Топырақ түзуші немесе аналық жыныстар. Топырақты барынша терең зерттеу бұдан жүз жыл бұрын басталған болатын. Топрақ жөніндегі ғылымның негізін қалаушы В.В. Дакучаеваның ( 1845-1903) топырақты табиғаттың ерекше тірі денесі деп қарау керек деген сөзі күні бүгінге дейін өз мәнін жоғалтқан жоқ. Топырақ түзілетін тау жыныстарын, аналық немесе топырақ түзуші жыныстар деп атайды. Бұл жыныстар жел, су, температура тағы басқа сол сияқты жағдайлардың әсерінен үлкен құбылыстарға ұшырап отырады. Тау жыныстарының және ондағы миералдың осындай өзгеріске түсуін үгілу деп атайды. Үгілудің үш түрі бар олар : физикалық, химиялық және геологиялық үгінулер.
Физикалық үгілу кезінде тау жыныстары механикалық жолмен бүлінеді. Бірақ олардың химиялық және минералдық құрамы өзгермейді. Физикалық жолмен үгілудің ең бір неігзгі себебі-жоғары темпратура.
Топырақтың негізгі қасиеті. Химиялық жолмен үгілуде тау жыныстарындағы минералдық құрамы өзгеріп жаңа минериадар түзіледі. Бұл процестің негігі бір себеб-құрамында көмірқышқылы мен оттегі мол атмосфералық су. Химиялық үгілу процесі тау жыныстарының суда еруінен және одан әрі тотығуынан басталады да, сапасы жағынан жаңа минериал қосылыстар пайда болуымен аяқталады. Минералдың үгілуі кезінде суда еритін карбонат, сульфат, хлорид сияқты қосылыстар түзіледі. Олардың ерігіштігі орта температурасына тікелей байланысты.
Биологиялық жолмен түзілгенде тірі организмдер тау жыныстарынан өзіке қажетті минерал заттарды алып, органикалық қосылысқа айналдырады.
Топырақтың миханикалық бөлігі. Топырақтың қатты бөлігі негізінен түрлі өзгерістерге ұщыраған аналық жыныстардан тұрады. Бұларға топырақ түзілу процесінде пайда болған дала шпаты, кварц, слюда, темірдің сулы тотығы және басқа да минералдар жатады. Механикалық құрамына ( түйірлерінің мөлшеріне) қарай топырақты бірнеше топқа бөлуге болады. Әр топырақ түйелерінің шамасы, түрліше болады. Топырақтың толып жатқан қасиеттері –ылғал сиымдылығы, ылғал өткізгіштігі, су және ауа режимдеріының механикалық құрылысына тікелей байланысты. Топрақты зерттеу саласында ұзақ жылдар жемісті еңбек еткен професор Н.А. Качинский механикалық құрамына қарай топырақты саз, саздық, құмдауыт т,б. топтарға бөледі.
Топырақ суы. Топыраққа су жаңбыр, қар, бұршақ не шық түрінде түседі. Жер астындағы су немесе ыза суы топырақтың беткі қабатына таяу орналасқанда, мәселен, батпақтанған топырақтарда кездеседі.
Топырақ ауасы. Топрақ кеуек болғандықтан, онда белгілі мөлшерде ауа да болады. Ауаның мөлшері топырақтың кеуектілігіне және ылғалдылығына тікелей байланысты. Топырақтың кеуектілігі мен ылғалдылығы тұрақты болмағандықтан, ондағы ауа мөлшері де құбылмалы болады. Топырақ пен ауа арасында болатын газ алмасуын оның тыныс алу деп атайды.
Топырақ құрылымы ( Структурасы) Топырақтың механикалық құрамындағы бөлшектер өзара бірігіп түйіршіктер құрайды. Міне, осы түйіршіктер топырақ құрылымы болып есепетеледі. Осындай түйірішіктер өазара байланыстырып, біріктіріп тұратын зат-топырақ қарашірігі мен әк.
Топырақ организмдері. Топырақ тірішілік ( қортымқан, жуын құрты, өрмекшілер, құрмысқалар, тұрлі қоңыздар және көзге көрінбейтін бактериялар мен саңырауқұлақтар) мекені.
Топырақтың сіңіру қабілеті. Топырақ бөлшектерінің топырақ ерітіндісіндегі әр түрлі қосылыстарды сіңіретін қабілеті бар. Топырақтың сіңіру қабілеті негізенен ондағы органикалық және миниралдық күйіне, шығу тегіне байланысты. Осыған орай сіңіру қабілеті саз және саздақ топырақта, әсіресе оның қарашіріке бай келетін түрлерінде күшті болады. Құм топырақтың сіңіру қабілеті өте нашар.
Топырақ сіңірген заттардың басым көпшілігі топырақ ертіндісінің концентроциясы төмендегенде ерітіндіге қайтадан қосылуы мүмкін. Тек олардың кейбіреуі ғана топырақпен берік байланыста болады.
Топырақтың қышқылдылығы. Активті қышқылдылық топырақ ертіндісінде бос күйінде кездесетін сутегі иондарының концентрациясымен анықталады. Және оны Р.Н. –пен белгілейді. Әр түрлі топырақ ертінділерінде Р.Н-тің мөлшерін 3-9 сандарының арасында жатады. Өсімдіктер және пайдалы микрооганизмдер үшін, активтік қышқылдықтың көп болғаны зиян. Шынды күлгін топырақтарда Р.Н-4/7 –ге дейін барады. Ал шым тезекті топырақтың қышқылдылығы ( Р.Н) 3,5 -4 ке, қара топырақта ол 6,5-7 ге тең Оңтүстік қоңыр топырағында Р.Н.-7-7,5 ке тең, сұр топырақта 8-шамасында болады.
Топырақтың су-ауа режимі.
Су мен ауаның топырақ бөлшектерінің арасындағы бөлшектердің кеуетерді орналасатыны белгілі.
Ал топырақтың су және ауа режимі оның кеуектілік дәрежесіне тікелей байланысты.
Топырақтың жылу қасиетті.
Жылу топырақтың қажеті қасеитерінің бірі. Жылу әсерінен микро биологиялық және химиялық процестердің қарқыны өзгереді. өсімдіктердің өсуіне, дамуына қолайлы жағдай туады.
Топырақтағы микробиологиялық процестер.
Топрақта кездесетін микроорганизмдер.
Топырақ микроорганизмдердің негізгі мекені. Олардың саны және түрлері топырақтың тиипіне және оның жағдайына байланысты өзгеріп отырады. Топырақтың микроорганимге байлығы соншалық, тіпті оның 1 гр, ауру қоздырмайтын, яғни саратит бактериялар бірнеше жүзден миллиардқа дейін кездеседі ал микробтардың жалпы саны 1гр топырақта 1,5-2 миллиард шамасында болады. Қара топырақта жерден 1гр –да 5 миллиярд, құмдақ топырақта 3 мллияртай , ал орманды жердің күлгін топырағында 2 миллиардтай микроб клеткасы кездеседі.
Тамыр айналасында, яғни резосферада қажетті қоректік заттар ( азот, фосфор, канттар) мол болғандықтан онда микроорганизмдердің саны да анағұрлым көп болады.
Төменгі сатыдағы организмдерден топырақта мыналар кездеседі:
- бактериялар
- актиномицеттер және онымен тусыстас организмдер
- төменгі сатыдағы саңрауқұлақтар
- қыналар
- қарапайымдар
Бактериялардың топырақта атқаратын қызметті әр қилы. Олардың кейібіреуі автотрафты түрде тіршілік етеді, яғни миниралды қосылыстар мен коректенуге бейімделген. Ал бұған қажетті қуатты олар топырақтан бөлек тотықтыру риякциясынан алады.
Бұлардың ішінді аммони түздарын азот қышықылына дейін тотықтыра алатын Митрификациялаушы бактерия да бар.