Қолданбалы биологияға кіріспе және топырақтану ғылымы

Практикалық сабақ №1

Тақырыбы: Қолданбалы биологияға кіріспе және топырақтану ғылымы.

Негізгі сұрақтар:

1. Топырақтану ғылымы, даму тарихы;
2. Топырақтың негізгі қасиеттері;
3. Топырақтың морфологиялық белгілері;
4. Жаңа заттар;
5. Кірме заттар;
6. Топырақтың «қайнауы».

1) Топырақтану ғылымының негізін қалаған орыстың дарынды табиғаттанушы ғалымы В. В. Докучаев (1846-1903) болды. Докучаевқа дейін топырақ агрономия мен геологияның бір саласы ретінде зерттеліп келді. Сондықтан алдымен оған дейінгі топырақты зерттеуге байланысты көзқарастарға қысқаша тоқталып өтейік. Батыс еуропалық агромəденихимиктер мен агрогеологтардың топырақ туралы зерттеулері. Адам баласының əр түрлі құрылыстар салып, егін егіп, өнім алған жер бетіндегі тіршілігі мыңдаған жылдарға созылғаны мəлім. Алайда топырақ туралы ғылыми түсінік көпке дейін қалыптаса қойған жоқ. Егіншілікпен адам баласы ондаған ғасыр айналысып келгенімен, тек XVIII ғасырдың аяғы мен XIX ғасырдың бас кезінде ғана егіншілік туралы ғылым – агрономия дүниеге келді. Бұл кез дүниежүзінде феодалдық өндірістік қатынастың капиталистік өндірістік қатынаспен ауысу кезеңі еді. Ғылыми агрономиямен алғаш айналысқан Алмания табиғи зерттеушілері болды. XIX ғасырдың басында кейбір жүргізген тəжірибе жұмыстарына сүйене отырып, неміс ғалымы А. Тэер өсімдіктердің органикалық заттармен қоректенуі теориясын ұсынды. Осыған байланысты ірі химиктер И. Берцелиус, К. Шпренгель, т.б. топырақтың қара шіріндісі – гумуспен айналысты. Олар топырақ шіріндісінің күрделі екенін жəне органикалық заттардың бірнеше топтарынан тұрып, əр түрлі химиялық құрамы мен қасиеттерімен ерекшеленетінін анықтады (Д. С. Орлов, 1974). Алайда кейінгі зерттеулер гумус қоректік қасиеттерге ие болғанымен, негізгі мəселе тек қана гумуста емес екенін көрсетті.

     Сонымен, А. Тэердің өсімдіктердің органикалық қоректену теориясы енді өсімдіктердің минералдық қоректену теориясымен алмасты. Соңғы теорияның авторы неміс оқымыстысы Ю. Либих болатын. 1840 жылы оның «Химияны егіншілік пен физиологияда пайдалану» деген енбегі жарық көрді. Осыдан кейін бұл теорияны колдаушылар көбейіп, агромəденихимия егіншілікке қарай бет бұрды. Көптеген ауылшаруашылығы тəжірибе станцияларында тыңайтқыштардың өсімдіктерге тигізер пайдасы жөнінде тəжірибелер өріс алып, оның əсерлері анықталды. Топырақтың жыртылған қабатындағы азот, фосфор, калий мөлшерлері анықталды. Топырақтанудың алғашқы бұл бағытын негіздеушілер батыстың ірі оқымыстылары А. Тэер, Ю. Либих (неміс химиктері), М. Бертолло, Ж. Бусенго (француз химиктері) болды. Бұлар топырақ өсімдіктер тамырлары тарайтын орта, ол минералдық жəне органикалық заттардың қосындысынан тұрады деп пайымдады. Топырақ қабатын олар тек жыртылған қабатпен шектеді. Топырақтарды олар сапасы жағынан жақсыға, ортаға, жаманға, бидайға, сұлыға, картопқа, т.б. жарамды деп бөлді. Осы кездерде жоғарыда айтылған бағытқа байланыссыз агрономия мен топырақтанудың геология бағыты да өріс алды. Оның негізін қалаушылар немістің геолог оқымыстылары Ф. Фаллу, Ф. Рихтгофен еді. Олар топырақ деген түсінікке жер бетінің үгілу қабатын жатқызды. Мұны орманшылар қолдай кетті. Əсіресе, қоштаушылардың бірі неміс оқымыстысы, профессор Е. Раманн болды. Ол Алманияда орман топырақтануын дамытты. Алғашында топырақты тек геологиялық дене деп келген бұлар кейінірек топырақ құрамындағы органикалық заттарды, топырақтың агрономиялық қасиеттерін зерттеуді қолға алды. Сонымен, топырақтанудың агрогеологиялық бағыты қалыптасты. Бұл бағыт тек Батыс Еуропада ғана емес, сонымен қатар терістік Америка, Аустралия, Жаңа Зеландияда, т.б. өріс алды.

3)  Топырақтың морфологиясы деп оның сыртқы белгілерінің жиынтығын атайды.    Табиғи жағдайларға байланысты топырақ жаратылу процестері əртүрлі жылдамдықпен жүреді де, оның сыртқы белгілерінің жетілуі де əртүрлі келеді.

     Топырақтың сыртқы белгілерін зерттеу далалық жəне зертханалық əдістермен жүргізіледі. Топырақтың органо-минералдық құрамы оның сыртқы белгілерін құрайды. Мысалы, топырақ гумусының (қарашірігінің) мөлшеріне жəне құрамына қарай топырақ түсі мойыл қара түстен (егер қара шірінді 6%-дан асса жəне гумин қышқылымен гумин көп болса) ақшыл сұр түске дейін (қара шірінді 1,5-2 % жəне фульвоқышқылдар көп болса) өзгереді. Сол сияқты топырақтың гранулометриялық құрамы, сіңген катиондардың арақатынасы, əртүрлі химиялық қосындылардың болуы топырақ морфологиясын жасайды. Топырақтың құрамы, осыған орай оның физикалық, химиялық ерекшеліктері топырақ түзуші (аналық) жыныстың минералдық құрамына жəне топырақ түзілу процесінде жасалған қасиеттеріне байланысты болады. Сонымен, топырақ морфологиясы оның түзілу процесі жəне агрономиялық құндылығы жөнінде ұғым бере алады.