Қара шіріктің минералдануы топырақтарда гумус баланысының мөлшерін теңдесуін қалыптастыру

Қара топырақ тегі-жаралуы (гензис) туралы үш болжамды көзқарас (гипотеза) айтылған олар: теңіздік, батпақтық және құрылық-өсімдік.

Зерттеушілер теңіздік болжамды гипотеза бойынша қара топырақты теңіз орнында қалған лайы деп санаған (Паллас 1799, Пецольд 1851). Мурчисон болса (1842) оны юра дәуірінің мұз сулары шайып кетуінен қалған балшықты қара тақта тастар азығы деп есептеген. Бұл болжамдардың қазір тек тарихи маңызы бар. Батпақты болжамды жақтайтындар дала аймағы бұрын аса батпақтанған тундра болған деп жорамалдаған. Бірақ кейін климаттың жылынуына және ыза деңгейінің төмендеуіне байланысты, лай батпақ орнында тундра өсімдігі ығыстырылып (Эйхвальд, 1850), жергілікті дала өсімдіктері дамуы арасында (Борисяк,1852) қара топырақ қалыптасқан. Құрылық- өсімдік (растительно-наземное) пікір бойынша қара топырақ пайда болуын шабынды-далаалық және далалық шөптесіндермен байланыстырады. Осы пікірге Ф.Рупрех «Қара топырақ геоботаникалық зерттеулер» (1866) атты еңбегінде бірінші негіздеме берген, яғни қара топырақ құрамын шөптесіндер қалдықтарының ыдырауынан жаңа күрделі органикалық зат-қара шірінді түзілуімен түсіндіріледі. Аталған пікірді В.Докучаев «Орыс қара топырағы» (1883) атты еңбегінде толық дамытып қалыптастырған, яғни қара топырақтың құраушы жыныста қара шірінді шоғырлануынан пайда болғанын дәлелдеп көрсеткен. Сондай-ақ шөптесіндер дамуына, қалдықтарының ыдырауы жылдамдығы мен бағытына және қара топырақ құрамына дала климатының ықпалы ерекше екенін айтқан.

П.Костычев өзінің 1886 ж. Басылған «Ресейдің қара топырақты облыстары» кітабында қара топырақ құрамында гумус түзілуі шөптесетін өсімдік тамырлары қатысуымен өтетін дәлелдеген.Қазіргі кезде далалық шөптесетін өсімдіктер қатысумен өтетін биологиялық заттар айналымы туралы жиналған деректер –қара топырақ құралу үрдісін жан-жақты және терең түсіндіруге жағдай туғызып отыр.

Гумустену үрдісінің жетекші рөлі арқасында қара топырақ кескінінде құнды түйіртпекті, қалың қарашірінді жиек дамып, онда гумус пен қоректік элементтер қоры жиналған.

Қара топырақты дала аймағына табиғи шөптесетін өсімдіктер астында жылына едәуір (100-200 ц/га) органикалық қалдықтар түседі. Ол жалпы биомассаның 40-60 процентіне тең және қалдықтар түседі. Ол жалпы биомассаның 40-60 процентіне тең және қалдықтардың сондай мөлшері өсімдік тамырларына келеді. Шөптесін өсімдік қалдықтарының күлділігі басқа аймақ өсімдіктеріне қарағанда, жоғары: шабынды далада 7-8, ірі жапырақты орман қалдықтарында -1,6-7,5 проц. аралығында болса, бүрілі орман қалдықтарында тек 0,7-1,7 процент. Дала өсімдіктері күлдік элементтер және азот мөлшері 40-300 кг/га, құрғақ далада -200-300 кг болса, қара топырақты далада олардың саны 600-1400 кгжетеді.

Сондықтан қара топырақ құралуындағы биологиялық заттар айналымының негізгі ерекшелегі — өсімдік қалдықтарымен жыл сайын топыраққа азот пен күлдік элементтердің мол түсуі.

Шөптесін өсімдік қалдықтары калцийге бай болғандықтан топырақта үздіксіз биотекті калций түзіледі де, екі карбонатты Са/НСО₃ /₂  түрінде кескін бойы жылжып отырады, соның салдарынан иллювилік карбонат жиегі қалыптасады. Сондықтан гумустену үрдісі кальций тұздарына қанған ортада жүріп, гумустік заттар топырақта кальциймен бекініп қалады.

Қара топырақ құралуына ең қолайлы жағдай-орманды дала аймағының оңтүстігі, мұнда ең қолайлы ылғал-жылу тәртіпте шоғырланған өсімдік қалдықтары ыдырауынан нағыз қара топырақ қалыптасады.

Оңтүстікке қарай топыраққа түсетін өсімдік қалдықтарының мөлшері азайып, құрамындағы күлдік элементтер мен азот саны кемиді, топырақтағы өсімдік тамырларының таралу тереңдігі де жұқарады. Содан барып гумустену үрдісінің қарқыны бәсеңдейді. Орманды дала аймағының солтүстүгінде климаттың ылғалдылығы жоғаолауына байланысты, өсімдік қалдықтарынан ыдырап шыққан негіздер топырақ кескінінен шайыла, қышқылдау органикалық заттар түзіле бастайды.

Қара топырақтар жіктеуін  бжірінші рет В.Докучаев ұсынды. Оны дара тип ретінде қарап, топографиялық (таратылу) жағдайына байланысты, ғалым суаралық, беткейлік және терассалық қара топырақтарды айырған; құрамындағы гумус мөлшеріне қарай ( 4-7; 7-10; 10-13 және 13-16 проц) төрт топқа жатқызған. Н. Сибирцев (1901) қара топырақ типін солтүстік, күңгірт, кәдімгі және оңтүстік типшелерге бөлген. Кейін С. Коржинскийше солтүстік қара топырақ типшесін деградацияланған денеге жатқызып, оның ішінде дара екі-күлгіндеген және сілтісізденген типшелерді айырған.

Гумус заттарының түзіуіне көптеген зерттеушілері көңіл бөлген. Олар химиялық талдау жасап, мәліметтер жинап, түзілеу жолдарын анықтаған. Бұл жөнінде ең алғаш көзқарастарын білдірген М.В. Ломоносов, П.А. КАостычев, С.П. Кравков, А.Г. Трусов т.б болды. Гумустың құрылуының жалпы сызбасын қағазға түсірген В.Р. Вильямс еді.

Гумификация құбылысын зерттеген белгілі ғалым – Л.Н. Александрова. Оның жасаған сызба-нұсқасына қаоағанда гумус органикалық қалдықдардың ыдырауы, микробиологиялық синтез, гуминификация, топрыақтың минералды бөлігмен әрекеттесуі минерализация процесі және миералдық құрамдас бөліктерінің биологиялық айналымға қосылуы арқылы түзіледі. Александров бойынша гнуминификация –органикаклық қалдықтардың түзілуі арқасында жоғарғы молярлық қосылстардың күрделі биофизико-химиялық құбылстар арқылы органикалық құрамдардың ерекше класы –гумусты түзуі. Л.Н.Александров топырақтағы органикалық қалдықтардың гуминикациялау типтерін көрсетті: фульфатты, гуматты, фульфатты-гуматты.

Белгілі ғалым Д.С.Орлов (1977) осы түсініктерге гуминикациялаудың тереңдігі деген ұғым енгізіп, өрнегін құрды.

H=F_(QiT)

Q- жыл сайын топыраққа түсетін өсімдіктер қалдықтарының мөлшері, i-олардың ыдырауының тезділігі, t-топырақтың биологиялық ьбелсенділк уақыты. Бұл көрсеткішпен әр түрлі топырақтағы гуіминмификация процесінің сипаттамасын анықтауға болады.

Гумус құрамындағы ерекше органиканикалық заттар. Гумус заттары негізінен гумус қышқылынан тұрады. Олардың құқрамына гумин қышқылдары, Фульво қышқылдары мен гумин кіреді. Бұл топтарға бөліну себебі, гумус қышқылдары –ауыспалы жолдарына байланысты.

Қара топырақтардың негізгі тектеріне төмендегідей сипаттама беріледі. «Қалыпты» атау – топырақ белгілері мен қасиеттері типшенің қасиетіне сәйкес болғандықтан көбінесе аталмайды. «Сәл оқшауланған» түрінде ( құмды және құмайт жыныстарда қалыптасқан) топырақ белгілері ( түсі түйіртпектілігі т.б.) нашар айқындалған.

Қара топырақтың жіктеулері

«Терең таситын» тектің механикалық құрамы жеңіл топырақ кескінінің үдемелі шайылуын айқындайды.

«Карбонатты» тек кескініде карбонат тұздары болуымен (тасуымен) сипатталады. Сілтісізденген және күлгенденген типшелерде бұл қасиет білінбейді.

«Кебірленген» текте өтпелі мен гумустік жиектер аралығында, сіңірілген алмаспалы натрий катионы негіздер сиымдылығынан 5 проценттен астам мөлшерде болатын, кебірленген нағыз қабат жатады.

«Кермектелген» тектің гумустік жиегінде ақшыл сеппе көрінеді, реңінде гумус ағыны, төменгі жиектер түйіртпектерінің беті лактанған (майланған түрлес), кейде құрамында алмаспалы натрий болады.

Орманды дала аймағында солттүстік күлгінденген, сілтісізденген және нағыз қара топырақтар бөлінеді. Олардың алабы 603 млн га.

Топырақтың түсі – топырақтың морфологиялық көріністерінің ішінде ең негізгі белгі. Топырақ аттарының өзі де осы түстеріне қарай қойылған. Топырақтың және оның қабаттарының түстеріне әсер ететін негізгі құрамдар:

1.Гумус заттары. Олар топыраққа қара немесе қара қоңыр түс береді.

2. Темі марганец тотықтары. Сары, қызыл, сия түстер береді.

3.Кремний қосылыстары, әк, каолинит, алюминий гидроксиді және суға ерігіш тұздар (Хлоридтер және сульфаттар). Олардың түстері-ақ.

4. Темірдің шала тотығы. Ол көкшіл, сұр сия түсті келеді.

Үш бұрыш ақ, қара, қызыл түстер, ал олардың араларында осы үш негізгі түстердің азды көптігіне байланысты неше түрлі түстер болады. Топырақтың түсін анық бір түспен айту қиын, сондықтан да негізгі түске анықтама қосылады. Оның басым түсі соңына қойылады. Мысалы, қара қоңыр, сары құба, ашық сары деген сияқты.

Топырақтың түсінің практикалық маңызы үлкен. Топырақ қабатының қалың қара түсті боллуы гумустың молдығын көрсетеді. Көкшіл немесе көк түсті-топырақтың батпақтануы.Мұндай жерлерді пайдалану күрделі мелиоративтік жұмы