Топырақ экологиясынын мәселелері

Жерорта теңізінің жағалауларына орналасқан елдердің топырақтары қатты бұзылған. Пиреней шөлді Сиссарлары мен Солтүстік Африканың шөл далалары, Австралия, Канада, Индия, Пакистан мен Қытайдың бірқатар жерлері эрозияға ұшыраған.

Эрозия адамдардың тиімсіз тіршілік әрекеттері, жер ресурстарын дұрыс пайдаланбауы, кейбір шаруашылықтарда нашар агротехниканы қолдану нәтижесінде жүреді.

 

1.6 Топырақты эрозиядан  қорғау.

Топырақтың эрозиясымен күресу – егін шаруашылығындағы ең негізгі мәселелердің бірі.

Эрозияға қарсы күрес шараларының ең негізгілерінің бірі – шаруашылық ұйымдастыру жұмыстары. Бұл – территорияны дұрыс ұйымдастыру. Шаруашылықтарда жерлерді су және жел эрозиясына ұшырау деңгейлеріне байланысты топырақ–эрозиялық жоспарлар жасалынып, топырақтарға сәйкес эрозияға қарсы іс–шараларын жүргізеді. 
Агротехникалық шаралардан беткейлерде жерді көлденеңдеп жырту, ал өте биік беткейлерде су ұстағыш микрорельефтер жасау керек.Жауын–шашын суларын жинау үшін жырту қабатын тереңдету арқылы да қол жеткізуге болады.

Агротехникалық шараларға сол сияқты топырақты аударып емес, тек қана қопсыту, эрозияға ұшыраған жерлерде желге төзімді қабаттарды жасау да жатады. Дефляциға ұшыраған топырақтарда көп жылдық шөптерді өсіру арқылы ауыспалы егісті қолдану өте тиімді болып саналады. 
Эрозияға қарсы күрес шараларының ішінде орман–мелиорация жұмыстарын жүргізу де үлкен роль атқарады. Топырақты құрғақшылық пен ыстық желдерден, эрозиядан сақтауда ормандар егудің өте қолайлы екендігін көрнекті ғалымдар А.Т. Болотов, В.В. Докучаев, Н.М.Сибирцев, т.с.с. үнемі атап көрсеткен.

Эрозиямен күресу жолдары:

1.Айтарлықтай үлкен территорияларда  өсімдіктер жабынын жоюға әкелетін  табиғи экожүйелерге тигізетінәсерді  шектеу.Бұл әсіресе орманды пайдалануға  қатысты.

2.Жайылымдарда эрозиялық процестер  көбінесе шектен тыс мал жаюмен  байланысты. Үлкен территорияларда  шөптесін өсімдіктер жабынының  зақымдануы кезінде, әсіресе топырағы  жеңіл жерлерде су және жел  эрозиясы болуы мүмкін. Таулы  аудандарда шөптесін өсімдіктердің болмашы зақымдануының өзінде (мысалы, жалғыз аяқ жол) су эрозиясының пайда болу ошағы орын алады. Мұндай қолайсыз құбылыстарды болдырмаудың негізгі жолы – мал жаю ережелерін сақтау мен рекреациялық қысымды төмендету болып саналады.

3.Егістік жерлерді қорғау шаралары:

• ауыспалы егістерді дұрыс пайдалану;

• топырақты бекітетін тамырлары бар шөптер қоспасымен алмастыру;

• жиектік жырту (рельефтің горизонттарымен);

• өңдеуден бұрын бұзылатын құмды және құмдақ топырақтарды шығару;

• шағын егіс танаптарын табиғи ландшафтармен кезектестіру;

• танап қорғайтын орман белдеулерін жасау;

• топырақтың құрылымын түзуге мүмкіндік туғызатын органикалық тыңайтқыштарды пайдалану;

• топыраққа әсер ететін қысымды кемітетін техниканы пайдалану.

Суармалы егістердің дүние жүзіндегі ауданы шамамен 250млн га жуық. Ирригациялық эрозиямен қатар суармалы топырақтар екінші реттік сортаңдануға ұшырайды. Оның мәні танаптағы топырақ суды сіңіріп, содан соң булану мен өсімдіктерге транспирацияға қажетті судан артық су келіп түседі. Бұл су біртіндеп жер астылық грунт суларына дейін жетіп, оның деңгейінің көтерілуіне себеп болады. Мөлшерсіз, ретсіз суару кезінде қысқа уақыт аралығында жақындап, интенсивті түрде булана бастайды. Суда еріген тұздар топырақ бетінде жиналады. Мұндай тұздану екінші реттік деп аталады. Суғарудың жоғары деңгейінде және каналдардағы судың топыраққа сіңіп кетуі арқылы грунт суларының мөлшері көбейеді. Суғару каналдарынан судың фильтрациялануынан және дұрыс суармаудан топырақта тұздардың мөлшерінің көбеюі екінші реттік тұздану деп аталады. Ал бірінші реттік тұздану ретінде адамның әсерінсіз пайда болатын табиғи тұздану процесін атайды. Екінші реттік тұздану тек құрғақ аудандарға тән. Солтүстік аймақтарда шектен тыс суару топырақтың батпақтануына әкеліп соқтырады. 
Топырақтың тұздануы деп – натрий, кальций, магний тұздарының топырақта өсімдіктердің өсуі мен дамуына зиянды әсер ететін концентрацияда жинақталуын айтады. Бұл құбылыс әсіресе, Египет, Ирак, Индия мен Пакистан, т.б. құрғақшылық климатты аймақтарда белең алып отыр. Жыл сайын Жер шарында тұзданудан 200-300 мың га суармалы жер қатардан шығады. Бүкіл әлемде қазіргі таңда 20-25млн га жер тұзданып, өнім беру қабілетінен айрылған. Бұл жағдай, әсіресе Орта Азия мен Закавказье елдерінің топырақтарында көбірек байқалып отыр. 
Тіпті тұзданудың аз ғана деңгейінде мақтаның өнімі 20-30%, жүгері 40-50%, бидай 50-60% қысқарады. Тұздану орташа жүрген аймақтарда мақтаның өнімі екі есе төмендесе, ал бидай тіпті өспейді.

Топырақты тұздану мен батпақтанудан қорғау

Топырақтың тұздануына себеп болатын факторлар түрліше. Олардың бірі құрғаған теңізден пайда болған тұздың жел арқылы таралуы. Суда еріген тұздар атмосфералық жауын-шашын арқылы да таралады. Көбінесе топырақтың тұздануы грунт суларының құрамында болатын тұздар есебінен жүретіндігі жиі байқалады. Егер олар тереңде болмаса, капилляр арқылы булану нәтижесінде топырақтың жоғарғы қабатында тұздар жинақталады. Климат неғұрлым құрғақ және топырақтың механикалық құрамы ауыр болса, соғұрлым бұл процесс қарқынды жүреді.

Екінші реттік тұзданудың алдын алу шараларының бірі тереңдігі 1-1,8м етіп территорияда дренаждар жасау. Сол сияқты жаңбырлатып суғару – ирригациялық эрозияға қарсы күрес шараларының бірі. Тұзды топырақтарды натрийдің тұздарынан гипстеу арқылы тазартады.

Суарудың жетілдірілген технологияларын қолданумен қатар, жер асты суларының деңгейінің көтерілуіне байланысты грунт суларын сорып алу арқылы және топырақты шаю арқылы да тұзданумен күресуге болады. Бірақ бұл кезде де міндетті түрде грунт суларын алып кету керек. Кейбір жағдайда химиялық әдіс те жақсы нәтиже береді. Мысалы, топырақ бетінде жиналған зиянды тұздарды нейтралдау үшін гипстеу жүргізіледі. Бірақ бұл әдіс қымбат және қоршаған ортаның тазалығы үшін тиімсіздеу.

Жер ресурстарына үлкен зиян келтіретін үшінші бір фактор — жердің азуы. Оның орын алу себептері — өніммен бірге қоректік заттардың топырақтан әкетілуі. Гумустың жойылуы, су режимінің және басқа да қасиеттерінің топырақтың азуының нәтижесінде, құнарлылығы жойылып, шөлге айналды.

Өніммен бірге әкетілетін қоректік заттарды топыраққа қайтарудың ең тиімді әдісі органикалық тыңайтқыштарды қолдану, шөп себу, пар жүйесі арқылы топырақты тынықтыру. Топырақтың азуы ең алдымен органикалық заттардың, оның ішінде негізгісі – қарашіріктің кемуімен байланысты. 
Топырақ құнарлылығының жойылуы топырақты интенсивті өңдеуге, ауыр ауылшаруашылық техникаларды қолдану нәтижесінде топырақтың тығыздануы, ластануға, ең алдымен “қышқыл жаңбырлар” мен минералдық тыңайтқыштарды тиімсіз пайдалануға байланысты туындап отыр.

5-кесте. Топырақ пен жердің тозу дәрежесін анықтау[18].

Көрсеткіш	Тозу дәрежесі
	0	1	2	3	4
Абиотикалық үйіндінің қалыңдығы, см	<2	2-10	11-20	21-40	>40
Беткі қабатына қатысты (тұтастығы бұзылмаған) ойсырау тереңдігі (см)	<20	20-40	41-100	101-200	>200
Физикалық саз мөлшерінің белгілі шамаға азаюы, бастапқы мөлшерден %	<5	5-15	16-25	26-32	>32
Топырақтың жыртылатын қабаты тұтастығының тең салмақты тығыздығының артуы, бастапқы мөлшерден %	<10	10-20	21-30	31-40	>40
Тұрақты құрылымдық (жарылуды есепке алмағандағы агрегатаралық)   кеуектілік, см 3 /г	>0,2	0,11-0,2	0,06-0,1	0,02-0,05	<0,02
Текстуралық кеуектілік (агрегатішілік), см 3 /г	>0,3	0,26-0,3	0,2-0,25	0,17-0,19	<0,17
Сүзілу коэффициенті, тәу/м.	>1,0	0,3-1,0	0,1-0,3	0,01-0,1	<0,01
Тастылығы, жамылғының %-і	<5	5-15	16-35	36-70	>70
Топырақ профилі қалыңдығының кемуі (А+В), бастапқы мөлшерден %	<3	3-25	26-50	51-75	>75
Топырақ профилінде қарашірінді қорының азаюы (А+В), бастапқы мөлшерден %	<10	10-20	21-40	41-80	>80
Микроэлементтер (Мn, Со, Мо, В, Сu, Fе) мөлшерінің азаюы, микроэлементтермен қамтамасыз етілу мөлшерінің орташа дәрежесінен %	<10	10-20	21-40	41-80	>80
Жылжымалы фосфор мөлшерінің азаюы, микроэлементтермен қамтамасыз етілуінің орташа дәрежесінен %	<10	10-20	21-40	41-80	>80
Микроэлементтермен қамтамасыз етілуінің орташа дәрежесінен % алғандағы алмасатын калий мөлшерінің азаюы	<10	10-20	21-40	41-80	>80
Топырақ ортасының РН өзгеруі, орташа көрсеткіштен %	<10	10-15	16-20	21-25	>25
Топырақ массасының шығыны, т/га/жыл	<5	5-25	26-100	101-200	>200
Аршылған топырақ түзетін жыныстың (С) немесе төсеме жыныстың ауданы (D), жалпы ауданынан %	0-2	3-5	6-10	11-25	>25
Эрозияға ұшыраған топырақ ауданының ұлғаюы, жылына %	<0,5	0,5-1,0	1,1-2,0	2,1-5,0	>5,0
Беткі қабатқа қатысты шайылу және су қазуының тереңдігі, см	<20	20-40	41-100	101-200	>200
Аумақтың жыралармен бөлінуі, км/км 2	<0,1	0,1-0,3	0,4-0,7	0,8-2,5	>2,5
Қарашірінді емес қабаттың дефляциялық үйіндісі, см	<2	2-10	11-20	21-40	>40
Жер пайдаланудан шығарылған табиғи алқаптардың (өсімдік жамылғысы жойылған) ауданы, жалпы ауданынан %	<10	10-30	31-50	51-70	>70
Жайылымдық өсімдіктің жобалық жамылғысы, зоналылықтан %	>90	71-90	51-70	11-50	<10
Тозған жайылымдар ауданының ұлғаю жылдамдығы, жылына %	<0,25	0,25-1,0	1,1-3,0	3,1-5,0	>5
Жылжымалы құмдар ауданы, жалпы ауданынан %	0-2	3-5	6-15	16-25	>25
Жылжымалы құмдар ауданының ұлғаюы, жылына %	<0,25	0,25-1,0	1,1-2,0	2,1-4,0	>4
Жоғарғы құнарлы қабаттағы улы тұздардың мөлшері (%):   - соданың қатысуымен   - тұзданудың басқа типтері үшін	<0,1   <0,1	0,1-0,2   0,1-0,25	0,21-0,3   0,26-0,5	0,31-0,5   0,51-0,8	>0,5   >0,8
Улы сілтіліктің артуы (тұзданудың нейтрал типінен сілтілік типіне ауысуы кезінде), 100 г. топырақ /мг-экв   Тұзданған топырақ ауданының ұлғаюы, жылына %	<0,7         0-0,5	0,7-1,0          0,5-1,0	1,1-1,6          1,1-2,0	1,7-2,0          2,1-5,0	>2,0          >5,0
Алмасатын натрий мөлшерінің артуы (КАС-тан %):   - құрамында < 1% натрийі бар топырақ үшін   - басқа топырақ үшін	<1 <5	1-3 5-10	3-7 10-15	7-10 15-20	>10 >20
Алмасатын магний мөлшерінің артуы (КАС-тан %)	<40	40-50	51-60	61-70	>70
Тұщы (< 1-3 г/л) жер асты сулары деңгейінің жиналу тереңдігі, м   - гумидті аймақта	>1,0	0,81-1,0	0,61-0,80	0,31-0,60	<0,3
- далалық аймақта	>4	3,1-4,0	2,1-3,0	1,0-2,0	<1,0
Минералданған (> 3 г/л) сулары деңгейінің жату тереңдігі, м	>7	5-7	5-3	3-2	<2
Су басу ұзақтығы (беткі ылғалдану), ай	<3	3-6	6-12	12-18	>18

 

      Ескерту - бастапқы шама ретінде  өзгеріске ұшырамаған ұқсас жердің  жай-күйі (тозудың нөлдік дәрежесі) алынады.                                        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды

Топырақтың құрылуы сулану режиміне, жер асты суларының минералдану сипатына, сол сияқты топырақ құрушы жыныстардың ерекшелігі мен өсімдіктеріне байланысты болады. Осы факторлардың қатынасына байланысты шабындық топырағының бір типі құрылады.

Шабындық жайылым топырағының айырмашылағы жоғарғы горизонт топырағының лай болуы, мал азығының базасын дамыту үшін мүмкіндік жасайды.Жерді дұрыс пайдаланбау дағдырысқа  ұшырататынын тарих  көрсетті. Павлодар облысында тың және тыңайған жерлерді  ұтымды пайдаланбауды  еске түсірейікші. Сондай ұқсас  құбылыс жайылым жерде кездеседі. Жерді селсоқ игеру және бұл жерлерді пайдалану біртіндеп құрғақшылыққа айналдырады.  Осылай топырақты пайдалану нәтижесінде ол бұрыңғы құнарлылығын жойып эрозияға өнім алу мақсатында жыртылған жер тыңайтқыштарды, пестицидтерді интенсивті пайдалану топыраққа қосымша кері әсерін тигізді. Ерекше қатты пайдалы қазбаларды өндіргенде қоршаған ортаға зиян келтірді. Тау қопару жұмыстарында бос жыныстардың үйіндісі үлкен өндіріске өнім беретін алаң, тұрмысқа қажетті жерлер айналымнан шығып қалады.

Топырақтың қатты, сұйық, газ қүрамды және  тірі организмдерде бөлік терден тұрады. Олардың ара-қатынасы әр түрлі,топырақта ғана емес, тіпті бір топырақтың әр қабаттарында әр түрлі болады. Топырақтың жоғары қабатынан  төмен қабатына қарай органикалық заттар мен заттар мен тірі организмдер азая түседі, ал  жыныстардың  түзілу қарқьндылығы төмен  қабатынан жоғарғы қабатына қарай арта түседі.

Топырақтың қатты бөлігінде алғашқы (кварц, дала шпаты, слюда, т.б.) және екінші ретті минералдар (гидрослюда, монтмориллонит, каолинит, т.б.) басым келеді. Топырақ борпылдақтығының қалыптасуы осы қатты бөлігінің кұрамы мен оның кұрылымының ерекшеліктеріне байланысты. Табиғи түрінде топырақ массасы көлемінің бір бөлігін — қатты бөлігі, ал қалған бөліктерін топырақ ерітіндісі мен топырақ ауасынан тұратын бөлігі құрайды. Топырақтың қатты бөлігінің минералды және химиялық құрамына қарай көбіне оның құнарлылығын анықтауға болады. Органикалық заттар ыдыраған кезде оның құрамындағы азот өсімдіктерді сіңіре алатындай түрге айналады.

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.

Топырақ және халықтың денсаулығы, топырақтың санитарлық-гигиеналық және медициналық маңызы зор. Топырақ көптеген қарапайым жануарлар мен микроорганизмдердің тіршілік ету ортасы болып табылады. Ірі совет ғалымы-медик, географ А.И.Павловский зерттеулері бойынша табиғатта жұқпалы және паразиттік аурулар «ошақтары» бар. Бұл ошақтар ауру тудырушылардың тіршілік етуіне қолайлы орта. Сондай орта – топырақ болып саналады. Мысалы: гистоплазмоз тудырушы грибоктар тек қызыл-сары күл топырақты жылы климатты аймақта жақсы дамиды да, басқа топырақта дамымайды. Индияда соңғы кезге дейін холера (тырысқақ) ауруы сақталып келді. Оның кең тарап, адам өліміне жиі әкелетін тарауы аймағы – гидроморфы топырақты (аллювиал, атыраулық, батпақты) аймақ холера дамуына өте қолайлы. Топырақ ауру тудырушы микробтар үшін ғана емес, ауру тасымалдаушы жануарлар үшінде қолайлы болуы мүмкін. Сондықтан кейбір жұқпалы аурулар белгілі бір жерлерде ғана болады. Адам денсаулығына топырақтың химиялық құрамы да әсер етеді. Топырақта кейбір элементтердің артық не кем болуы өсімдік пен жануарларға теріс әсер ететінін жоғарыда атап өттік. Адамға жеткілікті геохимиялық ерекшеліктер аз әсер етеді, себебі халық тек жергілікті өнімді ғана пайдаланбайды. Бірақ кейде жекелеген химиялық элементтердің топырақтағы тапшылығы (артықшылығы) сондай, бұл халық денсаулығына әсер етпейқоймайды. Кальций, темір, йод, фтор тапшылығынан болатын көптеген аурулардың болатыны белгілі. Әсіресе, өмірлік маңызы бар процестерге қатысатын биологиялық белсенді заттар құрамына кіретін химиялық элементтердің етіспеушілігі халық денсаулығына едәуір зиянын тигізеді. Мұндай аурулар эндемиялық деп аталады. өсімдіктер мен жнуарлар арасында ауытқулар болатын аумақты А.П.Виноградов биогеохимиялық провинция деп атаған. Шаруашылықты жоспарлы түрде дұргізгенде эндемиялық ауруларды жоюға болады. Мысалы: топырағында йод жетіспейтін таулы аудандарда ас тұзына әдейі йод араластыру арқылы зобтың ауыр түрлері жойылады.  Топырақтың пайдалы қазбаларды іздеудегі маңызы. Топырақта болып жатқан процестерді зерттеу гоехимиялық іздеу әдістерін жетілдіру үшін маңызды. Бұл әдістер халық шаруашылығының минерал шикізатқа мұқтаждығына байланысты ерекше мәнге ие. Минерал шикізат жер қойнауының терең не тайыз тереңдігінде жатқандықтан, ғылымдар геохимиялық әдістерді дайындап, топырақты зерттеп, пайдалы қазба кен орнының бар жоғын анықтайтын арнайы аппараттар ойлап шығаруда. Мысалы, топырақ ауасын зерттеп мұнай-газ жиналуын, радиоактивті элементтер қорын анықтауға болады. Осындай іздеу әдістерін дайындау үшін, топырақта жүретін процестерді жақсы білу қажет. Сондықтан бұл салада топырақ танушылар да үлкен қызмет етеді. 30-жылдарда геохимиктер металл рудасы кен орындарының айналасында руда элементтері шашырап кездесетінін ашқан. Қай жердің топырағында осы металл құрамы көптеп кездессе, сол жерде кен орны бар екені анықталған. Бұл әдіс металлометрия деп аталады. Бұл әдіс әлем елдерінде пайдаланылады. Көптеген геологтар экспедициялары металлометриялық сынақтар алып, лабораторияда арнайы анализден өткізіледі. Алынған нәтижелерді математикалық есептеп, картаға түсіреді және химиялық элементтің кен орнын табуға қолданады. Металломертиялық жұмыстарды дұрыс жүргізіп, нәтижесін қатесіз талдап, түсіну үшін сынақ алынған топырақтың ерекшелігін білу керек. Жер қыртысы түзілген химиялық эементтер топырақ профилі бойынша заңды түрде таралып орналасады. Кейбір топырақ горизонтында олар жайылып ағып кетеді не ағып кетеді. Түрлі топырата бұл түрлішеболады. Егер олардың таралу ауданын сынақты топырақ профилі құрылысын ескермей қалса, алынған сынақ үлгісінде тек измус горизонтының сынағы кем болады, ал онда кен орнына байланыссыз – ақ металл құрамы жоғары болады. Сонымен қатар кен орнына жақын жерден алынған топырақта руда элементтері сумен шайылып кетіп, сынақта металл мөлшері аз болуы да мүмкін, нәтижесінде алынған деректер геологтарды шатастыруы мүмкін. Бұдан да анық деректерді топырақтың түрлі фракциялары мен сығындыларын тадау кезінде алуға болады. Сіңірілген катион анализін геохимиялық іздеу үшін пайдалану әрекеті болған. Жер қыртысы түзілу процестері топырақтың беткі жыныстарының физика-химиялық қасиеттерін өзгертеді. Сондықтан аэродром, автомагристраль, теміржолдар салу үшін инженерлік ізденістер жүргізген кезде кейбір жер қыртысын түзуші процестердің топырақтың құрылыстық сипаттамасына әсер етуін бағалау өте үлкен маңызыға ие болып отыр.