Топырақтың ауа қасиеттері
Топырақтың физикалық қасиеттері
Топырақ табиғи дене болғандықтан, ол белгілі физикалық қасиеттерімен ерекшеленеді. Негізгі физикалық көрсеткіштерге тығыздық, көлемдік масса және қуыстылық (кеуектілік) жатады.
Тығыздық
Топырақтың тығыздығы деп оның қатты фазасы массасының 4°C-тағы судың сондай көлемдегі массасына қатынасын айтады. Бұл көрсеткіш қатты фазадағы минералдық және органикалық бөлшектердің арақатынасына тікелей байланысты: қарашірік көп болған сайын тығыздық төмендейді.
- Құмды топырақ: шамамен 2,70 г/см³
- Қара топырақ: шамамен 2,37 г/см³
- Ауыр сазды топырақ: шамамен 2,67 г/см³
Тығыздық тым жоғары болса, тамырдың тереңдеуіне, тұқымның көктеп шығуына кедергі келтіреді және өнімді төмендетеді. Ең қолайлы мөлшер өсімдіктің биологиялық ерекшелігіне байланысты өзгеріп отырады.
Көлемдік масса
Табиғи күйдегі 1 см³ абсолютті құрғақ топырақтың массасын оның көлемдік массасы дейді. Ол әрқашан тығыздықтан төмен, өйткені түйіршіктер арасындағы ауаның тығыздығы өте аз.
Көптеген дақылдар (дәнді, отамалы) үшін қолайлы көлемдік масса: 0,9–1,2 г/см³.
Қуыстылық (кеуектілік)
Қуыстылық — топырақтың жалпы көлеміне шаққандағы қуыстар көлемінің пайыздық үлесі. Ол гранулометриялық құрамға, қарашірік мөлшеріне, қабат пен құрылым жағдайына тәуелді.
- Үстіңгі қабатта: 50–60%
- Төменгі сазды/балшықты қабатта: 35–49%
- Құмды қабатта: 30–35%
Қуыстардың екі түрі болады: капиллярлық (ұсақ қуыстар, көбіне суға толы) және капиллярлық емес (ірі қуыстар, көбіне ауаға толы). Жалпы қуыстылық 50–55% болып, екі түрдің арақатынасы 1:1 болғанда өсімдікке қолайлы ауа-ылғал режимі қалыптасады.
Физикалық-механикалық қасиеттер
Физикалық-механикалық қасиеттерге топырақтың созымдылығы, ісінуі, шөгуі, байланыстылығы, жабысқақтығы және физикалық пісіп-жетілуі жатады. Бұл қасиеттер тұқымның өнуіне, тамырдың өсуіне, топырақ пен атмосфера арасындағы газ алмасуға және жер өңдеу сапасына тікелей әсер етеді.
Негізгі анықтамалар
- Созымдылық
- Сыртқы күш әсерінен пішінін өзгертіп, оны ұзақ уақыт сақтай алу қабілеті.
- Ісіну және шөгу
- Ылғалданғанда көлемінің ұлғаюы — ісіну; кепкенде көлемінің кішіреюі — шөгу.
- Байланыстылық
- Түйіршіктерді ажыратуға бағытталған механикалық күшке қарсы тұру қабілеті.
- Жабысқақтық
- Жер өңдеу құралдарының жұмыс органдарына немесе басқа заттарға жабыса алу қасиеті.
- Физикалық пісіп-жетілу
- Топырақ өңдеуге дайын күйге келген уақыт: кеберсіп, құралға жабыспайтын жағдай.
Топырақ қабыршағы және «соқа табаны»
Қар ерігеннен кейін, нөсер жаңбырдан немесе суарудан соң топырақ беті кеберсігенде қабыршақ түзілуі мүмкін. Ол әсіресе балшықты және құрылымсыз, ұсақталып үгілген топырақтарда жиі байқалады.
- Газ алмасу нашарлайды
- Буланумен ылғал көп жоғалады
- Тұқымның көктеп шығуы қиындап, өсімдік сирейді
Жерді жыл сайын бір тереңдікте жырта беру нәтижесінде төменгі қабатта тығыздалған «соқа табаны» қалыптасуы мүмкін. Ол тамырдың, ауаның және ылғалдың төмен қарай жылжуына кедергі келтіреді. Сондықтан жырту бағыты мен өңдеу тереңдігін ауыстырып отыру маңызды.
Сыбағалы қарсыластық (өңдеуге кедергі)
Топырақтың сыбағалы қарсыластылығы — қыртысты тілуге, аударуға және құралға үйкелуге жұмсалатын тарту күшінің көлденең қима ауданына қатынасы. Бұл көрсеткіш неғұрлым жоғары болса, топырақты өңдеу үшін соғұрлым көп қуат қажет.
Шамасы топырақтың механикалық құрамына, ылғалдылығына, құрылымына және негіздермен қанығуына тәуелді; 0,2–1,2 кг/см² аралығында ауытқуы мүмкін.
Топырақтың ылғалдылық қасиеттері
Өнімділікті арттыруда топырақтағы ылғалдың рөлі ерекше. Негізгі ылғал көзі — жауын-шашын (сұйық және қатты түрде). Құрылымы жақсы, қарашірігі мол топырақта ылғал көбірек жиналады. Қосымша көздерге атмосферадағы бу тәрізді ылғал және топырақ бетінен шамамен 3 м-ге дейін орналасқан ыза сулары жатады.
Топырақ ылғалдылығы
Топырақ ылғалдылығы — топырақтың құрғақ массасына шаққандағы су мөлшері (пайызбен). Топырақтағы су әр түрлі күйде болады және өсімдіктің қоректенуіне әркелкі әсер етеді.
Судың негізгі түрлері
- Гравитациялық су – ірі қуыстар арқылы өз салмағымен төмен қозғалады; оңай сіңеді, бірақ артық болса батпақтануға әкелуі мүмкін.
- Капиллярлық су – капиллярлармен жоғары-төмен жылжиды; өсімдікке қолжетімді су.
- Гигроскопиялық су – бөлшек бетінде берік ұсталады; өсімдікке іс жүзінде қолжетімсіз.
- Қабықшақты су – бөлшектерді жұқа қабықша түрінде қаптайды; өсімдікке пайдалануы қиын.
- Бу тәрізді су – бу түрінде қозғалып, салқындағанда шыққа айналуы мүмкін; маңызы салыстырмалы төмен.
Ылғалмен байланысты қасиеттер
- Су өткізгіштік – суды сіңіріп, жоғарыдан төмен өткізу қабілеті.
- Ылғал сыйымдылық – суды сіңіріп, ұстап тұру қабілеті (танаптық, капиллярлық, толық).
- Ылғал көтергіштік – капиллярлар арқылы ылғалды төменнен жоғары көтеру қабілеті.
Мысал ретінде ылғал сыйымдылығы: құмды топырақта 4–9%, құмдауытта 10–17%, саздақта 18–30%, ауыр топырақта 23–40%.
Толық ылғал сыйымдылық кезінде қуыстар суға толып, ауа атмосфераға ығыстырылады. Соның салдарынан оттегі азайып, құнарлылық пен өнім төмендеуі мүмкін.
Топырақтың су режимін реттеу
Егіншілікте су режимін реттеу көбіне танап құнарлылығын арттырудың негізгі тәсілі болып саналады. Ол ылғал қорын жинау, оны сақтау және өсіп-даму кезеңінде тиімді жұмсауды ұйымдастырудан тұрады. Өсімдік жасушаларында әдетте 80–90% су болады; судың аз бөлігі ғана органикалық зат түзуге жұмсалып, негізгі бөлігі жапырақ арқылы буланады. Бұл процесс транспирация деп аталады.
Әр дақылдың транспирациялық коэффициенті әр түрлі: тары тәрізділерде орташа ≈250, астық дақылдарында 500–600, көпжылдық шөптерде 700–800.
Топырақтың ауа қасиеттері
Топырақ ауасы өсімдіктердің, жануарлардың және микроағзалардың тіршілігінде маңызды рөл атқарады. Ол көмірқышқыл газын және оттегіні қамтамасыз етіп, тамырдың тыныс алуына және топырақтағы биохимиялық процестерге ықпал етеді.
Топырақ ауасының құрамы
Топырақ ауасы деп қуыстардың судан бос бөлігін толтыратын газ қоспасын айтады. Ол атмосфера ауасына қарағанда көмірқышқыл газының көптігімен (шамамен 0,5–1,5%) және оттегінің аздығымен ерекшеленеді.
Оттегі жеткіліксіз болса (шамамен 3–9%), тұқымның өнуі баяулап, тамыр жүйесінің дамуы нашарлайды және микроағзалар үшін қажет процестер тежеледі.
Аэрация және негізгі көрсеткіштер
Топырақ ауасы мен атмосфера арасында үздіксіз аэрация (газ алмасу) жүреді. Газ алмасудың жақсы болуы топырақтың құрылымына, борпылдақтығына және жеңіл гранулометриялық құрамына байланысты.
- Ауа сыйымдылығы – белгілі мөлшерде ауаны сақтай алу қасиеті.
- Ауа өткізгіштігі – ауаны сіңіріп, өткізу қабілеті.
Әдетте топырақтағы ауа мөлшері оның көлемінің 15–25% шамасында болғаны дұрыс.
Топырақтың жылулық қасиеттері
Топырақтағы жылудың негізгі көзі — күн сәулесінің энергиясы. Қосымша жылу көзі органикалық қалдықтардың экзотермиялық ыдырауы кезінде бөлінетін жылу болып табылады. Топырақтың жылулық режимі тұқымның бөртуіне, өсімдіктің өсуіне және микроағзалардың белсенділігіне тікелей әсер етеді.
Қызу және суыну ерекшелігі
Қара топырақ сұр топыраққа қарағанда тез жылынады. Ылғалды топырақ баяу жылынады және баяу суынады. Сазбалшықты топырақтың қызуына көп жылу қажет болғандықтан, олар көбіне «салқын топырақ» деп аталады. Қиыршық құмды және құмдақ топырақтар тез қызады, сондықтан «жылы топырақтарға» жатады.
Мысалы, бидай, арпа, сұлы тұқымдарының бөртіп өнуі үшін топырақ температурасы шамамен 12–14°C, ал микроағзалардың белсенділігі үшін 25–30°C болғаны қолайлы.
Маңызды жылулық көрсеткіштер
- Жылу сыйымдылығы – жылуды сақтау қабілеті.
- Жылу сіңіру – күн сәулесінің жылуын өз бойына қабылдау қасиеті.
- Жылу беру (жоғалту) – топырақтың атмосфераға жылу шығындауы.
- Жылу өткізгіштік – жылы қабаттан салқындау қабатқа жылу өткізу.
Құрамның ықпалы
Топырақта ауа мен органикалық заттар көбейген сайын, жылу өткізгіштік әдетте төмендейді және жылу ұзақ сақталады. Құрғақ, құрылымсыз әрі тығыз топырақ тез жылынады, бірақ жылуды да жылдам жоғалтады. Ал ылғалды, борпылдақ және органикалық заттарға бай топырақ баяу жылынады, бірақ жылуды біртіндеп жоғалтып, өсімдіктің өсіп-дамуына қолайлы жағдай жасайды.
Топырақтың агрохимиялық қасиеттері
Топырақтың химиялық құрамы күрделі: оның құрамында 40-тан аса химиялық элемент болуы мүмкін. Өсімдіктерге қоректену үшін макроэлементтер (көміртегі, оттегі, сутегі, азот, кальций, магний, калий, фосфор және т.б.) және микроэлементтер (йод, бром, марганец, молибден және басқалар) қажет.
Құнарлылықты сипаттайтын көрсеткіштер
Құнарлылыққа және өнімге тікелей әсер ететін негізгі агрохимиялық көрсеткіштер: топырақтың қышқылдығы (pH), қарашірік (гумус) мөлшері, сондай-ақ азот, фосфор және калий қорлары.
Қазақстанда қарашірік мөлшері сұр топырақтарда шамамен 1–3%, ал қара топырақтарда 6–8% болуы мүмкін. Калий көбіне жеткілікті, азот — орташа, фосфор — жиі тапшылықта, сондықтан азотты, фосфорлы және калийлі тыңайтқыштар қолданылады.
Топырақтың биологиялық қасиеттері
Топырақ түзілуінде өсімдіктермен қатар микроағзалар мен жануарлардың орны ерекше. Топырақтағы тірі ағзалар органикалық қалдықтарды ыдыратып, оларды өсімдік сіңіре алатын түрге дейін минералдандырады, сондай-ақ қарашірік түзілуіне қатысады.
Топырақ микрофлорасы
Аналық жыныстарда алғаш қоныстанатын тірі ағзалардың маңызды бөлігі — микроағзалар. Олар атмосфера азотын байланыстырып, ақуыз түзеді, органикалық қалдықтарды ыдыратады және қарашірік түзілуіне қатысады.
Құнарлы топырақтың 1 грамында микроағзалар саны миллионнан миллиардқа дейін жетуі мүмкін.
Негізгі топтар
- Бактериялар – ең кең таралған топ; гетеротрофты және автотрофты түрлері болады, аэробты және анаэробты формалары кездеседі.
- Актиномицеттер – шірінді заттар мен жасұнықты ыдыратады; бейтарап реакциялы, органикалық затқа бай топырақта жақсы дамиды.
- Саңырауқұлақтар – минералдандыру мен гумификацияға белсенді қатысады; кейбірі патоген болуы мүмкін, кейбірі симбиоз арқылы қоректенуді жақсартады.
- Балдырлар – жоғарғы қабатта таралған; фотосинтез арқылы оттегі бөледі.
- Қыналар – саңырауқұлақ пен балдырдың бірлестігі; бастапқы топырақ түзілуі мен биологиялық мүжілуге ықпал етеді.
Қорытынды ой
Топырақтың физикалық, физикалық-механикалық және физикалық-химиялық қасиеттерін дақыл өсіру технологиясын әзірлегенде және ауыспалы егісті жоспарлағанда ескеру қажет. Бұл қасиеттердің көпшілігі дұрыс агротехника арқылы белгілі бір деңгейде реттеледі: құрылымды жақсарту, қопсыту, өңдеу тереңдігін өзгерту, ылғал мен ауа режимін теңестіру — соның негізгі құралдары.
Ескерту
Берілген бастапқы мәтіннің соңғы бөлігі толық емес болып көрінеді (соңғы сөйлем аяқталмаған). Егер жалғасы бар болса, жіберсеңіз, мәтінді сол бөлімді де грамматикалық тұрғыдан түзетіп, осы құрылымға енгізіп беремін.