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

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

Топырақтың басқа табиғи денелерден ерекшелігі – оның құнарлылығы. Құнарлылық деген топырақтың өсімдіктерді өніп-өсуіне қажетті қоректі элементтермен және сумен қамтамасыз ету қасиеті. Жер бетінде адамның өсімдік пен жануарлардың өмір сүруі топырақтың осы қасиетімен тікелей байланысты. Көне дәуірлердің өзінде топырақтың құнарлылығын отпен, күнмен, сумен теңеп, оған табынған болатын. Көне Мысырда құнарлылықтың патшасы болып Изида, ал Римде – Прозерпина саналған. Біздін дәуірге дейінгі IV ғасырда Қытайда топырақтарды «ақ», «көк», «сары» деп, олардың құнарлылығын «аз», «көп», «орта» деп бөлді. Грек философтары Аристотель, Феофраст, Лукреций, Вергилий, Колумелла, Плиний, т.б. топырақ құнарлылығы туралы өз трактаттарында жазған. Сол кезден топырақ құнарлылығының көздері туралы ойланып, топырақ неге тозады, қалай оны дұрыс пайдалануға болады деген ойлар туа бастады. Феодализм мен капитализм кезеңінде әртүрлі топырақтар құнарлылығына қарай бағаланып, сол бойынша салық салу жолдары іздестірілді. XVIІ-ХІХ ғасырларда топырақ құнарлылығына социолог және экономист ғалымдар да назар аудара бастады.

Топырақ туралы мәліметтер жиналып, табиғат зерттеу ғылымдары дамығандықтан, топырақ құнарлылығына да көзқарастар өзгере бастады. Ерте кезеңдерде топырақ құнарлылығының кему себебі оның ішіндсгі «майлар», «тұздар», тағы басқалардың азаюына байланысты деп есептелді, кейінірек құнарлылықтың себептері «су», «қарашірінді», «минералды элементтер» деп саналды. Содан кейін ғана құнарлылықты топырақтың барлық қасиеттерімен байланыстыра бастады. Осы көзқарастармен бірге, топырақ құнарлылығы деген түсініктер де өзгерді. Гумус теориясы дамыған кезде А. Тэер (1830) топырақтың құнарлылығы – топырақтың өсімдіктерді қара шіріндімен қамтамасыз етуі, ал Либих (1840) барлық минералдық элементтермен қамтамасыз ету деген пікірді айтты.

Осы заманның ғылыми әдебиеттерінде топырақ құнарлылығы жөнінде академик В. Р. Вильямстің (1936 ж.) анықтамасы жазылған. Оның айтуынша, топырақ құнарлылығы дегеніміз – топырақтың өсімдіктерді бір мезгілде үздіксіз сумен және қоректену элементтермен қамтамасыз етуі.

Қазіргі кезде топырақ құнарлылығы кең ауқымды түсінік. Мысалы, борпылдақ тау жыныстарында да ылғал және өсімдіктердің қоректік элементтері бар, бірақ жалаңаш тау жыныстарына өсімдіктердің тұқымын сепсе, ол өспейді. Тек судың өзіне отырғызсақ та солай болады, тұқымдар көгергенмен өсімдік шықпайды.

Өсімдіктерге ылғал мен тамыр арқылы берілетін қоректік элементтерден басқа жарық, жылу, оттегі қажет, ал оның көк бөлімдеріне көміртегі керек.

Топырақ – әрі тірі әрі өлі дене. Оның құрамында, жоғарыда айтылғандай көптеген тірі микроорганизмдер бар. Олар құнарлықты қалыптастыруда үлкен рөл атқарады. Күн сәулесі топырақтың жылулық режимін анықтайды, бұл да топыраққа құнарлылық туғызатын элементтердің бірі, өйткені ол ылғалдың булануына, барлық физикалық-химиялық процестерге молекулярлық деңгейде әсер етеді. Топырақтағы фотохимиялық реакциялардың пайда болуы олардың белсенділігіне әсер ететін күн сәулесіне байланысты.

Сонымен топырақ аналық организм сияқты күннің энергиясын, қоршаған ортаның қоректік заттары мен элементтерін пайдаланып, оларды күрделі биофизикалық-химиялық процестер нәтижесінде ыдыратып, өсімдіктерді барлық қажеттілігімен қамтамасыз етеді. Осыған орай топырақтың құнарлылығы – топырақтың өсімдіктердің өніп-өсуіне керекті жағдай туғызу қасиеті. Топырақтың құнарлылығының негізі – өсімдіктің күн сәулесінен өтетін фотосинтез арқылы органикалық заттардың синтездеуі деген сөз.

Топырақ құнарлылығының:

1. Табиғи құнарлылық.

2. Жасанды немесе эффективті.

3. Экономикалық категориялары болады

Бұл түсініктерді өз мағыналарына сәйкес үғыну қажет. Табиғи құнарлылык табиғи күйіндегі ешқандай адам әрекетін кажет етпейтін құнарлылық. Жасанды құнарлылық негізінен адам әрекетінің нәтижесінде (мелиорациялау, тыңайту, т.б.) пайда болған құнарлылық. Ал экономикалық құнарлылы – жерден алынған өнімді бағалау.

Сонымен, топырақ құнары дегеніміз – оның өзінде өсетін өсімдіктерді бүкіл өсу даму кезеңдерінде барлық қажетті қоректік заттармен, ылғал, күн сәулесі және ауамен қамтамасыз етуі.

Жоғарыда топырақтың құнарына әсер ететін көптеген топырақ қасиеттеріне сипаттама бердік. Топырақтардың ол қасиеттерін төменгі топтарға ажыратуға болады:

1. 
   Топырақтардың физикалық қасиеттеріне оның суға төзгіш құрылымы, ауа өткізгіш кеуектілігі, ылғалды жақсы сіңіріп, оны ұстап тұруы, оңай өңдеуге болатын жақсы физикалық-механикалық қасиеттері жатады.
   
2. 
   Топырақтардың химиялық және физикалық-химиялық қасиеттеріне: топырақта қара шіріндінің молдығы, өсімдіктерге сіңімді азот, фосфор, калий және микроэлементтердің неғұрлым жеткілікті болуы, топырақ ортасы реакциясының ыңғайлылығы, топырақ сіңіру кешенінің кальций катионына қанық болуы, топырақтың ауамен қамтамасыз етіліп, оның тотығу-тотықсыздану мүмкіндігінің мол болуы, зиянды, суға еритін тұздардың неғұрлым аз болуы немесе болмауы жатады.
   

3. 
   Топырақтың биологиялық қасиеттеріне: микробиологиялық белсенділіктің жоғарылығы негізінен бактериялардың басым, сонымен қатар ауадан азот жинаушы микроорганизмдердің, биологиялық белсенді ферменттерді шығаратын микроорганизмдердің, топырақ құрылымына және оны қопсытуға әсер ететін төменгі сатылы жәндіктердің болуы кіреді.
   
4. 
   Бүкіл өсімдіктердің өсіп-өнуі мезгілінде гидротермикалық режимнің, яғни өсімдіктерді кажетті ылғал мен жылумен қамтамасыз етудің болуы.
   

Бұл өнім топырақтардың табиғи немесе мүмкіндік (потенциалды) құнарлылығы жағдайында алынған өнімдер. Топырақтың табиғи күйіндегі құнарлығымен қатар, оның тиімділік немесе экономикалық құнарлығы болады. Топырақ құнарлығы адам қоғамының белсенді араласуының нәтижесінде іске асады. Адам қоғамының топырақты егістікке пайдалануы бірнеше ғасырларға созылып келеді. Егіншілік өнімін арттыру мақсатында топырақты өңдеп, тыңайтқыштар енгізіп, әртүрлі жақсарту шараларын қолданып, топырақтардың қажетті қасиеттерін өз мұқтаждығына қарай өзгерту – адам қоғамының ғасырлар бойы келе жатқан іс-әрекеттері. Игерілген топырақтар бұрынғы табиғи дене ғана емес, бұл енді адам қоғамының өндіргіш күші арқылы өзгерген денеге айналды. Осыған байланысты топырақтардың табиғи құнарлылығы деген түсінік орнына енді адам әрекетіне байланысты өзгерген тиімділік немесе экономикалық құнарлылық түсінігі пайда болады.

Адам қоғамының іс-әрекеті нәтижесінде коғамның табиғи-тарихи әлеуметтік жағдайларында пайда болған топырақтың тиімділік құнарлығы дәрежесі коғамның дамуының өндірістік күштері мен оның өндірістік қатынастар дәрежесіне тікелей байланысты. Бұл салада адам қоғамының алғашқы дамыған қарапайым тіршіліктерінен бастап, қазіргі ғылыми-техникалық прогреске жеткенше қаншама кезеңдер өткені белгілі. Бұл уақыттар ішінде топырақты егіншілікке пайдалану жүйелері де қоғамның даму құбылыстарына сай, агрономия ғылымының бірте-бірте өрістеуіне жетеді. Алғашқы кезендерде, адам қоғамы топырақты тек өңдеу арқылы оның табиғи құнарын пайдаланып, бір жерлердің құнары азайса, оны тастап, басқа жерлерді игерді.

Дегенмен, келе-келе бұл жағдайлардың тиімсіз екендігін түсінген адам қоғамы, өндеген жерлерді оларға әртүрлі минералдық және органикалық тыңайткыштар енгізу арқылы тұрақты пайдалану мүмкіндігін түсінді. Бұл салада әлемде агрохимия деген ғылым пайда болып, оның дамығанына да ғасырлар өтті.

Адам қоғамы дамып, халық санының әлемде өсуі топырақты тиімді пайдаланудың басқа жолдарын қарастыруға мәжбүр етті. Осы бағытта топырақты тек коректік заттармен (минералды және органикалық тыңайтқыштар) камтамасыз етумен қатар олардың топырақ құнарының бір негізі – ылғал режимін реттеу жолын іздестіруге келтірді. Бұл салада құрғақ және шөлді топырақтарды қолдан суару әдістсрі қолданылса, ылғалы мол батпақты топырақтарды қолдан құрғату жолдары жүзеге асырылуда. Жалпы бұл бағыттағы іс-әрекеттерді су мелиорациясы деп атайды.

Топырақ құнарына олардың химиялық құрамы да көп әсер етеді. Мәселен, құрғақ, шөлді аудандар топырағында мөлшерден артық суға еритін тұздар қосындысы жиі кездеседі. Оларды сумен шайып, артық тұздарды бұл топырақтардан кетірмейінше, ол жерлерден жақсы өнім алынбайды. Сонымен қатар, кейбір топырақтардың сіңіру комплекстері натрий катионына қаныққан, (сортаң) топырақ ортасының реакциясы сілтілі, олардың физикалық қасиеттері өте нашар, ылғалы жоқ кезде қатып, ал ылғал болғанда батпаққа айналып құнарсыз болады. Керісінше, кейбір топырақтардың сіңіру комплексі, сіңірілген сутегі, біршама алюминий катионына каныққан (орманды зонаның күлгін топырақтары), олардың топырақ ортасының реакциясы қышқыл болып көптеген мәдени өсімдіктер үшін құнарсыз болады. Міне, осы жағдайларды қолдан жақсартпайынша, бұл топырақтардан жақсы өнімдер алу мүмкін емес. Сондықтан осындай топырақтар кездесетін аймақтарда, олардың тұзын шайып немесе топырақ орталарының реакцияларын химиялық мелиорациялау (гипстеу, әктендіру) арқылы жақсарту шаралары әлемде көптен жүргізілуде. Топырақтанудың бұл саласын топырақты мелиорациялау деп, онымен шұғылданатын ғылым мелиоритивтік топырақтану деп аталады.

Топырақ құнарлылығына әсер ететін жағдайдың бірі – оның эрозияға ұшырауы. Бұл ғасырлар бойы түзіліп, жиналған топырақтың құнарлы беткі қабатының қатты соққан жел-дауылдың әсерлерінен немесе қатты нөсерлетіп жауған жаңбырдан, тез еріген қардан, кей жағдайларда суармалы егістік жерлерді суару кезінде суды мөлшерден артык жіберудін нәтижелерінде жуылып-шайылуынан болады. Әлемде топырақтың жел эрозиясына да, су эрозиясына да ұшыраған алқаптар аз емес. Сондықтан да табиғаттың бұл апатымен күресу жолдары – топырақтанудын бір саласы.

Әлемдегі ғылыми-техникалық прогрестің нәтижесінде, әсіресе өндірістің қарышты дамуынан табиғатқа, оның ішінде топырақ құнарына зиянды әсері де толып жатыр. Соның ішіндегі ең негізгілері жер қойнауының әртүрлі тереңдігінде жатқан қазба байлықтарды барлап, қазып алу және оларды байыту кезінде құнарлы топырақ қабаттары бұзылып, жер бетіне жер астындағы құнарсыз тау жыныстары шығып көптеген жерлер құнарсызданады. Оған қоса, көптегсн зауыт-фабрикалар мен жылу электростанциялардан шығатын күл-қоқыстармен ластанып, құнарларынан айырылатын жерлер баршылық. Осындай жерлеріміздің құнарын қайта қалпына келтіруді қайта культивациялау деп атайды. Мұндай жағдайларда, шын мәнінде, топырақтар адам колынан жасалған антропогенді топырақтар түзіледі. Топырақтанудың бұл саласы әлемде соңғы жылдары қолға алына бастады.

Сонымен, топырақ құнарын тиімді пайдалану, оны арттыру жолдары жалпы ауылшаруашылық ғылымдар жетістіктеріне агрономия, агрохимия, сонымен қатар топырақтану ғылымының салаларына (топырақ мелиорациясы, топырақ эрозиясы және одан қорғау, топырақты қайта құнарландыру) тиесілі. Бұл мәселелердің қоғамның дамуымен маңызы арта түспек. Табиғат қорларының барлық салаларын, оның ішінде жер қорларын сақтау, оны тиімді пайдалану сияқты мәселелер көптеген елдердің ата заңдары мен табиғатты және оның барлық салаларын қорғау туралы арнайы заңдарында қарастырылған. Республикамыздың табиғатын қорғап, оның экологиялық жағдайларын жақсарту, жер қорларын сақтап, тиімді пайдалану туралы арнайы заңдар қабылданған. Мәселе – осы заңдарды бұлжытпай орындау.

Топырақтың құнарлылығы. Топырақ ауыл шаруашылығы өндірісінің негiзгi құралы және заты болып табылады. Топырақтың ең маңызды қасиетi – оның құнарлылығы, яғни өсімдіктердің өсуiне және дамуына керектi жағдайлармен бiр мезгiлде қамтамасыз ету мүмкiндiгi.

Топырақтың құнарлылығы тек оның қасиеттерiне ғана емес, онда өсірілген дақылға, агротехниканың деңгейiне, аймақтың климатына және т.б. байланысты болады. Әлеуметтiк-экономикалық қарым-қатынастардың өзгеруiне, ғылым мен техниканың дамуына қарай топырақтың құнарлығы да өзгередi. К. Маркс ол туралы: «... құнарлылық топырақтың объективтi қасиетi болса да, экономикалық тұрғыдан алғанда ол әрқашан белгiлi қатынасты, егiншiлiктiң, химия мен механиканың дамуының осы кезеңдегi деңгейiне қатынасын көрсетеді және сол даму деңгейiмен өзгеріп отырады» деп жазды

Топырақтың құнарлығын әлеуеттi (потенциалды немесе табиғи) және тиiмдi құнарлылық деп екi түрге бөледі. Табиғи құнарлылық топырақтың құралу факторларының әсерiмен табиғаттың өзі жасаған құнарлылық. Ол топырақтың түрiне, механикалық құрамына, физикалық және химиялық қасиеттерiне, қарашiрiктiң мөлшеріне және басқа жағдайларға байланысты болады. Табиғи құнарлылықтың және тыңайған жерлерге тән болады.

Тиiмдi құнарлылық ауылшаруашылық өсімдіктерiнiң өсуi мен дамуына қолайлы жағдай жасау үшiн топырақ өңдеу құралдарын пайдаланғанда байқалады. Тиiмдi құнарлылық егiншi еңбегiнiң жемiсi. Ғылымның дамуымен бiрге өсіп отыратын техникалық өрлеу мұндағы басты фактор болып табылады. Ғылым мен техниканың өрлеуiне байланысты топырақтың тиiмдi құнарлылығы да өсіп отырады.

Техникалық өрлеу әрекетiнiң арқасында топырақтың табиғи құнарлылығы мен оның мәдени дамуының әсерiнен пайда болған құнарлылығын бiрiктiретiн жасанды құнарлылық қалыптасады. Уақыт өте келе, жасанды құнарлылық топырақтың сипаттайтын қасиетiне айналады, тек табиғаттың әсерiнен ғана емес, адамның да әрекетiнiң нәтижесi болып табылатын топырақтың жаңа деңгейдегi құнарлылығы пайда болады. Тиiмдi құнарлылығы жоғары топырақ мәдени топырақ деп аталады.

Өндіріс процестерiнiң әсерiнен ол үнемi жақсарып отыруы мүмкiн. Бұл топырақтың (жердiң) өндіріс құралы ретiнде өнеркәсіпте қолданылатын өндіріс құралдарынан (машиналар, станоктар) айырмашылығы болып табылады.

Бiрақ, мәдени топырақ құралу процесiнiң бұл бағытта жүруi үшiн жемiс алмастыру қағидасының және топырақ қорғау шараларының сақталуы керек. Әйтпесе топырақтың қара шiрiгi азайып, құрылымдары бұзылады, қоректiк заттардың қоры төмендеп, жел және су эрозиясының әсерiнен топырақтың құнарлылығы жоғалады.

Солтүстiк Қазақстанның өңдеудегi топырақ құнарлығы және қарашiрiгiнiң деңгейi үнемi төмендеуде. Жердi тек жазықкескiш құралдармен өңдегеннің өзінде де органикалық заттардың қоры толмайды. Төрт танапты ауыспалы егiстiң бiр айналымның өзінде ғана қарашiрiктiң мөлшері 0,2% кемидi.

В. Е. Егоров, Б. А. Доспехов, А. М. Лыков және т.б тұжырымдаулары бойынша «қарқынды егiншiлiктегi құнарлылықтың кеңейтiлген ұдайы өндірісi жалпы егiншiлiктiң кеңейтiлген ұдайы өндірісінің мiндеттi шарты болып табылады».

Ғылыми-техникалық прогрестiң әсерiнен егiншiлiктiң қарқындылығы артқан сайын топырақтағы органикалық заттардың маңызы өсе түседi. Оны әртүрлi топырақ-климат аймақтарында жүргiзiлген ғылыми зерттеу жұмыстарының нәтижелерiнен көруге болады. Азот мөлшерінiң артуынан болатын өсімдіктер өнімділігінің жоғарылауы тек органикалық заттардың теңгерiмiндегi толымсыздықты жойғанда ғана мүмкiн. Көміртегi теңгерiлiмiндегi оң көрсеткіштiң маңызын басқа авторлар да атап көрсеткен. Сонымен қатар бiр жылдық дақылдарды ауыстырмай немесе типi және механикалық құрамы әртүрлi топырақтардағы ауыспалы егiстерде тыңайтқышсыз өсіру жыртылатын қабаттағы органикалық заттардың үнемi кемуiне әкелiп соғатыны анықталған. Канада мен АҚШ ғалымдары дәндi дақылдарды сүрi танаптарды өңдеудi пайдаланып өсіргенде органикалық заттар мен нитратты азоттың едәуiр жоғалатынын атап көрсетеді. Осыдан органикалық заттардың өнімсiз шығын болуын азайтудың жолдарын iздестiрудiң маңыздылығы айқын байқалады.

Құнарлылықтың маңызды факторы саналатын қарашiрiктiң мөлшерін тұрақтандыру және үдемелi өндіру егiншiлiктiң және экологиялық тепе-теңдiктiң ең ауқымды проблемасы болып табылады. Канада ғалымдарының дайындаған болжамы бойынша, дәндi-сүрi танапты жүйенi әрi қарай пайдалану 2000 жылға қарай көптеген топырақтарды қиын жағдайға ұшыратуы мүмкiн.

Б. Г. Розанов бұдан да үрейлi пiкiр айтады. Оның ойы бойынша, топырақ құнарлылығының кеңейтiлген үдемелi өнімiн қамтамасыз етпей, оған жасалатын әсердi әрi қарай қарқындату сөзсіз экологиялық, сонан кейiн әлеуметтiк-экономикалық апатқа әкелiп соғады.

Топырақтың құнарлылығы тереңдеген сайын азайып отырады. А. Н. Лебедянцев тiптi, қара топырақтарда да жоғарыдан төмен қарай оның құнарлылығының азаятынын атап көрсетті. Ол топырақтың барлық қалыңдығын жекелеген үш қабатқа бөлді; 0-5 см, 5-20 см және 20-50 см. Егер 40-50 см қабаттың құнарлылығын бiрге тең деп алсақ, онда 0-5 см қабаттың құнарлылығы 4,5 см тең болады. Бұл жоғарғы қабатта қарашiрiктiң көп болуымен, жарық пен кебудiң әсерiмен (20), физиологиялық белсендi заттар мен микроорганизмдердiң болуымен (33), төменгi қабаттардың физикалық және химиялық қасиеттерiнiң нашарлығымен түсiндiрiледi.

Топырақтың мәденилiгi. Топырақты  мәдени түрге келтiру деп оның құнарлылығы мен ауылшаруашылық дақылдарының өнімділігін арттыру үшiн адамдардың бағытталған әрекетiнiң арқасында агрофизикалық, агрохимиялық, биологиялық және агротехникалық қасиеттерiнiң өзгеруiн айтады. Топырақты мәдени түрге келтiру шараларының әсерi шымды-күлгiн және сортаң топырақтарда күштiрек байқалады.

Құнарлықтың элементтері және факторлары

Өсімдіктер өздерінің дамуы кезінде қоректік заттарды, суды, ауаны және жылуды керек етеді. Мәдени өсімдіктердің осы мұқтаждарын қанағаттандыруға қабілеті бар топырақты құнарлы топырақ деп атайды.

Құнарлылық – топырақтың ең басты әрі ең негізгі агрохимиялық қасиеті, ол басқада бірқатар қасиеттеріне тығыз байланысты болады. Топырақ құнарлылығын жақсартуға бағытталған шаралар үлкен комплексті келеді. Ол көптеген жұмыстарды атқарудан тұрады, атап атқанда:

1) Топырақты дұрыс өңдеу системасын жүзеге асырудан;

2) Дұрыс ауыспалы егіс жүйесін енгізуден;

3) Органикалық және минералды тыңайтқыштарды дұрыс және тиімді қолдану шараларынан;

4). Әртүрлі комплексті мелиорациялық жұмыстарды жүзеге асырудан тұрады.

Топырақ сапалығы, яғни бонитировкасы деген ұғым латынша bonita – сапалығы деген сөзден шыққан. Топырақтың сапалығын бағалау дегеніміз – топырақтың сапалығын потенциалды құнарлығын өнім беру қасиетін, табиғи және мәдениеттелген фитоценоздармен салыстыру. Топырақтың бонитировкасы іс жүзінде қолданылатын ауылшаруашылық ерекшеліктеріне қарап дәрежеленуі деп қарастыруға болады. Бонитеттеудің:

1. Топырақтың табиғи қасиеттері (құнарлылығы) белгілі бір дақылдар өнімімен сәйкестелінетін.

2. Топырақтың агроөндірістік топтарына қарап, дақылдардың өніміне сәйкестіріп, баға берусияқты әдістері бар. Топырақ бонитетінің өлшемді бағасы болады, оны балмен көрсетеді. Топырақтар 1- ден 100 ге дейінгі балл болмаса, нашар, орташа, өте жақсы бағалар арқылы кластарға, (топтарға) бөлінеді.

Топырақтың қатты бөлігінің құрамы – органикалық заттарда, оның негізгі бөлігі күрделі құрылымды қарашірік. Органикалық затта клетчатка, лигнин, белок, қант, шайыр, май, т.б өсімдіктер мен жануарлар, микробтектес қалдықтар қосындылары және солардың ыдырау процесінде пайда болған аралық заттар болады.

Топырақтағы органикалық заттар ыдыраған кезінде олардағы азот өсімдікке сіңімді түрге айналады.

Танаптың топырақ қабатында өсімдіктер мен басқа тірі жәндіктердің қалдықтарын бактериялар мен қарашірікті құрайтын топырақ түйірлерінің органикалық бөлігі түзеді. Топырақтың құнарлылығы ондағы қарашіріктің азкөптігіне қарай бағаланады. Топырақтың тірі бөлігі топырақ микроорганизмдерінен (бактериялар, саңырауқұлақтар, балдырлар), омыртқасыздардың көптеген тобынан (қарапайымдар, жәндіктерден, құрттардан, насекомдардан мен олардың личинкаларынан), топырақ арасында тіршілік ететін омыртқалылар тобына жататындардан тұрады. Бұлардың қалдықтарының бір бөлігі толық минералданатын болса, екінші бөлігі қайтадан топырақтың органикалық жаңа түріне – қарашірікке айналады.

Өсімдіктер өсіп өну кезеңінде топырақта сумен бірге қоректік заттарды алады да, ал олардың негізгі қоры осы қарашірік болып табылады. Қарашіріктің негізгі қоры осы қарашірік болып табылады. Қарашіріктің негізгі қасиеті – оның өз бойына суды жақсы сіңіргіштігі. Сондықтан топырақтың физикалық қасиетін де жақсартады, яғни ол топырақ құрамындағы түрлі минералды заттарды біріктіріп ұстап тұрады, қатты жаңбырдан кейін топырақ бетінде қалың қабыршақ пайда болуы – топырақтың құнарсыздығынан, ондағы қарашіріктің аздығынан болады. Топырақ қабатының жылу тәртібі органикалық қалдықтардың шіруі мен жылудың бөлінуіне байланысты. Топырақ қабатында пайда болған қарашірік оның өте ұсақ майда бөлшектерін өзара біріктіреді, жабыстырады.

Егіншілікте пайдалану нәтижесінде топырақ құнарлығының өзгеруі және оны қалпына келтіру жолдары

Егіншілік жүйесі бір аймаққа тікелей байланысты қалыптастырылады. Ғылымға негізделген егіншіліктің интенсивті жүйесін жүргізуге топырақтың пайда болуы мен топырақ құнарлылығының құралу заңдылығын игеріп, оны одан әрі пайдалану шешуші шарттардың бірі. Әрине, егіншіліктің жалпы заңдылықтарынан туындайтын агротехникалық әдістерді нақтылы аймаққа қарай қолданған жөн. Өйткені біздің кең байтақ республикамыздың егістік алқаптары әртүрлі аймақтарда – орманды, далалық, шөл, шөлейт, таулы, суамалы жерлерде орналасқан, соған орай егіншілікті жүргізудің әдістері әрқилы.

Топырақ құрайтын табиғи процестің дамуымен топырақтың құнарлылығының басқа да көрсеткіштері – физикалық, суға және ауаға байланысты қасиеттері жақсарады.

Климаты, температурасы мен су тәртіптері қолайлы аймақтарда өсімдіктердің, жер қыртысының үстіңгі қабатында микрофлоралар мен жан жануарлар дүниесінің өркендеуіне қолайлы жағдай жасалынатыны белгілі. Бұл әрине, топырақ құралуын жеделдетеді, топырақтың құнарлылығын арттыруға мүмкіндік туғызады. Мұндай аймақтарда топырақтың өнімділігі мен биологиялық қуаты арта түседі.

Топырақ құралу процесесін биологиялық процестер айқындайды. Биологиялық процестер неғұрлым жедел жүрсе, топырақ құнарлығының да соғұрлым қарқынды артатыны зерттеулерден белгілі. Сондықтан да егіншілік саласында топырақ қабатын тиімді биологиялық процестердің белсенділігін көтеруге болады. Мелиорациялық шаралардың ғылыми жүйесіне сүйене отырып, топырақты кез келген климат жағдайында мәдени дақылдарды өсіруге қажетті су және ауа режимімен қамтамасыз етуге толық мүмкіндік бар. Сондықтан табиғаттың өз күш қорын, оның даму жолдарының заңдарын меңгеріп, ақылмен пайдаланса, топырақтың құнарлылығы кемімей, қайта керісінше оның құнарлылығы да, құрылымы да жақсара түседі.
Өзін -өзі тексеру сұрақтары:

1. Топырақтың құнарлығы дегеніміз не?

2. Құнарлықтың қандай қасиеттерін білесіз?

Дәріс 9

Топырақтың су-физикалық қаситеттері.

Топырақтағы ылғал түрлері.

Топырақтың су-физикалық және физикалық қасиеттері

Топырақтың физикалық қасиеттеріне оның құнарлылығын сипаттайтын маңызды көрсеткіштер: топырақ құрылымы, су ауа режимі.; жылылық, меншікті және көлемдік салмағы, сонымен қатар өндірістік құрылыс жол салуға топырақтың қаттылығы, иленгіштігі, жабысқақтығы сияқты қасиеттері жатады.

1. Құрылымы жоқ, шан-тозаңды, борпылдақ;

2. Құрылымы майда түйіртпекті, мөлшері оқ дәрідей шамамен 0,5-1 мм;

3.Дәнді түйіртпекті, диаметрі 1-5 мм;

4.Жаңғақты құрылым, бөлшектері 5-10 мм;

5.Майда кесекті құрылым. 10 мм-ден ірі;

6. Ірі кесекті құрылым, топырақ бөлшектерінің көлемі бірнеше см-ге жетеді.

Сонымен шамалы ылғалданбаған топырақтар өздері орналасқан табиғи жағдайларына қарай осы жоғарыда айтылған құрылымдардың біреуіне ыңғайлана бастайды. Игерілген жерлерде топырақ құрылымы адам әрекетіне, яғни өңделу, қандай егістіктерге пайдалану жағдайларына тікелей байланысты. Топырақ құнарлылығына, ондағы ылғал ауа режиміне майда-түйіртпекті, дәнді-түйіртпекті құрылым жақсы әсер етеді. Топырақтардың мұндай құрылымдары топырақ қара шіріндісіне бай, топырақ сіңіру кешені (комплексі) негізінен кальций катионына қаныққан қара топырақ пен қара қоңыр топырақтарға тән. Ал топырақ сіңіру кешені натрий катионына қаныққан сортаң топырақ қара шіріндісі аз, құрғақ және шөлейтті топыраққа тән. Топырақ құрылымы оның құнарлылығының бір шарты болғандықтан, игерілген жерлерде оны қолдан жасау шаралары да қарастырылады. Мәселен, академик Р. В. Вильямс топырақ құрылымын жақсарту үшін егіншіліктің шөптанапты жүйесін енгізді. Бұл әдіс еліміздің көптеген жерлерінде қолдау тапты. Оның мәні былай: егісті жерлерге шөптанапты емес, бір дақылды жылма-жыл егіп, оны өңдеген кездерде топырақтың құрылымы бұзылып, егістік өнімі кемиді. Мұны болдырмас үшін негізгі дақылды міндетті түрде шөптанапты егістіктермен ауыстырып, кезектестіріп егу кажеттігін (мәселен, шөптанапты егістіктер үшін, бұршақтұқымды дақыллар мен дәнді шөптерді араластырып егуді) ұсынды. Сонда топырақтың әрі құрылымы жақсарып, оның құрамына азот көп жиналады.

Топырақ құнарына және ондағы болатын процестерге топырақтың құрылымы мен оның физикалық қасиеттерінің әсері көп. Топырақтың үйлесімді су ауа режимі де оның көп физикалық қасиеттеріне тікелей байланысты. Топырақта қоректік заттар жеткілікті болғанымен, онда ауа немесе су тапшы болса, өсімдіктердің нашар өсетіні, ал кейде тіршілігінің тіптен тежелетіні мәлім. Топырақта ауаның және судың үйлесімді мөлшерде болуы оның кеуектілік дәрежесімен анықталады. Ал кеуектілік топырақтың түріне қарай әртүрлі болады. Адамдар топырақтың кеуектілігін жасау үшін оны қолдан өңдейді. Топырақтың жыртылған, қопсыған қабатында жартысына дейін кеуектер болады да, қалғаны топырақтың қатты бөлігінің үлесіне тиеді. Шымтезекті топырақтарда кеуектілік одан да артық, ал құм топырақтарда 30-40%-дай болады. Өсімдіктер тамырлары кеуекті топырақтарда жақсы өсіп, оңай таралады.

Топырақтың кеуектілігі оның көлем салмағына, яғни тығыздығына және топырақтың меншікті салмағына тікелей байланысты. Топырақтың көлем салмағы деп оның табиғи күйіндегі ылғал мен ауаны коса есептегенде 1 см³ көлемдегі салмағы грамм есебімен өлшенетін шаманы айтады. Ал топырақтың меншікті салмағы, яғни оның қатты фазасының 1 м³ көлемдегі салмағы грамм есебімен алынады. Топырақтың қатты фазасының салмағы сол көлемдегі су салмағының қатынасымен салыстыру арқылы анықталады. Әдетте, топырақтар өздерінің құрамына қарай, олардың көлем салмақтары 1-1,6 г/см³-ге дейін, ал меншікті салмағы 2,4-2,8 г/см² болып кездеседі. Міне осы мәліметтер арқылы топырақтардың кеуектілігі (Р, %) де анықталады. Ол үшін төмендегі формула қолданылады:

Топырақтың су өткізгіштігі де оның кеуектілігіне тікелей байланысты. Құрылымы (структурасы) жақсы топырақтарға су оңай сіңіп, өсімдік тамырларына тез жетеді. Мұндай топырақтарда сумен қатар жеткілікті мөлшерде ауа да сақталады. Сондықтан да бұл топырақтарда судың булануы төмендейді де, топырақ сіңірген ылғал ысырап болмай біраз уақытқа дейін дұрыс сақталады.

Топырақтың суды өз денесіне сіңіріп, ұстап қалу қасиетін оның су сыйымдылығы деп атайды. Әртүрлі топырақтың су сыйымдылығы әртүрлі болады.

Топырақтың су сыйымдылығына оның кеуектілігімен қатар механикалық құрамы, топырақтағы қара шіріктің мөлшері де әсер етеді. Мысалы, қара шірікке бай 100 грамм балшықты топырақ 50 грамдай суды бойына ұстаса, 100 грамм құмдақ топырақ не бары 5-25 грамм суды ғана ұстай алады. Ал органикалық заттарға өте бай шымтезекті топырақтардың 100 грамы өзінен екі-үш есе артық көлемдегі суды сіңіре алады.

Топырақтың дұрыс құрылымы бұзылып, кажетті кеуектілігі сақталмаған жағдайда топырақ нығыздалып, ондағы қылтүтіктер бір-бірімен жалғасып, топырақ ішіңдегі сулар осы қылтүтіктер арқылы тез буланып кетеді. Мұны болдырмас үшін топырақты дер кезінде өңдеп тұру кажет. Ал суармалы жерлерде топырақты суару шаралары қалай болса, солай жүргізілмей, мұнда оның су сыйымдылығы, су өткізгіштігі, т.б. сияқты қасиеттері ескеріледі.

Топырақтың суды көтергіш қасиеті де оның механикалық құрамына тікелей байланысты. Мәселен, құрамы ірі құмдақ топырақтар жерасты ыза суларынан ылғалды не бары 50-60 см-ге ғана көтереді. Ал механикалық құрамы ауырлау саз балшықты топырақтар өздерінің майда қылтүтіктері арқылы жерасты ыза суларының ылғалын 3-3,5 метрге шейін көтере алады.

Түсетін ылғал: а) ауа ылғалы (жаңбыр, қар); ә) еріген қар суы; б) будан түсетін ылғал; в) жерасты ыза суынан көтерілетін ылғал.

Шығын болатын ылғалдар: а) булану; ә) топыраққа сіңбей ағатын ылғалдар; б) өсімдіктер арқылы буланып транспирацияланатын ылғалдар; в) өсімдіктердін жапырақтары мен бұтақтарында қалатын ылғалдар. Түсетін ылғал мен шығын ылғалдың арақатынасы әртүрлі топырақтардың ылғалдану коэффициентін анықтайды.

Табиғаттың салқын-орманды, жылы-субтропикалы тропикалық зоналарында түсетін ылғал мол, шығын аз болып топырақтарда шайылу ылғал режимі бой көрсетеді. Ал орталық коңыр салқын зоналарда ылғалдану коэффициенті шамамен, 1-ге тең, сулану мен булану тепе-теңге жуық. Табиғаттың басым аймақтарында ауадан түсетін ылғал топырақтан шығын болатын ылғал мүмкіндігіне қарағанда анағұрлым аз. Бұл аймақтарда (құрғақ дала, шөл-дала, шөл) негізінен ылғалдың булану режимі өріс алады. Ал игерілген жерлерде ылғал режимін адам өз мұқтаждығына ыңғайлап, кей жерлерді қолдан құрғату, ал көп жерлерде су көздері табылған жағдайларда топырақтың ылғал режимін суару арқылы өзгертеді.

Топырақтың жылулығы топырақтың температурасымен белгіленеді. Температура тәуліктік, апталық, айлық, маусымдық және жылдық көрсеткіштермен ажыратылады.

Топырақтың жылулық режиміне ауа райы, өсімдік, жер бедері, қар жамылғысы, топырақтың механикалық құрамы, ылғалдылық пен түсі әсер етеді. Әртүрлі топырақ күн сәулесінен әртүрлі қызады. Ашық түсті топырақтарға қарағанда, қара шіріндіге бай қара топырақ пен қара қоныр топырақ анағұрлым тез жылынады. Ал құмдақ топырақтарда балшықты топырақтарға қарағанда, тез жылынады. Дегенмен, ол топырақтар тез арада суиды. Ылғал топырақтармен салыстырғанда құрғақ топырақтар тез жылынады. Ылғал топырақтардың баяу жылынатын себебі, ондағы суды жылытып, буландыру үшін көп жылу жұмсалады.

Құм топырақтар саз топырақтардан құрғақтау болғандықтан анағұрлым тезірек жылынады. Топырақтың жылулығына оның орналасқан жері де әсер етеді. Мысалы, оңтүстік баурайдағы топырақтар солтүстік жағымен салыстырғанда жақсырақ жылынады.

Топыраққа берілген жылу оның бөлшектерімен, су және ауа арқылы төменгі қабаттарға тарайды. Топырақтың қатты бөлшектері су, жылуды жақсы өткізеді. Ал ауа жылуды нашар өткізеді.

Түнде топырақ бетінен бастап салқындайды, ал күндізгі жылу толқыны тереңірек қабатқа өтеді. Жылудың толқындары осылайша күнбе-күн тереңірек қабаттарға өтіп отырады. Топырақ бөлшектері жылудан біресе ұлғайып, біресе суықтан кішірейіп отырады. Бұл олардың тез және толық үгілуіне көмектеседі. Топырақтағы өсімдіктермен бірге тірі жәндіктердің дамуы үшін жылы топырақ қолайлы.

Қыста топырақты қар басып, ондағы су қатқан кезде және жылу толқындарының орнын суық толқындар басқанда топырақтағы тіршілік едәуір бәсеңдейді.

Топырақтың жоғарғы сипатталған физикалық қасиеттерінен басқа кейбір топырақтарға тән және оның құнарлылығына едәуір нұқсан келтіретін, мысалы, топырақтардың сортаң немесе сорланған болып келетін жағдайлары болады. Мұндай топырақтар оңтүстік және кейбір солтүстік зоналарда кездеседі. Ол топырақтарды тиімді пайдалану үшін оларды алдын ала мелиорациялау қажет.

Топырақтың механикалық құрамын, әрқилы көлемдегі: ірі дәнді, ұсақ дәнді бөліктері бойынша айырады. Ірі дәнді топырақтар: балшықты, балшықтылау, шымтезекті (торф) болып бөлінеді.

Топырақтың механикалық құрамы физикалық қасиетіне, саңылаулығына, ауа және су өткізгіштігіне, ылғалсыйымдылығына, жылу өткізгіштігіне әсер етеді. Осы қасиеттерге топырақтың өнімділігі мен санитарлық күйі тікелей байланысты.

Ылғалды топырақтар жоғары жылу сыйымды және жылу өткізгішті, олар нашар қыздырылады, оларда органикалық заттар ыдырауы баяу өтеді. Ұсақ дәнді топырақтардың капиллярлығы жоғары, бұл оларда салынатын құрылыс орындарындағы ылғалдылық себебі бола алады. Осы ерекшілікті органикалық тастандылар мен шайынды суларды залалсыздандыру телімдері мен фермалар салу кезінде ескеру қажет.

Топырақ түрлі химиялық қосылыстарды, бұзылып ыдыраған органикалық тастандылары, микроорганизмдерді сіңіріп, бойында ұстай алады.

Бұл қасиетінің үлкен санитарлық-гигиеналық маңызы бар. Оны топырақта өтіп жатқан түрлі үрдістермен және құрамында балшық бөліктері мен қарашіріктің орын алуымен түсіндіруге болады. Алайда, тастандылармен қатты ластанған кезде топырақтың сіңіру қабілеті бұзылады.

Бұл жағдайда органикалық заттар минералданбайды, ал топырақ пен ауаны сасық иісті шіру өнімдерімен (NH_3, H₂S, CH, индол) ластайды, топыраққа түскен заттар мен микроорганизмдер одан атмосфералық жауын-шашындармен жуылып, онымен қоса жер суларына келіп түседі.


Топырақ ылғалы

Топырақ қопсытылған су сыйымдылығы бар дене болғандықтан, оның құрамында әр уақытта азды-көпті ылғал болады. Топырақ ылғалы – оның құнарлылығының бір шарты. Ылғал топыраққа ауадан түскен жауын-шашын мен жер бетіндегі судан және жер астының ыза суынан келеді. Топырақ ылғалы әр жерде әрқилы. Бір жерлерде топырақтың ылғалдылығы мол болса, екінші жерлерде тапшылау. Топырақта кездесетін ылғалдың өзі де өсімдіктерге сіңімділігі әртүрлі болып келеді. Ылғалдың кейбір түрлері өсімдіктерге тіпті сіңбейді. Жалпы топырақтағы ылғал төмендегідей бірнеше түрге бөлінеді.

Топырақ суын абсолюттік таза су деп түсінбеуіміз керек. Бұл – құрамында суға еріген әртүрлі заттары бар топырақ ерітінділері. Өсімдіктер барлық қоректік заттарды тек осы ерітінділерді бойына сіңіру арқылы алады. Сондықтан да топырақ суы – оның құнарлылығының негізгі шарттарынын бірі. Академик Г. Н. Высоцкий топырақ суының өсімдіктер үшін маңызын айта келіп, оны адам қанымсн салыстырған (Г. Н. Высоцкий 1962).

Топырақ суы топырақ қыртысындағы әртүрлi минералдық тұздарға бай болып келеді. Топырақ суын ауыз су ретiнде, не шаруашылық мақсаттарға пайдалануға болмайды. Топырақ суы – өсiмдiктер әлемінің негiзгi қорегi, өсiп жетуiне қажеттi су көзi. Құм топырақтарда салмағының 4-10 пайызын, құмайт, құмды саздардың 10-30 пайыздан, саз топырақтардың 25-30 пайыздан астамы топырақ суы құрайды.

Топырақ суының мөлшерi ауа райына, жыл маусымдарына сәйкес өзгерiп отырады. Топырақ ылғалдылығы өсiмдiктерге екi түрлі әсер етедi: бiрiншiден, тамырдың өсуi мен тармақталуы топырақ ылғалдылығына байланысты; екiншiден, өсiмдiктің ылғалды қабылдауы топырақтағы судың мөлшерiне де байланысты. Топыраққа су жаңбыр, қар, бұршақ, не шық түрiнде түсiп отырады. Кейде ол топырақтың беткi қабаттарына төменнен көтерiледi. Бұл жерастындағы су немесе ыза суы топырақтың беткi қабатына таяу орналасқанда кездеседi. Қандай топырақта болмасын азды көптi ылғал болатыны белгiлi. Топырақта кездесетiн су түрлi құрамда болады, ол жыл мезгiлiне, ауа температурасының өзгеруiне қарай түрлiше күйге ауысып отырады. Мысалы, топырақ кесектерiнің арасындағы ауада кездесетiн су топырақ температурасы жоғары болса, көбiне бу күйiнде болады, ал температура төмендесе, ол су тамшысына айналады. Топырақта кездесетiн бу күйiндегi суды өсiмдiктер пайдалана алмайды, оны – топырақтағы судың пайдасыз қоры деп атайды. Аталған су өсiмдiктерге тиiмдi болу үшiн, топырақ түйiршiктерiнiң сыртын толығымен қапталдап мөлшерi өскенде ғана, ол топырақ түйiршiктерiнiң аралықтарындағы қылтүтiкке енедi де өсімдіктердің қоректік минимумынан қолайлы режимiн реттеуге көмектеседi. Құбылыстар жиынтығы арқылы анықталатын топырақ ылғалының жиналуы, жылжуы, жұмсалуы және оның физикалық жағдайын өзгерту топырақтың су режимi деп аталады.

Топырақтың су тәртiбi – топырақтың құралуындағы ең маңызды фактордың бiрi, ал оның құнарлығын арттыратын басты жағдайлардың бiрi болып саналады. Топырақтың су тәртібінің мөлшер көрсеткiшi, яғни ылғалдың жиналуы мен жұмсалуы жиынтығының барлық шамасын және белгiлi бiр кезең аралығында оның қорының өзгеруін су тепе-теңдігі деп атайды. Су тепе теңдігінің көпжылдық орташа мөлшерi, топырақтың су тәртiбiнiң түрлерін сипаттайды. Су – табиғатта ең көп таралған, сонымен бiрге нағыз ерекше зат. Өсiмдiк тiршiлігiне қажеттi су қорын негiзiнен топырақтан алады. Топырақ ылғалды жинайтын, сақтайтын және өсімдіктерді барлық даму кезеңдерiнде ылғалмен қамтамасыз ететiн орын болып табылады. Су өсiмдiкте өсетiн барлық тiршiлiк процестерiне мiндеттi түрде қатысады. Көптеген өсімдіктердің клеткаларында 80-90 пайыз, ал тұқымдарында 10-15 пайыз су кездеседi. Өсiмдiк табиғатында су айналымы да елеулi рөл атқарады. Топырақтағы судың мөлшерi оның құнарлылық тиiмдiлiгiн анықтайтын судың технологиялық қасиетiне, химиялық, физикалық-химиялық және микробиологиялық процестердiң қарқынды етуiне байланысты. Топырақтағы судың түрлері. Топырақ ылғалы әртүрлi күйде болады. Олардың барлығы бiрдей өсiмдiкке сіңе бермейдi. Жалпы топырақ суларын мынадай түрлерге бөлуге болады.

Топырақтың барлық қуыстары жаңбыр суымен және көктемде қар суымен толады. Бұл өсiмдiкке зиян су топырақтағы барлық ауаны ығыстырады да, өсімдіктердi тамырлары ауасыз тұншығады. Далалық су сыйымдылық шегі топырақтың табиғи құрылымында бос су өз салмағымен топырақ қабатына сiңіп кетедi. Осы жағдайда жерасты суы тереңде жатса, ал топырақ қабатындағы су буға айналмайтын болса, топырақ бойында ұсталып қалатын су мөлшерiн далалық су сыйымдылық шегi деп атайды. Капиллярлық су сыйымдылық шегi деп судың топырақ түйiршiктерiнiң iшiнде ұсталып қалатын қабiлетiн айтады.

Капиллярлық су сыйымдылық шегi жерасты суының тереңдiк деңгейiне және жоғарыдан келетiн табиғи су мөлшерiне байланысты. Мұндай сулар капилляр түтiктерi арқылы жоғары көтерiледi және керiсiнше жоғарыдан төмен қарай жылжиды. Соның нәтижесiнде өсімдіктердің әртүрлi тереңдікте орналасқан тамырларына, кезiнде олардың өсiп дамуына елеулi әсер етедi. Сонымен капиллярлық суды өсімдіктер пайдаланып, оның мөлшерiн азайтады да, топырақта жарғақты су қалады. Бұл су қорының шегi немесе топырақтың ең аз су сыйымдылық қасиеттi. Ауаның су буымен толық қанған кезiндегi топырақта ұсталатын ең жоғары гигроскопиялық су мөлшерiн максималдық гигроскопиялық дейдi.

Топырақ өзінің құрамындағы судың белгiлi бiр мөлшерiн ұстап тұра алады. Оның бұл қабiлетiн су ұстаушылық күшi деп атайды. Бұл күш топырақтағы коллоидтық бөлшектерінің гидратталуына байланысты. Судың бұл бөлiгi коллоидтың байланысқан су немесе гигроскопиялық су деп аталады. Мұны ылғалдың – пайдасыз қоры деп атайды. Кейiнiрек ылғалдың пайдасыз қоры топырақтың екi еселенген максималдық гигроскопиялығына тең болатындығы анықталды. Топырақта өсiмдiктер қабылдай алмайтын белгiлi бiр мөлшерi бар кезде ақ олардың сола бастайтындығы байқалады. Бұл шама солу коэффициентi деп аталған. Бұл ұғым ылғалдың пайдасыз қоры ұғымына ұқсас. Топырақ коллоидтары өздерi байланыстырып тұрған гидроскопиялық суды атмосфераға дейiнгi күшпен ұстап тұрады. Тамырдың сору күшi топырақтағы бұл суды соруға жеткiлiксiз.

Топырақтың су өткізгіші деп оның жоғарыдан төмен қарай су өткiзу қасиеттін айтады. Ол топырақтың түйiртпектігiне, механикалық құрамына, органикалық қорына байланысты және мұның өзi сiңiру, ылғалдану мен өткiзу кезеңдерiнен құралады. Суды жақсы өткiзгiш топырақтарға – құм, құмай, ең аз су өткiзгiш топырақтарға – балшықтар жатады. Топырақтың су өткiзгiш қабiлетi деп өзінің капиллярлары (түтiктерi) арқылы оның төменгi қабатынан жоғары қабатына су көтергiштiгiн айтады. Бұл қасиет топырақтың түйіртпектігіне, механикалық құрамына байланысты. Құмдар суды тез, бiрақ аз биіктікке көтередi (тәулiгiне 30-60 см-ге дейiн ғана), балшықтар керiсiнше суды баяу сорып, биiкке (3-4 м дейiн) көтередi. Капиллярлы суды көтеру арқылы топырақ құрғақшылық аймақтарда өсімдіктерді өзінің төменгі қабатындағы сумен қамтамасыз етiп тұрады. Ал шөлдi аймақтарда жақын жататын ащы жер суларының буға айналуынан топырақ сортаңдана бастайды. Көптеген ауылшаруашылық дақылдар кұрғақ заттарды құрау үшiн судың орасан көп мөлшерiн жұмсайды. Мәселен, бидай өсiмдiгi, өзінің жер бетiндегi массасымен салыстырғанда тәулiк бойында шамамен, 1,3-1,5 есе артық суды жұмсайды және сіңірілген 90-95 пайыз құрғақ заттың пайда болуы үшiн (транспирация) жұмсалады. Өсімдіктерде бір грамм құрғақ заттардың пайда болуы үшiн жұмсалатын судың үлгiлiк мәнi бірнеше дақылдар үшiн мынадай: жоңышқа – 858, сұлы –636, мал азықтық бұршақ – 372, тары – 287. Бұл көрсеткіштер өсімдік өсетiн топырақ климат және басқа жағдайларға байланысты едәуiр ауытқып отырады.

Өсімдіктер транспирация жолымен өте көп мөлшерде су жұмсайды. Өсiмдiк бойына сiңірген 1000 г судың небары 1-2 грамын ғана пайдаланады, судың 998 грамы өсiмдiк арқылы өзгермей өтедi. Топыраққа тыңайтқыштарды, әсiресе, фосфор тыңайтқышын енгiзуі, су, ауа режимiн ретке келтiруi арқылы және басқа шаралардың көмегiмен, өсімдіктердің қоректену жағдайын жақсарта отырып, 1 грамм құрғақ заттың пайда болуы үшін жұмсалатын су шамасын азайтуға болады. Алайда, құрғақ заттың пайда болуы үшiн жұмсалатын судың азайғанына қарамай, тыңайтылған жердің бiр гектарға жұмсалатын жалпы ылғалдық қоры ұлғаяды, өйткенi оның өнiмi өседi. Мұндай жағдайда ылғал мейлінше, тиімді пайдаланылады.

Топырақ қопсытылған су сиымдылығы бар дене болғандықтан оның құрамында азды көпті ылғал болады. Топырақ ылғалы – оның құнарлылығының бір шарты. Ылғал топыраққа ауадан түскен жауын-шашынмен жер бетіндегі судан және жерастының ыза суынан келеді. Топырақ ылғалы әр жерде әртүрлі. Бір жерлерде топырақтың ылғалдылығы мол болса, екінші жерлерде тапшылау. Топырақта кездесетін ылғалдың өзінің де өсімдіктерге сіңімділігі әртүрлі болып келеді. Жалпы ылғалдың бірнеше түрі бар:

1. Химиялық байланысқан су топырақ минералдарының құрамына еніп, өте тығыз байланысқа түседі. Сондықтан топырақ биологиялық процесстерге қатыспайды.

2. Бу күйіндегі су топырақ кеуектерінде кездесетін судың жоғары температурада булануынан пайда болады. Бұл күйінде ол өсімдікке сіңбейді, тек тамшыға айналдырған оны өсімдіктер жақсы сіңіре алады.

3. Гидроскопиялық су – топырақтың беткі қабаты арқылы сіңірілген молекула күйінде болады. Ол өсімдіктерге пайдасыз.

4. Қылтүтік суы топырақ түтіктерінде жоғары төмен жылжи отырып, өсімдіктер бойына оңай сіңеді.

5. Гравитациялық суға - өз салмағымен топырақтың жоғары бетінен төменгі қабаттарына жылжиды. Өсімдіктерге оңай сіңеді.

6. Қатты күйіндегі су – мұз, қар жатады. Қатты күйіндегі су өсімдіктерге сіңімсіз, ал еріген кезде топыраққа сіңіп, өсімдіктер үшін пайдаға асады.

7. Жер асты ыза суы топырақтың ол көбіне топырақ түзуші тау жыныстарының әртүрлі тереңдіктерінде әдетте, су өткізбейтін қабат үстінде жиналады.

Топырақтың су қасиеттері мен ылғалдылығы. Топырақтың су қасиеттеріне су сиымдылығы (топырақ өзінің құрамындағы судың белгілі бір мөлшерін ұстап, сақтап тұруы) жатады. Оның бүкіл қабілеті топырақтың су ұстаушылық күші деп аталады, су өткізгіштігіне, суды жоғары көтергіштігі, гигроскопиялығы және буланғыштығы жатады.

Топырақтың су сыйымдылық шегі – оның өз бойына белгі мөлшерде суды сіңіріп ұстай алатын қасиет. Ұсталған (сақталған) су түрлеріне қарай топырақтың су сыйымдылығының бірнеше түрін ажыратады. Ең көп немесе толық су сыйымдылық деп топырақтың табиғи кеңістегі сумен толған жағдайын айтады.

Далалық су сыйымдылық шегі – топырақтың табиғи құрылымында бос су өз салмағымен топырақ қабатына сіңіп кетеді. Осы жағдайда жерасты суы тереңде жатса, ал топырақ қабатындағы су буға айналмайтын болса, топырақ бойында ұсталып қалатын су мөлшерін далалық су сыйымдылық шегі деп атайды.

Каппилярлық су сыйымдылық шегі деп судың топырақ түйіршіктерінің ішінде ұсталып қалатын қабілетін айтады. Капиллярлық су сыйымдылық шегі жер асты суының тереңдік деңгейіне және жоғарыдан келетін табиғи су мөлшеріне байланысты. Мұндай сулар капилляр түтіктері арқылы жоғары көтеріледі және керісінше, жоғарыдан төмен қарай жылжиды. Соның нәтижесінде өсімдіктердің әртүрлі тереңдікте орналасқан тамырларына, кезінде олардың өсіп дамуына елеулі әсер етеді.

Топырақтың су өткізгіштігі деп оның жоғарыдан төмен қарай су өткізу қасиетін айтады.

Топырақ ауасы. Топырақта судан басқа, өсімдік тамырларының тыныс алуы мен бактериялардың тіршілігі үшін ауа да қажет. Топырақта неғұрлым ылғал көп болса, соғұрлым ауа аз болады және керісінше. Бұл ауа мөлшері топырақтың ылғалдығына, тығыздығына, өңдеу жағдайларына, механикалық құрамына, өсіп өніп тұрған өсімдіктерге, т.б. жағдайларға байланысты. Егістіктер егілетін, өңделген топырақтарда ауаның мөлшері 30 – 40 % -ға тең. Мұның біраз бөлігі топырақ бөлшектеріне сіңеді, оны сіңген ауа деп атайды.

Ал ауаның қалған мол бөлігі топырақ кеуектерінің арасында болады.

Су режимi деп топыраққа судың енуiнiң барлық құбылыстарының жиынтығын, оның топырақтан шығынын және физикалық күйiнiң (жағдайының) өзгеруiн айтады. Топырақтың су режимiнiң сандық көрінісі, яғни ылғалдың кiрiсi мен шығынының барлық мөлшерлерінiң жиынтығы, белгiлi бiр уақыт аралығындағы оның қорының өзгеруi су теңгерiмiн бередi. Көп жылдық орташа су теңгерiмi топырақтың су режимiнiң сандық сипатын көрсетеді. Солтүстiк Қазақстанның топырақтарына шайылмайтын су режимi тән.

Су – өсімдік тiршiлiгiнiң маңызды факторы. Өсімдік өз тiршiлiгiне керектi судың негiзгi бөлігін топырақтан алады. Топырақ ылғалды сыйғызатын, сақтайтын орын болып табылады және өсімдік тiршiлiгiнiң барлық кезеңдерiнде оны ылғалмен қамтамасыз етуге мүмкiндiгi бар.

Су өсімдік тiршiлiгiнiң барлық процестерiне дерлiк қатысады. өсімдіктiң жекелеген мүшелерiндегi судың мөлшері 70-95%-ға дейiн жетедi. Су өсімдіктi қоршаған ортамен байланыстыратын буындардың бiрi болып табылады. Сонымен қатар судың табиғаттағы айналымында өсімдіктер де маңызды рөл атқарады.

Топырақтағы судың мөлшеріне оның тиiмдi құнарлылығын анықтайтын технологиялық қасиеттерi, химиялық, физикалық-химиялық және микробиологиялық процестердiң қарқындылығы байланысты болады.

Ауыл шарушылығы дақылдарының көпшiлiгi құрғақ зат құрау үшiн судың өте көп мөлшерін жұмсайды. Мысалы, бидай өсімдігі тәулiгiне өзінiң топырақ бетiндегi бөлігінiң массасынан шамамен, 1,3-1,5 есе артық су жұмсайды және сiңiрiлген судың 90-95%-ы транспирацияға кетедi.

И. Г. Мушкиннiң деректерi бойынша кейбiр дақылдар үшiн транспирация коэффициентiнiң (ТК) орташа мөлшерлері төмендегiдей: жоңышқа – 858, сұлы – 635, мал азықтық бұршақ – 578, мақта – 562, арпа – 521, бидай – 505, жүгерi – 372, тары – 87, шай жүгерi – 271. Транспирация коэффициентiнiң бұл көрсеткіштерi топырақ, климат және өсімдіктердің өсіп-дамуының басқа жағдайларына байланысты өзгеріп отырады.

Транспирация коэффициентiн тыңайтқыштарды, әсiресе фосфор тыңайтқыштарын пайдалану, су-ауа режимдерiн реттеу және басқа шараларды жүргiзiп, өсімдіктердің қоректену жағдайларын жақсарту арқылы төмендетуге болады. Бiрақ, тыңайтқыш пайдаланған жағдайда ТК төмендегенiмен, өнім көбейетiндiктен жалпы су пайдалану артады, алайда ылғал тиiмдiрек пайдаланылады. Егер жаздық бидайдың транспирациялық коэффициентiнiң орташа мөлшерін 500-ге тең деп алсақ, онда 20 ц/га дән мен 30 ц сабан мен тамыр (құрғақ массаның жалпы өнімi 50 ц/га) алуға 2500 м³ су немесе 250 мм су қабаты керек болады.

Өкінішке орай, бұған қарап, 250 мм жауын шашын гектарынан 20 ц астық алуға жеткiлiктi деуге болмайды; жауын-шашынның кезеңдерде бiркелкi болмауы; судың ағып кетуi, топырақтан буланып ұшуы, арамшөптердің пайдалануы және басқа шығындар түскен ылғалдың 50% ға дейiн жетуi мүмкiн, сондықтан жылдық жауын-шашынның мөлшері 400 мм ден аспайтын далалық жағдайда жаздық бидайдан тұрақты жоғары өнім алу үшiн көп күш және еңбек жұмсау керек. Ауылшаруашылық дақылдарының өсіп-дамуының кез келген кезеңiндегi судың жетiспеуi өнімдерінiң төмендеуіне әкелiп соғады. Дегенмен, өсімдіктердің репродуктивтiк органдары құрылатын кезеңдегi судың тапшылығы бәрiнен де қатты әсер етедi. Өсімдік дамуының нақ осы кезеңiнде топырақта жылжымалы ылғал қоры жеткiлiктi болуы керек. С. С. Сдобниковтың деректерi бойынша, мамырдың соңғы онкүндiгiндігi мен маусымның алғашқы онкүндiгiндегi жауынның әрбiр қосымша 10 мм ылғалы Целиноград облысы Атбасар ауданында өнімді гектарына 2-3 ц-ге арттырады.

Бiр гектар жердегi өсімдіктер пайдалы өнімінің оған жұмсалған ылғалға қатынасы жалпы су пайдалану (ЖСП) және су пайдалану коэффициентi (СПК) арқылы сипатталады. Олар 1 т өнім құрауға жұмсалған судың мөлшерін (м³ немесе мм) көрсетеді. И. Г. Мушкиннiң деректерi бойынша, бидайдың СПК-1350 м³, жүгерiнiкi – 790, картоптiкi – 360, қант қызылшасынiкi – 1450.

Көптеген ауылшаруашылық аймақтарында топырақтың ылғалдылығы қар кеткеннен кейiн (бiрiншi көктемдегi ең жоғары мөлшері) тез төмендей бастайды және тек қыркүйекте (екiншi, күзгi ең жоғары мөлшері) бiршама көтерiледi. Өсімдіктердің суды қажетсiнуi көктемнен бастап, бiрте-бiрте өседі де, топырақта ылғал ең аз болатын кезеңде өзінiң ең жоғары шегiне жетедi. Сондықтан өсімдіктер үшiн қиын-қыстау кезеңде судың тапшылығы пайда болады және ол танаптың өнімділігіне шешушi әсерiн тигiзедi.

Бидай масақтануға дейiнгi 15 күнгi және масақтанудан кейiнгi 10 күнгi ылғалдың тапшылығына өте сезiмтал келедi.

Топырақ ылғалдылығының тәулiктiк өзгеруiне оның iшiндегi шықтың әсерi шамалы және тек өте  қолайлы жағдайларда ғана пайдалы болуы мүмкiн.

Далалық аймақтар үшiн оны кезiнде А. А. Измайльский атап көрсеткен болатын. Көктемде ылғалдың тәулiктiк шығыны 2-3 мм, кейде одан да көп болады. Бұл оны сақтаудың арнайы шараларын қолданудың керектiгiн көрсетеді. Топырақтағы ылғал өзінiң қасиеттерi бойынша бiрыңғай емес.

Агрономиялық тұрғыдан алғанда, ылғалдылық мөлшерінiң топырақ ылғалының жылжу мүмкiндiгi мен өсімдіктерге сiңiмдiлiгi шұғыл өзгеретiн деңгейi өте маңызды болып табылады.
14-кесте

Жаздық қатты Харьков 46 бидайының су пайдалануы

(В. А. Кумаков, 24)