Топырақтың органикалық заттары
Топырақтың фазалары және олардың маңызы
Топырақ үш фазадан тұрады: қатты фаза, сұйық фаза (топырақ ерітіндісі) және газ фаза (топырақ ауасы). Бұл фазалар өзара тығыз байланыста болып, бір-біріне әсер етеді.
Топырақ ауасы
Топырақ ауасының атмосфера ауасынан айырмашылығы — көмірқышқыл газының (CO₂) көп, ал оттегінің (O₂) аз болуы.
- Атмосферадағы CO₂
- 0,03%
- Топырақтағы CO₂
- 0,3–1,0% (кейде 2–3% және одан да көп)
Оттегі жеткіліксіз болса, өсімдік тамырының өсуі мен тыныс алуы, сондай-ақ қоректік заттарды сіңіруі төмендейді. Ал топырақта ауа жеткілікті болған жағдайда микроағзалардың дамуы күшейіп, өсімдіктің өсуі мен қоректенуіне қолайлы орта қалыптасады.
Топырақ ерітіндісі
Топырақ ерітіндісі — топырақтың ең белсенді және қозғалғыш бөлігі. Мұнда әртүрлі химиялық процестер жүреді, әрі өсімдік қоректік заттарды (тұздарды) тікелей осы ерітіндіден сіңіреді.
- Топырақтың мүжілуі және минералдардың бұзылуы;
- Микроағзалардың органикалық заттарды ыдыратуы;
- Органикалық және минералды тыңайтқыш енгізу.
Әдетте суда еритін тұздар топырақта шамамен 0,05% болады. Ал олардың мөлшері 0,2%-дан асса, өсімдікке зиянды әсер етуі мүмкін.
Топырақтың қатты фазасы
Қатты фаза өсімдіктерге қажетті қоректік заттардың негізгі қорын жинақтайды. Ол минералдық материалдардан (қатты фазаның 90–99%-ы) және құнарлылықты арттыруда маңызды орын алатын органикалық бөліктерден тұрады.
Қатты фазаның элементтік құрамында оттегі басым, кремний айтарлықтай үлес алады; алюминий мен темірдің үлесі 10%-дан асады, ал қалған элементтер шамамен 7%-ды құрайды. Азот толықтай дерлік органикалық бөлікте кездеседі.
Минералдық бөлшектер және гранулометриялық құрам
Топырақтың минералдық бөлігі әртүрлі өлшемдегі минералдардан тұрады. Көлемі әртүрлі бөлшектер механикалық элементтер деп аталады. Барлық фракциялар негізінен төрт топқа біріктіріледі: ұсақ тасты бөлік, құм, шаң, лай.
Физикалық құм және физикалық саз
Ұсақ топырақ екі фракцияға бөлінеді: физикалық құм және физикалық саз. Ірі бөлшектер топырақ қаңқасын, ал ұсақ бөлшектер ұсақ топырақты құрайды.
Физикалық құм
Бөлшек өлшемі: > 0,001 мм
Физикалық саз
Бөлшек өлшемі: < 0,001 мм
Бөлшектер өлшемі бойынша фракциялар (мм)
| Фракция | Өлшемі (мм) |
|---|---|
| Тасты бөлік | > 3,00 |
| Ірі құм | 3,00–1,00 |
| Орташа құм | 1,00–0,25 |
| Майда құм | 0,25–0,05 |
| Ірі шаң | 0,05–0,01 |
| Орташа шаң | 0,01–0,005 |
| Майда шаң | 0,005–0,001 |
| Лай | < 0,001 |
Топырақ құрамындағы әртүрлі көлемдегі бөлшектердің салыстырмалы (пайыздық) мөлшері гранулометриялық құрам деп аталады. Р.А. Качинский жіктеуінде негізгі өлшем ретінде физикалық құм мен физикалық саздың пайыздық арақатынасы алынады.
Физикалық саз мөлшеріне қарай топырақ түрлері (далалық тип)
| Топырақ түрі | Физикалық саз, % |
|---|---|
| Құмды (бос, борпылдақ) | 0–5 |
| Құмды (байланысты) | 5–10 |
| Құмдауыт | 10–20 |
| Жеңіл балшықты | 20–30 |
| Орташа балшықты | 30–45 |
| Ауыр балшықты | 45–60 |
| Жеңіл сазбалшықты | 60–75 |
| Орташа сазбалшықты | 75–85 |
| Ауыр сазбалшықты | > 85 |
Топырақ құрылымы және агрегаттар
Өлшемі мен пішіні әртүрлі топырақ бөлшектеріне жабысып бірігетін түйіршіктер агрегаттар деп аталады. Агрегаттарға жіктелу қасиеті құрылымдылық деп аталады.
Құрылымды және құрылымсыз топырақ
- Құрылымды топырақта суға төзімді агрегаттар көп болады.
- Құрылымсыз топырақта механикалық элементтер бір-бірімен нашар байланысқан (құм, шаң тәрізді).
Табиғи топырақта жеке элементтер әдетте түйіршікке «желімденіп» жабысады; түйіршіктердің өлшемі миллиметрдің мыңнан бір бөлігінен бірнеше миллиметрге дейін өзгеруі мүмкін.
Құрылым түрлері және агрономиялық құндылығы
- Микроқұрылым
- Агрегаттар: < 0,25 мм
- Макроқұрылым
- Агрегаттар: 0,25–10,0 мм (ең маңыздысы)
- Мегақұрылым
- Агрегаттар: > 10,0 мм
Пішіні бойынша агрегаттар дән, жаңғақ, кесек, бағана тәрізді және басқа да түрлерге бөлінеді. Агрономиялық тұрғыдан жаңғақ тәрізді агрегаттар құнды саналады.
Құрылымды сақтаудың шарттары
Топырақта суға төзімді құрылымдардың түзілуі мен сақталуына ұсақ дисперсиялы бөлшектер (ұсақ шаң мен лай) ықпал етеді. Мықты тамыр жүйесі, тыңайтқыштар, микроағзалардың белсенділігі және топырақты ұтымды өңдеу топырақты бұзылудан және шаңданудан қорғайды.
Ал топырақты дұрыс өңдемеу, қайта-қайта тырмалау құрылымдық элементтерді бұзуы мүмкін. Сондықтан майда түйіршікті құрамды сақтау — агрономиялық тұрғыдан маңызды міндет.
Жеңіл және ауыр топырақ: су, қорек және өңдеу ерекшелігі
Жеңіл топырақ
Жеңіл топырақтарға құмды және құмдауыт топырақтар жатады. Олар суды жақсы сіңіреді, бірақ ылғалды ұзақ ұстай алмайды; көбіне құрылымсыз келеді және қарашірік пен қоректік элементтерге кедей.
Ауыр топырақ
Ауыр топырақтарға ауыр сазды және сазбалшықты топырақтар жатады. Олар суды нашар өткізеді, бірақ ылғалды ұзақ сақтайды. Мұндай топырақта қарашірік пен қоректік элементтер көбірек жиналып, құрылым түзуге қолайлы жағдай жасалады.
Кемшілігі — өңдеу қиынырақ: ылғал кезде жабысқақ болып, бір-бірімен байланысы берік болады.
Агрономиялық әсері
Топырақтың гранулометриялық құрамы оның жылу, ауа, ылғал және қоректену режимдеріне, сондай-ақ өңдеу құралдарының тозуына ықпал етеді. Гранулометриялық құрамы әртүрлі топырақта егіс жұмыстарын бастау мерзімі де әрқилы болуы мүмкін; бұл топырақтың физикалық «пісу» мерзіміне байланысты.
Нәтижесінде өңдеу сапасы, еңбек өнімділігі, жанар-жағармай шығыны, тыңайтқыш беру уақыты мен мөлшері өзгеріп отырады.
Топырақтың органикалық заттары және қарашірік (гумус)
Топырақтағы қарашіріктің негізгі көзі — өсімдіктердің, микроағзалардың, жәндіктердің органикалық қалдықтары, сондай-ақ енгізілген органикалық тыңайтқыштар мен ауылшаруашылық дақылдарының қалдықтары.
Органикалық бөліктің екі тобы
- 1 Өсімдік және жәндіктер қалдықтарынан пайда болған, шірінділенбеген органикалық заттар.
- 2 Ерекше табиғи жолмен шіріген органикалық заттар (қарашіріктік қосылыстар).
Шірінділенбеген қалдықтарға толық ыдырамаған немесе жартылай ыдыраған өсімдік қалдықтары (тамыр, жапырақ т.б.) және жәндіктер қалдықтары жатады. Олар салыстырмалы түрде тез минералданып, өсімдік оңай сіңіретін формаға айналады.
Қарашірік заттарының негізгі топтары
Гумин қышқылдары
Түсі қара; құрамында 52–63% көміртегі болады. Суда нашар ериді, бірақ әлсіз сілті ерітіндісінде ериді. Молекулалық массасы жоғары, қышқылдығы төмен.
Фульвоқышқылдар
Түсі сабанды-сарыдан қызғылтқа дейін өзгереді; құрамында 40–48% дейін оттегі, 4–6% сутегі және 2–6% азот болады. Суда, минералдық қышқылдарда және әлсіз сілтілерде жақсы ериді; қозғалғыш, қышқылдығы жоғары, молекулалық массасы төмен.
Гуминдер
Қышқылдарда, сілтілерде және органикалық еріткіштерде ерімейтін органикалық заттар тобы.
Гиматомеландық қышқылдар
Қарашіріктік қышқылдар тобына жатады; этанолда ериді.
Қарашіріктің құнарлылықтағы рөлі
Қарашірік — топырақ құнарлылығының негізгі көрсеткіштерінің бірі. Ол пайызбен, ал 1 гектардағы қоры тоннамен есептеледі: қара топырақта әдетте 6–8%, сұр топырақтарда 1–3%.
Қарашіріктік заттардың көп бөлігі минералдық бөліктермен әрекеттесіп, органоминералдық қосылыстар түзеді. Бұл қарашіріктің топырақта берік бекінуіне ықпал етеді.
- Топырақтың физикалық-механикалық қасиеттерін жақсартады;
- Қоректік элементтердің (N, P, K, Ca және микроэлементтер) көзі болады;
- Құрылымдық агрегаттардың түзілуіне материал береді;
- Газ алмасуды, су сіңіру қабілетін және микроағзалардың тіршілігін жақсартады;
- Заттарды сіңіріп, сақтай алады; баяу минералданып, қоректі біртіндеп береді.
Қарашірікті көбейтудің негізгі тәсілдері
- Органикалық тыңайтқыштарды жүйелі енгізу;
- Сидералды дақылдар мен көпжылдық шөптер егу;
- Қышқыл топырақтарды әктеу;
- Топырақты дұрыс өңдеу және мелиорациялық шараларды жүргізу.
Топырақ кескіні (профилі) және қабаттары
Топырақ құрылысы — топырақ кескінін құрайтын генетикалық қабаттардың үйлесімі. Әртүрлі топырақта бұл үйлесім өзгеше болады, бірақ көп жағдайда қабаттар төмендегідей орналасады.
A қабаты — шірік (гумустық) қабат
Органикалық заттарға бай, түсі қоңырқай болып келеді; күл заттары мен қарашірік осы қабатта жиналады. Қара топырақта ол қара, орманның сұр топырағында ашық сұрдан күңгірт сұрға дейін, ал қызыл-қоңыр топырақтарда қоңыр-сұр реңкті болады. Қабат A1, A2 сияқты қабатшаларға бөлінуі мүмкін.
B (N) қабаты — шайылу/өту қабаты
Аналық тау жынысына өтпелі қабат. Жоғарғы қабатпен салыстырғанда қарашірік аз, кейбір шала тотықтар мен минералды тұздар жиналуы мүмкін. Сыртқы белгілеріне қарай N1, N2 тәрізді жанама қабаттарға бөлінеді.
C қабаты — аналық тау жынысы
Топырақ түзілу процесі кезінде мүлде қозғалмаған немесе аз ғана өзгеріске ұшыраған аналық тау жынысы. Қабаттардың қалыңдығы әртүрлі болады, негізгі морфологиялық белгілері — түсі, құрылымы және құрылысы.
Топырақты жіктеу және Қазақстандағы топырақ аймақтары
Топырақ пайда болуына, түзілуіне, қасиеттері мен ерекше белгілеріне қарай жіктеледі. Қазіргі жіктеуде генетикалық ерекшеліктермен бірге кейбір агроөндірістік белгілер (мысалы, гранулометриялық құрамы, мәденилендіру дәрежесі) де ескеріледі. Топырақ типке, типшеге, туысқа, түрге және түршеге бөлінеді.
Қазақстан топырағының негізгі типтері
Қазақстанда кең таралған негізгі топырақ типтері: қара топырақ, қызыл-қоңыр, сұр және өзен аңғары топырақтары. Әр тип өз ішінде типшелерге жіктеледі (мысалы, оңтүстік қара топырақ — сілтіленген, кәдімгі және басқа түршелер).
Белдік және тік аймақтылық
Қазақстан аумағында топырақтардың таралуы белдік және тік аймақтылық заңдылықтарына сәйкес өзгереді.
Солтүстік
Негізінен қара топырақ аймағы: Солтүстік Қазақстан толық, Қостанайдың көп бөлігі, Ақмола мен Павлодардың солтүстік аудандары.
Орталыққа қарай ауысу
Қара топырақ қоңыр топырақтарға ауысады: Қостанайдың оңтүстігі, Ақтөбе, Ақмоланың басым бөлігі, Павлодар, Орталық және Шығыс Қазақстанның көптеген өңірлері.
Қоңыр топырақты аймақ
Батыс Қазақстан, Ақтөбе, Ақмола, Орталық және Шығыс Қазақстанның көпшілік бөлігі, сондай-ақ Атырау мен Қызылорданың солтүстік бөліктері.
Оңтүстік
Негізінен сұр-қоңыр топырақтар: Атырау, Маңғыстаудың көптеген бөлігі, Қызылорданың оңтүстігі, Оңтүстік Қазақстан мен Алматы облысының солтүстігі. Тау бөктерінде сұр топырақ кең таралған.
Қазақстанның оңтүстік және оңтүстік-шығысындағы Тянь-Шань мен Алтай тау жүйелерінде тік (вертикальды) топырақ аймақтылығы айқын байқалады.
Интераймақтық топырақтар
Қазақстанда интераймақтық топырақтар да кең таралған. Оларға сортаң, кебірлі, кермекті, сондай-ақ шалғынды топырақтар жатады.