеді. Топырақтар 1- ден 100 ге дейінгі балл
болмаса, нашар, орташа, өте жақсы бағалар арқылы кластарға, (топтарға)
бөлінеді.
Топырақ құнарлылығын реттеу. Өсімдік шаруашылығының өнімділігін арттыру
үшін топырақ құнарлылығын міндетті түрде бағдарлау жолымен реттеу керек.
Интенсивті егіншіліктің негізгі мақсаты – топырақ құнарлылығын ұлғаймалы
ұдайы өндіріс арқылы арттыру. Сонымен қатар топырақ құнарлылығын
төмендетуге бағытталған қолайсыз жағдайларды, яғни эрозияны, қуаңшылықты,
гумус пен қоректік заттар қорының кемуін жою, топырақты мелиорациялауды
енгізу, қолайлы физика химиялық ортаны жасау, құнарлылықты және
ауылшаруашылық дақылдар өнімдерін арттыруға қолда бар барлық
мүмкіншіліктерді пайдалану керек.
Топырақтың агрофизикалық және физикалық-химиялық қасиеттері. Топырақ
көп фазалы жүйе. Топырақ қатты, сұйық, газ бөліктерінен тұрады. Бұлардың
арақатынасы әртүрлі топырақта ғана емес, тіпті, бір топырақ қабатының
өзінде де әртүрлі болады. Топырақтың жоғарғы қабатынан бастап, төменгі
қабатына қарай бірте – бірте органикалық заттар мен тірі организмдер азая
береді де, оның қатты бөлігінде минералдық заттар басым келеді.
Топырақтың қатты бөлігінің құрамы – органикалық заттарда, оның негізгі
бөлігі күрделі құрылымды қарашірік. Органикалық затта клетчатка, лигнин,
белок, қант, шайыр, май, т.б өсімдіктер мен жануарлар, микробтектес
қалдықтар қосындылары және солардың ыдырау процесінде пайда болған аралық
заттар болады.
Топырақтағы органикалық заттар ыдыраған кезінде олардағы азот өсімдікке
сіңімді түрге айналады.
Танаптың топырақ қабатында өсімдіктер мен басқа тірі жәндіктердің
қалдықтарын бактериялар мен қарашірікті құрайтын топырақ түйірлерінің
органикалық бөлігі түзеді. Топырақтың құнарлылығы ондағы қарашіріктің
азкөптігіне қарай бағаланады. Топырақтың тірі бөлігі топырақ
микроорганизмдерінен (бактериялар, саңырауқұлақтар, балдырлар),
омыртқасыздардың көптеген тобынан (қарапайымдар, жәндіктерден, құрттардан,
насекомдардан мен олардың личинкаларынан), топырақ арасында тіршілік ететін
омыртқалылар тобына жататындардан тұрады. Бұлардың қалдықтарының бір бөлігі
толық минералданатын болса, екінші бөлігі қайтадан топырақтың органикалық
жаңа түріне – қарашірікке айналады.
Өсімдіктер өсіп өну кезеңінде топырақта сумен бірге қоректік заттарды
алады да, ал олардың негізгі қоры осы қарашірік болып табылады.
Қарашіріктің негізгі қоры осы қарашірік болып табылады. Қарашіріктің
негізгі қасиеті – оның өз бойына суды жақсы сіңіргіштігі. Сондықтан
топырақтың физикалық қасиетін де жақсартады, яғни ол топырақ құрамындағы
түрлі минералды заттарды біріктіріп ұстап тұрады, қатты жаңбырдан кейін
топырақ бетінде қалың қабыршақ пайда болуы – топырақтың құнарсыздығынан,
ондағы қарашіріктің аздығынан болады. Топырақ қабатының жылу тәртібі
органикалық қалдықтардың шіруі мен жылудың бөлінуіне байланысты. Топырақ
қабатында пайда болған қарашірік оның өте ұсақ майда бөлшектерін өзара
біріктіреді, жабыстырады.

Егіншілікте пайдалану нәтижесінде топырақ құнарлығының өзгеруі және оны
қалпына келтіру жолдары
Егіншілік жүйесі бір аймаққа тікелей байланысты қалыптастырылады.
Ғылымға негізделген егіншіліктің интенсивті жүйесін жүргізуге топырақтың
пайда болуы мен топырақ құнарлылығының құралу заңдылығын игеріп, оны одан
әрі пайдалану шешуші шарттардың бірі. Әрине, егіншіліктің жалпы
заңдылықтарынан туындайтын агротехникалық әдістерді нақтылы аймаққа қарай
қолданған жөн. Өйткені біздің кең байтақ республикамыздың егістік алқаптары
әртүрлі аймақтарда – орманды, далалық, шөл, шөлейт, таулы, суамалы жерлерде
орналасқан, соған орай егіншілікті жүргізудің әдістері әрқилы.
Топырақ құрайтын табиғи процестің дамуымен топырақтың құнарлылығының
басқа да көрсеткіштері – физикалық, суға және ауаға байланысты қасиеттері
жақсарады.
Климаты, температурасы мен су тәртіптері қолайлы аймақтарда
өсімдіктердің, жер қыртысының үстіңгі қабатында микрофлоралар мен жан
жануарлар дүниесінің өркендеуіне қолайлы жағдай жасалынатыны белгілі. Бұл
әрине, топырақ құралуын жеделдетеді, топырақтың құнарлылығын арттыруға
мүмкіндік туғызады. Мұндай аймақтарда топырақтың өнімділігі мен биологиялық
қуаты арта түседі.
Топырақ құралу процесесін биологиялық процестер айқындайды. Биологиялық
процестер неғұрлым жедел жүрсе, топырақ құнарлығының да соғұрлым қарқынды
артатыны зерттеулерден белгілі. Сондықтан да егіншілік саласында топырақ
қабатын тиімді биологиялық процестердің белсенділігін көтеруге болады.
Мелиорациялық шаралардың ғылыми жүйесіне сүйене отырып, топырақты кез
келген климат жағдайында мәдени дақылдарды өсіруге қажетті су және ауа
режимімен қамтамасыз етуге толық мүмкіндік бар. Сондықтан табиғаттың өз күш
қорын, оның даму жолдарының заңдарын меңгеріп, ақылмен пайдаланса,
топырақтың құнарлылығы кемімей, қайта керісінше оның құнарлылығы да,
құрылымы да жақсара түседі.

Өзін -өзі тексеру сұрақтары:
1. Топырақтың құнарлығы дегеніміз не?
2. Құнарлықтың қандай қасиеттерін білесіз?

Дәріс 9
Топырақтың су-физикалық қаситеттері.
Топырақтағы ылғал түрлері.
Топырақтың су-физикалық және физикалық қасиеттері
Топырақтың физикалық қасиеттеріне оның құнарлылығын сипаттайтын маңызды
көрсеткіштер: топырақ құрылымы, су ауа режимі.; жылылық, меншікті және
көлемдік салмағы, сонымен қатар өндірістік құрылыс жол салуға топырақтың
қаттылығы, иленгіштігі, жабысқақтығы сияқты қасиеттері жатады.
Топырақ құрылымы. Топырақ үгілу нәтижесінен пайда болатындығы, әр түрлі
механикалық бөлшектерден тұратыны жайында жоғарыда айтылды. Осы механикалық
бөлшектер топырақ түзілу және оның әрі қарай даму процестерінде топырақ
шіріндісі, өсімдік тамырлары, топырақтағы жәндіктер әрекеттері арқылы бір-
біріне желімденіп, жабысып, әртүрлі топырақ түйіртпектерін – агрегаттарын
құрады. Топырақ құрылымы (структурасы) дегеніміз осы. Топырақ құрылымы –
оның су – ауа алмасуына, т.б. көптеген физикалық қасиеттеріне әсер етіп,
оның құнарлылығына өте үлкен септігін тигізеді. Топырақ құрылымы
төмендегідей болады:
1. Құрылымы жоқ, шан-тозаңды, борпылдақ;
2. Құрылымы майда түйіртпекті, мөлшері оқ дәрідей шамамен 0,5-1 мм;
3.Дәнді түйіртпекті, диаметрі 1-5 мм;
4.Жаңғақты құрылым, бөлшектері 5-10 мм;
5.Майда кесекті құрылым. 10 мм-ден ірі;
6. Ірі кесекті құрылым, топырақ бөлшектерінің көлемі бірнеше см-ге
жетеді.
Сонымен шамалы ылғалданбаған топырақтар өздері орналасқан табиғи
жағдайларына қарай осы жоғарыда айтылған құрылымдардың біреуіне ыңғайлана
бастайды. Игерілген жерлерде топырақ құрылымы адам әрекетіне, яғни өңделу,
қандай егістіктерге пайдалану жағдайларына тікелей байланысты. Топырақ
құнарлылығына, ондағы ылғал ауа режиміне майда-түйіртпекті, дәнді-
түйіртпекті құрылым жақсы әсер етеді. Топырақтардың мұндай құрылымдары
топырақ қара шіріндісіне бай, топырақ сіңіру кешені (комплексі) негізінен
кальций катионына қаныққан қара топырақ пен қара қоңыр топырақтарға тән. Ал
топырақ сіңіру кешені натрий катионына қаныққан сортаң топырақ қара
шіріндісі аз, құрғақ және шөлейтті топыраққа тән. Топырақ құрылымы оның
құнарлылығының бір шарты болғандықтан, игерілген жерлерде оны қолдан жасау
шаралары да қарастырылады. Мәселен, академик Р. В. Вильямс топырақ
құрылымын жақсарту үшін егіншіліктің шөптанапты жүйесін енгізді. Бұл әдіс
еліміздің көптеген жерлерінде қолдау тапты. Оның мәні былай: егісті
жерлерге шөптанапты емес, бір дақылды жылма-жыл егіп, оны өңдеген кездерде
топырақтың құрылымы бұзылып, егістік өнімі кемиді. Мұны болдырмас үшін
негізгі дақылды міндетті түрде шөптанапты егістіктермен ауыстырып,
кезектестіріп егу кажеттігін (мәселен, шөптанапты егістіктер үшін,
бұршақтұқымды дақыллар мен дәнді шөптерді араластырып егуді) ұсынды. Сонда
топырақтың әрі құрылымы жақсарып, оның құрамына азот көп жиналады.
Топырақ құнарына және ондағы болатын процестерге топырақтың құрылымы
мен оның физикалық қасиеттерінің әсері көп. Топырақтың үйлесімді су ауа
режимі де оның көп физикалық қасиеттеріне тікелей байланысты. Топырақта
қоректік заттар жеткілікті болғанымен, онда ауа немесе су тапшы болса,
өсімдіктердің нашар өсетіні, ал кейде тіршілігінің тіптен тежелетіні мәлім.
Топырақта ауаның және судың үйлесімді мөлшерде болуы оның кеуектілік
дәрежесімен анықталады. Ал кеуектілік топырақтың түріне қарай әртүрлі
болады. Адамдар топырақтың кеуектілігін жасау үшін оны қолдан өңдейді.
Топырақтың жыртылған, қопсыған қабатында жартысына дейін кеуектер болады
да, қалғаны топырақтың қатты бөлігінің үлесіне тиеді. Шымтезекті
топырақтарда кеуектілік одан да артық, ал құм топырақтарда 30-40%-дай
болады. Өсімдіктер тамырлары кеуекті топырақтарда жақсы өсіп, оңай
таралады.
Топырақтың кеуектілігі оның көлем салмағына, яғни тығыздығына және
топырақтың меншікті салмағына тікелей байланысты. Топырақтың көлем салмағы
деп оның табиғи күйіндегі ылғал мен ауаны коса есептегенде 1 см3 көлемдегі
салмағы грамм есебімен өлшенетін шаманы айтады. Ал топырақтың меншікті
салмағы, яғни оның қатты фазасының 1 м3 көлемдегі салмағы грамм есебімен
алынады. Топырақтың қатты фазасының салмағы сол көлемдегі су салмағының
қатынасымен салыстыру арқылы анықталады. Әдетте, топырақтар өздерінің
құрамына қарай, олардың көлем салмақтары 1-1,6 г/см3-ге дейін, ал меншікті
салмағы 2,4-2,8 г/см2 болып кездеседі. Міне осы мәліметтер арқылы
топырақтардың кеуектілігі (Р, %) де анықталады. Ол үшін төмендегі формула
қолданылады:

Р=(1- v/d)100,

мұндағы; v – көлемдік салмақ, г/см3; d – үлес салмақ, г/см3.
Топырақтың су өткізгіштігі де оның кеуектілігіне тікелей байланысты.
Құрылымы (структурасы) жақсы топырақтарға су оңай сіңіп, өсімдік
тамырларына тез жетеді. Мұндай топырақтарда сумен қатар жеткілікті мөлшерде
ауа да сақталады. Сондықтан да бұл топырақтарда судың булануы төмендейді
де, топырақ сіңірген ылғал ысырап болмай біраз уақытқа дейін дұрыс
сақталады.
Топырақтың суды өз денесіне сіңіріп, ұстап қалу қасиетін оның су
сыйымдылығы деп атайды. Әртүрлі топырақтың су сыйымдылығы әртүрлі болады.
Топырақтың су сыйымдылығына оның кеуектілігімен қатар механикалық
құрамы, топырақтағы қара шіріктің мөлшері де әсер етеді. Мысалы, қара
шірікке бай 100 грамм балшықты топырақ 50 грамдай суды бойына ұстаса, 100
грамм құмдақ топырақ не бары 5-25 грамм суды ғана ұстай алады. Ал
органикалық заттарға өте бай шымтезекті топырақтардың 100 грамы өзінен екі-
үш есе артық көлемдегі суды сіңіре алады.
Топырақтың дұрыс құрылымы бұзылып, кажетті кеуектілігі сақталмаған
жағдайда топырақ нығыздалып, ондағы қылтүтіктер бір-бірімен жалғасып,
топырақ ішіңдегі сулар осы қылтүтіктер арқылы тез буланып кетеді. Мұны
болдырмас үшін топырақты дер кезінде өңдеп тұру кажет. Ал суармалы жерлерде
топырақты суару шаралары қалай болса, солай жүргізілмей, мұнда оның су
сыйымдылығы, су өткізгіштігі, т.б. сияқты қасиеттері ескеріледі.
Топырақтың суды көтергіш қасиеті де оның механикалық құрамына тікелей
байланысты. Мәселен, құрамы ірі құмдақ топырақтар жерасты ыза суларынан
ылғалды не бары 50-60 см-ге ғана көтереді. Ал механикалық құрамы ауырлау
саз балшықты топырақтар өздерінің майда қылтүтіктері арқылы жерасты ыза
суларының ылғалын 3-3,5 метрге шейін көтере алады.
Топырақтағы ылғал режимі оған түсетін ылғалмен одан шығын болатын
ылғалдар мөлшерімен анықталады.
Түсетін ылғал: а) ауа ылғалы (жаңбыр, қар); ә) еріген қар суы; б) будан
түсетін ылғал; в) жерасты ыза суынан көтерілетін ылғал.
Шығын болатын ылғалдар: а) булану; ә) топыраққа сіңбей ағатын ылғалдар;
б) өсімдіктер арқылы буланып транспирацияланатын ылғалдар; в) өсімдіктердін
жапырақтары мен бұтақтарында қалатын ылғалдар. Түсетін ылғал мен шығын
ылғалдың арақатынасы әртүрлі топырақтардың ылғалдану коэффициентін
анықтайды.
Табиғаттың салқын-орманды, жылы-субтропикалы тропикалық зоналарында
түсетін ылғал мол, шығын аз болып топырақтарда шайылу ылғал режимі бой
көрсетеді. Ал орталық коңыр салқын зоналарда ылғалдану коэффициенті
шамамен, 1-ге тең, сулану мен булану тепе-теңге жуық. Табиғаттың басым
аймақтарында ауадан түсетін ылғал топырақтан шығын болатын ылғал
мүмкіндігіне қарағанда анағұрлым аз. Бұл аймақтарда (құрғақ дала, шөл-дала,
шөл) негізінен ылғалдың булану режимі өріс алады. Ал игерілген жерлерде
ылғал режимін адам өз мұқтаждығына ыңғайлап, кей жерлерді қолдан құрғату,
ал көп жерлерде су көздері табылған жағдайларда топырақтың ылғал режимін
суару арқылы өзгертеді.
Топырақтың жылулық режимі. Топырақтардың дамуы мен өсімдіктердің
тіршілігі үшін жылу керек. Топырақтың жылулық қасиеті де оның қажетті
қасиеттерінің бірі. Топырақ жылуы белгілі бір мөлшерге жеткен кезде ғана
онда өсімдіктер тамыры өсе бастайды. Жылу әсерінен микробиологиялық және
химиялық процестердің қарқыны өзгереді. Топырақ жылуды негізінен күн
сәулесінен, оған қоса топырақтың жоғарғы қабатынан, жердің ішкі қызған
қабаттарынан, сонымен бірге топырақтағы микробиологиялық процестерден, тірі
жәндіктердің тыныс алуынан, өсімдіктер мен жануарлар қалдықтарының
шіруінен, топырақтың құрамындағы кейбір заттардың өзара қосылысқа түсуінен,
су буларының суға айналуынан, судың булануынан алады. Сонымен топырақтағы
жылу режимі – жылудың күн сәулесінің топыраққа түсіп, оның қабаттарына
еніп, жоғарыдан төмен қозғалып, қайтадан ауаға оралу процесі.
Топырақтың жылулығы топырақтың температурасымен белгіленеді.
Температура тәуліктік, апталық, айлық, маусымдық және жылдық
көрсеткіштермен ажыратылады.
Топырақтың жылулық режиміне ауа райы, өсімдік, жер бедері, қар
жамылғысы, топырақтың механикалық құрамы, ылғалдылық пен түсі әсер етеді.
Әртүрлі топырақ күн сәулесінен әртүрлі қызады. Ашық түсті топырақтарға
қарағанда, қара шіріндіге бай қара топырақ пен қара қоныр топырақ анағұрлым
тез жылынады. Ал құмдақ топырақтарда балшықты топырақтарға қарағанда, тез
жылынады. Дегенмен, ол топырақтар тез арада суиды. Ылғал топырақтармен
салыстырғанда құрғақ топырақтар тез жылынады. Ылғал топырақтардың баяу
жылынатын себебі, ондағы суды жылытып, буландыру үшін көп жылу жұмсалады.
Құм топырақтар саз топырақтардан құрғақтау болғандықтан анағұрлым
тезірек жылынады. Топырақтың жылулығына оның орналасқан жері де әсер етеді.
Мысалы, оңтүстік баурайдағы топырақтар солтүстік жағымен салыстырғанда
жақсырақ жылынады.
Топыраққа берілген жылу оның бөлшектерімен, су және ауа арқылы төменгі
қабаттарға тарайды. Топырақтың қатты бөлшектері су, жылуды жақсы өткізеді.
Ал ауа жылуды нашар өткізеді.
Түнде топырақ бетінен бастап салқындайды, ал күндізгі жылу толқыны
тереңірек қабатқа өтеді. Жылудың толқындары осылайша күнбе-күн тереңірек
қабаттарға өтіп отырады. Топырақ бөлшектері жылудан біресе ұлғайып, біресе
суықтан кішірейіп отырады. Бұл олардың тез және толық үгілуіне көмектеседі.
Топырақтағы өсімдіктермен бірге тірі жәндіктердің дамуы үшін жылы топырақ
қолайлы.
Қыста топырақты қар басып, ондағы су қатқан кезде және жылу
толқындарының орнын суық толқындар басқанда топырақтағы тіршілік едәуір
бәсеңдейді.
Топырақтың жоғарғы сипатталған физикалық қасиеттерінен басқа кейбір
топырақтарға тән және оның құнарлылығына едәуір нұқсан келтіретін, мысалы,
топырақтардың сортаң немесе сорланған болып келетін жағдайлары болады.
Мұндай топырақтар оңтүстік және кейбір солтүстік зоналарда кездеседі. Ол
топырақтарды тиімді пайдалану үшін оларды алдын ала мелиорациялау қажет.
Топырақтың механикалық құрамын, әрқилы көлемдегі: ірі дәнді, ұсақ дәнді
бөліктері бойынша айырады. Ірі дәнді топырақтар: балшықты, балшықтылау,
шымтезекті (торф) болып бөлінеді.
Топырақтың механикалық құрамы физикалық қасиетіне, саңылаулығына, ауа
және су өткізгіштігіне, ылғалсыйымдылығына, жылу өткізгіштігіне әсер етеді.
Осы қасиеттерге топырақтың өнімділігі мен санитарлық күйі тікелей
байланысты.
Ірі дәнді топырақтар ауа мен су өткізгіштігі жақсы топырақтар болып
табылады. Олар құрғағырақ әрі санитарлық тұрғыдан қолайлы. Мұны бұндай
топырақтарда органикалық заттарды минералдау үшін қажетті оттегінің көп
болуымен түсіндіруге болады. Бұл ірі дәнді топырақтарда топырақтың сіңіру
қабілеті мен ондағы микроорганизмдердің тіршілік ету қасиетінен байланысты
топырақтың өздігінен тазару үрдісі жақсы өтетінінің дәлелі.
Ұсақ дәнді топырақтар төменгі дәрежеде сіңіргіштігімен сипатталады,
алайда, олар ылғалды жақсы сіңіреді. Мәселен, құмды топырақ өз бойында 15-
20%, балшықты топырақ 70%, ал шымтезекті 200-300% су ұстай алады.
Ылғалды топырақтар жоғары жылу сыйымды және жылу өткізгішті, олар нашар
қыздырылады, оларда органикалық заттар ыдырауы баяу өтеді. Ұсақ дәнді
топырақтардың капиллярлығы жоғары, бұл оларда салынатын құрылыс
орындарындағы ылғалдылық себебі бола алады. Осы ерекшілікті органикалық
тастандылар мен шайынды суларды залалсыздандыру телімдері мен фермалар салу
кезінде ескеру қажет.
Топырақ түрлі химиялық қосылыстарды, бұзылып ыдыраған органикалық
тастандылары, микроорганизмдерді сіңіріп, бойында ұстай алады.
Бұл қасиетінің үлкен санитарлық-гигиеналық маңызы бар. Оны топырақта
өтіп жатқан түрлі үрдістермен және құрамында балшық бөліктері мен
қарашіріктің орын алуымен түсіндіруге болады. Алайда, тастандылармен қатты
ластанған кезде топырақтың сіңіру қабілеті бұзылады.
Бұл жағдайда органикалық заттар минералданбайды, ал топырақ пен ауаны
сасық иісті шіру өнімдерімен (NH3, H2S, CH, индол) ластайды, топыраққа
түскен заттар мен микроорганизмдер одан атмосфералық жауын-шашындармен
жуылып, онымен қоса жер суларына келіп түседі.

Топырақ ылғалы
Топырақ қопсытылған су сыйымдылығы бар дене болғандықтан, оның
құрамында әр уақытта азды-көпті ылғал болады. Топырақ ылғалы – оның
құнарлылығының бір шарты. Ылғал топыраққа ауадан түскен жауын-шашын мен жер
бетіндегі судан және жер астының ыза суынан келеді. Топырақ ылғалы әр жерде
әрқилы. Бір жерлерде топырақтың ылғалдылығы мол болса, екінші жерлерде
тапшылау. Топырақта кездесетін ылғалдың өзі де өсімдіктерге сіңімділігі
әртүрлі болып келеді. Ылғалдың кейбір түрлері өсімдіктерге тіпті сіңбейді.
Жалпы топырақтағы ылғал төмендегідей бірнеше түрге бөлінеді.
Химиялық байланысқан су топырақ минералдарының құрамына еніп, өте тығыз
байланысқа түседі. Сондықтан топырақтағы биологиялық процестерге
қатыспайды.
Бу күйіндегі су топырақ кеуектерінде кездесетін судың жоғары
температурада булануынан пайда болады. Бу күйінде ол өсімдіктерге сіңбейді,
тек тамшыға айналғанда ғана оны өсімдіктер жақсы сіңіре алады.
Гигроскопиялық су топырақтың беткі қабаты арқылы сіңірілген молекула
күйінде болады. Ол өсімдіктерге пайдасыз. Топырақпен тығыз байланысқан бұл
суды тек 1000 астам температураға дейін қыздыру арқылы ғана түгел буға
айналдыруға болады.
Қылтүтік суы топырақ қылтүтіктерінде жоғары-төмен жылжи отырып,
өсімдіктер бойына оңай сіңеді.
Гравитациялық су өз салмағымен топырақтың жоғары бетінен төменгі
қабаттарына жылжиды. Өсімдіктерге оңай сіңеді. Бірақ өз салмағымен тез
жылжитындықтан, өсімдіктер оны көп пайдалана алмайды, ол су топырақ астына
жерасты ыза суының қорына қосылады.
Қатты күйіндегі судың қатарына мұз, қар жатады. Қатты күйінде
өсімдіктерге сіңімсіз, ал еріген кезде топыраққа сіңіп, өсімдіктер үшін
пайдаға асады. Табиғатта олардың көлемі негізінен суық аймақтарда,
Антарктида түгелдей, терістік мәңгі тоң тараған алқаптарда жыл бойы
кездессе, кей аймақтарда тек жылдың кыс айларында, ал кейбір аймақтарда
тіпті, жылдың қыс айларында да болмайды. Себебі әлемде қыс болмайтын жерлер
де кездеседі.
Жерасты ыза суы топырақтың, ал көбіне, топырақ түзуші тау жыныстарының
әртүрлі тереңдіктерінде әдетте, су өткізбейтін қабат үстіне жиналады.
Жерасты ыза суы көбіне, топырақ қабатынан көп тереңдікте жататындықтан
топыраққа және өсетін өсімдіктерге еш әсері тимейді. Ал керісінше, кей
жағдайларда, әдетте, ТМД елдерінің батыс және теріскейде түсетін
аудандарында, өзен бойлары мен сағаларында және суармалы егіс алқаптарында
топырақ астындағы ыза сулар жер бетіне жақын жатып топырақ түзуге,
өсімдіктер өміріне өте үлкен әсерін тигізеді. Мұндай жағдайда көбінесе,
шалғынды топырақтар кездеседі.
Топырақ суын абсолюттік таза су деп түсінбеуіміз керек. Бұл – құрамында
суға еріген әртүрлі заттары бар топырақ ерітінділері. Өсімдіктер барлық
қоректік заттарды тек осы ерітінділерді бойына сіңіру арқылы алады.
Сондықтан да топырақ суы – оның құнарлылығының негізгі шарттарынын бірі.
Академик Г. Н. Высоцкий топырақ суының өсімдіктер үшін маңызын айта келіп,
оны адам қанымсн салыстырған (Г. Н. Высоцкий 1962).

Топырақтың су қасиеттері
Топырақ суы топырақ қыртысындағы әртүрлi минералдық тұздарға бай болып
келеді. Топырақ суын ауыз су ретiнде, не шаруашылық мақсаттарға пайдалануға
болмайды. Топырақ суы – өсiмдiктер әлемінің негiзгi қорегi, өсiп жетуiне
қажеттi су көзi. Құм топырақтарда салмағының 4-10 пайызын, құмайт, құмды
саздардың 10-30 пайыздан, саз топырақтардың 25-30 пайыздан астамы топырақ
суы құрайды.
Топырақ суының мөлшерi ауа райына, жыл маусымдарына сәйкес өзгерiп
отырады. Топырақ ылғалдылығы өсiмдiктерге екi түрлі әсер етедi: бiрiншiден,
тамырдың өсуi мен тармақталуы топырақ ылғалдылығына байланысты; екiншiден,
өсiмдiктің ылғалды қабылдауы топырақтағы судың мөлшерiне де байланысты.
Топыраққа су жаңбыр, қар, бұршақ, не шық түрiнде түсiп отырады. Кейде ол
топырақтың беткi қабаттарына төменнен көтерiледi. Бұл жерастындағы су
немесе ыза суы топырақтың беткi қабатына таяу орналасқанда кездеседi.
Қандай топырақта болмасын азды көптi ылғал болатыны белгiлi. Топырақта
кездесетiн су түрлi құрамда болады, ол жыл мезгiлiне, ауа температурасының
өзгеруiне қарай түрлiше күйге ауысып отырады. Мысалы, топырақ кесектерiнің
арасындағы ауада кездесетiн су топырақ температурасы жоғары болса, көбiне
бу күйiнде болады, ал температура төмендесе, ол су тамшысына айналады.
Топырақта кездесетiн бу күйiндегi суды өсiмдiктер пайдалана алмайды, оны –
топырақтағы судың пайдасыз қоры деп атайды. Аталған су өсiмдiктерге тиiмдi
болу үшiн, топырақ түйiршiктерiнiң сыртын толығымен қапталдап мөлшерi
өскенде ғана, ол топырақ түйiршiктерiнiң аралықтарындағы қылтүтiкке енедi
де өсімдіктердің қоректік минимумынан қолайлы режимiн реттеуге көмектеседi.
Құбылыстар жиынтығы арқылы анықталатын топырақ ылғалының жиналуы, жылжуы,
жұмсалуы және оның физикалық жағдайын өзгерту топырақтың су режимi деп
аталады.
Топырақтың су тәртiбi – топырақтың құралуындағы ең маңызды фактордың
бiрi, ал оның құнарлығын арттыратын басты жағдайлардың бiрi болып саналады.
Топырақтың су тәртібінің мөлшер көрсеткiшi, яғни ылғалдың жиналуы мен
жұмсалуы жиынтығының барлық шамасын және белгiлi бiр кезең аралығында оның
қорының өзгеруін су тепе-теңдігі деп атайды. Су тепе теңдігінің көпжылдық
орташа мөлшерi, топырақтың су тәртiбiнiң түрлерін сипаттайды. Су –
табиғатта ең көп таралған, сонымен бiрге нағыз ерекше зат. Өсiмдiк
тiршiлігiне қажеттi су қорын негiзiнен топырақтан алады. Топырақ ылғалды
жинайтын, сақтайтын және өсімдіктерді барлық даму кезеңдерiнде ылғалмен
қамтамасыз ететiн орын болып табылады. Су өсiмдiкте өсетiн барлық тiршiлiк
процестерiне мiндеттi түрде қатысады. Көптеген өсімдіктердің клеткаларында
80-90 пайыз, ал тұқымдарында 10-15 пайыз су кездеседi. Өсiмдiк табиғатында
су айналымы да елеулi рөл атқарады. Топырақтағы судың мөлшерi оның
құнарлылық тиiмдiлiгiн анықтайтын судың технологиялық қасиетiне, химиялық,
физикалық-химиялық және микробиологиялық процестердiң қарқынды етуiне
байланысты. Топырақтағы судың түрлері. Топырақ ылғалы әртүрлi күйде болады.
Олардың барлығы бiрдей өсiмдiкке сіңе бермейдi. Жалпы топырақ суларын
мынадай түрлерге бөлуге болады.
Химиялық байланыс күйіндегі су. Су көбiнесе әртүрлі минерал
кристалдарымен байланысты болады. Бұл су заттың молекуласына гидроксил (ОН)
ион тобымен кiредi. Мысалы, Fe2O3+ НО=2Ее (ОН)3. Ол топырақтан 400-800 С
градуста ажыратылады, сондықтан топырақтағы биологиялық процестерге тiкелей
қатыса алады.
Гравитациялык су деп топырақтың түйірлерінің аралықтарын жайлап өз
салмағымен (гравитация аралық) көбiнесе, төмен қарай жылжитын суды айтамыз.
Мұны өсiмдiктер оңай сіңіре алады. Дегенмен, оның ағысы қылтүтік судан гөрi
шапшаңырақ болғандықтан, өсiмдiктердi ылғалмен қамтамасыз етуге тiкелей
қатыспайды. Қылтүтiк (капилляр) суы. Топырақ түйірлерінің iшiндегi су
барлық бағытта қозғалады. Соның iшiнде, топырақтың төменгi қабатынан жоғары
қарай түйiршiк қуыстарындағы сорғыштық (мениск) күштер арқылы ылғалданған
жерден құрғаққа қарай жылжиды. Сондықтан бұл судың өсiмдiктер үшiн маңызы
зор. Бұл суды өсiмдiктер оңай сіңіре алады. Жарғақты су. Топырақтың қатты
бөлшектерінің сыртын молекулалық тартылыс күшiмен, жарғақты қабат күйiнде
қоршап тұрады. Ол молекулалық тартылыс күшінің көмегiмен қалың жарғақтанған
күйiнен жұқа жарғағына қарай жылжиды. Топырақ түйiршiктерiне 6-10 мың
атмосфералық күшпен байланысып тұрғандықтан жарғақты суды өсiмдiктердiң
тамырлары сіңіре алмайды. Бұл өсiмдіктерге сіңбейтін күйiндегi су болып
табылады. Гигроскопиялық су – гигроскопиялық ылғал топырақ түйiршiктерiнің
бетiнде молекулалық тарту күшiмен будан жиналған су. Ол қозғалмайды,
өсiмдiкке пайдасыз. Ауыр және қарашірікке бай топырақтарда гигроскопиялық
су көп болады. Топырақтан оны ажырату үшін оны 105 градус ыстықта 5–6 сағат
кептiредi.
Қатты ылғал. Мұз төмен температурада (0° төмен ) пайда болады. Ал
жарғақты сулар – 78 градуста мұзға айналады. Топырақтың су қасиеттерi мен
ылғалдылығы. Топырақтың су қасиеттерiне су сыйымдылығы (топырақ өзінің
құрамындағы судың белгiлi бiр мөлшерiн ұстап, сақтап тұруы) жатады.
Топырақтың қабатындағы судың осы қасиеттерi түрлі физикалық күйiне және
оның түрлерiне тығыз байланысты. Топырақтың су сыйымдылық шегі – оның өз
бойына белгiлi мөлшерде суды сіңіріп ұстай алатын қасиетi. Ұсталған
(сақталған) су түрлеріне қарай топырақтың су түрлерінің бiрнеше түрлерiн
ажыратады. Ең көп немесе толық су сыйымдылық деп топырақтың табиғи
кеңістегі сумен толған жағдайын айтады. Ауылшаруашылық дақылдарының өсiп,
өнiп бере алатын топырақ ылғалдылығының шегi егiстiктiң далалық толық су
сыйымдылығының 50-ден 80 пайызға дейiнгi аралығында жатады. Дақылдардың
әрбiр түрлерi мен сорттарына, алынатын өнiмнің мөлшерiне қарай топырақтың
тиімді ылғалдылығы тәжiрибе арқылы белгiленедi. Мысалы, Орта Азияның сұр
топырағында өсетiн мақта дақылының суға деген қажеттілігі гүлденгенге
дейiнгi кезеңде топырақтың ылғалдылығы – 75 пайыз, гүлдеу және жемiс түзу
кезеңінде – 60 пайыз болған жағдайда қанағаттандырылады.
Топырақтың барлық қуыстары жаңбыр суымен және көктемде қар суымен
толады. Бұл өсiмдiкке зиян су топырақтағы барлық ауаны ығыстырады да,
өсімдіктердi тамырлары ауасыз тұншығады. Далалық су сыйымдылық шегі
топырақтың табиғи құрылымында бос су өз салмағымен топырақ қабатына сiңіп
кетедi. Осы жағдайда жерасты суы тереңде жатса, ал топырақ қабатындағы су
буға айналмайтын болса, топырақ бойында ұсталып қалатын су мөлшерiн далалық
су сыйымдылық шегi деп атайды. Капиллярлық су сыйымдылық шегi деп судың
топырақ түйiршiктерiнiң iшiнде ұсталып қалатын қабiлетiн айтады.
Капиллярлық су сыйымдылық шегi жерасты суының тереңдiк деңгейiне және
жоғарыдан келетiн табиғи су мөлшерiне байланысты. Мұндай сулар капилляр
түтiктерi арқылы жоғары көтерiледi және керiсiнше жоғарыдан төмен қарай
жылжиды. Соның нәтижесiнде өсімдіктердің әртүрлi тереңдікте орналасқан
тамырларына, кезiнде олардың өсiп дамуына елеулi әсер етедi. Сонымен
капиллярлық суды өсімдіктер пайдаланып, оның мөлшерiн азайтады да,
топырақта жарғақты су қалады. Бұл су қорының шегi немесе топырақтың ең аз
су сыйымдылық қасиеттi. Ауаның су буымен толық қанған кезiндегi топырақта
ұсталатын ең жоғары гигроскопиялық су мөлшерiн максималдық гигроскопиялық
дейдi.
Топырақ өзінің құрамындағы судың белгiлi бiр мөлшерiн ұстап тұра алады.
Оның бұл қабiлетiн су ұстаушылық күшi деп атайды. Бұл күш топырақтағы
коллоидтық бөлшектерінің гидратталуына байланысты. Судың бұл бөлiгi
коллоидтың байланысқан су немесе гигроскопиялық су деп аталады. Мұны
ылғалдың – пайдасыз қоры деп атайды. Кейiнiрек ылғалдың пайдасыз қоры
топырақтың екi еселенген максималдық гигроскопиялығына тең болатындығы
анықталды. Топырақта өсiмдiктер қабылдай алмайтын белгiлi бiр мөлшерi бар
кезде ақ олардың сола бастайтындығы байқалады. Бұл шама солу коэффициентi
деп аталған. Бұл ұғым ылғалдың пайдасыз қоры ұғымына ұқсас. Топырақ
коллоидтары өздерi байланыстырып тұрған гидроскопиялық суды атмосфераға
дейiнгi күшпен ұстап тұрады. Тамырдың сору күшi топырақтағы бұл суды соруға
жеткiлiксiз.
Топырақтың су өткізгіші деп оның жоғарыдан төмен қарай су өткiзу
қасиеттін айтады. Ол топырақтың түйiртпектігiне, механикалық құрамына,
органикалық қорына байланысты және мұның өзi сiңiру, ылғалдану мен өткiзу
кезеңдерiнен құралады. Суды жақсы өткiзгiш топырақтарға – құм, құмай, ең аз
су өткiзгiш топырақтарға – балшықтар жатады. Топырақтың су өткiзгiш
қабiлетi деп өзінің капиллярлары (түтiктерi) арқылы оның төменгi қабатынан
жоғары қабатына су көтергiштiгiн айтады. Бұл қасиет топырақтың
түйіртпектігіне, механикалық құрамына байланысты. Құмдар суды тез, бiрақ аз
биіктікке көтередi (тәулiгiне 30-60 см-ге дейiн ғана), балшықтар керiсiнше
суды баяу сорып, биiкке (3-4 м дейiн) көтередi. Капиллярлы суды көтеру
арқылы топырақ құрғақшылық аймақтарда өсімдіктерді өзінің төменгі
қабатындағы сумен қамтамасыз етiп тұрады. Ал шөлдi аймақтарда жақын жататын
ащы жер суларының буға айналуынан топырақ сортаңдана бастайды. Көптеген
ауылшаруашылық дақылдар кұрғақ заттарды құрау үшiн судың орасан көп
мөлшерiн жұмсайды. Мәселен, бидай өсiмдiгi, өзінің жер бетiндегi массасымен
салыстырғанда тәулiк бойында шамамен, 1,3-1,5 есе артық суды жұмсайды және
сіңірілген 90-95 пайыз құрғақ заттың пайда болуы үшiн (транспирация)
жұмсалады. Өсімдіктерде бір грамм құрғақ заттардың пайда болуы үшiн
жұмсалатын судың үлгiлiк мәнi бірнеше дақылдар үшiн мынадай: жоңышқа – 858,
сұлы –636, мал азықтық бұршақ – 372, тары – 287. Бұл көрсеткіштер өсімдік
өсетiн топырақ климат және басқа жағдайларға байланысты едәуiр ауытқып
отырады.
Өсімдіктер транспирация жолымен өте көп мөлшерде су жұмсайды. Өсiмдiк
бойына сiңірген 1000 г судың небары 1-2 грамын ғана пайдаланады, судың 998
грамы өсiмдiк арқылы өзгермей өтедi. Топыраққа тыңайтқыштарды, әсiресе,
фосфор тыңайтқышын енгiзуі, су, ауа режимiн ретке келтiруi арқылы және
басқа шаралардың көмегiмен, өсімдіктердің қоректену жағдайын жақсарта
отырып, 1 грамм құрғақ заттың пайда болуы үшін жұмсалатын су шамасын
азайтуға болады. Алайда, құрғақ заттың пайда болуы үшiн жұмсалатын судың
азайғанына қарамай, тыңайтылған жердің бiр гектарға жұмсалатын жалпы
ылғалдық қоры ұлғаяды, өйткенi оның өнiмi өседi. Мұндай жағдайда ылғал
мейлінше, тиімді пайдаланылады.

Топырақтағы ылғал түрлері
Топырақ қопсытылған су сиымдылығы бар дене болғандықтан оның құрамында
азды көпті ылғал болады. Топырақ ылғалы – оның құнарлылығының бір шарты.
Ылғал топыраққа ауадан түскен жауын-шашынмен жер бетіндегі судан және
жерастының ыза суынан келеді. Топырақ ылғалы әр жерде әртүрлі. Бір жерлерде
топырақтың ылғалдылығы мол болса, екінші жерлерде тапшылау. Топырақта
кездесетін ылғалдың өзінің де өсімдіктерге сіңімділігі әртүрлі болып
келеді. Жалпы ылғалдың бірнеше түрі бар:
1. Химиялық байланысқан су топырақ минералдарының құрамына еніп, өте
тығыз байланысқа түседі. Сондықтан топырақ биологиялық процесстерге
қатыспайды.
2. Бу күйіндегі су топырақ кеуектерінде кездесетін судың жоғары
температурада булануынан пайда болады. Бұл күйінде ол өсімдікке сіңбейді,
тек тамшыға айналдырған оны өсімдіктер жақсы сіңіре алады.
3. Гидроскопиялық су – топырақтың беткі қабаты арқылы сіңірілген
молекула күйінде болады. Ол өсімдіктерге пайдасыз.
4. Қылтүтік суы топырақ түтіктерінде жоғары төмен жылжи отырып,
өсімдіктер бойына оңай сіңеді.
5. Гравитациялық суға - өз салмағымен топырақтың жоғары бетінен төменгі
қабаттарына жылжиды. Өсімдіктерге оңай сіңеді.
6. Қатты күйіндегі су – мұз, қар жатады. Қатты күйіндегі су
өсімдіктерге сіңімсіз, ал еріген кезде топыраққа сіңіп, өсімдіктер үшін
пайдаға асады.
7. Жер асты ыза суы топырақтың ол көбіне топырақ түзуші тау
жыныстарының әртүрлі тереңдіктерінде әдетте, су өткізбейтін қабат үстінде
жиналады.
Топырақтың су қасиеттері мен ылғалдылығы. Топырақтың су қасиеттеріне су
сиымдылығы (топырақ өзінің құрамындағы судың белгілі бір мөлшерін ұстап,
сақтап тұруы) жатады. Оның бүкіл қабілеті топырақтың су ұстаушылық күші деп
аталады, су өткізгіштігіне, суды жоғары көтергіштігі, гигроскопиялығы және
буланғыштығы жатады.
Топырақтың су сыйымдылық шегі – оның өз бойына белгі мөлшерде суды
сіңіріп ұстай алатын қасиет. Ұсталған (сақталған) су түрлеріне қарай
топырақтың су сыйымдылығының бірнеше түрін ажыратады. Ең көп немесе толық
су сыйымдылық деп топырақтың табиғи кеңістегі сумен толған жағдайын айтады.
Далалық су сыйымдылық шегі – топырақтың табиғи құрылымында бос су өз
салмағымен топырақ қабатына сіңіп кетеді. Осы жағдайда жерасты суы тереңде
жатса, ал топырақ қабатындағы су буға айналмайтын болса, топырақ бойында
ұсталып қалатын су мөлшерін далалық су сыйымдылық шегі деп атайды.
Каппилярлық су сыйымдылық шегі деп судың топырақ түйіршіктерінің ішінде
ұсталып қалатын қабілетін айтады. Капиллярлық су сыйымдылық шегі жер асты
суының тереңдік деңгейіне және жоғарыдан келетін табиғи су мөлшеріне
байланысты. Мұндай сулар капилляр түтіктері арқылы жоғары көтеріледі және
керісінше, жоғарыдан төмен қарай жылжиды. Соның нәтижесінде өсімдіктердің
әртүрлі тереңдікте орналасқан тамырларына, кезінде олардың өсіп дамуына
елеулі әсер етеді.
Топырақтың су өткізгіштігі деп оның жоғарыдан төмен қарай су өткізу
қасиетін айтады.
Топырақ ауасы. Топырақта судан басқа, өсімдік тамырларының тыныс алуы
мен бактериялардың тіршілігі үшін ауа да қажет. Топырақта неғұрлым ылғал
көп болса, соғұрлым ауа аз болады және керісінше. Бұл ауа мөлшері
топырақтың ылғалдығына, тығыздығына, өңдеу жағдайларына, механикалық
құрамына, өсіп өніп тұрған өсімдіктерге, т.б. жағдайларға байланысты.
Егістіктер егілетін, өңделген топырақтарда ауаның мөлшері 30 – 40 % -ға
тең. Мұның біраз бөлігі топырақ бөлшектеріне сіңеді, оны сіңген ауа деп
атайды.
Ал ауаның қалған мол бөлігі топырақ кеуектерінің арасында болады.

Топырақ су режимі және оның экологиялық маңызы
Су режимi деп топыраққа судың енуiнiң барлық құбылыстарының жиынтығын,
оның топырақтан шығынын және физикалық күйiнiң (жағдайының) өзгеруiн
айтады. Топырақтың су режимiнiң сандық көрінісі, яғни ылғалдың кiрiсi мен
шығынының барлық мөлшерлерінiң жиынтығы, белгiлi бiр уақыт аралығындағы
оның қорының өзгеруi су теңгерiмiн бередi. Көп жылдық орташа су теңгерiмi
топырақтың су режимiнiң сандық сипатын көрсетеді. Солтүстiк Қазақстанның
топырақтарына шайылмайтын су режимi тән.
Су – өсімдік тiршiлiгiнiң маңызды факторы. Өсімдік өз тiршiлiгiне
керектi судың негiзгi бөлігін топырақтан алады. Топырақ ылғалды сыйғызатын,
сақтайтын орын болып табылады және өсімдік тiршiлiгiнiң барлық кезеңдерiнде
оны ылғалмен қамтамасыз етуге мүмкiндiгi бар.
Су өсімдік тiршiлiгiнiң барлық процестерiне дерлiк қатысады. өсімдіктiң
жекелеген мүшелерiндегi судың мөлшері 70-95%-ға дейiн жетедi. Су өсімдіктi
қоршаған ортамен байланыстыратын буындардың бiрi болып табылады. Сонымен
қатар судың табиғаттағы айналымында өсімдіктер де маңызды рөл атқарады.
Топырақтағы судың мөлшеріне оның тиiмдi құнарлылығын анықтайтын
технологиялық қасиеттерi, химиялық, физикалық-химиялық және
микробиологиялық процестердiң қарқындылығы байланысты болады.
Ауыл шарушылығы дақылдарының көпшiлiгi құрғақ зат құрау үшiн судың өте
көп мөлшерін жұмсайды. Мысалы, бидай өсімдігі тәулiгiне өзінiң топырақ
бетiндегi бөлігінiң массасынан шамамен, 1,3-1,5 есе артық су жұмсайды және
сiңiрiлген судың 90-95%-ы транспирацияға кетедi.
И. Г. Мушкиннiң деректерi бойынша кейбiр дақылдар үшiн транспирация
коэффициентiнiң (ТК) орташа мөлшерлері төмендегiдей: жоңышқа – 858, сұлы –
635, мал азықтық бұршақ – 578, мақта – 562, арпа – 521, бидай – 505, жүгерi
– 372, тары – 87, шай жүгерi – 271. Транспирация коэффициентiнiң бұл
көрсеткіштерi топырақ, климат және өсімдіктердің өсіп-дамуының басқа
жағдайларына байланысты өзгеріп отырады.
Транспирация коэффициентiн тыңайтқыштарды, әсiресе фосфор
тыңайтқыштарын пайдалану, су-ауа режимдерiн реттеу және басқа шараларды
жүргiзiп, өсімдіктердің қоректену жағдайларын жақсарту арқылы төмендетуге
болады. Бiрақ, тыңайтқыш пайдаланған жағдайда ТК төмендегенiмен, өнім
көбейетiндiктен жалпы су пайдалану артады, алайда ылғал тиiмдiрек
пайдаланылады. Егер жаздық бидайдың транспирациялық коэффициентiнiң орташа
мөлшерін 500-ге тең деп алсақ, онда 20 ц/га дән мен 30 ц сабан мен тамыр
(құрғақ массаның жалпы өнімi 50 ц/га) алуға 2500 м3 су немесе 250 мм су
қабаты керек болады.
Өкінішке орай, бұған қарап, 250 мм жауын шашын гектарынан 20 ц астық
алуға жеткiлiктi деуге болмайды; жауын-шашынның кезеңдерде бiркелкi
болмауы; судың ағып кетуi, топырақтан буланып ұшуы, арамшөптердің
пайдалануы және басқа шығындар түскен ылғалдың 50% ға дейiн жетуi мүмкiн,
сондықтан жылдық жауын-шашынның мөлшері 400 мм ден аспайтын далалық
жағдайда жаздық бидайдан тұрақты жоғары өнім алу үшiн көп күш және еңбек
жұмсау керек. Ауылшаруашылық дақылдарының өсіп-дамуының кез келген
кезеңiндегi судың жетiспеуi өнімдерінiң төмендеуіне әкелiп соғады.
Дегенмен, өсімдіктердің репродуктивтiк органдары құрылатын кезеңдегi судың
тапшылығы бәрiнен де қатты әсер етедi. Өсімдік дамуының нақ осы кезеңiнде
топырақта жылжымалы ылғал қоры жеткiлiктi болуы керек. С. С. Сдобниковтың
деректерi бойынша, мамырдың соңғы онкүндiгiндігi мен маусымның алғашқы
онкүндiгiндегi жауынның әрбiр қосымша 10 мм ылғалы Целиноград облысы
Атбасар ауданында өнімді гектарына 2-3 ц-ге арттырады.
Бiр гектар жердегi өсімдіктер пайдалы өнімінің оған жұмсалған ылғалға
қатынасы жалпы су пайдалану (ЖСП) және су пайдалану коэффициентi (СПК)
арқылы сипатталады. Олар 1 т өнім құрауға жұмсалған судың мөлшерін (м3
немесе мм) көрсетеді. И. Г. Мушкиннiң деректерi бойынша, бидайдың СПК-1350
м3, жүгерiнiкi – 790, картоптiкi – 360, қант қызылшасынiкi – 1450.
Көптеген ауылшаруашылық аймақтарында топырақтың ылғалдылығы қар
кеткеннен кейiн (бiрiншi көктемдегi ең жоғары мөлшері) тез төмендей
бастайды және тек қыркүйекте (екiншi, күзгi ең жоғары мөлшері) бiршама
көтерiледi. Өсімдіктердің суды қажетсiнуi көктемнен бастап, бiрте-бiрте
өседі де, топырақта ылғал ең аз болатын кезеңде өзінiң ең жоғары шегiне
жетедi. Сондықтан өсімдіктер үшiн қиын-қыстау кезеңде судың тапшылығы пайда
болады және ол танаптың өнімділігіне шешушi әсерiн тигiзедi.
Бидай масақтануға дейiнгi 15 күнгi және масақтанудан кейiнгi 10 күнгi
ылғалдың тапшылығына өте сезiмтал келедi.
Топырақ ылғалдылығының тәулiктiк өзгеруiне оның iшiндегi шықтың әсерi
шамалы және тек өте қолайлы жағдайларда ғана пайдалы болуы мүмкiн.
Далалық аймақтар үшiн оны кезiнде А. А. Измайльский атап көрсеткен
болатын. Көктемде ылғалдың тәулiктiк шығыны 2-3 мм, кейде одан да көп
болады. Бұл оны сақтаудың арнайы шараларын қолданудың керектiгiн көрсетеді.
Топырақтағы ылғал өзінiң қасиеттерi бойынша бiрыңғай емес.
Агрономиялық тұрғыдан алғанда, ылғалдылық мөлшерінiң топырақ ылғалының
жылжу мүмкiндiгi мен өсімдіктерге сiңiмдiлiгi шұғыл өзгеретiн деңгейi өте
маңызды болып табылады.

14-кесте
Жаздық қатты Харьков 46 бидайының су пайдалануы
(В. А. Кумаков, 24)

| Даму кезеңдерi |Су шығыны, мм/тәулiк |
| Тұқым себу – түптену |1,22 |
|Түптену – түтiктену |3,69 |
|Түтiктену – масақтану |6,45 |
|Масақтану – дәннiң толысуының басы |6,62 |
|Дәннiң толысуының басы – балауызданып пiсу |5,73 |
|Балауызданып пiсу – толық пiсу |2,95 |

Механикалық құрамы және қарашiрiк мөлшері әртүрлi топырақтарда бұл
көрсеткіштер топырақ ылғалының әртүрлi деңгейiне сәйкес келедi.
Топырақтың ылғалдығы деңгейiнен өткенде қасиеттерiн өзгертетiн түйiндiк
нүктелердi (кейбiр авторлардың пiкiрi бойынша-аралықтарды)
агрогидрологиялық тұрақты шама (немесе, топырақ-гидрологиялық тұрақты шама,
су-физикалық тұрақты шама) деп атайды.
Қазақстанның егiншiлiк аймақтарының негiзгi бөліктерi үшiн: солу
ылғалдығы (ТС), капиллярлық байланыстың үзiлу ылғалдылығы (КБҮ) және ең
төменгi ылғал сыйымдылығы (ЕТС) тұрақты шамалардың маңызы зор сияқты. Мұны
өсімдіктердің өсіп-даму кезеңiнде танаптардағы топырақ ылғалының
өзгерiстерi негiзiнен ТС мен ЕТС аралығында жүретiндiгiмен түсiндiруге
болады.
Топырақ ылғалының басқа түрлерi туралы жан-жақты деректердi топырақтану
пәнiнiң оқулықтарынан және А. А. Роденiң "топырақ ылғалы туралы iлiмнiң
негiздерi" атты монографиясынан алуға болады.
Топырақтың құрғақ салмағына пайызбен немесе ылғал қабатына миллиметр
есебiмен берiлген тұрақты солу ылғалдылығы өсімдіктiң ала алмайтын судың
шамасын көрсетеді. Бұл ылғалды топырақ бөлшектерi едәуiр күшпен ұстап
тұрады. Ауылшаруашылық өсімдіктерiнiң көпшiлiгi үшiн ТС топырақтың су ұстау
күшi 15 атмосфера шамасында болғанда басталады. Тұрақты солу ылғалдығында
өсімдіктер толық солады және олардың тiршiлiгi ауаның салыстырмалы
ылғалдылығы 100% жақындағанда да қайта қалпына келмейдi.
А. Г. Дояренко 1940 жылдың өзінде де бидайдың сору күшi жоғары
сорттарын пайдалануды ұсынған болатын. Мысалы, оның деректерi бойынша,
Сарруба сорты тұқымдарының сору күшi 23-24 атмосфераға тең, яғни топырақтың
су ұстау күшiнен 7-8 атмосфера артық. Демек, сору күшi жоғары бидайларды
пайдалану арқылы топырақтың өсімдіктер ала алмайтын ылғал қорын бiрталай
азайтуға және құрғақшылықта өнімнің ылғалмен қамтамасыз етiлуiн жақсартуға
болады.
Бiздiң зертханалық тәжiрибелерiмiз Саратов 29 сортының тұқымдарының
сору күшi Пиротрикс 28 және Харьков 46 сорттарына қарағанда, жоғары екенiн
көрсетті. Ерiтiндiнiң су ұстағыш күшi 26,1 атм, болғанда Саратов 29
тұқымдарының 44,6% ы өнсе, Пиротриксте 28-32,6% өнген, ал Харьковте 46 да
өнген тұқым болмаған.
Өсімдіктердің топырақтағы суды алу мүмкiндiгi тек олардың тұқымдары мен
тамырларының сору күшiне ғана емес, топырақтың механикалық құрамына да
байланысты болады. Мәдени өсімдіктер механикалық құрамы ауыр топырақ
құрғақшылыққа жеңiл топыраққа қарағанда төзімдiрек келедi. Ауыр
топырақтарда су ұстағыш күштiң бiрдей жағдайында жеңiл топырақтарға
қарағанда ылғал көп болады. Сондықтан механикалық құрамы ауыр топырақтарда
көктемгі ылғал қорының маңызы жеңiл топырақтарға қарағанда жоғары.
Құрғақ топырақтың салмағына пайызбен немесе су қабатына миллиметр
есебiмен алынған ең төменгi ылғал сыйымдылығы деп, бiртектi топырақ
қабатында салмақ күшiнiң әсерiне қарсы ұсталынып тұрылуы мүмкiн болатын ең
көп мөлшердегi қалқыған суды айтамыз. Басқаша айтқанда, ЕТС судың төменгi
қабаттарға еркiн ағу мүмкiндiгi бар жағдайдағы топырақта ұсталуы мүмкiн ең
көп мөлшерін көрсетеді. Ең төменгi ылғал сыйымдылығы жағдайында топырақтың
ылғалдылығының мөлшеріне топырақ қабатының сулану тереңдiгi әсер етпейтiнi
анықталды. ЕТС тепе-теңдiк ылғалдылыққа жатады және топырақтың су ұстайтын
қабiлетiн сипаттайды.
Ең төменгi ылғал сыйымдылығы жағдайындағы топырақтың бiр метр
қабатындағы пайдалы ылғал қоры ауыр саздақ топырақтарда жобамен 200 мм,
құмдақ топырақтарда 120 мм болады (15-кесте).

15-кесте
Топырақтың ең төменгi ылғал сыйымдылығы жағдайындағы пайдалы ылғал
қоры,мм (А. Д. Карбышева,21)

|Топырақтың түрi және |Қабаттардағы пайдалы ылғал мөлшері |
|механикалық құрамы | |
| |0-20 см |0-50 см | 50-100 см | 0-100 см |
|Қара топырақтар | | | | |
|Сазды |40 |98 | 79 |177 |
|Ауыр саздақ |47 |100 |92 |192 |
|Орта саздақ |46 |107 |91 |198 |
|Жеңiл саздақ |43 |91 |80 |171 |
| Күңгiрт қара-қоңыр | | | | |
|топырақтар | | | | |
|Ауыр саздақ |38 |95 |90 |185 |
|Орта саздақ |35 |102 |86 |188 |
|Жеңiл саздақ |37 |89 |83 |172 |
|Құмдақ |26 |60 |57 |117 |

Топырақтың ЕТС жағдайындағы су ұстағыш күшi 0,5 атмосфераға тең. Онда
ылғал бiртұтастылығымен сипатталынады, жеңiл жылжиды және өсімдіктер оларды
оңай пайдалана алады.
Бiртұтастық топырақтың ылғалы ЕТС тең болғанда ғана емес, одан төмен
жағдайларда да кездеседi. Бiрақ ол ылғалдылықтың тек белгiлi бiр мөлшеріне,
қалқыған судың жылжуы оның булануынан (немесе өсімдіктердің тамырларының
соруынан), шұғыл баяулайтын деңгейiне дейiн байқалады. Бұл құбылысты
анықтаған М. М. Абрамова осындай ылғалдылықты капиллярлық байланыстың үзiлу
ылғалдылығы (КБҮ) деп атауды ұсынды. Оның аты көрсеткендей, ылғалдылықтың
осы мөлшерінен бастап, топырақтың ылғалданған қабаттарын жоғарыдан төменге
дейiн шырмаған су толған қуыстар жүйесi болмайды.
Сөйтіп, ең төменгi ылғал сыйымдылығы, капиллярлық байланыстар түзiлу
ылғалдылығы және тұрақты солу ылғалдылығымен топырақтағы ылғалдың жылжуы
және олардың өсімдіктерге пайдалану мүмкiндiгi өзгерiске ұшырайтын деңгейiн
көрсетеді.
ТМД елдерiнiң негiзгi ауылшаруашылық аймақтарында топырақтың су
режимiнiң үш: тұрақты шайылатын түрi (ылғалдылығы мол аймақтарда), оқтын-
оқтын шайылатын түрi (ылғалдығы тұрақсыз аймақтарда) және шайылмайтын түрi
(ылғалдылығы жеткiлiксiз аймақтарда) кездеседi. Ылғалдылығы бойынша
аймақтарға бөлудiң белгiсi ретiнде жыл бойында түсетiн жауын-шашын
мөлшерінiң ашық су бетiнен булануға қатынасы алынған. Тұрақты шайылатын су
режимi жылдық жауын-шашын мөлшері буланудан артық аймақтарға тән. Су
топырақтың барлық қабаттарын шайып өтiп, жер асты суларына дейiн жетедi.
Оқтын-оқтын шайылатын су режимi атмосферадан түсетiн ылғалдың көп
жылдық орташа мөлшері шамамен буланудың көп жылдық мөлшеріне тең аймақтарға
тән болады. Дегенмен, кей жылдары атмосфералық ылғалдың жиынтығы буланудың
мөлшерінен көп не аз болуы мүмкiн. Жерасты сулары негiзiнен тамырлар
тарайтын қабаттан төмен орналасады. Шайылмайтын су режимi жылдық жауын-
шашын мөлшері буланудың мөлшерінен аз аймақтарға тән болады. Топырақта
әрқашан күзге қарай ылғал тапшылығы пайда болады (яғни ЕТС жағдайындағы
пайдалы ылғал қоры мен оның нақты мөлшерінiң арасындағы айырмашылық).
Көктемде қар суы 1,0-1,5 м тереңдiкке дейiн ғана ылғалдандырады, одан
төменгi қабаттың ылғалдылығы ТС тақау деңгейде қалады. Жерасты сулары
бiрнеше метр тереңдiкте орналасады. Мұнан басқа, су режимiнiң бусану, тоң
қабаттық және ирригациялық түрлерi кездеседi. Олар арнайы әдебиеттерде
талқыланады.
Ылғалдылығы мол аймақтарда су режимiн реттеудiң басты мiндетi артық
суды кетiру және топырақты артық ылғалданудан қорғау (баурай бойымен немесе
баурайға бұрыштап тар қашарды (загонды) жырту, ашық және жабық кәрiздер
(дренаждар) жасау керек. Ылғалдылығы тұрақсыз және жеткiлiксiз аймақтардағы
жердiң бiр бөліктерiнде су режимiн реттеудiң негiзгi тәсiлi оны суару болып
табылады.
Суарылмайтын егiншiлiкте су режимiн реттеу: қыста қарды жинау және
көктемде қар суын ұстау, топырақтағы су қорын сақтау және тиiмдi пайдалану
сияқты үш кезеңнен тұрады.
Астықты аймақтарда жаздық және күздiк бидайларды себуге жиi
пайдаланылатын сүрi танаптар ылғал жинаудың тиiмдi тәсiлi болып табылады.
Сұр танап сенiмдi өнімнің, әсiресе, құрғақшылық жылдары, көзі болады.
Бұрынғы жылдары Солтүстiк Қазақстанда, Батыс Сiбiрде және Алтай өлкесiнде
сүр танаптардың көлемін азайту өнімнің азаюына әкелiп соққан. Осы
аймақтарда 1966-1977 жылдары сүр танаптардың үлесiн арттыру 100 га
жыртылған жерге шаққандағы өндiрiлген астықты 178-216 %-ын көбейтуге
мүмкiндiк берген. Бiрақ, сүрi танаптың ылғал жинау мүмкiншiлiгi әлi
жеткiлiксiз. Солтүстiк Қазақстандағы сүр танапқа 21 айда 518 мм ылғал
түседi, оның тек 123 мм немесе 24%-ы ғана топыраққа сiңедi. Екiншi қыстың
ылғалының бар болғаны 5% ғана топырақтың пайдалы ылғал қорын толықтырады.
Канада мен АҚШ астықты аудандары бойынша деректер осыған ұқсас келедi, онда
ылғалдың сүрi танапта сiңiрiлу 19-24%, ал екiншi қыста-9% құрайды.
В. Пелтонның деректерi бойынша, Солтүстiк Қазақстан жағдайымен ұқсас
Саскачеван провинциясындағы (Канада) орман жолақтары елеулi тиiмдiлiк
көрсете алмайды және кеңiнен пайдалануға ұсынылмайды. Орман жолақтарының
астындағы жерлердi есептегенде қосымша өнім 0,47 ц/га болған. Негiзгi
себебi – аңыз сабақтарына қарағанда, қардың бiркелкi түспеуi болып
табылады. Қардың бiркелкi түспеуiн, кей жағдайларда пайдалы әсерiнiң
болмауын өзімiздiң зерттеушiлер де атап көрсетеді (8,13,38,44). Мәселен, П.
С. Денисов Құлынды даласында ықтырмалы сүрi танаптың жел өткізетін орман
жолағынан кез келген қашықтықта бидай 12,8-14,6 ц/га өнім берсе, ықтырмасыз
сүрi танапта орман жолағынан әртүрлi қашықтықта өнімділік 9,1-5,4 ц/га ғана
болғанын хабарлаған. Жазда желден қорғауды, қыста қар ұстауды қамтамасыз
ететiн күнбағыс ықтырмалары тек сүр танапта ғана емес, ауыспалы егiстiң
басқа танаптарында да қолданылуы мүмкiн.
Қары аз, желi қатты аудандарда әр шаршы метр жерде биiктiгi 18-20 см
200-250 дана аңыз сабағын қалдыру өте тиiмдi болады. Бұл бүкiл танапта
бiрiншi тұрақты қардан кейiн аңыз сабағы биiктiгiндей бiркелкi қар жинауға
мүмкiндiк бередi, ал аңыз сабағы жоқ (соқамен жыртылған) танаптарда ол
желмен ұшып кетедi. Қардың еру кезеңiнде бұл артықшылық сақталады. Аңызды
танаптарда СВУ-2,6; СВШ-10 қар жыртқыштарымен аралығын 4-5 м етiп, қар
атжалдарын тұрғызу қардың жиналуын арттыра түседi және көктемгі қар суы
топырақтағы ылғалдың тапшылығын жоюды қамтамасыз етедi.
А. И. Шульгин қар мелиорациясының мына қағидаларын ұстануды ұсынады:
1. Қардың қалыңдығы мелиорация обьектiсiне байланысты анықталынуы
керек.
2. Қарды тоқтатуды мүмкiндiгiнше ерте, бiрiншi түскен қардан бастаған
дұрыс.
Қар қабаты бүкiл танапта бiркелкi болуы керек. Қар суын ұстауды аңыз
сабақтары қалдырылған танаптарда саңылаулау, ал сүр танаптарда ЛОД-10
шұңқырлағышымен шұңқыр жасау арқылы жүргiзуге болады. Шұңқырлағыш өткеннен
кейiн әр гектарда тереңдiгi 12-15 см және жалпы сыйымдылығы 250-300 м3
болатын 13-14 мың шұңқыр жасалады.
Орталық қара топырақты аймақтарда қар суын ұстау үшiн күзгi топырақ
өңдеудi баурайға көлденең жүргiзу, үзiк-үзiк атыздар жасап жырту, айқасқан
бөгеттер тұрғызып жырту, т.б. арнайы тәсiлдер қолданылады.
Ылғал жинау шараларын жүргiзгеннен кейiн, оны топырақта сақтау және
тиiмдi пайдалана бiлудiң маңызы зор. Қайырмалы құралдармен жүргiзiлген
сүдiгерде және көптеген жағдайларда аңыз қалдықтары сақталған танаптарда
ылғал сақтау үшiн тiстi және инелi тырмалармен уақытында және сапалы
жүргiзiлген ерте-көктемдік тырмалау арқылы топырақтың беткi қопсытылған
жабынды қабатын жасаудың маңызы зор.
А. А. Измаильскийдiң бүгiнде маңызын жоймаған тұжырымдауы бойынша,
топырақтағы ылғалдың мөлшерін арттыру негiзiнен:
а) атмосфералық ылғалдың топырақтың бетiнен ағып кетуiн азайту
жағдайларына;
ә) ылғалдың топыраққа сiңуiне әсер ететiн жағдайларға;
б) беткi қабатты кебуден қорғау жағдайларынабайланысты.
К. А. Блэктiң мәлiмдеуi бойынша қопсытылған борпылдақ қабаттың
тиiмдiлiгi ылғалы мол топырақтарда жоғары болады. Құрғақшылық жағдайында
борпылдақ жабынды қабаттың тиiмдiлiгi төмен. Себебi жеңiл буланатын судың
көп мөлшері, жабынды қабатты жасау үшiн топырақ өндейтін құралдарды
пайдалану мүмкiншiлiгi туындағанша ұшып кетедi.

Өзін -өзі тексеру сұрақтары:
1 Судың физикалық қасиеті дегеніміз не?
2 Топырақ су режимі және оның экологиялық маңызы

Дәріс 10.
Топырақ ауасы.
Топырақ ауа қасиеті.
Топырақ қопсыған кеуек дене болғандықтан, оның құрамында үнемі ауа
болады. Бұл ауаның мөлшері топырақтың ылғалдығына, тығыздығына, өңделу
жағдайларына, механикалық құрамына, өсіп-өніп тұрған өсімдіктерге, тағы
басқа жағдайларға байланысты.
Егістіктер егілетін, өнделген топырақтарда ауаның мөлшері топырақ
көлемінің 30-40 пайызына тән. Мұның біраз бөлігі топырақ бөлшектеріне
сіңеді, оны сіңген ауа деп атайды. Ал ауаның калған мол бөлігі топырақ
кеуектерінің арасында болады. Неғұрлым топырақта су көп болса, соғүрлым
онда ауа мөлшері аз, себебі мол су ауаны топырақ құрамынан ығыстырып
жібереді. Мысалы: күріш егістерінің топырақтарында су жер бетінде көлдеп
тұратындықтан, онда ауа мөлшері мүлдем жоқ, Керісінше, ылғалы аз, жиі
қопсытылып, жиі өнделетін топырақтарда ауа мол болады.
Топырақ – көптеген өсімдіктер мен микроорганизмдердің тіршілік ететін
мекені. Олар тыныс алады, көптеген органикалық заттарды ыдыратып ауаға
ұшырады. Осының нәтижесінде топырақ ауасының құрамы, атмосферадағы ауаға
карағанда өзгешелеу. Мысалы, топырақ ауасындағы көмір қышқылының мөлшері
0,15-1,65% шамасында, ал атмосферадағы оның мөлшері небары – 0,03% ғана.
Топырақ ауасындағы оттегі мөлшері атмосферадағыдан анағұрлым аз.
Топырақ ауасы топырақта өсетін өсімдіктер мен микроорганизмдерге көп
әсер етеді. Топырақтағы ауаның молдығына, аздығына, оның құрамына қарай
мұнда әртүрлі микроорганизмдер өмір сүреді. Өсімдіктер тамырының тереңдеп
немесе көлденең өсуіне топырақтағы ауа режимінің дұрыс болуының пайдасы
зор.
Топырақтың қатты, сұйық және газ күйiндегi бөліктерінің арасында тығыз
байланыс бар. Көптеген факторлар бұған бiздiң көзімiздi жеткiзiп отыр.
Сiңiру құбылысының әсерiнен, ол үш бөліктің арасында қатаң шек болмайды.
Қатты бөлік судың және газдың молекулаларын сорып, сiңiрiп алса, сұйық
бөлікте газдар мен минералды қоспалар еридi. Кейбiр қосындылар үш бөліктің
арасында қозғалып ауысып отырады. Топырақтың пайда болуында (химиялық және
биологиялық желге қағылу) және топырақтың тiршiлiгiнде ауаның маңызы зор.
Әртүрлi топырақтар өзінiң көлемінің 0,3-0,5 мөлшеріндей газ сiңiре
алады. Топырақ сiңiрген газдар, оның биологиялық әрекетiнiң қосымша қоры
болып табылады. Топырақтың газ түрiндегi бөлігінде өсімдік қорегiнiң және
биологиялық әрекетiнiң ең маңызды элементтерi – оттегi, көміртегi, азот
орналасқан. Олар үнемi айналыста болып, топырақтың үш бөлігінiң арасында
ауысып, қозғалып отырады. Ауа – топырақтың құнарлылығының қажеттi
шарттарының бiрi.
Топырақтың ауа режимi деп ауаның топыраққа енуi мен топырақтағы шығыны
және физикалық жағдайының өзгеруi құбылыстарының жиынтығын айтады.
Топырақ ауасы өсімдіктердің тыныс алатын негiзгi көзі болып табылады.
Егер өсімдіктердің жердiң бетiндегi бөлігін оттегiмен қамтамасыз ету
адамның қатысуынсыз жүрсе, оның жердiң астындағы бөлігін (тамырларын)
оттегiмен қамтамасыз ету белгiлi бiр деңгейде, егiншiнiң қамқорлығын керек
етедi.
Мәдени өсімдіктер үшiн ауаның маңызы сумен қамтамасыз етуден кем емес.
Оттегi биологиялық процестердiң қалыпты жүруi және тамырлардың тыныс алуы
үшiн керек. Ауа жетiспеген және ылғал артық болғанда тамыршалар өспейді.
Оттегi жеткiлiксiз болған жағдайда көптеген өсімдіктердің тұқымдары
өнбейді.
Топырақта оттегiнiң болуы өсімдіктердің қоректiк режимiнiң бiрқалыпты
жүруiнiң шарттарының бiрi болып табылады. Топырақта ылғал өте көп болғанда
өсімдіктер оттегi мен азоттың жетiспеуiнен зиян шегедi. Мысалы, Х. Ф.
Бергманның мәлiмдеуi, бойынша ауа жiберiлiп отырған қоректiк ерiтiндiде
өсірілген сұлы, қыша, ас бұршақ, қара құмық және күнбағыс өркендерінің
тамыр жүйесi ауа жiберiлмеген ерiтiндiлерге қарағанда, қарқындырақ дамыған
және құрғақ массасы көбірек болған.
В. А. Новиковтың деректерi бойынша, топырақ ауасында 7-12% оттегiнiң
болуы тамырлардың қарқынды тыныс алуын және олардың минералдық заттарды
белсендi сiңiруiн қамтамасыз етедi. Оттегiнiң мөлшері 1-2%-ға дейiн
төмендегенде тамырлардың өсуi төмендеп, өсімдіктердің су мен қоректiк
заттарды сiңiруi шектеледi, ал жердiң бетiндегi бөлігінiң өсуi тоқталады.
Э. Рассел СО2 концентрациясы жоғары болғанда тамырларды өлтiретiнiн,
дегенмен, олардың бiраз уақыт СО2 9-10% дейiнгi концентрациясына шыдайтынын
атап көрсетеді. Тамырлардың қалыпты өсуiне СО2 концентрациясы 1%-ға төмен
болуы керек. Басқа зерттеушiлер де осындай деректер келтiредi. Көмірқышқыл
газының концентрациясының жоғары болуы тамырлардың ергежейлiлiгiне себеп
болады.
Сонымен қатар көмір қышқылы пайдалы да рөл атқарады. Тамырдан бөлінетін
заттардың құрамына енетiндiктен, тамыршалар мен тамыр талшықтарын қоршап
тұрған топырақ ерiтiндiсiн қышқылдандырады және сол арқылы өсімдіктердің
сiңiруi қиын қоректiк заттардың еруiне септiгiн тигiзедi. Сiлтiлi
топырақтарда көмір қышқылының болуы фосфаттардың еруiн жақсартады.
Топырақта түзiлетiн көмір қышқылы ауаның жер бетiне тақау бөлігін
байытады. Жердiң үстiңгi қабатында СО2 мөлшерінiң артуы өсімдіктердің
өсiуiн жылдамдатып, өнімділігін арттырады.
А. Г. Дояренконың есептеулерi бойынша, топырақтан бөлінетін көмір
қышқылы топырақтың бетiндегi ауаға өсімдіктер пайдаланатын көмір қышқылының
50%-ын алады. Мұндай құбылыстың маңызы айқын. Мәселен, кейбiр
зерттеушiлердiң мәлiмдеулерi бойынша, жүгерi жақсы өскен танапта төменгi
жапырақтар жарықты аз алса да, СО2 көбірек алады, ал сол уақытта
жоғарғылары СО2 жеткiлiксiздiгiнен фотосинтездiк әрекетiн баяулатуға мәжбүр
болады.
Топырақ және атмосфера ауаларының арасындағы газ алмасу екi жаққа да
пайдалы болады – топырақтың бетiндегi ауада СО2 көбейсе, топырақтағы ауада
оттегiнiң мөлшері артады.
Топырақтағы және ауаның жердiң бетi қабатындағы газдың алмасуына
жыртылатын қабаттың құрылымы және құрылысы (жалпы саңылаулылық, капиллярлы
және капиллярлы емес қуыстылықтардың қатынасы) әсерiн тигiзедi. Ауамен
тұрақты толып тұратын қуыстарды аэрациялық немесе тұрақты аэрация
қуыстылығы деп атайды.
Агрегаттардың iрiлiгi артқан сайын аэрация қуыстылығы жоғарылап
отырады. Егер топырақ 0,5 мм ұсақ түйiршiктерден құралса, онда ауа толған
қуыстардың үлесiне барлығы 2,7% тиедi және ауа өткізгіштігі болмайды.
Түйiршiктер 1-2 мм болғанда, ауа өткізгіштік 100%-ға теңеледi.
Топырақтағы еркiн газ алмасу (аэрация) топырақ ең төменгi ылғал
сыйымдылық деңгейiне дейiн сумен қаныққанша орын алады. Көптеген
авторлардың мәлiмдеуi бойынша, мұндай жағдайларда топырақта 15% кем емес
ауасы бар қуыстар қалады. Жыртылған топырақтарда аэрация 20%-дан артық
болмайтыны туралы деректер бар.
Х. Ф. Бергманның мәлiмдеуi бойынша, кәдiмгi тоғышар (паразит)
саңырауқұлақтардың өсуi айналасындағы оттегiнiң немесе көміртегiнiң
мөлшеріне байланысты болатындығын көптеген зерттеушiлердiң тәжiрибелерi
дәлелдеген.

16-кесте
Топырақтың ауа өткізгіштігінiң (%) оның агрегаттарының iрiлiгi мен
ылғалдылығына байланыстылығы (А. Г. Дояренко)

|Агрегат |Топырақтың ылғалдылығы капиллярлық |
|тардың | ылғал сыйымдылығына, % |
|өлшемдерi, мм | |
| |Ауада |20,2 |38,4 |62,3 |84,8 |100 |
| |құрғақ| | | | | |
| | | | | | | |
|<0,25 |43.4 |10,2 |- |- |- |- |
|0,25-0,5 |85.3 |45,2 |14,1 |- |- |- |
|0,5-1 |97.2 |95,4 |98,2 |94,1 |99,0 |60,1 |
|1-2 |96.4 |93,8 |94,8 |100 |95,6 |55,2 |
|>2 |100 |100 |96,4 |98,5 |100 |74,2 |

Мысалы, С. Д. Гэрретт бидайдың тамыр шiрiгi ауруымен (Ophyobolus
gramins) зақымдануы топырақтағы көмір қышқылының концентрациясына
байланысты екендiгiн хабарлайды. Топырақтың СО2 жиналуына ықпал ететiн
жағдайлары аурудың танаптарда пайда болуына және саңырауқұлақтың бидайдың
тамыры бойымен тезiрек өсуiне әсер етедi.
Сонымен қатар, Р. Л. Гриффитс бидай өсімдігінiң тамыр шiрiгi ауруымен
зақымдануы кемидi дейдi, егер оның тұқымы жататын төсенiш қабаты тығыз
болғанда төмендiлiктi ескертедi. Мұндайда бидайдың өсуiне қолайлы жағдайдың
әсерi аурудың шектеушi әсерiнен жоғары болады.
Топырақтың ауа режимiн реттеудiң ең тиiмдi тәсiлi оны өңдеу болып
табылады. Топырақтың күйiне байланысты оны өңдеудiң тәсiлдерi әр түрлi –
терең және беткi қабатын қопсыту, беткi зиянды қабыршықты жою, тығыздау.
Сүр танапты өңдеу топырақ аэрациясына өте күштi әсер етедi. А. Г.
Дояренконың деректерi бойынша, қара сүр танаптың жыртылатын қабатының
ауасының құрамы атмосферанiкiмен ұқсас келедi. Кейбiр топырақ-климат
аймақтарында сүрi танаптағы жоғары аэрация нитраттардың көп жиналуына әсер
етедi.
Топырақ аэрациясын жақсартудың басқа тәсiлдерiне көп жылдық шөптердi
себудi, органикалық тыңайтқыштарды қолдануды, ауылшаруашылық дақылдарын су
астында тұншығудан қорғауды және жасанды құрылымдар жасауды жатқызуға
болады.
- атмосфералық қысымның өзгеруi. Мысалы, атмосфералық қысым сынап
бағанасы бойынша 20 мм жоғарылағанда немесе төмендегенде топырақтағы ауаның
мөлшері 20/760, яғни 2,6% өзгередi. Осыған сәйкес оттегiнiң мөлшері де
өзередi;
- тәулiктiк температураның өзгеруi. Гей-Люссак заңына сәйкес тұрақты
қысым жағдайында газ температурасының 10С жоғарылауы немесе төмендеуі оның
көлемінің газдың 00С көлемінің 1/273 бөлігіне ұлғаюына немесе кiшiреюiне
әкелiп соғады. Бұл ауаның температурасының тәулiктiк ауытқуы 200С болғанда,
оның көлемі 20/273 бөлікке немесе 7,33% ұлғаятынын немесе кiшiрейетiнiн,
басқаша айтқанда, 13,5 күнде ауа толық алмасатынын көрсетеді, А. Г.
Дояренко бойынша бұл газ алмасуының тұрақты және белсендi әрекет ететiн
факторы.
- жауын-шашынның түсуi. Жауынның 40 мм (400 м3) суы топырақтан осындай
көлемдегі ауаны ығыстырып шығарады. Көлемі 2000 м3 жыртылатын қабатқа
капиллярлық емес қуыстық 20% болғанда 400 м3 ауа сыяды, яғни ол толығынан
жаңарады.
- газдар диффузиясы. И. Б. Ревуттың пiкiрi бойынша, бұл газ алмасуының
негiзгi факторы. Аэрация қуыстылығы 8-10% болғанда диффузия баяулайды. А.
Г. Дояренконың деректерi бойынша, газ алмасу процесiнде диффузияның рөлi
айтарлықтай жоғары емес.
- топырақтағы газдардың адсорбция, абсорбция және десорбция құбылыстары
өсімдік тамырларының, микроорганизмдердiң оттегiн пайдалануы, көмір қышқыл
газын бөлiп шығаруы жатады.
Кейбiр ерекше жағдайлардан басқа, табиғи жағдайларда топырақтың ауа
режимiн реттеу егiншiлiктiң бiрiншi кезектегi мәселесi бола алмайтынын газ
алмасудың барлық факторларын келтiрмей-ақ көруге болады. Көбінесе басқа
мәселелердi шешу кезiнде ауа режимiне әрекет етiледi. Мысалы, арамшөптермен
күресте немесе топырақтың су өткізгіштігін жақсарту үшiн топырақ өңдеу және
т.б. Құрғақшылық жағдайында топырақтың артық ауа өткізгіштігі қолайсыз
болады, себебi ол топырақтың тез құрғауына әкелiп соғады.

Топырақ аэрациясы
Ол топырақ құрылысымен, белгілі бір су өткізгіштігімен және
эрациялануымен сипатталады. Топырақтың жоғары қабатында өсімдіктердің
қоректенуіне қажетті элементтер – фосфор, азот, кальций, калий және т.б
шоғырланған. Өсімдіктердің тамырлары өсу, өлу және ыдырау барысында
топырақты қопсытады да, белгілі бір құрылымды құрайды. Топырақ түзілуіндегі
маңызды фактордың бірі – рельеф. Бірдей және жасы бірдей рельефте жақын
және бір түрдегі топырақтар түзіледі.
Топырақ ауасының атмосфералық ауамен газ алмасу арқылы оттегімен, ал
жер бетіндегі қабаттың көмір қышқылымен байыту процесін – аэрация деп
атайды. Топырақтың аэрациясына көптеген факторлар әсер етеді. Мысалы,
ылғалдылықтың жоғарылауы топыраққа оттегінің енуіне кері әсерін тигізеді,
т.б. Топырақтың органикалық заты гумификация (аэробты ыдырау) және өсімдік
қалдықтары мен жануарлардың өлекселерінің жартылай ыдырау өнімдерінен
тұрады. Гумус топырақта мекендейтін ағзалардың тіршілігіне қажетті
минералдық заттар мен энергия көзі болып табылады. Ол топырақтың құнарлығын
қамтамасыз етеді. Топырақ ағзалары мекен ету ортасы мен байланыс дәрежесіне
қарай:
1) Геобионттар
2) Геофилдер
3) Геоксендер сияқты топтарға бөлінеді.

Топырақ ауа режимі және оның экологиялық маңызы
Ғалымдардың есептеуіне қарағанда өсiмдiк тамырлары өздерiнiң барлық
салмағының мыңнан бiр бөлiгiндей ғана топырақ ауасын пайдаланады екен.
Дегенмен, көп жағдайларда ауаның осы болмашы мөлшерінің өзi топырақта
жетiспейдi де, содан бұл өсімдіктердің бірқалыпты өспеуiне әкеп соқтырады.
Топырақтағы ауаның өсімдіктің дұрыс өсуiне қандай әсерi бар екенiн
төмендегi тәжiрибеден анық көруге болады. Мысалы, қант қызылшасын
топырақтағы су сыйымдылығының 60, 80, 100 және 200 пайыз жағдайында
өсiргенде тамыр салмағы 378, 322, 252 грамм болған. Бұл цифрлар суармалы
жерлердiң өзiнде де суару жұмысын дұрыс жүргізуі керек, яғни топырақта
ылғал мен ауа өсiмдiктерге жеткiлiктi болатындай дәрежеде болуы шарт екенiн
аңғартады. Топырақтағы ауаның құрамы атмосфера ауасынан өзгешелеу болады,
яғни топырақтағы ауаның құрамында атмосфера ауасына карағанда көмiр қышқыл
газы көп болады (0)3-2,7 %), ал атмосферада аз (0,3%), керiсiнше, оттегi
азырақ 15-20 %, ал атмосферада 75-78 % болады. Топырақ ауасында көмiр
қышқыл газының көп болуын оны мекендейтiн түрлi аэробты жәндіктердің ауаны
пайдаланып, бұл газды бөлiп шығаруынан, ал оттегiнiң аз болуы – топырақты
мекендейтiн микроорганизмдердiң оны түрлi топырақтану және ыдырату
процестерiне жұмсауының әсерінен деп бiлемiз. Көмір қышқылынан басқа
топырақ ауасында органикалық шiруден шығатын Н, Н2S, СНЗ NO2 және NН3
сияқты газдар болады. Топырақ құрамындағы көмiртегiнiң көп түзiлуiне әрi
органикалық заттардың ыдырауы үлкен әсер етедi. Әдетте, түзiлген
көміртегінің басым көпшiлiгi атмосфераға көтерiледi де, бiразы топырақтың
төменгi қабаттарына өтедi. Көбiне, жердiң жоғарғы қабатындағы топырақ пен
атмосфера ауасы арасындағы газ алмасуы күштi болғандықтан, топырақтың беткi
қабатындағы ауа құрамында төменгi жағына қарағанда оттегi мол болады.
Топырақ ауасы атмосфера ауасына қарағанда дымқыл болып келедi.
Сондықтан бұл екеунiң арасындағы газ алмасуы топырақтың бiршама құрғауына
себепшi болады. Топырактың ауа тәртiбi - топырақтағы ауа мөлшерi мен
құрамының мезгiлдi (тәулiк, ай, жыл бойы) өзгеруiн сипаттайтын ауа қоры.
Топырақтағы ауа бос күйiнде адсорбциялы және ерiтiндi түрiнде болады.
Өсiмдiктерге бос күйiндегi және абсорбциялы ауа тиiмдi. Ауаның жақсы
алмасуы топырақтары органикалық заттардың аэробты шіруіне тікелей әсер
етедi. Сонымен қатар, ауа өсiмдiк тамырлары мен топырақ арасында тiршiлiк
ететiн жануарлардың тыныс алуына және тотығуы процестерiнiң есуi үшiн де
қажет. Топырақтағы физиологиялық процестердiң өтуi үшiн өсімдіктер мен
микроорганизмдердiң өсiп дамуына қолайлы ауа режимi қажет. Ауа қасиетiне
топырақтың ауа өткiзуi, ауа алмастыруы (аэрация) жатады. Ол топырақтың
борпылдақтығына, ылғалдылығына байланысты. Тыныс алу нәтижесiнде өсімдіктің
тамыр (системасы) жүйесi топыраққа едәуiр мөлшерде көмiр қышқыл газын бөлiп
шығаратындығы белгiлi, бұл көмiр қышқыл газы суда ери келе оның ерiтушiлiк
қабiлетiн күшейтедi, топырақ иондарының өсiмдiктерге сіңімділігін
арттырады. Өсiмдiк тамыры кейбір органикалық қышқылдарды, ферменттер мен
қанттарды бөлiп шығарады. Тамырдың бөлiп шығаратын бұл заттары топырақтағы
қоректiк заттарды пайдалану мүмкiндiгiн арттырады. Топырақ қатты, сұйық,
газ және тiрi бөліктерден тұрады. Бұлардың арақатынасы әрқилы топырақта
ғана емес, тiптi, бір топырақ қабаттарында да әртүрлi болады. Топырақтың
газ бөлiгiне топырақ ауасы жатады. Олар су толған қуыстарда болады.
Құрамында H2, О2,СО2, органикалық буландырғыш қосындылар, тағы басқа
болатын топырақ ауасының мөлшерi, құрамы топырақта өтiп жататын көптеген
биохимиялық, биологиялық процестерге байланысты әртүрлi болады. Бұл
микроорганизмдер мен өсiмдiк тамырының жыл, тәулiкте газ бөлу деңгейiне
байланысты өзгеріп отырады. Өсімдіктің ауадан қоректенуi оның тамыр арқылы
қоректенуiне тығыз байланысты, соның нәтижесiнде табиғатта мәңгілік ауа
алмасуы болып жатады, ал бұлардың бірінің өтуi нашарласа, ауа алмасуы да
нашарлайды. Жер бетiнде жылына 400 млрд тонна шамасында органикалық заттар
түзiледi, бұл үшiн өсімдіктер 170 млрд тонна көмiр қышқыл газының қоры
жылма-жыл толықтырып тұрмаса, оның қоры небәрi 4 жыл iшiнде ақ сарқылады
екен. Ал табиғатта мұндай кейбiр процестердiң болмау себебi – өсiмдiктер
мен жан жануарлар қалдықтарының топырақта шіруі арқылы атмосфераға көп
мөлшерде көмiр қышқыл газының бөлiнуiнде болып отыр. Атмоферадағы көмiр
қышқыл газының қоры өте аз. Мысалы, 1 гектар жердегi атмосфераның 1 метрлiк
қабатында небәрi 5-6 кг шамасында көмiр қышқыл газы болады, бұл өсiмдiктер
өсуi үшiн мүлде жеткiлiксiз.
Өсiмдiктерге қажетті көмiр қышқыл газының қорын көбейту көкейтестi
мәселе болып табылады. Мұны жүзеге асыру үшiн топыраққа органикалық
тыңайтқыштарды тиiмдi мөлшерде енгiзу, топырақ өндеудің оңтайлы жүйесiн
жүргiзу, т.б. сияқты агротехникалық шараларды қолдану керек. Ауаның мөлшерi
топырақтың кеуектілігіне және ылғалдылығына тiкелей байланысты. Топырақтың
кеуектілігі мен ылғалдылығы туралы болғандықтан, ондағы ауа мөлшерi де
құбылып отырады. Өңделген топырақтағы ауа мөлшерi жалпы топырақ көлемiнiң 8-
36 %-ына тең келедi. Ауаның бiр бөлiгi топырақ бөлшектерiнде
абсорбцияланған күйінде болады. Сондықтан оны сіңген ауа деп атайды. Ал
ауаның қалған бөлiгi топырақ құрамындағы бөлiктерiн өсiмдiк тамырлары мен
микроорганизмдер тең мөлшерде пайдаланбайды. Мәселен, топырақ ауасындағы
азот, оттегiне қарағанда, аз жұмсалады. Бірақ атмосфера ауасына‚ қарағанда,
топырақ ауасында оттегi тапшылау. Топырақтағы түрiне топырақта жүретiн
түрлi процестерге байланысты өзгерiп отырады. Топырақ неғұрлым құрғақ
болса, солғұрлым ылғал аз да, ауа көп болады. Топырақтағы ауа мөлшерiне
температура да белгілi әсерiн тигiзедi. Осыған байланысты онда ауа кейде
көбейiп, кейде азайып отырады. Топырақ пен ауа арасында болатын газ
алмасуын оның тыныс алуы деп атайды. Өсімдіктер тiрi организм болғандықтан
өседi, өнедi. қоректенедi. Сондықтан олар топырақтан азотты, фосфорды,
калийдi, кальцийдi, магнийдi,күкіртті және басқа элементтердi алады.
Олардың өсімдіктер құрғақ құрамындағы мөлшерi пайызының оннан бiр бөлiгiнен
бастап, 1-4 %-ға дейiн жетедi. Бұл элементтердi агрономиялық химия тiлiнде
макроэлементтер деп атайды. Өсімдіктің бойындағы құрғақ заттарының құрамына
көмiртегi, оттегi, сутегi кiредi. Барлық құрғақ заттың 94%-ға жуығы осы
элементердiң үлесiне тиедi. Қалған 6%-ына азот, фосфор, калий, кальций,
күкiрт, магний, темiр жатады. Әр элементтің мiндетi өзiнше ерекше, олардың
бiреуiнiң жетiспеуi өсiмдiк тiршiлiгiн бұзады.
Көптеген жағдайда органикалық заттар жануы әсерiнен бұл элементтердің
азоттан басқасы күл құрамынан табылғандықтан, оларды күл элементтерi деп те
атайды. Ендi осы элементердiң басты-бастыларына тоқталып өтейiк. Азот.
Өсімдіктер, жануарлар тiршiлiгiнде азоттың маңызы зор. Белокты денелерде
17%, адам мүшелерiнде 3% азот болады. Ауадағы бос азот азот сіңіруші
бактериялар тiршiлiгi әрекетiнен өсiмдiкке сiңiмдi қосылыстарға айналады,
бiрақ топырақтағы азотты өсiмдiктер жыл сайын пайдаланғандықтан оның қоры
азаяды, сондықтан егiстiкке қосымша азот тыңайтқыштарын шашу керек.
Өсiмдiктер үшiн азоттың көзi топырақтың органикалық бөлiгi, ал фосфор
мен калийге органикалық және минералдық бөлiгi жатады, өсiмдiктер үшiн
азоттың негiзгi пайдалы қоры топырақ қарашiрiгiнде болады. Қарашiрiк
құрамындағы азоттың басым көпшiлiгi өте күрделi қосылыстар түрiнде
кездеседi, сондықтан да көп жағдайларда өсiмдiктер оны сiңіре алмайды. Бұл
үшiн мұндай күрделі азот топырақтағы түрлi микробиологиялық процестердiң
әсерiнен сiңiмдi күйге айналуы керек.
Өсiмдiктер топырақтан азоттың нитратты және аммиакты түрлерiн
пайдаланады, олардың өзiндiк ерекшелiгi бар. Нитратты азот қосылыстарын
өсiмдiктер сол күйiнде бiрден пайдалана алмайды, ол үшiн нитратты азот
әуелi аммиак түрiне айналуы керек. Ол былай жүредi: өсiмдiкке сiңiрiлетiн
нитратты азот көмiр сутегiлерiнiң тотығуы арасында шала тотықсызданып,
азоттықышқылға, кейде аммиакқа айналады. Аммиак улы зат, сондықтан ол
өсiмдiктер денесiнде көп тұрмайды, ол әрi қарай түрлi амин қышқылдарына
айналады. Әрі қарай бұл қышқылдар iрiленiп, көмiр қышқыл газының қатысуымен
белок молекуласын түзедi. Өсімдіктерде өне бойы тек белок түзiлiп қана
қоймайды, олардың амин қышқылдарына және аммиакқа дейiн ыдырауы да жиi
кездеседi. Жас өсiмдiктерде көбiне белок түзiлу процесi күштi болса,
өсiмдiктерде оның ыдырауы басымырақ болады. Жас өсiмдiктердер белогының
құрамындағы азот 3 тәулiкте толық жаңарады, ал күнбағыстың қурап келе
жатқан жапырағында белок құрамындағы азоттың тек 12%-ды ғана 10 тәуліктің
iшiнде жаңарады. Тұқымында көмiр сутегi мен органикалық заттар аз дақылдар
өсуiнің алғашқы кезiнде оларға нитратты азот жеткілiктi болуы шарт, өйткенi
нитратты азот қанша көп жиналса да оларды уландырмайды. Ал тұқымы
органикалық заттар мен көмiр сутегiне бай дақылдар үшiн, айталық
картоптүйнегі үшiн бастапқы кезден азоттың аммиакты түрлерiн қолдануға
болады. Клетканың құрамды бөлiгi белоктардан тұрады. Оның негiзгi көзi –
өсiмдiктер, жануарлар мен микроорганизмдер. Бұлардың алдынғы топырақ
қабатына түскеннен кейiн, ондағы микроорганизмдердің әсерiнен шiри
бастайды. Соның нәтижесiнде аммиак бөлiнедi. Азоттың осындай жолмен
минералдануын оның аммонификациясы деп атайды. Бөлiнетiн аммиак мөлшерi
ыдырайтын заттардың құрамындағы азот пен көмiртегiнiң арақатынасына
байланысты. Егер мұнда азотқа бай қосылыс мол болса, аммиак едәуiр мөлшерде
түзеледі. Ал ол заттар көміртегіне бай болса, микробтар минералды азотпен
қоректенедi де, өз клеткасының белогын құрайды. Органикалық заттар топырақ
қабатында ыдырағанда оның құрамында аммиак азоты қышқылға шапшаң тотығады.
Азотты қышқыл тиiсiнше азот қышқылына айналады. Бұл құбылысты нитрификация
деп атайды. Бұл процеске белсене қатысатын организмдер –нитрификациялаушы
бактериялар. Фосфор – өсiмдiк тiршiлiгiне аса қажет элементтердiң бiрi. Ол
көбiнесе топырақта, өсiмдiктерде, микроорганизмдер клеткасында, органикалық
және органикалық емес қосылыстарда кездеседi.
Топырақта фосфор әрқилы формада, әртүрлiше мөлшерде кездеседі. Жалпы
фосфордың органикалық түрi топырақта 85%-ға дейiн барады. Фосфор –
клеткадағы ең қажеттi элемент, фосфордың әсерiнен дәндi дақылдардың
сабағына қарағанда, дәнi көп түзiледi, көптеген көкенiс және техникалық
дақылдардың өнiм сапасы жақсарады, мәселен, қызылшаның қанттылығы,
картоптың крахмалы, зығыр талшығының берiктiгi артады. Топырақта фосфордың
өзгерiске ұшырауы екi процестен тұрады. Бiрiншiсi- органикалық фосфордың
минерал қосылысқа айналуы, екiншiсi – фосфор қышқылы тұздарының ерiмейтiн
қосылыстан ерiгiш күйге көшуi. Органикалық заттар ыдырағанда немесе тыныс
алу барысында пайда болған көмiрқышқыл газы, су бар жерде көмiр қышқылына
айналады да, ерiмейтiн фосфаттардың тез еруiне әсерiн тигiзедi. Са3(Р04)2 +
2С04 + 2Н20 – 2СаНРО4+ Са(НСО3)2 Фосфордың топырақтағы жалпы қоры көп
болғанмен, өсімдіктерге сіңімді түрлерi аз ғана мөлшерде кездеседi.
Фосфордың негiзгi қоры топырақта оны өсімдіктерге сiңімдi түрге келтiру
үшiн бiрсыпыра агротехникалық шараларды жүзеге асыруы қажет. Фосфордың
өсiмдiктерге сiңімсiз қосылыстарын ыдырататын топырақ микроорганизмдерi де
болады. Олар фосфордың күрделi қосылыстарынан бойында аз кездесетiн
фосфатаза деп аталатын ферменттің көмегiмен фосфор қышқылын босата алады.
Дақылдар өзінің бастапқы өсу кезеңінде фосфорды аса қажет етедi. Сондықтан
оның сiңiмдi түрiн дақылдарға ерте көктемде берген жөн. Мұны қазiргi
егiншiлікте дақыл тұқымын себу мезгiлiнде түйiршiкті тыңайтқыштар
(суперфосфат) қолдану арқылы жүзеге асырылады. Фосфор өсiмдiк дәнiнде,
жемiсiнде, тұқымында жиналады. Өсiмдiктерге фосфорлы қоректiк заттар
жетiспесе, олардың сабағы мен жапырағының өсуi баяулайды, олар дәндемейдi,
тұқым салмайды. Сондай-ақ мұндай жағдайда өсiмдік жапырақтарының шеткi
жиектерi ширатылып, күрең теңбiлдер пайда болады, бар-бара жапырақ
тканьдерi өледi.
Калий. Бұл элемент дақылдарға аса қажеттi. Калий өсімдіктер
протоплазмасының неғұрлым суды көп сiңiрiп, оны ұстап тұруы және судың буға
айналмауы үшiн керек. Калий мөлшерi әсiресе ылғалы мол ауасыз жағдайда
пайда болған жарандылардың (шала өсiмдiктердiң) жас мүшелерiнде көбiрек
орын алады, биоколлоидтардың ісiнуiн тездетiп, клеткаларда судың көп
жиналуына себепшi болады. Калий дақылдардың өнiмiн арттырады, өсімдіктердің
түрлi ауруға төзiмдiлiгiн күшейтедi. Картоп, көкөнiс, қант қызылшасы, тамыр
түйнекті жемшөп, темекi дақылдарына калий көбiрек қажет. Калийдің
өсімдіктерге қажеттi негiзгi қоры топырақта болады. Оның өсiмдiктер үшiн
қажеттi мөлшерiн дәл анықтау қиын, өйткенi топырақта түрлi жағдайлардың
әсерiнен калий бiр түрден екiншi түрге тез айналып отырады. Көбiне, топырақ
қабатындағы калийдiң мөлшерi, олар түзiлген жерлердегi аналық тау
жыныстарының құрамына байланысты болады. Калий жас өсімдіктердің
мүшелерiнде көп, қатайған өсiмдiктерде аз болады. Оның иондары қатайған
өсімдіктерден жас жапырақ, бұтақтарына қарай жылжып тұрады, тағы бiр
ерекшелiгi – азот пен фосфор өсімдіктердің дәндерiнде көп, ал сабақтарында
аз болса, калий бұған керісiнше болады.
Топырақ қопсыған кеуек дене болғандықтан, оның құрамында үнемі ауа
болады. Бұл ауаның мөлшері топырақтың ылғалдылығына, тығыздығына, өңделу
жағдайларына, механикалық құрамына, өсіп-өніп тұрған өсімдіктерге, тағы
басқа жағдайларға байланысты.
Егістіктер егілетін, өңделген топырақтарда ауаның мөлшері топырақ
көлемінің 30-40 пайызына тең. Мұның біраз бөлігі топырақ бөлшектеріне
сіңеді, оны сіңген ауа деп атайды. Ал ауаның қалған мол бөлігі топырақ
кеуектерінің арасында болады.
Неғұрлым топырақта су көп болса, соғұрлым онда ауа мөлшері аз, себебі
мол су ауаны топырақ құрамынан ығыстырып жібереді. Мысалы, күріш
егістерінің топырақтарында су жер бетінде көлдеп тұратындықтан, онда ауа
мөлшері мүлдем жоқ. Керісінше, ылғалы аз, жиі қопсытылып, жиі өңделетін
топырақтарда ауа мол болады.
Топырақ – көптеген өсімдіктер мен микроорганизмдердің тіршілік ететін
мекені. Олар тыныс алады, көптеген органикалық заттарды ыдыратып ауаға
ұшырады. Осының нәтижесінде топырақ ауасының құрамы, атмосферадағы ауаға
қарағанда өзгешелеу. Мысалы, топырақ ауасындағы көмір қышқылының мөлшері
0,15-165% шамасында, ал атмосферадағы оның мөлшері небары – 0,03% ғана.
Топырақ ауасындағы оттегі мөлшері атмосферадағыдан анағұрлым аз.
Топырақ ауасы топырақта өсетін өсімдіктер мен микроорганизмдерге көп
әсер етеді. Топырақтағы ауаның молдығына, аздығына, оның құрамына қарай
мұнда әр түрлі микроорганизмдер өмір сүреді. өсімдіктер тамырының тереңдеп
немесе көлденең өсуіне топырақтағы ауа режимінің дұрыс болуының пайдасы
зор.
Сонымен, топырақтың ауа режимі де – топырақ құнарлығына әсер ететін
негізгі фактордың бірі.
Топырақ кеуек дене, сондықтан оның құрамында әрқашанда ауаның біраз
мөлшері болады. Ауа топырақтың ылғалдан бос қуыстарында орналасады. Топырақ
ауасы оның ең бір құбылмалы бөлігі және топырақтың катты, сұйық бөліктермен
тығыз байланыста келеді. Топырақтағы ауаның маңызы оның ылғалының, қоректік
заттард маңызынан кем түспейді. Топырақ ауасының басты қоры атмосфера ауасы
және оның қабаттарында түзілетін газдар. Топырақ ауасы құрамындағы оттегі
өсімдіктер тамырларының, аэробты микроағзалардың және топырақ ішіндегі
жәндіктердің тыныстануына қажет. Топырақ ауа құрамында оттегі шамадан тыс
кеміп, ал көмірқышқыл газы молайса, өсімдіктердің өсуімен тамыр жүйесінің
дамуы тежеліп, қоректік заттарды, ылғалды сіңіруі кемиді, өнімінің мөлшері
шектеледі. Топырақ ауасы оның құрамындағы заттардың еруіне, жылжуына және
топырақтың дамуы құбылыстарының қарқынына мәнді ықпал жасайды. Сонымен
бірге топырақ атмосферадағы зардапты өндірген қалдық газдарын өз бойына
сіңіріп атмосфера құрамын тазартуға қатысады. Сондықтан топырақ ауасының
құрамын, қасиеттерін құбылысын зерттеу аса маңызды экологиялык мәселе болып
есептеледі. Топырақтағы ауа үш күйде кездеседі. Олар: еркін ауа, сіңірлген
(адсорбцияланған) және еріген ауа.
Еркін ауа топырақтың қылтүтікті және қылтүтікті емес қуыстарында болып,
қозғалмалы келеді және атмосфера ауасымен алмасып тұрады.
Адсорбцияланған ауа – топырақтың қатты бөлігінің бетіне сіңген түрлі
газдар. Оның мөлшері топырақтың гранулометриялық құрамына, қарашірінді
мөлшеріне және ылғалдылығына байланысты. Қарашіріндісі мол, ауыр
гранулометриялық құрамды құрғақ топырақта адсорбцияланған ауа мол болады.
Өсімдіктердің тамырына қажет оттегі негізінен топырақты еркін ауа
құрамынан өтеледі. Топырақтағы еркін ауаның құрамы атмосфера ауасының
құрамымен сәйкес болып келеді, бірақта олардың арасында ерекше өзгешіліктер
бар (17-кесте).
Топырақ ауасының құрамында атмосфера ауасына қарағанда оттегі мөлшері
кем, ал көмір кышқыл газы көп больш келеді. Орташа есеппен топырақта көмір
қышқылы газының мөлшері 0,3 %, яғни атмосфера ауасы құрамымен салыстырғанда
10 есе көп. Топырақтың үстінгі қабатында отгегі 10-19% болуы мүмкін, ал
төменгі қабаттарда ол 10-12%-ға дейін кемиді. Сонымен бірге топырақ ауасы
су буына қанныққан болып келеді.

17- кесте
Атмосфера және топырақ ауасының құрамы, көлемдік %

|Газдар |Атмосфера ауасы |Топырақ ауасы |
|Азот (N 2) |78,08 |78,08-80,24* |
|Оттегі (02) |20,95 |20,90-0.0 |
|Аргон (A r) |0,93 | |
|Көмір қышқыл газы |0,03 |0,03-20,0 |
|(СО2 ) | | |
|Басқа газдар (Ne,He,CH4, |0,04 | |
|Kr, N2О,О3, ж.т.б) | | |

Азот + аргон. Топырақ ауасындағы азоттың, атмосфера ауасындағы азоттан
өзгерісі шамалы. Топырақтағы азот бекітуші түйнекті бактерияларымен және
денитрификация процесінің әсерінен кейбір өзгерістер ғана байқалады.
Топырақ ауасы құрамында органикалық жеңіл газдар (этилен, метан) және
аммиак, сутегі, болуы ықтимал.
Қоршаған ортаның әсерінен және топырақтағы микроағзалардың әрекетінен
өсімдік тамырларының, жәндіктердің тыныстануымен органикалық қосылыстардың
тотығуының ықпалынан топырақ ауасынын құрамы құбылмалы болып келеді. Ауамен
жақсы қамтамасыз етілген, құнарлы топырақта көмір қышқылы газының мөлшері 1-
2%-дан аспайды, ал оттегінің мөлшрі 18%-дан кемімейді. Ал артық
ылғалданған, батпақты топырақ көмір қышқылы газы 4-6%-ға дейін артып,
оттегі мөлшері 15 және оданда кем болуы мүмкін. Егістік алқапта орташа
есеппен 1 кг топырақ 1 сағатта 0,5-5 мл оттегін өзіне сіңіреді және қолайлы
жағдайда осындай мөлшерінен көмір қышқыл газын бөліп шығарады. Топырақтан
бөлініп шыққан көмір қышқылы газының (С02) топырақ сіңірген оттегіне (О2)
қатынасы топырақтың тыныстану коэффициенты деп аталынады (Тк).
Тк = СО2
О2
Құнарлы, құрлымы жақсы топырақта тыныстану коэффициенты 1-ге тең.
Топырақта көмір қышқыл газы негізінен биологиялық құбылыстар кезінде
түзіледі. Егер топырақ құрамында көмір қышқыл газы 2-3%-дан асса
өсімдіктердің өсіп дамуы тежеледі.
Топырақ бойынан атмосфераға көмір қышқыл газының бөлінуі топырақтың
тыныстануы деп аталынады. Осылай бөлініп шыққан көмір қышқыл газы өсімдік
жапырактарымен сіңіріліп, фотосинтез құбылыстарының пәрменді жүруіне
ықпалын тигізеді. Қара топырақ тыныстануы арқылы жылына әр гектар алқаптан
атмосфераға 40-70 т көмір қышқыл газын бөліп шығарады. Топырақтың
экологиялық қызметі пәрменді жүруі үшін топырақ ауасымен атмосфера ауасы
арасында газ алмасу қүбылысы тұрақты өтіп жатуы қажет. Осы екі ауа
арасындағы алмасу құбылысын газ алмасу немесе аэрация деп атайды. Аэрация
топырақ құнарлылығының анықтаушы жағдағдайының бірі болып саналады. Газ
алмасу топырақтың ауасы бар қуыстарының атмосфера ауасымен қатынасуы арқылы
өтеді. Газ алмасу құбылысының жүруіне диффузия, топыраққа ылғал түсу,
температураның және ауа қысымының жел, ыза сулардың деңгейінің өзгеруі әсер
етеді. Осылардың ішінде аэрация жүруіне басты ықпал жасайтын – диффузия
құбылысы.
Топырақ ауасында атмосфера ауасымен салыстырғанда оттегі концентрациясы
кем, ал көмір қышқыл газы молшері сондықтан диффузия әсерінен топыраққа
оттегі сіңіп, ал одан көмір қышқыл газы ауаға бөлініп газ алмасу тұрақты
жүреді.
Аэрацияның қарымталы жүруіне топырақтың ауа қасиеттері өткізгіштігі
және ауа сыйымдылығы қасиеттері әсерін тигізеді. Топырақтың ауа
өткізгіштігі оның өз бойынан ауаны қабілетімен сипатталады. Оның мөлшері
топырақ гранулометриялық құрамына, тығыздылығына, ылғалдылығына, құрылымына
байланысты. Қылтүтікті және қылтүтікті емес қуыстары мол, құрамында
топырақтың ауа өткізгіштігі жақсы болып келеді.

Дәріс 11.
Топырақтың физикалық қаситеттері және оның экологиялық маңызы.
Топырақтың физика-механикалық қасиеттері.
Топырақ пен ауаның температуралық ережесі. Жер бетіне сіңген күн
радиациясы жылуға ауысады. Сол жылудың бір бөлігі жер бетіне жақын әуенің
жылуына, судың булануына жұмсалады, ал басқа бөлігі топырақтың төменгі
қабатына сіңеді. Тәулік бойы күн радиациясының жерге түсу мөлшері әртүрлі
болатындықтан, топырақтың тампературасы өте кең аралықта өзгеріп отырады.
Топырақта жылудың ауысуы молекулярлық жылу өткізгіштігі арқылы жүреді.
Жердің бетімен сіңірілген күн радиациясы жылуға айналады. Сол жылудың бір
бөлігі жер маңайындағы әуенің жылуына, судың булануына, ал басқа бөлігі
топырақтың төменгі қабаттарына ауысады. Жыл және тәулік бойы күн радиациясы
әртүрлі болады, сондықтан топырақтың температурасы да кең аралықта
өзгереді. Топырақтың температуралық жағдайы радиациямен байланысты болады.
Топырақтың үстіңгі қабаты салқындаған кезде, жылу астыңғы қабаттардан
жоғарыға көтеріледі. Осындай жағдайда теріс радиациялық баланс қалыптасады.
Жер бетіне жылудың келуі және жұмсалуы жылулық балансының теңдігі бойынша
сипатталады, оған кіретін көрсеткішер: L – су буының пайда болуына
жұмсалған елеусіз жылулық, E – буланудың жылдамдылығы, P – жер бетімен әуе
арасындағы турбуленттік жылудың ағымы, A – топырақ бетімен төменгі
қабаттардың арасындағы жылудың молекулалық ағымы.
B = LE + P +A
Топырақтың төменгі қабатына қарағанда оның беткі жылуы жоғары болған
кезде (күндіз, жазда), жылу ағымы жер бетінен топырақтың төменгі
қабаттарына қарай бағытталады. Топырақтағы температураның осындай жайласуы
инсоляция типі деп аталады.
Топырақтың үстіңгі қабатының температурасы астыңғы қабаттан төмен
болған кезде (түнде, қыста), жылудың ағымы үстіңгі қабатқа қарай
бағытталады. Топырақтағы температураның осындай жайласуын сәулелену типі
деп атайды.
Топырақтың физикалық жылу көрсеткіштеріне топырақтың жылу сыймдылығы,
жылу өткізгіштігі жатады. Топырақтың физикалық жылу көрсеткіштері көбінесе,
топырақтың ылғалдылығына, түсіне, тығыздығына және құрылымына байланысты
өзгереді.
Өсімдіктердің тіршілігі белгілі бір ауа тампературалары аралығында
өтеді. Ауыл шаруашылығы өндірісінде температуралық ереженің қолданбалы
көрсеткіштері: орташа, тәуліктік, айлық, жылдық температуралар; ең төменгі
(минималды), ең жоғары (максималды) температуралар; температураның өзгеру
амплитудасы; белсенді температура жиынтығы.
Топырақтың жылу физикалық көрсеткіштері. Топырақтың жылу режимі келесі
көрсеткіштерге байланысты:
1. Топырақтың жылу сыймдылығы. Оның екі түрін айырады: көлемдік және
меншікті жылу сыймдылықтар. Көлемдік жылу сыймдылығы Скөл деп топырақтың 1
м 3 10 С жылытуға жұмсалған жылу (Дж) көлемін атайды. Оның өлшем бірлігі
Дж/ (м3 К). Меншікті жылу сыймдылығы деп 1 кг топырақты 10С жылытуға
қажетті жылу көлемін атайды. Оның өлшем бірлігі Дж/ (кг К). Көлемдік және
меншікті жылу сыймдылықтар арасында келесі қатынас болады:
Скөл = С менш. d.
D – топырақтың тығыздығы кг/м3
2. Жылу өткізгіштігі. Топырақтың бір қабаттан басқа қабатқа жылуды
өткізу қабілетін жылу өткізгіштігі деп атайды. Жылу өткізгіштігі топырақтың
минералдық құрамына, оның ылғалдылығына және оның қуыстарындағы ауаның
мөлшеріне байланысты болады. Сонымен қатар топырақтың жылулық көрсеткіштері
оның түсіне қоңыр топырақтар ақшылдарға қарағанда тезірек қызады,
тығыздығына және құрылымына байланысты болады.
Топырақ пен ауаның жылу ережесін сипаттайтын көрсеткіштері сынап,
спирт, биметалл, электрлік термометрлердің көмегімен анықталады.
Топырақтың температурасын өлшейтін термометрлер: топырақтың бетінде
жылдам өлшейтін ТМ-3, максималды термометр ТМ-1, минималды ТМ-2. Топырақтың
жыртылатын қабатын өлшейтін Савиновтың ТМ-5 термометрі, ол 5, 10, 15, 20 см
қабаттарында бір мезгілде өлшеуге мүмкіндік береді. Топырақтың тереңгі
қабаттарында ТПВ-50 сынап термометр арқылы температураны анықтайды. Оның
құрамына мына 20, 40,60, 80, 120, 160, 240, 320 см термометр кіреді.
Қазіргі кезде тік ұшақ, ұшақ және спутниктегі орнатылған аспаптары арқылы
топырақтың температурасын өлшейтін әдістер дамытылуда.
Температураның тәулік бойы өзгеруін тәуліктік ағымы деп атайды. Оның
минимумы және максимумы болады. Минимум күн жаңа шығудың алдында және аспан
ашық болған кезде болады Максимум сағат 13-те байқалады. Жыл бойы топырақ
температурасының өзгеруін жылдық ағымы деп атайды. Минимумы қаңтар ақпан,
ал максимум шілде айларында байқалады. Минимум және максимум аралығында
айырмашылығын температура ағымының амплитудасы деп аталады. Оған әсер
ететін: жыл мерзімі (ең жоғарғы амплитуда жаз кезеңде, ал кіші ауытқуы
қыста болады); жағрапиялық ендік, жер бедері; өсімдік және қар жамылғысы;
топырақтың жылу сыйымдылығы және өткізгіштігі; топырақтың реңі; бұлттану.
Топырақтың температуралық ережесін келесі тәсілдер арқылы реттейді:
топырақтың жылу қасиеттерін реттеу арқылы (қопсыту, түсін өзгерту және
т.б.); жерді суару және құрғату. Топырақты 2-4 см қопсытқанда оның
температурасы 1-3 С төмендейді, ал тығыздаған кезде 1-2 С жоғарылайды.
Ауаның температуралық ережесі. Жер беті мен әуенің арасындағы жылудың
ауысуы келесі: жылу конвекциясы әртүрлі жер учаскелерінің біркелкі емес
қызған кезде ауаның вертикаль бағытындағы ауысуы.
–турбуленттілік ауаның кішігірім көлемдерінің жалпы жел ағымындағы
құйын тәрізді астан кестең ауысуы;
–молекулалық жылу алмасуы қозғалмайтын ауаның молекулалық жылу
өткізгіштігі арқылы жер бетімен және әуе арасындағы жылу ағымы;
–радиациялық жылу өткізгіштігі – жер беті мен әуенің ұзын толқынды
радиация ағымдары арқылы жылудың ауысуы;
–конденсация (сублимация) – жер бетінен әуеге су буының ауысуы,
үрдістер арқылы жүреді;
Ауаның температурасын әртүрлі:
1) психрометрлік; 2) максималды; 3) минималды термометрлер арқылы
өлшейді. Термомтрлерді психрометрлік күркенің ішіне орнатады, ол оларды
тура, шағылысқан радиациядан, сонымен қатар жауын-шашындардан, желден
қорғайды.
Температураның орташа тәуліктік, айлық және жылдық түрлерін ажыратады.
Тәуліктік температураны анықтау үшін оны үш сағат сайын 8 рет тәулік
бойынша термометрмен өлшейді. Осы мәліметтердің қосындысын сегізге бөледі.
Бұл орташа тәуліктік температурасы болып табылады. Орташа айлық
температураны білу үшін ай бойынша барлық температураларын қосып күндердің
санына бөледі. Орташа жылдық температурасы – бұл жыл бойы орташа
тәуліктіктердің немесе айлықтардың орташа мәліметтері. Әрбір айда минималды
және максималды температуралар болады. Солтүстік Қазақстан жағдайында ең
төмен (минималды) температуралары желтоқсан-қаңтар айларында байқалады, ал
ең жоғарғы (максималды) температура шілде айында болады. Тәуліктік және
жылдық температураның амплитудасы климаттың континенттігін сипаттайды.
Мысалы, Ирландияда температураның жылдық амплитудасы 7,9 С болса, Нерчинск
(Сібір) жағдайында 53С -на тең. Белгілі бір жерде және кезең аралығында
жылудың мөлшерін сипаттау үшін температура жиынтығын кең қолданады. Алғашқы
рет Г. Т. Селянинов климаттың жылу қорларын бағалау үшін активті
температураларының жиынтығын ұсынды. Активті температураларының жиынтығын
есептеу үшін 10С жоғары температураларын қосады. Олар ауылшаруашылық
дақылдардың вегетация кезеңінде жылумен қамтамасыз етілуін бағалайтын
көрсеткіші ретінде қолданады. Өсімдіктердің жылуға талаптарын сипаттау үшін
тиімді температуралар жиынтығын қолданады. Бұл–белгілі бір дақылдың (сорт,
будан) биологиялық минимумынан жоғары орташа тәуліктік температураларының
жиынтығы. Әртүрлі дақылдардың биологиялық минималды температуралар бірдей
емес (өзгеше). Мысалы, жаздық бидайда 5С, жүгеріде 10С, мақтада 13С-қа
тең.

Топырақтың жылулық режимі және оның экологиялық маңызы
Топырақтардың дамуы мен өсімдіктердің өмірі үшін жылу керек. Топырақтың
жылулық қасиеті де оның қажетті қасиеттерінің бірі. Топырақ жылуы белгілі
бір мөлшерге жеткен кезде ғана онда өсімдіктер тамыры өсе бастайды. Жылу
әсерінен микробиологиялық және химиялық процестердің қарқыны өзгереді.
Топырақ жылуды негізінен күн сәулесінен, оған қоса топырақтың жоғарғы
қабатынан, жердің ішкі қызған қабаттарынан да, сонымен бірге топырақтағы
микробиологиялық процестерден, тірі жәндіктердің тыныс алуынан, өсімдіктер
мен жануарлар қалдықтарының шіруінен, топырақтың құрамындағы кейбір
заттардың өзара қосылысқа түсуінен, су буларының суға айналуынан,
судың булануынан алады. Сонымен топырақтағы жылу режимі – жылулық күн
сәулесінің топыраққа түсіп, оның қабаттарына еніп, жоғарыдан төмен
қозғалып, қайтадан ауаға оралу процесі.
Топырақтың жылулығы топырақтың температурасымен белгіленеді.
Температура тәуліктік, апталық, айлық, маусымдық және жылдық
көрсеткіштермен ажыратылады.
Топырақтың жылулық режимінеи ауа райы, өсімдік, жер бедері, қар
жамылғысы, топырақтың механикалық құрамы, ылғалдылық пен түсі әсер етеді.
Әр түрлі топырақ күн сәулесінен әртүрлі қызады. Ашық-түсті
топырақтарға қарағанда, қара шіріндіге бай қара топырақ пен қара қоңыр
топырақ анағұрлым тез жылынады. Ал құмдақ топырақтар балшықты
топырақтарға қарағанда тез жылынады. Дегенмен, ол топырақтар тез арада
суиды. Ылғал топырақтармен салыстырғанда құрғақ топырақтар
тез жылынады. ЬІлғал топырақтар баяу жылынады, өйткені ондағы суды жылытып,
буландыру үшін көп жылу жұмсалады. Құм топырақтар саз топырақтардан
құрғақтау болғандықтан, анағұрлым тезірек жылынады. Топырақтың жылулығына
оның орналасқан жері де әсер етеді Мысалы, оңтүстік баурайдағы топырақтар
солттүстік жағымен салыстырғанда жақсырақ жылынады.
Топыраққа берілген жылу оның бөлшектерімен, су және ауа арқылы
төменгі қабаттарға тарайды. Топырақтың қатты бөлшектері су, жылуды жақсы
өткізеді. Ал ауа жылуды нашар өткізеді.
Түнде топырақ бетінен бастап салқындайды, ал күндізгі жылу толқыны
тереңірек қабатқа өтеді. Жылудың толқындары осылайша күнбе-күн тереңірек
қабаттарға өтіп отырады. Топырақ бөлшектері жылудан біресе ұлғайып, біресе
суықтан кішірейіп отырады. Бұл олардың тез және толық үгілуіне көмектеседі.
Жылы топырақ өсімдіктермен бірге тірі жәндіктердің дамуы үшін де қолайлы.
Қыста топырақты қар басып, ондағы су қатқан кезде және жылу
толқындарының орнын суық толқындар басқанда топырақтағы тіршілік едәуір
бәсеңдейді.
Топырақтың жоғарғы сипатталған физикалық қасиеттерінен басқа кейбір
топырақтарға тән және оның құнарлылығына едәуір нұқсан келтіретін жағдайлар
да болады. Мысалы, топырақтардың сортаң немесе сорланған болып келетін
жағдайлары. Мұндай топырақтар оңтүстік және кейбір солтүстік зоналарда
кездеседі. Ол топырақтарды тиімді пайдалану оларды алдын ала мелиорациялау
қажет.
Топырақтың сіңіру қасиеті. Топырақ қопсыған кеуекті дене
болғандықтан, оның түйірлерінің арасында әр уақытта бос кеңістіктер болады.
Топырақтың сіңіру қасиеттерінің қалыптасуына топырақ құрамындағы ең майда
ұнтақталған, көлемі 0,0001 мм-ден төмен коллоидты бөлшектер шешуші рөл
атқарады. Бұл бөлшектер топырақтың әртүрлі органикалық және минералдық
қосылыстарынан тұрады.
Топырақтың сіңіру қасиеті деп, оның топырақ ішіндегі ерітінділерінің
кейбір қосылыстарды, майда ұнтақталған минералдарды және органикалық
қосылыстарды, микро-организмдерді және ұнтақталмаған ірі заттарды өзіне
сіңіріп, ұстап қалуын айтады. Топырақтың сіңіру құбылысы жалпы топырақтың
дамуымен және топырақта өсетін өсімдіктерде күлді элементтердің (азот, т.б.
қоректік заттардың) жиналуымен қатар жүреді. Әсіресе, өсімдіктердің
қоректік элементтерінің жиналуы топырақтың сініру қасиетімен тығыз
байланысты. Осы қасиеті арқылы топырақта өсімдіктерге керекті элементтер
жиналады. Бұл салада орыстың ірі ғалымдары К. К. Гедройц, Д. И.
Прянишников, А. И. Соколовский, И. Н. Антипов-Каратаев, В. А. Чернов, И. И.
Горбунов, т.б.көп еңбек сіңірген.
Әртүрлі топырақтардың сіңіру қасиеттері әр деңгейде болады. Ол
көбінесе, топырақтағы өте жоғары бөлшектерге (дисперсті), түйірлерге,
коллоидты бөлшектердің мөлшеріне байланысты. Топырақ неғұрлым қарашіріндіге
бай және механикалық құрамы ауырлау балшықты болса, соғұрлым онын сініру
қасиеті де мол, ал топырақта қара шірінді аз, құрамы жеңіл құм немесе
құмдақ болса, оның сіңіру мүмкіндігі де шамалы болады.
Топырақ коллоидтарының диаметрлері шамамен микронмен есептелетін әр
текті заттардың бөлшектерін құрайды: 1 мкр - 0,01 мм тең, оны миллимикрон
дейді. Коллоидты бөлшектердің ірілігі 0,1 мкр - 1 ммкр.
В. Оствальдің тұжырымы бойынша коллоидтердің пайда болуының жолы бар:
1) бөліну арқылы, яғни топырақтың бөлініп жатқан бөлшектерінен шығуы; 2)
конденсация арқылы, яғни заттардың бірнеше молекулаларынан қосылып үлкейіп
шығуы. Сонымен топырақ коллоидтарының бір бөлігі минералдардан физикалық
үгілу арқылы бөлініп, тозаңданып құралады да, екінші бөлігі конденсация
арқылы органикалық қалдықтардан өзгеріп, химиялық үгілу нәтижесінде
түзіледі. Топырақта коллоидтар екі түрде коллоидтік ерітінді және коллоидты
қоймалжың, тұнба күйлерінде кездеседі. Коллоидтар бір күйден екінші күйге
көше береді. Олардың ерітіндіден тұнбаға көшуін коагуляция (жиырылу),
керісініше тұнбадан ерітіндіге көшуін пептизация (бытырау) дейді.
Коллоидтардың бір күйден екінішісіне көшуі қайталанатын немесе
қайталанбайтын болады. Топырақтың қалыптасуына коллоидтар коагуляциясының
маңызы үлкен, өйткені коллоидтар топырақта тек золь (ерітінді) күйінде
жылжып, жиыла алады да, гель (тұнба) күйінде топырақта бекиді. Коллоидтар
топырақтың қандай жағдайы болса да, топырақтың температурасы жоғары немесе
төмен болса да, қызғанына немесе кепкеніме, суығына қарамай
коагуляцияланады. Бірақ коагуляция процесінде электролиттердің де (тұздар,
қышқылдар, негіздер) әсері зор. Электролит дегеніміз – заттар суға ерігенде
оң немесе теріс зарядты иондарға бөлінуі. Коагуляция электролиттердің ең аз
"коагуляция босағасы" деп аталатын қоюлауында өтеді. Топырақтары коллоидты
бөлшектер электр зарядты (көбнесе, олар теріс зарядты). Коагуляция процесі
негізінен коллоидтардың зарядтарын жоғалтуына байланысты өтеді. Теріс
зарядты коллойдтар оң зарядты каллоидармен, ал темір мен алюминий
коллоидтері теріс зарядты аниондармен кездескенде коагуляцияланады.
Коагуляциялану қасиеті катиондардың валенттілігіне, оның атомдық салмағына
байланысты. Белсенді коагулянттарға үш валентті темір мен алюминий, содан
кейін екі валентті кальций мен магний катиондары жатады. Ал бір валентті
катиондар калий, аммоний, натрий аз коагуляцияланады, кейде керісінше,
коллоидтарды бытыратады (пептизациялайды). Тек сутегі катионы коагуляциялау
қабілеті жағынан екі валентті катиондарға жақын. Коллоидтар коагуляциясында
топырақта кең тараған кальций катионының рөлі өте үлкен. Ол коллоидтарды
қайталанбайтындай етіп берік коагуляциялайды. Коллоидтар негізі тау
жыныстарынан және органикалық заттардан шығатын болғандықтан, олардың
құрамында органикалық және минералды заттар бар. Органикалық заттар топырақ
шіріндісінің құрамында, ал минералды заттар балшық құрамында болады.
Топырақта катиондардың және коагуляцияның пайда болуына байланысты
коллоидтар көбінесе, тұрақты тұнба-гель, күйінде кездеседі. Ал
коллойдтардың золь (ерітінді) күйінде болуы – уақытша, тұрақсыз.
Катиондардың гель түрінен зольге айналдыру үшін, оларды байланыстырып
тұрған катиондарды басқа катиондармен ығыстыру керек. Мысалы, К. К. Гедройц
топыраққа сіңірілген катиондарды ығыстыру үшін ас тұзын қолдануды ұсыған.
Сіңірілген катиондарды ығыстыру кезінде топырақ коллоидтары
пептизацияланып, ерітінді күйіне айналады. Жоғарыда айтылғандай,
коллоидтарға өте майда күйіндегі заттар жатады және соның әр бөлшегі көп
молекула жинағы болып саналалы. Казіргі көзқарастар бойынша (проф. Н. И.
Горбунов) коллоидті бөлшектің немесе мицелланың құрылысы күрделі, ол төрт
құрамды қабаттан: 1) коллоидты күйдегі заттың ішкі ядросынан; 2) ішкі
ядросы тығыз байланысып тұратын сол коллоидты бөлшектің зарядын анықтайтын
ионды немесе ішкі қос электр қабатшадан; 3) сыртқы қарама-қарсы зарядты
иондар қабатшасынан; 4) диффузиялық иондар қабатшасынан тұрады. Сонымен,
коллоидтар заряды деген түсінік түгел мицеллаға жатпайды. Мысалы, кремний
қышқылының мицелласының ядросы SiO3 молекулаларының агрегаттарынан, яғни
зарядты анықтайтын иондардан SiO3 тұрады. Коллоидты бөлшектің заряды теріс,
оның сыртында оң зарядты теңгеру Н иондары орналасады. Теріс қабатты
диффузды қабатында Н иондары бар коллоиттарды ацидоидтер дейді. Гумин
қышқылы - СОО-, кремний қышқылы SiO2, Оң зарятты, диффузды қабатында ОН
иондары бар коллоидтарды базоидтер дейді (А1 және Fe гидрокситтері Al
(ОН) 3, Fe(ОН) 3).
Академик К. К. Гедройцтың тұжырымдамасында топырақтың сіңіру
қасиеті деп, оның топырақ ішіндегі ерітінділерінің кейбір қосылыстарын,
майда ұнтақталған минералды және оргалникалық қосылыстарды,
микроорганизмдерді және ұнтақталмаған ірі заттарды өзіне сіңіріп, ұстап
қалу мүмкіншілігін айтады. Сіңіру оның тәсілдеріне қарай, бірнеше түрге:
механикалық, физикалық, физика-химиялық, химиялық және биологиялық
сіңірулерге бөлінеді (К. К. Гедройц. 1933).

Топырақ жылу режимін реттеу шаралары
Жылу – өсімдік тіршілігіне қажетті бес фактордың бірі. Өсімдіктердің
жер бетіндегі бөлігі мен тамырлары үшін температураның маңызы зор. Топырақ
қабатында температура төмендеген кезде тамырлар жүйесі, ал көтерілген кезде
өсімдіктің топырақ бетіндегі бөлігі жақсы дамиды. Өсімдік тамырларының
белсенділігі мен тіршілік әрекеті топырақ қабатындағы температураға
байланысты. Дәннің өне бастауы мен көктің пайда болуы үшін оптималды
температура қажет.
Көптеген егіншілік аймақтарда дән түсетін тереңдіктегі топырақтың
белгілі бір температураға дейінге жылуын тұқым себуге қолайлы мерзім
ретінде пайдаланады.
Жылу топырақтың қажетті қасиеттерінің бірі. Жылу әсерінен
микробиологиялық және химиялық процестердің қарқыны өзгереді, өсімдіктердің
өсуіне, дамуына қолайлы жағдай туады. Топырақ жылуды негізінен күн
сәулесінен алады. Сонымен қатар жылу топырақтағы микробиологиялық
процестерден, өсімдіктер мен жануарлар қалдықтарының шіруінен, топырақ
құрамындағы кейбір заттардың өзара қосылысқа түсуінен, су буының қоюланып
суға айналуынан да пайда болады.
Күн нұрының әсерінен әрқилы топырақ түрліше жылынады. Ылғалы мол ашық
түсті топыраққа қарағанда, қарашірікке бай, құрғақ топырақ анағұрлым тез
жылынады. Құмдақ топырақ сазды топырақтан оңай жылынады. Температураның
әсерінен топырақ бөлшектері әрдайым бұзылып отырады. Ауа райының
жағдайларына қарай топырақтың жылу тәртіптері де өзгереді. Топырақ
қабатының жылынуы күн сәулесіне байланысты болады. Осы энергия көзінің
әсерінен ондағы микробиологиялық процестер де жақсы жүреді. Күн сәулесінің,
әсіресе, ультракүлгін сәулесі микроорганизмдерге жойқын әсер етеді. Ғылыми
деректерге қарағанда, өсімдіктер суды өздері салқындау үшін буға
айналдырады екен. Ал булану үшін көп жылу қажет. Топырақтағы пайдалы
микрорганизмдер жоғары және төменгі температураға мейлінше төзімді, әйтсе
де олардың тіршілігі үшін ең қолайлы температура 25-300 С болып
саналады.Топырақтың бұл температурасы мәдени өсімдіктер үшін де қолайлы.
Топырақтың температурасы төмендегенде, олар өзінің тіршілік әрекетін күрт
тежейді, ал көктемде топырақ қайта жылынғанда олар бұрынғы қалпына келеді.
Топырақтың күн сәулесі әсерінен жылынуы оның қай жерде орналасқанына да
байланысты болады. Мысалы, таулы жерлерде, оңтүстік баурайда кездесетін
топырақтар басқаларға қарағанда жақсы жылынады, шығыс және батыс
баурайдағылар орташалау, ал солтүстік баурайдағылар бәрінен де солғын
жылынады.
Топырақтың жылуы су және ондағы ауа арқылы төменгі қабаттарға тарайды.
Топырақ бөлшектері жылудан біресе ұлғайып (қызғанда), біресе кішірейіп
(суығанда) отырады, ал мұның өзі оның тез үгілуіне себепкер болады.
Топырақтың қыс кезеңдерінде жылы сақталуына, оның бетінде қардың көп
жиналуы септігін тигізеді, ал қардың көп жиналуына өсімдіктер әсер етеді.
Кейбір жағдайларда топырақтағы жылуды сақтау үшін оның беткі қабатын
торфпен және де басқа қопсыған құрғақ затпен (қалыңдығы 1,0-1,5 см
шамасында) жабады. Бұл үшін солтүстіктің қара топырақтарын және жылуды
көбейту үшін торф қолданылады, ал оңтүстікте топырақ өте қызатындықтан,
оларды біршама салқындату үшін астық бастырудан қалған қалдықтармен жабады,
бұл тиімді.

Дәріс 12.
Топырақ түзуші экологиялық факторлар және олардың зоналдығына әсері.
Топырақтың физикалық қасиеттері. Топырақтың физикалық қасиеттеріне
оның құнарлылығын сипаттайтын маңызды көрсеткіштер: топырақ құрылымы, су –
ауа режимі, жылылық, меншікті және көлемдік салмағы, сонымен қатар
өндірістік құрылыс жол салуға топырақтың қаттылығы, иленгіштігі,
жабысқақтығы сияқты қасиеттері жатады
Топырақ құрылымы. Топырақ үгілу нәтижесінен пайда болғандығы, әр түрлі
механикалық бөлшектерден тұратыны жайында жоғарыда айтылды. Осы механикалық
бөлшектер топырақ түзуші және оның әрі қарай даму процестерінде топырақ
шіріндісі, өсімдік тамырлары, топырақтағы жәндіктер әрекеттері арқылы бір-
біріне желімденіп, жабысып, әртүрлі топырақ түйіртпектерін – агрегаттарын
құрады. Топырақ құрылымы (структурасы) дегеніміз осы. Топырақ құрылымы оның
су – ауа алмасуына, т.б, көптеген физикалық қасиеттеріне әсер етіп, оның
құнарлылығына өте үлкен септігін тигізеді. Топырақ құрылымы төмендегідей
болады:
1. Құрылымы жоқ, шаң-тозаңды, борпылдақ;
2. Құрылымы майда түйіртпекті, оқ дәрісіндей, мөлшері 0,5-1 мм;
3. Дәнді түйіртпекті, диаметрі 1-5 мм;
4. Жанғақты құрылым, бөлшектері 5-10 мм;
5. Майда кесекті құрылым 10 мм-ден ірі;
6. Ірі кесек құрылым, топырақ бөлшектерінің көлемі бірнеше см-ге
жетеді.
Сонымен, шамалы ылғалданбаған топырақтар өздері орналасқан табиғи
жағдайларына қарай осы жоғарыда айтылған құрылымдардың біреуіне ыңғайлана
бастайды. Игерілген жерлерде топырақ құрылымы адам әрекетіне, яғни өңдеу,
қандай егістіктерге пайдалану жағдайларына тікелей байланысты. Топырақ
құнарлылығына, ондағы ылғал ауа режиміне майда-түйіртпекті, дәнді-
түйіртпекті құрылым жақсы әсер етеді. Топырақтардың мұндай құрылымдары
топырақ қара шіріндісіне бай, топырақ сіңіру кешені (комллексі), негізінен,
кальций катионына қаныққан қара топырақ пен қара қоңыр топырақтарға тән. Ал
толырақ сіңіру кешені натрий катионына қаныққан сортаң топырақ қара
шіріндісі аз, құрғақ және шөлейтті топыраққа тән. Топырақ құрылымы оның
құнарлылығының бір шарты болғандықтан, игерілген жерлерде оны қолдан жасау
шаралары да қарастырылады. Мәселен, академик Р. В. Вильямс топырақ
құрылымын жақсарту үшін егіншіліктің шөптанапты жүйесін енгізді. Бұл әдіс
еліміздің көптеген жерлерінде қолдау тапты. Оның мәні: егісті жерлерге
шөптанапты емес бір дақылды жылма-жыл егіп, оны өңдеген кездерде,
топырақтың құрылымы бұзылып, егістік өнімі кемиді. Мұны болдырмас үшін
негізгі дақылды міндетті түрде шөптанапты егістіктермен ауыстырып,
кезектестіріп егу қажеттігін (мәселен, шөптанапты егістіктер үшін, бұршақ
тұқымды дақылдар мен дәнді шөптерді араластырып егуді) ұсынды. Сонда
топырақтың әрі құрылымы жақсарып, әрі оның құрамына азот көп жиналады.
Топырақ құнарына және ондағы болатын процестерге топырақтың құрылымы
мен оның физикалық қасиеттерінің әсері көп. Топырақтың үйлесімді су – ауа
режимі да, оның көп физикалық қасиеттеріне тікелей байланысты. Топырақта
қоректік заттар жеткілікті болғанымен, онда ауа немесе су тапшы болса,
өсімдіктердің нашар өсетіні, ал кейде тіршілігі тіптен тежелетіні мәлім.
Топырақта ауаның және судың үйлесімді мөлшерде болуы оның кеуектілік
дәрежесімен анықталады. Ал кеуектілік топырақтың түріне карай әртүрлі
болады. Адамдар топырақты кеуектілігін жасау үшін оны қолдан өңдейді.
Топырақтың қопсыған, жыртылған қабатындағы топырақта, оның жартысына дейігі
кеуектер болады да, қалғаны топырақтың қатты бөлігінің үлесіне тиеді.
Шымтезекті топырақтарда кеуектілік одан артық, ал құм топырақтарда 30-40%-
дай болады. Өсімдіктер тамырлары кеуекті топырақтарда жақсы өсіп, оңай
таралады.
Топырақтың су өткізгіштігі де оның кеуектілігіне тікелей байланысты.
Құрылымы (структурасы) жақсы топырақтарға су оңай сіңіп, өсімдік
тамырларына тез жетеді. Мұндай топырақтарда сумен қатар жеткілікті
мөлшерде ауа да сақталады. Сондықтан да бұл топырақтарда судың булануы
төмендейді де, топырақ сіңірген ылғал ысырап болмай біраз уақытқа шейін
дұрыс сақталады.
Топырақтың суды өз денесіне сіңіріп, ұстап қалу қасиетін оның су
сыйымдылығы дел атайды. Әртүрлі топырақтың су сыйымдылығы әртүрлі болады.
Топырактың су сыйымдылығына оның кеуектігімен қатар
механикалык құрамы, топырақтары қара шіріктің мөлшері де әсер етеді.
Мысалы, қара шірікке бай 100 грамм балшықты топырақ 50 грамдай суды
бойына ұстаса, 100 грамм құмдақ топырақ не бары 5-25 грамм суды ғана ұстай
алады. Ал органикалық заттарға өте бай шымтезекті топырақтардың 100 граммы
өзінен екі-үш есе артық көлемдегі суды сіңіре алады.
Топырақтың дұрыс құрылымы бұзылып, қажетті кеуектілігі сақталмаған
жағдайда топырақ нығыздалып, ондағы қылтүтіктер бір-бірімен жалғасып,
топырақ ішіндегі сулар осы қылтүтіктер арқылы тез буланып кетеді. Мұны
болдырмас үшін топырақты дер кезінде өңдеу қажет. Ал суармалы
жерлерде топырақты суару шаралары қалай болса, солай жүргізілмей, мұнда
оның су сыйымдылығы, су өткізгіштігі, т.б. сияқты қасиеттері ескеріледі.
Топырақтың суды көтергіш қасиеті де оның механикалық құрамына тікелей
байланысты. Мәселен, құрамы ірі құмдақ топырақтар жерасты ыза суларынан
ылғалды не бары 50-60 см-ге ғана көтереді. Ал механикалық құрамы ауырлау
саз балшықты топырақтар өздерінің майда қылтүтіктері арқылы жерасты
ыза суларының ылғалын 3-3,5 метрге шейін көтере алады.
Топырақ суы – топырақ қыртысындағы әртүрлi минералдық тұздарға бай
сұйық. Топырақ суын ауыз су ретiнде, не шаруашылық мақсаттарға пайдалануға
болмайды. Топырақ суы – өсiмдiктер әлемінің негiзгi қорегi, өсiп етуiне
қажеттi су көзi. Құм топырақтарда салмағының 4-10 пайызын, құмайт, құмды
саздардың 10-30 пайызын, саз топырақтардың 25-30 пайызындан астамы топырақ
суы құрайды. Топырақ суының мөлшерi ауа райына, жыл маусымдарына сәйкес
өзгерiп отырады. Топырақ ылғалдылығы өсiмдiктерге екi түрлі әсер етедi:
бiрiншiден, тамырдың өсуi мен тармақталуы топырақ ылғалдылығына байланысты;
екiншiден, өсiмдiктің ылғалды қабылдауы топырақтағы судың мөлшерiне де
байланысты. Топыраққа су жаңбыр, қар, бұршақ, не шық түрiнде түсiп отырады.
Кейде ол топырақтың беткi қабаттарына төменнен көтерiледi. Бұл жер
астындағы су немесе ыза суы топырақтың беткi қабатына таяу орналасқанда
кездеседi. Қандай топырақта болмасын азды көптi ылғал болатыны белгiлi.
Топырақта кездесетiн су түрлi құрамда болады, ол жыл мезгiлiне, ауа
температурасының өзгеруiне қарай түрлiше күйге ауысып отырады. Мысалы,
топырақ кесектерiнің арасындағы ауада кездесетiн су топырақ температурасы
жоғары болса, көбiне, бу күйiнде болады, ал температура төмендесе, ол су
тамшысына айналады. Топырақта кездесетiн бу күйiндегi суды өсiмдiктер
пайдалана алмайды, оны топырақтағы судың пайдасыз қоры деп атайды. Аталған
су өсiмдiктерге тиiмдi болу үшiн, топырақ түйiршiктерiнiң сыртын толығымен
қапталдап мөлшерi өскенде ғана, ол топырақ түйiршiктерiнiң аралықтарындағы
қылтүтiкке енедi де, өсімдіктердің қоректік минимумынан қолайлы режимiн
реттеуге көмектеседi. Құбылыстар жиынтығы арқылы анықталатын топырақ
ылғалының жиналуы, жылжуы, жұмсалуы және оның физикалық жағдайын өзгерту
топырақтың су режимi деп аталады. Топырақтың су тәртiбi топырақтың
құралуындағы ең маңызды фактордың бiрi, ал оның құнарлылығын арттыратын
басты жағдайлардың бiрi болып саналады. Топырақтың су тәртібінің мөлшер
көрсеткiшi, яғни ылғалдың жиналуы мен жұмсалуы жиынтығының барлық шамасын
және белгiлi бiр кезең аралығында оның қорының өзгеруін су тепе-теңдігі деп
атайды. Су тепе теңдігінің көпжылдық орташа мөлшерi, топырақтың су
тәртiбiнiң түрлерін сипаттайды. Су – табиғатта ең көп таралған, сонымен
бiрге нағыз ерекше зат. Өсiмдiк тiршiлігiне қажеттi су қорын негiзiнен
топырақтан алады. Топырақ ылғалды жинайтын, сақтайтын және өсімдіктерді
барлық даму кезеңдерiнде 20 ылғалмен қамтамасыз ететiн орын болып табылады.
Су өсiмдiкте өсетiн барлық тiршiлiк процестерiне мiндеттi түрде қатысады.
Көптеген өсімдіктердің клеткаларында 80-90 пайыз, ал тұқымдарында 10-15
пайыз су кездеседi. Өсiмдiк табиғатында су айналымы да елеулi рөл
атқарады. Топырақтағы судың мөлшерi оның құнарлылық тиiмдiлiгiн анықтайтын
судың технологиялық қасиетiне, химиялық, физикалық-химиялық және
микробиологиялық процестердiң қарқынды өтуiне байланысты.
Топырақтағы судың түрлері. Топырақ ылғалы әртүрлi күйде болады.
Олардың барлығы бiрдей өсiмдiкке сіңе бермейдi. Жалпы топырақ суларын
төмендегі түрлерге бөлуге болады.
Химиялық байланыс күйіндегі су. Су көбiнесе әртүрлі минерал
кристалдарымен байланысты болады. Бұл су заттың молекуласына гидроксил
(ОН) ион тобымен кiредi. Мысалы, Fe2O3+ НО=2Ее (ОН)3. Ол топырақтан 400-800
0С градуста ажыратылады, сондықтан топырақтағы биологиялық процестерге
тiкелей қатыса алады.
Гравитациялык су деп топырақтың түйірлерінің аралықтарын жайлап өз
салмағымен (гравитация аралық) көбiнесе төмен қарай жылжитын суды айтамыз.
Мұны өсiмдiктер оңай сіңіре алады. Дегенмен, оның ағысы қылтүтік судан гөрi
шапшаңырақ болғандықтан, өсiмдiктердi ылғалмен қамтамасыз етуге тiкелей
қатыспайды.
Қылтүтiк (капилляр) суы. Топырақ түйірлерінің iшiндегi су барлық
бағытта қозғалады. Соның iшiнде, топырақтың төменгi қабатынан жоғары қарай
түйiршiк қуыстарындағы сорғыштық (мениск) күштер арқылы ылғалданған жерден
құрғаққа қарай жылжиды. Сондықтан бұл судың өсiмдiктер үшiн маңызы зор. Бұл
суды өсiмдiктер оңай сіңіре алады.
Жарғақты су. Топырақтың қатты бөлшектерінің сыртын молекулалық
тартылыс күшiмен, жарғақты қабат күйiнде қоршап тұрады. Ол молекулалық
тартылыс күшінің көмегiмен қалың жарғақтанған күйiнен жұқа жарғағына қарай
жылжиды. Топырақ түйiршiктерiне 6-10 мың атмосфералық күшпен байланысып
тұрғандықтан, жарғақты суды өсiмдiктердiң тамырлары сіңіре алмайды. Бұл
өсiмдіктерге сіңбейтін күйiндегi су болып табылады. Гигроскопиялық су –
гигроскопиялық ылғал топырақ түйiршiктерiнің бетiнде молекулалық тарту
күшiмен будан жиналған су, ол қозғалмайды, өсiмдiкке пайдасыз. Ауыр және
қарашірікке бай топырақтарда гигроскопиялық су көп болады. Топырақтан оны
ажырату үшін оны 105 градус ыстықта 5–6 сағат кептiредi.
Қатты ылғал. Мұз төмен температурада (0° төмен) пайда болады. Ал
жарғақты сулар 78 градуста мұзға айналады.
Топырақтың су қасиеттерi мен ылғалдылығы. Топырақтың су қасиеттерiне су
сыйымдылығы (топырақ өзінің құрамындағы судың белгiлi бiр мөлшерiн ұстап,
сақтап тұруы) жатады. Топырақтың қабатындағы судың осы қасиеттерi түрлі
физикалық күйiне және оның түрлерiне тығыз байланысты.
Топырақтың су сыйымдылық шегі – оның өз бойына белгiлi мөлшерде суды
сіңіріп ұстай алатын қасиетi. Ұсталған (сақталған) су түрлеріне қарай
топырақтың су түрлеріне бiрнеше түрлерiн ажыратады. Ең көп немесе толық су
сыйымдылық деп топырақтың табиғи кеңістегі сумен толған жағдайын айтады.
Ауылшаруашылық дақылдарының өсiп, өнiм бере алатын топырақ ылғалдылығының
шегi егiстiктiң далалық толық су сыйымдылығының 50-ден 80 пайызға дейiнгi
аралығында жатады. Дақылдардың әрбiр түрлерi мен сорттарына, алынатын
өнiмнің мөлшерiне қарай топырақтың тиімді ылғалдылығы тәжiрибе арқылы
белгiленедi. Мысалы, Орта Азияның сұр топырағында өсетiн мақта дақылының
суға деген қажеттілігі гүлденгенге дейiнгi кезеңде топырақтың ылғалдылығы –
75 процент, гүлдеу және жемiс түзу кезеңінде – 60 процент болған жағдайда
қанағаттандырылады.
Топырақтың барлық қуыстары жаңбыр суымен және көктемде қар суымен
толады. Бұл өсiмдiкке зиян су топырақтағы барлық ауаны ығыстырады да,
өсімдіктердiң тамырлары ауасыз тұншығады. Далалық су сыйымдылық шегі
топырақтың табиғи құрылымында бос су өз салмағымен топырақ қабатына сiңiп
кетедi. Осы жағдайда жерасты суы тереңде жатса, ал топырақ қабатындағы су
буға айналмайтын болса, топырақ бойында ұсталып қалатын су мөлшерiн далалық
су сыйымдылық шегi деп атайды. Капиллярлық су сыйымдылық шегi деп судың
топырақ түйiршiктерiнiң iшiнде ұсталып қалатын қабiлетiн айтады.
Капиллярлық су сыйымдылық шегi жерасты суының тереңдiк деңгейiне және
жоғарыдан келетiн табиғи су мөлшерiне байланысты. Мұндай сулар капилляр
түтiктерi арқылы жоғары көтерiледi және керiсiнше, жоғарыдан төмен қарай
жылжиды. Соның нәтижесiнде өсімдіктердің әртүрлi тереңдікте орналасқан
тамырларына, кезiнде олардың өсiп-дамуына елеулi әсер етедi. Сонымен
капиллярлық суды өсімдіктер пайдаланып, оның мөлшерiн азайтады да,
топырақта жарғақты су қалады. Бұл – су қорының шегi немесе топырақтың ең аз
су сыйымдылық қасиеттi. Ауаның су буымен толық қанған кезiндегi, топырақта
ұсталатын ең жоғары гигроскопиялық су мөлшерiн максималдық гигроскопиялық
дейдi. Топырақ өзінің құрамындағы судың белгiлi бiр мөлшерiн ұстап тұра
алады. Оның бұл қабiлетiн су ұстаушылық күшi деп атайды. Бұл күш
топырақтағы коллоидтық бөлшектерінің гидратталуына байланысты. Судың бұл
бөлiгi коллоидтың байланысқан су немесе гигроскопиялық су деп аталады. Мұны
ылғалдың пайдасыз қоры деп атайды. Кейiнiрек ылғалдың пайдасыз қоры
топырақтың екi еселенген максималдық гигроскопиялығына тең болатындығы
анықталды. Топырақта өсiмдiктер қабылдай алмайтын белгiлi бiр мөлшерi бар
кезде ақ олардың сола бастайтындығы байқалады. Бұл шама солу коэффициентi
деп аталған. Бұл ұғым ылғалдың пайдасыз қоры ұғымына ұқсас.
Топырақ коллоидтары өздерi байланыстырып тұрған гидроскопиялық суды
атмосфераға дейiнгi күшпен ұстап тұрады. Тамырдың сору күшi топырақтағы бұл
суды соруға жеткiлiксiз.
Топырақтың су өткізгіші деп оның жоғарыдан төмен қарай су өткiзу
қасиетін айтады. Ол топырақтың түйiртпектігiне, механикалық құрамына,
органикалық қорына байланысты және мұның өзi сiңiру, ылғалдану мен өткiзу
кезеңдерiнен құралады.
Суды жақсы өткiзгiш топырақтарға құм, құмай, ең аз су өткiзгiш
топырақтарға балшықтар жатады. Топырақтың су өткiзгiш қабiлетi деп өзінің
капиллярлары (түтiктерi) арқылы оның төменгi қабатынан жоғары қабатына су
көтергiштiгiн айтады. Бұл қасиет топырақтың түйіртпектігіне, механикалық
құрамына байланысты. Құмдар суды тез, бiрақ аз биіктікке көтерiледi
(тәулiгiне 30-60 см-ге дейiн ғана), балшықтар керiсiнше, суды баяу сорып,
биiкке (3-4 м дейiн) көтерiледi. Капиллярлы суды көтеру арқылы топырақ
құрғақшылық аймақтарда өсімдіктерді өзінің төменгі қабатындағы сумен
қамтамасыз етiп тұрады. Ал шөлдi аймақтарда жақын жататын ащы жер суларының
буға айналуынан топырақ сортаңдана бастайды. Көптеген ауылшаруашылық
дақылдары кұрғақ заттарды құрау үшiн судың орасан көп мөлшерiн жұмсайды.
Мәселен, бидай өсiмдiгi, өзінің жер бетiндегi массасымен салыстырғанда
тәулiк бойында шамамен, 1,3-1,5 есе артық суды жұмсайды және сіңірілген 90-
95 пайыз құрғақ заттың пайда болуы үшiн (транспирация) жұмсалады.
Өсімдіктерде бір грамм құрғақ заттардың пайда болуы үшiн жұмсалатын судың
үлгiлiк мәнi бірнеше дақылдар үшiн мынадай: жоңышқа – 858, сұлы – 636, мал
азықтық бұршақ –372, тары – 287 грамм. Бұл көресеткіштер өсімдік өсетiн
топырақ-климат және басқа жағдайларға байланысты едәуiр ауытқып отырады.
Өсімдіктер транспирация жолымен өте көп мөлшерде су жұмсайды. Өсiмдiк
бойына сiңірген 1000 г судың небары 1-2 грамын ғана пайдаланады, судың 998
грамы өсiмдiк арқылы өзгермей өтедi. Топыраққа тыңайтқыштарды, әсiресе,
фосфор тыңайтқышын еңгiзу, су, ауа режимiн ретке келтiруi арқылы және басқа
шаралардың көмегiмен, өсімдіктердің қоректену жағдайын жақсарта отырып, 1
грамм құрғақ заттың пайда болуы үшін жұмсалатын су шамасын азайтуға болады.
Алайда, құрғақ заттың пайда болуы үшiн жұмсалатын судың азайғанына қарамай,
тыңайтылған жердің бiр гектарға жұмсалатын жалпы ылғалдың қоры ұлғаяды,
өйткенi оның өнiмi өседi. Мұндай жағдайда ылғал мейлінше, тиімді
пайдаланылады.

Жалпы физикалық қасиеттердің топырақты мекендейтін тірі организмдерге
әсері
Топырақ – тірі дене. Топырақтың құрамында тек өлі минералды заттар ғана
емес, әр кезде азды көпті тірі организмдер, түрлі микроорганизмдер мен
қарапайым майда жәндіктер болады. Бұлар топырақтың тірі бөлігін құрайды.
Микроорганизмдер табиғаттың ыстық суығына да, оттегінің бары, жоғына да,
ортаның қышқылдығы мен сілтілігіне де қарамайды, барлық жағдайға бейім
келеді. Тек оларға қажетті ылғал мен қорек зат орын алса, сондықтан олар
табиғаттың барлық бұрышында да кездеседі. Олар топырақтың бір бөлігі болып
саналады. Топырақтың тірі бөлігіне өсімдіктердің тірі тамырлары да жатады,
өйткені өсімдіктің тамырынсыз топырақ пайда болмайды.
Моно – және дисахаридтер өсімдік қалдықтарында болады және ыдыраған
сайын мөлшерлері өзгеріп тұрады. Орташа мөлшері – 4-9%. Көбінесе, бұлар
микроорганизмдерге қорек болғандықтан, топырақтарда өте тез ыдырайды.
Крахмал құрамында белок, целлюлоза бар. Ферменттердің әсерінен
ыдырағыш келеді, өсімдіктер шіріген сайын оның мөлшері кемиді.
Өте баяу ыдырайтын топырақтағы органикалық зат – целлюлоза. Оны
микроорганизмдер тек 5%-ы ғана ыдырата алады.
Органикалық зат – топырақтың ажырамас бөлігі,топырақ түзілу және
құнарлылық осы затқа тәуелді. Ол ұлпалық құрылысын жоғалтпаған органикалық
қалдықтардан және табиғаты биохимиялық жаңа түзілімдер – қарашіріктерден
құралады, олар спецификалық жоғарғы молекуляр азоттының органикалық
қосындылардың комплексі болып табылады.
Топырақтағы органикалық заттар, тіршілігін тоқтатқан өсімдіктердің,
жануарлардың, жәндіктердің қалдықтарынан құралады. Бір гектар қара
топырақта жыл сайын 7 тонна, құрғақ ауалы ылғалдылықтағы,өсімдіктердің жер
бетіндегі қалдықтары, 27 тоннаға жуық тамырлары жиналады. Ал шөп аймақтағы
сұр топырақтардың бір гектарында 1 тонна өсімдіктердің жер бетіндегі
қалдықтары, 15 тоннаға жуық тамырлары қалады. Орталық аймақта көп жылдық
дақылдар орналасқан топырақтың 1 метрлік қабатында гектарына 15 тоннадай,
ал бір жылдық дақылдардың астында 3-5 тоннадай тамыр жиналады. Өсімдік
қалдықтары (жер бетіндегі және тамырлар) топырақтағы органикалық заттардың
негізгі көзі болып табылады.
Топырақтың органикалық заты негізінен төрт элементтен тұрады. Олар:
көміртегі, оттегі, сутегі және азот. Осы элементтердің қатысуымен
төмендегідей күрделі органикалық қосылыстардың маңызды топтары құрылады:
1) көмірсулар (моно-, ди- және полисахаридтер). Өсімдік қалдықтарында
негізінен полисахаридтер болады. Олардың ішінен көп таралғаны клетчатка,
немесе целлюлоза (С5Н10О5). Шөптік өсімдіктерде оның мөлшері 40%, ал ағашта
60%-ға жетеді. Клетчатка суда ерімейді, күшті қышқылдарды қыздырғанда
гидролизденеді. Ол микроорганизмдермен ыдырауы мүмкін. Полисахаридтерге
хитин жатады. Ол саңырауқұлақтар жамылғысының клеткаларының, шаян
тәріздестердің және шіркейлердің қабыршықтарының құрамына кіреді;
2) лигнин-клетка қабырғаларына сіңетін жоғары молекулялары
қосындылардың тобы. Өсімдік қалдықтарында оның мөлшері 30-40%-ға жетуі
мүмкін;
3) азотты заттар-белоктар (ақуыздар) немесе протеиндер. Олар
протоплазманың және өсімдік клеткаларының ядроларының негізгі бөлігі болып
табылады. Шөптік өсімдіктерде белоктың мөлшері 10-14%-ға дейін жетеді.
Белоктар суда ерімейді, сілтілерде колоидтық ерітінділерді құра алады.
Күшті қышқылдардың әсерінен белоктар гидролизденеді және амин қышқылдарына
ыдырайды. Азотты заттардың қатарына хлорофил және алколоидтар жатады.
4) майлар-өсімдік қалдықтарында бұлардың мөлшері үлкен емес, клетка
ядросына және тұқым құрамына кіреді. Өсімдік қалдықтарында аз мөлшерде
смололық заттар және тері илеуге қолданылатын заттар (дубильдік) кездеседі.
Өсімдік қалдықтарында 5% жуық күлдік элементтер: Са,Мд,К,Р,S,Fe, AI,
сонымен қатар микроэлементтер бар.
Топырақтың органикалық заты жеке кезеңдерде спецификалық қасиеттерге ие
бола отырып, биологиялық және биохимиялық алмасулардың ұзақ жолын өтеді.
Бұл алмасулар күрделі қосылыстардың қарапайым қосылыстарға ыдырау жолымен
жүреді. Алмасулар, СО2,Н2О,NH3 түзіліп, толық минерализациялануға дейін
тоқтамайды. Ыдырау нәтижесінде органикалық қалдықтардың 1/10-1/3 бөлігіне
жуығы жаңа тұрақты қосылыстар-қарашірікті құрады.
Топырақтағы органикалық қалдықтардың ыдырау жылдамдығы оның ылғалдану
дәрежесіне және температураға байланысты. Ауалы-құрғақ өсімдік қалдықтары
топырақта минерализацияланбайды десе де болады. Ылғал жетіспейтін
жағдайларда физика-химиялық құбылыстар басым түседі. Бұл құбылыс қара
топырақтарда көктемде және күзде байқалады. Өйткені осы мезгілдерде топырақ
ылғалды болып, органикалық заттың ыдырауына ықпал етеді. Жазда топырақ
кеуіп кетеді де, ыдырау бәсеңдейді. Топырақ ылғалдылығы өскен сайын
органикалық заттардың ыдырауы жеделдейді, бірақ шексіз болмайды. Топырақ
ылғалдылығы артқан сайын ондағы оттегінің мөлшері азая береді де, аэробтық
процестер анаэробтыққа ауысады.
Аэробтық ыдырау кезінде минерализацияның соңғы өнімі CO2 және H2O
құрылады. Анаэробтық ыдырау өнімдерінде тотықтанбаған және жеткілікті
түрде тотықтанбаған заттар басым. Бұлар микроорганизмдердің тіршілігін
бәсеңдетіп, ыдырауды тежейді. Органикалық заттардың ыдырауы басылып,
майлардың, балауыз заттардың және смолалардың битумдануы ғана байқалады.
Жартылай ыдыраған, жартылай торфты және торфты масса анаэробтық жағдайларда
пайда болып, жиналады.
Азотсыз заттардың ыдырауы (ашу типі) майлы қышқылды, метанды, сутекті
болып келетін бактериялардың әрекетінен басталады. Ағаштық денелердің
құрамдас бөліктері мысалы лигнин, саңырауқұлақтармен бұзылып ыдырайды.
Лигнинің шіріктік заттарға айналуы химиялық жолмен, тотықтық энзимдердің
қатысуымен әрі қарай жалғастырылады. Қанттар бактериялармен бұзылып
ыдырайды. Нәтижесінде органикалық қышқылдар түзіледі, CH4 және Н, содан
кейін, СО2және Н2О бөлініп шығады.
Азоттық қосылыстар және майлар бактериялармен, зеңденген
саңырауқұлақтармен және актиномиценттермен ыдыратылады. Нәтижесінде
глицерин және майлы қышқылдар құрылады. Смолалар, балауызды және дубильдік
заттар өте жай ыдырайды. Себебі олар микробтардың әсеріне төзімді. Белок
қарапайым қосылыстарға ыдырап, амин қышқылын және N4H түзеді.
Гумус. Топыраққа түсетін органикалық қалдықтардың гумусқа (қарашірікке)
айналуы күрделі биохимиялық процесс болып табылады. Бұл процесс топырақтағы
микроорганизмдердің, өзара әрекеттесуінің арқасында өтіп жатады. Топыраққа
түсетін және оның бетінде жататын өсімдіктердің өлі қалдықтары
микроорганизмдермен ыдырайды. Микроорганизмдер үшін осы қалдықтар азық және
энергия көзі болып табылады. Ыдырауға ұшыраған өсімдіктердің өлі қалдықтары
өздерінің морфологиялық белгілерін жоғалтады.
Олардың бір бөлігі автотрофты микробтармен толықтай минералданады да
пайда болған күлдік заттар қайтадан жасыл өсімдіктермен сіңіріледі. Қалған
бөлігін гететрофты микроорганизмдер пайдаланады. Нәтижесінде олардың
денелерінде туынды белок, көмірсулар, майлар және басқа органикалық заттар
түзіледі. Осындай жолмен көбейген гететрофты микробтар уақыт өте келе
тіршілігін тоқтатады да денелерді ыдыратуға ұшырайды.
Органикалық қалдықтардың бір бөлігі гуминдік заттарға айналады.
Гуминдік заттар – спецификалық, жоғарғы молекулярлы, күрделі, көбінесе
күңгірт түсті болып келетін коллоидтық табиғаты бар органикалық қосылыстар.
Өсімдік қалдықтарының гумустық қышқылға және оның тұздарына айналу процесі
гумификация (қарашіріктену) деп аталады.
Гумустық заттар органикалық заттардың гумификация процесі кезінде өзара
алмасу, өзгеруінің нәтижесінде төменгі үлгі бойынша құрылады (Кононова және
басқалар,1960).
Ыдыраудың және микробтық синтез өнімінің бір бөлігі өзара әрекеттесе
отырып күрделі, жоғарғы молекулярлық, спецификалық гумустық қышқылға
айналады.
Топырақ гумусы 85-90% спецификалық гумустық заттардан және 10-15%
спецификалық емес қосылыстардан: азоттық (белок, ферменттер, амин
қышқылдары), көмірсулардан, дубильдік заттардан, смололардан, органикалық
қышқылдардан тұрады. Гумустық заттар гуминдік қышқылдардан,
фульвоқышқылдардан және гуминдендер құралады.
Гумин қышқылдары. Гумин қышқылдары–циклдік құрылысты, құрамында азот
бар жоғарғы молекуляры қышқылдар. Олар суда және минералдық қышқылдарда
ерімейді, бірақ сілтілерде ериді.
Гумин қышқылдарының құрамында 50-60% сутегі және 2-6% азот бар. Оның
құрамы топырақ түріне қарай өзгеріп отырады. Мысалы, күлдік элементтері көп
күлгін топырақтардағы гумин қышқылдарының құрамында қара топырақтардағы
гумин қышқылдарының құрамына қарағанда, көміртегі аздау, бірақ сутегі
артықтау келеді.
Топырақтағы гумин қышқылдары негізінен гель түрінде болады. Топырақтың
минералдық бөлігімен әрекеттесе отырып, гумин қышқылдары гуматтарды түзеді.
Гуматтар дегеніміз – сазды минералдардың бетіне сіңген күрделі органо-
минералдық комплекс. Кальцийдің және магнийдің гуматтары суда ерімейді,
топырақта гель түрінде байланысып бекиді. Бұл гуматтар топырақтың минерал
түйіршіктерін желімдеп түйіртпектер құрып, суға төзімді құрылым құрылуына
ықпал жасайды. Осы процестер қара топырақтарда, шымды-карбонатты
топырақтарда айқын білінеді. Сортаңдау және сортаң топырақтарда сілтілердің
гуматтары (натрийдің, калийдің, аммонийдің) түзіледі. Бұлар суда жақсы
ериді, сондықтан топырақтың жоғарғы қабаттарынан оңай шайылады. Гуминді-
темірлік және гуминді-алюминийлік комплекстер топырақта берік бекіп
орнығады.
Фульвоқышқылдар. Фульвоқышқылдар да құрамында азоты бар жоғары
молекулярлы органикалық қышқылдарға жатады. Олар элементарлық құрамына
қарай гуминдерден көміртегінің аз мөлшерімен, оттегінің көбірек мөлшерімен
айрықшаланады. Фульвоқышқылдар суда, қышқылдарда және сілтілерде де жақсы
ериді. Ерітінділердің түсі концентрациясына байланысты сабан өңдес сарыдан
қызғылт сарыға дейін құбылады. Судағы ерітіндісінің күшті қышқылдық
реакциясы болады. Фульвоқышқылдар топырақтық минералдардың химиялық үгітілу
процесін жеделдетеді. Олар гуминдерге қарағанда, белсендірек түрде
топырақтың минералдық бөлігімен комплекстер құрады. Мұндай комплекстерді
фульваттар деп атайды. Сілтілі және сілтілі-жерлік металдардың фульваттары
жақсы ерімелі және жылжымалы келеді. Фульвоқышқылдардың темірмен және
алюминиймен қосылыстарының ерігіштігі төмендеу болады. Фульваттардың
ерігіштігі және жылжымалылығы топырақтағы органикалық және минералдық
қосылыстардың азаюына әкеп соғады. Оны күлгін топырақтардың түзілуінен
байқауға болады.
Гуминдер. Гумустың ең инертті бөлігі. Ол сілтілерде ерімейді. Негізінде
бұл топырақтың минералдық бөлігімен және өзара берік байланысқан гуминдік
және фульвоқышқылдардың топтары. Гуминдердің құрамына инертті тұнба
түйіршіктері және толығымен гуминденбеген органикалық қалдықтар кіреді.
Топырақта түзіліп жиналатын гумустың мөлшері және сапасы топыраққа
келіп түсетін органикалық заттарға, топырақтың химиялық қасиеттеріне, оның
сулық, ауалық және жылу тәртібіне байланысты болады. Мысалы, ағаш
қалдықтарынан аз мөлшерде сапасы нашар гумус түзіледі. Ал шөптік
өсімдіктердің қалдықтарынан көп мөлшерде гумус түзіліп, топырақта жақсы
бекіп жиналады.
Органикалық қалдықтардың ыдырауы жеткілікті ылғалдылықта, қолайлы
температурада және жақсы ауа тәртібінде жеделдейді. Тіпті толықтай
минералдануға дейін барады. Осының әсерінен топырақта гумус көп жиналмайды.
Өсімдік қалдықтары ылғалы өте көп және төмен температура жағдайларында
нашар ыдырайды да, торфтың жиналуы байқалады. Гумустың ең көп мөлшері
топырақтың ылғалдылығы және оның температурасының қолайлы арақатынасы
жағдайында түзіледі. Осындай жағдай мол өсімдік жамылғысы бар далалық
аймақта байқалады. Бұл жерлерде гумусқа бай қара топырақтар түзілген. Осы
аймақтан солтүстікке және оңтүстікке қарай топырақтағы гумустың мөлшері
біртіндеп азая береді (18-кесте).

18-кесте
Әр түрлі топырақтағы гумустың мөлшері
(М. В. Тюриннің мәліметтері)

|Топырақ аты |Гумустың қоры |Топырақ аты |Гумустың қоры |
| |(т/га) | |(т/га) |
| |0-20 см |0-100 см | |0-20 см |0-100 см |
| |қабатта |қабатта | |қабатта |қабатта |
|1 |2 |3 |4 |5 |6 |
|Күлгін топырақтар |53 |99 |Кәдімгі қара |137 |426 |
| | | |топырақтар | | |
|Орманды далалық |109 |215 |Күңгірт қоңыр |99 |229 |
|күлгін топырақ | | |топырақтар | | |
|Сілтісізденген қара |192 |549 |Сұр топырақтар |37 |82 |
|топырақтар | | | | | |
|Типтік қара |224 |709 |Қызыл топырақтар |140 |282 |
|топырақтар | | | | | |

Алғашқы органикалық қалдықтарға қарағанда, гумус ұзағырақ ыдырайды.
Органикалық қалдықтарда азоттың мөлшері көп болса, ыдырау жылдамырақ өтеді.
Азоттың жетіспеушілігі байқалса, ыдырау процесі бәсеңдейді және ысырабы да
көп болады, себебі микробтық синтез нашарлайды. Ыдыраудың жылдамдығы
топырақтың ауа тәртібіне және ылғалдану дәрежесіне байланысты болады.
Былайша айтқанда, аэробтың және анаэробтың процестердің арақатынасына
тәуелді өтеді. Аэробтық ыдырау гумустың толық минералдануын қамтамасыз етуі
мүмкін.
Гумус өсімдіктердің минералдық заттарды сіңіруін жақсартады, топырақтың
борпылдақтығын, ылғал сиымдылығын, күн сәулесін сіңіруін арттырады. Гумус
жеңіл топырақтардың біріккіштігін жақсартып, ауыр топырақтардың
біріккіштігін төмендетеді. Ол топырақтың қолайлы ылғалдылықта болуына ықпал
жасайды. Гумустық заттардың бір бөлігі полимеризацияланудың әсерінен
тығыздалады және топырақта жиналады да өсімдіктер үшін қоректік
элементтердің қорын құрады.
Топырақтағы гумустың мөлшері топырақ өңдеу жүйесіне, өсімдіктерге және
микроорганизмдерге байланысты болады. Топырақтағы аэробтың және анаэробтық
процестерді реттеп басқарып отырса, гумустың жиналуына жағдай жасалынады.
Топыраққа гумусты жинап қор жасау топырақтарды түбегейлі жақсартудың
негізгі мәселелерінің бірі болып табылады. Гумус түзілудің негізгі
заңдылықтарын біле отырып, егіншіліктің және топырақтанудың мәселелерін
шешу бағытында топырақ құнарлығын реттеуге болады. Бірақ органикалық
заттардың ыдырауына қолайлы жағдайлар жасаумен ғана шектелуге болмайды.
Себебі гумус минералданып, топырақ ерітіндісімен бірге шайылып кетуі де
мүмкін. Мұны болдырмау үшін гумусты топырақтың минералды саз тұнбалы
коллоидты бөлігімен комплекс түзетіндей етіп біріктіру қажет.
Топырақтағы органикалық заттардың мөлшерін торф, компост, көң төгу
арқылы көбейтуге болады. Төменгі батпақтардың торфымен бірге топыраққа
табиғи гумус енгізіледі. Осының арқасында микроорганизмдердің тіршілік іс
әрекетін күшейтетін топырақтың биогендігі артады. Минералдық тыңайтқыштарды
енгізгенде де, гумификация процесі жақсарады.
Топырақ коллоидтары. Қазіргі кезде ауыл шаруашылығында көп мөлшерде
минералдық тыңайтқыштар қолданылып жүр. Топыраққа енгізілген тыңайтқыштар
өсімдіктер үшін қосымша қоректену көзі ғана болып қоймай, топырақтың табиғи
құнарлығын төмендетпейтін, қайта арттыратын болуы қажет.
Осы мәселені агрономиялық және жерге орналастыру тұрғысынан шешу,
топырақ коллоидтарының қасиеттерін және топырақтың сіңіру қабілеттерін білу
арқылы жүзеге асырылады.
Табиғаттағы заттар екі: кристалдық (анизотроптық) және кристалдық емес
(аморфты) күйімен ерекшеленеді. Аморфты заттарды изотроптық заттар деп
атайды. Анизотроптық күйдегі заттардың жарық, жылу өткізуі және басқа
қасиеттері әр түрлі бағыттарда бірдей емес. Осындай заттарға ас тұзы, мыс
купоросы, кварц, гипс, далалық шпаттар, слюдалар, т.б. жатады. Изотроптық
күйдегі аморфты заттардың жоғарыда көрсетілген физикалық қасиеттері барлық
бағыттарда бірдей. Мұндай заттарға жұмыртқа белогы, каучук, қойыртпақ,
сілікпе, т.б. жатады. Бұларды коллоидтар бар.
Коллоидтар – дисперстік орта және осы ортада шашырап таралған коллоидты-
дисперстік фазадан тұратын жүйелер. Орта, фаза, қатты, сұйық, газ тәріздес
немесе осылардың әртүрлі мөлшерде араласқан күйінде болуы мүмкін.
Коллоидтар өлшемдері әртүрлі түйіршіктерден құралса – полидисперстік жүйе,
немесе салыстырмалы түрде алғанда, өлшемдері бірдей түйіршіктерден
құралса–монодисперстік жүйе деп аталады. Екі фазаның бөліну аймағында
кездесетін коллоидтық түйіршіктерде еркін беттік энергияның біраз қоры бар.
Бұл сіңіру энергиясының құрылуына себепші болады. Оның шамасы үлестік
беттің жалпы жиынтық мөлшеріне байланысты. Топырақ түйіршіктерінің жалпы
бетінің ауданы (үлестік бет) олардың ұсақтану дәрежесі өскен сайын артады.
Үлестік бет заттың дисперстігіне байланысты, оның өсуі түйіршіктердің
ұсақтану дәрежесіне тура пропорционал түрде өтеді.
Топырақ коллоидтарының негізгі бөлігі гумустық түйіршіктерден және
негізінен қалыңдығы 0,01-0,05 ммк пластина тәріздес кристалдық құрылысы бар
саз түйіршіктерден құрылады. Бұл түйіршіктердің бетінің жалпы ауданы 15-
100м2/г құрайды. Коллоидтарға броундық қозғалыс тән. Бұл қозғалыс –
дисперсті ортаның қозғалыстағы молекулаларының коллоидты түйіршіктерге
жасайтын соққыларының нәтижесінде судағы түйіршіктердің өздігінен пайда
болатын үздіксіз, ретсіз орын ауыстырулары. Дисперстік фазаның ұсақ
түйіршіктері, күштілігі әртүрлі сансыз соққылардың әсерінен қозғалысқа
түседі. Олардың өлшемдері неғұрлым ұсақ болса, қозғалыс соғұрлым белсенді
өтеді. Броундық қозғалыс дисперсті фазаның түйіршіктерінің қалқып шығуына
немесе тұнбаға түсуіне жол бермейді. Коллоидтар ерімей жатып-ақ
молекулалармен немесе беттік қабаттың иондарымен жанасатын ерітінділердің
қосылыстарымен химиялық реакцияға түсе алады.
Электрлік бейтарап заттардың өзара әрекеттесуінен және оларға
зарядталған иондардың қосылуынан коллоидтар иондардың зарядына сай зарядқа
ие болады. Бірақ бір таңбалы зарядты иондардың белгілі мөлшері, заряды
басқа таңбалы иондардың осындай мөлшерінсіз күнелте алмайды. Кез келген
заттың ядросының айналасында иондардың екі: ішкі және сыртқы қабаты болады.
Осы екі қабаттың қосындысы коллоидтық мицелланы құрайды.
Ядро және иондардың ішкі қабаты грануланы (түйіршікті) құрайды. Ол
иондардың сыртқы қабатымен қосыла келе коллоидтық бөлшекті түзеді. Ішкі
иондық сфера сыртқы қабаттың ядросының молекулаларының ұсақ түйіршіктерге
ыдырауының нәтижесінде пайда болады. Бөлшектердің электрлік зарядына
байланысты барлық коллоидтар ацидоидтер, базоидтер, амфолитоидтер деп
бөлінеді.
Ацидоидтер – теріс зарядты коллоидтық бөлшектер. Бұлардың диффуздық
қабатында катиондар бар. Базоидтер – диффуздық қабатында аниондар бар оң
зарядты коллоидтық бөлшектер. Амфолитоидтер – ортаның реакциясына
байланысты өзінің зарядын өзгертіп тұратын коллоидтық бөлшектер. Қышқылды
ортадағы оң заряд сілтілік ортада теріс зарядқа өтеді немесе керісінше.
Электролиттердің бейтараптандыру рөлінің әсерінен коллоидтық бөлшектер
зарядтарын жоғалтады, бір-бірімен қосылып жылдам іріленеді, қоюланады,
сөйтіп золь (ерітінді) күйінен гель (тұнба) күйге өтеді. Осы құбылысты
коагуляция деп атайды. Коагуляция кезінде бірінші, екінші, үшінші реттегі
бөлшектер құрылады. Олар серпімсіз соққылардың нәтижесінде бір-біріне
қосылады да, іріленеді. Коагуляцияға қажетті электролиттің концентрациясы –
коагуляция табалдырығы деп аталады.
Коагуляция кезінде коллоид, коагулятордың иондарының бір бөлігін ұстап
алып қалады. Олар сумен жуылып шайылмайды. Оларды тек басқа электролиттің
ерітіндісімен шаю арқылы бөліп алуға болады. Коагуляция қайтымды және
қайтымсыз болуы мүмкін. Қайтымсыз коагуляция процесі – топырақтың
цементтенуінің қуатты факторы. Қайтымды коагуляция кезінде коллоидтар
еріткіштермен орнықсыз қосылыстар түзеді. Осы кезде коллоидтар
еріткіштердің молекулаларын гель (тұнба) құрамында ұстап қалады.
Коагуляцияға ұшыраған бөлшектер өздерінің зарядын қалпына келтіріп қайтадан
золь (ерітінді) күйіне өтеді. Коагуляцияға кері процесс, бөлшектердің гель
күйінен золь (ерітінді) күйіне өту құбылысын пептизация деп атайды. Бұл
процесс гель жас және сумен жақсы қаныққан күйде болғанда оңай жүзеге
асады. Пептизацияның бірінші басқышы – коллоидтардың ісінуі.
Топырақтағы көптеген физикалық-химиялық құбылыстар, негізінен, әртүрлі
топырақ коллоидтарының қасиеттерінің білінуіне байланысты. Топырақта ең көп
тараған коллоид SiO2 минералдық жолмен пайда болған. Кремний қышқылы
үгітілу және топырақ түзілу кезінде ерітіндіге өтеді. Содан кейін
полимеризация процесінде мицеллалар пайда болады. SiO2 коллоиды – кәдімгі
ацидоид. Белоктық заттармен әрекеттесе отырып, ол күрделі белоктық-
кремнийлік қосылыстар түзеді. Күшті дәрежеде суланған гидрофильді коллоид
SiO2 бір жарым тотықты коллоидтар үшін қорғаныш рөлін атқарады. Бірақ R2O3
мөлшері артық болса, ол өзінің теріс зарядын оң зарядқа ауыстыра алады.
Теріс зарядталған минералдық коллоидтардан марганецтің қосылыстары белгілі.
Кейде олар топырақтың иллювиальды қабатынан көп мөлшерде кездеседі. Осы
қосылыстар Fe2O3 өзара тұнбаға түсіп, темірлі-марганецтік конкрецияларды
береді.
Оң зарядталған минералдық коллоидтардан, бірінші ретте, бір жарым
тотықтың гидраттарын атауға болады. Қышқыл ортада R2O3 коллоиды оң заряд,
сілтілік ортада теріс заряд әкеледі. Оң зарядталған коллоидтар аниондарды
сіңіреді, мысалы P2O5. R2O3 гидраты теріс зарядталған минералдық және
органикалық коллоидтармен әрекеттесе отырып, күрделі комплекстік қосылыстар
түзеді.
Топырақта минералдық коллоидтармен қатар органикалық және органо-
минералдық коллоидтар бар. Соңғы коллоидтар – теріс зарядталған шіріген
заттар.
Ионогендік қабатта гумустық қышқыл (COOH), ядроға бекіген COO және
диффуздық қабаттағы Н+ ыдырайды. Органикалық және органо-минералдық
коллоидтардың гидрофильдік қасиеттері бар. Осы қасиеттері арқылы олар сазды
коллоидтарға үлкен орнықтылық беріп, олардың жоғарғы қабаттан иллювиальдық
қабатқа қарай орын ауыстыруына себепші болады. Осылайша орын ауыстырған
коллоидтар коагуляцияланып топырақта бекиді.
Топырақтың барлық коллоидтары, коллоидтық комплекстің құрамдас
бөліктері, топырақтық сіңіру комплексі – сіңіру құбылысына себепші болатын
топырақтың жоғары дисперсті бөлігі. Коллоидтық комплекс сазды, шіріген
заттарға бай топырақтарда және қара топырақтарда мол болады да, құмды
топырақтарда аз мөлшерде кездеседі.
Топырақтық сіңіру комплексі коллоидтық күйдегі қосылыстардың:
1) ұсақ уатылған минералдардың бөлшектері, олардың SiO2, Al(OH)3,
Fe(OH)3, MnO2 алюмокремнийлік, ферроалюмокремнийлік қосылыстар және басқа
минералдық коллоидтар түріндегі ыдырау өнімдері (комплекстің цеолиттік
бөлігі);
2) органикалық қалдықтардың ыдырау өнімдері және синтезі-органикалық
коллоидтар (комплекстің гуматтық бөлігі);
3) органо-минералдық коллоидтардың өзара коагуляциялануы нәтижесінде
түзілген, органикалық және минералдық коллоидтар және комплекстердің өзара
әрекеттесуінің өнімдері (комплекстің цеолитті-гуматтық бөлігі) сияқты
қоспасынан тұрады.
Тарау бойынша өзін-өзі тексеру сұрақтары
1. Топырақ ауасы дегеніміз не?
2. Топырақтың тірі бөлігі деп нені айтады?
3. Тірі организмдердің топырақ қара шірігін түзудегі рөлі қандай?
4. Топырақтағы фосфор дегеніміз не?
5. Топырақтағы калий дегеніміз не?

Дәріс 13.
Торыпақтың табиғи зоналдылығы.
1 Топырақтардың жер бетінде таралу заңдылықтары және оның қоршаған
ортаның экологиялық факторлармен әсері

Топырақтану ғылымының басты салаларының бірі –топырақ географиясы. Бұл
сала жер бетінде топырақтардың таралу заңдылықтары мен топырақ түзуші
факторлардың байланысын, топырақтардың кеңістікте ауысуын, олардың Жер
шарында немесе белгілі бір аймақта, кезектесіп орналасуын зерттейді. Жер
шарының топырақ жамылғысы алуан түрлі. Өйткені кеңістікте топырақ түзуші
факторлар да өзгермелі болып келеді. Өсімдік дүниесі, климат, топырақ
түзуші тау жыныстары, жер бедері және олардың уақыт өткен сайын
өзгерістерге ұшырауы әр мекенде, жер аумағында әртүрлі.
Жер бетінің топырақ жамылғысын топырақ географиясы салыстырмалы-
географиялық әдіспен, яғни топырақтың кеңістікте таралуы мен топырақ түзуші
факторларды бірге қатарластыра салыстыру арқылы зерттейді. Осы әдісті
қолдану нәтижесінде Жер шарында топырақтардың таралу заңдылықтары ашылды.
XIX ғасырдың аяғында топырақтану ғылымының негізін қалаушы орыс ғалымы
В. В. Докучаев Орыс жазықтығында топырақ қасиеттерімен оның таралуының
топырақ түзуші факторлармен байланысын салыстыра зерттеп, топырақ
географиясының басты заңын – топырақтардың ендіктерге сәйкес орналасуын
ашты. Ол өзінің «Табиғаттың аймақтары туралы ілімі» кітабында: «топырақ
түзуші негізі факторлар жер бетінде белдік болып, созылып, географиялық
ендіктерге параллель бағытта орналасқандықтан, топырақтарда ... – қара
топырақтар, күлгін топырақтар, т.б. жер бетінде, климатқа, өсімдік
дүниесіне сәйкес тәртіппен аймақ бойынша таралуы тиіс», – деп жазған.
Топырақтардың ендік бойынша аймақтар болып таралу заңдылығы тек қана
топырақтанудың дамуына ғана емес, сонымен қатар физикалық географияның
табиғат зоналары мен географиялық ландшафттар бағыттарын дамытуға үлкен
үлес қосты. 1899 жылы В. В. Докучаев бүкіл терістік жарты шардың топырақ
аймақтарының нұсқалық картасын дайындап, оны 1900 жылы Парижде әлемдік
көрмеде көрсетті. Осы картада бес әлемдік: 1) бореалды немесе арктикалық;
2) орманды; 3) далалық қара топырақты; 4) аэралды (олар тасты, құмды
сорланған және лессті шөлдерге бөлінеді) 5) латеритті аймақтар көрсетілді.
Бұл картада аймақтар Солтүстік жарты шар материктерінде ендіктерге сәйкес
орналасқан болып келеді. Топырақтану ғылымының әрі қарай дамуына және Жер
шары топырақтары туралы көптеген жаңа мағлұматтардың жиналуына байланысты
В. В. Докучаевтың ашқан топырақтардың ендік бойынша аймақ болып таралу
заңдылығын жаңаша кеңірек мағынада «топырақтардың таралуының көлденең
аймақтық заңдылығы», – деп атау ұсынылды. Өйткені жер шарында топырақтардың
белдік болып созылып орналасуы кейде меридиан бағытына да сәйкес келуі
байқалды. Осындай құбылыстардың басты себебі, әрбір алқаптың мұхиттарға
немесе орталық құрлық аймақтарға, таулы өлкелерге жақын немесе алыс
орналасуына, яғни аймақтың климатының ылғалдылығы мен температурасының
өзгеруіне байланысты болып келетіні.
Кейінгі жылдары дайындалған әлемнің топырақ карталарында топырақтардың
көлденең ендік немесе көлденең меридиан бағытына сәйкес орналасуы және
басқада топырақ таралу құбылыстары көрсетілді (Л. И. Прасолов, 1937; И. П.
Герасимов, 1956; В. А. Ковда, Е. В. Лобова, 1976).
В. В. Докучаев топырақтың аймақтарға бөлініп таралуы таулы өлкеде де
байқалатынын анықтады. Кавказ тауларында етегінен бастап жоғары көтерілген
сайын, оның табиғатының және топырақ жамылғысының өзгеруін бақылап, зерттеп
топырақтардың таулы өлкеде тік аймақ болып таралу заңдылығын ашты. В. В.
Докучаевтың айтуынша, жер үстінің биіктігі өскен сайын әрқашанда топырақ
түзуші факторлар – климат, өсімдіктер мен жануарлар дүниесі заңды түрде
өзгереді. Сондықтан топырақтар да тау етегінен бастап, оның үстіне
көтерілген сайын заңды түрде өзгеріп отыруы тиіс. Яғни топырақтар таулы
өлкеде де аймақ болып кезектесіп орналасады, бірақ ол көлденең бағытта емес
тік бағытта байқалады.
Қазіргі кезде құрлық бетінде топырақ-климаттық белдеулер анықталған.
Оларды анықтап жіктеу үшін климаттың ерекшеліктері ескеріледі. Осындай
белдеулерге полярлық, бореалдық, суббореалдық, субтропикалық және
тропикалық белдеулер жатады. Бұл белдеулерде оларға тән, басқа белдеулерде
жоқ топырақ типтері кездеседі. Ол типтердің түзілуінің термоэнергетикалық
режимі ұқсас болып келеді.
Топырақ-климаттық белдеулер топырақ-биоклиматтық облыстарына бөлінеді.
Олардың атмосфералық ылғалдануының және өсімдік дүниесінің ерекшеліктері
болады. Топырақ-биоклиматтық облыстары:
- орман, тайгалы орман немесе тундра өсімдік жамылғысы бар ылғалды
облыс;
- далалық, ксерофитты-орманды немесе саванналы өсімдік жамылғысы бар
далалық облыс;
- шөлейттің немесе шөлдің өсімдіктері жамылғысы бар құрғақ облыс болып
бөлінеді.
Топырақ-климаттық белдеулерге қарағанда, биоклиматтық-топырақ
облыстардың топырақтары біртектес болып келеді. Соның өзінде де бұндай
облыста бірнеше аймақтық топырақтар және оларға сәйкес интра аймақтық
топырақ типтері кездеседі. Сондықтан әр биоклиматтық-топырақ облысы ішінде
2-3 топырақ аймағы кездеседі.
Топырақ аймағы – бір немесе екі аймақтық топырақ типінің және осыларға
сәйкес интра аймақтық және аймақ ішіндегі топырақ типтері таралған жер
кеңістігі.
Топырақ аймағы топырақ типшелерінің аймақшаларына, топырақ фацияларына
және провинцияларына бөлінеді.
Топырақ аймақшасы – топырақ аймағына сәйкес таралған бір топырақ
типшесі таралған жер аумағы.
Топырақ фациясы – жылу режимінің және жыл мерзімдері ішінде
ылғалдылығының ерекшелігі бар топырақ аймағының бір бөлігі.
Топырақ өлкесі (провинциясы) – жылу режимі және жыл мерзімі ішінде
ылғалдылығының айрықша ерекшелігі бар топырақ фациясының бір бөлігі.
Топырақ округы және топырақ ауданы – жер бедерінің және топырақ түзуші
тау жыныстарының ерекшелігіне байланысты қалыптасқан топырақ жиынтығы бар
топырақ өлкесінің бөлігі.
Экологиялық факторлардың әр алуандылығына қарамастан олардың
организмдерге әсер ету қасиеті мен тіршілік иелерінің жауап беру
реакциясының бірқатар ортақ заңдылықтары бар. Организмнің қарқындылыққа
немесе әсер ету күшінің факторына реакциясын жатқызуға болады. Жетімсіз
немесе шамадан артық әсер ету организмнің өміршеңдігіне кері ықпал етуі
мүмкін.
Алуан түрлі тіршілік иелерінің әртүрлі жағдайларда өздерін өте жақсы
сезінулері бірдей емес. Мәселен, ылғалды жақсы көретін өсімдіктер ылғалды
топырақты (капуста, қант қызылшасы), гүлді капуста көлеңкелі салқынды,
кейбірі құрғақшылықты, ыстықты (қауын) ұнатады. Осы факторлар өсімдіктің
өсу жағдайына өте маңызды ықпал жасайды. Бақылау нүктесінен барынша өсуі –
оңтайлылық деп аталады. Бұл әдеттегідей – температураның көлеміне жатады.
Жағымды күш әсерінің факторы (мөлшері) осы организм түріне оңтайлы зонаның
факторы деп аталады. Ең азынан (минимум) көбіне (максимум) дейін бар
аралықта температура кезінде өсуге мүмкіндігі барды диапозон (көлемінің)
тұрақтылығы дейді. Шектелу нүктесінен, яғни төмен мен жоғарының аралығы
тіршілікке қолайлы температура – тұрақтылықтың шегі немесе сол түрдің
шыдамдылық шегі болады. Осы экологиялық факторға қатысы бойынша шыдамдылық
дәрежесін экологиялық валенттілік деп атайды. Организмнің экологиялық
валенттілігі оның әр алуан ортаға қоныстану қабілеттілігін көрсетеді.

Топырақтың көлденең зоналдығы
Ұлы орыс даласының ауқымдылығына байланысты топырақтың кең немесе
көлденең зоналық ілім пайда болды. Шынында да КСРО ның еуропалық бөлігінде,
сондай ақ Батыс Сібірде қозғалысқа байланысты Солтүстік Мұзды мұхиттың
жағалауынан оңтүстікке қарай нақты ретті табиғи, яғни топырақ зоналарының
географиялық белдеуінің ауысуы байқалады. Солай, арктикалық белдеуге
арктикалық шөлді және кәдімгі гумустық қабат сәйкес; тундралық зонаның
шегінде субарктикада олардың кең зоналары (арктикалық, кәдімгі, оңтүстік
тундра және орман тундрасы) әртүрлі тундралы глейлі топырақтардың және
жертезекті қосындыларынан бөлінеді. Оңтүстікке қарай бореалды пояста, тайга
зонасы топырақтың басымдылығымен аралас орман зонасы ауыстырады. Онда әрі
кең суббореалды белдеу жатыр, онда жүйелі түрде солтүстіктен оңтүстікке
қарай зоналар бір бірін алмастырады: жалпақжапырақты ормандар қоңыр және
сұр орманды топырақпен; жазықтар типті, кәдімгі, оңтүстік қара топырағымен;
құрғақ жазықтар сыналауы және түсіп қалуы жартылай шөлді қоңыр және тұзды
топырақтармен; шөлейт сұр қоңырмен, жартылай бекітілген және массивті
бұзылған құммен тақырлы топырақпен, тақырмен алмасады. Әрі қарай субтропик
шегінде топырақ зонасының жүйелі қатарын анықтауға болады, бірақ олар
ауқымды болмайды, көбінесе, арал түрінде болады.
Әр табиғи зона бір топырақ типімен сипатталмайтындықтан, яғни белгілі
жиынтықпен, кейде өте көп бір-бірімен қосылған, бірақ түрлі топырақ
типтерімен генетикалық байланыссыз болғандықтан, топырақ жамылғысының
зональды жүйесі жайлы ұғым енгізілді (Фридланд В.М., 1972) бұл топырақ
типтерінің әр зонаға спецификалық сәйкестілігін білдіреді.
А. Ю. Ливеровский айтуы бойынша (1965), топырақ зонасы ол –белгілі
типтің топырақ үйлесімділігі, құрамына бір немесе бірнеше жазықтық топырақ
типтерімен қоса олармен қосылған интразоналық жағдайда дамитын топырақ
типтері кіретін ареал.
Солтүстік және оңтүстік жартышарларына, экваторлық, тропикалық және
субтропикалық белдеулерде алмасу және көлденең топырақты зоналардың
жүйелігінде белгілі ассиметрия байқалады. Мысалы, оңтүстік жарты шардың
бореалды зонасы, оның шекарасында мұхитты аралдар орналасқан: Фолклендті
(Мальвинді), Оңтүстік Сандвичтері, Оңтүстік Георгия және т.б. ормансыз, ал
тундра зоналары мүлдем толықтай жоқтың қасы.

Топырақтың жіктелуі
Топырақтар табиғи әрі тарихи дене болғандықтан, оларды біліп, түсіну,
тиімді пайдалану үшін бір ретке келтіріп жүйелеу қажет. Мұны топырақты
классификациялау деп атайды. Топырақты классификациялау жұмыстарының
күрделілігі сол – ол жүйеленуге тиісті топырақтардың барлық қасиеттерін,
олардың пайда болып, түзілу құбылыстарын, топырақ тузуші факторлардың
тигізетін әсерлерін, адам қоғамының әсерін, яғни табиғи-тарихи әдістерді
қолдану қажет. Топырақтардағы кездесетін комплексті белгілерін тауып, солар
арқылы оларды әртүрлі деңгейдегі таксономиялық өлшемдерге бөлу қажет.
Топырақтың қасиеттері мен кейбір белгілері тұрақты және өзгеріп тұратын
қасиеттер мен белгілерге бөлінеді. Мәселе – оларды жүйелеген кездерде оның
қасиеттері мен белгілерін ажырата білу. Сонымен қатар, топырақтардың
өздерінің одан да күрделі және жоғарғы комплекс ландшафтардың бір бөлігі
екенін ескергеи жөн. Осыған байланысты топырақтардың көптеген қасиеттерінің
өздері оның геохимиялық байланысқан ландшафтарының қай бөліктеріне
орналасуымен анықталатыны түсінікті. Бұл жағдайлардың барлығын ескеріп,
қамту өте күрделі мәселе. Әлемде осы күнге шейін топырақтардың барлық
жағдайларын ескеріп, үйлесімді жасалған классификациясы (жүйелеу) жоқ. Әр
ел (мәселен, бұрынғы Кеңестер Одағы, француздар, американдықтар,
канадалықтар. австралиялықтар, т.б.) өзінше бұл мәселемен шұғылдануда.
Топырақтану ғылымының негізін калаған В. В. Докучаев болғандықтан,
топырақтарды классификациялау да Ресейде дұрыс жолға қойылғандығын
дүниежүзі ғалымдары мойындайды. Сондықтан біз І886 жылы В. В. Докучаев
жасаған топырақтарды классификациялау принциптерін келтіреміз. Топырақты
классификациялаудағы негізгі таксономиялық өлшеміне топырақ типін қабылдап,
жалпы барлық топырақтарды ол 3 топқа бөлді:
1-топ. Қалыпты зоналық топырақтар: А – құрғақ шөпті топырақтар, оларға
төмендегідей 5 топырақ типтері кіреді: а) терістік ашық сұр күлгін; ә)
орманның сұр топырақтары; б) қара топырақтар; в) қара қоңыр топырақтар; г)
құба сортаңдау топырақтар, әрі қарай әр тип механикалық құрамдарына қарай
бөлінді. Ә – құрғақ-батпақты топырақтар, су жайылмаған шалғындардың қышқыл
топырақтары, Б – батпақты топырақтар, шымтезектер, тундра топырақтары.
2-топ. Өтпелі топырақтар: А – шайылған топырақтар, Ә – жер бетіне
төселінген топырақтар.
3-топ. Қалыпсыз топырақтар: төселінген, өзен мен көлдер аллювилері, жел
үйінділері.
Докучаевтың топырақ типі топырақтарды классификациялаудағы ңегізгі
өлшем болып қалды. Алайда, олардың сандары әр заманда әртүрлі өзгерістерге
ұшырауда. В. В. Докучаевтан соң топырақ классификациясы мәселелерімен
көптеген оның шәкірттері: Н. М. Сибирцев, П. С. Коссович, К. Д. Глинка, К.
К. Гедройц, С. А. Захаров, А. Н. Сабанин, С. С. Неуструев, Б. Б. Полынов
т.б. шұғылданды.
Топырақты классификациялауда оның барлық қасиеттерін қамту қиын,
сондықтан кейбір ғалымдар, мәселен К. Д. Глинка оның негізіне топырақтардың
ылғалдану құбылысын ұсынды. А. Н. Сабанин өсімдіктердің өсуіне байланысты
топырақты жүйелеуді жөн көрді. Ал П. С. Коссович псн К. К. Гедройц
топырақтардың химиялық құрамын негізге алған классификацияларды ұсынды.
Дегенмен олардың ешқайсысы да қолдау таппады.
Кеңестік заманда бүкіл еліміздің топырақтарының ресми классификациясы
болып КСРО Ғылым академиясының В. В. Докучаев атындағы Топырақтану
институтының ғалымдары профессорлар Е. Н. Иванова, Н. Н. Розов басқарған
комиссия мүшелері 1960 жылдары бекіткен жаңа классификация есептелінді
(1965-1967). Осы классификация бойынша топырақты жүйелеудегі негізгі өлшем
– «топырақ типі» болып В. В. Докучаев термині қабылданды. Академик Л. И.
Прасоловтың анықтауы бойынша, топырақтың бір типіне жату үшін олар
төмендегідей бір тектес жалпы белгілерге ие болуы қажет: 1) органикалық
заттардың біртектес түсіп, өзгерістерге ұшырауы, ыдырауы; 2) минералды
заттардың біртектес комлексті үгілу процестеріне ұшырауы, олармен органо-
минералдық түзілістердің біртектес түзілуі (синтезделуі); 3) заттардың
жылжуы мен шоғырлануының біртектес болуы; 4) топырақ пішіні құрамының
біртектес болуы, яғни негізгі қабаттары құрамының біркелкі болуы; 5)
топырақтың құнарын сақтап және оны арттыру шараларының бір бағытта болуы.
Топырақтар типі негізгі топырақ түзілу процестеріне қосымша өткен
кезеңнен қалған айрықша белгілері бар топырақ типшелеріне, яғни топырақ
зонасы топырақтың кішігірім зоналарына – зонашаларына бөлінеді. Мәселен,
кең алқапты орманды зонаның күлгін топырақтар типінде: кәдімгі типті күлгін
топырақтар типшелерімен қатар, глейлі-күлгінді (күлгінге глейлі процесс
қосылса), шымды-күлгінді (күлгінге шымды процесс қосылса) топырақты
типшелері кездеседі. Ал қара топырақты тип негізінен үш зонашаға бөлінеді:
терістік мол гумусты, орталық немесе кәдімгі қара топырақты және оңтүстік,
аз гумусты зонашаларына (типшелеріне) бөлінеді.
Топырақ типшесі, яғни зонашалары топырақ жақындастығына, туыстығына
(род) қарай бөлінеді. Топырақ жақындастығы негізінен оның пішінінің сапалық
ерекшеліктеріне тән.
Бұл жағдай топырақ түзуші аналық жыныстардың химиялық құрамына
(сортаңды, карбонатты, т.б.) немесе топырақ түзілудің өткен кезеңдерінен
қалған кейбір белгілеріне байланысты болуы мүмкін.
Топырақ жақындастығы топырақ түрлеріне бөлінеді. Бұл көбіне топырақтағы
негізгі процестердің даму деңгейіне байланысты. Топырақ қабаттарының
қалыңдығы, органикалық және минералдық заттардың топырақта жиналу
белсенділігіне, қарашірінді, карбонаттар, тез ерігіш тұздар, күлгінді және
гумусты қабаттардың қалындығына қарай бөлінеді. Мысалы, шамалы, орташа және
қатты күлгінді, шамалы, орташа немесе қатты сорланған. Ал қаратопырақтар:
қалың қабатты, орташа және жұқа қабатты т.б. болып бөлінеді.
Топырақтың әртүрлілігі негізінен олардың механикалық құрамына
байланысты: құмды, құмдақ, сазды, балшықты т.б. болып келуіне қарай
ажыратылады. Мәселен, жаңа игерілген, жоғары мәдениленген, эрозияға шамалы
немесе қатты шалдыққан, т.б.
Сонымен, бұрынғы КСРО елдерінде топырақтардың 100-ден артық типтері,
олардың әрқайсысында бірнеше типшелер, ондаған жақындастық және түрлері
бөлінген. Олар туралы шамалы мәліметтерді әрбір топырақ зоналарына
(типтеріне) тоқталған кезде келтіреміз.
Топырақ классификациясы топырақтарды картаға түсіргенде, оларды
агроөндірістік топтағанда және құнарлылығына қарай бағаланғанда
(бонитировка) қолданылады. Ескеретін жай, кейбір топырақ объектілерін
қажеттілікке сай ірі масштабта картаға түсірген кезде, жоғарыда айтылған
ірі таксономиялық өлшемдерден (тип, типше, жақындастық, түр және
әртүрлілік) басқа да кішігірім өлшемдер практикада жиі қолданылады.
Топырақтарды практикада қолдану бағытына қарай, мәселен: суару, құрғату,
тыңайтқыштар енгізу, эрозия және ластанудан қорғау жағдайларына байланысты
топырақты классификаииялаудың қолданбалы жүйесі пайдаланылады.
Ұсақ территорияларды картаға түсіру және оларды классификациялау
кезінде кішігірім өлшмдер қолданылса, ал аса ірі аймақтарды картаға
түсіріп, оларды классификациялау кездерінде жоғарғы айтылғандарды
біріктіріп, типтен де жоғарғы өлшемдер қолданылады. Мысалы. профессор М. А.
Глазовская әлем топырақтарын классификациялау сызбанұсқасында типтен жоғары
топырақ жақындастығын, топырақ генерацияларын және топырақтың геохимиялық
ассоциацияларын ұсынды (1981). Сонымен, әлем топырақтарының жүйелерінде 40
топырақ жақындастығы, 29 генерациясы және 12 топырақ ассоциациялары
бөлінген. Дегенмен бұл ұсыныс барлық жерде қолдау тапты деп айтуға
болмайды. Топырақ классификациясы мәселелері тек әлемде ғана әрбір жеке
елдерде де үйлесімді жасалып, барлық сұрақтарға жауап беретін, көпшілікпен
қабылданған шаруа емес. Бұл мәселелер әрбір жеке елдер ғалымдарымен қатар,
халықаралық топырақтанушылар назарында.

Интразоналдылық топырақтар және олардың ерекшеліктері
Атнан белгілі болғандай, бұл топырақтар әрбір зоналарда түзіліп,
солардың арасында таңдақ-тандақ болып кездеседі. Зона аралық топырақтар
ішінде негізінен: 1. Сорланған топырақтар; 2. Сортаң топырақтар; 3.
Солодтар (кермектер) топырақтар типтері кездеседі.
Сорланған топырақтар. Сорланған топырақтар деп кұрамында суға тез
ерігіш тұздардың біршама мол кездесетін топырақ түрлерін айтады. Ал суға
тез ерігіш тұздар топырақтың беткі қабатынан бастап, мол болып кездессе,
олар сор топырақтар (солончаки) болып саналады. Тұздардың мөлшерден көп
кездесуі ондағы өсімдіктерге зиянды (улы) әсер ететіндіктен бұл топырақта
өсімдіктер дүниесі жоқтың қасы. Мұнда тек тұздың молдығына табиғи
бейімделген соршөптер (галофиттер) өседі, ал тұз мөлшері аса көбейіп кетсе,
жалаңаш сорға айналады. Сорланған топырақтар көлемі (сортаң топырақтарды
қоса есептегенде) 120 млн гектардай, яғни ТМД елдерінің 5,4%-ы. Ескеретін
жай, сорланған топырақтар, оның ішінде, әсіресе, сортаң топырақтар жеке
түзілмей, көбінде зоналы топырақтар арасында комплексті жағдайда кездеседі.
Жалпы сорланған топырақтарды көп зоналарда кездесетін зона аралық
топырақ дегенімізбен, ол негізінен жауын-шашын аз түсетін, ауа райы жылы,
булануы мол аймақтарда кездеседі. Олардың пайда болу жолдары әрқалай: 1)
Бұл топырақ астындағы тұзданған ыза суларының жер бетіне жақын болып, олар
буланған кезде топырақ қабаттарында және оның бетінде су құрамындағы
тұздардың шоғырлануынан пайда болады. Сорлану үшін топырақ астындағы ыза
сулардың жер бетіне жақындығы мен олардың тұздану деңгейі едәуір рөл
атқарады.

19-кесте
Төмендегі кестеде бұрынғы КСРО елдерінде қабылданған сулардың тұздану
деңгейі жүйелері келтірілген
(М. А. Глазовская бойынша, 1981).

|Жерасты суларының тұздану деңгейі |Судағы тұздар мөлшері, л/г |
|Тұщы сулар |<1 |
|Аз тұзданған сулар |1-3 |
|Орта тұзданған сулар |3-10 |
|Мол тұзданған сулар |10-50 |
|Аса мол тұзданған сулар |>50 |

Жерасты суы топырақ бетіне неғұрлым жақын әрі оның тұздану деңгейі
жоғары болса, ауа райы жылы немесе ыстық аймақтарда топырақтардың тұздану
процесі соғұрлым жылдамырақ болады.
2) Қалдықты сорланған топырақтар, топырақ түзуші тау жыныстарының мол
тұздануынан қалыптасады.
3) Ойпатты жерлерде кездесетін кейбір көл суларының ыстық ауа-райы
жағдайында түгелдей буланып кетуінен, бұрынғы көлдер түбінде нағыз сор
жиналып, онда ештеңе де өспейді.
4) Сорланған топырақтардың пайда болуының тағы бір жолы – адамның
өндірістік әрекеттерімен байланысты. Оның мәнісі төмендегідей. Қуаңшылық
аймақтарда көп жерлерді суармалы егіншілікке пайдаланатынымыз белгілі. Осы
алқаптарда жерасты ағысын реттеп дұрыс жолға қоймаған жағдайларда топырақ
астындағы ыза сулар суару кезінде жер бетіне тез көтеріліп, жақындап,
топырақты сорландырады. Топырақтың сорлалуының осы жолын екінші сорлану
немесе адам әрекетінен сорлану деп атайды.
Сор топырақтардың беткі қабатындағы тұздар мөлшері 0,6-2% және одан да
көбірек кездеседі. Бұл тұздардың мөлшеріне, құрамына және топырақтың қай
қабаттарында шоғырлануына байланысты әртүрлі жүйеленетіні 19-кестеде
келтірілген. Ал топырақтағы тұздардың құрамы мен мөлшеріне қарай олардың
ауылшаруашылық дақылдарына әсері 20-кестеде келтірілген. Бұл мәліметтерден
көрінгендей, құрамына байланысты ең зияндылары содалы, хлорлы, сульфатты
тұздар екен. Бұдан топырақтың сорлануымен күресу жолдары ондағы тұздардың
құрамына да тікелей байланысты екені байқалады. Жалпы топырақты
мелиорациялау мәселелерімен арнайы ғылым – топырақты мелиорациялау
шұғылданады.
Сортаң топырақтар деп топырақтың коллоидты сіңіру кешені, негізінен,
натрий катионына қаныққан топырақтарды айтады. Топыраққа сіңірілген натрий
катионы сілтілі реакция береді, ылғал тисе ісініп, батпаққа айналады, ал
құрғақ жағдайда қатып-семіп, бағаналы құрылым түзеді. Сондықтан олардың
физикалық қасиеттері өте ыңғайсыз, осы себептен олар құнарсыз.
Топырақтардың сіңіру кешендерімен көп жыл бойы шұғылданған орыс ғалымы
қазіргі осы сортаң топырақты жерлерде бір кездері сор топырақтар
болғандығын, кейінірек табиғи жағдайлардын өзгеруімен бұл аймақтарда ылғал
көбейіп, топырақ бетінің құрамындағы натрий тұздары шайылып, топырақ астына
кеткендігін айтады. Сонымен қатар ол осы тұздардың шайылу процесінде суға
ерігіш тұздар құрамындағы натрий катионы топырақтың сіңіру кешеніне мол
сіңіп, қаныққандығынан топырақтардың жоғарғы қабаттарында суға тез ерігіш
тұздардың төменгі қабаттарға шайылып кеткендігін, топырақтың беткі
қарашірінді қабатынан кейін зиянды сортаң екінші қабаттың түзілетінін
дәлелдейді.
А – сортаң қабаттың үстіңгі гумусты-шайынды қабаты, қалыңдығы бірнеше
см-ден 20-30 см-ге жетеді, құрылымы бос, түсі ашық сұр.
В1 – жиынтықты-сортаң қабат, түсі қоңыр құба, күнгірт қоңыр, қатты
бағаналы құрылымды, қазғанда ірі кесекті бағаналы бөліктерге бөлінеді,
құрғақ кезінде өте қатты, ылғалданғанда тез ісініп, құрылымсыз жағдайға
ұшырайды. Міне, осы сортаң қабаттан төменірек жоғарыдан шайылған тұздар
кездеседі.
Кейбір сортаң топырақтарда шайылу процесі көптен басталған жағдайларда
тез ерігіш тұздар топырақтың тереңірек қабаттарына жиналады.
20-кесте
Топырақтың құрамындағы суға ерігіш тұздардың мөлшері, сапасы және
тұзданған қабатының орналасуына байланысты жүйелеу
(А. Н. Розанов, Е. В. Лобова, 1951)
|тұзды қабаттың |тұздардың мөлшері |тұздардың құрамы (аниондар |
|орналасу тереңдігі | |бойынша) |
|тұзданған |топырақ аты|тұздар |топырақ |Cl:SO4 |SO4:Cl |аты |
|қабатының |(тұздану |мөлшері, %|аты | | | |
|тереңдігі,|деңгейі) | |(тұздану | | | |
|см | | |деңгейі) | | | |
|150 см-ден|сорланбаған|0,25-0,5 |нашар |2 |0,5 |хлорлы |
|төмен | | |сорланған| | | |
|100-150 |терең |0,5-0,7 |орташа |1-2 |0,5-1 |сульфатты-хл|
| |сорланған | |сорланған| | |орлы |
|70-100 |терең |0,71,0 |мол |0,2-1,0 |1-5 |хлорлы-сульф|
| |сорланған | |сорланған| | |атты |
|30-70 |мол |1-2 |мол |0,2 |5 |сульфатты |
| |сорланған | |сорланған| | | |
|0-30 |Сор топырақ|>2 |сор |0,2 |5 |сульфатты |
| | | |топырақ | | | |

Дәріс 14.
ТМД топырақ қоры
ТМД елдерінің жері әлемнің құрғақ жерінің 15%-ын алып жатыр. Бұрынғы
Одақ елдерінің жер қоры көп болғанымен, ауыл шаруашылығы үшін игеруге
ыңғайлы жерлер аса көп емес. Барлық жер корының 58 пайызы – суық тундра, 15
пайызы – шөлді және жартылай шөлді аймақтар, небәрі 27%-ын ауыл
шаруашылығына ыңғайлы жерлер. Бұл аймақтарда қосымша жер игеру болашағы аса
көп емес. Жер бетінде халық саны жыл санап, үдемелеп өсіп келеді.
ТМД аумағында топырақ типтері зоналы және азоналы түрде кездеседі.
Солтүстіктен оңтүстікке қарай мына топырақ түрлері кездеседі.
1. Тундралық – глеилі топырақ
2. Тайгалық күлгін топырақ
3. Қоңыр орман топырағы – (аралас орманда кездеседі).
4. Жалпақ жапырақты орман зонасы
5. Қара топырақ (орманды дала және дала зонасында кездеседі).
Дала зонасында гумыс қабаты 1-1,5 м дейін жетеді.
1. Каштан топырақ – шөлейіт зона
2. Қоңыр және сұр шөлейіт зонасының топырағы
3. Қызғылт және сары топырақ (ылғалды құрғақ субтропиктерде кенздеседі).
Азональды топырақ түрлері
1. Сортаң топырақ
2. Тақырлар – дала, шөл шөлейіт
3. Альювилі топырақ - өзен бойындағы топырақ
4. Биік таулы аймақтар тундраға жатады – биік таулы беткейлерде топырақ
зоналар бойынша кездеседі.

Арктикалық және тундралық зоналардың топырақтары
Әр табиғи аймақтың басты топырақ типі болады. Топырақ типтеріне
танысудың екі жолы бар: бірінші топырақ құрал жағдайларына сәйкес таратылу
арқылы. "Топырақ географиясы" курсіне соңғы жол белгілі болғандықтан,
топырақтарды шолу ТМД-да т араған ланшафтарға сәйкес беріледі. Ландшафт деп
Полынов "Белгілі бір жыныстар немесе шөгінділерде құралған топырақ және
өсімдік жамылғысы, сол жердің релеф элементтерін, территория біріншілігін"
айтады. Бұл түсінік "биогеоценозға", жақын, солтүстік жарты шарды Солтүстік
мұзды Мұхит аралдары мен Евразия материгінің солтүстік бөлігінде, Арктика
жіне соған таяу белдеуде орналасқан өзгеше ормансыз ландшафтарды қамтиды.
Олардың алабы әлемде 4, ал ТМД-да 8 %-ға тең. Бұл территорияда арктикалық
және тундралық ландшафтар ажыратылады, бұлар салыстырмалы жасы бар
жарандылар, құралуы мен қалыптасуы төрттік дәуірдің материктік ұлы тегі бар
мұзарттардың дамуына байланысты. Арктика топырақтары ТМД территориясында
Солтүстік мұзды Мұхитының Франц-Иосиф, Жаңа солтүстік жерлер мен Жаңа Сібір
аралдарында және Таймырда тараған. Арктика климаты өте қатал: орташа жылдық
t0=10-140C. Жаздағы тәуліктік t0=50C-тан аспайды. Орташа жылдық жауын-шашын
түсімі 50-100 мм. Жылы мезгіл 50 күн-ақ. Рельефі тұрғысынан мұзарттық
мұжымды және аккумулятивті бедер түрлері басым; кіші бедерге көбінесе, крио-
мұзтекті – теріс температурада таулық жыныстардың өзгеруіне байланысты
тасты-сақиналы, тасты-көпбұрышты түрлері жатады. Біркелкі құмайт-
құмбалшықты шөгінділерде полигондар жаралады да, олар 4-5 және 6-бұрышты
бедерлік түрлер құрайды. Арктикалық құрлықтың көп бөлігіндегі іргелі
жыныстар бетін төрттік дәуірдің борпыл салындылары жапқан. Олар топырақ
құраушы жыныстарды құрайды, тектік жағынан мұздық, мұзсулық және теңіздік
жеңіл салындыларға жатады.
Арктикалық және арктика-тундралық топырақтардың морфологиясы мен
құралуы тіпті, ерекше. Топырақ кескінінің қалыңдығы мерзімді тоң жібитін
қабатпен анықталады, ол орташа 40 см-ге тең. Ойпаң жерлердің мүк жамылғысы
астындағы тпырақтың бетінде сәл дамыған (1-3 см) торфтау қабатшасы болады,
оның астындағы қабатта қарашірінді 3-5%-дан аспайды; гумус құрамында
фульвақышқылдар басым, оған қоса сәл күрделі өзекті жеңіл еритін гумин
қышқылдары бар. Ол белсенді микробиологиялық (балдырлар, бактериялар)
әрекетің нәтижесі. Жазда қар мен тоң ерігенде топырақ мол ылғал тартады.
Бірақ тәулік бойы күннің сәулелік қуаты мен күшті жел әсерінен топырақ тез
кеуіп кетеді-де, полигон бетін жүйелі (көпбұрышты) жарықтар басады. Ылғал
құбылымы мен биогеохимиялық процестер нәтижесінде арктикалық топырақтар
ортасы сәл қышқыл немесе сәл сілтілік келеді. Топырақтың жұту кешені
негіздерге (Са басым) қанған, теңіз жағасындағы аудандар топырағында Mg мен
Na мөлшерлері артады. Қысқы мерзімде топырақтың құрғауына және оның бетіне
криотекті (тоңдық) тұздар көтерілуіне байланысты, кейбір жерлер сортаң
тартады, ал төмендеу-өзен терасаларында тіпті теңіздік сорлар түзіледі.
Шпицберген топырағының торфты қабатында ауыр металдар мен стронций
шоғырланған.

Тайгалы-орманды зоналарының топырақтары
Тайгалық аймақтың климаты заңды солтүстіктен оңтүстікке қарай өзгереді,
яғни радиация балансы артып батыстан шығысқа қарай ызғарлы өседі. Карелия
тайгасында орташа жылдық және шілделік температура сәйкес -10-нан +150С-қа
ауытқиды, орташа жылдық атмосфералық түсім 500 мм-ге тең. Енисейден әрі
шығысқа жылжығанда аймақтың климаты ызғарлана түседі және элементтері
сәйкес -300 +7,50С мен 200 мм-ге дейін төмендейді. Аймақтың жазы қоңыр
салқын, оң ылғал балансты, яғни ылғал түсімі буланудан асады да, топырақ,
кескінінде ылғалдану шайылмалы типті қалыптасқан. Оған таяз жатқан тоңда
ықпалын тигізеді. Топырақ құраушы жыстар көбінесе мұзаттық немесе мореналық
ысырындыларынан тұрады. Сирек көл мен мұзарттың ауыр салындылары жолақты
балшықтар кездеседі. Орал тауына қарай жылжығанда борпыл жыныстар
қойтастардан ажырап, құмбалшықтанады.
Аймақтағы басты өсімдік типі – бүрілі орман. Балтық қалқаны
территориясындағы басым ағаш түрлері – аққарағай, шығыс жағында – шырша,
май қарағай, Оралдан әрі соңғысы көбейіп, балқарағай мен самырсын қосылады.
Орталық және шығыс Сібір жерін ашық бүрілі орман басқан, ол: солтүстік
аймақшада батпақты бүрілі ормандар, оңтүстік аймақшада биік діңді бүрілі
ормандар тараған болып екіге бөлінеді.
Шығыс-Еуропалық солтүстік және орталық тайгасында иллювийлі-
қарашірінділі және иллювийлі-темірлі күлгіндер тараған. Шығыс Еуропа
тайгасында гидроморфты топырақтар жаралуы батпақтану процесіне байланысты.
Батпақты ойпаңдар жағалауында батпақты-шымтезекті, торфты-глейлі топырақтар
қалыптасқан. Оларда шымтезек қабаты 30 см-ге жетеді, оның астында көгілдір
глейленген жиек жатады.
Күлгін топырақтар айқын құмды және құмайтты жыныстарда дамиды. Топырақ
кескіні қалыптасуында минералдық түйірлердің жылжуы байқалмайды, өте майда
түйірлер тым аз. Күлгіндік жиекте темір тотығының азайғаны көрінеді де, В
жиекте оның мөлшері артқан.
Шымды күлгінді топырақ – Шығыс Еуропалық тегістігіндегі оңтүстік
тайгада аралас ормандар мен шабындық шөптесіну өсетін жерде жаралатын
топырақ. Күлгін қабатын шым басып, топырақтың құнарлығы арта бастайды.
Шымды қабаттың қалыңдығы өскен сайын күлгін қабат бірте-бірте жұқаланады
да, күлгінденуі басылады. Соған сәйкес жұқа орташа және қалың шымды,
қалыңдығы орташа және өте күлгінді топырақтар құралады. Құнарлығы жоғарысы-
қалың шымды аз күлгінді. Топырақ шым қабаты гумуске, қорек заттарына бай,
бейтарап орталы жұту сыйымы жоғары, берік, уақ дән түйіртпекті келеді. Одан
төмен элювийлі күлгін қабатша керісінше, қышқыл орталы, құнарсыз болады.
Топырақ құралу жағдайлары тайга аймағында, Енисейден шығысқа қарай,
күрт өзгереді, климаты ызғарланады. Бұл өлкеде тұтас мәңгі тоң тараған
өсімдік жамылғысы да ерекше, топырақ құрайтын жыныстар тас сынықтары мен
үгіндісінен тұрады, қабаты жұқа болады. Сондықтан Орталық пен Шығыс Сібірде
күлгін процессі айқын басылып, ерекше тайгалық қоңыр тоңды темірлі
топырақтар қалыптасқаны дәлелденген. Бірақ оларға жалпы әлпет тән
болғандықтан, бір қышқыл қоңыр тайгалық топырақ типіне жатқызады.
Тайгалы-ормандық топырақтарды игеру өте қиын іс, себебі мұнда өсімдік
жамылғысы – тұтасқан орман, басым батпақтану мен тоңдану құбылыстары,
топырақтың құнарлылығы төмен.
Тайгалы аймақтың Шығыс Еуропа- Батыс Сібір облысының оңтүстік
жартысында егіншілік алабы 2-ақ %, ал солтүстікжартысында тіпті, аз (0,1%).
Топырақ құнарлығын көтеру жолдары: органика-минералдық тыңайтқыштарды үстеп
беру, қышқыл ортаны әк беріп бейтараптау, ауыспалы егіс пен озат
агротехнологияны енгізу, микроэлементтер қолдану топырақтың ылғал-жылу
тәртібін жақсарту, эрозияға тосқауыл қою, т.б. Картоп өнімі әжептәуір
(130%) әсіресе, мол берілген NPK+ торф пен көң компостынан көтерілген.

Батпақты топырақтар
Батпақтану –1) аймақтың физикалық-географиялық жағдайына байланысты
артық немесе мөлшерден көп ылғалданудан, атмосфералық судың іркіліп
жиналуынан (топырақта су өткізбейтін қабат болса немесе суды бей-берекет
пайдаланғаннан), суармалау процесінің бұзылуынан және грунт суы деңгейінің
жер бетіне жақын жатуынан ойпаңды жерлердің, топырақтың суға толығымен
қанығуы. Батпақтану екі процестен тұрады: алғашқысы шымтезектену (шала
шіріген органикалық қалдықтардың жинақталуынан), екіншісі қорыс-қопалануға
(топырақтың артық ылғалдануынан оксидсіз қосылыстардың түзілуі) байланысты
өтеді де, батпақты топырақтар түзіледі. Топырақтын батпақтануы оның
агрономиялық қасиеттерін нашарлатады. Батпақтану ағыстың тартылуына
байланысты топырақ пен жер қыртысының мөлшерден тыс ылғалдануынан, жерасты
суларының көтерілуінен немесе булану процесінің бәсеңдеуінен пайда болады.
Жердің батпақтануы және жердің шымтезекті түріне айналуы деп сараланатын
екі түрі болады; 2) геоботаникалық, топырақтық, гидрологиялық және
геологиялық зерттеулердің нәтижесіне негізделген батпақ тұралы ғылым
саласы.

Жалпақ ормандардың орманды құба топырақтары
Жалпақжапырақты орман құба топырақтары. Калиниград облыстары, оңтүстік
Қиыр Шығыс аймағында, Закарпат жазықтықтарында (Уссурийско – Ханкайская
және Зецско – Буреинская) жалпақжапырақты орман құба топырақтары тау
етегiндегi таралған. Таулы қоңыр орман топрақтары Карпатта, Кавказда,
Қырымда, Алтай тауының солтүстік шығыс және Сихоте-Алине де кездеседі.
Қоңыр орман топырақтарының жалпы көлемі 10,1 млн гектарды, шалғындық
қара топырақпен қоса Амур прерийi 20 млн гектарды құрайды.
Топырақ түзілуінің табиғи жағдайлары. Батыс аудандардың климаты жылы
және ылғалды, жауын- шашын мөлшері жылына 1000 мм және ауада таралуында 350-
ден 400-ге дейін, ол топырақтың су шайғышш режимін анықтайды. Кезеңдегі
жалпы температура 10 °C -тан жоғары 2000-3000 °C.
Шығыс аудандар ұзақ аязды кезеңді, терең мұзданумен топырақтың баяу
еруімен суық муссонды климатпен сипатталады.
Жылдық орташа жауын-шашын мөлшері жаздық муссонды жаңбырлы кезеңмен
айқындалған 450-600 мм. Ауада таралуы 430-550 мм. Кезеңдегі жалпы
температура 10 °C-тан жоғары 1900-2600 °C.
Топырақ түзілуінің басты породасы элювиалды-делювиальды және аллювиалды
қалдықтар болып табылады.
Батыстың өсімдікті жабыны еменді орманымен, шамшатпен, грабпен,
талшынмен, аршамен және жақсы дамыған түрлі шөптермен сипатталған. Қиыр
Шығыста – қылқанды жалпақ жапырақты еменді ормандар, жөке, қара қайын, амыр
барқыты, саян шыршасы, самырсын, қарағайлы аласа ағаштар леспедециясы және
жақсы дамыған шөпті жабынды даур родендроны. Құба топырақты ормандар
дамыған Таулы Алтай аудандарының шөпті жабыны самырсынды, жапырақты
самырсында шөптесін және шөптесін мүкті орманды типтерінен тұрады.
Қиыр Шығыстың өте құрғақ аудандарында, яғни Зея және Бурея өзендерінің
террасаларында жалпақ жапырақты ормандар шалғынды дала, дәнді бұршақты
түрлі шөптесін өсімдіктермен тал және жаңғақтыққа ауысады. Осында минералды
құрамы бойынша қоңыр ұқсас бірақ терең гумусты амур прерийнің өзіндік
шалғындық қара топырағы қалыптасады. Олардың ішінде шалғындақ батпақты және
батпақты өсімдіктер кездеседі.
Генезис, кескіннің құрылысы. К. Д. Глинки, В. Р. Вильемса, Л. И.
Прасолова, И. Н. Антипова-Каратаева, Ю. А. Ливеровского, И. П.
Ливеровского, С. В. Зонна және т.б. ғалымдардың зерттеулері арналған қоңыр
орманды жерлермен арналға.
Құба орманды топырақтың пайда болуы қоңыр топырақты жерлердің пайда
болу процесімен, гумусоакумуляция, балшықтану мен лессиваж болып табылатын
жердің басты элементі процестерімен байланысты.
Құба орманды жерлердегі гумусоакумуляция процесі қылқан жапырақты орман
жағдайларында және су режиміндегі шайғыш типті түрде өтетін заттардың
азотты кальциге бай биологиялық айналыммен байланысты.
Құба топырақтың пайда болуына заттардың шайылуы және олардың жабындағы
және гумустық көкжиектегі биологиялық аккумуляциясы. Жерге түскенде күлді
элементтердің көп бөлігі, сонымен қатар кальций тұздары қайтып келеді.
Органикалық қалдықтардың шіруі темірмен комплексті байланыс түзетін, қоңыр
гуминді қышқылдар түзетін және фульвоқышқылдарды бейтараптайтын негіздерге
бай ортада жүреді. Бұл заттар қоңыр орманды жерлердің кескінің өзіне тән
қоңыр түске бояп отырып, маңызды тереңдікке енеді. Топырақ құрылымының
жарты бөлігі жер кескінінің шегінен шығарылады.
Құба орманды топырақты айқындайтын басқа да процестің бірі – ол
кескіннің барлық қалыңдығының балшықтануы.
Балшықтану – бұл топырақтағы екінші глина қабатының биохимиялық және
химиялық агенттердің ықпалынан орын алуы сияқты, екінші синтездеу процесі
органикалық қалдықтары өнімдерінің минералдануының нәтижесінде пайда
болатын процесс.
Балшықтануға ұзақ кезеңмен қалыпты температура жағдайында кескіннің
жетерлікті ылғалдануы және микроорганизімдердің тіршілігінің белсенді
қатысуымен заттардың биологиялық айналымының интенсивті өту процестері.
Балшықтануда топырақ органикалық қалдықтарының өнімдерінің
минералдануынан кескінінде тұнба және темір, алюминий, марганец, фосфор,
магний, кальций және басқа да элементтер. Үгілу және топырақ пайда болу
процесстері кезінде қоңыр топырақтардағы ормандарда пайда болған қозғалғыш
темір формалары биологиялық айналымға, гумус жинауға қатысады, топырақ
массасын жүйелеумен басқа да процестерге қатысады.
Құба орман топырағының генезисінде лессиваж процессі маңызды болып
табылады, яғни балшықты бөлшектердің химиялық құрамының еш өзгеріссіз
топырақтың жоғарғы көкжиегінен төменгіге ауысуы.
Құба орманды топырақтың кескінінің құрылысы әлсіз диференциациямен
сипатталады. Орман жамылғысының астынан 5-20 (30) см қуатты қарашірікті
аккумулятивті көкжиекке (А) бөлінеді, қошқыл қоңырдан қара қоңырға дейін,
болбыр, түйірлі құрылымды, батпақты-иллювиалды көкжиекке ақырын ауысып
отырады, 25-50 см қоңырдан қошқыл қоңырға дейін, түйіртпектес түйірленген
түрден жиі шағылды, топырақтың пайда болу түріне ауысады.
Классификациясы. Құба орманды топырақ типтерін: кәдімгі қоңыр орманды,
қоңыр орманды күлденген топырақ, қоңыр орманды глейлі топырақ және қоңыр
орманды күлденген глейлі топырақ, сондай-ақ түрлі климаттық жағдайларда
қалыптасқан өзіндік фациалды үлгі асты: жылы қоңыр орманды, қалыпты, суық,
тоңғақтық, терең тоңғақтық типтестерге бөледі.
Құба орманды күлденген топырақ типтестердің күлденген А2 көкжиегімен
генетикалық көкжиекте морфологиялық анықталған кескіннің дифференциациясы.
Қоңыр орманды глейлі топырақ кескініне боз және қызғылт қоңыр дақтар мен
темір мерганецті конкрециялар тән.
Типтестердің шегінде жынысты топыраққұрушы тұқымдардың белгілеріне
(қалдықты-карбонатты, қызғылт, тасты) немесе сал үдеріс ерекшеліктеріне
(екіншілей-шымды, үстірт глейлі және терең глейлі) қарай ажыратады.
Құба орманды топырақ түрлерін гумус құрамына гумусты А горизонтының
қуатына байланысты бөледі: көпгумусты >8%, ортагумусты 3-8, азгумусты < 3%,
қуатты – А горизонты > 30 см, ортақуатты- A 20-30, азқуатты – А > 20 см.
Құрамы мен қасиеттері. Типті құба орман топырағына механикалық
элементтерінің фракциясының кескін бойынша біркелкі реттелуі тән. Ауыспалы
иллювилды текстуралы көкжиекте (Вt) тұнба құрамы жоғарылайды, ол
лессиваждын байқалуы мен балшықтану процессін анықтайды.
Құба орманды күлді топырақтың кескініндегі жоғарғы көкжиектен төменгі
көкжиекке қарай тұңба түйіршіктердің санының көбеюі күлдену процессінің
айқындалуымен байланысты. Тұнба құрамына каолинитті және монтмориллонитті
минералдары, сондай-ақ гидрослюдалар, аморфты заттар мен жартылай оксидті
минерал (гетит, гиббсит) топтары кіреді.
Құба орманды топырақтың кескіні бойынша үйіңді құрамы өзгермейді.
Құба орманды топырақтың типтестері қасиеттеріне қарай: гумустылығына,
pH, топыраққұрылу процессінің бағытына қарай, сыйымдылық дәрежесіне
байланысты өзгешелеу.
Қолданылуы. Қалыпты жағдайда қоңыр орманды топырақ ормандардың жоғары
өнімділігімен қамтамасыз етеді және олардың орман өсімдіктерінің қасиеттері
жоғары бағаланады. Жоғары гумустылық, жағымды су-ауа режимі топырақтың
қоректі заттармен, яғни өсімдіктердің жоғары өнімділігімен қамтамассыз
етеді. Таулы аймақтардағы еңісті жер бедерінде эрозияның пайда болуын
ескеру қажет. Жарлауыттарда жаппай ормандарды кесу, кесілген бұталардың
жиналуы, сондай-ақ жүйесіз мал бағу эрозияның дамуына және топырақ
қабатының жоғалуына әкеледі. Осыған орай топырақты эрозиядан қорғауға
байланысты комплексті іс-шаралар жүргізу қажет.
Бедердің жағымды жағдайларында қоңыр орманды топырақтар жоғары өнімді
алқапқа айналады. Олар көбіне егістік дақылдарға, көпжылдық жеміс-
жидектілерге жарамды. Жыртылған қоңыр орманды топырақтарда гумустың жылдам
минерализациялануы, олардың негіздермен қанықтылығы төмен болғандықтан
өнімділікті жоғарылату үшін ауысымды әктеуді, органикалық және минералды
тыңайтқыштарды топыраққа енгізуді қажет етеді. Жалпы бұл– тиімді
өнімділікті сақтаудағы шараларды аз мөлшерде жүргізетін көпмақсатта
пайдаланатын топырақтар.

Орманды-дала зонасының орманды сұр топырақтары
Орманды-дала зонасындағы сұр және сілтісізденген қара топырақтары.
Күлгін топырақты зона мен қара топырақты зоналардың арасында жіңішке болып
ирелеңдеп, батыстан шығысқа қарай созылып, өтпелі зона – орманды-далалы,
орманның сұр және шалғынды-даланың сілтісізденген қара топырақтары жатыр.
Бұл – негізінен ормандар мен ормансыз шалғынды шөп өсетін алқаптардың
топырақтары. Жалпы орманды дала зонасының көлемі 150 млн гектардай немесе
ТМД елдерінің 6,8%-ын қамтиды.
Орманды территорияларда орманның сұр топырағы, ал ормансыз жерлерде
шалғынды қара топырақ пен сілтісізденген қалың қабатты қара топырақ
таралған.
Ауа райы орманды зонадан жылылау, ал далалы зонадан салқындау. Зонаның
батыс бөлігі жылырақ және жауын-шашын молырақ, ал шығысқа қарай күн суыта
түсіп, ылғал мөлшері азаяды.
Емен өскен жердегі сұр топырақ мынадай болады:
А0 – орман төсеніші 2-4 см, қара қоңыр түсті, топырақпен аралас;
А1 – қалыңдығы 20-25 см, түсі қара сұр, өсімдік тамырлары көп таралған;
А2 – қалыңдығы 20 см-дей, сұр немесе қоңыр сұр түсті, аздаған күлгін
тартады;
В – қоңырлау түсті, нығыздалған иллювиалды қабат, қалыңдығы 90-130 см-
ге жетеді;
С – ақшыл қоңыр, В горизонтынан тілім-тілім болып кейбір жолақшалар
түседі.
ТМД елдеріндегі суббореалдық белдеудің жылылау әрі ылғалы молырақ мұхит
секторларына жақын орналасқан Батыс Еуропа мен Қиыр Шығыстың кең жапырақты
ормандары түбінде орманның құба (бурые) топырақтары түзіледі. Батыста бұл
Карпат тауларының етектері, Калининград облысының жерлерін, Беларусь пен
Литва мемлекеттерінің батыс бөліктерін, шығыста теңіз жағалау өлкесінің
таулары арасындағы ойпаттарын, Хабаров өлкесінің және Амур облысының
оңтүстіктерін қамтиды. Бұл топырақтардың жалпы көлемі 20 млн гектардай
жерді алып жатыр. Ал таулы құба топырақтар Кавказда, Қырымда, Карпат пен
Сихот-Алин тау белдеулерінде орын алған.
Бұл зонаның топырақтарында қоректік заттар мол, физикалық қасиеттері
қолайлы, құнарлы келеді. Орманның сұр топырағының құрамындағы қара
шіріндінің мөлшері 2-6%, ал шалғынды қара топырақтарда қара шірік 10%.
Бұл зона егістік үшін жақсы игерілген. Игерілу жөнінде қара топырақты
зонадан кейінгі орынды алады. Зонаның 40% астамы жыртылған жерлер.
Негізінен бидай егіледі. Зонаның көп жерін орман алып жатыр. Зонаның
негізгі жерлері Ресей мен Украинаға тиесілі. Қазақстанның ең шеткі
терістігінде бұл зонаның бір азғантай бөлігі кездеседі.

Құрғақ дала мен жартылай шөл даланың топырақтары
Қара топырақты шалғынды-дала зонасының оңтүстігіне қарай ауа райы
құрғақтай бастайды. Бұл алқаптардың ауа райы жылы. Ауадан түсетін ылғалдан
булану мөлшері де мол. Ылғал мөлшері жылына 200-300 мм-дей. Осыған орай,
өсетін өсімдіктер де өзгереді. Қалың өсетін бозды-бетегелі даланың орнын
сирегірек өсетін бетегелі-жусанды құрғақ дала басады. Осының әсерінен
өсімдіктердің топыраққа түсетін қалдықтары да азайып, қара шірінді мөлшері
кемиді, қара топырақтың түсі қара қоңырға өзгереді.
Құрғақ даланың зоналық топырағы – қара-қоңыр. Жалпы көлемі 107 млн
гектар, яғни ТМД елдерінің 4,8%-ын алып жатыр. Негізгі көлемі Қазақстан
территориясында.
Қара шірінді мөлшері бұл топырақтарда 2%-4% арасында. Қара қоңыр
топырақтың морфологиялық құрылысы төмендегідей:
А – 0-20 см, қара қоңыр түсті, нығыздалған, 35-45 см-ден әк кездеседі.
ВС – 50 см-ден төмен ашық ақшыл, көптеген әк қосылыстары бар.
С – 100-120 см-ден гипстелген аналық тау жынысы қабаттары кездеседі.
Бұл зонаның өзі де терістіктен оңтүстікке қарай жылжыған сайын бірнеше
зонашаға бөлінеді. Зонаның ең солтүстік бөлігінде күңгірт қара-қоңыр
топырақ, орталығында жай қара-қоңыр топырақ, ал оңтүстігінде ашық қара-
қоңыр топырақтар кездеседі. Ең терістігіндегі зонаша құрғақтау дала
саналса, ортасындағы зонаша – нағыз құрғақ дала, ал зонаның оңтүстік шеткі
бөлігі жартылай шөл (шөл дала) зонашасының үлесіне тиеді. Бұл топырақтарды
пайдалануды Қазақстан мысалында қарастырамыз.
Ауа райының құрғақтығынан зонаның басым бөлігін жайылым алып жатыр.
Зонада сортаң және сорланған топырақтар мол. Дегенмен, күңгірт қара қоңыр,
жай қара қоңыр топырақтар зонашаларының кейбір аймақтарында жыртылған жер
көлемі бұл зонашалардың 20-30%-ға жуығы құрайды.

Сорланған топырақтар
Сор топырақ, орманды дала, дала, шөлейт және шөлді аймақтардағы құрғақ
климат жағдайында топырақтың тұздануы нәтижесінде қалыптасады. Құрамында
суға тез еритін тұздар көлемі 1%-дан артық болады. Сор топырақ 2 типке
бөлінеді: автоморфтық сор топырақ жер бетіне ежелгі тұзданған жыныстардың
шығуынан қалыптасады, құрамында тез еритін тұздардың көлемі 0,5-1%-ды
құрайды (сульфаттар, хлоридтер), гидроморфтық сор топырақ минералданған
топырақ – жер қыртысы суларының жер бетіне жақын орналасуы, олардағы
тұздардың булануы барысында жоғарғы горизонтта 6-8%, одан да көп мөлшерде
тұздардың жиналуы жағдайында дамиды. Қолдан суарған кезде жерасты ағысы жоқ
немесе ағысы өте нашар жерлерде көп ұзамай жерасты ыза сулары пайда болып,
олардың деңгейі жоғары көтеріліп, бетіне жақындап, буланып, топырақ бетінде
мол тұздар қалдырады. Бұл жағдайды топырақтың екінші сорлануы, яғни жерді
суарумен байланысты сорлану деп атайды. Құрамында тұзы мол сор топырақ
немесе тұзы аздау сорланған топырақтар онда өсетін өсімдіктер үшін өте
зиянды. Сор топырақта тұздардың деңгейі жоғары болса, өсімдіктер өнімі
соғұрлым төмен болады. Сондықтан суармалы егіншілік жағдайында топырақтың
сорлануымен күресу – басты мәселелердің бірі. Жерасты ағысы нашар
алқаптарда сорланған топырақтарды тұщы сумен шайып, ыза суларды қолдан
қазылған кәрізді-коллекторлы жүйелер арқылы басқа жаққа ағызу қажет. Жалпы
сор топырақ өзінше белдем түзбейтін, белдемаралық топырақтарға жатады. Сор
топырақтарды қолдан жақсартпайынша, оларды ауыл шаруашылына пайдалану
тиімсіз. Орталық Африкада, Австралияда, Солтүстік Америкада, Каспий
жағалауларындағы ойпаттарда, Солтүстік Қырымда, Орталық Азияда, Қазақстанда
таралған.

Шөл зонасының топырақтары
Терістік суық шөлді зонаның топырақтары. ТМД елдерінің оңтүстігінде
түсетін ылғал мөлшері өте аз, сондықтан да мұнда биологиялық тіршілігі
шамалы дамыған шөлді зона кездеседі.
Шөлді зона ТМД елдерінің барлық жер көлемінің 9-10%-ға жуығын алып
жатыр, көлемі 220 млн гектардан асады, оның басым көпшілігі Қазақстан мен
Орта Азия республикаларында, шамалы бөлігі Каспий жағалауының терістік
батысындағы Астрахань облысының территорияларында.
Бұл зонаға күн сәулесі мол түседі, вегетациялық уақыт, ұзақ қоректік
минералдық заттар жеткілікті, ал жеткіліксізі – тек ылғал мен органикалық
заттар. Ауадан түсетін ылғалдың жылдық мөлшері 80-120 мм, ал жерден булану
мүмкіндігі бұдан 10-15 есе артық. Бұл өсімдіктердің қалыпты өсуіне
жеткіліксіз: Мұнда шөлге бейімделген кейбір сирек өсетін бұта, сор шөптер
шығады, ал кейбір жерлерде ол да жоқ.
Топырағында қара шірінді өте аз (0,5-1,5%) болғандықтан, оның түсі
ақшыл, бозғылт болып келеді. Зонаның терістік бөлігінде негізінен жусанды
шөптер өсіп, онда құба (бурые) топырақ, ал зонаның оңтүстік бөлігінде
жусанды-соршөптер басым, мұнда сұр құба (серобурые) топырақ түзілген.
Бұл аймақтағы топырақтарда сулану аз, булану көп болғандықтан, топырақ
құрамында карбонаттар, гипстер, суға тез еритін басқа да тұздар мол.
Шөлдің көп жерлері жайылымды жерлер. Бұл аймақтарда өсуге жайылымдық
сор шөптер бейімделген. Мұнда түйе, қой шаруашылығы, әсіресе, қаракөл
тұқымын өсіру жақсы жолға қойылған. Бұл зонада тақыр мен құм басып жатқан
жерлер де жеткілікті. Бұл зонаның жерін пайдалану жөнінде төменде толығырақ
айтылады.

Тау етегіндегі шөл даланың, құрғақ субтропиктердің топырақтары
Оңтүстік тау етектеріндегі шөлді даланың сұр топырақтары.
Бұл топырақтар ТМД елдерінде негізінен Орта Азия республикалары мен
Оңтүстік Қазақстан облыстарының тау етектері мен тау баурайларында орын
алған. Бұл топырақтардың аздаған көлемі Әзербайжан республикасындағы таулар
аралығы мен етектеріндегі Кура-Аракс ойпатында кездеседі. Субтропикалық
белдеуге жатқызылу себебі бұл топырақтар зонасында жаз ыссы әрі ұзақ
болумен қатар, қысы да суық емес. Тіпті, Орта Азия мен Әзербайжанда қыстың
өзі жылы. Зонаның көлемі 32 млн гектар, яғни ТМД елдерінің 1,5%-ы. Бұл
зонаның терістікке қарай орналасқан шөл зонасының ерекшелігі ерте көктемде
ылғалдың мол түсуі. Сондықтан ылғалдың басым мөлшері ауаға буланбай жерге
жақсы сіңеді.
Топырақ көбіне таулы алқаптарда орын алатындықтан, табиғаттың, оның
ішінде топырақтың биіктік белдеулігі (зонасының) ең төменгі сатысы болып
табылады. Сұр топырақтардың құрамын алғаш зерттеп, оған осы терминді
қолданған орыстың дарынды топырақ зерттеушісі С. С. Неуструев (1910). Ол
1908–1914 жылдары патшалық Ресейдің халықты жаңа жерлерге қоныстандыру
басқармасында қызмет істеп жүрген кездерінде Шымкент қаласының төңірегінде
осы топырақ типін анықтаған.
Орта Азияның сұр топырақтарын жан-жақты терең зерттеген профессор А. Н.
Розанов (1951).
Табиғи жағдайда ерте көктемгі ылғалды жақсы пайдалануға бейім, тез
пісіп жетілетін өсімдіктер (эфемерлер) қалың бітік өседі. Топырақтағы
гумус: мөлшері 1,5-3,0% шейін болады. Әдетте, сұр топырақтар типі, үш
зонашаға бөлінеді: күнгірт, кәдімгі және ашық сұр топырақтар. Неғұрлым
тауға жақынырақ болған сайын онда жауын-шашын да молырақ түсіп, өсімдіктер
қалыңырақ өседі, бұл зонашада күңгірт сұр топырақтар түзілуін қамтамасыз
етеді. Таудан алыстаған сайын жауын-шашын мөлшері кеміп, оның шөл зонасына
өту шекарасындағы зонашада ашық сұр топырақтар түзіледі. Ескеретін жай,
барлық тау етектерінде осы айтылған топырақ зонашалары түгел кездесіп,
бірін-бірі ауыстыра бермейді. Кейбір зонашалар аймақтың табиғи
жағдайларына, ең бастысы таулардың көлемі мен биіктеріне, т.б. байланысты
түсіп қалады.
Сұр топырақтар жербеті және жерасты ағындарымен жақсы қамтамасыз
етілгендіктен, олардың құрамында зиянды тез ерігіш тұздар болмайды.
Әдетте, сұр топырақтар пішіні төмендегідей:
А 0-15-20 см шымды-қара шірінді қабат. Көктемгі жауын әжептәуір мол
болғандықтан, эфемер шөптер қалың өсіп, топырақ бетінде 0-5-7 см шымды
қабат түзеді. Қабат биігірек жатса, күңгірт сұр, ал таудың ең алысырақ
шетінде орналасса, ашық сұр түсті келеді. Механикалық құрамы шаңды-сазды.
Құрылымы бос. Шөптері жақсы тамырланған.
В 20-60 см иллювиалды-карбонатты, түсі ашық сұр, көбіне, карбонатты
қосылыстар кездеседі, құрылымы бос. Механикалық құрамы шаңды-сазды.
Өсімдіктері шамалы тамырланған.
ВС 60-80 см сары түсті, шаңды-сазды. Құрылымы бос, карбонаттармен қатар
гипс те кездеседі.
Ауыспалы-ылғалды құрғак-шөпті-орманды және субтропикалық саванналы
облыстардың топырақтары.
Бұл алқаптардын зоналық топырақтары қоңыр және сұр-қоңыр түсті. ТМД
елдеріндс бұл топырақтар негізінен таулы аудандардың құрғақ шөпті-орманды
жәнс сирек орманды жерлерінде кездеседі. Бұл зонаға негізінен Жерорта
теңізі аймағына тән климат, яғни ылғалды, жылы қыс, құрғақ, жазы ыстық, ал
қар жамылғысы өте аз немесе тіпті, жоқ. Сонымен қысы мен жазының
гидротермикалык режимдері әрқалай. Қысы ылғалды әрі жылы мерзімде алғашқы
минералдар белсеңді түрде үгіліп, балшықты гидрослюдалы монтмориллонитті-
илитті құрамды екінші минералдар түзіледі.
Жалпы қоңыр (қызыл қоңыр) топырақтардың морфологиялық пішіні
төмендегідей:
А – 0-35 (50) см қара шірінді қабаты, түсі қоңыр, кесекті-капролитті
құрылым. төмендеген сайын кесекті-жаңғақты құрылымға ауысады, механикалық
құрамы төмендеген сайын ауырлана бастайды.
В1 – 40-80 см қатты балшықтанған, кальцийде қаныққан, түсі ашық қоныр
немесе тіпті, қызыл қоныр, құрылымы кесекті-жаңғақты.
Балшықтанған, карбонаттар шоғырланған қабатта түсі ашық, қоңыр-құба,
тығыз, құрылымы жаңғақты, карбонатты жаңа түзілістердің қосындылары бар.
С – 100-120 см сары түсті, механикалық құрамы жеңілденеді, карбонаты да
азаяды. Балшықтану процесі сұр қоңыр топырақтарда ылғалдың азаюына
байланысты тежеледі.
Жалпы қоңыр және сұр қоңыр топырақтар – табиғи күйінде құнарлы
топырақтар. Олар тез пісетін. Азықтық, әсіресе, жемісті дақылдар үшін
егіншіліке кең пайдаланылады. Ал жазда құрғақшылықта қосымша суарған
жағдайда бұл топырақта егілетін дақылдар өнімі арта түседі. Онда мақта,
жүзімдіктер, бау-бақша, темекі, көкөністер, т.б. дақылдар өсіп, жақсы
өнімдер береді. Тіпті, Өзбекстанның Бостандық ауданының қоңыр топырақты тау
беткейлерінде жабайы жемісті ағаштар, оның ішінде қымбатты жаңғақ ағаштары
өсіп, жемістер береді.

Ылғалды-субтропикалық және ормандардың топырақтары
Ылғалды-субтропикалық және тропикалық орманды белдеу. Мол ылғалды
субтропикалық зонаның қызыл және сары топырақтары. ТМД елдерінің оңтүстік
субтропикалық кейбір аудандарында өте аз көлемді алқапта, дәлірек айтсақ,
Грузияның батыс – Қара теңіз жағалаулары мен (Аджария мен Абхазияда)
Әзербайжанның оңтүстік-шығыс шетінің Каспий жағалауларының біраз жерлерінде
(Ленкорань ойпатында) табиғаттың ерекше кызыл және сары топырақтары
кездеседі, көлемі не бары – 0,6 млн гектар. Бұл алқаптарда жылу да, ылғал
да мол. Жылына түсетін ылғал 1000-2500 мм-ге жетеді. Ауаның жылдық орташа
температурасы 16-20, қыстың ен суық айы қаңтарда орташа температура 8-І0-
тан кемімейді. Осындай қолайлы жағдай биологиялық тіршіліктің жыл бойына
үзіліссіз дамуын қамтамасыз етеді. Ағаш пен шөп түрлері де мол әрі олар
басқа аймаққа қарағанда мұнда жылдам өсіп, мол қалдықтар қалдырады. Өсімдік
қалдықтары микроорганизмдерлің және басқа майда жәндіктердің көптігінен тез
ыдырайды. Ауа райы жылы болғандықтан өсімдіктер, тірі жәндіктер мен
микроорганизмдер мұнда жыл бойы өмір сүруін тоқтатпайды. Тіпті өсімдіктер
қыста да гүл ашады.
Күннің жылылығы мен жауын-шашынның мол түсуінен тау жыныстары мейлінше
үгіліп, балшықтанып суға қатты шайылған. Мұндағы тастар да «шіріп» кеткен
секілді. Тіпті, қатты дауалы тау жыныстарын пышақпен кесуге болады.
Жыныстардың құрамында фосфор, күкірт, кальций, магний , калий. натрий
толық, ал кремний тотығы біршама шайылып кеткен топырақ қабатында темір,
алюминий, марганец тотықтары мол, олар бүкіл топырақ – тау жыныстарының 50-
70% түзеді. Осылар топырақтарға ашық қызғылт түс беретіндіктен, оны қызыл
топырақ немесе латериттер деп атайды.
Бұл топырақтар пішіндері төмендегідей:
А1 – 0-2 см ағаштар жапырақтарынын қалдықтары.
А – 2-25 (35) см сұр қоңыр, төмендеген сайын қызара бастайды, құрылымы
кесекті-жаңғақты, өсімдіктер тамырлары мол.
В – 80-100 см өзгертілген құба қызыл түсті қабат, тереңдеген сайын түсі
ашық қызылға ауысады, қабатта темір конкрециялары кездеседі, механикалық
құрамдары ауыр балшықты, қатты үгілген.
Топырақ ортасының реакциясы қышқыл, рН 4-5,5. Топырақтағы басты
негіздер шайылып кеткендіктен, топырақтардын сіңіру көлемі шамалы. 100 г
топыраққа не бары 12-15 мг экв.
Сіңірілген негіздер құрамында Аl – 60-80% орын алса, қалғаны сутегі (Н)
үлесіне тиеді. Екеуі қосылып, сіңірілген негіздердің 85-90%-ын түзеді.
Өсімдік қалдықтары тез шіритіндіктен, пайда болған қарашірік топырақ
құрамындағы темірмен қосылып, берік қосылыс құрайды да жауынға шайылмай,
топырақта ұсталынып қалады, сондықтан да қарашірік мөлшері бұл топырақтарда
едәуір (7-8%), бірақ тереңдеген сайын кеми түседі. Алайда, оның құнарлылығы
жақсы. Қарашірінді құрамында фульво қышқылы басым. Сондықтан мұны фульватты-
темірлі топырақ деп те атайды. Бұл аймақ бұрынғы КСРО-ның негізгі
субтропикалық дақылдар (шай, лимон, апельсин, мандарин) өсірілетін бірден-
бір ауданы.
ТМД елдерінде кездесетін негізгі зоналық топырақтарға қысқаша сипаттама
бердік. Бұл топырақтар түрлері кейбір табиғи жағдайлардың ерекшеліктеріне
қарай аздап өзгеруі ықтимал. Ал таулы жерлердегі топырақтардың тік
белдеулік өзгерулері ол таулардың қай зоналарда, зоналардың қай
секторларында орналасуларына байланысты (43-сурет).

[pic]
43-сурет. ТМД елдерінің батыс бөлігінің негізгі көлденең зоналық
топырақтарының сызбанұсқасы. КСРО топырақ атласынан (1971)

Зоналар: 1 – тундра зонасының глейлі тундра топырақтары; 2 – орманды
тундра мен терістік орманды зонасының күлгінді-глейлі топырақтары; 3 –
орталық орманды зонасының күлгінді топырақтары; 4 – оңтүстік орманды
зонасының шымды-күлгінді топырақтары; 5 – орманды дала зонасының орманның
құба, сұр топырақтары мен даланың шалғынды және сілтісізденген қара
топырақтары; 6 – дала зонасының қара топырақтары; 7 – құрғақ даланың қара
қоңыр топырақтары; 8 – жартылай шөл мен шөл зонасының құба және сұр құба
топырақтары; 9 – таулы аймақтардың топырақтары.

Тау аймақтарының топырақтары
Таулы алқаптың топырақтары. Қазақстан территориясында жазық жерлердің
көлемі таулы алқаптармен салыстырғанда көп. Дегенмен, республиканың шығысы
мен оңтүстік шығысында біраз жерлерді таулар алып жатыр. Олар – Шығыс
Қазақстандағы Алтай таулары, Алматы облысының оңтүстігіндегі Жоңғар және
Іле Алатаулары, Жамбыл облысындағы Қырғыз Алатауы, Оңтүстік Қазақстан
облысындағы Қазығұрт пен Қаратау таулары. Енді Іле Алатауы мысалында тау
етегінен жоғарылаған сайын топырақ түрлерінің сипаттамасына тоқталайық.
Себебі Іле Алатауы биік, онда табиғаттың белдеулік зоналары түгел
кездеседі. Бұл жайындағы алғашқы толық мәлімет Аболиннің (1930 ж.)
Ленинградта шыққан «Балқаш өңірінің шөл даласынан Хан Тәңірінің қарлы
биіктігіне шейін деген классикалық еңбегінде келтірілген (А. Р. Аболин
1930). Сондықтан топырақтың биіктік зоналығы жайындағы халықаралық
жиналыстар мен экскурсиялар Алматы аймағында өтетін.
Таулы алқаптарда ені әр жерде әртүрлі батыстан шығысқа қарай созылған
тау етегіндегі шөлді дала зонасы – белдеуі орын алған. Жазықтағы шөлді дала
зонашасына қарағандатау етектерінде жатқандықтан, бұл аймақтың табиғи
жағдайы өзгеше келеді. Бұл белдеу – таулық белдеулік зоналығының ең төменгі
сатысы. Сондықтан бұл алқапты пайдалану жағдайы да басқаша.
Тау етегіндегі шөлді далалы аймақтағы ылғал мөлшері жазық
территориядағы шөлді дала зонасына қарағанда әлдеқайда мол. Ылғалдың орташа
мөлшері 250-360 мм-ге дейін жетеді. Ылғал көбінесе, жылдың көктемгі және
қысқы айларында түседі де, жаз, күз айлары құрғақ болады. Бұл аймақта
қысқы, көктемгі ылғалды дұрыс пайдаланып, ерте пісетін астық дақылдары –
күздік және жаздық бидай, арпа егіледі. Ал суармалы жерлерде астықтан басқа
бағалы дақылдар: қант қызылшасы, мақта, жүгері, беде мен көкөністер, бау
ағаштары мен жүзімдіктер, темекі жақсы өседі.
Қалған жерлері көктемгі, күзгі мал жайылымдары. Бұл аймақтың топырағы
негізінен таулы алқаптан қаншалықты қашықтығына, осыған сәйкес түсетін
ылғалдың мөлшеріне байланысты, топырақ түсі де өзгеріп, бірнеше зонашаға
бөлінеді, таудан алыс жерлерде топырақтың ашық сұрғылт түсті зонашасы
жатады, одан кейін кәдімгі сұрғылт түсті топырақ, ал тауға ең жақын аймақта
күңгірт сұрғылт түсті және ашық қара-қоңыр топырақтар зонашалары кездеседі.
Оңтүстік Қазақстан облысындағы Батыс Тянь-Шань тау етектерінде күңгірт-
сұрғылт топырақтар мен ашық қара-қоңыр топырақтар орнына қоңыр және сұр-
қоңыр топырақтар кездеседі. Осы үш зонашаның соңғысында ғана, яғни күңгірт-
сұрғылт түсті және ашық қара-қоңыр топырақтар таралған алқапта ғана
суарылмайтын егіс өседі, ал сұрғылт және ашық-сұрғылт топырақ таралған
аймақта егістікті қолдан суармайынша жақсы өнім алынбайды. Негізінен
алғашқы екі зонашада Алматы, Жамбыл облыстарының қант қызылша егістері,
суармалы жерлердегі астықтары, темекі, көкөніс, бау-бақша, жүзімдіктері,
Оңтүстік Қазақстан облысының мақтасы мен дәрілік шөптер, бау-бақша,
жүзімдіктер орын алған. Тау етегінің шөлді далалы зонасының көлемі 14 млн
гектардай, яғни республика жер көлемінің 5,2%-ғы жуығы.
Тау етегі шөлді далалы белдеуінен биігірек алқапта аласа таулы-дала
белдеуі басталады. Бұл аймақта таулардың топырақ-климат жағдайларына
тигізетін әсері үлкен. Ауадан түсетін ылғал мөлшері 500-800 мм-ге жетеді.
Мұндай мөлшердегі ылғал терістік жақтың жазық жерлеріндегі ешбір аймағында
кездеспейді. Ылғал көп түсетіндіктен шөп жақсы өседі. Топырақтары да
құнарлы, негізінен таудың қара қоңыр топырағы мен қара топырақ, ал Батыс
Тянь-Шаньда таудың қоңыр топырақтары. Бұл аймақта суарылмайтын егіс
егіледі, көбінесе астықты дақылдар өседі, мал жайылымына да қолайлы. Аймақ
таулы, жыралы болып келетіндіктен, жаппай егістікке қолайсыз, сондықтан
көбіне табиғи мал жайылымы, шабындық ретінде пайдаланылады. Бұл алқапта
суарылатын және суарылмайтын жемісті ағаштар, бұталар көп өседі. Алматының
әйгілі «Апорт алмасы да осы аймақта өсіп, жақсы өнім береді. Бұл зонаның
көлемі 10 млн гектарға жуық.
Орташа-таулы, шалғынды-орманды белдеуі аласа таулы-далалы белдеуінен
жоғары алқапта жатыр. Бұл аймақта түсетін ылғал мөлшері жылына 850-900 мм-
ге дейін жетеді. Шалғынды шөптер аса биік болып өседі. Топырағы аса құнарлы
қара топырақ пен күңгірт- қара түсті орман топырағы. Таудың қара
топырағындағы қарашірінді мөлшері 10-12%-ғе жетеді. Жер бетінің бедеріне,
аймақтың суықтығына байланысты егістік жері өте аз. Жері негізінен жазғы
жайлау мен шабындыққа қолайлы. Көп жері орман ағаштары, негізінен Тянь-Шань
шыршасы. Көлемі 4 млн гектардай.

Тарау бойынша өзін -өзі тексеру сұрақтары
1. Топырақтың табиғи зоналдылығын қалай түсінесіз?
2. Топырақтың көлденең зоналдығы деген не?
3. Топырақтың тік белдеулік зоналдығы деген не?
4. Интразоналдылық топырақтар және олардың ерекшеліктері қандай?
5. Полярлы, бореальды, субборияльды, субтропикалық, тропикалық
белдеулердің топырақтарын айтыңыз.
6. Әлемнің топырақ қорлары.
7. ТМД топырақтары, олардың түзілуінің экологиялық жағдайы.
8. ТМД топырақ зоналары.
9. Арктикалық және тундралық зоналарының топырақтары қандай болады?
10. Орманды-дала зонасының орманды сұр топырақтары қандай болады?
11. Тайгалы-ормандық топырақтары.
12. Батпақты топырақтар
13. Шалғынды даланың қара топырақтары.
14. Құрғақ дала топырағы қандай?
15. Жартылай шөл даланың топырақтары қандай?
16. Сор топырақ қандай болады?
17. Тау етегіндегі шөл даланың, құрғақ субтропиктердің топырақтары
қандай?
18. Терістік суық шөлді зонаның топырақтарын айтыңыз.
19. Сұр топырақтар.
20. Ылғалды-субтропикалық және тропикалық орманды белдеу.

Дәріс 15.
Қазақстанның топырақ қорлары.
1 Қазақстан топырақтары және олардың қалыптасуының экологиялық жағдайы
Қазақстанның барлық жер қоры ауданы 272 млн 490 мың гектар. Жер
кодексінің 1 бабына сәйкес Қазақстан Республикасы жер қоры нысаналы
мақсатына сәйкес келесідей санаттарға (категорияларға) бөлінеді және 2006
жылғы есеп бойынша олардың алатын ауданы төмендегідей:
1) ауыл шаруашылығы мақсатындағы жер – 85,0 млн. га;
2) елді мекендердің (қалалардың, кенттер мен ауылдық елді мекендердің)
жері – 21, 2 млн, га;
3) өнеркәсіп, көлік, байланыс, қорғаныс жері және өзге де
ауылшаруашылық мақсатына арналмаған жер – 2,5 млн.га;
4) ерекше қорғалатын табиғи аумақтардың жері, сауықтыру мақсатындағы,
рекриациялық және тарихи –мәдени мақсаттағы жер – 3,3 млн. га,
a) орман қорының жері – 23,4 млн. га;
b) су қорның жері – 3,7 млн. га;
c) босалқы жер – 122,0 млн га.
Қазақстанның жер қорының 222,6 млн. гектары ауыл шаруашылығы алқаптары
(барлық жер ауданының 81,7%-ы). Оның ішінде:
- егістіктер ( жыртылған жер) –23,2 млн. га;
- көпжылдық екпелер егілген жер – 115,5 мың га;
- тыңайған жер – 5,4 млн га;
- шабындықтар – 5,5 млн га;
- жайылымдар – 189 млн. га.
Еліміздің жер қорының топырақ жамылғысы алуан түрлі болып келеді (26-
кесте). Еліміздің топырақ жамылғысы ішінде құнарлылығы төмен, пайдалану
үшін оларды жақсарту (мелиорация) жұмыстарын іске асыру қажет кейбір,
кебірленген, сорланған, су және жел эрозиясына төзімсіз топырақтар
түрлеріде мол тараған. Қазақстанның жер қоры өте мол, оның топырақ
жамылғысы құрамында құнарлылығы жақсы, егіншілікте қолдануға тиімді
топырақтармен қатар егіншілікке тиімсіз құнарлылығы төмен топырақ түрлері
кездеседі.
Сондықтан еліміздің жер қорын экологиялық жағынан негізделген
бағдарлама бойынша тиімді пайдалану қажет. Қазіргі уақытта жер қорын
пайдалануда байқалған келесідей келеңсіз жайттар қалыптасқан: өндіріс
орындарының қалдықтарымен ластанған, бүлініп істен шыққан 169,7 мың гектар
жер; жер қойнауындағы пайдалы қазбаларды барлау өндіру, оларды
тасымалдап, байыту кезінде қалыптасқан карьерлер, үйінділер жердің топырақ
жамылғысын жойған. Топырақ өзінің басты экологиялық қызметтерін –
биологиялық масса өндіруін және атмосфераның химиялық құрамын реттеуге
қатысуын жоғалтқан. Яғни топырақ өлі денеге айналған. Сөйтіп бұл жерлердің
экологиялық – санитарлық жағдайы төмендеген.
Елімізде «қорғаныс» мақсатына бөлінген, ядролық қару-жарақтарды сынау,
ғарыш кемелерін ұшыру кезінде оның қалдықтарымен немесе олардың
сәтсіздіктен жерге жарылып қайта құлауынан радиацияға шалынып, бұзылған,
улы заттармен ластанған жерлер ауданы 20 млн. гектардан асып түседі. Бұл
жерлердің басым бөлігі Батыс Қазақстан, Павлодар, Шығыс Қазақстан
облыстарында орналасқан.
Жер қорының экологиялық жағдайын қарастырғанда Қазақстандағы шөлейттену
құбылысы туралы мәселе ерекше орын алады. «Шөлейттену» деген ұғым әртүрлі
факторлар әсерінің, климат өзгеруінің және адам әрекетінің нәтижесінде
жартылай құрғақтау және құрғақ климатты аудандардағы топырақ деградациясын
білдіреді.
26-кесте
Қазақстанның негізгі топырақтарының ауданы (ықшамдалған түрде)
| Топырақтар |Мың га |Барлық |
| | |топырақ |
| | |жамылғысын|
| | |ан үлесі, |
| | |% |
| |жазықтық |таулы өлке| |
|Ормандық сұр топырақ |76,0 |440,8 |0,2 |
|Кәдімгі қара топырақ |9297,9 |11,99,8 |4,5 |
|Оңтүстік қара топырақ |11346,9 |9555,5 |5,2 |
|Сілтісізденген қара топырақ |- |310,9 |0,1 |
|Күлгенденген қара топырақ |- |424,9 |0,2 |
|Күңгірт қара топырақ |21380,4 |4602,3 |11,0 |
|Нағыз қара топырақ |18007,5 |1,8 |7,7 |
|Ашық қара қоңыр |29249,1 |2343,6 |13,5 |
|Қоңыр топырақ |33539,2 |457,3 |14,6 |
|Сұр қоңыр топырақ |27230,6 |654,8 |11,9 |
|Тақыр және тақыр тәрізді топырақтар |8085,4 |118,4 |3,5 |
|Боз топырақтар |- |7729,9 |3,3 |
|Сұр күрең топырақ |- |1235,1 |0,5 |
|Күрең топырақ |- |539,4 |0,2 |
|Таулық топырақтар |- |7623,6 |3,2 |
|Шалғындық қара топырақ |1653,2 |65,6 |0,7 |
|Шалғындық қара-қоңыр топырақ |9272,8 |278,6 |4,1 |
|Шалғынды қоңыр топырақ |1535,6 |29,5 |0,7 |
|Шалғынды боз топырақтар |- |2641,1 |1,1 |
|Шалғынды топырақ |4674,4 |860,2 |2,3 |
|Жайылманың және орманның шалғынды |3955,8 |679,5 |2,0 |
|топырақтары. | | | |
|Шалғынды – батпақты, батпақты |2917,8 |203,6 |1,3 |
|Кебірлер |9884,0 |330,3 |4,3 |

Ал топырақ деградациясы – егістік жерлердің, шабындықтар мен
жайылымдардың, орманды жерлердің топырақтарының жел және су эрозиясына
шалдығуын, топырақтың физикалық, биологиялық немесе экологиялық
қасиеттерінің төмендеуін, сонымен бірге оның табиғи өсімдік жамылғысының
ұзақ мерзімге жойылуы нәтижесінде биологиялық және экономикалық
өнімділігінің төмендеп, жойылуын көрсететін ұғым.
Қазақстан жер көлемі жағынан ірі ел – Англиядан 11 есе үлкен. Ұлан
байтақ территориясы терістіктен оңтүстікке қарай 1600 км, шығысынан
батысына қарай 3000 км жерге созылып жатқан кеңістікті алып жатыр.
Республика ТМД елдері ішінде Ресейден кейінгі екінші орында. Бұл – оның
жері бұрынғы Ресейден басқа 13 одақтас республиканың жер көлемінен артық
деген сөз. Бейнелеп айтқанда, Қазақстан жеріне Армения сияқты 90 республика
еркін сыйып кетеді, халқының саны жөнінен әлемде 80-ші орында болып, жер
көлемі жөнінен 9-орында, дәлірек айтсақ, Ресей, Канада, Қытай, АҚШ,
Аустралия, Бразилия, Үндістан, Аргентинадан кейінгі Қазақстан жер шарының
екі пайызын алып жатыр.
Қазір ғылыми-техникалық үдеу заманында адам коғамының барлық тірлігі
саналы қимылының нәтижесінде жасалып жатыр деп айта алмаймыз. Мұндай
жағдай, әсіресе, біздердің табиғат қорларын пайдаланудағы көрсетіп жүрген
енжарлығымыздан, немқұрайды қарауымыздан анық байқалады. Кезінде дарынды
орыс оқымыстысы академик В. И. Вернадский (1944) аңсаған адам қоғамының
саналы қимылының нәтижесінде биосферадағы тіршілік жаңа сатыға "ноосфераға"
(ақыл-еркіне) көшу жолының әзірше жүзеге аспай тұрғанын мойындауымыз керек.
Ескеретін жай, казіргі әлемдегі 6,3 миллиард халық үшін жоғарғы қажетті
көрсеткіш көптен бері-ақ кеміген. Мысалы, жер жүзіндегі әр адамға қажетті
0,6 гектар жыртылған жер орнына 0.3 гектар-ақ келеді. Дегенмен, бұл
көрсеткіш әр мемлекеттерде әртүрлі. Соңғы жылдарға шейін бұрынғы орталық
Мәскеу Қазақстан өндірісінің 93%-на қожалық етіп, жерімізге, қоршаған
ортамызға өте үлкен нұқсан келтірді. Себебі республикамыз Одақтың
нұсқауымен негізінен шикізат өндірумен шұғылданып келді, ал шикізат өндіру
- өндірістің ең "лас" саласы. Өктемдігі күшті империя 70 жылдан астам қазақ
жерінің барлық байлықтарының беткі "қаймағын" ғана алып, экологиялық зиянды
қоқыстарын қалдырып отырды.
Қазақстанда бүкіл Д. И. Менделеев кесте жүйесіндегі элементтердің
барлығына жуығы табылғаны белгілі. Халық шаруашылығымызға қажетті барлық
пайдалы қазба байлықтар, құрылысқа қажетті құрылыс материалдары да осы
өзімізге мекен болып отырған жеріміздің қойнауында, оның әртүрлі
тереңдігіндс жатыр. Осы байлықтарды барлау, қазып алу, байыту, тасымалдау
кезінде жерімізге көптеген - "жарақаттар" түсті. Оның үстіне олардың
көбісін ең "арзан" ашық әдіспен қазып алғандықтан, бұл аймақтардың
экологиялық жағдайы нашарлады. Мұндай бүлінген жерлер қатарына негізінен
кен карьерлері және оларды казу кезінде кен байлықтарды басып жатқан
жамылғы топырақтар мен тау жыныстарын басқа алқаптарға жылжытудан пайда
болған құрамы әр түрлі тау жыныстарынан тұратын үйінділер жатады. Бұған
байыту фабрикаларынан шығарылған қалдық қоқыстарды, жылу
электростанцияларынан шыққан күл мен шлактарды, мекенді орындар мен
өндірістік мекемелерден тасталынған металл қалдықтары, резиналар, шыны-
әйнектер, бетондар, т.б. тұрмыстық қоқыс-қалдықтарын қосыңыз. Ескеретін
жай, бұл қалдықтарды көбінесе тез арада ыдыратып, минералдандыратын бірден-
бір жәндік немесе микроорганизмдер жоқ. Сондықтан олар бірнеше ондаған,
жүздегсн жылдар бойы жатуы да мүмкін. Бұл қалдықтар пайдасыз өнім ретінде
өзі жатқан жердің шөбін өсірмейді, өлі жердің көлемін арттырады, алқаптың
санитарлық жағдайын нашарлаталы. Міне сондықтан да өз қолымызбен табиғатқа
енгізген зиян әрекеттерімізді өзіміз қолымызбен жақсартып, бүлінген
жерлерімізді қайта культивациялап, ал өнімді жерлерімізді басып жатқан
қоқыс-қалдықтардан тазалап, оның құнарын қалпына келтіруіміз қажет.
Қазақстан ауылшаруашылығы министрлігінің мәліметтеріне қарағанда,
өндірісіміз бүлдірген жер көлемі санитарлық зонаны қоспағанда 200 мың
гектардай екен.
Ескеретін жай, республикамызда мұндай қазба байлықтарды алған кезде
"таза бұзылған" жерлерден басқа әскери-өндірістік кешендерден бүлінген
жерлер қаншама. Олардың басым көпшілік жерлері ядролық қару-жарақтарды
сынау, ғарыш кемелерін көкке ұшырған кездерде бұзылып, зақымданып, оның
ішінде радиацияға шалынып, "ғарыш" қоқыстарымен ластанады. Бұл
мәліметтердің көп уақыт құпия болып келгені мәлім. Қазақстан Жоғарғы
мәжілісінде депутаттар тобы кейінгі кездерде анықтағандай, еліміздің
"қорғаныс" мақсатына бөлінген жер көлемі 20 млн гектардан асады. Бұл
"қорғаныс" мақсатындағы объектілердің қазақ жеріне, халқына тигізген және
болашақта да тигізетін кесапат зияндарын нақтылап есептеу – келешектің ісі.
Қынжылатын шындық, Жер планетасында тек Қазақстанда ғана ядролық-
стратегиялық бағдарлама толық жүзеге асты. Оларға қажетті шикізат осында
табылып алынды, ядролы қондырғылар осында дайындалып, осында сыналды,
ракеталы-ғарыштық кешендер осында сыналып, осында көзі жойылды. Мұның
барлығы 40 жыл бойы жүр. Жалпы Қазақстанда 500-ден астам атом бомбасының
жарылысы болды, оның 20-дан астамы Семей полигонынан басқа аймақтарда. Уран
кеніштерінің аймақтарында экологиялық жүйенің барлығы да қатты ластанды.
Батыс Қазақстан аймағындағы Азғыр, ал осы облыстармен шектес жатқан
Ресейдегі Капустин-Яр полигондарының қазақ жеріне тигізген экологиялық
зияндары ұшан-теңіз екені даусыз.
Біздің шамалауымызша ол жерлердің кемінде жартысы бүлінген және
ластанған жерлер. Бұл жерлер негізінен Атырау, Батыс Қазақстан, Ақтөбе,
Жамбыл, Қарағанды, Маңғыстау, Оңтүстік Қазақстан, Қызылорда облыстарында
орын алған.
Бұзылған, шаңы шыққан жерлер қатарына бүлінген жайылым жерлер де
жатады. Жайылымдардың тарлығынан олардың біркелкі суландырылмағандығынан
қыстау мен мал суаратын және елді мекендер төңірегіндегі миллиондаған
гектар жайылымдар "тұяқ тесті" алқаптарға айналған. Ауылшаруашылығы
айналымына жарамай қалған жайылымдар көлемі академикі А. Асановтың (1991)
мәліметіне қарағанда, 15 млн га, ал өнімі көп кеміп, бүлінген жайылымдардың
жалпы көлемі 60 млн гектардан асады.
Өнімділігі көп кеміп, бүлінген жерлер қатарына біздер тағы да ауыр
техника мен транспорт салмағымен бұзылған және мұнай-битум қалдықтарымен
ластанған Каспий өңіріндегі жайылым жерлерді де жатқызамыз. Шамамен,
олардың көлемі 4-5 млн гектардай. Сонымен құнары қатты кеміп бұзылған,
ластанған жерлер көлемі республикада 85-90 млн гектарға жетеді. Олардың
құнарлығын қалпына келтіру үшін әртүрлі топырақты қайта құнарландыру
шараларын қолдану қажет. Бұл шаралардың күрделілігі, мерзім ұзақтығы әр
жерде әртүрлі болады.
Ескеретін тағы бір жай, жерді қайта құнарландыру объектілеріне су
тасқынынан кейін сайлы-салалы, құм-тасты болып қалған алқаптар және су
астынан жаңа босаған жерлер де жатады. Республикамыздағы мұндай бүлінген
жерлерді қайта құнарландыру жұмыстары жайында кітаптың соңғы бөлімінде
тоқталмақпыз.
Қазақстандағы экологиялық апат аймақтары Балхаш көлі аймағы, Арал
теңізі аймағы, Каспий теңізінің терістік-шығыс алқабын айтуға болады.
Бұлардың ішіндегі экологиялық апатқа өте қатты ұшырағаны Арал теңізі
бассейні орналасқан жер.
Арал мәселесі, оның тағдыры, оған суын құятын екі үлкен өзендермен –
Әмудария жәнс Сырдариямен байланысты. Сонымен күдіреті күшті Орталықтың су
министрлігінің тікелей араласуымеи Орта Азия республикалары мен Қазақстанда
мақта, күріш, т.б. егістерін өрістету кездерінде өзен бойларында бірнеше су
қоймалары салынып, екі өзен сулары ауыздықталып егіс алқаптарына
пайдаланылды. Сонымен, 1960 жылға дейінгі сақталып келген, өзендер құятын
сумен Арал айдынынан булану тепе-теңдігі бұзыла бастады. Әрине, Арал
қасіретін толық сипаттап жату мүмкін емес, сондықтан тек бұл жайындағы
қорытынды мәліметтерді келтірейік. Арал деңгейі осы жылдар арасында 17-18
метрге төмендеді, теңіз жүздеген шақырымға шегінгендіктен, су астынан
босаған алқаптар теңіздің бұрынғы көлемінің жартысына жуықтады. Теңізге
құятын тұщы судың күрт кемуінен теңіз суының тұздылығы көп артты. Бұрынғы 1
литрдегі 8-11 г тұз енді 30-35 г-ға жетті. Теңізде балық құрыды. Құрғаған
теңіз табанынан жел суырып ұшыратын тұз бен шаңның зияны тек Қызылорда
облысы, Қазақстан ғана емес, әлемнің талай түкпірлеріне баратыны туралы
деректер келіп түсуде. Сондықтан Арал қасіретін тек жергілікті емес,
дүниежүзілік қасірет деп түсіну керек.
Арал қасіретіне тікелей ұшыраған Қызылорда облысы түгелдей, Ақтөбе,
Оңтүстік Қазақстан және Қарағанды облыстарының Арал бассейнімен шектескен
аймақтары үкіметіміздің шешімі бойынша экологиялық апат аймағы болып
жарияланды. Арал апатын халық бұрынырақ сезген еді, бірақ оған араша түсу
орталықтың құдіреті күшті кезде мүмкін болмады. Оның үстіне "шегініп бара
жатқан Аралды жуырда келетін Сібір суымен «толтырамыз» деген үміт бар еді.
Тек 1986 жылы орталык көптен айтылып келе жатқан мол сулы Сібір өзендерінің
суын Орта Азия мен Қазақстанға бұру жөніндегі жобаларды үзілді-кесілді
тоқтатқаннан кейін бүкіл Арал аймағындағы халық "Аралға араша", "Арал
тағдыры – адам тағдыры" деген ұрандарды айта бастады. Бірақ бұл тілектің
орындалу уақыты өтіп кеткен еді. Арал аймағы экологиялық апатқа көптен
ұшыраған-ды. Енді Аралды бұрынғы қалпына келтіру іс жүзінде мүмкін емес.
Әңгіме – экологиялық жағдайды әрі қарай ушықтырмау үшін ең болмағанда теңіз
деңгейін осы қалыпта сақтау жайында болып жүр. Арал апатының халық
шаруашылығына, адам өміріне тигізген зияны көптен бері айтылып келеді.
Сырдария суы Аралға шамалы жеткенімен, жалпы Қызылорда облысының халық
шаруашылығына, оның күріш тағы басқа егістеріне, мұқтаждарына негізгі өзек
болып отырғаны шындық. Бірақ "су басындағылар су ішеді, су аяғындағылар у
ішеді" дегеннің кері келіп, дарияның суы бүкіл Өзбекстан, Оңтүстік
Қазақстан жерлерін басып өтіп, ондағы мақта, тағы басқа егістіктерді
"химияландырудың" әсерлерін өзімен бірге ала келеді. Аралға жақындаған
сайын дария суына облыстың жоғарғы аудандарындағы күріш, тағы басқа
егістіктерді "химияландыру" әрекеттерінің "жемістері" қосыла береді. Судың
тұздылығы артып, оның химиялық құрамы нашарлап адамнан бастап бүкіл
тіршілікке, жер экологиясына қатты зиянын тигізуде. Ол туралы нақтылы
материалдар баспасөзде айтылып жүр.
Арал бассейніндегі апат теңіздің шегінгенінен, Каспий аймағындағы апат,
керісінше, теңіз деңгейінің биіктеуінен, құрғақ жерлерді басып, өзінің
көлемін ұлғайтуға байланысты болып отыр. Осыған қарап, табиғатта тепе-
теңдік заңы жоқ деп қалай айтасың? Егер біз Аралға құятын суларды
ауыздықтап, егістік суаруға мол жұмсағандықтан, теңіз деңгейі төмендейді
десек, ал Каспий теңізі туралы болжам ақталмады. Бұрынғы Одағымыздың
көптеген ғалымдары Каспийге құятын Еділ, Жайық т.б. өзендердің суларын ауыл
шаруашылығына мол пайдалану таяу болашақта бұл теңіздің де деңгейін
төмендетеді деп болжам жасаған еді. Бұл жағдайдың алдын алу үшін мол сулы
терістік өзендерін (Печора, Солтүстік Двина) Еділгс қарай бұру туралы
кезінде жобалар да жасалды.
1970 жылдың соңынан бастап теңіз денгейі төмендеуінің орнына,
керісінше, біртіндеп биіктей бастады. Сонымен 1978 жылдан бері қарай теңіз
деңгейі 2 м-ден астам биіктеді, ал оның көтерілуі тоқтар емес. Кейбір
ғалымдардың болжауынша, теңіздің биіктеуі XXI ғасырдың ортасына дейін
созылмақ. Сонда мұндай таңғажайып оқиғаны немен түсіндіруге болады? Бұл
жайында әр түрлі көзқарастар бар. Біздің ойымызша, бұл жайында көңілге
қонарлық мәліметті геология-минералогия ғылымының докторы, Түрікмен Ғылым
академиясының толық мүшесі К. Н. Аманниязов келтіреді (1999). Ғалымның
пікірлерін, Орталық Каспий Жерорта теңізі белдеуінің салалас аймағына
жатады. Ол Үлкен Кавказ бен Үлкен Балқан құрылымымен жалғасып, су астындағы
жер қабатының тектоникалық әсері салдарынан біртіндеп көтеріліп келеді.
Теңіз денгейінің көтерілу "құпиясы" осында. Қазірдің өзінде жағалауы жайпақ
Атырау, Астрахань, Ленкоран, Манғыстау аймағын және Түркіменстан мен
Әзербайжанның біраз жерлеріне су жайыла бастады. Ал теңіз одан әрі
көтерілген сайын су басқан жер көлемі де молайып келеді.
Теңіз денгейі пәлен метр көтерілді деп айтуға ғана жеңіл. Шын мәнісінде
көтерілген әрбір метр түгілі әр сантиметрінде халық тағдыры жатыр. Себебі
көптен қалыптасқан теңіз жағалауында каншама халықтың мекен-жайы, өндіріс
орындары, халық шаруашылығының құрылыстары, қазба байлықтар, ауыл
шаруашылығына пайдаланатын қаншама жерлер бар. Осылардың су астында қалуы
нағыз экологиялық апат. Бұл апаттан жеңілірек құтылудың жолдары К.
Аманниязовтын еңбегінде баяндалған. Бұған қоса Каспий өңіріндегі экологиясы
бүлінген жерлерден басқа мұнай мен газ барлау, өндіру кездерінде топырақ
қабаттары бұзылған, ластанған жерлерді де қосу керек.
Енді Балхаш көлінің аймағы туралы біраз сөз. Балхаш көлінің су режимі
өзін оңтүстік пен оңтүстік шығыстан қоршаған Іле, Жетісу, Кетпен, т.б.
таулардан және Қытай территориясынан басталатын жеті өзенмен тікелей
байланысты. Сондықтан бұл алқапты халық көптен "Жетісу" алқабы деп атайды.
Ірі жеті өзенмен бірге суын Балқашқа құятын басқа да майда өзендер
толып жатыр. Дегенмен, Балқаш тағдырын шешетін негізгі күре тамыр – Іле
өзені. Басын Қытайдан алатын бұл өзен осы өңірдегі ең мол сулысы. Балқаш
көлін көрген академик Л. С. Берг оны "табиғат таңғажайыбы" деген болатын.
Осындай шөлді аймақта бірнеше ғасырлар бойы тұщы көлдің сақталуы,
академикті таңғалдырған еді. Кейінірек бұл құпиялық оқиғаның кейбір сырлары
шешілді. Біріншіден, Балқашка құятын өзендер өз бастауын таудың мұздары мен
қарларынан алады. Жол-жөнекей көп тұздана қоймайды, бастауымен құятын көлге
дейінгі ара қашық емес. Екіншіден, көлдің барлық айдыны (акваториясы)
түгелдсй тұщы емес екені анықталды. Оның шығыс бөлігі әжептеуір тұзданған,
ал оңтүстік батыс бөлігі – мол сулы Іле өзені келіп құятын аймағы тұщы.
Ал 1960 жылдан бастап Іленің төменгі сағасын суармалы егіске, оның
ішінде суды көп қажет ететін күріш өсіруге пайдалануға байланысты Балқаш
өңірінің экологиясы нашарлай бастады. Іле суын ауыздықтап, Қапшағай су
қоймасын жасау Іленің төменгі сағасындағы аймақтарды құрғатып, сол
аймақтағы мал шаруашылығына, ондатра, балық шаруашылығына өте үлкен зиян
келтірді. Балқаш көлінің деңгейі төмендеп, суы тұздана бастады. Көлдің арғы
бетінде орналасып, оның тұщы суын қажетке жаратып отырған республикамыздың
ірі өндіріс орталығы – кен-металлургия комбинатына, Балқаш қаласына көп
нұқсан келтіре бастады. Құрылысы 1970 жылы бітіп, суға толтырыла бастаған
Қапшағай су қоймасының жобалық көлемі 28 шаршы шақырым болатын, 1987 жылы,
яғни 17 жылдың ішінде көлдегі су деңгейі 2 м төмендеп, оның Балқаш қаласы
тұсындағы тұздылығы 2 еседей артты. Сөйтіп Балқаш көлін жоғалтып алу каупі
туды. Нәтижесінде "Балқашты сақтайық!" деген ұран баспасөзде, теледидар мен
радиода көтеріле бастады. Жұртшылықтың бұл әрекеті елеусіз қалған жоқ. Сол
кездегі әкімшілік, басшы органдар Балқаш деңгейін одан әрі төмендетпеу үшін
біршама игі істерді жүзеге асырды. Біріншіден, су қоймасындағы су көлемін
жобадағы 28 шаршы шақырымға жеткізбей, сол 1987 жылғы деңгейде – 13,5 шаршы
шақырымда қалдыру. Екіншіден, бұдан әрі суды көп қажет ететін күріш
шаруашылығын өрістетуді тоқтату. Оның орнына су аз жұмсалатын мал азықтық
шөптер егіп, мал шаруашылығымен айналысатын шаруашылықтар ұйымдастыру.
Осындай шараларды жүзеге асыру нәтижесінде көл деңгейі орта есеппен 340,7 м
өлшемде қалыптасты. Ал Балқаш өңіріндегі экологиялық жағдай одан әрі онша
төмендеген жоқ.
Біз бұл Қазақстан территориясындағы экологиялық апат аймақтары туралы
қысқаша шолуымызда республикамыздағы барлық экологиялық мәселелерді
қамтыдық деп айта алмаймыз. Тың игеру кезіндегі жіберілген кейбір
экологиялық қателер жайында сол аймақтардағы жерлерімізді егіншілікке
пайдалану бөлімінде сөз болды ма? Ал атом жарылыстары мен "ғарыш
қоқыстарының" Қазақстанның экологиясына тигізетін әсерлерін толық зерттеу
болашақтың ісі.

Қазақстанның жазық территориялардың көлденең зоналық топырақтары
Қазақстанның жазық алқаптарында климаттың, топырақтың терістіктен
оңтүстікке қарай өзгеруі табиғаттың көлденең зоналық заңына бағынса, таулы
алқаптардағы топырақ, климат жағдайларының тау етегінен, таудың биік шыңына
қарай өзгеруі табиғаттың тік зоналық заңына бағынады. Енді біз Қазақстан
территориясында кездесетін зоналық топырақтардың қысқаша сипаттамасына және
бұл топырақтарды ауыл шаруашылығында пайдалану мәселелеріне тоқталамыз.
1) Республиканың қиыр терістігінде біраз территорияны жеткілікті
ылғалданған орманды-далалы зонаша алып жатыр. Бұл зонашада ауадан түсетін
ылғалдың орташа жылдық мөлшері 330-350 мм, жерден буланатын ылғалдың
мөлшерімен шамалас, ылғалдану коэффициенті бірге жуық. Жер беті жазық,
ойпатты келеді, сондықтан бұл аймақта ылғалды-шалғынды топырақтар көп
таралған, негізінен шайылған орманның сұр топырағы мен шалғынды қара
топырағы және сілтісізденген қара топырақтар кездеседі. Топырақтың беткі
қабатындағы қара шірінді мөлшері 8-9%. Зонаша негізінен Батыс Сібір
ойпатында орналасқан. Мұнда суарылмайтын егіншілік дамыған, негізінен
жаздық бидай егіледі. Картоп, көкөністер өсіріледі, етті-сүтті мал
шаруашылығы дамыған. Егістікке жарамды жерлердің барлығы түгелдей
игерілген. Қалған жерлері орман, шабындық пен жайылым үшін пайдаланылады.
Қазақстан территориясында бұл зонаша не бары 0,4 млн (республика жерінің
0,2%) гектар, зонаның негізгі бөлігі, терістіктегі Ресей жерінде.
2) Осы зонашадан оңтүстікке қарай байтақ қара топырақты далалы зона
жатады. Өзінің топырағы мен климаттық жағдайына қарай бұл зона екі зонашаға
бөлінеді. Бұл аймақтың біразы Батыс-Сібір ойпатында жатыр. Солтүстік
Қазақстан облысының көпшілік жері, Қостанай, Павлодар облыстарының терістік
жағы, Ақмола, Қарағанды, Ақтөбе, Батыс Қазақстан облыстарының солтүстік
шеттері осы зонада орналасқан. Ылғал көбінесе күз және қыс айларында
түседі, ал мамыр мен шілде аралығы біршама құрғақ болады. Егістік өніміне
әсер ететін қатты құрғақшылық бұл аймақта сирек қайталанады. Оның
топырақтары мен топырақ зонаның Батыс Сібір провинциясында кәдімгі қара
топырақ және оңтүстіктің қара топырағы кездесетді.
Егістікке жарамды жерлердің бәрі жыртылған. Бұл аймақта негізінен
суарылмайтын астық егіледі. Дегенмен, сортаң, сорланған топырақтар және
комплексті учаскелер күрделі мелиорациялауды, ал жыртылған жерлер фосформен
тыңайтуды қажет етеді. Бұл зонаның көлемі – 25,4 млн гектар, яғни
республика жерінің 9%-ға жуығы. Бұл алқаптың көп жері 1954-1958 жылдары тың
игеру кезінде астықты дақылдар үшін жыртылды.
2) Кәдімгі топырақты зонаша республиканың 11,7 млн гектарын, яғни
барлық жерлердің 4,3%-ын алып жатыр. Ауадан түсетін ылғал 300-330 мм.
Негізгі топырақтары – кәдімгі ортагумусты қара топырақтар. Топырақ
қарашіріндісінің мөлшері беткі 0-10 см қабатында 7-8%, табиғи күйінде
құнарлы топырақтар. Егістік өніміне әсер ететін құрғақшылық орта есеппен он
жылда бір рет қайталанады.
3) Оңтүстік қаратопырақты зонаның көлемі 13,7 млн гектар, республика
жерлерінің 5,1%-ы. Ауадан түсетін ылғал жылына 280-300 мм, оның жылы
уақытта түсетіні 150-180 мм. Топырақтардың басым бөлігі азгумусты қара
топырақтар. Топырақтың беткі қабатындағы қарашірінді мөлшері 4-6%.
Топырақтар жамылғысында сортаңданған, әктенген топырақтар түрлері басымырақ
кездеседі. Егістік өніміне әсер ететін құрғақшылық он жылда 2-3 рет
қайталанады.
4,5) Қара топырақты далалы зонаның оңтүстігінде Қазақстан батысынан
шығысына қарай-Шығыс Қазақстан облысына дейін созылып құрғақ және шөлді-
далалы қара қоңыр топырақты зона жатыр. Оның көлемі 90,4 млн гектардай,
яғни бұрынғы КСРО-дағы мұндай зонаның 70% жерін қамтиды. Бұл аймақта
Павлодар облысының көп жері, Солтүстік Қазақстан облысының батыс жағынан
біраз бөлігі, Қостанай, Ақмола облыстарының көпшілік жері, Ақтөбе, Батыс
Қазақстан, Шығыс Қазақстан, Қарағанды облыстарының көп жерлері орналасқан.
6) Шөлді-далалы зонаша солтүстіктегі далалы аймақ пен оңтүстіктегі
шөлді аймақтың аралығында жатыр. Сондықтан бұл зонашада солтүстіктегі
далалы зона мен оңтүстіктегі шөлді зонаның табиғи ерекшеліктері кездеседі.
Климаттың құрғақ болуына байланысты мұнда өсетін шөптердің түрлері аз, әрі
сирек. Топырақтың құнарлылығы кем, әсіресе, оның құрамындағы қарашірік аз,
топырақ түсі ашық қара-қоңыр, көбінесе сортаңданған. Ауадан түсетін ылғал
мөлшері жылына орташа есеппен, 180-210 мм-ақ, бұл егістің өнімді шығуын
қамтамасыз ете алмайды.
7,8) Жартылай шөлді зонашаның оңтүстігін кең алқапты шөл зонасы алып
жатыр. Бұл зонада Батыс Қазақстан облысының біраз жері, Атырау, Маңғыстау,
Қызылорда облыстары түгелімен, Ақтөбе, Қостанай, Ақмола, Қарағанды, Шығыс
Қазақстан облыстарының біраз жерлері, Алматы, Жамбыл, Оңтүстік Қазақстан
облыстарының басым көпшілік жерлері орналасқан. Бұл алқапта ауадан түсетін
ылғал мөлшері өте аз. Ылғалдану коэффициенті 0,1-0,05-ке шейін кемиді.
Жылына түсетін ылғалдың мөлшері 80-150 мм-дей. Үсіксіз уақыттың ұзақтығы
170-220 күнге жетеді. Күні бұлтсыз, ыстық, 100-дан жоғары болатын күндердің
температура қосындысы Түркістан маңында 4700 градусқа жетеді. Бұл аймақ
нағыз шөлдің өзі. Жерге тек ерте көктем мен күздің соңғы айларында ылғал
түседі. Сондықтан өсімдік тіршілігіне екі биологиялық тыныштық кезең өтеді,
оның біріншісі қыстың суық, екіншісі, жаздың құрғақ кезінде болады.
Өсімдіктер мен табиғаттың осындай қысымшылығына бейімделген. Онда: сирек
шығатын бұташалар, жусан және кейбір сортаңданған, сорланған топырақтарға
бейімделген шөптер өседі. Өсімдік сирек шығатындықтан, олардың топырақта
қалдыратын қалдықтары да мардымсыз. Сондықтан топырақта қарашірік аз, оның
мөлшері топырақтың беткі қабатында не бары 1-1,5%. Осының салдарынан
топырақ түсі бозғылт тартып, өзін түзген тау жынысына ұқсайды. Бұл зона
екі: а) сор шөпті жусан өсетін құба топырақтар, терістік шөл; б) жусанды
сор шөптер өсетін сұр құба топырақтар, орталық шөл болып зонаға бөлінеді.
Сонымен қатар екі зонашада, әсіресе, соңғысында тақыр түсті топырақтар мен
тақырлар, үйме құмдар және сорланғар жерлер көптеп кездеседі.
Аймақ негізінен мал жайылымына қолайлы. Мұнда тек суармалы егістіктен
ғана өнім алынады. Өзен бойларында орналасқан тақыртүстес топырақтар күріш
егуге ыңғайлы. Топырақ құнарлылығы аз болғандықтан, суарған кезде азотты,
фосфорлы және органикалық тыңайтқыштарды қолдану керек. Шөл аймағы
Қазақстандағы ең мол жерді алып жатыр. Оның көлемі 119 млн гектар, яғни
республика территориясының 44%-ға жуығы. Жалпы жартылай шөл мен шөл
зоналарын сипаттай келіп, ол алқаптарды өнімсіз, құнарсыз деп айтуға әсте
болмайды. Өйткені осы жердің ыстығына бейім, сорланған топырақтарда өсетін
сор шөптерді қой малы, оның ішінде қаракөл қойлары, «шөл кемесі» атанған
түйе малдары сүйсіне жейді. Ал мұнда қолдан су беріп, мелиорация шараларын
қолданған кезде, шөлдің ұзақ күнін ұнататын кейбір қымбатты дақылдар, суға
да қанығып мол өнімдер береді. Дегенмен осыған қарап, барлық шөл жерлерді
бау-бақшаға айналдыруға болады деген қиялға берілмеген абзал. Себебі қоғам
үшін шөлдер шөл күйінде де қажет. Табиғатта бір жер шөл болып бірін-бірі
толықтыратын, бірін-бірі теңгеретін заңдылық.

Сортаң топырақтар
Елуінші жылдары басталған тың игеру эпопеясынан кейін Қазақстанда бос
игерілмей жатқан жақсы жерлер қалмады. Ал қосымша күш жұмсап, жерді
жақсартып пайдалануға болатындай етіп игеретін жерлер жеткілікті. Сондай
жерлердің бірі – сортаңданған жерлер.
Сортаңданған жерлер – тұзданған жерлердің бір түрі. Бұл жерлердің шын
мәнісінде сорланған топырақтарға қарағанда жоғары кабаттарында
өсімдіктердің өсуіне зиян келтіретін ащы тұздары жоқ, олар кезінде бар
болғанымен, кейін жауын-шашынмен жуылып, топырақтың төменгі қабаттарына
шайылып сіңіп кеткен. Дегенмен, кезінде суға ерігіш тұздардың құрамындағы
натрий катионы топырақтың құрамына еніп, барынша қанығып, сіңіп қалған. Бұл
жерлерде топырақтың сіңіру құрамының 20%-дан астамы осы натрий катионының
үлесіне тиеді. Мұндай жерлерді егістікке игеруге қиындық келтіріп тұрған –
осы натрий катионы. Құрамында натрийі мол топырақтарда органикалық және
коллоидты минералды бөліктер бірігіп, байланысу орнына, ылғалдан ісініп,
ыдырап, сумен төмен шайылады. Осының нәтижесінде топырақтың жоғары
қабатындағы құнарлы заттар төмен ығысып, жоғары қабаттың түсі кремиийге
байығандықтан бозғылт тартады, оның есесіне топырақтын төменгі қабаты
ұнтақталған коллоидты және органикалық қосылыстарға қанығып, түсі қара
қонырға айналады, ал оның реакциясы сілтілі болады. Су тиген кезде бұл
қабаттың көлемі ісініп, жібіп, батпаққа айналады, ал кепкен кезде құрылымы
ірі кесекті, бағаналы болып, қатып қалады. Бұл қабатта суға ерігіш тұздар
жоқ, ал төменгі қабатта жоғарыдан шайылып сіңген тұздар жеткілікті. Осы
тұздардан жоғары жатқан сорланған қабаттың физикалық қасиеттерін алдын ала
жақсартпайынша, мұндай жерлерден жақсы өнім алуға мүмкіңдік жоқ.
Қазақстанда 75 млн гектардай сортаңданған жерлер бар.
Қазақстанның сортаңданған жерлерін зерттеу жұмыстары 1956 жылы
басталған еді. Бұл жұмыстарды Қазақстан Республикасы ҰҒА-ның Топырақтану
институты негізінен үш бағытта жүргізген болатын.
1. Сортаңданған жерлерді картаға түсіріп, агромелиоративтік қасиеттерін
анықтау үшін территориялық зерттеулер жүргізу. Сортаң топырақтың әртүрлі
табиғи аймақтарда орналасуына, агромелиоративтік қасиеттеріне қарай оларды
игеру, жақсарту жолдары да әрқилы. Сондықтан сортаң жерлерді алдымен
картаға түсіріп. олардың әрқайсысының шекараларын анықтау қажет. Мұндай
жұмыстарды Қазақстанның терістігі, орталық және шығысында Топырақтану
институтының ғалымдары, батысында кезіндегі Қазақстан ауыл шаруашылығы
ғылым академиясы жайылым-шабындық шаруашылығы институтының ғалымдары
жүргізді.
2. Сортаң жерлерді игерудің әдісі мен технологиясын жетілдіруде тұрақты
тәжірибе жұмыстары жүргізілді. Қолданған әдістердің арқасында жақсы
нәтижелер алынды.
Фитоагротехникалық мелиорация әдісі негізінен шалғынды-далалы және
далалық қалдық сортаңдар кешенін игеру үшін қолданылады. Мұнда жерді сортаң
қабатына дейін қайырмалы әдіспен жыртады да, одан төменгі қабатын
қайырмасыз әдіспен терең қопсытады. Жыртылған жерге дәнді-бұршақты дақылдар
араластыра егіледі. Бұл әдіс орта есеппен гектарынан 15 центнер шөп, ал
шөпті жыртып, астық еккенде, гектарынан 10 центнер дән береді.
Агрохимиялық мелиорация. Бұл әдіс – сортаңның химиялық қасиетін
жақсарту үшін арнайы өңдеу арқылы топырақтың төменгі қабатында жатқан әк
пен гипсті пайдалану.
Ол үшін сортаң топырақтарды терең етіп, плантажды немесе топырақтың әр
қабатын арнайы өндейді. Өнделген жерге көпжылдық бұршақты шөптер егеді. Шөп
өнімі гектарына 15-22, ал шөп жыртылған жерге егілген арпа гектарына 9-12
центнер өнім береді.
Фитохимиялық мелиорация. Бұл әдіспен топырақтың жоғары және
сортанданған қабатын қайырмалы етіп жыртып, оның астыңғы қабатын қопсытады
да, сортаңданған қабатты жақсарту үшін оған кәдімгі гипс пен фосфогипсті
енгізеді. Бұл жерге негізінен бұршақты шөп, түйе жоңышқа егіледі. Оның
өнімділігі гектарына 17-25 центпер, ал оны жыртып орнына еккен астық өнімі
гектарына 10-14 центнер жетеді. Ал тұзы мол сортаңға төзімді шөптер егіп,
оларды шалғынға айналдырған жөн. Ол үшін сортаң қабаттың жоғары бетін
қайырмалы етіп жыртып, оның астын тереңдетіп қопсыту қажет. Көпжылдық
шөптердің өнімі гектарына 12-14 центнерге жетеді. Сонымен, бұл көрсетілген
сортаң топырақтарды жақсарту әдістері кезінде Ақмола, Қостанай, Солтүстік
Қазақстан облыстарындағы 12 ұжымшарда қолданылып, 300 гектардай жерді
өндірістік жағдайда сынап, жақсы нәтижеге жеткен еді. Осы әдісті қолданып,
сортаң жерлерді жақсартқанда. олардан алынған өнім өңделмеген табиғи сортаң
жерге қарағанда 7-10 еседей көп. Бұл жағдай сортаң жерлерді игеру мол
резервтің кезі екендігін көрсетеді. Себебі аса күрделі жақсарту жұмыстарын
жүргізбей-ақ, мол қаржы жұмсамай-ақ сортаң жерлердің өнімін 7-10 есе
арттыруға болады. Жүргізілген ғылыми-зерттеу жұмыстарының нәтижесіне сүйене
отырып, институт ғалымдары сортаң жерлерді игеру жөнінде практикалық
ұсыныстар жасады. Ол Қазақстан Республикасы Ауыл шаруашылығы министрлігінен
қолдау тауып, арнайы әдістемелік басшылыққа алынды.
Енді республикамыздың солтүстік облыстарында "Казгипрозем" және
облыстық агрохимиялық зертханалары жасаған жобалар мен сортаң жерлерді
игеру жұмысы қолға алына бастады. Солтүстіктің дәнді, қара топырақты жәнс
қара қоңыр топырақты алқаптарында суарусыз, көп қаржы жұмсамай 15,6 млн
гектар сортаң жерлерді игерудің жоспарлары кезінде жасалды. Онын ішінде
фитоагротехникалық мелиорациялау арқылы 1 млн га, агрохимиялық
мелиорациялау арқылы 10.4 млн, фитохимиялық мелиорациялау арқылы 1,0 млн,
ал шалғындық шөп егуге 3,4 млн гектар сортаң жер әзірленді.
Сортаң жерлерді игеру жыл сайын шөп өнімін 8 млн тоннаға, малға жемдік
дакылдарды – арпа, сұлы, тары өнімін 5,5 млн тоннаға жеткізуге мүмкіндік
береді. Бүл жағдай мал шаруашылығын өркендетуге көп септігін тигізбек. Ал
бұрынғы жемшөп егіліп жүрген құнарлы топырақтарға бидай егіп, одан қосымша
10 млн тонна алуға мүмкіндік бар.
Сонымен, Қазақстанда көлемі мол сортаң жерлерді игеру жұмыстары кезінде
жаппай басталған болатын. Ең алдымен, игеруге жеңілірек түсетін
солтүстіктегі табиғи ылғалмен қамтамасыз етілген аудандардың сортаң
жерлерін игеру жоспарланды. Оида біраз жерлер қазірдің өзінде игерілді.
Ақмола, Солтүстік Қазақстан, Қостанай облыстарында ондаған мың гектар
сортаң жерлер жоғарыда айтылған әдістер арқылы игеріліп, онда малазықтық
жемшеп өсірілуде. Бұл үлкен пратикалық жұмысқа көмекті алыстан емес,
тікелей өндіріске жақын жасау үшін Қазақстан Республикасы ҒА-ның
Топырақтану институты Ақмола қаласындағы өзінің бөлімшесінде сортаң жерді
игеру жөнінде кезінде ғылыми-әдістемелік зертхана ұйымдастырған. Бұл
жұмыстардың іске асуына Шортандыдағы астық шаруашылығы ғылыми-зерттеу
институты да көмек тигізген болатын. Өкінішке орай, сортаң жерлерді игеру
жұмыстары соңғы жылдары тоқталып қалды.
3. Осы жоғарыда айтылған сортаң жерлерді игерудің практикалық-
өндірістік бағыттарымен қатар ҚРҰҒА-ның Ө. Оспанов атындағы Топырақтану
институты сортаң жерлердің пайда болуын, оны мелиорациялаудың теориялық
мәселелерін де зерттеуде.
Жалпы сортаң жерлерді игеру ісі ғылыми негізделген әдісті мұқият
сақтықпен қолдануды қажет етеді. Ал біздің республикада, әсіресе, Ақтөбе,
Батыс Қазақстан облыстарында сортаңды игеру қайырмалы соқамен сортаң
қабатын жер бетіне шығарып жырту деп ұғып, бұрын шабындық немесе жайылым
болған алкаптар қазір жарамсыз қалғанын да жасыра алмаймыз. Негізінен
сортаң жерлерді тек малазықтық шөптер егуге пайдалану қажет. Ал сортаң
жерлердің жалпылама жыртуға жарамсыз екенін ұмытпаған жөн.

Қазақстан топырақтарының экологиялық мәселесі, оларды шешу жолдары
Топырақ жамылғысы Жер биосферасының маңызды құрамы болып табылады.
Биосферада өтетін барлық үрдістер топырақпен тығыз байланысты. Топырақтың
маңыздылығы органикалық заттарды, түрлі химиялық элементтерді және
энергияны жинау. Сонымен бірге топырақ жамылғысы өте қажеті. Ол ластайтын
заттарды биологиялық сіңіру, бұзу, бейтарап күйіне айналдыру функцияларын
атқарады. Егер биосферада осы буында күрт өзгерістер болатын болса, ол
жалпы биосферадағы қалпына келмейтін үрдістер пайда болуына алып келеді.
Топырақты ластайтын заттардың бірі – пестицидтер. Бүгінгі күнде әлемде
1 гектар жерге 300 кг. химиялық заттар енгізіледі. Өте көп мөлшерде
пестицидтерді (гербицид, инсектицид, акарицид, фунгицид, дефолианттар)
қолдану топырақтардың негізгі қасиеттеріне теріс әсер етеді. Сондықтан
оларды химиялық, биологиялық жолдармен залалсыздандыру маңызды шаралар
болып табылады.
Қазіргі үлкен проблемалардың бірі – жауын-шашындармен топырақтар
қышқылдығының артуы. Қышқылды жауындар жалғыз судың ғана емес топырақтардың
үстіңгі қабаттарының қышқылдылығында асырады. Азот, көміртегі, күкірт
тотықтары атмосфераға көтеріліп, үлкен қашықтарға жылжуы мүмкін. Олар
ауадағы сумен қосылып ерітінділерге айналады. Соның нәтижесінде «қышқыл
жаңбыр» пайда болады. Жерге түскенде, ол өсімдіктер, топырақ, сумен
әрекеттестікке түседі. Топырақтың құнарлылығы төмендейді. Топырақты
ластайтын заттардың қомақты бөлігі түсті-қара металлургия, жылу энергетика,
мұнай-газ өндірістерге байланысты.
Топырақ қарашіріндісінің азғантай төмендеуі оның толық экологиялық
функциясын атқаруға кедергі болады. Оның қасиеттері өзгеріп бұзылады
(деградация). Әсіресе, агроэкожүйелердегі топырақтар бұзылуға бейімді.
Мұндай жағдайды агроэкожүйедегі фитоценоздың қарапайымдылығымен түсіндіру
мүмкін.
Адамның топыраққа әсер ететін негізгі түрлері эрозия (су және жел),
ластану, қайта сорлану және батпақтану, шөлдену, құрылысқа жер бөлу болып
табылады.
Топырақ эрозиясы (лат erosio – жемірілу) – топырақтың құнарлы үстіңгі
қабаттарының сумен шайылуы (су эрозиясы) немесе желдің әсерінен көшуі (жел
эрозиясы).
Еліміздің белгілі топырақтанушы ғалымы Р. Д. Жанпейісовтың мәліметтері
бойынша республикамызда жел эрозиясына (дефляцияға) шалдығу қауіпі бар жер
ауданы 75 млн. 997 мың гектарды құрайды. Оның ішінде 10 млн. 736 мың га
карбонатты, 24 млн. 361 мың га «жеңіл» гранулометриялық құрамды топырақтар
және 24 млн. га құмдар. Су эрозиясына шалдығу қауіпі бар тау беткейінің,
қырат жерлердің ауданы 50 млн. гектардан асады. Бұл жерлер, әсіресе,
Қазақстанның таулы аймағында мол кездеседі. Осы топырақтардың экологиялық
қызметін сақтап қалу үшін оларды қатерлі құбылысқа шалдықтырмай, топырақты
дұрыс пайдалануды жүзеге асыру бүгінгі күннің негізгі экологиялық
мәселелерінің бірі болып табылады.
Эрозияға ұшыраған топырақтарда өсімдіктердің биологиялық өнімділігі
азаяды, дақылдардың өнімі және сапасы нашарлайды, топырақтың құнарлылығы
төмендейді.
Жел эрозиясы немесе дефляция. Жел эрозиясының қарқындылығы желдің
жылдамдығынаң, топырақтың тұрақтылығына, өсімдік жамылғысына, бедерге және
тағы басқаларға байланысты. Өсімдіктерді жою, малдарды ойламастан жаю,
агротехникалық шараларды дұрыс қолданбау эрозиялық үрдістердің
белсенділігін асырады.
Дефляция жергілікті эрозияға және шаң борандарға бөлінеді. Солтүстік
Қазақстанда шаңды борандар өте күшті (20-30 м/сек асады) және ұзақ уақыт
созылады. Шаңды борандар бірнеше сағаттың ішінде 1 гектар жыртылған
жерден 500 т топырақтарды ұшырып алып кетуі мүмкін. Әрине, бұндай құбылыс
атмосфера ауасының, сулардың жалпы қоршаған ортаның ластануына, адам
денсаулығына зиян келтіреді.
Топырақтың ластануы. Топырақтың үстіңгі қабаттары ластануға бейімді.
Топырақта көп мөлшерде болған түрлі химиялық қоспалар (токсиканттар)
топырақта тіршілік ететін ағзаларға теріс әсер етеді.
Топырақтарды негізгі ластайтын заттарға – пестицидтер, минералдық
тыңайтқыштар, өндіріс бөліп шығаратын заттар, мұнай және мұнай өнімдері
жатады.
Жылына әлемде 1 млн тоннадан көп пестицидтер өндіріледі. Жалғыз
Ресейдің өзінде жылына 100000 тонна пестицидтер шығарылады. Краснодар
өлкесінде және Ростов облысында әр 1 гектар жерге 20 кг пестицид
қолданылады.
Қазіргі күнде көп ғалымдар пестицидтердің адамзатқа тигізетін әсерін
радиоактивтік әсерімен теңдестіреді. Пестицидтердің дақылдар өнімділігін
асыруымен бірге зиянкестер түрінің көбеюі, өнімдердің сапасы, олардың
сақталу қасиеттерін төмендетеді, топырақтардың табиғи құнарлығы
нашарлауына, т.б. теріс өзгерістерге алып келеді.
Артық мөлшерде енгізілген минералдық тыңайтқыштар топырақты ластайды.
Бұндай жағдай азот, фосфор және басқа элементтердің биохимиялық айналымын
бұзады. Нәтижесінде экологиялық жағдай әсіресе су ортада нашарлайды,
эвтрофия құбылысы дамиды.
Нитраттардың көп мөлшерде болуы топырақтағы оттегі мөлшерінің
азаюына алып келуі анықталған. Өз кезегінде бұл атмосфераға тағы да екі
«парникті» (азот шала тотығы және метан) газдар бөлінуіне алып келеді.
Нитраттар адамның денсаулығына қауіпті болып саналады. Егер адам ағзасында
нитрат мөлшері 50 мг/л-ден көп болатын болса, ол дененің улануына алып
келеді.
Топырақ ауыр металдарды жинау қабілетіне ие. Сынап шығаратын
комбинаттардың маңайындағы топырақтарда сынап мөлшері шектелген мөлшерден
жүз есе артық болады.
Жолдардың жағасындағы топырақтарда қорғасын мөлшері 30 есе көп болуы
мүмкін (ластанбаған жерлерде -20 мкг/г- норма).
Топырақтың мұнай және мұнай өнімдерімен ластануы мұнай өткізетін
құбырлар апатқа ұшырағанда, мұнай өндіретін технологиялардың нашарлығына,
апат және технологиялық үрдістер нәтижесінде пайда болған шығындарға
байланысты. Ресейдегі Тюмен және Томск облыстарында топырақтағы мұнай,
көмірсулары мөлшері фондық көрсеткіштерден 150-250 есе көп.
Ластанған топырақтардағы түрлі ауру қоздырғыштар адам денсаулығына өте
қауіпті болып табылады.
Шөлдену проблемалары. Шөлденуге қарсы күресу БҰҰ конвенциясы
мәліметтері бойынша әр жылы Қазақстан топырақтарында қарашірінді мөлшері
азайғаннан келетін зияны 2,5 млрд. америкалық долларын құрайды, ал
эрозиядан келетін зияны 779 млн. доллармен бағаланады.
Б. Г. Розанов айтуы бойынша, шөлдену бұл топырақтардың өсімдіктермен
қалпына келмейтін өзгеріс үрдістері және биологиялық өнімдіктің
төмендеуі, келешекте бұндай жағдай биосфераның толық бұзылуына алып келуі
мүмкін. Әлемде барлық құрлықта 1 млрд, гектар жер шөлейттенуге ұшыраған.
Шөлденуге алып келетін факторлар: табиғи (қолайсыз метеожағдайлар,
топырақтың сорлануы, жеңіл топырақтар, жерасты сулардың төмендеуі, жел және
су эрозиясы) антропогенді (орманды кесу, жайылымды дұрыс пайдаланбау,
қарқынды жерді өңдеу, жерді дұрыс пайдаланбау). Көбінесе, шөл осы
факторлардың бір қалыпты әсер етуінен пайда болады. Шөлейттену әлеуметтік –
экономикалық және табиғи үрдіс болып табылады. Ол дүниежүзі бойынша 3,2
млрд. гектар жерге, сонда тіршілік ететін 700 млн. адамға қауіп келтіреді.
Шөлейтке ұшыраған жерлерде топырақтың физикалық қасиеттері нашарлайды,
өсімдіктер жойылады, жерасты сулар сорланады, биологиялық өнімдер күрт
азаяды, соның барлығы (экожүйелердің қайта қалыптасу қабілетін
төмендетеді). Осындай экологиялық апатқа ұшыраған аймақтарға Қазақстан
аумағында Арал және Балхаш өңірлері жатады.
Қазақстанда шөлейттену қауіпі бар жерлер, жалпы жер ауданының 75%-ын
құрайды. Шөлейттену және жағымсыз экологиялық өзгерістерге әкеліп соғатын
басты себептердің қатарына тың игеру кезінде топырақтың жаппай жыртылуы,
шабындықтар мен мал жайылымдардың жүйесіз пайдаланып, оталып тақырлануы,
топырақ құрылымының бұзылуы, суармалы жерлердің қайтадан сорлануы,
ормандардың жөнсіз кесіліп, өртенуі жатады.
Еліміздің Жер ресурстарын басқару агентігінің 2006 жылғы мәліметі
бойынша орташа және үлкен дәрежеде тапталып бүлінген жайылымдар 26,6 млн.
гектарды құрайды.
Орман қорының жері елімізде онша мол емес (23,4 млн. га), ал орманды
алқапты барлық республика территориясында тек қана 3,8% қамтиды. Соған
қарамай бұл жерлердің экологиялық мәселесі өте өзекті болып отыр. Тек қана
2000 жылы 934 орман өрттері болып, ол 27 мың 487 гектар жер ауданын
қамтыды. Ірі орман өрттері Шығыс Қазақстан, Павлодар, Ақмола, Қарағанды,
Алматы, Қарағанды, Алматы облыстарында байқалған. Тек қана Павлодар
облысында кейінгі 10 жыл ішінде орман өрттері мен жөнсіз ағаштарды кесу
салдарынан 45 мың гектар жерде орман жойылып, осы жерлерде шөлейттену қаупі
туып отыр.
Батыс Қазақстан аймағында мұнай-газ өндіру кезінде ауыр техника мен
транспорт салмағымен, мұнай-битум қалдықтарымен шамамен 4-5 млн. гектардай
жер бұзылып, ластанған.
Елімізде егіншілікте көп жылдар бойы пайдаланып келе жатқан
топырақтардың құнарсыздануы құбылыстары байқалуда. Павлодардың ауыл
шаруашылығы ғылыми зерттеу институты ғалымдарының (Қ. Е. Қанапиянов. С. У.
Асқаров, 2004) мәліметі бойынша оңтүстік карбонатты қара топырақты
егіншілікте 1965 жылдан 2003 жылға дейін пайдаланғанда (38 жыл ішінде) оның
0-22 см қабатында қарашірінді мөлшері 5,2-5,9%-дан 3,2-3,6%-ға дейін, ал 22-
40 см қабатында 2,8-3,4%-дан 1,9-2,2%-ға дейін кеміген.
Топырақты қорғау іс-шаралары. Заманауи техникасының ауыл шаруашылығының
ғылыми және жетістіктері топырақ құнарлылығын тұрақты деңгейде ғана емес,
оны асыруға да, мүмкіншіліктерін жаратады.
Мәселен, Алмания және Францияда астық, жүзім және басқада техникалық
дақылдардан жоғары өнім алғанына қарамастан, топырақтың құнарлылығын сақтап
қалған.
Қымбат болса да, олар химиясыз өндірген экологиялық таза өнімдерді
жақсартады.
Ауылшаруашылық өндіріс көлемі бойынша АҚШ әлемде бірінші орында тұрады.
Қазіргі уақытта АҚШ ауыл шаруашылығында 3,1 млн. адам еңбек етеді, ол
барлық тұрғындардың 1,7%-ын құрайды. Әр жылы онда 1 млн. гектар жер ауыл
шаруашылық айналымынан шығып кетеді.
Тың игеру кезінде (1954-1955) Қазақстанда 18 млн га жер жыртылған,
жалпы 25 млн гектар игерілген. Солтүстік Қазақстанның 5 облысы (Қостанай,
Көкшетау, Ақмола, СҚО, Павлодар) 600000 км2 аумақта орналасқан.
Қазақстанда жел эрозиясынан қорғауды қажет ететін жерлер 12 млн.
гектарды, ал сумен шайылатын жерлер 5 млн. гектарды құрайды. Суарылмайтын
жерлер (34 млн.га) жалпы Қазақстан жер қорының (272,5 млн.га) 12,5%-ын
құрайды.
Соңғы 25-30 жылда жер пайдалану нәтижесінде топырақтағы қарашірінді
мөлшері 25%-ға дейін азайып кеткен.
Қазақстанда жайылым жерлер 185,7 млн. гектарды құрайды, бұл жалпы жер
қоры ауданымен салыстырғанда 68%-ды құрайды. Соның 15 млн.га жері
ауылшаруашылық айналымынан шығып кеткен.
1996 жылының шілде айында американың «Файненшал таймс» газеті:
«Қазіргі уақытта Қазақстан ауылшаруашылық өндірісі жылына 4 млрд доллар
пайда алып келеді. Бұл ЖҰӨ (ВНП)-ның 25%-ын құрайды. Заманауи әдістерді
қолдап және инфрақұрылымды жақсартып ол 20 млн көп астықты жинап алуы
мүмкін», – деп жазған.
Бүгінгі күнде Қазақстанда астық өнім орташа 1 т/га ға тең. Ал
Еуропалық бірлестігі елдерінде астық өнімділігі 3,5 т/га –ға тең. Егер
Қазақстанда осының жартысын өндіре алса, онда бидайдың өзінен ғана 25 млн.
т дәнді алу мүмкіншілігі бар.
Қоршаған табиғи ортаның бір бөлігі ретінде жерді қорғауға, ұтымды
пайдалануға, ауыл шаруашылығы мен орман шаруашылығы жерлерді негізсіз
алынып қойылуын болғызбауға, сондай-ақ топырақтың құнарлылығын қалпына
келтіру мен арттыруға бағытталған құқықтық, ұйымдық, экономикалық,
технологиялық және басқа іс-шаралар жүйесін қамтитын іс-әркеттер жерді
қорғау жұмыстары болып саналады.
Қазақстан Республикасының Жер кодексінде жерді қорғаудың мақсаттары мен
міндеттері айқын көрсетілген. Осы кодекстің 139-бабына сәйкес жерді
қорғаудың мақсаттарына:
1) өндірістің экологиялық қауіпсіз технологияларын ынталандыру, орман
мелиорациясы мен мелиорация жұмыстарын және басқа іс-шараларды жүргізу
арқылы жердің азып-тозуы мен бүліну, шаруашылық қызметтің басқа да қолайсыз
зардаптарын болғызбау;
2) азып-тозған немесе бүлінген жерді жақсарту мен қалпына келтіруді
қамтамасыз ету;
3) жерді оңтайлы пайдаланудың экологиялық нормативтерін тәжірибеге
енгізу жатады.
Жер Кодекснің 140-бабында жер учаскелері мен жер пайдаланушыларға жерді
қорғау үшін келесідей міндеттер жүктелетіні көрсетілген:
1) жерді су және жел эрозиясынан, селден, су басудан, қайталап
сортанданудан, құрғап кетуден, тапталуынан, өндіріс пен тұтыну
қалдықтарымен, химиялық биологиялық, радиоактивті және басқа да зиянды
заттармен ластанудан, өзге де бүліну процестерінен қорғау шараларын іске
асыруға;
2) ауылшаруашылық жерін карантиндік зиянкестер мен өсімдік ауруаларын
жұқтырудан, арамшөп, бұта мен шілік басып кетуден, жердің жай-күйі
нашарлауының өзгеде түрлерінен қорғауға;
3) бүлінген жердің жаңартылуына, оның құнарлылығын және жердің басқа да
пайдалы қасиеттерін қалпына келтіру мен оны шаруашылық айналымына уақтылы
тартуға;
4)жердің бүлінуіне әкеліп соқтыратын жұмыстар жүргізілген кезде
топырақтың құнарлы қабатын алуға, сақтауға және пайдалануға бағытталған
шараларды жүргізуге міндетті.
Жердің үстіңгі құнарлы қабаты – топырақтың жел және су эрозиясынан азып-
тозбауы үшін оларды алдын алу шараларын, сонымен бірге бұл құбылыстарға
шалдыққан жерлерде олардың әрі қарай дамымауын қамтамасыз ететін іс-
шараларды жүзеге асыру керек.
Топырақты эрозиядан қорғау: ұйымды шаруашылық, агротехникалық, орман
мелиорациясы және гидротехникалық сияқты топтарға жататын іс-шаралар
жүйесін қамтиды.
Ұйымдық-шаруашылық іс-шаралары қатарына эрозияға қарсы қолданылатын
жұмыстардың жоспарын жасап, негіздеу және оның іске асырылуын қамтамасыз
ету жатады. Осы жұмыс барысында жер аумағының эрозияға төзімділігі
бағаланып, топырақтың оған шалдығу дәрежесінің картограммасы жасалынады.
Осы жинастырылған деректерге сүйене отырып, эрозияға төзімді болып келетін
шаруашылықтың жер аумағын ұйымдастыру жоспары жасалынады.
Топырақты эрозиядан қорғаудың агротехникалық іс-шаралары қатарына
топырақтың эрозияға төзімділігін арттыратын әдістерін қолдану, көпжылдық
шөптер мен бір жылдық дақылдардың топырақты қорғау қасиеттерін пайдалану,
қар тоқтату және оның еруі қарқынын реттеу, топырақ құнарлылығын арттыру
жұмыстары жатады.
Жел эрозиясына қарсы қолданылатын іс-шараларды зерттеу жолында А. И.
Бараев атындағы Қазақтың астық шаруашылығы ғылыми институты және басқа
ғылыми өндірістік мекемелер ғалымдары мен қызметкерлері бірлесіп үлкен
жұмыс атқарды. Олар егіншіліктің топырақ қорғау жүйесін қалыптастырып, оны
ауыл шаруашылығы саласында қолданып, іске асырды. Осы жаңа егіншіліктің
топырақ қорғау жүйесінің басты буыны – топырақты соқаның орнына,
жазықтілгіш құралдармен өңдеп, топырақ бетінде аңыз, өсімдік қалдықтарын
мол қалдыру. Сөйтіп, топырақ бетінің желге төзімділігін арттыру, қыста мол
қар жинап топырақтың ылғалдылығын жақсарту. Сонымен бірге топырағы қарқынды
өңделетін, эрозияға төзімсіз пар алқабында қышадан ықтырма егу және пар
мен егіс алқабын әр 100-200 м сайын кезектестіріп, жолақтап оларды желдің
соғу бағытына көлдеңен келтіріп орналастыру. Ал желге өте төзімсіз жеңіл
гранулометриялық құрамды (құм, құмайт, жеңіл құмбалшық) топырақтарда
жоғарыда аталған агротехникалық шаралармен бірге арнайы топырақ қорғау
ауыспалы егісін қолдану. Яғни дәнді-дақылдар мен пар және көпжылдық
алқаптарын жолақтап, 50-100 м сайын кезектестіріп орналастыру.
Жел эрозиясына өте шалдыққан топырақтарды егістіктен шығарып, оларға
көпжылдық екпе шөптерді егеді.
Жоғарыда баяндалған Қазақстан ғалымдарының қалыптастырған топырақты
жел эрозиясынан қорғау іс-шаралары жүйесі ТМД мемлекеттері ішінде қолдау
тауып, мақұлданып осы елдердің ауыл шаруашылығы саласында іске қосылған.
Топырақта су эрозиясынан қорғау үшін де оның үстінде мол өсімдік
қалдықтарын қалдырып топырақты жазықтілгіш құралдармен өңдеу қолданылады.
Топырақты өңдеу, саңылаулар қалыптастыру тұқым себу, қар тоқтату жұмыстары
еңістікке, яғни су ағысына көлденең бағытта жүргізілуі тиіс.
Су эрозиясы байқалып, жырашалар қалыптасқан беткейлерде жер бетін
тегістеп, көп жылдық шөп егілген болуы керек.
Орман мелиорациясы (ағаштар мен бұталар егу) шаралары жыралар, сайлар
жағалауына, су қоймалары, суару жүйесінің бойына жүргізілуі тиіс. Егілген
ағаштар мен бұталар жыралардың әрі қарай дамуын тежеп, топырақтың су
эрозиясына төзімділігін арттырады.
Егер жоғарыда көрсетілген шаралар су эрозиясын елеулі түрде
бәсеңдетпесе, онда күрделі гидротехникалық шаралар қолданылады. Олар: тау
беткейлерін террасалау, жыраларды бекітіп, инженерлік құрылыстар салу,
ирригациялық эрозия болдырмау үшін арықтардың, каналдардың табаны мен
қапталып бетондау, не басқа заттармен бекіту.
Қорыта келгенде, топырақты жел мен су эрозиясынан қорғау, оның басқа
жолмен азып-тозуын болғызбау, улы заттармен, өндіріс қалдықтарымен
ластануының алдын алу – үлкен маңызы бар мемлекеттік, халықтық іс, жер
иелерінің, жерді пайдаланушы кәсіпорындар мен ұжымдардың, жеке тұлғалардың
абройлы міндеті, келешек ұрпақ алдындағы борышы.

Қазақстанның таулы аймақтарының тік белдеулілігі
Қазақстанның оңтүстік-шығысындағы таулар бөктеріндегі облыстарда теңіз
деңгейінен алғанда, биіктіктің өзгеруіне байланысты, топырақтарда өзгеріп
отырады.Ол жерлер климаттың, топырақтын және өсімдіктердің ерекшеліктеріне
қарай 27-кестеде Батыс Тянь-Шань, Солтүстік Тянь-Шань, Сауыр-Тарғабатай
және Оңтүстік Батыс Алтай топырақ провинцияларына бөлінеді.

27-кесте
Қазақстанның таулы облыстарына экологиялық сипаттама

| | | |аязсыз |10°-тан жоғары | |жылда |Жылы кезде>10° | |Тау етегіндегі
шөл дала |Лөс, лөсті құмбалшық |Эфемерлі-жусанды |7÷12 |140-215 |170-215
|2700-4300 |200-400 |115-250 | |Аласа таулы дала |Лөс, лөсті құмбалшық,
делювий, пролювий |Астық тұқымд ас аралас шөптер |7÷8 |140-180 |160-180
|2500-3100 |460-780 |250-550 | |Орташа таулы шалғынды орман |Лөсті балшық,
элювий, делювий |Астық тұқымд ас аралас шөптер, Жапырақты мен бүрілі орман,
бұталар, арша |2,5÷7 |105-145 |115-150 |860-2000 |840-900 |430-530 | |Биік
таулы шалғын және алғынды дала |элювий, делювий, морендік (мұзарттық)
|Аласа шөпті альпілі шалғын, биік шөпті субальпілі шалғынды далалық көгал.
|0.8 |50-80 |57 |- |730-750 |170-230 | |
Батыс Тянь-Шань провинциясында (Оңтүстік Қазақстан облысының территориясы)
мынадай топырақ өңірлері бар: тау етегіндегі шөлейт жазықтықта құба
топырақ; таудың орта шеніндегі шөбі мол орманның күрең топырағы, биік таулы
жерлерде шалғындық субальпілік және альпілік топырақтар тараған.
Солтүстік Тянь-Шань провинциясында (Қырғыз Іле Алатау жоталары және
Кетмень) мындай топырақ өңірлері бар: тау етегі жазықтығындағы шамалы
карбонатты (солтүстік) құба топырақпен ашық қара-қоңыр топырақ; аласа
таудың күңгірт қара-қоңыр топырағы және таулы жердің қара топырағы; таулы
жердің сілтісізденген қара топырағы; орташа таулы жердің шалғындық-ормандық
және таудың күңгірт түсті ормандық сұр топырағы, биік таулы жердің
шалғындық субальпілік және алпілік топырағы тараған. Бұдан жоғары жерде
мұзарттармен мәңгі қарлар жатады.
Сауыр-Тарғабатай және Оңтүстік Батыс Алтай провинцияларында тау
етегімен аласа тауларда қара-қоңыр топырақпен қара топырақтың бір ғана
өңірі бөлініп шығады. Алғашқы жазықтықтағы қуаң даланың нағыз қара қоңыр
топырағының тікелей жалғасы болып табылады. Бұдан жоғары таудың орта
шенінде шалғындық қара топырақ және орманды-даланың сұр топырақты өңірі,
сондай-ақ тау-шалғындық субальпілік және алпілік топырақтар өңірі
орналасқан. Сонымен қатар, Оңтүстік Батыс Алтай провинцияларында қайың және
көктеректі орманның күлгін топырағы, сол сияқты балқараңай, майқарағай,
самырсын орманының қоңыр топырағы басым; ожан жоғары тасты тундраның мүк,
қына өсетін биік таулық топырақ өңірі орналасқан.
Тау бөктеріндегі облыстар жерінің аумағы 17,4 млн. га, яғни 6,6 пайыз.
Ал тау етегіндегі өңір (Батыс және Солтүстік Тянь-Шаньдық) -16 млн. га,
яғни республикамыздың жер аумағының 6 пайызына жуық. Бұл өңірдің топырағы
биік тік белдеудің төменгі сатысы болып табылады.

Шалғынды-дала, орташа-таулы орманды, аласа-таулы дала, тау етегі
белдеулерінің топырақтарының экологиялық сипаттамасы

Топырақ түзуші жыныстар – негізінен лесс тектес майда ұнтақталған
жыныстар.
Қара топырақты аймақтың көлемі орманды далалы зонаның ішіндегі қара
топырақтарды қосқанда 191 млн гектар немесе ТМД территориясының 9%-ға
жуығы. Бұл зонада негізінен даланың дәнді шөбі, бұршақ тұқымдастар, жусан
тағы да басқа шөпті өсімдіктер тұтасып қалың болып өседі. Бұл шөптердің
тамырлары жер бетіндегі вегетативтік органдарынан көп артық. Аймақты жел
жақсы қағады, күннің көзі де жақсы жылытады. Жазда жаңбыр азырақ жауып,
өсімдік қалдықтары мен жапырақтар баяу ыдырап, шіриді. Сондықтан топырақтың
бағалы бөлігі – қара шіріндісі мол жиналады. Топырақ түсінің қара болатыны
да осыдан. Қара шірінді топырақ бөлшектерін біріктіріп, жақсы құрылым
қарайды. Топырақ реакциясы бейтарап, топырақтың сіңіру-алмастыру кешені
сіңірілген кальций катионына бай, жақсы қаныққан.
Қазақстанда топырағы мен климаты жағынан ерекшеленетін 4 биіктік белдеу
бар:
Тау етегіндегі шөлді-далалы белдеу теңіз деңгейінен 450 – 750 м (кейбір
аймақтарда 300 – 1000 м) биіктікте орналасқан. Тянь-Шань тау етектерінде
негізінен сұр, Батыс Тянь-Шань тау етегінде сұр-қоңыр, Солтүстік Тянь-Шань
мен Алтай таулары етектерінде ашық қара-қоңыр топырақ таралған. Бұл
жерлерде суармалы және тәлімі егіншілік және мал шаруашылығы дамыған.
Аласа таулы дала белдеуі – әртүрлі таулы аймақта 600 – 2200 м биіктікте
орналасқан алқап. Алтай мен Солтүстік Тянь-Шаньда таудың күңгірт қара-қоңыр
және қара топырағы таралған. Ал Батыс Тянь-Шаньда (Оңтүстік Қазақстанда)
сұр қоңыр және таудың қоңыр топырағы басым. Қарашірік мөлшері 10 – 15%-дай.
Жайылымы – шүйгін, ағашы қалың алқап, мал шаруашылығы жақсы дамыған.
Орташа таулы орманды-далалы және шалғынды-орманды белдеулері әр түрлі
таулы аймақтарды 1000 – 2500 м-ге дейінгі деңгейді қамтиды. Негізінен
таудың шайылған, сілтісіз қара топырақтары мен орманның сұр топырақтары
және таулы-шалғынды топырақ тараған. Батыс Тянь-Шаньда таудың қоңыр,
Алтайда күлгін топырақтар түзілген. Жайылымы – шүйгін, орман шарушылығы
жақсы дамыған.
Биік таулы альпілік, субальпілік шалғынды және қарлы-мұзды белдеулері
Батыс Тянь-Шань мен Алтай аралығындағы биік таулы аумақтардың 1800 – 3800
м, кейде одан да биік деңгейлерді алып жатыр. Топырағы альпілік,
субальпілік, шалғынды-шымды. Көпшілік жері топырақсыз тасты шыңдар мен
мәңгі мұз, қар басқан шыңдардың үлесіне тиеді. Шалғынды жерлері – жазғы
жайлау ретінде пайдаланылады.

Биік таулы шалғынды белдеудің ерекшеліктері
Биік таулы өлкелерге – Қазақстанның шығысы мен оңтүстік-шығысындағы
Алтай, Сауыр-Тарбағатай, Жетісу (Жоңғар) Алатауы және Тянь-Шань тау
жүйелері жатады. Бұл таулардың барлығы палеозой қатпарлықтарында көтеріліп,
мезозой эрасында тегістелген. Жаңа тектоникалық козғалыстар нәтижесінде
қайта жаңғырған. Биік таулы өлкенің аласа таулардан айырмасы жер бедерінің
биік әрі күшті тілімделгендігімен ерекшеленеді. Сібірдің оңтүстігіндегі ең
биік таулы өлке. Негізгі бөлігі Ресей жерінде жатыр. Қазақстан жеріне Алтай
тау жүйесінің оңтүстік-батыс бөлігі ғана кіреді. Оны Оңтүстік Алтай, Батыс
немесе Кенді Алтай және Қалба жотасы деп үшке бөлуге болады.
Алтай, Алтай тау жүйесі – Азия құрылғының орта тұсындағы таулы өлке.
Ұзындығы батыстан шығысқа қарай 2000 км-ге созылып жатыр. Алтай солтүстік-
батыстан оңтүстік-шығысқа қарай Батыс Сібір ойпатынан Гоби жазығына дейін
жан-жаққа таралған. Оңтүстіктегі табиғи шекарасы Қара Ертіс өзені мен
Зайсан көлі, ал батыс бөлігі Сарыарқадан Қалба жотасы арқылы бөлінеді.
Солтүстік-шығыста Шығыс Алтайдың Шапшалы жотасы Батыс Саянмен жалғасады.

Қазақстан топырақ қорлары және олардың құнарлығын арттыру жолдары
Өркениеттің үдемелеп дамуына байланысты ауылшаруашылыққа қажетті
көптеген жерлер басқа мақсаттарға пайдаланылып келеді. Мысалы, олар әр
түрлі құрылыстар салуға, жол және электр тораптарын тартуға т.б.
мақсаттарға жұмсалуда. Ал өндірісті қарыштатып дамыту үшін көптеген
минералды заттарды, құрылыс материалдарды барлау, қазып алу және байыту
кезіндегі жұмыстарды үлкен геологиялық жұмыстармен салыстыруға болады.
Мәселен, 1970 жылдың басында жер бетіндегі әрбір тұрғынға шаққанда орта
есеппен жыл сайын жер астынан 20 тонна әртүрлі минерал мен тау жынысын
қопарса, қазіргі кезде әр адам үшін 30 тоннадай минерал мен тау жыныстарын
шығарады (Василенко В. Н., 1991). Дегенмен, жер қыртысынан шығарылған
соншама көп заттардың тек 2%-дайы ғана пайдалы мұқтаждыққа жұмсалады да,
қалғаны табиғатқа "ұнамсыз", "сіңімсіз" түрде қайтарылады. Бұл жағдай
табиғат "денсаулығына" көп нұқсан келтіреді. Көптеген пайдалы жерлерді
басып калып, пайдасыз етеді. Сондықтан мұндай жерлер көп ұзамай қайта
қалпына келтіріліп, пайдаға асуы кажет. Себебі бүкіл әлемдегі сияқты біздің
елімізде де жылдан-жылға халық саны үдемелеп өсуде. Адам қоғамының жерден
өндіретін тамақтық, киімдік заттарға мұқтаждығы, талғамы жылдан-жылға
аспаса, кемімейді. Жер-Ананы пайдалануға негізгі бағыт – әр гектар жерді
тиімді пайдаланып, ғылым мен техниканың барлық жетістіктерін орынды
пайдалана отырып, егістіктердің әр гектарынан түсетін өнімді арттыру, жерді
талан-тараждықтан сақтау. Жерді тиімді пайдаланудың бір жолы – осы айтылған
өзіміз бүлдірген жерлерді қайта қалпына келтіріп культивациялау
(рекультивация), құнарландыру.
Баршаға мәлім, соңғы жылдары үкіметіміз біздің сарқылмас алтын қорымыз
– жерді тиімді пайдалану, оның құнарын арттыру, оны дүрыс пайдаланбаған
мекемелерге тиісті шаралар қолдану жөнінде заңдар қабылдады. 1991 жылы
республикамыздың жер туралы жаңа заңы қабылданды. Бұл заңдарда айтылғандай,
жерді жарақаттаған мекемелер қазба-байлықтарды алып болған соң, көп ұзамай
өз қаражатымен бұзылған жерлерді қайта культивациялап, калпына келтіруі
тиіс. Өкінішке орай, бұл мәселе Қазақстанда әлі жөнді колға алынбай келеді.
Жерді қайта культивациялауда Украинада, Мәскеу аймағындағы, Грузияда,
Оралда, Сібірдің кейбір жерлерінде жап-жақсы жетістіктері бар. Біздің
республикамызда кезінде қазылып, қазір бос тасталған кен карьерлері, тау
жыныстарының үйінділері, жылу электростаниияларынан шығарылған күлдер, тағы
басқа әртүрлі қоқыс-қалдықтар, үйілген жарамсыз жиындылар көп-ақ. Бұл
аймақтар табиғатқа адам қоғамының дамуымен енгізілген «жарақаттары»
Бетінде шөп өспейтін болған соң олар желге ұшып, суға ағып, аймақты
былғайды. Мұндай жерлер Қазақстанның өндірісі мен құрылысы дамыған барлық
облыстарында кездеседі. Соңғы есептеулерге қарағанда. Қазақстанда мұндай
өндіріс бүлдірген жер көлемі 200 мың гектардай. Оның басым көпшілігі
бұрынғы Автомобиль жолдары, Түсті Металл, Құрылыс, т.б. министрліктерінің
үлесіне тиеді. Ал бүкіл ТМД-да мұндай бұзылған жерлер көлемі 2 млн
гектардан асады. Республикамызда осы күнге дейін «жарақат» жерлерді қайта
культивациялап, қалпына келтіру әлі де жақсы жолға қойылған жоқ. Бұл бұдан
әрі созуға болмайтын, толғағы жеткен мәселе.
Қазақстанда жерді қайта культивациялау бағытында бүкіл республика
көлемінде жөнді қолға алынбағанымен, бұл мәсслені өз инициативаларымен
қолға алып, шұғылдана бастаған мекемелер бар. Оның ішінде едәуір
жетістіктерге жеткендердің бірі – Қарағанды көмір өндірушілері. Көмір
шахталары бар алкаптарда террикондар – көмірдің үстіңгі бетін жауып
жататын, көмір қалдықтары аралас бос жыныстардан тұратын үйінділер
кездеседі. Бұлар қалаға жақын жатып, кейбіреулері тіпті жанып, желге ұшып,
қаланың санитарлық жағдайын нашарлатады. Оның үстіне, құрылысқа, ауыл
шаруашылығына қажетті қымбат жерлерді істен шығарады. Мұндай террикондар
саны Қарағандыда соңғы жылдарға дейін жүзден астам болатын. Террикондар
астындағы және санитарлык аймақты қоса есептегенде, 7000 гектардан астам
жер пайдасыз жатқан. Кейінгі кездерде Қарағанды көміршілері бұл
террикондарды құртуда жақсы нәтижелерге жетуде. Көптеген жылдар үйілген тау
жыныстары қолдан жасалған ойпатты жерлерді немесе табиғи жағдайда
кездесетін сай-саланы тегістеуге, жол құрылысында, жол деңгейлерін
биіктетуге төселініп, пайдаға асуда. Тау жынысынан босап, тазаланған және
қолдан тегістелген жерлерге топырақ қабаттары төгіліп, көк шөптер, гүлдер,
ағаш пен бұталар егіліп, отырғызылып, ауа тазарып, қаланың сәні жақсаруда.
Жүзден астам террикондардың жартысына жуығы қазірдің өзінде жойылды.
Бүлінген жерлерді қайта культивациялаудың дайын жобалары министрлікте
баршылық, алайда, іс жүзіне асуы баяу жүргізілуде. Себебі бұл жұмыс әлі де
сыннан өтуді қажет етеді. Жерді қайта культивациялау дегеніміз жерді
бұрынғы бүлінбеген жағдайына, яғни жердің құнарын кемітпей, бұрынғы қалпына
келтіру деген сөз. Ол үшін қазылған, құнарсыз карьерлер тегістеліп
болғаннан кейін онын бетіне құнарлы топырақ қабаттары төселінуі тиіс.
Әнгіменің негізгі түйіні осы, бірақ төсейтін құнарлы топырақ қабаттары
көпшілік жағдайда табыла бермейді. Мұның себебі қайта культивациялауға
қажет карьерлердің көбісі ескі. Ал соңғы уақыттарға шейін карьерлер қазудан
бұрын топырақ қабаттары алынып, оларды жерді қайта культивациялау мақсаты
үшін арнайы сақталған емес. Табиғи жағдайда ғасырлар бойы түзіліп, пайда
болатын топырақтың негізгі қарашіріндісі бар, ең құнарлы қабаттары кезінде
өзіміздің қателік жасап, ескермеуімізден рәсуә болып, үйінділер астында
қалған. Ал қазір керек кезінде оны табу өте қиын. Қазіргі жер туралы заңда
жер қыртысын бұзушы мекемелер алдын ала құнарлы қабатты бөлек алып, жерді
қайта культивациялауға дейін сақтау кажеттігі айтылған. Демек, бұдан былай
қазылатын карьерлерді қайта культивациялау көп оңайға түседі деген үміт
бар.
Қазіргі кезде республикамызда бүлінген, "жарақаттанған" жерлерді
культивалиялау негізінен топырақтың құнарлы қабаттары сақталмаған
жағдайларда өткізілуде. Мұндай жағдайда құнары жоқ немесе құнары өте аз
топырақтын төменгі қабаттарын немесе құнарлануға бейім ұнтақталған, таза
тау жыныстарын жерді қайта культивациялауға пайдалануға тура келеді.
Құнарсыз тау жынысында немесе құнары аз жер қыртысының төменгі қабаттарында
ештеңе өсіп жарытпайтыны белгілі. Сондықтан оны ауыл шаруашылығымызға
пайдалану үшін құнарын арттыру керек. Ол үшін бүл жерлерге әртүрлі
тынайтқыштар енгізіп, осындай жағдайға өсуге бейім өсімдіктерді таңдап
өсіру керек. Бұған культивациялауға пайдаланылған тау жыныстарының құрамы,
қасиеттері көп әсер етеді. Мәселен, тау алқаптарында тараған лесс және
осыған тектес тау жыныстары көп жағдайда бұршақ тұқымдас өсімдіктер мен
ағаштардың кейбір түрлерінің өсуіне жарамды. Ал кей реттерде топырақтың
құнарлы қабаттары сақталып қалады, бірақ оның көлемі қайта культивациялауға
кажетті жерлерге төселуге жетпейді. Бұл кезде топырақты жұқалау етіп
төсесе, кейбір өсімдіктерге онша көп зиян келмеуі мүмкін. Осы мәселелердің
барлығын өндіріске енгізбей тұрып, тәжірибе жүзінде алдын ала тексеріп алу
пайдалы. Мұндай тәжірибе жұмыстары Украинада, Мәскеу төңірегінде
жүргізілген. Қазақстанның өзінде жер, климат жағдайларының әртүрлілігінен
бір жерде жүргізілген тәжірибе, екінші жерде ойдағыдай нәтиже бере
қоймайды. Сондықтан Қазақстанның әртүрлі топырақ-климат жағдайларында бұл
бағытта тәжірибе жұмыстары жүргізілуі тиіс.

Қазақстан топырақ қорлары,оларды пайдалану және қорғау жолдары
Топырақтану ғылыми-зерттеу ииституты ғалымдарының көпжылдық зерттеулері
республикамыздың жері қаншалықты кең болғанымен, оның егіншілікке жарамдысы
мен ылғалмен қамтамасыз етілгені шамалы екенін дәлелдеп отыр. Сондықтан
жыртылған, егістікке айналған жердің әрбір гектарын тиімді пайдалану –
бүгінгі күннің басты міндеті. Егістік жерді тиімді пайдалану – онын әр
гектарынан мүмкіндігінше мол өнім алу деген сөз. Ал мол өнім алу үшін
егістік жерлерге жыл сайын негізгі ғылыми негізделген егіншіліктің ауыспалы
жүйесін енгізумен қатар, егіншілікке барынша аудандастырылған дақыл
сортарын егіп, озат агротехниканы қолдану қажет.
Көпжылдық тәжірибе республиканың негізінен жаздық астық егілетін
солтүстік аудандарында қолданылатын егіншіліктің парлы-астықты жүйесі
тиімді екенін көрсетті. Бұл құрғақ аудандарда парға егілген дәнді дақылдар
жыл сайын астық егілетін танаптарға карағанда гектарынан 5-7 центнер артық
өнім береді. Себебі танапты бір жылдай қара пар егіп өңдеп, "тынықтырса",
арамшөптерден арылып, ылғалдың қажет қоры жиналады да, микробиологиялық
құбылыстардың нәтижесінде қоректі заттар көбейіп (әсіресе, азотты заттар),
бұдан кейінгі үш-төрт жыл бойы дәнді дақылдардың дұрыс өнім беруіне себеп
болады.
Солтүстік облыстардың көпшілігінде, әсіресе, топырақ құрамы жеңіл
алқаптарда жыртылған жерлердің жиі әрі қатты тұратын желдердің күшімен
үрленіп, шаңданып, тозаңданып, құнары азаяды, ал эрозияға қатты ұшыраған
аудандарда топырақ құнары тіпті, жойылып кетеді.
Эрозияның халық шаруашылығына тигізетін әсерін есептеп жеткізу қиын.
Мәселен, жел эрозиясына ұшыраған бір гектар егістік жер 600 кг жалпы
азотты, 36 кг жылжымалы азотты, 108 кг жылжымалы фосфорды, 105 кг калийді
жоғалтады. Ал су эрозиясының зардабына көбірек душар болған жердің әрбір
гектары екі тоннаға дейін жалпы азотты, 120 кг жылжымалы азотты, 280 кг
фосфор мен 215 кг калийді жоғалтады екен (Жанпейісов Р. Д., 1977).
Республикамыздың солтүстігінде тың игеру жұмыстарын жаппай жүргізген кезде
жыртуға жарамды жер тандауда жіберілген қателіктерден көптеген құмдақ-құмды
жерлер жыртылып, жел эрозиясына қатты ұшырағаны баршаға белгілі. Мұндай
жерлер тек Павлодар облысында 805 мың гектарға жетті. Қостанай, Солтүстік
Қазақстан және Ақмола облыстарында көптеген алқаптар жел эрозиясынан
бүлінді. Кейін жүргізілген түбегейлі зерттеулердің нәтижесінде,
солтүстіктегі аудандарда жел эрозиясына ұшыраған 1,5 млн. гектар егістікке
жарамай, ол жерлерге әртүрлі көп жылдық шөптер егілді. Табиғаттың бұл
апатымен күресуде Шортанды астық шаруашылығы институтының академик А. И.
Бараев басқарған ұжымы кезінде жақсы жетістіктерге жетті (Бараев А. И.,
1972).
Институт ғалымдары егіншілікті топырақ эрозиясынан қорғап, ауадан
түсетін ылғалды топырақ қабатында сақтау мен арам шөптерге қарсы күресу
үшін шаралар жүргізуде. Топырақты кәдімгі соқамен (плугпен) қайырмалы етіп
жырту орнына, оны арнайы соқамен қопсытып, егілген егіс сабақтары қарды
тоқтату үшін, сақталады және топырақ желмен ұшпайды. Танаптарға қар
тоқтатып, жел күшін бәсендету үшін парды белдеу-белдеу етіп орналастырады,
яғни пар танаптарынын араларына биік сабақты өсімдіктерді жолақтап егеді.
Егіншіліктің қысқа ротациялы – парлы-астықты ауыспалы жүйесін қолданады,
әдетте, үш жыл астық егіп, төртінші жылы пар жыртады. Егіншіліктің осы
жүйесін топырақ эрозиясына ұшыраған облыстарда, Сібір және Алтай өлкесінің
кейбір аудандарында қолданған кезде эрозия тоқталып, астықты дақылдар
тұрақты өнім бере бастады. Егіншіліктің топырақ қорғау жүйесі Қазақстанда
тың игерумен, тыңдағы егіншілікпен тығыз байланысты болғанымен,
егіншіліктің бұл жүйесін практикалык жағдайда қолдану географиясы кең.
Сібір, Орал, Еділ бойы, Ставрополь, тіпті, Украина егіншіліктері де
егіншіліктің бұл жүйесін өздерінің топырақ-климаттық ерекшеліктеріне
сәйкестендіріп қолдануда.
Егіншіліктің терістік облыстарында негізінен қолданылып келе жатқан
парлы-астықты жүйесінің кемістігі жоқ емес. Жалпы парлы-астықты егістік
жүйесін ауыспалы егістік жүйесіне жатқызу күмәнді. Бұл егістік жүйесінде
жерді органикалық тыңайтқыштармен толықтыратын шөп танапты егіс жоқ. Бұл
жағдай мал шаруашылығын дамытуға да кесірін тигізуде. Парлы танапты да
тиімді пайдалану қажет сияқты.
Қазақстанның оңтүстігіндегі суармалы облыстарды негізгі дақылдарды
ауыстыратын, топырақ құнарлығын, әсіресе, топырақтағы азотты арттыратын
дақыл – беде (люцерна). Сонымен қатар беде – өте құнды белокты азықтық шөп.
Сондықтан бұл аймақтарда беделі-күрішті, беделі-мақталы, беделі-қызылшалы
ауыспалы егістер нәтижелі егіліп келеді. Топырақтың мелиоративтік
жағдайларына, шаруашылықтың мамандандырылған бағытына қарай беденің
ауыспалы егістерде алатын орны әртүрлі (әдетте, 30%-дан 50%-ға дейін). 1961-
1962 жылдары академик В. Р. Вильямстің шөптанапты ауыспалы егісіне қарсы
"шабуылы" басталған аймақтарда, оның ішінде біздің оңтүстік облыстарымызда
беде егістері жөнсіз жыртылып тасталды, соның салдарынан беденің тұқымы әлі
күнге дейін көп шаруашылықтарда жетіспей келеді. Суармалы аудандарда
негізгі құнды дақылдардан мол өнім алу үшін ауыспалы егіс жүйесі тезірек
қалпына келтіріліп, оның ішінде беде өзінің заңды орнын алуы қажет.
Егер республикамыздың солтүстік облыстарында топырақтың жел эрозиясы
басым болса, оңтүстіктің суармалы алқаптарында су эрозиясы орын алған.
Топырақтың су эрозиясы деп аққан су күшімен топырақтың жоғарғы құнарлы
қабатының, кейбір кезде тіпті, төменгі қабатының жуылып-шайылып, жыралар
мен сай-салалардын пайда болуы сияқты табиғи құбылыстарды айтады.
Топырақтың су эрозиясы суармалы егіншілік дамыған Алматы, Жамбыл, Оңтүстік
Қазақстан облыстарының тау баурайындағы аймақтарында орын алған. Оған бұл
жерлердің тым еңістігі, топырақ бетінің және оның төменгі қабаттарының су
эрозиясына өте берілгіш ұнтақ жыныстардан (лесс-типтес) құралуы септігін
тигізеді.
Су эрозиясының негізінен: топырақ бетінің шайылуы және жыралық эрозия
сияқты екі түрі болады. Қатты нөсерден немесе суарғанда судың мөлшерден
артық жіберілуінен топырақтың беткі қабаттары шайылады. Судың негізгі ағысы
жүрген жерлерде тілінген майда жыралар пайда болады. Бұл жерлер жер
жыртылған кезде егістің аралығы өңделіп, культивацияланған уақытта қайта
тегістеледі де, топырақтың шайылғаны жөнді байқалмайды. Бұл жағдай жыл
сайын қайталанған ретте, топырақтың құнарлы қабатының біразы шайылып,
топырақ құнары төмендейді. Мұны шайылу эрозиясы деп атайды. Ал көлбеу
тігірек, құлама беткейлерде әуелі жіңішке болып басталатын майда жыралар
судың ылдиға аққан екпінімен тез ойылып, ірі жыраларға, сайларға айналады.
Мұндай жайлар көбінесе, су жүретін ірілі-ұсақты арықтар бойында көп
кездеседі. Оңтүстіктегі облыстардың кейбір жерлерінде осындай арықтардың
табаны бірте-бірте шайылып, жер бетінен тереңдеп кетеді. Мұндай жағдайларда
судың өз ағысымен айналадағы жерді суару мүмкін болмай қалады. Су
эрозиясының бұл түрін жыралық эрозия деп атайды.
Су эрозиясымен күресудің үш түрлі жолы бар. Агротехникалық шаралар:
еңісі мол баурайларды су ағысының бағытына көлденең жырту, топырақты
қайырмасыз жырту, қыста қар тоқтатып, көктемде судың ағыс екпінін кеміту
үшін егілген егістіктердің пая-сабақтарын қалдыру, топырақ құрылымын
жақсарту, т.б.
Орманды-мелиоративтік шаралар: жыралар мен сайлар жағалауына, өзендер
айналасына, суару жүйелерінің бойына міндетті түрде ағаштар, бұталар
отырғызу.
Гидротехникалық шаралар: жыраларды бекітетін инженерлік құрылыстар
салу, ирригациялық эрозия болмас үшін арықтар мен каналдардың табаны мен
ішкі қапталын су өткібейтін заттармен (плита, латоктар, полиэтилен, т.б.)
қаптау.
Осы шараларды ұқыпты қолданған жағдайда топырақтың су эрозиясына
ұшырауы жойылады. Қазақстандағы жел эрозиясына ұшыраған жер көлемі Р.
Жанпейісовтің мәліметі бойынша, 70 млн гектардан асады, яғни республика
территориясының 26%-ы топырақ эрозиясына, онын 52 млн гектардан астамы жел
эрозиясына бейім болса, 18 млн га астам су эрозиясына ұшыраған. Олардың
жартысына жуығы егістікке жарамды жерлер. Су эрозиясы бұл аймақтарда жер
бетін бүлдіріп қана қоймай, сонымен қатар жылына 2,5 млн тоннаға жуық азот,
фосфор, калийді ағызып әкетеді.
Сел тасқындары да су эрозиясының аса бір қауіпті, апатты түрі екені
белгілі. Алматы облысы жағдайында осы сел тасқындарын болдырмау үшін Кіші
және Үлкен Алматы өзен бойларында салынған тосқауыл-құрылыстар көпшілікке
белгілі. Алматы төңірегіндегі аласа таулар мен Ақсай трассасы бойындағы,
негізінен тас басқан тау етектеріндегі жерлерді көгалдандыру арқылы бау-
бақша отырғызып, қала халқының демалыс аймақтарына айналдырып, қала
тұрғындарын саяжай ретінде учаскелері үшін бөліп беру өте ұтымды болады.
Сонымен қатар бұл жағдай қала халқының қосалқы шаруашылығы ретінде де,
оларды азық-түлікпен, әсіресе жеміспен, көкөніспен қамтамасыз етуде көп
септігін тигізеді. Дәл осындай жерлер тау етектеріне орналасқан
оңтүстіктегі басқа да облыстарда кездеседі. Жоғарыда көрсетілген әдіспен
бұл жерлерді де тиімді пайдалану құптарлық мәселе.
Жыртылған егістік жерлерді тиімді пайдаланып, құнарын арттырумен қатар
ауыл шаруашылығының екінші саласы – мал шаруашылығын өркендету үшін
республикамыздың мол байлығы - миллиондаған гектар жайылым мен шабындық
жерлерді де тиімді пайдалану керек. Қазақстанда 180 млн гектардай жайылым
жерлер бар, олар бүкіл ТМД елдеріндегі жайылым жерлердің жартысынан астамы.
Өкінішке орай, соншалықты мол байлық бүгінге дейін дұрыс пайдаланылмай
отыр. Оның негізгі себебі бұл шөлейтті және шөлді аймақта орналаскан
жайылымдар осы күнге дейін жақсы суландырылмай келеді.
Болашақта жерасты суларын, жер бетімен ағатын өзендерді тиімді
пайдаланып, бұл кең алқапты суландыру – кезек күттірмейтін іс. Сондай-ақ
жайылымдық жерлерді топырақ эрозиясынан сақтау қажет. Эрозияның бұл түрі
малды бір жерге қайталап жая бергеннен, шөптердің сиреуінен және мал
тұяқтарымен беткі қабаттарының бұзылуынан пайда болады. Мұндай "түяқтесті"
жайылымдар республикамызда миллиондаған гектарды алып жатыр. Қазақ халқының
"мал шөпті аузымен емес, тұяғымен жейді" дегені тегін болмаса керек. Мұндай
жайылым эрозиясына ұшыраған жерлер негізінен елді мекендер мен малды
суаратын аймақтарда көп орын алады.

Тарау бойынша өзін -өзі тексеру сұрақтары
1. Қазақстан топырақтар қорының көлемі?
2. Қазақстан жер қоры қандай санаттарға бөлінеді?
3. Еліміздің топырақ жамылғысының экологиялық өзекті мәселелері жөнінде
баяндаңыз?
4. Топырақты ластайтын кең таралған заттарды атаңыз?
5. Шөлдену дегенде нені түсінесіз?
6. Топырақты қалпына келтіру (рекультивация) дегенде нені түсінесіз?
7. Қазақстанның топырақ жамылғысының таралуының жалпы заңдылықтарын
атандар.
8. Қара топырақ зонасы Солтүстік Қазақстанда кандай ауданды алып жатыр?
9. Орманды-дала зонасының сұр топырақтарының қалыптасу жағыдайы.
10. Кәдімгі кара топырақ зонашасына сипаттама беріндер, топырақ
жамылғысының құрылымын келтіріңдер.
11. Оңтүстік қара топырақ қандай табиғи-климаттық жағыдайда түзіледі?
12. Қара топырақты ауыл шаруашылығында пайдалану, қорғау және
құнарлығын қалпына келтіру жолдары?
13. Сарытопырақтар және күлгінді сары топырақтар түзілу ерекшеліктері.
14. Субтропикалық ормандар топырағын сипаттаңдар.
15. Қара тропикалық топырақтарды сипаттаңдар.
16. Арктикалық, субарктикалық және оңтүстік тундраның топырақ түзілу
жағдайларына сипаттама беріңдер.
17. Тундралық топырақтарды пайдалануының ерекшеліктерін көрсетіңдер.
18. Күлгінді топырақтардың түзілу жағдайларын сипаттаңыздар, олардың
жаратылуына қазіргі көзқарастарды келтіріңдер.
19. Шымтұзілу процесінің мәні неде, қылқанды орман зонасындағы оның
ерекшеліктері.
20. Орманның сұр топырағын сипаттаңдар.
21. Қара-қоңыр топырақтың түзілу ерекшелігін сипаттаңдар.

Пәндер

Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.

Ақпарат

Қосымша

Email: info@stud.kz

Іздеу
Файл қосу
Презентациялар
Тегін
Кабинет
Баланс
Таңдаулы жұмыстар
Cатып алған жұмыстарыңыз
Менің файлдарым
Презентацияларым
Сатылым статистикасы