Биологиялық фактор

Қазіргі топырақтану ғылымын дамытушы ғалымдар топырақ құралуының ең басты, жетекші жағдайы биологиялық фактор (өсімдіктер, жәндіктер мен жануарлар, микроағзалар) екенін бір ауыздан мақұлдап отыр. Биологиялық фактордың топырақ құралуында басты және жетекші маңызы бар екендігі жөніндегі ілімнің толық ғылыми тұжырымдамасын орыс ғалымы В.Р.Вильямс жасады.

Өсімдіктердің, жануарлардың, микроағзалардың және олардың бірлескен қызметінің, олардың қалдықтарының әсерінен топырақ түзілуінің басты буындары – органикалық заттардың құралуы, ыдырауы, биофильды элементтердің таңдалынып шоғырлануы, минералдардың ыдырауы, түзілуі, заттардың шайылуы мен жинақталуы жүреді. Осылардың ықпалымен топырақтың негізгі қасиеті – құнарлылығы қалыптасады. Академик В.И.Вернадскийдің айтуы бойынша, - «жер бетінде өзінің кейінгі құдіретті ықпалы жағынан алғанда тірі ағзалардан басқа тұрақты әсер жасайтын химиялық күш жоқ». Топырақ түзілуінің ең басы, тау жыныстарына тірі ағзалардың қоныстануынын басталады.

Жер бетінде жылына 5·3·10¹º тонна жасыл өсімдіктердің биологиялық массасы олардың фотосинтезі және минералдық заттарды топырақтан сіңіруі арқылы құралды. Осы құралған биологиялық заттың бір бөлігі, өсімдік тамырлары және жер бетіндегі олардың қалдықтары арқылы топыраққа қайтарылады. Сөйтіп, жасыл өсімдіктер топырақтағы органикалық заттардың жалғыз алғашқы көзі. Олардың топырақ түзілудегі негізгі қызметі, биологиялық зат алмасуды қамтамасыз ету.

Топырақ құрамына түскен өсімдіктің органикалық қалдықтары топырақтағы көптеген тірі ағзалардың (микроағзалардың, омыртқасыздардың) әсерімен түрлі өзгерістерге ұшырайды және біраз бөлігі минералдық қосылыстарға (көмір қышқыл газына, суға, газдарға, тұздарға) айналады. Ал енді бір бөлігі жаңадан пайда болған қосылыстар – қарашірінді құрамына көшеді.

Өсімдіктер құраған биологиялық массаның көлемі олардың түріне және жердің географиялық, экологиялық жағдайына байланысты. Орманның, даланың және шалғынды жердің өсімдіктерінің топырақ түзілуіне ықпалы әр түрлі болып келеді. Орман ішінде, қурап түскен ағаш жапырақтары қарашірінді құрауға, топырақтың түзілуіне қатысатын негізгі зат. Ағаштың тамырлары, қарашіріндінің құралуына көп ықпалын тигізбейді. Ормандағы ағаш тектес өсімдіктердің биологиялық зат айналымы кезінде азотты және басқа элементтерді өзінің көп жыл өсетін діңгектеріне, тамырларына шоғырландырып оларды зат айналымына көп жылдар қоспай қояды.

Шөптесін өсімдіктер өзінің жалпы биологиялық массасы жағынан орманда құралатын биомассадан кем. Бірақ, шөптесін өсімдіктердің ерекшелігі қысқа мерзімді тіршілік уақыты, жыл сайын барлық биомассаның 40-60 пайыздан 100 пайызға шейіні қалдыққа айналуы, тамыр жүйесінің қалдықтарының мол болуы, олардың құрамында азоттың және басқа элементтердің қорының бай болуы. Осындай ерекшелік әсерінен қалдықтардың басым көпшілік бөлігі топырақтың минералды бөлігімен әрекеттесіп өзгерістерге ұшырайды. Сөйтіп, құралып жатқан топырақтың үстіңгі бетінде қарашірінді мөлшері артып, құрамы жақсарған қабаттарының пайда болуы байқалады.

Дала аймағында шөптесін өсімдіктер жылына әр гектарға шаққанда 10-20т, ал қуаң дала аймағында 4-8т органикалық қалдықтарды топырақта қалдырады. Олар әр гектарға шаққанда дала аймағының қара топырағына 600-1400кг, ал қуаң дала аймағының қара-қоңыр топырағына 250-450кг азот және басқа элементтер түсуін қамтамасыз етеді.

Топырақтың құралуына топырақтың ішіндегі, үстіндегі жәндіктер мен жануарлар үлкен әсер етеді. Топырақтағы фаунаны 4 топқа бөлуге болады:

· микрофауна – мөлшері 0,2 мм-ден кіші ағзалар (протоза, нематодалар, эхинококилер);

· мезофауна – мөлшері 0,2 мм ден 4 мм-ге дейін (микроартоподтар, ұсақ жәндіктер, кейбір мириаподтар, ерекше құрттар);

· макрофауна - мөлшері 4 мм –ден 80 мм-ге дейін (жер құрттары, термиттер);

· мегафауна – мөлшері 80 мм үлкен (көртышқан, жылан, тасбақа, ірілі-кішілі кеміргіштер, түлкі, борсық, суыр ж.б).

Топырақ жануарларының ішінде басым көпшілігі омыртқасыздар болып келеді. Олардың биомассасы, омыртқалылар биомассасынан 1000 есе көп. Топырақ фаунасының топырақ құралуына әсері әр түрлі. Біріншіден, олар топырақтағы органикалық заттарды майдалайды, жейді. Екіншіден, олар өз бойында элементтерді, әсіресе азоты бар ақуыз заттарды шоғырландырады. Тіршілігі аяқталған соң олардың бойындағы заттар мен энергия топыраққа қайтарылады. Топырақ фаунасының қалдықтары микроағзалардың қоныстанып, дамуына өте қолайлы орта болып келеді. Топырақтың құралуына, дамуына әсіресе жауын құрттары көп әсер етеді. Әр гектар топырақта жылына жауын құрттарды 50- ден 600 тоннаға шейін топырақты өз шегінен өткізеді.

Топырақтың құралуына, дамуына әсер етуші жағдайдың аса бір маңыздысы микроағзалардың қызметі. Олардың негізгі маңызы топырақтағы органикалық қосылыстарды ыдырату. Микроағзалардың ерекшеліктері олардың өте қүрделі жоғарғы молекулалары қосылыстарды қарапайым қосылыстарға және минералды заттарға дейін ыдыратуы.

Микроағзалардың басым көпшілігі топырақтың жоғарғы 20см. қабатында болады. Әр гектар топырақтың жыртылатын қабатында саңырауқұлақтар мен бактериялардың массасы 5 тоннаға шейін жетеді. Ал 1 г топырақта бактерия клеткалары саны бірнеше миллиард болады.

Микроағзалар топырақта қарашіріндінің құралуына белсенді үлес қосады. Сонымен бірге олар топырақ минералдарының ыдырауына, топырақтағы ауаның химиялық құрамын реттеуге қатысады. Топырақтағы азот қорының органикалық заттардың ыдырауы кезінде толықтырылуы және атмосферадағы азотты топырақ бойына бекіту процестері топырақ микроағзаларының қатысуымен жүреді.