97943

Ылғалды субтропикалық ормандардың қызыл және сары топырақтары және олардың пайда болу жағдайлары

Дипломная

География, геология и геодезия

Адам баласы ең алғаш жерді егіншілікке пайдалана бастағанда, топырақ туралы түсінік болмаған, топырақ жер деген ұғым ретінде қалыптасқан. Бұл жай түсінік бірнеше мыңдаған жылдар қажетке жараған, өйткені адамзаттың алдында соңғы жүзжылдықта туған проблемалар ол кезде жоқ еді.

Казахский

2015-10-26

651.33 KB

2 чел.

                       ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТІРЛІГІ

ҚАЗАҚ МЕМЛЕКЕТТІК ҚЫЗДАР ПЕДАГОГИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

Бейсеке Жұлдыз Шәріпбайқызы

ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС

Ылғалды субтропикалық ормандардың қызыл және сары топырақтары және олардың пайда болу жағдайлары

5В011600-«география» мамандығы

 

Алматы, 2015

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТІРЛІГІ

ҚАЗАҚ МЕМЛЕКЕТТІК ҚЫЗДАР ПЕДАГОГИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

Қорғауға жіберілді

«____»                   2015

«География» кафедрасының меңгерушісі

П.ғ.к , профессор м.а __________ К.Н.Мамирова

ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы: «Ылғалды субтропикалық ормандардың қызыл және сары топырақтары және олардың пайда болу жағдайлары»

5В011600-«география» мамандығы

Орындаған:                                                             Бейсеке Ж.Ш

Ғылыми жетекшісі:                                                   а/ш.ғ.к доцент. Ашимов Т.      

Алматы, 2015

                                        МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ...................................................................................................   3

     1.ТОПЫРАҚ ЖӘНЕ ОНЫҢ ПАЙДА БОЛУЫ

1.1.Топырақ туралы түсінік және оның зерттелу тарихы……………    3

1.2. Топырақтың түзілу факторлары………………………...………..     4

1.3.Топырақтың морфологиялық белгілері………………...………....    9

     2.ТОПЫРАҚТЫҢ ФИЗИКАЛЫҚ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ

           ҚАСИЕТТЕРІ………………………………………………………...    15

2.1. Топырақтың физикалық және механикалық қасиеттері...............    15

2.2. Топырақтың сулы қасиеттері………………………………..........    21

2.3. Ауа райының топыраққа тигізетін әсері………………….……...    29

2.4. Топырақтың химиялық қасиеттері………………………..............   33

2.5.Топырақтың органикалық бөлігі мен ондағы өсімдіктер.

жамылғысының топырақ түзуге әсері……………………...………...    41

      3.ЗЕРТТЕУ ЖҰМЫСЫНЫҢ АЙМАҒЫ…………………………......    51

3.1. Ылғалды субтропикалық зонаның ауа райы….…..……..……....     51

3.2. Жер бедері……………………………………………….....……...     52

3.3. Өсімдік жамылғысы…………………………………….....…........     53

3.4. Топырағы............................................................................................   54

ҚОРЫТЫНДЫ......................................................................................   60  ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР...........................................    62

КІРІСПЕ

Дипломдық жұмысқа жалпы сипаттама: Дипломдық жумыста  топырақ туралы түсінік және оның зерттелу тарихын, топырақтың түзілу факторларын, топырақтың морфологиялық белгілерін,топырақтың физикалық және химиялық қасиеттерін, топырақтың органикалық бөлігі мен ондағы өсімдіктер жамылғысының топырақ түзуге әсерін қарастыру.

Зерттеу жұмысының өзектілігі: Ылғалды субтропикалық ормандардың қызыл және сары топырағының пайда болуына  байланысты шаруашылық көздерін шоғырландыру.Сол топыраққа бейім өсімдік түрлерін өсіріп, топырақты су және жел эрозиясына ұшырап кетпеуін қарастыру.

Зерттеудің мақсаты : Ылғалды субтропикалық ормандардың қызыл және сары топырақ  жамылғыларының пайда болу жағдайларын сипаттап жазу.

Зерттеудің міндеті: Ылғалды субтропикалық ормандардың қызыл және сары топырақтарының пайда болуына әсер ететін қоршаған ортаның абиотикалық және биотикалық әсерлерін қарастыру.

Зерттеу нысаны: Ылғалды субтропикалық ормандардың қызыл және сары топырағының пайда болуына жағдай жасайтын абиотикалық және биотикалық жағдайларын анықтау.

Топырақтану ғылымының қалыптасуы орыстың аса дарынды табиғаттанушы ғалымы В.В.Докучаевтың (1846-1903) есімімен тығыз байланысты. В.В.Докучаевтан кейін оның еңбегін 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.

Адам баласы ең алғаш жерді егіншілікке пайдалана бастағанда, топырақ туралы түсінік болмаған, топырақ жер деген ұғым ретінде қалыптасқан. Бұл жай түсінік бірнеше мыңдаған жылдар қажетке жараған, өйткені адамзаттың алдында соңғы жүзжылдықта туған проблемалар ол кезде жоқ еді. Соңғы ғасырларда ашаршылықтың кейбір аймақтарда орын алуы, жердің жетіспеуі, эрозия, құрғақтану, топырақтардың құнарлылығының азаюы, т.б. Осы мәселелерді шешу үшін топыраққа назар аударыла басталды.

Топырақ планетарлық қабаттардың (литосфера, атмосфера, гидросфера) шекарасында жайғасып, солардың бір-бірінің арақатынасынан 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 туындысы бола тұрып, сол тіршіліктің өмір сүруінің де негізі. 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 қоректік 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 элементтердің топырақтың жоғары тамырлы қабатында шоғырлануы, құнарлы топырақтың түзілуі. Ал геологиялық үлкен заттар айналымы жер қойнауындағы және жер бетіндегі тау жыныстарының өзгеруі мен қозғалуын қамтиды. Құрылық пен теңіз арасындағы геологиялық үлкен зат айналымы нәтижесінде борпылдақ үгілу қабаты құралады, топырақтың түзілу процесінің негізі қаланады. Жер бетіндегі осы екі айналымның арасындағы байланыс топырақ арқылы өтеді.

Субтропикалық белдеудің терістік және оңтүстік жарты шарларында мұхиттың шығыс жағалауларына бейім орналасқан бірнеше қызыл, сары топырақтар таралған облыстар байқалады. Терістік Америкада бұл-Флорида мен оған шектеліп жатқан терістік жағындағы ойпаттардың және Аппалачтың оңтүстік бөлігіне орналасқан. Оңтүстік Шығыс Азияда – жағалай жазықтар, тау аралығындағы ойпаңдар мен аласа таулар да кездеседі. Оңтүстік Америкада қызыл және сары топырақтар,Уругвай бассейні жазықтарында орын тепкен. Бұл топырақтар Австралияның оңтүстік шығысында, Тасмания және Жаңа Зеландияның терістігінде кездеседі. Ал олардың батысында сары және қызыл топырақтар меридианалдық бағытта құрғақ топырақтармен алмасады. Ол топырақтар- қызғылт қара, құрғақ субтропикалық  ормандардың қоңыр,  субтропикалық далалардың қара, бұталы субтропиктердің сұр қоңыр және субтропикалық шөл даланың сұр топырақтары. Меридианалды топырақ зоналығы біршама тегіс Америка континентінің субтропикалық белдеуінде анық байқалады. Осыған ұқсас топырақ зоналық құрылымдары Қытайдың субтропикалық белдеуінің лесті жазығында орын алған. Оңтүстік жарты шарда Оңтүстік Американың субтропикалық белдеулерінде меридианалдық зоналықтың элементтері 30-40° ендікте, Атлантика жағалауынан ішкі құрлық жазықтарына қарай қызғылт-қара, қаратопырақ, сұр-қоңыр және сұртопырақтар бірін-бірі алмасады. Осыған ұқсас құрылымдары оңтүстік шығыс Австралияның субтропикалық белдеуінде де орын алған.

  1.  ТОПЫРАҚ ЖƏНЕ ОНЫҢ ПАЙДА БОЛУЫ

  1.  Топырақ туралы түсінік жəне оның зерттелу тарихы

 Топырақтанутопырақ жəне оның құрлымы,құрамы,қасиеттері жəнегеографиялық таралу заңдылықтары, түзілуі, табиғаттағы орны, экологиясы, тиімді пайдалану мен жақсарту жолдарын зерттейтін ғылым.

Топырақтану басқа ғылым салаларымен салыстырғанда əлі жас ғылым.Оның тарихы XІX ғасырдың 90-шы жылдарынан В. Доқучаевтің «Ресей қара топырағы» (1883 ж.) жəне П. Костычевтің «Ресейдің қара топырақты облыстары» (1886 ж.) атты ғылыми еңбектері жарық көргеннен басталады. Олар ғылымның кейбір түбегейлі заңдылықтарын ашқан. Кейінде ғылымның географиялық (Н. Сибирцев) жəне химиялық (В. Вернадский, П. Коссович) бағыттары XX ғасырдың бірінші он жылдығына дейін дамыған (1 кезең). Қазан төңкерісінен (1917 ж.) бастап, топырақтану ғылымы дамуында жемісті екінші кезеңбасталды.В.Лениннің қамқорлығы арқасында ғылымға қаражат бөлініп,оған кадрлар дайындала бастады. Еліміздің бай топырақ қоры жан-жақты зерттЕліп, картаға түсірілді, географиялық шолумен (К. Глинка, С. Неуструев,

А. Безсонов, Л. Прасодов, И. Герасимов т.б.) қатар агрономиялық, мелиорациялық, биологиялық жəне физика-химиялық зерттеулер дамыды (В. Вильямс, К. Гедройц, Б. Полынов, А. Соколовский, И. Антипов-Каратаев, Л. Розов, И. Тюрин, В.Ковда т.б.)- үлы Отан соғысына дейін топырақтану ғылымы КСРО топырақтарын географиялық, агрономиялық жəнс физика-химиялық зерттеуде, олардың күнарлылығын арттыруда, қышқыл жəне сортаң жəне кейбір топырақтарды жақсартуда зор табысқа жетті. Салалы жəне күрделі ғылыми басылымдар жарықа шықты. Соғыс жеңіспен аяқталды, бірақ жалпы агробиологияда, соның ішінде топырақтануда, тоқыраулы лысенколық үшінші кезеңбасталды-ғылымда жеке адамға табынушылық пен əкімшілік,ғылымдабұрмалаушылық, өтірікті шындық етіп көрсету дəуірі басталды [2]. Ғылымға алдамшылар келді - олардың мақсаты ғылымды дамыту емес, мансап пен дəрежеге жету болды. Ғылымның демократиялық принципі жойылды, ғалымдар, əкімдер (өкіметтің, ғалымның) белгілеген бағытында əрекеттеніп, солардың нұсқауларын дəлелдеуге қызмет етті; мысалы, егіншілік пен топырақтануды алсақ, даланы қорғау орман алқаптары мен шөптанапты ауыспалы егіс жүйесі (Сталиннің табиғатты жақсартудаға ңұлы жоспарың), дренажсыз суармалы егіншілік, жапа-тармағай ылғалды жерлерді құрғату, құрғақ аудандарды суландыру, егіншілікті химияландыру, тың жəне тыңайған жерлерді игеру т.б. бағыттар. Осындай күрделі саяси-əкімшілік шараларды іске асыру нəтижесінде еліміздің егіншілігі түгелдей күйзеліске үшырады, топырақтар деградацияға шалдықты - тозып (улану, қышқыл, сор тарту, тығыздану, ұшырылу, шайылу, батпақтану, бұталану т.б.), өнімділігі күрт төмендеп кетті, ең соңында халқымыз азық-түлік тапшылығына ұшырады [16].

1985 жылы көкек айынан бастап, елімізде халық шаруашылығын қайтақұру, əлеуметтік-экономикалық бетбұрыс басталды, демократиялық пен жариялылық қадам басты, ғылым дамуында жаңа төртінші кезең басталды. Мəскеудің мемлекеттік М. В. Ломоносов атындағы университет ғалымдарының теориялық басылымдары жарық көрді (Добровольский, Глазовская т.б.).Өндіріс салаларымен қатар, ғылымда да енді күрделі өзгеріс есік қағып тұрды. Келешекте түбегейлі зерттеулерді дана, əлемге аты əйгілі ғалымдар белгілеп, ұйымдастырып жүргізбек, салалы зерттеулер қоғам тілегінен тумақ, ел қажетіне қызмет атқармақ. Енді жеміс беретін ізденістер ғана қаржыланбақ, мыс, топырақ құнарлылығын арттыру [4].

Сонымен, топырақтану ғылымы аса күрделі жəне өтте қажетті ғылым. Халық санының күн сайын өсуіне байланысты топырақтану ғылымының маңыздылығы өте зор. Топырақтану ғылымы жалпы табиғаттану ғылымдарының қатарына қосыла тұрып, оның іргелі, қолданбалы ғалымдар ішінде жəне халық шаруашылығының басқа салаларында да алатын орны ерекше.

1.2 Топырақтың түзілу факторлары

Жер бетінің жамылғысы бастапқыда тығыз қатты тау жыныстарынан тұрды. Бұл тау жыныстары алғаш пайда бола бастасымен-ақ үздіксіз үгілу құблыстарына ұшырады. Қатты тау жынысының үстіне топырақ түзіле алмайды. Топырақтың түзілуі үшін, ең алдымен, қатты тау жыныстары борпылдақ жынысқа айналуы керек. Жер бетіндегі қатты тау жыныстары табиғат күштерінің ғасырлар бойы үздіксіз əсерінен бірте-бірте қирап, бұзылып, қопсыған жыныстарға айналды. Бұл құблысты үгілу деп атайды.Үгілу құблысы топырақтың түзілуіне жағдай жасайды.Тау жыныстарының үгілуінің физикалық,  химиялық жəне биологиялықтүрлері бар.

Физикалық жолмен үгілу деп тау жыныстарының химиялық құрамыөзгермей, тек əр түрлі механикалық бөлшектерге бөлінуін айтады. Физикалық үгілуге қатысатын күштер - температура, желдің күші, жауын-шашын, тасқын сулар мен көшпенді мұздар.

Химиялық үгілу –тау жыныстары құрамындағы əр түрлі тұздардыңнемесе басқа қосылыстардың суда, қышқыл мен сілтіде еруінен жəне ауадағы оттегімен тотығуынан пайда болатын құбылыс. Мұның нəтижесінде химиялық құрамы жағынан жаңадан минералдық заттар пайда болады. Бұл заттар өздерінің суда ерігіштік қасиетіне, өзіндік салмағына қарай əр жерлерге түрліше шөгеді. Физикалық жəне химиялық үрдістері қосарласа жүреді. Бұлардың өту жылдамдығы табиғи ортаның климат жағдайларына тікелей байланысты. Алайда, əр аймақтың климат жағдайларына қарай оның бір түрі екіншісіне қарағанда басым болады. Мысалы, ылғалы мол, күні жылы тропиктерде химиялық құбылысы белсендірек өтеді. Ал ауа райы аса суық тундра немесе күні аса ыстық, ылғалы өте аз шөлді аймақтарда физикалық үгілу құблыстары басымырақ жүреді.

Физикалық жəне химиялық үгілулердің нəтижесінде таулар бұзылып, шыңдар мүжіледі. Құм мен балшық суға жуылып-шайылып, су көшінің кемуіне жəне жер бедерінің ыңғайына қарай шөгеді [18]. Жел күшімен ауаға ұшады, шаңданады. Нөсерлетіп құйған жаңбырдан, соққан желден жердің беті өзгеріске түседі. Бұл ғасырлар бойы үздіксіз құблысты ештеңе де тоқтата алмайды. Ескі дəуірде тірі жəндіктер 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 құблысы – физикалық та, химиялық та емес,биологиялық құблыс.

Биологиялық үгілу нəтижесінде қатты тау жыныстарынан қопсыған,ылғал сіңіргіштік, су өткізгіштік қасиеті бар ұнтақталған жыныстар пайда болады. Осы қопсыған, ұнтақталған жыныстарға тірі организмдер қоныстана бастаған уақыттан бастап олардың денесіне керекті заттар өсімдіктер мен микроорганизмдердің таңдамалы сіңірулерінің нəтижесінде көлемді геологиялық айналымнан кіші биологиялық зат айналымына көшеді. Органикалық заттар суда нашар еритін болғандықтан, бұл заттардың қоры жыл сайын молая береді. Сонымен құрамында қоректік заттары жоқ тау жынысы тірі организмдер мекендегеннен кейін қоректік биофильді минералды жəне органикалық азотты заттардың қорына айналады. Басқаша айтқанда, құнарсыз тау жынысының орнына құнарлы топырақ пайда бола бастайды [16].

Үгілген тау жыныстарында өсімдіктердің өсе бастауы – топырақ түзілу құблысының бастамасы. Қопсыған тау жынысында өсімдіктердің мекендей бастауы жалпы физикалық, химиялық үгілулерді шапшандатып, топырақ түзілу құблысын тездетеді. Ең негізгісі өсімдіктер өсе бастағаннан кейін олар тау жыныстарынан көптеген биофильді элементерді өз денелеріне жинап, ал күн сəулесінің күшімен жапырақтары арқылы (фотосинтез) көптеген органикалық заттар түзіп, жер бетіне, өзінің тамырлары тараған қабатына, олардың қорларын жинайды. Ал органикалық заттар ыдырап, шіріп алғашқы топырақ шіріндісін – гумусты түзеді. Бұл құблыс – топырақ түзілуінің алғашқы шарты.

Топырақ түзілуге негізгі бес факторларына топырақ түзуші жыныс, климаты, жер бедері, жоғарғы жəне төменгі сатыдағы өсімдік пен жəндіктер, топырақтың геологиялық шағы жəне соңғы жылдары алтыншы фактор ретіндеантропогенді ықпал, яғни адамның əрекеті жатады.

Топырақ құралу процесінің негізі - жер бетіндегі тау жыныстарды өсімдіктер, жан-жануарлар жəне климаттың, бедері əртүрлі жерлерде, белгілі бір шақта, бірлесіп əсер етіп, өзгертуінде. Оны В. Доқучаевтың берген анықтамасынан-ақ білуге болады: «Əртүрлі тірі жəне жансыз организмдердің, судың жəне ауаның бірлескен салдарынан табиғи өзгеріліп шықан тау жыныстарының (мейлі қандай тау жынысы болмасын) беткі немесе сыртқы горизонтын топырақ деп атауымыз керек» [18].

Тау жынысын бірлесіп өзгертіп, топыраққа айналдырушы факторлар бес түрлі кешеннен (алғашқы тау жынысы,климат, өсімдіктер, бедер, шақ) тұрады. Аналық тау жынысының топырақ құраудағы рөлі екі жақты. Ең алдымен тау жынысының беткі қабаты топырақ құрушы дене болып саналады. Келешекте құралатын топырақтың қасиеттері сəл құрушы жынысының гранулометриялық, агрегеттық, минерологиялық жəне химиялық қүрамына байланысты болады. Ал гранулометриялық жəне агрегаттық қүрам топырақтан су ұстау, су өткізу, су сыйымдылық, жылу жəне ауа қасиеттерін, өсімдік тірішілік, су, ауа, қүрғақ құбылымын (режимін) анықтайды.

Жыныстың минералдық тегі топырақтың химиялық қүрамын, ондағы химиялық процестердің бағытын, керекті заттардың (N, P, K, Ca, т.б.) бастапқы мөлшерін анықтайды.

Топырақ құралу процесі жыныстың жоғарғы қабатында аяқталғанда жыныс, төсеніш болып, топырақ астында қалады. Бірақ ол топырақпен тығыз байланысты – екеуі газ, су, көректік заттар жəне жылу алмастырып түрады. Барлық жер бетіндегі бұзылуға шалдықан таулы жыныстар аналық топырақүраушы жыныстар (гранит, кварцит, құмтастар) үгінділер – элювиі қүрай береді. Ал тегіс жерлерде көбінесе аналық жыныстарды көп тараған борпылдақ шөгінді жыныстар қүрайды. Əр топырақ аймағына сəйкес жыныстар болады. Бұрынғы КСРО-дағы орман аймағының – басты топырақүраушы жыныстары сапасында мұз жəне мұз суларында шөгінділері, дала аймағында лөсті құмбалшықтар көп тараған, ал тропиктер мен субтропиктердің топырақтары кристалдық жəне метаморфтық (гранит, ферросиликаттары көп жыныстар, сланецтер) жыныстардың үгінділерінен қүралады [8].

Аса құнарлы, бағалы жыныстарға карбонатты лесты құмбалшықтар, су жайылмаларының аллювиялық шөгінділері, құнарсыз жыныстарға негізгі тау жыныстарының үгінділері мен кварцты құмдар жатады. Сор, сортаң топырақтарды құраушы тұзды жыныстарға құрамында ерітінді тұздарды көп болғандықтан, құнсыз, өндірістік маңызы жоқ жыныстар жатады.

Топырақ құралу процесінің негізі – құрлықтың жоғарғы қабатында мениралдық қосындылардан органикалық заттардың құралуы мен керісінше олардың қайтадан минералдануы болып табылады. Сондықтан топырақтың жаралуындағы басты жағдайы болып, биологиялық фактор (өсімдіктер менжан-жануарлар жəне микроорганизмдер топтары) есептеледі.

Өсімдіктердің топырақ құралу процесіне тигізетін əсері үлкен,жан-жақты,тікелей жəне жанамалы болады.

  1.  Өсімдіктер топырақтың жоғарғы қабатында шірінді заттардың жиналуына қатысып, оның қүнарлылығын арттырады;
  2.  Өсімдік қалдықтары топырақтағы микроорганизмдерге қорек болып,

    тіршілігіне жағдай туғызады;

  1.  Өсімдіктер тамырларынан əртүрлі қышқыл қосындыларды бөліп шығарып, топырақтағы өте нашар еритін минералдық заттардың бүзылуын үдетіп, топырақ қабатында жылжымалы қосындылардың жаралуына себептеді. Бұлар - өсімдіктердің топырақа тигізетін тікелей əсері.

Осымен қатар өсімдік топырақүралу процесіне жанамалы да əсер етеді. Мысалы, өсімдіктер тегінің əр тобы ауа райы өзгешіліктерінің (жауын-шашын, температура, жылу т.б.) бағытын анықтайды. Өсімдіктердің осы екі жақты əсері мен ықшам жандылардың бірлескен əсерінің арқасында топырақ қүралады. Осы жасыл жəне хлорофилсіз өсімдік топтарының табиғи бірлескен əсерлерін (комбинациясын) топырақтануда өсімдік формациялары дейді [11]. Академик В. Вильямс органикалық заттар жасайтын жоғарғы көк өсімдіктерді, оларға сəйкес, сəл жасалған органикалық заттарды бұзатын микрооранизмдерді төрт топтарға (формацияларға) бөлген.

Бұл өсімдіктер формациялары топырақкүралу процесінің дамуын əр жақты анықтайды. Қылқан жапырақты (бүрі) ағашты ормандарда, ылғалы мол жағдайда, саңырауқұлақтар қатысуымен, күлгін (шымды-күлгін) топырақтар қүралады. Шөп тектес өсімдіктер формациясыньң астында топырақтың шымды жəне далалық типтері пайда болады. Солтүстік шабындықтар астында - анаэробты бактериялардың қатысуымен шым-шабынды, ал далаларда аэробтардың қатысуымен - кара, қара қоңыр топырақтар жаралады.

Топырақа əсерін тигізетін жануарларды зерттеуде Ч. Дарвин (жауын құрты), М. Гиляров (төменгі сатыдағы жануарлар), Г. Высоцкий, Н. Димо (құрт-құмырсқалар) көп еңбек сіңірген. Топырақта өмір сүретін жəндіктер əрлі-берлі қозғалып, топырақты қопсытады да, оның қуысын көбейтіп, ауа, су сіңіру қабілетін арттырады. Топырақты өз денелерінен өткізіп, оның химиялық құрамын өзгертеді, микробиологиялық процестердің бағытын анықтайды, топырақ түйіртпектерін құрауға қатысады (жауын кұрттар). Кейбір құрттар мен насекомдар өсіп тұрған өсімдіктерге зиян келтіреді.

Климат өзінің элементтерімен топырақұралу процесінің бағытына жəне қарқынына əсер етеді. Метеорологиялық элементтердің (жағдайлардың) ішінде топырақұралуда басты рөлді жауын-шашын, температура жəне жел атқарады. Осы климат элементтерінің мөлшері мен олардың өзара септесулері б. КСРО территориясының əр жерінде əртүрлі.

Топырақ ылғалының сарқылмас көзі жəне топырақ құнарлылығының элементі -жауын-шашын. Топырақтың ылғалдылығын, оның режимін (құбылымын), жылдық жауын-шашынның жалпы саны емес, олардың жыл маусымдарындағы мөлшері мен қарқындылығын анықтайды. Жауын суларының бір бөлігі қүрлық бетінен буланатын болса, екінші бөлігі ылдиға қарай ағып кетеді. Тек үшінші бөлігі ғана топырақа сіңеді. Сəл топырақа сіңген су ылғал қорын жасай, оны өсімдіктер пайдаланады [2]. Топырақтану өткен су ондағы жылжымалы заттарды ерітіп жəне сілтісіздендіріп, топырақтағы химиялық процестерді бағыттайды. Ал топырақ үстімен ақан су оның бетінің органикалық жəне механикалық бөлшектерін жуып-шаяды да, эрозияға шалдықтырады.

Топырақа сіңген су мөлшері жалпы жауын-шашын мөлшерімен ғана анықталмайды. Топырақтағы ылғал қоры булануға, ауа температурасына, жер бетіндегі ағысқа да байланысты болады. Сондықтан жылдық жауын-шашын мөлшерін ауа температурасымен, жер бедерімен жəне топырақтың қасиеттерімен байланыстарын бағалаған жөн. Табиғи жағдайлар өзара шартты байланыста болады жəне өзара тəуелді келеді.

Ауаның температурасы топырақтағы физикалык, химиялық бүзылудың карқынына жəне биохимиялық процестердің шапшандығына тікелей əсер етеді. Сонымен бірге топырақтағы ылғал мөлшері, оның булануы да температураға байланысты.

Температура жоғарылаған сайын, топырақтағы барлық химиялық жəне биологиялық процестер үдеп, химиялық реакциялар тездетіледі, топырақтағы микроорганизмдердің белсенділігі артады.

Ал температура төмендесе, топырақтағы барлык, процестер бəсеңдеп, микроорганизмдер əрекеті сөніп, онан əрі қыс түсісімен топырақұралу процестері тоқтайды [7].

Желде топырақтың құралуына қатысады.Ол топырақтың əртүрлібөлшектерін ұшырып əкетеді немесе үшырып əкеледі. Жел көбінесе өсімдіктер жамылғысы мен қорғалмаған үстірттердегі борпылдақ жыныстарды ұшырады (дефляция немесе жел эрозиясы). Бір жерден жел ұшырған шаң, тозаң жəнеқұмды заттар басқа ойлы жерлерге жиналады.

Жел қарды да, сор жерлердің бетіндегі тұздарды да, ұшырып əкетеді. Қарды ұшырғанда жел арқылы топырақтағы ылғал қайта бөлінетін болса, тұздарды ұшырғанда басқа жерлер сортаңданады. Температура жоғары болса, жел ылғалдың булануын үдетеді жəне жалпы жылылық пен ылғалдылықтың реттеуші тетігі болып саналады. Далалық аймақта, топырақты көптіріп, егістікті құрғататын, зиянды аңызақ (ыстық) жел жиі соғады.

Жауын-шашын, температура жəне жел бірлесіп жалпы топырақтық су жəне жылулық құбылымын анықтайды. Солардың бірлескен нəтижесінде кейбір топырақтар жеткілікті, басқалары жеткіліксіз ылғалданып, кей жер жылынып, кей жер жылынбай, өсімдіктердің дамуына əртүрлі қолайсыз жағдайлар туады.

Территориялық жағынан климат макро (үлкен) жəне микро (кіші) болып бөлінеді. Макроклимат табиғи аймақтарға сəйкес белгілі тұрақты элементтерден құралады. Солтүстік-температурасы төмен, ылғалы көп климат аймағы болса, оңтүстік-жоғары температуралы, ылғалы аз қүрғақ аймақа жатады. Бірінші аймақта булану жауын-шашын мөлшерінен төмен болса,екінші аймақта булану жауын-шашын мөлшерінен 5-9 есе артық болады.

Микроклимат деп əр аймақтағы жергілікті (жер бедеріне, өсімдік жамылғысына т.б.) жағдайларға байланысты көлемі шағын жерде байқалатын температураның, ылғалдың жəне желдің өзгешіліктерін айтады. Мысалы, дала аймағында  көлемі кішкентай ойпаң жерлерде ылғал көбірек жиналып, топырақ жақсы ылғалданып, шабындық өсімдіктер жамылғысы пайда болады да, айнала дала реңінен ерекшеленіп түрады. Бүл жердің ылғалы жазда аса көп буланбай, тұрақты сақталады.

Жер бедері (рельеф) топырақ құраушы басты факторлардың бірі болып есептеледі. Рельеф деп құрлық беті құрылысының түрлері мен ерекшеліктерін айтады. Жер бедерінің негізгі екі түрі бар: макро (үлкен) жəне микро (кіші) рельеф.

Жалпы жер бедерінің ойлы-қырлы немесе тегіс жерінің көлемі үлкен (бірнеше жүз шақырымға созылған) болатын бөлігін макрорельеф дейді.

Микрорельеф деп көлемі шағын жер бөлігінің ойпаң немесе дөңес жерлерінің тіктік айырмашылығы бірнеше метрден аспайтын бедерін айтады.

Бұл екі рельеф түрінің арасында мезорельеф бар. Мүндай жер бедерінің ойпаттары мен дөңестері кезектесіп келеді, бірақ макрорельефтен айырмашылығы - құламалы беткейлері болмайды. Мезорельефке дөңесті дала, шағыл қүмдар, макрорельефке таулы, тегістік өлкелер, микрорельефке шұқанақтар мен төмпешіктер жатады.

Топырақ шағы - топырақтың жаратылуы мен эволюциялық даму кезеңінкөрсетеді.Топырақтың абсолюттік жəне салыстырмалы шақтарын бөледі. Уақыт факторына В. Доқучаев көп кеңіл бөліп, топырақ шағы деген түсінікті ілімге енгізіп, оны жер бетінің мұз немесе су астынан шықан мезгілінен бастап есептеген.

Бұл ілімді академик В. Вильямс дамытып, жоғарыда аталған топырақ шағының түрлерін бөлген. Абсолюттік топырақ шағын жер беті қаптаған мұздан босаған мезгілден есептейді.

1.3. Топырақтың морфологиялық белгілері

Топырақ кез келген табиғи денелер сияқты өзiнiң морфологиялық белгiлерi, химиялық құрамы жəне физикалық қасиеттерiмен сипатталынады, ол топырақ түзiлудiң нақтылы бiр көрiнiсi.

Топырақтың iшкi бейнесiнде жүрiп жатқан əртүрлi химиялық жəне биологиялық құбылымдар көптеген морфологиялық белгiлердi қалыптастырады. Академик К.Д.Глинканың айтуы бойынша топырақтың сыртқы белгiсi (морфологиясы) оның iшкi химия-биологиялық құбылымдарының көрiнiсi, соның нəтижесiнде олар дамып пайда болған. Бұл белгiлердi бiз көре аламыз, көру арқылы танысамыз, сондықтан оларды тiкелей бақылаймыз əрi жазамыз.

Топырақтың  морфологиялық белгiлерiн, топырақта тiк бағытта кескiн салу арқылы зерттейдi. Сонымен қатар табиғи немесе жасанды аршындылардан (жарлар, карьерлер, арналар) көруге болады [1].

Ең негiзгi кесiн салуға, əсiресе iрi масштабты карталарда, кескiн орнын дұрыс таңдап алу керек. Дұрыс таңдалмаған орын мекенде топырақ жамылғысын басқаша көрсетуi мүмкiн. Топырақ кескiнiн салатын орынды таңдау жəне оның сандық мөлшерi, түсiрiлiм масштабы мен жергiлiктi бедерге, өсімдік жамылғысына байланысты. Масштаб iрiленген сайын əрi жер бедерi күрделi болса, кескiн саны көбейедi, жəне керiсiнше, яғни майда масштабта жер бедерi тегiс болса онда азаяды.

Топырақ кескiнiн салу мақсатына байланысты үш түрлi болады: негiзгi кескiн, жартылай кескiн немесе бақылаушы жəне шұқыр.

Сурет 1. Топырақтың негізгі кескіні

Негiзгi кескiн жергiлiктi жердегi басым топырақтардың сипаттамасын жан-жақты анықтау жəне топырақ астын зерттеу үшiн салынады (Сурет 1). Əрбiр бедер элементі және аналық жыныстардың ауысуы негізгі кескінмен анықталады. Негізгі кескiннiң тереңдiгi топырақ типiне қарай əртүрлi. Мысалы: қара топырақта 2 м жəне одан көп, жайылмаларда - 1-1,5 м, яғни аналық жыныс толық аршылған тереңдiкке дейiн қазылады. Кескiн ұзынша төрт бұрыш ретiнде салынады. Енi 80-100 ұзындығы 150-250см. Қысқа бетiнiң бiрi тiк болуы керек, оған қарама-қарсы бетiнде, кескiнге түсiп шығу үшiн баспалдақты етiп жасайды. Топырақты кескiннiң ұзын жағына топырақ құнарлығы бұзбау үшiн беткi қабатын бiр астыңғы қабатын екiншi жағына лақтырады.

Негiзгi кескiннен морфологиялық белгiлерiн жазып бiткеннен кейiн химиялық талдаулар жасау үшiн топырақ үлгiсiн алады (Сурет 2).

Үлгi алудың екi түрі  бар: табиғи бiрiкпесi бұзылған жəне бiрiкпесi бұзылмаған – топырақ монолитi ретiнде. Бiрiншiсi химиялық талдауға, екiншiсi нақтылы көрсетуге, топырақ музейiне жəне су-физикалық қасиеттерiн зарттеуге қажет.

Үлгiлердi тектiк қабаттардан кейде, əрбiр 10 немесе 20 см сайын алады. Олардың əрқайсысының салмағы 0,5-1,0 кг болуы керек.

Жартылай кескiн   негiзгi кескiндегi анықталған топырақтың көлемiн анықтауға жəне қосымша топырақ тегi мен түрiн, яғни кебiрленген, тұзданған, гумус қабатының қалыңдығын ж.т.б. анықтағанда салынады. Мөлшерi –65-130 см, тереңдiгi 75-100 см.

Жартылай кескiн саны негiзгi кескiннен көп болады, оның сипаттамасы далалық журналда толық жазылады, бiрақ үлгi алынбайды.

Шұқыр топырақ нұсқасының шекрасын анықтағанда екi күрек бойы (40-50 см) қазылады.

Негiзгi кескiндi салған кезде оны картада белгiлеп, сонымен қатар оның геологиясы, бедерi, өсiмдiк жамылғысы, танаптардың жағдайы жазылады, суретке түсiредi жəне тағы басқа жұмыстар атқарылады.

Далалық жағдайда мына төменгi морфологиялық белгiлер:

Топырақ кескiнiнiң құрылымы, топырақ қабаттарының қалыңдығы, топырақ түсi, түйiртпектiлiгi, бiрiкпесi, гранулометриялық құрамы, ылғалдығы, жаңа жарандылары

Сурет 2. Карбонатты отстік қара         жəне кiрмелерi анықталады.

       Топырақты негізгі кескін көрінісі

Топырақ құрылымы – тектiк қабаттардың тiк бағытта белгiлi ретте ауысуы. Бұл қабаттар бiр-бiрiнен түсi, түйiртпектiлiгi, бiрiкпе, химиялық кейде гранулометриялық құрамдары бойынша ажыратылады. Топырақ құрылымы табиғи топырақ түзiлу жағдайына байланысты қалыптастады.

Топырақ кескiнi бiрнеше қабаттардан, əрбiр қабат өз кезегi бойынша қабатшалардан тұрады. Əр қабаттың өз атауы бар жəне арнайы əрiптермен (индекс) белгiленедi.

Негiзiнен мына төменгi тектiк қабатттарға бөледі: Аж – жыртылған, Ао-орман төсенiшi, Аш-шымды, А-гумусты-аккумулятивтi, А1 – гумусты -  элювиальды, А2-элювиальды, В-иллювиальды, ауыспалы, G-глейлi, С-аналық жыныс,Д-төсенiштi жыныс.

Жыртылған қабат (Аж). Бұл қабат топырақтың жоғары беттерiнен тұрады. Бұл қабатқа топырақ типi мен оның қалыңдығына байланысты А кейде

В қабаттада кiруi мүмкiн. Егер тың жер жыртылса, оған А0 қабатынан   кiредi. Орман төсенiшi (А0) жыртылмаған (тың жəне тыңайған) топырақтардың үстiңгi бетiнде жартылай ыдыраған органикалық зат қалдықтары минералдық бөлiктер мен қабаттасып жатады. Орманда ол орман төсенiшi (түскен жапырақ, қылқан, бұтақтар ж.т.б), ал шалғын мен далада шым (Аш) немесе өсiмдiк жамылғысы (түскен жапырақ пен собықтар) жəне де өсiмдiктердiң əртүрлi қалдықтарынан тұрады [13].

Гумусты-аккумулятивтi қабат (А).Бұл қабат топырақтың беткi бөлiгiнде қалыптасады. Мұнда ең көп деңгейде органикалық (гумус) жəне қоректiк заттар

шоғырланады, түсi басқа қабаттарға қарағанда күңгiрттеу. Гумусты  элювиальды қабат 1)-мұнда гумустың шоғырлануы менқатар минералдардың ыдырауы жəне ыдыраған заттардың жылжуы байқалады.Элювиальды қабат 2).Бұл қабаттан топырақ түзiлу үрдiсiнде кейбiр заттар төменгi қабаттарға кейде топырақ кескiнен де төмен шайылып кетедi. Соның салдарына қабатта балшықты минералдар мен бiржарым тотықтар мөлшерi азайып, керемнезем көбейедi.

Ауыспалы немесе иллювиальды қабат В. Ауыспалы – бұл жағдайда топырақ қабаттарында минералды алюмосиликат негiздерiнiң жылжуы байқалмайды (қара топырақ, қара қоңыр топырақ).

Иллювиальды қабат –жоғарғы қабаттардан немесе бүйiрлiағыстардыңшайылған заттар, осы қабатта бiртiндеп шоғырланады. Қандай заттардың шайылып шоғырлануына байланысты, бұл қабат аталуы мүмкiн: гумусты (Bh); тұнбалы (Вi); карбонатты (Bк), темiрлi (Bғe).

Глейлi қабат  (J) Гидроморфты топырақта дамиды.ұзақ уақыт жəнетұрақты ылғалданудың нəтижесiнде топырақта оттегiнiң жетiспеуiнiң салдарынан тотықтану үрдiсi жүредi, соның салдарынан темiр мен марганец қосындыларының жылжымалы алюминийдiң шала тотықтары дамып глейлi қабат қалыптасады [6]. Глейлi қабаттың күлгiндi-сұр түсi қошқыл-қоңыр дақтарымен кемкерiледi, бұл рең аэробты жəне анаэробты үрдiстердiң алма кезек ауысуының салдарынан дамиды. Жəне де темiр мен марганец жаңа жарандыларының қара немесе күнгiрт-қоңыр дақтарыда қалыптасады. Егер глейлi нышан басқа қабаттарда қалыптасса, онда олардың атауларына əрiптiк белгi жалғасады, мысалы А2g , В1g жəне т.б.

Аналық жыныс (С) Топырақ түзiлу үрдiсiқамтылмаған немесе əлсiз қамтылған жыныс.

Төсенiштi жыныс (Д) –бөлiнедi, егер топырақ қабаттары бiр жынысты дамып, оның астында басқа жыныс орналасқан жағдайда. Мысалы қара топырақ лөс жынысында дамып, ал лөстiң астында эллюви жатса, ол төсенiштi жыныс боп саналады.

Əрбiр қабаттың генезисi мен құрамының кейбiр ерекшелiктерiн нақтылы көрсету үшiн, негiзгi белгiлерiнiң астыңғы оң бөлiгiн кiшi əрiп таңбалары қойып жазады. Мысалы A2g, Bc,Bк ж.т.б., мұнда g-белгiсi глейленген с-жеңiл еритiн тұздар; к-карбонаттармен байытылған; г-гипс кедескен ж.т.б. жағдайын көрсетедi.

Тектiк қабаттардың қарым-қатынасы бойынша топырақ кескiнiн бiрнеше

типке топтастыруға болады.

Қарапайымды топырақ кескiнiнiң қалыптасуы бастапқы сатыда,яғнитопырақ түзiлу құбылымы жыныстың тек беткi қабатын қамтиды. Кескiн қабаттарға əлсiз бөлiнген, қалыңдығы бiрнеше сантиметрден артпайды.Толық дамымаған кескiн iрi-кристалды нығыздалған жыныста немесе тiк қапталда дамиды. Мұндай жағдайда дамыған топырақ кескiнiнiң қалыңдығы аз ондаған сантиметрдiқұрайды. Бiрақ тектiк қабаттары толық айқынданған. Қалыпты кескiн ең көп тараған,жазықтық жағдайда борпылдақ жыныста дамып толық жетiлген топырақ, топырақ түзiлу жағдайына байланысты тектiк

қабаттар толық дамыған [17].

Əлсiз дифференцияланған кескiн,оңай үгiлiмге белгiлi жыныстарда дамыған топырақтарға тəн. (кварцты құмды, байырғы фералиттi үгiлуқабығында). Тектiк қабаттар əлсiз байқалады. Бұзылған кескiн эрозиялы топырақтарға тəн,бұл топырақтардың беткi

Реликтi кескiн –күрделi,мұнда генезисi əртүрлi алдыңғы топырақ түзiлу сатысына сай көмiлген топырақ қабаттары немесе қабатшалары кездеседi.

Одан басқа кескiндер заттардың орналасу сипатына байланысты бөлiнедi жəне жүйеленедi. Мысалы, аккумулятивтi кескiн – заттардың беткi қабаты максимальды шоғырланғанда (гумусты-аккумулятивтi кескiн), элювиальды кескiн – кескiннен заттардың шайылып алынып кеткенiнде (шоғырланғанда); элювиальды-иллювиальды – кескiннiң жоғарғы бетiнде заттардың шайылып, ал оның ортаңғы бөлiгiнде жинақталғанда байқалады.

Түсi–топырақтың морфологиялық белгiлерiнiң iшiндегi ең айқын жəне көзге бiрден түсетiн нышан. Басқа белгiлер жəне қасиеттерi мен қатар топырақтың түсi оның қай типке жататындығын көрсететiн ең бiр басты көрсеткiш. Сондықтан көптеген топырақ аталуы оның түсiне байланысты берiлген. (қара топырақ, күлгiнденген жəне қызыл топарықтар).

Топырақтың түсi оның аймақтық ерекшелiгiн көрсетедi: əрбiр топырақтық-климаттық аймаққа тəн топырақтың түсi сəйкестенедi. Мысалы: тайгалы-орманды  аймақ  топырағының түсi-ақшылдау, құба реңде сұр; орманды-далалы аймақта-сұр жəне күнгiрт сұр; шалғынды далада-күнгiрт сұр жəне қара; құрғақ дала мен шөлейтте қара-қоңыр жəне қоңыр ж.т.б.

С.А.Захаров бойынша топырақтың түсiн анықтағанда мына үш топтың маңызы зор: 1)гумустың; 2)темiр қоспаларының; 3)кремний қышқылы, көмiрқышқылды əк жəне каолиннiң.

Гумустық заттар қара, күнгiрт-сұр жəне сұр реңдi бередi. Кейде қара түс басқа себепкерлерден болуы мүмкiн. Мысалы: батпақты топырақтардағы қара түс күкiрттi темiрге байланысты. Ең соңында қара түс аналық жынысқада байланысты болуы мүмкiн (Юра балшығы).

Термiрдiң тотықтары топыраққа қызыл, күлгiн жəне сарғыш түс бередi. Темiрдiң шала тотықтары топырақты жəне оның кейбiр қабаттарын көгiлдiр жəне сұр-көгiлдiр түске баяйды. Батпақты топырақтарда вивианит [Fe3(PO4)2-8H2O] кездеседi, ол жасыл-көк рең бередi. Кременезем (SiO2), көмiртектiкальций (CaCO3) жəне каолинит (H2Al2Si2O8.H2O) ақ немесе аққұба түстi бередi.

Кейбiр жағдайда гипс (CaSO4.2H2O) жəне жеңiл еритiн тұздарда (NaCI,Na2SO4жəне басқа) топыраққа ақшыл рең беруiмүмкiн.

Түске топырақтың түйiртпектiлiгi мен ылғалдығы əсер етедi. Кесектi, дəндi немесе сеңдi топырақтар шаңданған топырақтарға қарағанда күнгiрттеу көрiнедi. Ылғалды топырақ құрғақ топыраққа қарағанда қаралау сияқты. Далалық жағдайда таң ертең немесе кеште топырақ түсi күнгiрттенiп көрiнетiндiктен осы мезгiлдерде оның түсiн анықтаудың қажетi жоқ [16].

Топырақ түстiн бiр реңмен беру өте қиын, сондықтан оны боялу деңгейiн көрсетедi (мысалы ашық-қоңыр, күңгiрт-қоңыр), реңiн атайды (мысалы құбалау

сарғыштау реңде) немесе аралық реңiн бередi (қоңырқай-сұр, сұр-қоңыр). Жаңа Жарандылар деп–топырақ түзiлу үрдiсiкезiнде топырақтың қабаттарында əртүрлi органикалық жəне минералдық заттардың шоғырын айтады. Топырақта жүрiп жатқан физикалық, химиялық, биологиялық үрдiстердiң нəтижесiнде жəне-де топыраққа тiкелей өсiмдiктер мен байуанаттар əсерiнен бимиялық жəне биологиялық жаңа жарандылар пайда болады.Химиялық жаңа жарандылар өздерiнiң мүсiндерiбойынша мына төменгi топтарға бөлiнедi:

1) жарғақ жəне жабысынды-топырақ бетiнде немесе кескiн қабырғасында (мысалы; еритiн тұздар) пайда болатын жұқа қабыршық;

2) қабыршақ, жағынды, ағынды-топырақ бетi мен кескiн сынықтарында қауызданып пайда болатын қалыңдығы аз қабатша;

3) шырмаулар мен түтiкшелер-күрт пен өсiмдiк тамыр жолдарында жəне топырақ түтiкшелерi мен сынықтарында пайда болатын заттар;

4) конкрециялар мен бүршiктер-мүсiндегi домалақтау əртүрлi заттардың жиынтығы

5) қатпарлар-топырақтың жеке қабаттарында көп мөлшерде сiңiп түзiлген заттар.

Топырақтағы жаңа жарандылар арқылы оның генезисiне жəне агрономиялық қасиетiне сипаттама беруге болады. Мысалы, топырақтың жоғарғы қабаттарындағы күлгiнденген жəне датты қызғылт дақтардың пайда болуы, топырақтың батпақтану жағдайында пайда болғаны, ал суда ерiгiш тұздардың топырақ бетiнде кездесуi, оның сор топырақ екенiн көрсетедi.

Кiрмелер деп топырақ бойында кездесетiн бiрақ топырақ түзiлу үрдiсiне қатынасы жоқ минералды жəне органикалық заттарды айтады. Оған жататындар: əртүрлi деңгейде ыдырағын өсiмдiк бөлшектерi жəне тамырлары; қабыршақтар мен жануарлардың сүйектерi; тастар жəне басқа да тау жыныстарының кесектерi; қыш, таскөмiр, əйнек, сынған ыдыстар бөлшектерi, арбеологиялық қазбалар жəне т.б.

Топырақты зерттеген кезде, оның əрбiр тектiк қабаттардың морфологиялық белгiлерi бiртiндеп жазылады. Соның нəтижесiнде топырақ тiк кескiнiнiң толық сипаттамасы берiлiп, ол топырақтың атын, қай типке, типшеге, текке, түр, түршеге жататындығын жəне жуықтап пайда болуы мен агрономиялық қасиеттерiн анықтауға мүмкiндiк бередi.

  1.  ТОПЫРАҚТЫҢ ФИЗИКАЛЫҚ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ

2.1 Топырақтың физикалық жəне физика механикалық қасиеттері

Жалпы физикалық қасиеттері.Топырақтың жалпы физикалыққасиеттеріне түйіртпектілік, көлемдік жəне үлестік салмақ пен қуыстылық, функциялар физикалық қасиеттеріне су, ауа, жылу құбылымдары жəне физика-механикалық қасиеттеріне жабысқақтық, ісіну, шөгу, т.б. жатады. Олардың мөлшері құбылмалы, топырақтың қатты, сұйық, газды жəне тірі фазалар бөліктерінің құрамына, қарым-қатынасы мен өзгерісіне байланысты.

Физикалық қаситтердің топырақ құралу процесіне, құнарлылыққа жəне өсімдіктер дамуына тигізетін əсері зор. Топырақтың физикалық қасиеттері туралы ілім П. Костычев, В. Вильямс, А. Дояренко, Н. Качинский, И. Антипов-Каратаев, С. Астапов, А. Лебедев, П. Вершинин, Ф. Колясьева, А. Тюлин, А. Роде, С. Долгов, И. Ревут жəне т.б. ғалымдар еңбектерімен дамыған.

Жалпы физикалық қасиеттерге табиғи қалыптасқан топырақтың тығыздығымен қатты фазасының тығыздығы жəне қуыстылығы жағады.

Қатты фаза тығыздығы деп, топырақтың қатты фазалық массасы мен сəл көлемдегі (40С) су массасы салмақтарының арақатынасын айтады. Ол топырақтағы органикалық жəне минералдық бөлшектер құрамының қарым-қатынасымен анықталады. қатты фазалық органикалық заттар (органикалық қатты түсім, шымтезек, шала-шірінді) тығыздығы 0,2-0,5-тен 1,0-1,4-ке, ал минералдық қосындылар 2,1-2,5-нан 4,0-5,18 г/см3-ге дейін өзгереді [9].

Көп топырақтар минералдық қабаттарында қатты фаза тығыздығы 2,4-тен 2,65 г/см3-ге, ал шымтезек тығыздығы 1,4-тен 1,8 г/см3-ге дейін ауытқиды.

Табиғи қалыптасқан тығыздық деп, бір көлемдегі табиғи құрылымы бұзылмаған құрғақ топырақ салмағын айтады (г/см3). Бұл тығыздық топырақтың минералдық жəне гранулометриялық құрамына, түйіртпектілігі мен органикалық заттар мөлшеріне сəйкес өзгереді. Оған өңдеу əдістері мен топырақ үстімен қозғалатын техника да əсерін тигізеді. Əсіресе дөңгелекті ауыр тракторлар (К-700) топырақты қатты тығыздайды. Жыртылған топырақ борпылдақ болады да, бірақ уақыт өткеннен соң тепе-теңдік, яғни екінші жыртуға дейін өзгермейтін қалпына түседі [10]. Топырақтың жоғарғы қабаты органикалық заттарға бай жəне ол жақсы түйіртпектелген болса, қыртылғанда қопсылатындықтан аз болады. Тығыздық топырақтың газ алмасуына, онда өсімдік тамырлары дамуына жəне микробиологиялық процестер қырқындылығына тікелей əсерін тигізеді. Көп мəдени өсімдіктерге топырақтың

жоғарғы қабатының ең қолайлы тығыздығы – 1,0-1,2  г/см3.

Қуыстылық топырақтардың органикалық заттары мен механикалық құрамына, түйіртпектілігіне, ондағы жандылар (құрттар мен құрт-құмырсқаларға т.б.) əрекетіне жəне өңдеу тəсілдеріне байланысты қалыптасады. Ол топырақтағы механикалық элементтер жəне агрегаттар арасы мен ішіндегі бос орындар жиынтығы болып саналады. Қуыстардың жалпы қыл түтіктік жəне қыл түтіксіз түрлері ажыратылады, олар əдеттегіде су немесе ауамен толған. Қуыстарды еркін жəне берік су, сондай-ақ ауамен толған түрлері де бөлінеді.

Топырақтарда қыл түтіктерсіз ірі қуыстар су өткізу жəне ауа алмасуды қамтамасыз етсе, қыл түтікті қуыстар оның су ұстау қабілетін анықтайды, оның мөлшеріне өсімдікке қажет су қоры байланысты. Топырақтағы тұрақты су қорын толтыру үшін, жақсы ауа алмасулығымен (аэрация) қатар, жалпы қуыстылықтан қыл түтіктерсіз оның мөлшері 55-65 процент болғаны керек. Егер соңғы көрсеткіш 50 проценттен төмендесе, топырақта ауа алмасу нашарлайды да, анаэробты (оттегісіз) процестер дамиды. Агрономиялық тұрғыдан топырақта қыл түтіктік қуыстылықтың артқаны керек. Ондағы кеңістік сумен толып тұрады, қалған бөлігі (15 процент минералды, 30-40 проценті шымтезекті топырақтарда) – аэрация жолы.

Ылғал сыйымдылық-топырақтың белгілі бір мөлшерде суды сіңіріп, өз бойында ұстап тұру қабілетті. Ылғал мөлшері бойынша  оны танаптық , капиллярлық және толық ылғал сыйымдылық деп бөледі.

     Топырақтың гранулометриялық құрамына, құрылымына, құрылысына және тағы басқа жағдайларға байланысты оның ылғал сыйымдылығы әр түрлі болады. Мысалы, ол құмды топырақта 4-9%, құмдауыт топырақта 10-17% саздақ жерде 18-30%,ауыр топырақта 23-40% болады.

     Топырақтың капиллярлық қуыстарында ұсталған ылғал мөлшерін капиллярлық  ылғал сыйымдылық деп атайды.

    Топырақтың барлық қуыстарының сумен толған кездегі ылғал мөлшері толық ылғал сыйымдылығы болып табылады. Мұндай жағдай қар еріген кезде, қатты жаңбырдан және егістікті суарғаннан кейін байқалады. Толық ылғал сыйымдылық кезінде топырақтағы ауа атмосфераға ығыстырылып шығарылады, сондықтан оттегі азаяды да, топырақтың құнарлылығы кемиді және өсімдік өнімі төмендейді. Толық ылғал сыйымдылық топырақтың қуыстылығына байланысты.

    Ылғал көтергіштік - топырақтың менискілік күштің әсерінен өзінің капилляр түтіктері арқылы ылғалды төменгі қабаттан жоғарғы қабатқа көтеру қабілеті. Ол капилляр түтігінің диаметріне, құрылысына, құрылымына байланысты.  Капиллярдың диаметрі аз болған сайын, топырақтың бұл қасиеті күштірек (жоғары) болады. Ауыр құрылымсыз топыраққа қарағанда, жеңіл құрылымды топырақтың ылғал көтеру қабілеті аз болады.

     Топырақтың ауа қасиеттері. Өсімдіктер, жануарлар және микроағзалар тіршілігінде топырақ ауасы  маңызды рөл атқарады. Ол өсімдіктер үшін көмірқышқыл газының негізгі көзі,  фитосинтез жүру  үшін қажетті. Сонымен қатар, оттегіні өсімдіктердің тамыр жүйесі, микроағзалар және топырақта тіршілік ететін жәндіктер пайдаланады.

Топырақ ауасы деп оның қуысының судан бос жерлерін толтыратын газ қосылыстарын айтады. Топырақ ауасы құрамы жағынан атмосфера ауасынан көмірқышқыл газының көптігімен (0,5%-дан – 1,5%-ға дейін   ) және оттегінің аздығымен ерекшеленеді. Оттегінің жеткіліксіздігінен (3-9%) тұқымның өнімі баяулайды, тамыр жүйесінің дамуы нашарлайды, топырақтағы микроағзалардың тіршілігі үшін қажетті процестер тежеледі. Топырақтың әр түрлі типінде ауа мөлшері де әр түрлі болады. Ауа мен атмосфера арасында үнемі аэрация деп аталатын газ алмасу процесі жүріп жатады. Бұл топыраққа таза ауаның, яғни оттегінің келуі нәтижесінде өсімдіктің өсіп,  дамуына қолайлы жағдай туғызады.

     Топырақтың сапасы морфологиялық, генетикалық, химиялық және физикалық қасиеттеріне байланысты болады. Осы қасиеттерге сәйкес топырақтың сапасын анықтауға қажетті негізгі табиғи диагностикалық белгілерге мыналар жатады: қарашірік қабатының қуаты (қалыңдығы); қарашіріктің, тұнбаның және саз балшықтың проценттік мөлшері; топырақтың қарашірінділігі; топырақтағы қозғалмалы қоректік элементтердің (фосфордың және калцийдің) қоры (запасы); топырақтың механикалық құрамы, қышқылдығы және тағы басқалары.

Адамның жерді өңдеуінің нәтижесінде, топырақ құрғақта, ылғалды да құнарлы не құнарсыз да болуы мүмкін. Бірақ, қандай жағдайда да тегі әр түрлі минералды және органикалық бөлшектерден тұрады. Қабат-қабат болып жатқан бөлшектердің аралығында ауа, су және көптеген организмдер толы саңылаулар болады. Осы бөлшектердің үлкен-кішілігіне қарай ірі және ұсақ түйірлі топырақ деп бөлінеді. Ұсақ түйірлі топырақтар саңылаулығы ірі түйірлі топыраққа қарағанда жоғары болады. Егер ұсақ түйірлі топырақ саңылаулығы 85 пайызға жетсе, ірі түйірлі топырақ саңылаулығы 30 пайыздан кем.

Алдағы деректер, кесте де көрсетіліп тұрғандай, жалпы қуыстылықтың көлемі топырақтың жоғарғы қабатында орташа 50-55 проценттей, оның тереңдігі төмендеген сайын, қуыстылық азая береді. Құмбалшықты жəне балшықты топырақтарда бұл көрсеткіштер жоғары болады.

Механикалық тұрғыдан топырақ тасты, қиыршықты тастақты, құмдақ (80 пайызға астамы құм, 10 пайыз дейін сазы бар), құмдауыт (құмы 70 пайыздан астам, сазы 30 пайыз аз), ұсақ сазды (10-80 пайыз саз, қалғаны құм), саздақ, сазды, борлы, әкті (20 пайыздан астам әк), қара топырақ (20 пайыздан астамы гумус) және қара шірік (торф) болып бөлінеді.Механикалық бөлшектердің көлеміне қарай топырақтың бес түрін ажыратады: қиыршықты тастақты (3-1 мм),құмдақты (1-0,05мм), ірі шанды (0,05-0,1 мм), шанды (0,01-0,001 мм), қайырлы (<0,001 мм) топырақ. Ал механикалық құрамы бойынша топырақ: құмдақ, құмдауыт, саздау, сазды деп бөлінеді. Аталмыш құрылымы топырақтың табиғи құрылу процесінің және жерді пайдалану әсерінен пайда болады. Органикалық заттардың кейбір ыдырау өнімдері (мысалы, гумин және ульмин қышқылдары) кальциймен қосылыс түзіп, майда топырақ бөлшектері бір-бірімен жабысып, бірігіп ірі бөлшектер құрайды. Сондықтан топырақ құрылысы саңлаулы-түйіршікті, үйінділі, діңгекті, қатпарлы түрде болуы мүмкін. Топырақ құрылымының айырмашылығы оның сулы-физикалық және биологиялық режимдерін анықтайды.

Топырақ үш фазадан тұрады: қатты, сұйық немесе топырақ ерітіндісі және газ немесе топырақ ауасы. Олар бір-бірімен тығыз байланыста және әрекетте болады.

Топырақ ауасы атмосфера ауасымен салыстырғанда құрамында шамадан тыс көмірқышқыл газының көп және оттегінің аз болуымен ерекшеленеді. Атмосфера ауасында көмірқышқыл газы (СО2) 0,03% болса, ал топырақ ауасында  оның мөлшері 0,3-1,0%, кейде 2%-3% немесе одан да көп болады.

Оттегі жеткіліксіз жағдайда өсімдік тамырларының өсуі мен тыныс алу процесі, қоректік заттарды сіңіруі нашарлайды. Топырақта ауаның мол болуы оның микроағзаларының дамуына, өсімдіктің жақсы өсуі мен қоректенуіне қолайлы жағдай туғызады.

Топырақ ерітіндісі оның өте-мөте белсенді және қозғалғыш бөлігі болып табылады. Мұнда әр түрлі химиялық процестер жүреді және одан өсімдік тікелей қоректік заттарды (тұздарды) сіңіреді. Тұздың топырақ ерітіндісіне сіңу процесі топырақтың мүжілуі және минералдардың бұзылуы, микроағзалардың топырақта органикалық заттарды ыдыратуы, топыраққа органикалық және минералды тыңайтқыштар беру нәтижесінде іске асады. Әдетте, суда еритін тұздар топырақта шамамен 0,05 % болады. Олардың топырақ құрамында шамадан тыс көп мөлшерде (0,2%-дан аса) болуы өсімдікке зиянды әсер етеді.

Топырақтың қатты фазасында өсімдіктерге қажетті қоректік заттардың негізгі қоры бар.  Ол топырақтың қатты фазасының 90-99% -ын құрайтын материалдардан және топырақтың құнарлылығын арттыруда маңызды рөл атқаратын органикалық бөліктерден тұрады.Қатты фазаның жартысын  оттегі, 1/3 юөлігін кремний, ал 10% -дан астамын алюминий мен темір, тек 7%ын басқа элементтер құрайды. Азот түгелімен топырақтың органикалық бөлігінде болады.

Физикалық-механикалық қасиеттерге топырақтың иленгіштігі, созылғыштығы, жабысқақтығы, ісінуі, отыруы, байланыстылығы, қаттылығы жəне жыртуға қарсылық етуі жатады. Аталған топырақ бойындагы құбылыстар оның технологиялық қасиеттерін, яғни өңдеу əдістемесін, техникалық  агрегаттар жұмысын анықтайды.

Созылғыштық деп, топырақтық сыртқы күштер əсерінен бір тұтастығын жоғалтпай, көлемін өзгерту жəне əсерден кейін құрылымын қалпына келтіру кабілетін айтады. Бұл қабілет топырақтың лай фракциясына жəне ылғалдылығына тəуелді. құрғақ топырақта созылғыштық жоқ болады, артық ылғалды топырақ болмайды. Топырақтың ылғалдылығына қарай, мынандай созылғыштық константасын (шегін) анықтайды:

Созылғыштықтың жоғары ағу шегінде-салмақты ылғалды топыраққа стандартты конус (үшбұрыш) өз массасымен (76 г) 10 см тереңдікке енеді;

Созылғыштықтың төменгі илену шегінде-салмақты ылғалды топырақ үлгісін диаметрі 3 мм-лік үзілмейтін бауға иелеуге болады;

Созылғыштық саны деп, жоғарғы жəне төменгі созылғыштық көрсеткіштер арасындағы айырмашылықты айтады.

Ең жоғарғы созылғыштық сан (17-ден артық) балшық, жоғарғы - 7-17 құмбалшық, аз > 7-құмайт топырақта болады, ал құмда жалпы созылғыштық болмайды - ол 0-ге тең.

Лайлық түйірлер фракциясының (тобының) сапалы құрамы (түйірлері) созылғыштыққа тікелей əсерін тигізеді. SіО2 мен R2О3 арасалмағы аз болса, топырақ лайында созылғыштық артады: құрамында алмаспалы натрий катионы басым топырақтың созылғыштығы өседі де, кальций мен магний катиондарына

қанған жəне гумусы көп топырақтарда созылғыштық қасиет тіпті болмайды.

Жабысқақтық деп,ылғал топырақтың басқа денелерге жабысу қасиетін айтады. Ол топырақтың технологиялық қасиеттеріне теріс əсер етеді - ауылшаруашылық машиналар бөлшектеріне топырақ жабысып, топырақ өңдеуге жұмсалатын трактор куаты мен жанармай мөлшері артып, жұмыстар сапасы төмендейді.

Жабысқақтық топырақты металдан ажыратуға керек күшпен (г/см5) өлшенеді. Ол төменгі ылғалдылықта басталады да, ылғал мөлшері көбейген сайын өсіп, тиісті шекте төмен дейді. Жабыскақтық механикалық құрамға орай балшық топырақтарда күшейіп, құмда төмен дейді. Ол алмаспалы катиондар мен карашіріндіге байланысты өзгереді. Н. Качинский топырақтың шетінен артқан (>15 г/см3), өте (5-15), орташа (2-5) жабысқақтығын бөлген; бұл касиет пен агрономиялық маңызды күй топырақтың физикалық жетілуіне - ңпісуінең байланысты. Жыртуға жетілген топырақ жақсы қопарылып, агрегаттары жақсы бытырайды да, техникаға жабыспайды.

Топырақ  агрегаты құрылымының пішіні жағынан мынадай түрлерге бөлінеді: дән, жаңғақ, кесек, бағана және басқа тәріздес . Осылардың ішінде агрономиялық жағынан бағалысы-жаңғақ тәріздестері.

    Топырақтың су өткізбейтін құрылымдарының түзілуіне және сақталуына ондағы қсақ дисперсиялы бөлшектер (ұсақ шаң және лай) көмектеседі.    Өсімдіктердің мықты тамыр жүйесі, тыңайтқыштар, микроағзалар, топырақты үнемі өңдеу топырақты бұзылудан және шаңданудан сақтайды.

     Топырақты дұрыс өңдемеу, бірнеше қайта тырмалау оның құрамдық элементтерін бұзуы мүмкін. Сондықтан да майда түйіршікті құрамды сақтау агрономиялық маңызы бар шаралар болып табылады.

     Гранулометриялық құрамына байланысты топырақ жеңіл және ауыр деп бөлінеді. Жеңіл топырақ (құмды, құмдауыт)  суды жақсы сіңіреді, оның ылғалды ұстау мүмкіндігі аз, олар құрылымсыз, құрамында қарашірік, қоректік элементтер аз. ауыр топырақ (ауыр сазды, саз балшықты) суды нашар өткізеді, ылғалды ұзақ уақыт ұстап тұрады. Ауыр топырақта қоректік элементтер мен қарашірік мол жиналады, олар жақсы құрылым түзуге көмектеседі.

      Мұндай топырақты өңдеу қиын, өйткені ылғал күйінде ол иеленіп қалады, бір-бірімен байланысы берік, әрі жабысқақ келеді. Демек, топырақтың маңызды агрономиялық қасиеттері оның гранулометриялық құрамына, жылу, ауа, ылғал, қоректену режимдеріне, жерді өңдеу құралдарының жұмыс органдарының тозуына ықпал жасайды.  Гранулометриялық құрамы әр түрлі топырақта егіс жұмыстарын бастау мерзімі әр түрлі болуы мүмкін. Сонымен қатар ол топырақтың физикалық «пісу» мерзіміне де байланысты. Осыған орай өңдеу сапасы, еңбек өңімділігі, жанар-жағар май шығыны, тыңайтқыш беру мерзімі мен мөлшері әр түрлі болады.

Физикалық топырақтың механикалық құрамына, алмаспалы катиондар мен гумус мөлшеріне байланысты. Көктемде жыртуға алдымен құм жəне құмбалшық топырақтар жетіледі, сондай-ақ бірқалыптағы гранулометриялық құрамды жəне гумусы көп топырақтар бұрын ңпіседің. Физикалықтан басқа топырақтың биологиялық «пісуін» ажыратады, ол топырақтың тіршілікке қолайлы жылу жағдайын, яғни оның температурлық тəртібін сипаттайды. Бұндай жағдайда биологиялық процестер (кішіжандылар тіршілігі) жанданып жəне тұқым себу кезі келеді.

Тəуелсіз мемлекеттер достастығы (ТМД) территориясының Азия бөлігінде топырақтың биологиялық ңпісуің, физикалық күйіне карағанда, біраз кешіккені, ал Еуропа бөлігінің топырақтарында аталған жетілудің екі түрі бір мезгілде өтетіні байқалады.

Ісіну деп, ылғал топырақ массасы көлемінің ұлғаюын айтады.Бұл құбылыс топырақтың тым майда түйірлері ылғалды сорбциялауына (сорғыштығына) жəне алмаспалы  гидротациясына (су тартуына) тəуелді. Жоғары ісіну кристалдары кең торлы минералдарға-монтмориллонит пен вермикулитке, ең аз ісіну-каолинит тобындағы минералдарға тəн. Натрий катионы басым жəне органикалық коллоидтарға бай топырақта ісіну қабілеті жоғары болады. Сонымен, ең жоғары ісіну құрамында балшықты минералдары бар (монтмориллонит) жəне кебір (Nа* катионына қанған) топырақтарға тəн. Ісіну - топырақтың колайсыз қасиеті, ол топырақ агрегаттары ыдырауынан туады. Ісіну көрсеткіші топырақтың жалпы көлемінен шығарылған көлемдік салмақ (процент) пен сипатталады.

Шөгу-кепкен күйінде топырақ көлемінің азаюы.Бірақ та,ол ісінуге теріс байланысты құбылыс, яғни ылғал топырақтың ісіну кабілетін жоғарылататын болса, кепкенде оның отыруы да өседі. Отыру көрсеткіші топырақтың бастапқы көлемінен алынған процентпен белгіленеді. Топырақ отырса жарылып кетеді де, сондай-ақ топырақтағы ылғалдың булануы артады.

Топыраты байланыстлығы деп, массасын бытыратуға арналған сыртқыкүштерге қарсы тұру қабілетін айтады, оның көрсеткіші - кг/см2. Бұл құбылыс түйірлерді біріктіретін күшке байланысты жəне топырақтың механикалық, минералогиялық құрамына, түйіртпектшік күйіне, ылғалдану мен гумус мөлшеріне, сондай-ақ егіншілікте пайдалану ерекшеліктеріне сəйкес өзгереді. Жоғары байланыстылық қабілет балшықты, төменгі – құм топырақтарға тəн. Жоғары байланыстылық қасиет өсімдік солуына жақын ылғал мөлшерінде байқала бастайды, топырақтағы сіңірілген натрий да оны өсіреді, өйткені бұл катион топырақ түйіртпектерін ыдыратып, түйірлерінің беткі салыстырмалы аумағын арттырады, содан барып олардың бір-бірімен тұтасуы күшейеді. Топырақты түйіртпектілігі артқан сайын, оның байланыстылығы нашарлайды. Байланысқан топырақ массасын жыртқанда түйірлер байланысы үзіледі де, ол эрозияға шалдығады. Байланыстылығы күшті топырақты өңдеу қиынға түседі, яғни оған көп күш пен куат жұмсалады.

Салыстырмалы арсылы деп,топырақ қабатын қопаруға жəне оныңжұмысшы техникалық органдармен үйкелуге кететін күшті айтады. Топырақ қарсыластығы, яғни соқа көтеретін 1см2 топырақ кесегіне келетін кг-дық күшпен өлшенеді де, оның механикалық құрамына, физика-химиялық қасиетіне, ылғалдылық деңгейіне жəне агроөндірктік күйіне байланысты. Салыстырмалы қарсылық 0,2-1,2 кг/см2 арасында ауытқиды.

Топырақтын сипатталған физикалық жəне физика-механикалық қасиеттері арқылы оның құнарлылығы мен ауылшаруашылық дақылдарын өңдеу технологиясын бағалауға болады.

Топырақтың физикалық жəне физика-механикалық қасиеттерін реттеу өсімдіктер талабына сай өніп-өсуіне ең жоғары технологияны талдау үшін жоғарыда аталған қасиеттер параметріне баға бере, факторлар ролінде көрсету керек [3].

Егіншілікте топырақтың гранулометриялық жəне минералдық құрамы көп өзгермейтіндіктен, оның физикалық жəне физика-механикалық қасиеттерін реттеу үшін тиімді əдістерді талғап қолдану керек. Айталық, əр гранулометриялық құрамды топырақтарды жыртқанда ылғалдығын ескеру, ауыр топырақтардың астыңғы қабаттарын қопсыту жəне т.б. Топырақтың физикалық жəне физика-механикалық қасиеттеріне кешенді жағдайлар жан-жақты, яғни оның ылғалдылығы, түйіртпектілігі, қарашірінді мөлшері жəне алмаспалы катиондар құрамы, əсер етеді. Тиімді агрошараларға көп жылдық шөп пен сидераттар егу, жыртуды азайту, органикалық тыңайтқыш беру жəне т.б. жатады. Топырақтағы қарашірінді мөлшерін көбейту оның физикалық жəне физика-механикалық қасиеттерін жақсартуға жəне мəдениленуіне себептеседі.

Қышқыл топырақтарды əктеу, сілтілілерін ғаныштау, сіңірілген негіздер құрамын өзгерту арқылы олардың жалпы физикалық жəне физика-механикалық қасиеттерін жақсартады. Физикалық қасиеттер ішінде тығыздылықты, қуыстылықты, үлестік салмақты қалыптастыруда ауылшаруашылық, əсіресе ауыр техникасының топыраққа тигізетін əсері зор. Ауыр тракторлар (К-700) мен комбайындар тың өлкесі топырақтарын 50-80 см тереңдікке дейін тығыздайтыны анықталды. Сондықтан, машина-трактор паркін сараптауға қатал талап қою, яғни оның топырақ нығыздалуына əкелмейтініне, топырақтың физикалық жəне физика-механикалық қасиеттерін жақсартуға бағытталғаны қажет.

2.2. Топырақтың сулы қасиеттері

Су күйі.Топырақ көп фазалы (бөлекті) жəне дисперсті (бытыранды)жүйе болғандықтан, оған суды сіңіріп жəне ұстап түру қасиет тəн. Қай кезде болмасын, онда белгілі бір мөлшерде жəне күйде су болады. Құрғақ топырақты 1050С те кептіріп, процентпен анықталған су мөлшерін ылғалдылық дейді, оның қорын м3/га жəне мм-мен белгілейді.

Топыраққа су атмосфералық жауын-шашын, ыза суы, ауа буының қоюлану (конденсация) жəне қолдан беру (суару) жолдарымен келеді. Топырақтағы су-өсімдіктер мен жандылар тіршілігінің негізі. Өсімдіктер органикалық заттар түзуге суды əр мөлшерде қажет етеді. Бір мөлшердегі органикалық зат түзуге керек су көлемін транспирация («жіпсу») коэффициенті (ТК) деп атайды. Безенчук тəжірибе стансасының бақылаулары бойынша ауылшаруашылық дақылдарының ТК мынандай: бидай - 406, сулы - 430, тары - 266, арпа - 382, жүгері - 238 жəне жоңышқа - 586 тең, яғни өсімдіктер 1 г құрғақ органикалық зат құрау үшін 200-ден 600 г-ға дейін су жұмсайды. Транспирациялық коэффициент көп жағдайларға, яғни дақылдардың сортына, топырақтың өңдеу тəсілдеріне, су режиміне байланысты өзгереді. Сондықтан, қолайлы су режімін қалыптастыру - агротехниканың басты мақсаты [12].

Өсімдіктерді сумен қандыру,  тек топыраққа сіңген судың көлемімен өлшенбейді, ол топырақтың су құбылымына: су сіңірілуіне, өткізгіштігіне, суды ұстап қалуына, оны сақтауына жəне өсімдікті дер кезінде сумен қамтамасыз етуіне байланысты. Сондықтан бір климат жағдайында, біркелкі жыртылған, беті тегіс танап топырақтарындағы су мөлшері əртүрлі болуы мүмкін. Бір дəрежеде ылғалданған топырақтағы тиімді судың мөлшері оның граунлометриялық құрамына, қарашірінді мөлшеріне жəне басқа қасиеттерге байланысты өзгереді. Сондықтан, топырақтағы судың құбылымы тек жауын суының мөлшеріне емес, көп жағдайда, ондағы су күйіне байланысты. Өсімдіктерге қажет топырақтағы судың мөлшерін, ондағы су қарым-қатынасын жəне күйін білу керек. А. Лебедев, С, Долгов жəне А. Роденің зерттеулерінше су топыраққа үш-қатты (мұз), сұйық жəне бу күйінде болады. Олардың топырақпен байланысы бірдей емес.

Химиялық байланған су деп -ион күйінде,екіншілік балшықтыминералдар немесе металдардың сулы тотықтары құрамындағы конституциялық (қаңқалы) суды айтады. Мұндай суларды топырақты 150-3000 С-та қыздырғанда ғана болып шығаруға болады. Ал минералдар құрамында-кристалдар торындағыны кристалды су деп атайды, яғни ол минералдар құрамына жаралған көзінде кірген. Оны топырақты 105-3000С -та қыздырғанда кетіруге болады. Химиялық байланған су молекулалық күшпен ұсталатындықтан өсімдікке тиімсіз.

Су буы -топырақ бөлшектері мен түйірлері аралығындағы ауа құрамына кіреді. Əдеттегіде топырақ ауасы су буына қаныққан. Сондықтан, бұл ылғал күйі топырақтың жылы жерінен суық қабатына қарай жылжып барып, қоюланады-конденсацияланады, яғни бу суға айналады. Бұл құбылыс топырақ беті салқындаған кезде байқалады, мысалы, түнде шөлді аймақтың күз маусымында кұмдар бетінде бу коюланып, кескін бойы жоғарғыдан төмен жылжиды. Осылай конденсацияланған судың өсімдіктерге тиімділігі шамалы болса да, пайдасы бар.

Гигроскопиялық ылғал -топырақтың тым майда(дисперсті)түрлерібетінде ауадан ұсталып тұратын су молекулалары; топырақтың ондай суды сіңіру қабілетін гигроскопиялық дейді. Түйірлер беті жұқа су қабыршағымен оралған жəне молекулалық күшпен ұсталатындықтан ерекше қасиеті бар: тығыздығы жоғары (1,7) болғандықтан ол қатпайды жəне тұздарды ерітпейді. Бұл судың топырақта сіңірілуі заттар табиғатына, ауа температурасы мен ылғал мөлшеріне байланысты. Атмосфера су буына қаныққан жағдайда топырақ суды өзіне көп сіңіре алады да, ылғалдану дəрежесі максималды гигроскопиялыққа жетеді, оның мөлшерін максималды (ең үлкен) гигроскопиялық дейді.

Қабыршақты ылғал -топырақтың дисперсті түйірлері бетінде тарту күшімен қабыршақтанып ұсталып тұратын су, ол өсімдіктерге тиімсіз. Жалпы тиімсіз су мөлшері 1,5 максималды гигроскопиялыққа тең. Топырақтағы мұндай ылғал мөлшерінде өсімдіктер сола бастайды. Өсімдіктер тұрақты сола бастайтын топырақтағы судың мөлшерін жансыз қор деп атайды, себебі мұндай ылғалды өсімдік пайдалана алмайды. Жансыз деңгейден жоғары жиналған ылғал қорын өнімдік су деп атайды. Оның қоры — ауылшаруашылық дақылдары өнімді дамуының негізі.

Еркін (сұйық) су -топырақ түйіртпектері ішіндегі жəне араларындағы кеңістіктерді жайлайды. Бірінші орындағылары кылтүтікшелік, ал екіншілері бос кеңістіктегі гравитациялық (тартымды) суға жатады. Қыл түтікшелік ылғал топырақтың жіңішке қуыстарында сұйықтамшы күйінде жиналады. Мұндай сулар топырақта мениск (жиектік тарту) күші мен ер бағытта, көбінесе жоғары немесе төмен қарай жылжиды. Олар тар қылтүтікшелік тірелген жəне тар түтікшелік ілінген болып екіге бөлінеді. Қылтүтікшелік тірелген су ыза деңгейінен көтеріледі. Ол тарайтын топырақ қабатын қылтүтікшелік деңгейі деп атайды (капилярная кайма). Қылтүтікшелік тірелген су тараған қабат қалындығы топырақтың су көтеру қабілетіне байланысты болса, ілінген сумен қамтамасыз етуде аталған сулардың маңызы өте зор. Олардың ең тиімді түрлері жауын-шашын, суару жəне ыза суларымен қанады. Топырақ беті бүркелмесе, еркін сулар қылтүтікшелер арқылы буланып кетеді, сондықтан бұл құбылысты тиісті топырақ өңдеу тəсілдерімен тежеу керек.

Топырақтың ауа өткізгіштігінің және оның оттегімен баюының топырақта өтетін тотығу және оны адам мен жануарлар енгізетін органикалық лас затгардан босату тәрізді биохимиялық процестерге байланысты гигиеналық маңызы зор. Тағы топырақ түйірлі ірі және құрғақ болуға тиіс.Өйткені, ылғал және ұсақ түйірлі топырақ өте нашар желдетіледі. Сондықтан да онда өздігінен тазару процесі айтарлықтай жүрмейді.

   Топырақтың жылулық қасиеттері -топырақ негізінде күннен қызуы. Бұл процесс топырақтың жылу сыйымдылығына, жылу өткізгіштігіне және радиациялау қабілетіне көп байланысты болады.Сыртқы ауа температурасынан топырақ температурасының едәуір айырмашылығы бар. Тәулік және жыл бойында онша көп ауытқымайды және топырақ тереңдеген сайын бірте-бірте азая береді. Тереңдеген сайын топырақтың тәуліктік және жылдық ең жоғары температурасы ауа температурасынан едәуір төмен. Қыстыкүні топырақ температурасы ауа температурасынан жоғары, ал жаздыкүні керісінше салқын болады.

   Топырақтың жылу өткізгіштігі нашар болады. Әсіресе, борпылдақ, ұсақ түйірлі, ылғалды шірінді заттары көп, ақ шағыл, шөп өспейтін түсті топырақтар аз қызады. Ірі түйірлі, құрғақ, қоңыр түсті және шөп жақсы өсетін топырақтар, сондай-ақ тасты, тығыз топырақ нағыз жылу аккумуляторы болып табылатын таулы жер топырақтары жылуды тым-тәуір өткізеді. Борпылдақ топыраққа қарағанда тығыз топырақта жылу тереңге енеді. Топырақ саңылауларын толтыратын су сол саңылауларды толықтыратын ауаға қарағанда жылуды 21-26 есе көп өткізеді екен. Жылуды ылғал топырақтың оңай да терең өткізетіні сондықтан[2].

   Топырақ температурасының өте үлкен маңызы бар. Ол жергілікті жердің климатына, ал жергілікті климат-микроклиматқа әсер етеді. Топырақ температурасы ерекшеліктерінің өсімдік тіршілігі үшін маңызы зор. Олардың тамырлары қыстыгүні топырақтың жылы қабатында жатады да, суықтан сақталады. Ол, яғни топырақ температурасы сол топырақтың өзінде жүрілетін физико-химиялық және биологиялық процестеріне де әсер етеді.

Жануарлар, әсіресе олардың төлдері мен әлсіздерінің денсаулығы үшін күннің суығы, яғни үсік айтарлықтай қауіп төндіреді. Ол ауаның суық массасы келіп, жиналып тұрып қалатын ойпат жерлерде жиі байқалады. Суық, қатып қалған жемшөптің қаупі де ешнәрседен кем емес. Ол да жануарлардың ішін кептіреді, іш тастатады, тағы басқа жағдайларға ұрындырады. Топырақтың қатқақ болып келетін беті, әсіресе жер асты суының деңгейі өте жоғары болған жағдайда құрылыстың іргетасын бүлдіріп ғимаратқа зиян тигізеді. Сондай-ақ топырақ температурасына қарап суы қатып қалмас үшін канализация мен су құбырларын салу терендігі

анықталады.

Гравитациялық ылғал –барлық қылтүтікшелері суға толған топырақ,алодан əрі ылғалданған жағдайда түйіртпектер аралығына толған су. Ол топырақта салмақтың күшпен еркін, жоғарыдан төмен қозғалатын болғандықтан, гравитацтялық деп аталады. Төмен қарай аққан су топырақтың астыңғы қабаттарын ылғалдандырып, ыза деңгейіне жетуі мүмкін. Бұл су өсімдіктерге тиімді, бірақ топырақтағы барлық қуыстарды толтырып, ауаны ығыстырады да, анаэробты жағдай туғызады.

Топырақтың ылғал тартқыштық қасиеті. Топырақ түйірлерінің беткейі ауадағы су буын, яғни ылғалдылығьш тартатын әрі топырақ саңылауларында кептіретін қабілеті бар үлкен жазықтықты құрайды. Топырақ қаншалықты ұсақ түйірлі болса, оның ылғал тартқыштығы соншалықты жоғары болады. Сондай-ақ, топырақта шірінді және коллоидты заттар көп болса да және ауаның атмосфералық ылғалдылығы жоғары болса да өседі. Органикалық заттармен ластанған сазды топырақтың да ылғал тартқыштықтары жоғары келеді.Топырақтың коллоидты заттары суды өзіне ең көп сіңіреді. Фермалардың ластанбаған территориялары мен шаруашылықтардың жайылымдық учаскелерінің ірі түйірлі топырақтарының ылғал тартқыштығы өте аз.

Топырақтың булану қабілеті қаншалықты нашар болса, оның құрамындағы ылғал да соншалықты көп ұсталады. Сөйтіп, ол анағұрлым сызды болады. Мысалы, ұсақ түйірлі өсімдік аз шығатын, күн сәулесі нашарлау түсетін сұр(боз) топырақта ірі түйірлі топыраққа қарағанда ылғал тартқыш қабілетін арттыратын еріген тұздар болса, ауа ылғалды келсе, жауын-шашын және қар суы топырақты шайып жатса топырақ бетінде ылғалдың булану деңгейі төмендейді.

Сулық қасиеттер. Негізгі су қасиеттеріне топырақтың суөткізу, суұстау, су сыйымы жəне сукөтеру қабілеті жағады.

Сусиымына топырақтың суды сіңіріп,ұстап түру қабілеті жатады.Оның толық, далалық, қылтүтікшелік жəне гигроскопиялық түрлері бар.

Толы сусыйымы (ТСС )деп,топырақтың барлық қуыстары гравитациялықсуға толған кездегі ылғалдылықты айтады. Мұндай жағдайда топырақтың ауа алмастыру қабілеті (аэрация) бəсендеп, өсімдік тамырлары түншығады.

Далалы (кіші) сусыйымы (ДСС)деп,топырақтың гравитация суы төменағып кеткеннен кейінгі ұсталған (ілінген) судан құралған ылғалдылығын айтады Оның мөлшері топырақтың механикалық, минералдық жəне химиялық құрамына, көлемдік тығыздығына байланысты. Далалық, су сыйымдылықтың құм топырақтардағы мөлшері 3-5, құмбалшықты жəне балшықты топырақтарда 18-23 процентке тең, оның ең жоғары мөлшері (35 %)берік түйіртпекті құмбалшықты қара топырақтарда болады.

Сукөтеру деп,топырақтың қылтүтіктері арқылы ыза деңгейінен мениск күшімен сукөтеру қабілетін айтады. Судың топырақта көтерілу жылдамдығы мен биіктігін қылтүтікшелер диаметрі анықтайды, яғни қылтүтіктер диаметрі жіңішкерген сайын, олардың су көтеру қабілеті артады. Бұ құбылыс керісінше де білінеді. Мысалы, қылтүтікшелер мен су көтерілу құм топырақта 30-60 см болса, лёсті құмбалшықта 3-4 м-ге тең, ал балшықта 6-7 м-ге жетеді. Шаңды бытыранды топырақта, түйіртпекті топыраққа қарағанда, қылтүтікшелілік су көтеру қабілет жақсы жетілген.

Сусіңіру -топырақтың жоғары қабаттан төмен қарай су өткізу қабілеті.Су топыраққа үш ретті құбылыспен сіңеді: сіңу, ылғаддану, өту.

Сіңу мен ылғалдану деп,топырақтың бос кеңістіктерінің бірте-бірте суғатолуын айтады. Бұл топырақтың су сіңіру қабілетінің бірінші сатысы. Ылғалдану құбылысы топырақ, массасы толық (түйіртпектер іші мен аралығындағы кеңістік) суға толғанша жүреді. Өту деп, гравитациилық судың өз салмағы мен топырақ қуыстары арқылы төмен жылжуын айтады. Егер топырақ бірінші сағатта суды 15 см терендікке сіңірсе-жақсы, 5-тен 15 см-ге-орташа, ал 5 см-ге дейін ғана сіңірсе-аз сіңіретін болып саналады.

Булану деп,сұйық судың қызған топырақ бетінен буға айналу құбылысынайтады. Ол топырақтың гранулометриялық құрамына, түйіртпектілігіне, беткі жанды өсімдік жамылғысы, жансыз органикалық қалдықтармен бүркелуіне жəне құрлық бедеріне, ылғалдануына жəне климатқа байланысты өзгереді. Аса жоғары булану түйіртпексіз, түсі қара, кылтүтіктері ылғалға толған топырақта, ал аз мөлшердегі булану ірі дəнді, құмды жəне өсімдік жамылғысы бар топырақтар бетінде байқалады.

Агрономиялық тəжірибеде мынандай топырақ-гидрологиялық су константылары (тұрақты көрсеткіштер) қолданылады: максималды гигроскопиялық (МГ), солу ылғалдылығы (СЫ), қылтүтіктердегі үзілмелі ылғал (ҚҮЫ), кіші (дала) су сыйымдылық (ДСС), толық су сыйымдылық (ТСС).

Құрғақ топырақ деп аталғанымен, онда берік байланған, адсорбцияланған, өсімдік тамырларының сору күші жетпейтін су болады. Мұндай су диффузиялы күшпен жылжиды. Бұл өсімдіктерге тиімсіз.

Максималды адсорбциялық жəне қылтүтіктердегі үзілмелі ылғалдылық арасында (диапазонда) осал байланған қабыршақты су болады. Ол топырақта сорбциялық (тарту) күшпен ұсталады, сəл жылжымалы өсімдіктерге тиімсіз, ал СЫ мен ҚҮЫ арасыдағы судың өнімділігі аз, яғни оған қараған өсімдіктер нашар өніп-өседі. ҚҮЫ-ДСС арасындағы су қылтүтікшелерге толған судан тұрады; ұстап тұратын күш осал болғандықтан, оның өсімдікке тиімділігі жақсы, өнімділігі жоғары болады.

ДСС пен ТСС арасында гравитациялық су тұрады, ол өсімдікке өте тиімді, бірақ артық мөлшерде болғандықтан өнімділігі нашар қуыстылық азаюынан, тіпті оның жоғалуынан, топырақта ауа алмасу (аэрация) нашарлап, өсімдіктер өніп-өсуі төмендейді. Топырақ суға толық көктемде, қар еріген кезде немесе ұзақ суарудан соң қанады. Бірақ топырақ кескінінен гравитациялық су тез өтіп кететіндіктен, бұл сумен ылғалдану уакыты қысқа болады [1]. Толық су сыйымдылық пен кіші су сыйымдылықтың ара қашықтығын максималды суберу (МСБ) жүйесі деп атайды. Сонымен, өнімді ылғалдылық СЫ пен ДСС аралығында байқалғанымен, ең қолайлы, жоғары өнімді ылғалдылық ҚҮЫ мен ДСС арасында жатыр. Өнімді ылғалдылықтың төменгі деңгейі - СЫ, оның мөлшерін вегетациялық тəсілмен (өсімдіктер өсіру) жəне есептеу арқылы, яғни максималды гигроскопиялық (МГ х 1,5) арқылы шығарады. Ал жоғары өнімді ылғалдылықтың төменгі деңгейі - ҚҮЫ. Суару алдындағы топырақылғалдылығы ҚҮЫ-дан төмен   болмағаны керек,  яғни құмбалшықты,балшықты топырақтар үшін ол ДСС-тің 60-70 процентіне тең.

Судың  топырақтағы  құбылымы  (режимі)   жəне  оны  реттеу. Топырақтағы су құбылымын да білу керек,  ондағы су қорының кірісі мен шығысын су балансы, кірісі мен шығысының тепе-теңдігі дейді.

1-кесте. Топырақтың су балансы

Судың кірісі

Судың шығысы

1

Жауын суы

1

Өсімдік денесіне және заттарға ұсталған

2

Құрлық бетімен ағып келген су

2

Құрлық үстімен ағып кеткен су

3

Құрлық астымен ағып келген су

3

Құрлық астымен ағып кеткен су

4

Қар суы

4

Жел ұшырған қар

Топырақтарда су құбылымының бес типі қалыптасқан.

І. Тоңды тип - көп жыл тонданып жатқан топыраққа тəн. Тоңды аймақтарда жауын көбінесе қар түрінде жауады, жазда топырақтың беткі қабаты ғана ериді. Астыңғы тонды қабат су өткізбейтін болғандықтан, үстіңгі қабаттар суға толады да, топырақ батпақтануға шалдығады.

ІІ. Шайылмалы тип: Кылг1,3-тен жоғары. Топырақ кескіні сумен шайылған, ыза суларының ағыны болмаса, топырақ батпақтана бастайды. Мұндай судың құбылым типі ормандық күлгін, қызыл жəне сары топырақ типтеріне тəн. Су өткізгіштігі нашар, ыза деңгейі жоғары көтерілсе, топырақ жəне оны құраушы жыныстар батпақтана бастайды.

ІІІ. Кезеңді шайылмалы тип: Кылг1-ге тең. Бұл типте топырақ жыл сайын шайыла бермейді, ол тек ылғалды жылдарда шайылады. Мұндай су құбылымы сұр ормандық топырақтар мен солтүстік қара топырақты аймақтарда қалыптасқан.

VІ. Шайылмайтын тип: Кылг 1-0,7 тең. Жауын-шашын суы топырақтың текжоғары қабаттарына əсер етеді, ал ыза терең жатады. Мұндай типте күзге қарай топырақ аса кеуіп кетеді де, ондағы ылғал мөлшері өсімдік солуына дейін төмендейді. Бұл тип қара жəне қара қоңыр топырақты аймақтарда қалыптасқан. Жоғары жəне тұрақты өнімді тек суармалы егіншілікте алуға болады.

V. Жіпсінді тип: Кылг 0,7-ден төмен . Ыза деңгейі жақын орналасқан құрғақжəне шөлді дала аймақтарда қалыптасқан. Қылтүтікшелер арқылы ыза суы топырақ бетіне жетіп барып буланады. Егер ол тұзды болса, құрлық бетіне ылғал мен бірге жеңіл еритін тұздар да көтеріліп шоғырланады, сөйтіп топырақ сортандана бастайды.

Суармалы топырақтарда ирригациялық су құбылымы қалыптасады.Топырақ мол ылғалданса, оның кескіні ызаға дейін шайылуы, ал суару аралық мезгілі ұзаққа созылса, ыза суы топырақ бетіне көтерілуі мүмкін.

Егіншілік өнімділігін арттырудағы шаралардың бастысы - топырақтағы су құбылымын реттеу. Мəдени өсімдіктердің өніп-өнуіне лайықты жағдай туғызу үшін топыраққа түсетін судың мөлшері, транспирация мен физикалық булануға кеткен шығынды теңестіру, яғни ылғалдану коэффициент санын бірге көтеру керек. Нақтылы топырақ климаттық жағдайда су құбылымын реттеудің өз ерекшелігі бар. Мысалы, тұрақсыз ылғалданатын жəне ылғалға тапшы шөлді аймақтарда су құбылымын реттеудегі ең басты мақсат - топырақта жиналған ылғалды сақтай отырып, оны тиімді пайдалану. Топырақта ылғалды жинау əсілдерінің бірі-қыста қарды, көктемде - еріген суларды ұстау. Ол үшін ықтырмалы (кулистік) егіс аңызын (стерня), жасанды қар жолдары пайдаланады. Топырақ бетіндегі су ағысын азайту үшін сүдігерді (зябьты), беткейлерді көлденең жыртады, ауылшаруашылық дақылдарын жолақтап орналастырады, топырақты шұңғылдап өңдейді, тағы басқа тəсілдер қолданады. Топырақтағы су қорын молайтуда таза немесе қара (əсіресе егілген) сүрінің (пардың) маңызы зор. Мұндай сүрілерде өңделген топырақ қабатында ылғалқоры, басқа ауыспалы егіс танаптарына қарағанда, 1,5-2 есе артық.

 Топырақтың су режимдері. Егіншілік іс-әрекетіне су ережесін реттеу көп жағдайда танаптың құнарлылығын арттырудың негізгі тәсілі болып табылады. Ол топырақта жеткілікті мөлшерде ылғал қорын жинаудан, дақылды ең жоғары деңгйде ылғалмен жеткілікті мөлшерде қамтамасыз ету үшін оны сақтаудан және бүкіл өсу даму кезеңінде  тиімді жұмсаудан тұрады.Өсімдіктегі және топырақтағы барлық тіршілік процестері ылғалмен жеткілікті деңгейде қаныққанда ғана өте алады. Өсімдік жасушаларында 80-90% су болады.

     Тұтынылған судың тек 0,2% жуығы ғана органикалық заттарды қалыптастыруға жұмсалады, ал қалған су жапырақ арқылы буланып кетеді. Өсімдіктің суды буландыруын транспирация дейді. Ол ауаның температурасы мендымқылдығына, жел ережесіне, топырақтағы су мөлшеріне  және өсімдіктің биологиялық ерекшеліктеріне байланысты.  

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

      Транспирация шамасы өсімдіктің құрғақшылыққа төзімділігінің нақты көрсеткіші болып табылмайды. Қоршаған орта жағдайына байланысты бір өсімдіктің транспирациялық коэффициенті кең көлемде ауытқуы мүмкін. Өсімдіктің ылғалға деген талабы да оның әр түрлі даму кезеңінде бірдей болмайды. Өсуінің  және дамуының алғашқы кезеңінде, тамыр жүйесі әлі нашар дамығанда және жапырақ беті шамалы болғанда, өсімдік ылғалды аз тұтынады, бірақ топырақ ылғалының мол болғанын талап етеді.

      Одан әрі вегативтік массасы көбейген сайын ылғал қажеттілігі арта түседі де, ең жоғарғы шегіне өсу- даму кезеңінің белгілі бір кезеңінде келеді. Ылғалды ең жоғары мөлшерде тұтынатын кезеңді қиын-қыстау кезеңі деп атауға келісілген. Өсу-даму кезеңінің соңында, өсімдік жапырағының едәуір бөлігі солғанда, су пайдалану күрт төмендейді. Судың өсу-даму кезеңінде 1 га алаңнан транспирацияға және физикалық булануына шығындалуын су пайдалану жиынтығы (СЖ) дейді. Оны мм, тонна немесе м көрсетеді.

      Мәдени дақылдардың өсу-даму кезеңінде шығындайтын суының жалпы мөлшері, олардың қарқынды өсу кезеңінің ұзақтығына, ауа райына, агротехника деңгейіне және өнім деңгейіне  байланысты.  Өсімдік қиын-қыстау кезеңінде тәулігіне 6 мм дейін ылғал шығындай алады. Ауыл шаруашылығы өндірісінде өсу-даму кезеңінде шығындалған әр миллиметр ылғалдың өзін-өзі  ақтауының маңызы өте зор. Бір центнер немесе 1 тонна өнім қалыптастыруға шығындалған судың жалпы көлемін су пайдалану коэффициенті деп атайды. Ол белгілі бір шамада осы шаруашылықтың агротехника деңгейінің көрсеткіші бола алады. Өнімділік неғұрлым  төмен болса, бір өлшем өнімге соғұрлым көп су жұмсалады.

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

      Өсімдіктің сумен қамтамсыз етілуін бағалау үшін әр түрлі көрсеткіштер қоланылады. Костяков А.Н. (1933) су теңгерім коэфициентін  ұсынады. Ол белгілі бір уақытта топыраққа  келіп түсетін судың булану шамасына қатынасын сипаттайды. Егер коэффициент 1 –ден төмен болса, ылғалдану жеткіліксіз деп саналады. Өсімдіктердің басым бөлігі үшін топырақтағы ылғал қорын ең төмен су сыйымдылығының 60-80% ұстау керек.

Ылғалды сақтап жинауда озат агротехнологияны пайдаланған жөн: көктемде топырақ бетін қопсыту немесе тырмалап, ылғалды жабу арқылы топырақты физикалық буланудан, яғни ылғал шығынынан сақтауға болады. Тұқым себілгеннен соңыра топырақты дөңбекпен (каток) тығыздайды. Бұл тəсіл топырақтың қылтүтікшелері арқылы ылғалды төменнен жоғары көтеру мақсатымен жүргізіледі. Осылай сумен қамтамасыз етілген тұқым тез өнеді. Топырақтағы ылғалды үнемді жəне тиімді пайдалануға органикалық жəне минералдық тыңайтқыштар да себептеседі.

Шөл дала мен шөлді аймақтарда топырақтың су құбылымын жақсартудың басты жолы - суару, яғни егіске қолдан су беру. Əрине, оның мөлшері өсімдік сұранысына сай, ал тəсілі олбетте топырақты шайылу мен сортаңдаудан сақтайтындай болғаны керек.

 2.3. Ауа райының топыраққа тигізетін әсері

Топырақтағы ауа оның гзды фазасына (бөлігіне) жатады. Ол қатты жəне сұйық фазаларымен күрделі қарым-қатынаста болады. Топырақ атмосферамен үнемі ауа алмасатын болғандықтан, атмосфераның ауа құрамына ұқсас, тек оттегі, əсіресе, көміртегі мөлшері өзгеше.

Топырақ ауасында оттегі тапшы болса, өсімдік дəні мен тамыр дамуы нашарлап, микробиологиялық үрдістер мен органикалық заттар ыдырауы тежеледі жəне аэробтық (оттегімен) тіршілік ететін кішіжандылар əрекеті бəсеңдейді. Зерттелген мəліметтер бойынша топырақтағы ауа мөлшері бидай, сұлы дақылдары үшін - 10-15, арпа мен қант қызылшасы дақылдары үшін – 15-20 процент аумақ аралығында болғаны керек [7]. Топырақ ауасы құрамындағыоттегі көзі негізінен атмосфера болса, көмірқышқыл газы ауадан жəне өсімдік пен топырақтағы ірі – кішіжандылар тынысы, органикалық заттар ыдырауы мен тотығу процестері нəтижесінде пайда болады. Көмірқышқыл газының 1/3бөлігін орта есеппен өсімдік тамырлары шығарады.

Ауаның қасиеттері. Ауа қасиеттеріне топырақтың ауасиымы,ауа алмастыруы (аэрация) жəне ауаөткізуі жатады.

Ауа сиымы деп,топырақтың қуыстарында белгілі мөлшерде ауа ұстап тұруқабілетін айтады. Ауасиымы – түйіртпек аралық жəне капиллярлық болып екіге бөлінеді. Екеуінің қосынды көрсеткіші топырақтың жалпы ауасиымын сипаттайды. Жалпы ауасиым мөлшері құрғақ түйіртпекті жəне гранулометриялық құрамы жеңіл топырақтарда болады. Топырақты өңдегенде, қопсытқанда оның жалпы ауасиымы артады. Керісінше, гранулометриялық құрамы ауыр, түйіртпексіз, тығыз топырақтардың ауасиым көлемі төмен. Түйіртпек аралық ауасиым деп топырақтың түйіртпектер арасындағы қуыстарда шоғырланған ауа мөлшерін айтады. Топырақ атмосфера мен тұрақты газ алмасып тұрады.

Қылтүтіктік немесе капиллярлық ауасиым деп, топырақтың түйіртпектері ішіндегі қылтүтікшелеріне (капилляр) толған ауа мөлшерін айтады. Мұндағы ауа атмоферамен газ алмасу үрдісіне аз қатысады; бұл көрсеткіш көлемі жағынан капиллярлық сусиым мөлшеріне сəйкес.

Аэрация –ауа алмастыру,топырақтың жалпы ауасиымы мен көлемдікылғал мөлшерінің айырмасымен сипатталады (процент):

Топырақта ылғал мол болса, ауа алмасу құбылысы нашарлайды. Аэрация табиғи жағдайда жəне адам ісіне байланысты (жауын жəне суару сулары, топырақты өңдеу, қопсыту, құбырлар жүйесін салу т.б.) өзгермелі келеді. Ауа алмасудың негізгі жағдайларына (факторларына) диффузия, температура жəне атмосфералық қысым, ылғалдылық артуы, жел қуаты жатады. Осылай əсер етуінен топырақ пен атмосфера арасында ауа алмасу құбылысы жүреді – оны топырақтың «тынысы» деп атайды.

Газдар көлемі жылығанда ұлғайып, суығанда кішірейетіні мəлім. Күндіз күн жылығанда тоыпрақ қуыстарындағы ауа көлемі ұлғайып, топырақтан ығыстырылады да атмосфераға таралады, ал түнгі салқында газдар көлемі кішірейеді де, топырақтың бос кеңістіктері атмосфера ауасымен толады. Газдар молекулалары кеңістікте ыдырап, біркелкі таралуға тырысады, олардың бұндай қозғалысын диффузия дейді. Ол атмосфера мен топырақ ауасы түйіскен шекарада өтеді де, топырақ «тынысында» маңызды рөл атқарады. Жаңбыр суы топырақ қуыстарына толып, ондағы ауаны ығыстырады. Соңыра топырақтағы су төменгі қабаттарға сіңеді де, жғарға қабат қуыстары судан босап, атмосфера ауасымен толады. Атмосфера қысымы өскенде, топырақ қуыстарындағы ауа нығыздалады, ал қысым төмендегенде газдар топырақтан қайта атмосфераға ығыстырылады. Сипатталған факторлар əсерінен топырақ пен атмосфера арасында жүретін газ алмасу процесі болмаса, өсімдіктер өніп-өсуі мен кішіжандылар тіршілігі мүмкін болмс еді.

Ауа өткізу деп, нақтылы уақытта топырақтың өз денесінен ауа өткізуқабілетін айтады. Құрылымы түйіртпекті топырақтарда ауа өткізу қасиеті жоғары, ал тығыз қалыпты ауыр балшықтарда төмен болады. Газдар топырақтың қатты жəне сұйық фазаларымен əрекеттесіп сіңіріледі немесе еріп кетеді. Құрамында балшықты минералдар мен органикалық заттар мөлшері артқан сайын, топырақтың газдар сіңіру қабілеті де өседі. Температура төмендеген кезде, топырақ ылғалында газдар (əсіресе СО2) мөлшері артып, ондағы карбонаттардың еруі мен тотығу реакциясы үдейді. Керісінше, температура жоғарылаған сайын, топырақ ылғалында газдар еру күрт төмендеп, тотығу реакциясы бəсеңдейді, ал карбонаттар ерітінді күйінен тұнбаға шөгеді. Топырақ ылағалында газдар еруін атмосфералық қысым жоғарылауы да үдетеді, керісінше қысым төмендесе, газдың ерітіндісінен топырақ ауасына көшуі тездетіледі.

Топырақта ауа құбылымына орай тотығу-тотықсыздану үрдістері кең дамыған. Ауа құрамында оттегі басым жағдайда тотығу, ол тапшыланса тотықсыздану үрдісі артады. Тотығу үрдісіне оттегін алу(2KNO2+ O2=2RNO3), сутегін беру (2CH2COOHянтарь қышқылы = 2CHCOOH + H2фумарқышқылы), сондай-ақ сутегі мен оттегінің қатысуынсыз электрондар (е) беру (Fe2+ + e = Fe3+) жатады. Керісінше, өтетін үрдісті «тотықсыздану» категориясына (түсінігіне) жатқызады. Əдеттегіде тотығу – электрондарды беру, ал тотықсыздану –  оларды қосып алу деген түсініктер:

Ох ↔ Red

-e-

Топырақтың тотығу-тотықсыздану күйін санды сипаттау үшін оның потенциалын қолданады (ТТП). Сутегіне қатынас ТТП-ын Eh дейді, ол миливолтпен (мв) көрсетіледі. Қосылыстарды тотықсыздандыратын сутегі тапшы болуынан сілітілі топырақтардың (қоңыр, құба) Eh көрсеткіші жоғары, бірақ қышқыл топырақтарға қарағанда төменірек болады. Сондықтан сілтілі ортада тотықсыздану үрдісі Eh-тың төменгі көрсеткішінде басталады. Топырақтағы жағдайларға байланысты Eh деңгейі жыл бойы өзгеріп тұрады. Тіпті бір топырақтың тектік жиектері арасындағы Eh айырмашылығы 250-300 мв – ке жетеді. Ылғалдану жағдайына байланысты топырақтың Eh мөлшері маусымды өзгереді. И. Сердобольский 60 проценттік салыстырмалы топырақ ылғалдылығы жағдайында Eh мөлшерін (түйіртпектер іші мен сыртында) анықтап, агрегаттар ішінде, сыртына қарағанда, Eh төмен екенін тапқан, сөйтіп кезінде В.Вильямс жазғандай, түйіртпектер ішінде анаэробты (оттегісіз) жағдай болатынын дəлелдеген. Осыған байланысты топырақ жиектерінде, бір мезгілде əр дəрежеде тотыққан немесе тотықсызданған қосылыстар кездесуі мүмкін [9].

Топырақты өңдеу мен құбыр жүйесін (дренаж) салу шаралары Eh деңгейін жоғарылатады да, топырақты суару, нығыздау, шөп егіп шымдандыру жəне тыңайту, керісінше, ТТП-н төмендетеді. Мол ылғалды гидроморфты топырақтарда (батпақты, торфты) Eh көрсеткіші 200-100 мв-қа, тіпті аз мөлшерге төмендейді. Бұл жағдайда топырақта негізінен тотықсыздану процесі жүреді де, өсімдікке зиян қосылыстар түзіледі (H2S, CH4 т.б.). Eh көрсеткіші рН деңгейіне байланысты өзгереді. Мысалы, рН-тың бір интервалға көшуі Eh-ты 57-59 мв-қа өзгертеді. Осы байланыс негізінде Кларк ұсынған аэробтықиндексті (rH2) қолданады:rH2 = Eh + 2рН

Егер,rH227-ден асса топырақта тотығу үрдісі басым, одан кем болса, тотықсыздану үрдісі басым болғаны.

Тотығу-тотықсыздану жүйесінде реакциялардың белгілі-біркезектілігі байқалады. Eh-тың 200-300 мв деңгейінде NO3 →NO2– ге, N+5 →N+3– ке, 400 мв

(рН = 6,0) деңгейіндеMn4+→Mn2+ -ге айналады. Ehодан əрі төмендеген – 160 мв (рН = 7,0) немесе 220 мв-қа (рН = 6,0) жағдайда Fe3+→Fe2+-ге көшеді.

Күкірт қышқылы тұздарының сутекті күкірт түріне ыдырауы Eh-тың 10-15 мв аралығында жүреді.

Тотығу-тотықсыздану үрдістері қайтатын жəне қайтпайтын реакциялардан тұрады. Қайтпайтын реакцияларда əрекеттескен қосылыстардың кейбір элементтері газға айналып, атмосфераға тарайды, ал қайтатын реакцияларда элементтердің тек валенттілігі өзгереді. Енді сол реакцияларға тоқталайық:

I. Қайтатын реакцияFe3+→Fe2+жүйесінде темір тотығының (Fe3+) ерімталдығы өте төмен боладыда, топырақ ерітіндісінің ортасы (рН) 3-тен болған жағдайда білінеді. Тотықсызданған темір(Fe2+) қосындысы жеңіл ериді – рН жəне Eh көрсеткіштері төмендеген сайын, екі валентті темірқосындыларының ерімталдығы, яғни жылжымалылығы жоғарылайды. Темір қосындыларының жылжымалылығы ортаның реакциясына (рН) байланысты болғанымен, негізінен тотығу-тотықсыздану жағдайына сəйкес өзгереді. Мысалы, Eh 500-700 мв-қа көтерілсе, ортаның көрсеткіші (рН) төмендеуіне қарамай, екі валентті темір үш валентті түріне айналады. Содан пайда болған Fe(OH)3ерітіндіден тұнып, топырақ түйіртпектерінің бетіне шөгеді де, оларғақызғылт-сары өң береді.

Өсімдіктер темірдің тотықсызданған (Fe2+) жылжымалы түрімен қоректенетін болғандықтан, топырақта мезгіл-мезгіл тотықсыздану үрдісі жүргені керек.

Қоңыр жəне құба топырақтарда тотығу үрдісі басым болғандықтан, екі валентті темірFe3+-ке айналады да, оның жылжымалылығы (тиімділігі) төмендейді, содан барып, өсімдіктер хлорозға (сарғаю) шалдығады. Ылғалды тропиктер мен оған таяу аймақтардың қызыл, сары жəне орманды аймақтың шымды-күлгін, батпақты топырақтарындағы қышқыл орта жəне анаэробты жағдайында, темір қосындылары жылжымалы түріне (Fe2+) көшіп, жауыен суымен астыңғы қабаттарға шайылады [11]. Ал бұл топырақтардың жоғарғы қабаттарына (түйіртпектеріне) қызыл, сары түсі сұр, күл, көгілдір рең тартады. Жоғарыдан шайылған темір қосындылары топырақ кескінінің иллювийлі, орштейнді жəне латеритті қабаттарында шоғырланады.

Грунттық сулар деңгейі жақын жатқан гидроморфты аллювийлі шабындық жəне сортаңданған топырақтардың төменгі қабаттарында да темір қосындылары ортштейнді конкреция (кемпіртасты) құрады.

II. Топырақтың қайтатынMn4+→Mn2+жүйесіндегі ТТП-да темірге ұқсасөзгереді. Өсімдіктер марганецтің тотықсызданған Mn2+ түрімен қоректенеді. Ол топырақтың ерітіндісі мен сіңіру кешенінде осы түрінде кездеседі. Eh 500-600 мв-ке көтерілсе, марганец тотыққан төрт валентті (Mn4+) түріне көшеді де, ерітіндіден тұнып, топырақта шөгеді. Қара, қара-қоңыр жəне құба топырақтардың жоғары қабатында (ылғалды кезеңдерді санамағанда) тек тотығу процесі басым болады да, марганец төрт валентті түріне көшіп, өсімдіктер марганец тапшылығын тартып, хлороздан қиналуы мүмкін.Жайылма топырағының құнарлығы (В.Ковда пікірінше, 1973) тотықсыздану реакциялар туындысы – темір мен марганецтің жылжымалы қосындыларының көбеюіне байланысты.

III. ҚайтпайтынNO3→NO2→NO – Nреакциялар жүйесіне кішіжандыларқатысуымен жүретін нитрификация жəне денитрификация процестеріне, ортаның реакциясы жəне тотығу-тотықсыздану жағдайлары күшті əсер етеді.

Аса ылғал топырақта нитраттар төмен шайылуымен қатар, газды азот түріне көшіп, атмосфераға ұшып кетуінен, топырақта азот тапшылығы туады.

2.4. Топырақтың химиялық қасиеттері

Топырақтың химиялық құрамы негізінен аналық жыныстың химиялық құрамына байланысты.

Топырақтың қатты бөлігінің жартысына жуығы (49 пайыз) оттек үлесіне, үштен бірі кремний, 10 пайызы темір мен алюминий үлесіне, 7 пайызы басқа химиялық элементтердің үлесіне тиеді (Кесте-2).

Кесте-2.Топырақтың қатты фазасының элементтік құрамы (А.П.Виноградов)

Э л е м е н т

%

Э л е м е н т

%

Э л е м е н т

%

Оттек

49,0

Барий

0,05

Галий

10-3

Кремний

33,0

Стронций

0,03

Қалайы

10-3

Алюминий

7,10

Цирконий

0,03

Кобальт

8*10-4

Темір

3,70

Фтор

0,02

Торий

6*10-4

Көміртек

2,00

Хром

0,02

Мышьяк

5*10-4

Кальций

1,30

Хлор

0,01

Иод

5*10-4

Калий

1,30

Ванадий

0,01

Цезий

5*10-4

Натрий

0,60

Рубидий

6*10-3

Молибден

3*10-4

Магний

0,60

Мырыш

5*10-3

Уран

1*10-4

Сутек

0,50

Церий

5*10-3

Бериллий

10-4

Титан

0,46

Никель

4*10-3

Германий

10 -4

Азот

0,10

Литий

3*10-3

Кадмий

5*10-5

Фосфор

0,08

Мыс

2*10-3

Селен

1*10

Күкірт

0,08

Бор

1*10-3

Сынап

10

Марганец

0,08

Қорғасын

1*10-3

Радий

8*10

Жоғарыда аталған химиялық элементтердің барлығы топырақтың минералдық бөлігінде минералдық қосылыстар түрінде кездеседі. Көміртек, сутек, оттек, күкірт минералдық жəне органикалық, ал азот дерлік тұтас органикалық бөлігінде болады.

Топырақтың құрамына біріншілік жəне екіншілік минералдар күреді. Олардың химиялық құрамы жəне құрылымы толығымен топырақ түзілу жағдайларын айқындайды Топырақтың минералдық құрамының негізгі бұлағы литосфераның құрлық қабығы құрамындағы таулық жыныстар. Ал органикалық заттар топырақта өсімдіктер мен түрлі жəндіктер тіршілігі арқасында құралады. Айтылған минералдық жəне органикалық заттардың өзара байланысы арқасында өте күрделі қоспалар жаралады.

Топырақта минералдық құрам 80-90 %-ға жетсе, органикалық құрам 10 %-тей ғана. Қазір топырақ құрамында көптеген белгілі химиялық элементтер бар.

Американ геологі Ф. Кларк атымен (1889) топырақ-литосфера құрамындағы элементтер мөлшерінің орташа көрсеткіші кларк деп аталған.

Химиялық элементтер мөлшеріне қарағанда, литосфера массасының тең жартысына дейіні оттегінен тұрады екен (47,2 проц.), төрт бөлшектің бірі кремнийге келеді - 27,6, олардан кейін алюминий (8,8), темір (5,1) кальций, натрий, калий мен магний тұр (2-ден 3 процентке дейін əр қайсысы).Аталған 8 элементтер үлесі 99 проц. болса, қалған элементтерге, атап айтқанда, өсімдікке ең қажет көміртегі, азот, күкірт, фосфорға жүздің оннан бір бөлігіндей процент келеді. Ең аз мөлшерде микроэлементтер кіреді.

Топырақтың химиялық құрамы негізінен таулық жыныстар құрамына байланысты жəне оған литосферадағы түрлі химиялық элементтер кіреді. Литосфера мен топырақ құрамындағы элементтер санында ең бірінші орында оттегі тұр, екінші болып - кремний, одан соң - алюминий, темір жəне тағы басқалар орналасқан, тек топырақта көміртегі 20, азот он есе көп мөлшерде шоғырланған. Бұл элементтердің топырақтарда көп жиналуы түрлі өсімдіктер мен жəндіктердің тіршілітінен болған. Мысалы, А. Виноградов айтуынша, өсімдіктер жəне жəндіктер қалдығанда көміртегі 18, азот 0,3% (тірі зат есебімен) мөлшерде болады.

Топырақ құрамындағы оттегі, кремний, алюминий, темір, кальций, магний, натрий, калий жəне басқа элементтер мөлшері литосфераға қарағанда көбірек болуы аналық тау жыныстардың бұзылуына жəне топыраққұралу жағдайлары мен ондағы процестер құбылысына байланысты.

Түрлі химиялық элементтер мен олардың тотықтарының мөлшерлі саны, абсолюттік (толық) жəне салыстырмалы өзгеріске сəйкес, азаюы немесе көбеюі мүмкін [5].

Шөгінді жыныстарда үлбір кремнийдің санды мөлшері магмалық жынысқа қарағанда, көбірек, ал көлемдік мөлшерін алса-негізінен топыраққұраушы жыныстың тегіне жəне оның механикалық құрамына байланысты өзгереді. Кремний тотығы санды мөлшерінің кебеюі бұзылу құбылысына, əсіресе, қопсындылардың кварцпен толықтырылуына жəне олардың бұзылудан өткенде қайта жиналған ірілі-уақты қатты заттар іріктелуіне байланысты. Жыныстардың кварцпен баюы, минералдардың бұзыла өзгеруімен қатар, кварцтық кремнийден үлбір құбылыс арқылы пайда болған екіншілік кварц шоғырының нəтижесі.

Құмды жыныстар құрамында үлбір кремний 90 проценттен астам болса, құмбалшық пен балшықты жыныстарда оның мөлшері 50-70% төмендейді, ал АІ2О3 мен Fе2О3 жəне басқа тотықтар үлесі керісінше түседі. Қопсынды жыныстарда байланған үлбір кремний магмалық жыныстарға қарағанда, аздау, өйткені оның кей бөлшектері шайылуға бейім, керісінше аз шайылмалы АІ мен Fе-дің 1,5 тотықтары қопсынды жыныстарда сақталып калады.

Міне осындай заттардың заңдылық өзгерістерін химиялық талдау арқылы біледі. Байланған үлбір кремнийдің азаюымен алюминий, темір 1,5 тотықтарының көбею есебін – S іO2:AІ2O3(арақатынасын), не болмаса SіO:R2O3 молярлы қатынасын салыстарып айыруға болады. Бұл айырмашылық жыныстар мен топырақтың тозаңды бөлшектері тобында байқалады. SіO:R2O3- тің арақатынасын топырақтың бұзылу қабығындағы темірдің абсолюттік немесе салыстырмалы мөлшерде жиналуы арқылы айырады.

С. Зонн (1969) жыныстар мен топырақтың бұзылу қабығы мөлшерін айыру үшін тозаңды топта мынадай молярлы қатынас (SіO:R2O3) ұсынған:

1. Аллитті қатынаста — S іO:R2O3 = 2,5-нан кем. Тозаң мен бұзылуқабатындағы тотықтар қатанасына қарай, бұл қатынас өз алдына аллитті (AІ2O3> Fе2О3-тым басым), фераллитті (AІ2O3> Fе2О3 - сөл басым), жəнеферритті (Fе2О3>SіO2 жəне AІ2O3) болып бөлінеді.

2. Сиаллитті қатынаста – S іO2:R2O3 = 2,5-нан астам. Бұл катынас сиаллиттіжəне феррасиаллиттіге бөлінеді, соңғыға SіO2:R2O3-нің төменгі қатынасы тəн.

Бұзылу құбылысынан қалған заттар ішінде ең жеңіл шайылатындарға кəдімті қарапайым тұздар жатады. Олардың еру қасиеті валенттілігі төмен элементтерде жоғары болады, сондықтан қопсынды жыныстар мен топырақта негіздер қашанда литосферадан гөрі аздау. Қопсынды жыныстар құрамында негізгі элементтер ылғалды климатта аз, құрғақ жағдайда көбірек болады. Топыраққұраушы жыныстарды құрамындағы сілтілі жəне жерсілтілі негіздер мөлшеріне қарай тұзды, карбонатты жəне сілтісізденген түрлерге айырады.

И. Антипов-Каратаев (1958) сілтісізденген жыныстарда кальций, магний, натрий жəне калий тотықтарының мөлшері 1-3 проценттен аспайтынын дəлелдеген, ал карбонатты жыныстар құрамында СаСОз 15-20 процентке жетеді. Топырақкұраушы жыныстардың химиялық. Құрамы белгілі мөлшерде жыныстң механикалық жəне минералдық құрамына сəйкес келеді. Құмды жыныстар кварцтан, көбінесе үлбір кремнийден тұрады. Егер жыныстың механикалық құрамы балшықты өте-мөте дисперсті (майда) екіншілік минералдар түйірлерінен тұрса, онда үлбір кремний мөлшері азайып, керісінше, алюминий мен темір 1,5 тотықтары жəне олардың құрамындағы химиялық ылғал мөлшері де артады.

Топыраққұрушы жыныстарда əдеттегі табиғи геохимиялық іздер сақталғаны, яғни оларда құрылған топырақта үлбір кремний мөлшері көп болғаны байқалады.

Карбонатты лесті жыныста құралған топырақтар кальцийге қанған, ал тұзды жыныстарда құралғандары сортаңды келеді. Бірақ аналық жыныстар топыраққұралу процесі барысында өзгеріп отырады, сондықтан топыраққұралу типіне қарай оның кескінінде түрлі химиялық элементтердің мөлшері мен таралуы өзгермелі келеді [14]. Əр топырақ типі өзіне тəн оқшау, анықталған химиялық құрамды, жиектермен сипатталады. Мысалы, топыраққұраушы жыныстарға қарағанда, шымды-күлгін топырақтың жоғарғы қабатында үлбір кремний молдау, керісінше алюминий мен темір 1,5 тотықтары аздау, ал қара топырақ кескіні бойында аталған тотықтар құрамы тұрақты, мөлшері біркелкі болады.Топырақтардың жыныстардан айтарлықтай ерекшелігі олардың құрамындағы органикалық заттардың жоғарғы қабатта шоғырлануында жəне өте-мөте кажетті көміртегі мен азотты, көп топырақтарда фосфор, күкірт жəне кальций сияқты элементтердің молшылығында. Сонымен, химиялық құрам топырақтыц тау жынысынан айырмашылығын көрсетеді.

Тау жыныстарының құбылу мінезі, көлемі жəне мөлшері топыраққұраушы жағдайларға сəйкес өзгереді, сондай-ақ топырақтардың да химиялық құрамы ылғи бұзылу мен топыраққұралу құбылыстарына сəйкес қалыптасады.

Топырақтағы химиялық элементтер əртүрлі қосындылардан тұрады.

Оттегі (О2)көптеген біріншілік, жəне екіншілік минералдар құрамына кіреді де, органикалық заттар мен судың негізгі құраушы элементі болып саналады. Оттексіз ешқандай тіршілік болмайды жəне реакциялар жүрмейді.

Кремний (Sі)–топырақта ең көп тараған элемент.Кремний қосындыларының негізгісі кварц (SіO2), ол силикаттар құрамында басым. Бұзылу мен топырақ құралу процестері арқасында жылжымалы орто-мета кремний қышқылы (SіO4)4 жəне (SіO3)2:- аниондары, натрий мен калий силикаттары, кейде золь күйінде де кездеседі. Топырақтың арасынан үлбір кремнийдің  бір бөлігі шайылып кетсе, екінші бөлігі (кышқыл ортада) тұнбаға-гельге көшеді - SіO4 nH2O. Бұл изоморфты тұнба, ал сусыз жағдайда екіншілік кварц түріне көшеді.

Жылжымалы коллоидты үлбір кремний, топырақтың құрамындағы 1,5 тотықты негіздермен байланып, екіншілік силикаттарға айналады.

Алюминий  (АІ) -топырақта біріншілік жəне екіншілік минералдар құрамына кіріп, органика-минералды кешен, ал қышқыл топырақтарда сіңірілген негіз түрінде кездеседі. Аталған минералдардың бұзылуы нəтижесінде алюминийдің сулы 1,5 тотығы ажырап, бір бөлігі сəл жерде шөгіп қалса, екінші бөлігі золь күйіне, ерітіндіге көшеді. Топырақ ортасы сəл қышқыл тартса, алюминийдің сулы тотығы (AІ2O3 nH2O) гель күйіне көшеді, ол кристаллизацияға (қатаю) шалдықса, екінші гибсит AІ2O33H2O пен бемит AІ2O3H2O атты минералдар түріне айналады. Қышқыл ерітінді ортада (рН-5) алюминийдің 1,5 тотығы топырақ құрамындағы органикалық қышқылдармен байланып, кешенді жылжымалы қосындылар түзеді де, топырақтан шайылып кетеді.

Темір (Fе)-өсімдік өмірінде ең қажетті химиялық элемент,өйткені темірсіз хлорофилл құралмайды. Топырақ құрамында біріншілік жəне екіншілік силикатты минералдар-сулы жəне қарапайым тотық, жай тұздар жəне сіңірілген негіз түрлерінде кездеседі, сондай-ақ органика-минералдық кешенді қосындылар түзеді. Минералдар бұзылуынан ажыраған темірдің сулы тотығы топырақта аз жылжымалы қосынды-аморфты гель (Fe2O3 nH2O) күйіне, ал кристалданса - қатайса-аморфты гель (Fe2O3H2O) жəне сулы гетит (Fe2O33H2O) түріне көшеді. Тек тым қышқыл ортада (рН-3), топырақ ерітіндісінде жылжымалы темірдің сулы тотығы молаяды да, топырақта көбінесе темірдің Fе3+ионы басым болады. Тотықсызданған жағдайда темір тотығы шалатотықты ерітінді FеСОз, Fе(НСОз) жəне FеSО4 сияқты өсімдіктерге тиімді қосындылар түзеді. Бірақ та топырақта жылжымалы темір қосындылары көп жиналса, өсіп тұрған өсімдікке зиян келтіруі (уландыруы) мүмкін, бейтарап жəне сілтілі орталы топырақтың құрамыңда темір тотықтану құбылысына шалдығып, тиімсіз түріне кешеді де, өсімдік қорегіне темір жетіспей қалады, соның салдарынан ол хлороз ауруына шалдығады.

Темір мен алюминийдің сулы тотықтары органикалық қышқылдармен əрекеттесіп, кешенді жылжымалы қоспаларға айналады да, топырақтан жеңіл шайылып кетеді.

Азот (N)-белок (ақуыз) құрамына кіретін, хлорофилл нуклеин қышқылдары жəне фосфатит, тағы басқа тірі клеткалар құратын органикалық заттарға қатынасы бар элемент.Азоттың негізгі бөлігі топырақтағы органикалық заттар құрамына кіреді. Оның мөлшері органикалық заттар, əсіресе гумус (қарашірінді) мөлшеріне сəйкес. Көп топырақтарда бұл элемент қарашіріндінің 1 (40-тан-1)/20 бөлігі шамасында, ол атмосферадан биологиялық тұтылу арқылы жиылады, топыраққұраушы жыныстарда азот тіпті жоқ деуге болады.

Өсімдіктер азотты топырақ ерітіндісінен, органикалық азотты заттар, əсіресе қарашірінді ыдырауынан бөлініп шығатын, аммоний, нитраттар жəне нитриттер түрінде сіңіреді. Нитриттер топырақта тіпті жоқ деуге болады, ал аммоний мен нитраттық азот өсімдіктер қорегінің негізі болып саналады.

Аммоний NH4+ топырақта жеңіл тұтылатын жəне ең сінімді азот ионы. Нитраттар N03 ионы түрінде көбінесе топырақ ерітіндісінде болады да, оны өсімдік жеңіл сіңіре алады.

Ылғалы мол аудандарда топырақтан, əсіресе парға қалдырылған танаптарда, нитраттар тез шайылып кетуі мүмкін. ´сімдіктердің азотпен қамтамасыздануы ең алдымен органикалық заттардың шіріндіге айналу екпініне байланысты. Бірақ мол өнім алу төжірибесі тек табиғи азот қорын пайдалануға негізделмеген, өйткені өсімдік өнімі жергілікті жағдайда азотпен қамсыздану мөлшеріне байланысты болады [15]. Азот өсімдіктерге аса қажет болғандықтан, бірінші орындағы қоректік элементке жатады, сондықтан тиісті агрошаралар қолданып, топырақтың азот қорын молайту керек.

Фосфор (Р2О5)–көптеген органикалық қосындылар құрамына кіретін жəне өсімдік тіршілігіне өте кажет элемент. Өсімдіктер денесіндегі ақуыздың 0,1 проценттей мөлшері (құрғақ зат) есебімен Р2О5 ионына келеді. Фосфор көбінесе топырақтың жоғарғы қабатында шоғырланатындықтан, оны осы қабаттан өсімдік көп мөлшерде сіңіре алады. Қара топырақтағы қорлы фосфор мөлшері 0,35 проц-ке дейін ауытқиды да, көбінесе органика-минералды қосындыларқұрамына кіреді. Фосфор органикалык, заттар-құрамында фитин, нуклеин қышқылы, нуклеопротеидтер мен фосфатидтер, қантты фосфаттар жəне басқа кальций, магнийдің минералды тұздары, темір мен алюминийдің орто-фосфор қышқылдары түрінде болады.

Фосфордың органикалық қоспаларфы және фосфор құрамы минералдардың көбі өсімдіктерге сіңбейді. Топырақтағы калий негізгі массасы екінші дисперсиялық силикат (гидросиюд) құрамына кіреді, бұл күйінде оны өсімдіктер қорыта алмайды.

Өсімдіктер сіңірілген калийді және калийдің суда еритін қоспаларын бойына тарады, бұлардың топырақтағы мөлшері мардымсыз. Кальций мен магний де сіңірілген және суда еріген күйінде ғана өсімдіктерге пайдалы.

Өсімдіктерге сіңімді түрдегі химиялық элементтер құрамы олардың жалпы құрамына қарағанда өте аз.Сондықтан мәдени өсімдіктердің қалыпты өсуі үшін (демек, жақсы өнім алу үшін) кейбір қоректік элементтерді сіңімді формада топыраққа тыңайтқыш ретінде қосу керек.

Оның тағы бір себебі жыл сайын жиналған өніммен бірге химиялық элементтер де топырақтан алынып, азаяды. Демек, өсімдіктердің қалыпты өсуіне керек элеметтер мөлшері де азаяды, бұл егін өніміне әсер етеді. Мысалы, бұл құбылыс АҚШ орталық аудандарында байқалды, онда 20 жыл ішінде топырақтағы азот мөлшері 20% - ке кеміген, келесі 20 жылда 10% - ке, келесі 20 жылда 7% - кеміген. Сондықтан агрохимия ережесіне сәйкес тыңайтқыш қолдану ауылшаруашылығы дақылдары түсімін және жер құнарлылығын көтеретін маңызды тәсіл болып табылады.

Тыңайтқыш қолдана отырып адам заттардың биологиялық айналымына белсенді араласып, өз мақсатында бағыт беріп, реттейді.

Органикалық минерал тыңайтқыштар қосумен қатар соңғы жылдары бактериялық тыңайтқыштарда қолданыс табуда. Бактериялар массасын топыраққа араластырып микробиологиялық процестерді күшейтуге және химиялық элементтердің сіңімділігін көтеруге қол жеткізіледі. Мысалы, фосфорбактерин органикалық заттарды ыдыратып, фосфорды сіңімді фосфор түріне айналдырды, т.б.

Қорлы фосфор топырақтағы апатит, фосфорит жəне вивианит минералдары құрамына кіріп, оның қатты бөлігінде сіңірілген фосфат-анионы түрінде ұсталады. Аталған минералдар ішінде апатит көптегеи магмалық тау жыныстары құрамына кіреді де, фосфор қорының 95 проц-ін қамтиды. Минералдық қосындыларда фосфор мөлшері қиын еритін күйінде кездеседі, мысалы, магний, кальций, алюминий жəне темір фосфаттарының ерімталдығы топырақтың негіз көрсеткішіне байланысты - ол өскен сайын фосфаттар ерімталдыға азаяды. Қышқыл топырақтарда темір мен алюминий косындыларының химиялық белсенділігі жоғары болғандықтан, фосфорда, көбінесе темір, алюминий фосфаттары, яғни фосфат-ионы 1,5 оксидтер қосындысы түріне ауысады. Алюминий мен темір фосфаттарының көп тараған түрлері варисцит (AІPO42H2O) пен стренгит FePO42H2O жəне солардың орта кластағы тұздары.Бұзылу барысында олар бірте-бірте негізгі жəне берік, қатаң аугелит AІ3(ОН)зРО4 жəне вавелит АІ3(ОН)з(РО4)22О түрлеріне өзгереді. Бейтарап, сөл қышқыл жəне сілтілі ортасы бар топырақтарда көбінесе кальцийлі фосфаттар басым.Ең берік жəне нашар еритін кальцийлі фосфатқа апатит Са10(ОН)2(Р04)6 жатады. Сулы тотықы ерімталдығы өсуіне  қарай мына қатарда орналасқан үш фосфат Ca3(PO4)2 сегіз кальцийлі фосфат Ca8H2(PO4)6 5H2 монетит СаНРО4 брушит СаНРО42О.

Фосфор өсімдіктердің негізгі қоректік  элементіне жатады.Органикалық фосфорды өсімдік, тек органикалық қосындыларыдыраған-минералданғаннан соң,топырақ ерітіндісінен сəл қышқыл ортада(рН-6-6,5)жақсы сіңіреді. Құнарлылық тұрғысынан барлық топырақтар фосфор тыңайтқышын қолдануды қажет етеді.

Күкірт (S) -ақуыз бен эфирлік майлар құрамына кіреді. Өсімдіктердің бұл

элементті сіңіру қабілеті орташа, ал фосформен салыстырғанда тіпті төмен.

Топырақта күкірттің шоғырлануы биологиялық айналымға жəне топырақ тегіне байланысты. Қорлы күкірттің (SОз) мөлшері топырақта 0,01-ден - 2 проц-ке дейін өзгереді де, сульфидтер мен сульфаттар қосындылары түрінде кездеседі жəне органикалық заттар құрамына кіреді. Соңғылар ыдырауынан жəне сульфидтер тотығуынан тотықты күкірт тұздары-сульфаттар түзіледі. Топырақта оның тұрақты қосындылары (темір тұзынан FеSO4-ен басқалары) басым. Сульфаттар арасында, əсіресе калий, натрий мен магний тұздары суда жақсы ериді. Күкірттің SO42- ионы топырақта аз сіңірілетін болғандықтан құрғақ климатта шоғырлануы ықтимал. Дегенмен, топырақтарда күкірт жеткілікті, сондықтан ол өсімдіктерге тапшы элемент емес.

Калий  (К2О) - физиологиялық ең маңызды, өсімдіктер (картоп, шөптер, темекі, тамырлы жемістер) көп мөлшерде сіңіретін элемент. Топырақта қорлы калий мөлшері 2 проц-тен асады, жеңіл гранулометриялық құрамды топырақта ол аз.

Калийдің негізгі бөлігі топырақ құрамындағы біріншілік жəне екіншілік минералдар құрамына кіреді: биотит пен мусковит құрамындағы калий, кристаллдық байланысы олқы болғандықтан, өсімдікке тиімді қор болып саналады. Топырақта калий алмаспалы сіңірілген жəне қарапайым еркін тұздар түрінде кездеседі. Соңғы түрінің өсімдікке тиімділігі жеңіл, бірақ мөлшері көп емес. Өсімдікке тиімді түрі алмаспалы калий болғандықтан, топырақтың калиймен қану дəрежесі жоғарылаған сайын оның тиімділігі де өседі.

Алмаспалы емес тұтылған калийдің тиімділігі өте нашар, бірақта алмаспалы мен алмаспайтын калий арасында тепе-теңдестік арақатынас бар. Оның мəні мынада: сіңірілген алмаспалы калий қоры азайса, ол алмаспайтын калий қорынан толтырылып тұрады.Егер калийдің тиімді түрі жетіспесе, өсімдік өсіп-дамуы нашарлайды.

Кальций (Са) мен магний (Мg ) де калий сияқты физиологиялық кажетті

элементтер. Мысалы, магний құрамына кірсе, кальций топырақтың маңызды физикалық, физика-химиялық жəне биологиялық қасиеттерін жақсарту арқылы, өсімдіктердің өніп-өсіп, дамуына жағдай туғызады. Кальций мен топырақ минералдарының кристалдық қаңқасына кіреді де, олар бұзылған жағдайда алмаспалы жəне қарапайым (хлоридті, нитратты, карбонаты сульфатты, фосфатты Са) тұздары күйіне көшеді.

Топырақтағы сіңірілген катиондар арасында бірінші орында кальций, одан кейін магний тұрады. Сондай-ақ еркін СаСОз жəне Мg СОз қосындылар түрінде де көп тараған; соңғылар осы элементтердің тиімді түрінің негізгі көзі болып саналады, тек топырақ ерітіндісіндегі көмір қышқыл газымен əрекеттесіп жылжымалы екі карбонат тұзына өткені керек: СаСО3+С0220=Са(НСОз)2; МgСОз+СО22О=Мg (НСО3)2. Əдеттегіде кальций мен магний өсімдіктерге аса қажет элементтер емес,- СаСОз тұзы көбінесе күлгін топырақтарды жақсартуға - əктеуге, ал СаSО4 тұзы кебірлерді ғаныштауға қолданылады. Кебірленген топырақта өсімдік қорегіне кальций катионы жетіспеуі мүмкін, себебі ондағы кальций тиімділігін сіңірілген натрий төмендетеді. Əдеттегіде магний шымды-күлгін, құмды жəне құмайт топырақтарда жетіспейді.

Кіші элементтер топырақта тым аз мөлшерде (<n10-3 проц.)кездеседі.Оларға бор (В), марганец (Мn), молибден (Мо), мыс (Си), мырыш (Zn), кобальт (Со), йод (J),фтор (F) жəне тағы басқалар жатады.

Кіші элементтер өсімдік пен жануарлар жəне адамзат тіршілігінде физиологиялық жəне биохимиялық өте маңызды рол атқарады, олар ферменттер, гормондар жəне витаминдер құрамына кіріп, органикалық заттар синтезін шапшандатады жəне өнім сапасын жақсартады. Витаминдер жетіспесе, тірі организм өсіп-дамуы тоқталып, түрлі ауруға шалдығады, мысалы, адамдар молибден мол болса подагра, йод жетіспесе зоб (тамақ ісу) ауруларынан зардап шегеді. Бор жетіспесе, қант кызылшасының тамыры шіри бастайды жəне т.б.

Топырақтағы кіші элементтерінің шоғарлану мөлшері ең алдымен, олар құралатын жыныстар құрамына жəне топырақ қалыптасуындағы кұбылыстарға байланысты. Топырақтың жоғарғы қабатында гумус мөлшері артқан сайын, кіші элементтер де жеткілікті болады; аллювилік (күлгіндік, лессиваж) құбылыстар үдеген сайын, топырақтағы кіші элементтер мөлшері де азаяды. Орманды-тайга, орманды-дала мен кəдімгі даланың топыраққұраушы кұмбалшықты жыныстары құрамында мысалы, мырыш, кальций мен молибден мөлшері біркелкі, ал құм, құмайттарда олар аз болады. Тек балшықты сланецтер,басқа жыныстарға карағанда мырыш, мыс жəне кобальтқа бай. Кейбір кіші элементтер кен орындары мен жанар тау күлінде көбірек. Кіші элементтер топыраққа тыңайтқыштар, пестицидтермен қосыла келуі де мүмкін, бұны технологиялық ластану дейді. Бұл құбылыс топырақтың механикалық құрамына, гумус молшылығына, сіңіру сыйымдылығына жəне ылғалдану, тотығу-тотықсыздану құбылысына байланысты болады.

Тотығу-тотықсыздану процестер құбылымы топырақтағы кіші элементтердің валенттілік дəрежесіне əсер етеді, мысалы, марганец Мn2+ тотықса ерімейтін Мn4+ түріне ауысады, ал хром Cr3+Cr6+ мен ванадий (V3+V5+), керісінше, жылжымалы түріне көшіп, шайылады. Қышқыл топырақортасында мыс, мырыш, марганец пен кобальттың жылжымалылығы артады да, молибдендікі төмендейді. Бор, фтор жəне йод қышқыл мен сілтілі ортада жылжымалы келеді. Топырақтың ерітіндісінде СО2, концентрациясы өсуі де кіші элементтерге оң əсер етеді-көмір кышқыл газы карбонаттарды екі карбонатты түріне айналдырып, марганец пен никель, барий жылжымалылыған өсіреді. Гумустік жəне органикалық затар, өте-мөте құмырсқа, лимон, қымыздық қышқылдары ерітінді кіші элементтерді байланыстырып, тұрақты косындыларға көшіреді.

Кіші элементтер топырақ жаратылысына сəйкес өзгереді. Мысалы, эллювилік құбылыс үдеуінен, шымды-күлгін топырақтың жоғарғы қабатынан мырыш, кобальт, молибден, мыс шайылып барып, төменгі жынысқа жақын бөлігінде шоғарланады. Керісінше, кіші элементтер аккумуляциялық процесі басым қара топырақтың гумустік жиегінде көп мөлшерде шоғарланады [12].

Г. Ринькисше күлгін топырақта жылжымалы кіші элементтер мына мөлшерде (мг/кг): мыс, мырыш, марганец, кобальт, бор 0,1-0,3 молибден 0,05-мм аз болса, ол тым тапшы саналады. Осы сандық деңгейде элементтері бар топырақтарда өсімдіктер ықшам тыңайтқыштарды тілейді. Əсіресе шымды-күлгін топырақтарды ықшам элементтермен үстейді.

2.5. Топырақтың органикалық бөлігі мен ондағы өсімдіктер жамылғысының топырақ түзуге әсері

Органикалық зат жəне оның өзгеру процестері топырақтың негізгі қасиеттері мен белгілеріне жəне оның қалыптасуына үлкен əсерін тигізеді. Сонымен қатар, өсімдіктердің қоректенуіне, топырақтың жақсы су-физикалық қасиеттерін дамытуға, əртүрлі элементтердің топырақ пен биосферадағы миграциясына (қозғалысына) қатысады. Топырақта жүретін барлық негізгі процестер органикалық заттардың тікелей немесе қосалқы қатысу нəтижесінде асады.

Сол себепті органикалық заттардың топырақ құнарлылығымен байланысын адамзат ерте деуірден-ақ байқаған (Египетте, Грецияда, т.б.).

Топырақтың органикалық заттарын ғылыми тұрғыдан зерттеу XІX ғасырдың бірінші жартысынан басталды (Германияда-Шпренгель, Швецияда-Берцелиус, Ресейде-Герман, Голландияда-Мульдер жəне т.б.).

В. Докучаевтың топырақ туралы ілімі зерттеушілердің зейінін гумуске (қарашіріндіге) аударды. Бұл тұрғыда микроорганизмдердің гумустық заттардысинтездеудегі рөлі туралы П. Костычев зерттеулерінің маңызы аса зор болды.XX ғасырдың басы гумустық заттардың химиялық табиғатын тереңірекзерттеумен сипатталады (В. Вильямс жəне т.б.).

Қазіргі кезде орыс жəне шетел ғалымдары еңбектері арқасында гумустың құрамы мен қасиеті кеңінен талданып зерттелген. Сонымен қатар, топырақ органикалық заттарының гумусқа айналуының, гумустың топырақ пайда болуы мен онын құнарлылығына тигізетін рөлі жөніндегі теориялар жетілдірілуде (Л. Тюрин, М. Кононова, Л. Александрова, В. Пономарева, Д. Орлов, И. Каурычев, В. Флейг, Ф. Дюшофур, М. Шанцер жəне т.б.).

Топырақ жəне биосфера органикалық заттарының негізгі көзі болып, өз бетімен минералды қосындылардан органикалық заттарды синтездейтін бірікшілік продуценттер немесе автотрофтылар саналады. Жер бетінде органикалық заттарды өндіретін негізгі көзі - жасыл өсімдіктер екені белгілі.

Топыраққа өсімдіктердің ғана калдықтары түсіп қоймай (біріншілік органикалық зат), онымен бірге микробиологиялық өзгеріске түскенпродуктілер жəне жануарлардың қалдықтары да жиналады (екіншілік органикалық зат).Жер беті экожүйесінің өнімділік мөлшері бірдей емес, əртүрлі - тундрада жылына 1-2 т/ға құрғақ органикалық заттар жиналса, ылғал тропиктік ормандарда 30-35 т/ға мөлшерінде жиналады. Агроэкожүйедегі жыртылатын егістік топырағында өсімдік қалдықтары 2-3 т/ға болса, көпжылдық шөптерден 7-9 т/ға мөлшерінде қалдық түседі. Топырақтың барлық органикалық заттары топырақ фаунасы мен микроорганизмдерді қайта өңдеуден өткізеді. Өңдеудің ақырғы продуктісі (азығы) болып, минералдық қосындылар саналады. Бірақ та біріншілік органикалық қосындылардың жəне əртүрлі тұрақтылығы бар күрделі органикалық продуктілердің топырақта пайда болуына жəне өсімдіктердің қоректенуіне тигізетін əсерлері əлі толық зерттелмеген. Топыраққа түсетін тірі жандылар мен жануарлардың қалдықтары өсімдік қалдықтарынан аз болады, бірақ жылдық жинағы біраз мөлшерге жетуі мүмкін. Көп топырақ типтерінде органикалық заттардың жансыз фаунамен түсуі жылына 100-200 кг-нан/ға аспайды.

Əр типті топырақтарда органикалық заттардың ыдырауы бірдей емес. Орман ценоздарында негізгі органикалық заттар жер бетіндегі түскен қалдықтар ретінде жиналса, шөпті ценоздарда жансыз тамыр калдықтары түрінде жиналады. Топыраққа түскен органикалық қалдықтардың химиялық құрамы негізінен əлі организмдердің типіне байланысты болады. Сондықтан топырақ органикалық заттарының құрамына өсімдіктердің бойындағы қосындылар, бактериялар мен саңырауқұлақ плазмалары, сонымен қатар олардың ерекеттесуінен пайда болған продуктілер кіреді. Бұндай мыңдаған түрлі қосындылардың дамуы жəне жинақталуы бірнеше тəуліктен мыңдаған жылдарға созылуы мүмкін. Көп топырақтар типінде органикалық заттардың басым бөлігі органикалық қосындылардың “ өлі” қоры ретінде кездеседі. Тамырлардан, микроорганизмдерден жəне топырақ фауналарынан тұратын жанды биомасса (эдафон) жалпы топырақ органикалық массасының 2-ден 15%-ін ғана құрайды [6].

Қарапайым көзге көрінетін топырақ құрамындағы өсімдік жəне жануарлар қалдықтары жалпы органикалық заттардың 5-10 %-тін құрайды.Анатомиялық белгілерінен мүлдем айырылған топырақ органикалық заттарының негізгі бөлігі-гумус (қарашірінді). Ол үлкен екі топтағы заттарға бөлінеді. Топырақ құрамынан бөліп, мөлшерін анықтауға болатын спецификалы (тəн) емес органикалық қосындылар - қанттар, аминқышқылдары, ақуыздар, органикалық негіздер, илі заттар, органикалық қышқылдар жəне т.б. Көптеген минералды топырақтарда олар жалпы органикалық заттардың ондық проценті мөлшерінде кездеседі.Жалпы органикалық заттардың 80-90%-ін құрайтын арнайы спецификалық-топырақтың өзіне тəн бөлігі - гумустық қосындылар.

Гумустық заттар - əртүрлі құрамды жəне қасиетті, жоғары молекулалы азотты, органикалық қосындылардан тұратын, пайда болудағы кейбір қасиеттерінің, құрылысының ортақтылығы жəне органикалық табиғаты бар заттар. Олардың негізгісі келесілер: 1) өзіне тəн түсі қара-қоңырдан караға, кызғылт-қоңырдан сарғыштауға дейін ауытқуы; 2) карбоксилдер тобы əсерінен туған қышқылдылығы; 3) көміртегінің мөлшері - 36-дан 62 %, азот 2,5-нан 5 %-ке дейін; 4) 3-6 %-тей гетеро-(түрлі) циклді азоты бар; 5) барлық топтарда циклді фрагменттердің (қайтарылымды буындардың) болуы; 7) 700-800-ден жүздеген мыңға жететін молекулалық массасы бар əртүрлі заттар.

Кесте-3. Топырақтағы гумус жағдайының көрсеткіші

Көрсеткіші

Қамтамасыз етілуі

Көрсеткіштер

Гумус мөлшерi, %

Өте жоғары

>10

Жоғары

6-10

Орташа

4-6

Төмен

2-4

өте төмен

<2

Гумус қоры қабаты

Өте жоғары

200

20

, т / га

600

100

Жоғары

150  200

400  600

Орташа

100 150

200  400

Төмен

50 100

100  200

Өте төмен

50

100

Күрт азайған –1

Бiр метрлiк қабатта

Бiртiндеп азайған-2

гумустың кескiндiк

Бiркелкi –3

орналасуы

Көбейтiлген-4

Бимодельды-5

Өте жоғары

 5

Жоғары

5-8

Азот пен байытылуы,С:N

Орташа

8-11

Төмен

11-14

өте төмен

>14

Органикалық заттардың

Өте жоғары

>40

Жоғары

30-40

гумификапиялау деңгейi,

Орташа

20-30

Стк

100,%

əлсiз

10-20

Сфк

өте əлсiз

<10

Гуматты

<2

Гумус типi,Сгкфк

Фульватты-гуматты

1-2

Гуматты-фульватты

0,5-1

Фульватты

<0,5

өте жоғары

>80

Еркiнгумин

Жоғары

60-80

қышқылының құрамы,

Орташа

40-60

%ГК-на

Төмен

20-40

өте төмен

<20

Топырақтың биологиялық

Жоғары

>10

Орташа

5-10

белсендiлiгi, кг/га/сағ

Төмен

Гумустық заттар ерімталдығы мен экстракциялануы (ыдырауы) бойынша келесі топтарға бөлінеді: фульвоқышқылдар (Фқ), гумин қышқылдары (Гқ) жəне гумин; кейде ерекше гиматомелан қышқылдар тобы.

Фульвоқышқылдар -гумустық қосындылардың суға ең ерімтал тобы, жылжымалы, жалпы гумустық заттардың молекулалық шамасына қарағанда, молекулалық массасы көп төмен болатын зат. Гумустық заттардың басқа тобына қарағанда, көміртегі мөлшері де аз болуына бейімді келеді. Күлгін, қызыл тропиктік, боз топырақтарда көбірек кездеседі.

Қарашірік топырақтың барлық агрономиялық қасиетіне әсер етеді, оның физикалық-механикалық қасиетінің жақсаруында аса маңызды рөл атқарады және топырақтағы қоректік  элементтердің (N. P. K. Ca, микроэлементтер) көзі болып табылады.  Сондай-ақ , құрылымдық агрегаттардың түзілу материалы ретінде қызмет етеді, топырақтың байланысуын реттейді, өңдеу жұмысында кездесетін қиындықтарды азайтады, газ алмасуды жақсартады, микроағзалардың тіршілігін,  органикалық заттардың ыдырауын,  өсімдік тамырының тыныс алуын,  топырақтың су сіңіру қабілетін жақсартады. Қарашірік әр түрлі заттарды сіңіре және сақтай алады, баяу минералданады, өсімдіктерді қоректік заттармен бірте-бірте қамтамасыз етеді, топырақта жылу өткізуге әсер етеді, биологиялық белсенді заттардың (ферменттер, витаминдер), пестицидтердің тезірек ыдырауына әсер етеді.  Органикалық заттардың топырақта аз мөлшерде екендігіне қарамастан,  олар топырақтың құнарлылығын арттыруда, өсімдікті қоректендіруде маңызды рөл атқарады

Оның құрамында азоттың барлық қоры, фосфор мен күкірттің ауқымды бөлігі, аздап калий, кальций, магний және тағы басқа қоректік элементтер болады. Микроағзалардағы органикалық заттарды  ыдыратудың нәтижесінде  элементтердің бәрі өсімдіктер жеңіл сіңіретін  минералдық қосылыстарға айналады.  Топырақтың құрамындағы қарашірікті көбейтудің негізгі тәсілдері мыналар: топыраққа үнемі органикалық тыңайтқыштар беріп отыру, сидералды дақылдарды, көп жылдық шөптерді егу, қышқыл топырақтарды әктеу, топырақты дұрыс өңдеу, мелиоратингтік шекараларды жүзеге асыру.

Гумин қышқылдары – минералдық жəне органикалық қышқылдарда ерімейтін гумустық қосындылар тобы. Молекулалық массасы жоғары, көміртегінің мөлшері 62 %-ке дейін, қышқылдылық сипаты басымдау зат. Қара, қара-қоңыр, кейде орманды сұр, жақсы өңделген шымды-күлгін топырақтарда көбірек мөлшерде кездеседі.

Гумин -гумустың экстракцияланбайтын (ыдырамайтын) бөлігі. Шамамен екі типті қосындылар түрінде кездесуі мүмкін: балшықты минералдармен берік байланған гумустық заттар (балшық - гумусты гумин); анатомиялық құрылысын жоғалтқан жəне берік компоненттермен, соның ішінде лигнинмен, байыған жартылай шіріген өсімдік қалдықтары (детритті гумин).

Органикалық заттардың топырақта аз мөлшерде екендігіне қарамастан,  олар топырақтың құнарлылығын арттыруда, өсімдікті қоректендіруде маңызды рөл атқарады. Оның құрамында азоттың барлық қоры, фосфор мен күкірттің ауқымды бөлігі, аздап калий, кальций, магний және тағы басқа қоректік элементтер болады. Микроағзалардағы органикалық заттарды  ыдыратудың нәтижесінде  элементтердің бәрі өсімдіктер жеңіл сіңіретін  минералдық қосылыстарға айналады. 

      Топырақтың құрамындағы қарашірікті көбейтудің негізгі тәсілдері мыналар: топыраққа үнемі органикалық тыңайтқыштар беріп отыру, сидералды дақылдарды, көп жылдық шөптерді егу, қышқыл топырақтарды әктеу, топырақты дұрыс өңдеу, мелиоратингтік шекараларды жүзеге асыру.

     Топырақтың құрылысы дегеніміз-топырақ кескінің құрайтын генетикалық қабаттарының үйлесімі. Әр түрлі топырақта бұл үйлесім әр түрлі.  Топырақтың басым көпшілігінде  қабаттар төмендегідей орналасады:

     А-қабаты-шірік қабат. Ол топырақтың астыңғы қабатында органикалық заттардың көптігімен, түсінің қоңырлау болуымен ерекшеленеді. Бұл қабатта күл заттары мен қарашірік жиналады.  Қара топырақты жерлерде шірік қабаты қара түсті, орманның сұр топырағында ашық сұрдан күңгірт сұр түске дейін, ал қызыл қоңыр топырақтарда қоңыр сұр түсті болады. Қабат өз кезегінде А1, А2, т.б. қабатшаларға бөлінеді.

     Н-қабаты-шайылатын, аналық тау жынысына өту қабаты,  оның үстіңгі қабаттан айырмашылығы-бұл қабатта қарашірік аз болады және бірлі- жарым шала тотықтар мен минералды тұздар жиналады. Сыртқы белгілеріне байланысты (түрі, құрылымы) оны бірнеше жанама қабаттарға (Н1,Н2, т.б.) бөлуге болады.

    С-қабаты- топырақ түзілу процесі кезінде мүлде қозғалмаған немесе аздап қана қозғалған аналық тау жынысы қабаты. Әрбір қабаттың қалындығы әр түрлі және бірқатар морфологиялық белгілерімен ерекшеленеді. Олардың басты морфологиялық белгілері-түсі, құрылымы, құрылысы.

    Топырақ пайда болуына, түзілуіне, қасиеттеріне және ерекше белгілеріне қарай жіктеледі. Қазіргі кездегі жіктеуде топырақтың генетикалық ерекшеліктерінен басқа кейбір агроөндірістік, мысалы гранулометриялық құрамы, мәденилендіру дәрежесі есепке алынады. Топырақ типке, типшеге, туыстыққа, түрге және түршелерге бөлінеді.

Гиматомелан қышқылдары - фульво жəне гумин қышқылдарының орташа қасиеттерімен сипатталған гумустық заттар тобы. Бұрын гумин қышқылдары тобына біріктірілетін. Бірақ олардан полярлы қышқылдарда еруі жəне басқа қасиеттерімен ерекшеленеді.

Қазіргі уақытта фульво жəне гумин қышқылдарының құрамы мен құрылысы терең зерттелген. Барлық гумустық заттардың топтарында азоттың мөлшері 2,5-нан 5,0 %-ке дейін болады. Гумустық заттар орташа есептегенде, өсімдік қалдықтарына қарағанда,азотқа бай болады. Оның себебі - органикалық қалдықтар минералдану мен гумустену процестер көзінде,азотқа қарағанда, көміртегінің қос тотығы ретінде, құрамындағы көміртегінен айырылады.

Гумустық заттардың құрылысын зерттеу үшін əртүрлі тесілдер қолданылады. сəл зерттеулердің нəтижесінде гумус қышқылы молекуласының құрамындағы шартты түрдеті қозғалмалы бөлігі-шеткі (перифериялы) жəне тұрақты - ядролық (өзектік) болып екіге бөлінеді.

Гумин жəне фульвоқышқылдарының өзектік фрагменті негізінен циклді қосындылардан, ал шеткі фрагменттері көмірсулардан жəне амин қышқылдарынан тұрады.

Гумустық заттардың перифериялы фрагменттері функциалды топтарға бай болғандықтан оның химиялық қасиеттеріне, гумустық қосындылардың бір-бірімен, минералдық тыңайтқыштармен жəне топырақтың минералдық компоненттерімен əрекеттесуіне əсерін тигізеді.

Топырақтың табиғи пайда болуында, гумустық заттар оның минералдық қосыңдылармен əрекеттесуінен, гумус тұрақтыланып жəне оның құрамында макро- жəне микроэлементтердің жинақталуына, кейбір жағдайларда, өзіншелік агрегаттар пайда болуына əкеліп соғады. Ал топырақтың минералдық компоненттерінің басқадай типпен əрекеттесуі оның қозғалмалылығын жоғарылатып, қосындылардың топырақ бойынан кетуін жылдамдатады. Топырақты ауылшаруашылығанда пайдаланғанда жəне агроэкожүйеге антропотекті ықпал тигізгенде гумустық заттардың агрохимиялық жəне басқа топырақты ластайтын қосындылармен əрекеттесуінің маңызы өте зор.

Гумустық заттардың топырақтың минералдық бөлігімен əрекеттесіп, органика-минералдық косындылар түзетін типтерін келесідей түрге бөлуге болады:

1. Топырақтың қатты фазасының гумустық заттарды сорбциялауы ионды алмасу, хемосорбция, кешен пайда болатын сорбция, балшықты минералдардың молекулалық массасы аса үлкен емес органикалық заттарды интермицелярлы жұту механизмдері арқылы жүреді. Балшықты минералдардық гумустық заттармен сорбциялы əрекеттесу көзінде сутекті жəне көпвалентті байланыстардың пайда болу мүмкіндігі дəлелденген. Осыдан пайда болған продуктілерді сорбциялық кешен, балшықта-гумустық кешен немесе минералды-органикалық қосындылар деп атайды.

Сорбциялық əрекеттесу топырақ қатты фазасында ерекше органо-минералдық қышқылдар жəне гумустік-аккумулятивтік қабатының пайда болуында басты рөл атқарады жəне суға шайылуға төзімді, кіші жəне ірі агрегаттар түзілуіне ықпалын тигізеді. Аталған факторларды топырақтың көптеген физикалық, физика-химиялық жəне химиялық қасиеттерін тұрақтандыратын əрекеттесу типі деп қараған жөн.

2. Кешенді гетерогенді (əртекті) тұздар-гумустық қашқылдардың көп валенттік металдармен - Fе3+, А13+, Си2+, Zn2+ жəне т.б. əрекеттесуінен пайда болады. Бұл қосындылардың ерекшелігі - металдар молекулалардың анионды бөлігіне еніп, ионды алмасуға қабілетінің жоғалуында. Бұл типті қосындылардың ішінде жақсы зерттелгендер болып, темір жəне алюмогумустық қосындылар саналады.

Топырақ кейпі құралуда жəне оның қасиеттерінің қалыптасуында бұл типті əрекеттесудің əсерінен тұздар ерімталдығын өзгертіп, фаза ортасына бөлінуі, миграциясы, жиналуы жəне көпвалентті металдар қосындылары өсімдік қоректенуін кешенді гетерополярлы тұздар топырақтың қатты сорбцияланған органикалық заттармен əрекеттескенде де болады. Бұл əрекеттесу типі топырақ қатты фазасының көпвалентті катиондарды алмаспас сіңіруіне əкеліп соғады.

Кешенді-гетерополярлы тұздар түзілгендігі сияқты, бұл əрекеттесуде де карбоксил мен фенолгидроксил топтары қатысады, брақта металдар ионы бұндай əрекеттесу типінде оңай диссоцияланып (ажырап), топырақ ерітіндісіндегі басқа катиондарға алмасады. Пайда болған сілтілі металдардың жəне аммонийдің гуматтары мен фульваттары суда жақсы ериді. Табиғатқа ерімтал гуматтар мен фульваттар тегі тек тұзды топырақтарда ғана пайда болуы мүмкін. Са2+ мен Мg2+ негіздеріне қаныққан топырақтарда мұндай гумус қышқылдарының жиналуы байқалмайды. Əр типті топырақтар органикалық заттардың саны мен сапасы бойынша бір-бірінен айырықша болады. Əрбір топырақтың əлпетінде органикалық заттардың тарау мөлшері де бірдей емес. Топырақтардың беткі қабатында гумустың 0,5-1 %-тен 10-12 % жəне одан да көбірек. Төмен мəдениетті егіншілік топырақтағы гумус мөлшерін азайтады.

Гумин қышқылдары мен фульвоқышқылдарының ара қатынастық көрсеткіші (СгкСфк) бойынша гумустың келесі типтері бөлінеді: гуматты (> 1,5), фульватты-гуматты (1-1,5), гуматты-фульватты (1-0,5) жəне фульватты (< 0,5). Табиғи топыраққұралудың ыңғайлы көзінде гумустың құрамында гумин қышқылдары көп түзілетін заңдылықтар байқалады (қара шіріндісі көп топырақтарда). Топырақты игеру мен мəденилендіру əрекеті гумус типтеріне əртүрлі ықпал жасайды. Топырақ кескінінде немесе бөлек қабаттарындағы гумустың қоры мөлшермен топырақ гумусының шамасы тепе-теңді болып келеді.

Гумус жаралуы туралы концепция.Топыраққа түскен органикалық қалдықтар əртүрлі физика-химиялық жəне биохимиялық өзгерістерге шалдығып, олардың көп бөлігі СО2, Н2О жəне қарапайым тұздарға дейін ыдырайды (минералданады), ал аз мөлшері күрделі өзгерістерге шалдығып, гумустену процесі арқылы топырақтың гумустық заттарын құрайды. Гумустену процесінің басты сипаты болып гумустену коэффициенті саналады (Кг). Ол қалдықтағы заттардың толық шірігенінде органикалық көміртегінің қанша мөлшері (%) гумустың құрамына кіргенін көрсетеді. Гумустену коэффициенті топырақтың су-жылу құбылымына, органикалық қалдықтардың үлесіне, морфо-биохимиялық құрамына тəуелді болады жəне 1-ден 10 процентке жетеді.

Fылымда гумусқұралу процесі əлі толық анықталмаған.  Ол туралы келесідей концепциялар (көзқарастар) айтылған.

Конденсациялық (полимеризациялық)концепцияны əр жылдары А.Трусов, М. Кононова, В. Фляй жəне т.б. жетілдірген. М. Кононова гумустену процесінің негізгі жағдайларын келесідей тұжырымдайды: 1) өсімдік қалдықтарының гумусқа айналу процесі оның құрамына кіретін заттардың СО2, Н2О, NH3 жəне басқа да азықтарға ыдырап минералдануымен бірге жүреді; 2) өсімдік денесінің барлық компоненттері ыдырау азықтарының құрамдық негізі болып саналады; 3) гумустық заттар түзілуінің негізі болып, фенолдар-фенолоксидаза типті ферменттермен тотығып, конденсацияланған біріншілік құрылымы саналады; 4) гумустық заттардың түзілуінде басты химиялық процесс поликонденсация болып есептеледі. Гумусқұралудың конденсациялық концепциясы бойынша фульвоқышқылдары гумин қышқылдарынан бұрын пайда болады деп тұжырымдалады, сондықтан олар күрделену арқылы гумян қышқылын түзеді. Бұл ферменттік процесс.

Биохимиялық тотығу концепциясын 30-шы жылдары И.Тюринұсынған, оны ары қарай Л. Александрова дамытқан. Бұл тұрғыдан қарағанда гумустену өте күрделі био-физика-химиялық жолмен, өсімдіктердің органикалық қалдықтары ыдырауы барысында, арадағы органикалық жоғары молекулалы азықтарынан ерекше косындылар-гумус-гумин қышқылдарын түзетін процесс. Гумустену процесінде басты рөлді баяу жүретін биохимиялық тотығу реакциялары атқарады, соның əсерінен жоғары молекулалы органикалық қышқылдар түзіледі. Гумустену ұзақ жүретін процесс болғандықтан, гумин қышқылдары молекулаларының хош-иістілер конденсациялануы арқылы емес, керісінше жаңа пайда болған гумин қышқылдарының тұрақсыздану мақромолекулаларының бөлінуі арқылыжүреді.

Кəдімгі топырақтың (қара) гумин қышқылдарына қарағанда,жаңа түзілген гумин қышқылдарының молекулалық массасы үлкенірек, ал элементтік құрамы өсімдік қалдықтарының химиялық құрамына тəуелді болады. Түзілген гумустық қышқылдар жүйесі минералдану көзінде бөлініп шыққан өсімдік қалдықтарының күлдік элементтерімен қатар, минералдық топырақ бөлшегімен əрекеттесіп, органика-минералдық заттар құрайды. Осының əсерінен тұтас жүйе біртіндеп, өрімтал əртүрлі жəне молекулалық құрылысы өзгеше фракцияларға бөлінеді. Жүйенің дисперсиялық аз бөлігі суда ерімейтін кальцийлі жəне 1,5 тотықты гумин қышқылдар тұздары түрінде пайда болады.Ал ерімтал тұздар беретін дисперсиялы фракциясы фульвоқышқылдарын түзеді [15].

Гумус құралудың биологиялық концепциясы бойынша (В. Вильямс) гумустық заттар кішіжандылар синтезінің азығы деп қаралады. Топырақтағы гумустық заттар сапасының біркелкі еместіті əртүрлі микроорганизмдер-аэробты, анаэробты бактериялардың, саңырауқұлақтардың сілекейлің -экзо (сырт) энзимдері (ферменттері) əсеріне байланысты. Кейінгі эксперименттік зерттеулер нəтижесінде қара түсті гумус тəріздес заттар микроорганизмдер топтарының əрекеті нəтижесінде пайда болатыны далелденді. Д. Орловша гумус құралу процесі конденсациялық жəне биохимиялық тотығу жолымен жүруі мүмкін. Биологиялық белсенділігі жоғары қара топырақ типінде гумус құралудың конденсациялық жолы басым болады.

Гумустың жаралуы туралы жоғарыда айтылған көзқарастар бойынша гумус бастапқы органикалық заттармен салыстырғанда олардың аса жетілген түрлерін құрайды. Ал ен салынған нөмір-14 пен жүргізілген зерттеулер арқылы қара шірінді кескіні кемелденген топырақтарда жаңадан ыдыраған қалдықтардың гумустық заттарға түзілуі фрагменттік жаңалану типімен өтетіні көрсетілді (А. Фокин). Бұл қағиданың мəнісі келесіде: шірінді заттар бірден толық гумустық молекулалар түзбей, конденсациялану арқылы алдымен жаңа пайда болған молекулалардан перифериялық фрагменттерді түзеді, содан кейін шамалы минералдану арқылы тұрақты циклдер пайда болады. Сол себепті, ондай гумустың атомдық жəне фрагменттік құрамы топырақ жаңа түскен органикалық материалдар құрамы есебінен тұрады. Перифериялық (шеткі) фрагменттердің жаңалануы ядролық (өзектік) бөліктен жылдамырақ жүреді.

Изотопты индикаторлар тəсілімен жүргізген ізденістер күлгін топырақтардың гумустық заттарының басқа да жолмен жаңалануы, гумус молекулаларының алмаспалы молекулалық сорбция жолымен асатыны айқындалды. Бұл механизм молекулалық алмаспалы сорбциялық жаңалану деп аталады.

Сонымен, топырақтар əлбетінің барлық бөліктерінде гумус пайда болу процестері жүріп, оның жаңалануы фрагментарлы немесе молекулалық алмаспалы сорбциялық типтермен жүріп, кей кезде толық минералдануға дейін жете тұрады. Органикалық заттар топырақта өзіне тəн белгілер қалыптасуына, əртүрлі процестер жүруіне жəне өсімдіктер қоректенуіне үлкен əсерін тигізеді. Бірақ органикалық заттардың барлық топтары, яғни жас органикалық қалдықтар, детриттер т.б. гумустық заттар түрлері топырақ құралуда, оның құнарлылығы қалыптасуында жəне өсімдіктер қоректенуінде əртүрлі өздеріне тиісті рөлдер атқарады. Топырақ құнарлылығы арнайы биохимиялық процестер əсері арқылы іске асады.

Органикалық заттар функциясы үш топқа (А, Б, В) біріктірілген:

А. Органикалық заттардың топырақкұралуы, морфологиялық белгілерінің қалыптасуы мен құрамы жəне қасиеттерімен байланысты фракциясы. Оған: 1) арнайы өзіне тəн органикалық топырақ əлпетінің қалыптасуы, 2) балшықтық жəне гумустық қосындылардың қатысуымен топырақ агрегаттарының (түйіртпектер) пайда болуы, сондай-ақ гумустың минералдық бөлікпенəрекеттесіп жəне микробиологиялық термодинамикалық тұрақты түйіртпектерді түзуі, 3) топырақ құрылымының қалыптасуы жəне гумустық заттардың су-физикалық қаситтеріне тигізетін əсері, 4) миграцияға (қозғалыс) бейімді жылжымалы қосындылардың түзілуі жəне минералдық топырақ компонеттерінің биохимиялық айналымға тартылуы, 5) топырақтың сорбциялық, қышқылды-негіздік жəне буферлік қасиеттерінің қалыптасуы жатады.

Б. Органикалық заттардың өсімдіктер қоректенуіне тікелей байланыс функциясы. Оған: 6) жоғарғы өсімдіктердің минералдық қорегінің көзі (N,Р, К, Са, т.б., микроэлементтер), 7) органикалық заттардың гетеротрофты белсенділігіне ықпалы, 8) құрлық бетіне таяу СО2 газының көзі жəне фотосинтез өнімділігіне тигізетін əсері, 9) топырақтағы биологиялық белсенді заттар көзі болатыны жатады.

В. Органикалық заттардың санитарлық қорғау функциясы. Оған: 10) пестацидтердің микробиологиялық деградациясы мен ыдырауын жылдамдату əсері, 11) топырақты ластайтын заттарды тұту (сорбция, кешенді қосындылар түзу) жəне өсімдіктердің улы заттарды сіңіруін азайтуы, 12) улы заттардың жылжымалылығын жоғарылатуы жатады.

Органикалық заттардың функциялары атаған қабілеттермен шектелмейді, себебі əлі барлық жағдайлар жан-жақты терең зерттелмеген. Жеке органикалық заттар компоненттерінің белсенділігі, олардың катализдік қасиеттері жөнінде мағлұматтар əлі өте аз.

Органикалық заттың рөлі.Топырақты ауылшаруашылығы мұқтажына пайдаланудағы бастапқы кезде, аэрация жақсаруы, минералдану процесінің үдеуі жəне топыраққа түсетін органикалық заттар мөлшерінің азайуы салдарынан, гумусты заттардың минералдануынан босап шыққан азоттың рөлі жоғарылайды. Содан барып гумустық заттардың мөлшері төмендеуі байқалады. Сондықтан, ауылшаруашылығында пайдаланатын топырақтағы гумустық заттардың мөлшерін қадағалап отыру керек, оның органикалық жəне минералдық бөлшектерінің тепе-тендігін сақтайтын шаралар жүйесін қолдану қажет.

Топырақ гумусының мөлшері мен құрамын реттеудің негізгі шаралары келесідей: жүйелі жəне үлкен нормалы органикалық тыңайтқыштар (көң, торф - шымтезек, компост, биогумус) мен топырақты тыңайту, жасыл тыңайтқыштарды пайдалану, шөптер егу, қышқыл топырақтарды əктеу жəне кебір топырақтарды ғаныштау, топырақты өңдеу жүйелерін жетілдіру жəнемелиорациялау (жақсарту).

Органикалық тыңайтқыштар гумустың негізгі көзі болса, торфты компостар құрамында гумин қышқылдары көп мөлшерде жиналады. Органикалық тыңайтқыштарды жүйелі түрде қолданғанда топырақтағы гумус мөлшері артып, оның құрамындағы гумин қышқылдары жаңарады.

Жоғары өнімді шөптер егу арқылы топырақтың жыртылатын қабатында тамырлар қалдықтарын көбейтуге, гумус құралатын материалдар жинауға болады, сондай-ақ топырақтың түйіртпектілігі, ауа-су жəне қоректік құбылымы жақсарады. Əктеу жəне ғаныштау шаралары топырақтағы сіңірілген негіздер құрамын өзгертіп, ортасын бейтараптайды, сəл арқылы кішіжандылар тіршілігіне жақсы ықпалын тигізеді [4].

Топырақты мелиорациялау оның ауа-су құбылымын түбегейлі өзгертіп, құнарлылығын көтереді. Əр табиғи аймақтарда топырақтағы гумус мөлшері мен құрамын реттейтін, өздеріне ғана сай шараларды қолдану кажет.

  1.  Ылғалды субтропикалық зонаның ауа райы

Субтропикалық белдеу оңтүстік және солтүстік ендіктердегі тропикпен қоңыржай суббореалды белдеулер, солтүстік және оңтүстік ендіктің 30 бен 40 градусы аралығындағы аймақ. Бұл алқаптарда жылу да, ылғал да мол. Жылына түсетін ылғал 1000-2500 мм-ге жетеді. Ауаның жылдық орташа температурасы 16-200, қыстың ең суық айы қаңтарда орташа температура 8-100°тан  кемімейді. Осындай қолайлы жағдай биологиялық тіршіліктің жыл бойына үзіліссіз дамуын қамтамасыз етеді. Жылдық жауын-шашын мөлшері 2500мм, жылдық температура ˖ 10°жоғары жиынтығы 4400° жетеді.

Екі жарты шардың да субтропигі батыстан шығысқа қарай соғатын ауа массаларының басым болатын алқабында жатыр. Сондықтан субтропик зоналарының батыс пен шығыс секторларында климат типтері едәуір айырма жасайды. Субтропиктің зоналық ерекшеліктері әр материктің батыс секторларында байқалады. Мұнда жыл бойында оқтын-оқтын екі климаттық, яғни тропик пен қоңыржай климаттық режим ауысып отырады. Субтропиктер поляр фронты циклондарының ылғалды әсеріне де ұшырайды. Сөйтіп жартылай құрғақ субтропиктер деп аталатын жерортатеңіздік климат пайда болады. Субтропиктердің шығыс секторларында жазда ылғалды да, қыста салқын және құрғақ муссондық циркуляция басым болады. Оларда нағыз муссондар да (Жапонияның оңтүстігінде, Кореяда, Оңгүстік-шығыс Қытайда және АҚШ-та) болып тұрады. Субтропиктерді «ылғалды» деп атау дұрыс емес болса да, (бұл тек қана жартылай құрғақ субтропиктер болса да) жылы мезгілдің ылғалдылығы муссондық субтропиктерде ландшафтың көрікті болуына әсер етеді. Ылғалды субтропиктерде (Колхида, Қытайдың қиыр шығысы, Жапония теңізінің Жапониялық жағалары, Африка мен Австралияның оңтүстік-шығысы) жауын-шашын жыл бойы болып тұрады [18].

Мұнда бір мезгілдің өзінде зонаға жеткілікті жауын-шашын (қысқы жерортатеңіздік немесе жазғы маусымдық, муссондық) болып тұрады, ал екінші мезгілде — жауын-шашын басқа жергілікті себептермен байланысты. Материктер ішінде құрғақ субтропиктер аумақтары болады (жылдың жауын-шашын 200— 500 мм шамасында). Оларға Орта Азияның қиыр оңтүстігінің, Месопотамияның, Иранның таулы қыратының, Батыс Қытайдың (Такла-Макан), Солтүстік Американың оңтүстігінің субтропиктік шөлдері жатады. Субтропикалық белдеудің мұхиттың батыс жағалау секторы, шығыс секторға қарағанда өзгеше. “Жерорта теңіз” климаттық типімен ерекшеленеді, құрғақ жаз, ылғалды қыс анық байқалады.

  1.  Жер бедері

Субтропиктер — тропик пен қоңыржай белдеулердің арасындағы белдеулер, яғни тропикке таяу зоналар. Олар тропиктен жылдың ыстық уақыттардың болуымен, ал қоңыржай зонадан қыстың жұмсақтығы және өсімдіктің жыл бойында өсіп-жетіле беруімен ерекшеленеді. Екі жарты шарда да олардың зона шекаралары 30—40° ендіктер аралығында орналасады; бірақ кей жерлерде (тау жоталарының қоршауында тұрған жерлерде) 46° ендікке дейін барады да, ал кей жерлерде суық желдер мен теңіз ағындарының әсерімен 35° ендікке дейін шегінеді. Мол ылғалды субтропикалық зонаның қызыл және сары топырақтары [8]. 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 қызыл және сары топырақтары кездеседі, көлемі не бары - 0,6 млн гектар. Бұрынғы КСРО-да субтропикке Кавказдың қара теңіз жағаларының ылғалды аймақтары мен Колхида ойпаты, қырымның Оңтүстік жағасының жартылай құрғақ жері, Геленджик және Нозороссийск, Ленкоран ойпатының аудандары, Шығыс Закавказье жазығының, Туркмениядағы және Тәжікстандағы Вахш пен Кафирниган өзендері аңғарларының құрғақ субтропиктері жатады [18]. Қара теңіздің оңтүстік-шығыс Абхазия мен Аджария , Каспий теңізінің оңтүстік – шығыс  Ленкорань жағалауларында орналасқан көне заман белгісі

Сурет 3. Субтропиктердің жер шарындағы орналасуы

  1.  Өсімдік жамылғысы

Ылғалды субтропикалық жылу да ылғалда мол болғандықтан ағаш пен шөп түрлері де мол, әрі олар басқа аймаққа қарағанда, мұнда жылдам өсіп, мол қалдықтар қалдырады. Өсімдік қалдықтары микроорганизмдердің 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. Өсімдік қалдықтары тез шірігендіктен пайда болған қарашірік, топырақ құрамындағы темірмен қосылып, берік қосылыс құрайды да жауынға шайылмай, топыраққа ұсталынып қалады, сондықтан да қарашірік мөлшері бөл топырақтарда едәуір, оның құнарлылығы да жақсы. Аймақтағы ылғал мол болғандықтан онда емен, арша, пісте, бадамша ағаштары, тұқымдас жайқалған көк шалғын өседі. Сонымен қатар өсімдік жамылғысын – понтийлық субтропикалық  шырмауықты лианды  ормандар құрайды [13].

Кесте-4. Топырақ құраушы жыныстар

Топырақтар кешендері

Топырақ құраушы жыныстар

Субтропикалық ылғал климаттағы топырақтары

Базальт, әктас, гранит, слансылар, диориттер, түфтар, андезит, риолит, лөс

Сары топырақта көп жылдық субтропиктік (цитрустік шай тағы басқалар) дақылдар мен көкеніс, дәнді дақылдар тағы басқалар өсіруге пайдаланады. Оларда қоректік заттар аз, сондықтан тыңайтуды көп керек етеді. Қызыл топырақтарда екпе шай, темекі, цитрус дақылдары, жүзімдіктер мол өнім береді. (Сурет 4). Ылғалды субтропикалық аймақта Жерорта теңізі мен Калифорния  жағалауындағы құрғақ жазға төзімді ормандар мен бұташалар және шөлдаланың көктемгі шөбі кездеседі.

  Сурет 4. Қызыл топырақтағы өсімдіктер

  1.  Топырағы

Бұл белдеуде ендік топырақ зоналары жөнді білінбейді. Тек континенталды секторда негізінен субтропикалық шөлдерге тән шөл топырақтары таралған. Ал белдеудің шығыс және батыс мұхит жағалау секторында топырақ құрамдары және зоналық құрамдары әр түрлі. Шығыс мұхит жағалау секторы шығыс мусоннан әсер алады. Ылғалды субтропикалық жағдайда мәңгі жасыл ормандарда қызыл және сары топырақтар түзеді. Олар анықталған ендік немесе меридианалды зоналар түзбейді, таралу ареалдары орманның құба топырақтары сияқты топырақ-биоклиматтық облыстар (провинциялар) түзеді.

Субтропикалық белдеудің терістік және оңтүстік жарты шарларында мұхиттың шығыс жағалауларына бейім орналасқан бірнеше қызыл, сары топырақтар таралған облыстар байқалады. Терістік Америкада бұл-Флорида мен оған шектеліп жатқан терістік жағындағы ойпаттардың және Аппалачтың оңтүстік бөлігіне орналасқан. Оңтүстік Шығыс Азияда – жағалай жазықтар, тау аралығындағы ойпаңдар мен аласа таулар да кездеседі. Оңтүстік Америкада қызыл және сары топырақтар,Уругвай бассейні жазықтарында орын тепкен. Бұл топырақтар Австралияның оңтүстік шығысында, Тасмания және Жаңа Зеландияның терістігінде кездеседі. Ал олардың батысында сары және қызыл топырақтар меридианалдық бағытта құрғақ топырақтармен алмасады. Ол топырақтар- қызғылт қара, құрғақ субтропикалық  ормандардың қоңыр,  субтропикалық далалардың қара, бұталы субтропиктердің сұр қоңыр және субтропикалық шөл даланың сұр топырақтары [10]. Меридианалды топырақ зоналығы біршама тегіс Америка континентінің субтропикалық белдеуінде анық байқалады. Осыған ұқсас топырақ зоналық құрылымдары Қытайдың субтропикалық белдеуінің лесті жазығында орын алған. Оңтүстік жарты шарда Оңтүстік Американың субтропикалық белдеулерінде меридианалдық зоналықтың элементтері 30-40° ендікте, Атлантика жағалауынан ішкі құрлық жазықтарына қарай қызғылт-қара, қаратопырақ, сұр-қоңыр және сұртопырақтар бірін-бірі алмасады. Осыған ұқсас құрылымдары оңтүстік шығыс Австралияның субтропикалық белдеуінде де орын алған [13]. Күннің жылылығы мен жауын-шашынның мол түсуінен тау жыныстары мейлінше үгіліп, балшықтанып суға қатты шайылған. Мұндағы тастар да шіріп кеткен секілді. Тіпті қатты лауалы 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 жапырақтарының 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, топырақтардың сіңіру көлемі шамалы. 100 г топыраққа не бары 12-15 мг экв [10].

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 [3]. Алайда оның құнарлылығы жақсы. Қарашірінді құрамында фульво қышқылы басым. Сондықтан мұны фульватты-темірлі топырақ деп те атайды.

  Сурет 5. Қызыл топырақ түрлері

Қызыл топырақ  ылғалды субтропикте, Батыс Кавказ жағындағы Қара теңіздің шығыс жағалауына тіркелген, Аджар жотасының етегінде 40-400м биіктікте дамыған тип (Сурет 5). Топырақ құрайтын тау жыныстары андезит, базальт, туф пен шөгінді сланецтер. Б.Польнов пен И.Герасимов пікірінше қызыл түсті жыныстардың бұзылу үрдісі  алғашында сілтілі ортада өткен. Органикалық заттар ыдырауы және тыныстану үрдісі нәтижесінде бөлініп шыққан биотекті көмір қышқыл газы мен кішіжандылар тіршілігі және басқа да қышқыл заттар әсерінен, аналық тау жынысы құрамындағы алюмосиликаттар бұзылган. Олардың бөлініп шыққан сілтілі элементтер мен жергілікті кремний 36 % азайып, топырақ құрамында 1.5 оксидтер  ҒеО, А1О  көп шоғырланған 50%. Соның нәтижесінде топырақ түсі қызыл, сары-қызыл рең алып, ортасы қышқыл тартып, күлгін үрдісі дамыған. Ал тың топырақтың жоғары қабаты шымданған, онда біраз гумус пен органикалық қалдық заттар ыдырауынан қоректік күлдік элементтер жиылады.

Кесте-5. Ылғалды субтропиктердің топырағы

Типшелер және кескін құрылымы

        Тек

Типшелер мен туыстардың негізгі морфологиялық белгілері

     

   Қызыл топырақтар ЖК

Қызыл топырақ нағыз күлгінденбеген А˳+А+В

  Әншейінгі

А˳ жұқа орман төсеніші 2см; А күрең немесе қызғылт күрең, кесек дәнді, борпыл; В күрең –қызыл, ірі кесекті, кесек жаңғақты; В жарқыл, нығыздалған, түйіртпексіз; С- ала- құла түсті – қызыл, қызғылт – қара жағымдар мен шоғырлары бар.

Қызыл топырақ глейленген А˳+А+ А

Глейленген

Нығызғылардай

В көкшіл дақтар олардың айырмашылығы жарқыл түсті, А ашық жалын түсті ; В анық.

    

Сары топырақтар ЖК

Сары топырақтар

А˳+А+В

Әншейінгі

Қалдық карбонатты

А сұр, кесекті, кесек- жаңғақты; В сұрлау сары, кесектері айқындалмаған; В жарық сары, кесек призмалы, нығыздалған; С – түсті біркелкі емес, сары – қызғылттау, темір – марганса шоғырлары бар

Сондай; СH HCI тасиды.

Қызыл топырақ маусымдық ылғалды немесе жалпылама ылғалды климатты субтропикалық аймақтарда  ұшырасатын,   үгілуінің нәтижесінде алюмосиликатты жағдайда  қалыптасатын қызыл түсті сазды жыныстар. Ылғалды субтропиктік климат жағдайында жалпақ жапырақты орман жамылғысы астында, кейде тропиктік саванналарда түзіледі. Қызыл топырақтарға тән ерекшеліктер— құрамында темір және алюминий оксидтері жоғары, ал кремний диоксиді (кремнезем) мен негіздер төмен дәрежеде кездеседі, қарашірінді мөлшері аз (6 — 9%-дай). Темір оксидінің көп болуы Қызыл топырақтарға ашық қызыл және қызғылт сары түс береді. Кәдімгі Қызыл топырақтар 8 — 10°-тан 20 — 25°-қа дейінгі еңіс беткейлерде қалыптасады, тік беткейлерде Қызыл топырақтар аз. Қызыл топырақтардың реакциясы қышқылды және әлсіз қышқылды болады. Механикалық құрамы ауыр балшықты немесе саз балшықты келеді. ТМД елдерінің ішінде тек Қара теңіздің шығыс жағалауында, Каспий теңізінің оңтүстік-батыс жағалауында, Африка, Қытай, Жапония, Вьетнам,АҚШ, Бразилия, Австралия т.б. елдерде кездеседі. Бұл топырақ егіншілікке субтропикалық бау цитрустілер  мен шәй өсіруге пайданылады [2].

Кесте-6. Ылғалды субтропикалық ормандар астындағы қызыл сары топырақтардың химиялық құрамы

Үлгі тереңдігі

Лай 0.001мм

Гумус

Азот

CN

Негіздермен қанығуы, мг

Мг зкв 100г топырақта

Ca

Mg

H+Al

Барлығы

10-20

44,1

3,28

0,149

12,8

8

0,16

0,37

5,14

5,67

20-30

48,3

3,02

0,133

13,6

5

0,05

0,26

5,88

6,19

60-70

34,0

1,74

0,088

11,5

19

0,16

0,52

2,79

3,47

90-100

30,0

1,54

0,033

16,2

23

0,36

0,41

2,50

3,26

150-160

32,8

-

-

-

38

0,32

0,32

1,03

1,67

100-200

36,5

-

-

-

44

0,48

0,44

1,17

2,09

Сары топырақ - қоңыр- сары немесе күңгірт түсті борпылдақ шөгінді, құрамының 60—80 пайызы диаметрі — 0,05—0,005 миллиметр түйіршіктер болады (Сурет 6). Сары топырақтар — ылғалды субтропик ормандарда пайда болатын топырақ. Реакциясы қышқыл, гумусы шамалы болып келеді. Сары топырақ Қытайдың (Янцзы бассейні), АҚШ-тың, Австралияның, Жаңа Зеландияның едәуір келемін алып жатады. Ол бұрынғы КСРО-да батыс Закавказ бен Ленкоранда таралған.

  Сурет 6. Сары топырақ

Сары топырақ бұрынғы КСРО-ның ылғалды субтропикалық климатында, мәңгі жасыл ағаштары басым ормандар арасында , балшықты борпылдақ жыныстарда және Қара теңіздің сатылы жағалауы мен батыс шығыс Кавказ тауы етегінде дамыған топырақ. Оны құраушы жыныстар өте қышқыл және орташа тау жыныстарының  ең бастысы сланецтер бұзылған азығынан тұрады : ол "сары және қабық " деп аталады да, құрамында кремний тотығы көп  55-65 процент, темір мен алюминийдің 1.5 тотығы  қызыл топырақпен салыстырғанда аз 25-30процент  болады. Қарашірінді  мөлшері  А - де 2-ден 7 %  дейін құбылады, кескін төмендеген сайын оның саны күрт азаяды, гумус құрамы фульватты, топырақ ортасы қышқыл келеді, негіздер сіңіру сиымдылығы 100 г .т 5-20мг-экв. Кремний мен темір тотықтарының ара салмағы жоғары болғандықтан  4-5, сары топырақтың байланған аниондар сіңіру сиымы көтеріңкі  5-7мг-экв 100г.т  болады.  Бұл топырақта бағалы субтропикалық өсімдіктер  цитрустілер, шай, темекі, т.б дақылдар бапталады. Жоғары өнім алу үшін органикалық және минералдық тыңайтқыштар  әсіресе фосфорлы  және су эрозиясын тежейтін шаралар қолданады[1]. Сары топырақта көп жылдық субтропиктік (цитрустік шай тағы басқалар) дақылдар мен овощь, дәнді дақылдар тағы басқалар өсіруге пайдаланады. Оларда қоректік заттар аз, сондықтан тыңайтуды көп керек етеді.  

ҚОРЫТЫНДЫ

Сонымен, топырақтану ғылымы аса күрделі жəне өтте қажетті ғылым. Халық санының күн сайын өсуіне байланысты топырақтану ғылымының да маңыздылығы өсе түсті. Топырақтану ғылымының да жалпы табиғаттану ғылымдарының  қатарына қосыла тұрып, оның іргелі, қолданбалы ғалымдар ішінде жəне халық шаруашылығының басқа салаларында да алатын орны ерекше.

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 қажет, оның құнарлығын кемітпей, үздіксіз арттыра отырып пайдалану керек.

Топырақтың жалпы физикалық қасиеттеріне түйіртпектілік, көлемдік жəне меншіктік салмақ пен қуыстылық, функциялары физикалық қасиеттеріне су, ауа, жылу қабілеттілігін жəне физика-механикалық қасиеттеріне жабысқақтық, ісіну, шөгу, т.б. жатады. Олардың мөлшері құбылмалы, топырақтың қатты, сұйық, газды жəне тірі фазалар бөліктерінің құрамына, қарым-қатынасы мен өзгерісіне байланысты.

В. Доқучаевтың топырақ туралы ілімі зерттеушілердің зейінін гумусқа (қарашіріндіге) аударды. Бұл тұрғыда микроорганизмдердің гумустық  заттардың пайда болуында рөлі зор.

Топырақ жəне биосфера органикалық заттарының негізгі көзі болып, өз бетімен минералды қосындылардан органикалық заттарды синтездейтін тіршілікті продуценттер немесе автотрофтылар саналады. Жер бетінде органикалық заттардың көзі - жасыл өсімдіктер екені белгілі.

Топыраққа өсімдіктердің ғана калдықтары түсіп қоймай (біріншілік органикалық зат), онымен бірге микробиологиялық өзгеріске түскенпродуктілер жəне жануарлардың қалдықтары да жиналады.

Қарапайым көзге көрінетін топырақ құрамындағы өсімдік жəне жануарлар қалдықтары жалпы органикалық заттардың 5-10 %-тін құрайды.Анатомиялық белгілерінен мүлдем айырылған топырақ органикалық заттарының негізгі бөлігі-гумус (қарашірінді). Ол үлкен екі топтағы заттарға бөлінеді. Топырақ құрамынан бөліп, мөлшерін анықтауға болатын спецификалы (тəн) емес органикалық қосындылар - қанттар, аминқышқылдары, ақуыздар, органикалық негіздер, өлі заттар, органикалық қышқылдар жəне т.б. Көптеген минералды топырақтарда олар жалпы органикалық заттардың ондық проценті мөлшерінде кездеседі.Жалпы органикалық заттардың 80-90%-ін құрайтын арнайы спецификалық-топырақтың өзіне тəн бөлігі - гумустық қосындылар. 

Сары топырақ - қоңыр- сары немесе күңгірт түсті борпылдақ шөгінді, құрамының 60—80 пайызы диаметрі — 0,05—0,005 миллиметр түйіршіктер болады. Сары топырақтар — ылғалды субтропик ормандарда пайда болатын топырақ. Реакциясы қышқыл, гумусы шамалы болып келеді. Сары топырақ Қытайдың (Янцзы бассейні), АҚШ-тың, Австралияның, Жаңа Зеландияның едәуір келемін алып жатады. Ол бұрынғы КСРО-да батыс Закавказ бен Ленкоранда таралған. Сары топырақта көп жылдық субтропиктік (цитрустік шай тағы басқалар) дақылдар мен овощь, дәнді дақылдар тағы басқалар өсіруге пайдаланады. Оларда қоректік заттар аз, сондықтан тыңайтуды көп керек етеді.      Қызыл топырақ-маусымдық ылғалды немесе жалпылама ылғалды климатты субтропикалық аймақтарда  ұшырасатын,   үгілуінің нәтижесінде алюмосиликатты жағдайда  қалыптасатын қызыл түсті сазды жыныстар. Ылғалды субтропиктік климат жағдайында жалпақ жапырақты орман жамылғысы астында, кейде тропиктік саванналарда түзіледі. Қызыл топырақтарға тән ерекшеліктер— құрамында темір және алюминий оксидтері жоғары, ал кремний диоксиді (кремнезем) мен негіздер төмен дәрежеде кездеседі, қарашірінді мөлшері аз (6 — 9%-дай). Темір оксидінің көп болуы Қызыл топырақтарға ашық қызыл және қызғылт сары түс береді. Кәдімгі Қызыл топырақтар 8 — 10°-тан 20 — 25°-қа дейінгі еңіс беткейлерде қалыптасады, тік беткейлерде қызыл топырақтар аз.

Қызыл топырақтардың реакциясы қышқылды және әлсіз қышқылды болады. Механикалық құрамы ауыр балшықты немесе саз балшықты келеді. ТМД елдерінің ішінде тек Қара теңіздің шығыс жағалауында 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 қызыл және сары топырақтары кездеседі, көлемі не бары - 0,6 млн гектар. Қызыл топырақтарда екпе шай, темекі, цитрус дақылдары, жүзімдіктер мол өнім береді.

ПАЙДАЛАНЫЛАТЫН ƏДЕБИЕТТЕР

  1.  Тазабеков Т.Т., Қалдыбаев С., Тазабекова Е.Т. Топырақтану.А., 2004
  2.  Т.Тазабековтың жетекшілігімен. Топырақтар географиясы. А.2000 ж.
  3.  Тазабеков Т. Топырақтану түсіндірме сөздігі. А., 1993 ж.
  4.  Сапарбаев К. Геология жəне гидрогеология. А., 1993 ж.
  5.  Елемесов Ж.Е., Мұхаметкаримов К.М., Асанова Г.К. Жалпы геология, Алматы 2000 ж.
  6.  Елешев Р.Е., Елемесов Ж.Е., Мұхаметкаримов К.М. Топырақтану практикумы. Алматы. 2006 ж.
  7.  Жамалбеков Е., Білдебаева Р. Топырақтану жəне топырақ географиясы мен экологиясы. Алматы, 2006ж.
  8.  Елешев Р.Е., Елемесов Ж.Е., Елюбаев С. Топырақтану геология негіздерімен. Алматы, 2007ж.
  9.  Тұяқбаев Н. Жалпы геология курсы. А., 1993 ж.
  10.  Жамалбеков Е.У.; Бильдебаева Р.М., Бигалиев А.Б. Жалпы топырақтану. Алмата 2001
  11.  Тазабеков Т.Т. Топырақтың құнарлылығы. Алматы, 1999
  12.  Почвоведение. Под ред. В.А.Ковды, Б.Г.Розанова в 2-х частях М. Высшая школа 1988
  13.  Почвоведение. Под ред. И.С.Кауричева. М. Агропромиздат изд.4. 1989.
  14.  Добровольский В.В. География почв с основами почвоведения. М., Изд-во «Владос», 1999
  15.  Добровольский В.В.Задачи почвоведения в решении современных экологических проблем. Санкт-Петербург: ЦМП.2004.  
  16.  И.К.Асанбаев, К.Ш.Фаизов. Почвоведение с основами экологии и географии почв. Учебное пособие., Алматы «Қазақ университеті», 2007.  
  17.  Ж.К.Қабышева Топырақтану. Алматы, 2013
  18.  Е.Т.Тазабекова, Т.Тазабеков Топырақ географиясы. Алматы, 2006

    19. Х. П. Миримонян «Почведение»

      «Общее земледения с почвоведеним»

    20.М. Құспанов «Топырақ, өсімдік, тыңайтқыш»

         Н. А. Каинский «Топырақ, оныңқасиеттеріжәнетіршілік» 1959 ж.

    21. Баешов А. Экология негіздері. - Түркістан: Яссауи университеті, 2000.

    22.  А. М. Дурасов, Т. Т. Тазабеков «Почвы Казахстана»   

    23.  Система ведения сельского хозяйства А.А, Қайнар 1981  

    24.Джаналеева К.М. Антропогенное ландшафтоведение. - Алматы, 2001.

    25.Николаев В.А. Ландшафты азиатских степей. - М.. 1999.

    26.Гаврилюк Ф.Я.Бонитировка почв М.Высшая школа 1974

    27. Глазовская М.А Общее почведения и география почв М,1981


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

47247. Разработка методов защиты волоконно-оптических линий связи от несанкционированного доступа на основе использования концепции кодового зашумления 393.75 KB
  Безразрывный без принудительного отвода мощности Безразрывный с принудительным отводом мощности. Расчет зависимостей вероятности ошибки в канале перехвата от уровня отводимой мощности Комментарий к расчету. Тогда он может какимлибо способом отвести часть оптической мощности из световода а затем направить ее в свое приемное устройство. Тут встречается вторая сложность: величины оптической мощности которую обычно удается отвести очень малы.
47248. Оценка технико-экономического и «рыночного уровня» новизны выпускаемого продукта 2.27 MB
  ТЭО можно рассматривать как конкретную форму проявления научного подхода к обоснованному выбору направления разработок, рациональных путей и всесторонней оценке социально-экономической эффективности принимаемых решений и способов их реализации.
47249. Организация и методы исследования адаптации выпускников Колледжа туризма на предприятиях отрасли 178.5 KB
  Мониторинг адаптации. Это связано с рядом причин: уровнем готовности студентов поступающих в колледжи особенностями адаптации иногородних студентов с формированием профессиональной идентичности уровнем мотивации. В связи с этим важным становится мониторинг трудоустройства и адаптации выпускников учреждений профессионального образования на рынке труда. Ведущим из стратегических приоритетов развития системы профессионального образования на котором основывается практический аспект трудоустройства и адаптации выпускников на современном...
47250. Совершенствование системы дополнительных услуг в гостинице «Кузбасс» 991.64 KB
  Теоретические основы совершенствования и развития гостиничных услуг. Организация предоставления оказываемых услуг в гостинице. Основные тенденции развития в сфере дополнительных услуг. Организация и технология предоставления дополнительных услуг в гостинице Кузбасс.
47251. Підвищення якості ангіографічних зображень 7.74 MB
  Коронарная ангиография – исследование коронарных сосудов, питающих мышцу сердца. Эти сосуды наиболее часто поражаются атеросклерозом, их просвет суживается или полностью закрывается, что приводит к развитию стенокардии или инфаркта миокарда. Коронарография – прямой метод распознавания этих болезней.
47253. Сущность и своеобразие педагогической профессии 714.17 KB
  Учитель как субъект педагогической деятельности и профессионально обусловленные требования к нему. Профессиональное творчество в педагогической деятельности педагога. Изучение особенностей профессиональной направленности и пригодности к педагогической деятельности. Герсберг установил что настоящими мотивами деятельности учителя является многообразие труда самостоятельность профессиональный рост осознание важности дела и д.
47254. Электрическая часть ГРЭС 3х320 МВт 580.15 KB
  Место сооружения данной проектируемой ГРЭС находится в Центральном районе. Мощность генераторов установленных на ГРЭС 3х320 МВт. Генератор соединяется в блок с повышающим трансформатором мощностью 400МВ.А. Энергоблоки генератор - трансформатор работают на шины 220 кВ.
47255. Автоматизовані системи управління 391.5 KB
  Методичні вказівки містять вимоги до структури й змісту дипломного проекту за спеціальністю. Викладено вимоги й правила щодо оформлення пояснювальної записки і графічної частини дипломного проекту. Вимоги до структурних елементів вступної частини.