Микроорганизмдердің топырақ құнарлығына әсері

Жалпы қышкылды және сілтілі топырақтарды нейтралдау өсімдіктер мен микроорганизмдердің жақсы өсіп, мол өнім беруіне көмектесетін агрономиялық шаралардың бірі болып табылады.

Топырақты өңдеу мен тыңайтудың микробиологиялық процестерге әсері. Топырақта едәуір мөлшерде өсімдіктерге қажетті қоректік заттар бар. Осы заттар — топырақ құнарлылығын анықтайтын басты жағдайлардың бірі. Өңделген немесе өңделмеген топырақты алып тексергенде оларда бір-біріне қарама-қарсы екі процестің жүріп жататыны аныкталған. Бірінші — органикалық қалдықтардың қара шірікке айналуы, екіншісі — сол қалдықтардың біразының минералдануы, яғни өсімдіктерге кажетті қоректік заттарға айналуы.

Егіншіліктің негізгі мақсаты — мол өнім алу ғана емес, сонымен қатар топырақтың құнарлылығын да арттыру. Ол үшін ауыспалы егіс жүйесі арқылы топырақта биологиялық жолмен азоттың жиналуын арттыру үшін тыңайтқыштар шашу және басқа шаралар қолданылады. Осы шаралармен қатар топырақты өңдеуде топырақтағы микробиологиялық процестер де үлкен әсерін тигізеді.

Топырақ қабаттары өздерінің физикалық қасиеттері жағынан түрліше болады. Топырақ ерітіндісінде болатын біркатар заттар ерітіндімен топырақтың төменгІ қабаттарына қарай жылжиды. Зерттеулер топырақтың төменгі қабаттарында қоректік маңызы бар органикалық заттар қорының көп екенін дәлелдеді. Топырақ қабаттарын аударыстырғанда микробиологиялық процестің күшейіп, өсімдіктерге қажетті заттардың артатыны осыған байланысты. Сонымен қатар микроорганизмдер топтарының тіршілігіне қажетті жағдайлар жасалып, ылғалдылық артып, арам шөптердің өсуіне кедергі келтіріледі. Топырақты өңдеу аэробты микроорганизмдердің тіршілігіне қолайлы жағдай жасайды. Олардың тіршілігі нәтижесінде органикалық қалдықтар минералданады. Сөйтіп көптеген қосылыстар ыдырап, өсімдіктерге сіңімді күйге айналады. Совет ғалымдары жылы жерлердің топырақтарында микроорганизмдер көп және олар активті тіршілік ететінін анықтады. С. П. Қостычев 30-жылдардың өзінде-ак еліміздің оңтүстіік аудандарының топырақтарында азот қышқылының тұздары көп жиналатынын көрсеткен болатын.

Микроорганизмдер тіршілігінің активтігі артқан кезде ортаға түрлі ферменттер, қышқылдар және басқа заттар бөліп шығарады. Бұл заттар топырақтағы минералдану процесін күшейте түседі.

Микроорганизмдер тіршілігі ұзаққа созылмайды. Олардың азот, фосфор т. б. элементтер бар өлекселері минералданып, өсімдіктерге сіңімді күйге айналады. И. В. Тюриннің мәліметіне қарағанда, солтүстіктің күлгіндеу топырағының бір гектарындағы микробтарда болатын азоттың мөлшері 15—28 кг-дай, қара топырақтарында бұл 50 кг-ға дейін, ал өңделген сұр топырақтарда—75—100 кг-ға дейін жетеді.

Әрине минералдану режимі әр түрлі топырақта микрооргаиизмдердің тек саны ғана емес, сапасы да едәуір өзгеріске ұшырайды. Микроорганизмдерді екінші сөзбен айтқанда топырақтың қасиеттерін анықтайтын индикаторлар деп те атауға болады. Бұл топырақтың жеке қабаттарын зерттегенде толық дәлелденіп отыр. Мәселен, өңделген қара топырақтың 40 см-те дейінгі әр түрлі қабаттарының химиялық қүрамында айырмашылық болмайды, бірақ қабаттарға себілген өсімдік түрліше өседі. Мәселен, қара топырақтың 10 см-лік қабатына себілген бидай жақсы өседі, ал 30—40 см-лік тереңдікке себілген дән тіпті көктемей қалады. Бұл топырақтың беткі қабатындағы аэробты микрооргаиизмдердің актив әрекетінің нәтижесінде өсімдікке қажетті қоректік заттардың пайда болуына байланысты орындалған процесс. Бүл топырақтың әр түрлі горизонттарында микроорганизмдердің шамасының, түрліше болатынын көрсетеді.

Жалпы топырақты өңдеу, жырту және басқа да шаралар —оның құнарлылығын арттыруға бағытталған әрекеттер.

Ауыл шаруашылық практикасында осы мақсатта топырақты күзде және көктемде жырту жүргізіледі. В. Р. Вильямстың зерттеуіне карағанда, топырақты жырту оның су-ауа режимін жақсартып қана қоймайды, сонымен қатар топырақ қабаттарыда ауысып түсіп, жаңарады. Структурасы, құнарлылығы нашар беткі қабаттың орнына органикалық қалдықтарға бай, қоректік заттар қоры мол төменгі қабат келіп түседі. Мұнда аэробты микроорганизмдердің активті әрекетінің нәтижесінде органикалық заттардың минералдануы күшейеді. Мәселен, шымды-күлгін топырақтың жырту қабатының 1 г-да шамамен 2,7 миллион аэробты бактериялар болса, дәл осындай тереңдікте (20 см) қара топырақтың 1 грамында олар екі есеге жуық (5,7 миллион) көп болады. Мұндай жағдай көбінесе көктемде байқалады. Ал егіс жиналғаннан кейін олардың саны он еседей кеміп кетеді.

Микроорганизмдер санының азаюы ылғалға байланысты. Оңтүстіктің қара топырақты суарылмайтын жерлерінде ылғалдың жеткіліксіздігінен микроорганизмдер едәуір аз болады. Ылғал жеткілікті болғанда микробиологиялық процестер жырту қабатында қарқынды жүреді де ылғал азая бастағанда микроорганизмдер терең қабаттарға қарай ауысады.

Мұндай жағдайды тың жерлердің қоңыр және қара топырақтарын зерттегенде Е. Н. Мишустин байқаған болатын. Тың жерлерде микроорганизмдер тобының едәуір мөлшері топырақтың беткі қабатында тіршілік ететіні анықталды. Бұл тың топырақтарының су-ауа режимдерінің ерекше екендігін, олардың беткі қабатының органикалық заттарға және өсімдік қалдықтарына бай екендігін көрсетеді. Ал төменгі қабаттарында микробиологиялық процестер баяу жүреді. Бірақ бұл жағдайда жырту қабатының және оны өңдеу тәсілдерінің тигізетін әсерін ескеру керак.

Қазақстанда дәнді дақылдардың басым көпшілігі тың және тыңайған жерлерде егіледі. Тың даланың құрылысы біршама жақсы қоңыр топырақты жерлері органикалық қалдықтарға бай. Алайда ылғалдың тапшылығы осы құнарлы қоректік заттармен өсімдіктердің қоректенуіне кедергі келтіреді. Бұл жерлерді өңдеу ондағы көптеген факторларды өзгеріске ұшыратады, соған сәйкес микробиологиялық процестердің де жылдамдығы өзгереді. Сөйтіп, өсімдіктерде сіңімді қоректіік заттардың мөлшері артады.

Топырақты түрліше өңдеудің микробиологиялық процестерге әсері (3-кесте)

Топырақтың жырту қабаты тереңдеген сайын шіріту бактериялары, актиномицеттер мен микроскоптық саңырауқұлақтар саны тез азайып кетеді де, топырақтың тыныс алу қуаты баяулайды. Ал топырақты аударыстырмай жыртқанда, едәуір тереңдікте аталған микробтар тіршілік ете алады.

Топырақты өңдеу, оның терең қабатындағы микробиологиялық процестерді жеделдетеді. Сөйтіп, ол қабатта ерігіш азот қосылыстарымен көмір қышқыл газының жиналуына қолайлы жағдай жасайды. Тәжірибеге қарағанда топырақтың органикалық қалдықтар шоғырланған бөліктерінде микроорганизмдер көп жиналады және олардың тіршілігі біршама күшейеді. Бұл аймақтарда микроорганизмдер өсімдіктерге қажетті қоректік заттар түзеді. Осы жерде өсімдік тамыршаларын да көп ұялайды. Үстіміздегі ғасырдың 30-шы жылдарында академик Н.М.Тулайков қуаңшылық аймақтарда топырақты тайыздау жырту (10-13 см тереңдікте) жақсы нәтиже беретінін айтқан. Ал 40-шы жылдарда америка ғалымдары Америка Құрамы Штаты мен Канаданың қуаңшылық аймақтарында топырақ эрозиясын болдырмау үшін оны аудармай оны тайыз етіп, жыртудың тиімділігін дәлелдеді. Егістікте қалатын аңыздар топырақтан ылғалдың булануын азайтып, су және жел эрозиясының әсерін бәсеңдетеді.

50-жылдары топырақты 40-50 см  тереңдікте қыртысын аудармай қопсыту тәсілін Т.С.Мальцев ұсынды. Ол үшін қыртыс аударғышы жоқ сабанды қолданады. Т.С.Мальцев жыл сайын қыртысты аудара жыртқанда жырту қабаты топырағының құрылымы бұзылатындығын дәлелдеді. Оның ұсынысы бойынша терең етіп қыртыс аудара жыртуды 5-6 жылда бір жүргізіп, арасында тек қыртыс аудармай қопсытып отырған дұрыс екен.

Қазақстанда 60-70 жылдары Республикалық астық шаруашылығы ғылыми-зерттеу институты егіншілікте топырақ қорғау жүйесін тың және тыңайған жерлер егістігінде қолданып, оның тиімді екенін дәлелдеді. Сонда топырақ бетінде тамыры кесілген дақылдар аңызы сол күйінде қалып топырақты жел эрозиясынан сақтап, онда күздегі және қыстағы ылғалдың жақсы сақталуын қамтамасыз етеді (Бараев әдісі).

Топырақ өңдеудегі бұл әдістердің қай-қайсының мақсаты – топырақ құрылымын сақтай отырып, ондағы микробиологиялық процестердің тиімді бағытта жүруін қамтамасыз ету. Мұнда топырақ өңдеудің әр түрлі тәсілдерінің ондағы микробтарға әсері, әр түрлі топырақ қабаттарының биологиялық сапасының бірдей болмайтыны және топырақ тереңдеген сайын ондағы микроорганизмдер санының азая түсетінін мұқият ескеріледі.

Топырақ микроорганизмдерінің ішінен біршама көп таралғандары—актиномицеттер және микроскоптық саңырауқұлақтар. Өйткені бұл организмдер органикалық қалдықтардың барлығымен де қоректенуге бейімделген. Тың даланы өңдегенде де осы микроорганизмдердің саны көбейеді және олардың саны топырақты өңдеу тәсілдеріне байланысты жырту қабатында өзгеріп отырады

Қоңыр топырақты жерлерді өңдеудің микроорганизмдерге әсері (1 г топырақтағы саны, мың есебімен) (4-кесте)

Таблицада көрсетілген мәліметтерге қарағанда дискіленген жәие әдеттегіше жыртылған жерлердегі актиномицеттердің саны аса көбеймейтінін көруге болады. Ал терең қопсыту мен жырту топырақтағы актиномицеттердің санын арттырьп, жалпы биологиялық процестерді жақсартатынын көрсетеді. Актиномицеттер құрғақшылыққа төзімді. Сондықтан олар топырақтағы ылғал азайса да тіршілік ете береді. Саңырауқұлақтар органикалық қалдықтармен қоректенетін болғандықтан топырақтың беткі қабатында көбірек кездеседі.

Топырақ кыртысын аудармай өңдегенге қарағанда, әдеттегіше жыртқан кезде микробиологиялық процестердің жүруіне қолайлы жағдай жасалады және егіс өнімділігі гектарына 4—5 центнерге дейін артады.

Ал Орталық Қазақстан топырақтарында керісінше қыртысты аудармай жырту өсімдіктердің фосформен қоректенуін жақсартатыны анықталды. Қазақстанның басқа аудандарында да, әсіресе сор және сортаң топырақты жерлерінде микробиологиялык процестердің карқыны өңдеу тәсілдеріне тікелей байланысты. Мұндай жерлерді жыртумен қатар органикалық қалдықтармен байыту микробтардың тіршілігін жандандырып, топырақтың құнарлылығын арттыратынын ғылыми зерттеулер анықтап отыр. Қазақстаның сұр топырақты суармалы жерлері мен Орта Азияның сұр топыраіқтарында жерді терең етіп жырту ондағы микробиологиялық процестерді күшейтііп, егін өнімділігін арттырады. Жерді мұндай тереңдікте 20—30 см етіп жырту, әсіресе топырақты күзде жыртқанда аса пайдалы.

Қазіргі кезде топырақты өңдеу әдістерінің тиімділігін микробиологиялық процестер тұрғысынан бағалауға мүмкіндік бар. Мәселен, егіс ерте басталатын қуаңшылық аудандарда күзде зябьке арнап қыртысты аудара жырту керек. Егер қыртысты аудармай жыртса, мүндай жерлердегі органикалык қалдыктар топырақтың беткі қабатында қалып қояды да, қуаңшылық басталысымен кеуіп кетіп микроорганизмдердің тіршілігі өте баяулап қалады. Сөйтіп, ол өсімдіктердің тамырмен қоректенуіне қолайсыз жағдай туғызады. Ал егіс кешірек егілетін еліміздің шығыс аудандарында ылғал мөлшері көп, болады да топырақтың беткі қабатының тез құрғап кетуіне мүмкіндік болмайды. Сондықтан қыртысын аудармай жыртқанның өзінде топыраққа түскен азғана мөлшердегі органикалық калдықтар өсімдіктер үшін жеткілікті болады. Сөйтіп, топырак қыртысын аудармай жырту әдісінің тиімділігі артады.

Әдетте органикалық тыңайтқыштарды саяз орналастыру олардың ыдырауын тездетеді. Әйткенмен суландырылатын оңтүстіктің сұр топырағында органикалық заттарды тереңірек сіңіріп, ал солтүстіктің ылғалды ауыр топырағына керісінше саяз орналастырса өсімдіктің,тамырына қажетті қоректік заттар молайып, көп өнім алуға мүмкіндік туады.

Топырақты өңдеу тәсілдерін өзгерту арқылы микробиологиялыіқ процестерді де қажетті бағытқа өзгертуге болады.

Сөйтіп, микробиологиялық процестер топырақ құнарлылығын арттырудағы шешуші шарттардың бірі болып саналады.

Зерттеулерге қарағанда тыңайтқыш шашылған топырақтың физикалық және химиялық құрамы жақсарып, ондағы микроорганизмдер топтары белгілі бір өзгеріске ұшырайтыны анықталды. Оны мына мәліметтерден көруге болады. (5-кесте)