3. Курс бойынша практикалық сабақтар кешені

3.1. Топырақ организмдерінің негізгі топтары

Топырақтың белсенді бөлігі – тірі организмдерді биота дейтін болсақ, топырақтағы тірі организмдердің тыныс-тіршілігін, қызметін, олардың бір-бірімен және қоршағапн ортамен қатынасын зерттейтін бөлім-топырақ биотасы деп аталады. Жасыл жапырақты жоғарғы өсімдіктердің жер асты бөлігіндегі тамырлар, ризосфералар және топырақ жануарлары, балдырлары, саңырауқұлақтар, қыналар, бактериялар, актиномицеттер т.б. организмдер топырақ биотасын құрушы болып табылады.

Топырақ организмдерінің негізгі топтарын: топырақ макрофлорасы, микрофлорасы және топырақ микрофаунасы, макрофаунасы құрайды.

Топырақ организмдерінің негізгі топтарын құрайтын топырақ макрофлорасына – өсімдік тамырлары, топырақ микрофлорасына блдырлар, саңырауқұлақтар, актиномицеттер, бактериялар және ультрамикроскопиялық формалар жатады.

Ал, топырақ макрофаунасына сүтқоректілер және омыртқасыздар енеді.

Қарапайымдылар – топырақ микрофаунасының негізгі өкілдері болып табылады.

Табиғатта топырақтың түзілуіне және дамуына байланысты барлық негізгі процестерге, өсімдіктердің өсуіне және топырақ құнарлығына әсер ететін тірі организмнің алуан түрі молынан қоныс тепкен. Топырақтағы барлық табиғи әсерлер өзінің табиғаты жағынан тікелей немесе жанамалы түрде биохимиялық реакциялыр болып табылады.

Топырақта өсімдіктер дүниесі, жануарлар дүниесі деөмір сүреді. Өсімдіктер дүниесінің өкілдері сан жағынан да, сапа жағынан да көп болып келеді.

Флора, фауна топырақта үлкен-кішілігіне қарай макро және микроорганизмдерге бөлініп көрсетілген. Өсімдіктер мен жануарлар дүниелерінің, яғни топырақтағы организмдердің негізгі тоатарын кестеде берілген тәртіппен орналастыруға болады:

ФЛОРА		ФАУНА
макро	микро	макро	микро
Өсімдіктердің тамырлары	Балдырлар, саңырауқұлақтар, бактериялар, актиномицеттер, ультрамикроско-пиялық формалар	Сүтқоректілер, кеміргіштер мен насекомқоректілер, омыртқасыздар: кейбір буын аяқтылар, құрттар мен моллюскалар	Қарапайымдылар, нематодтар, құбылмалылар, кенелер, айырқұлақтылар

Топырақ макрофлоралары – бұл өсімдіктердің тамыр жүйелері. Тамыр жүйелері органикалық затқа бай болғандықтан топырақ қарашірігінің (гумусының( қорлары толықтырылды, шіріп бара жатқан тамырлар топырақта өсім сүретін микроорганизмдер үшін кіші тіршілік көзі болып табылады.

Тірі тамырлар өсімдіктердің қоректену процесінде топырақтан белгілі бір заттарды сіңіреді, осылайша топырақ ерітінділерінің тепе-теңдігінің бұзылуын тдырады. Тамырлар өздерін қоршаған топырақ ортасына демалу процестерінің нәтижесінде пайда болатын көмірқышқыл газын және кейбір органикалық қосылыстарды бөліп шығарады, бұлар тамыр аймағында әр түрлі микроорганизмдердің белсенді көбеюіне ықпал етеді. Тамырлардың айналасындағы топырақ микроорганизмдерге бай және басқа қоршаған топырақтан физика-химиялық қасиеттерімен де, микробтар құрамының санымен және түрлерімен де ерекшеленеді. Бұл тамыр айналасы аймағын ризосфера деп атайды.

Топырақ макрофаунасы негізінен өңделген ормандарда және жазық дала топырақтарында таралған кеміргіштерден (тышқандар, шақалдақтар) және насеком қоректілерден (көртышқандар, жертесерлер, кірпішешендер) тұрады. Ірі омыртқалы жануарлардың рөлі негізінен алғанда топыраққа механикалық әсер етуге (қопсыту, араластыру, топырақты бетке шығару), сондай-ақ ас қорыту процестерінің салдары болып табылатын кейбір химиялық реакцияларға келіп тіреледі.

Топырақ макрофаунасына сонымен бірге топырақтың тұрақты немесе уақытша тұрғындары болып табылатын көптеген омыртқасыз жануарлар жатады. Бұл шаян тәрізділердің өкілдері (есек құрттар), көп аяқтылар, құрт-құмырсқалар (қоңыздар, шыбындар немесе олардың личинкалары; құмырсқалар мен термиттер), құрттар және моллюскалар.

Макрофаунаға жататын топырақ омыртқасыздары топырақ аэрациясы мен дренажына ықпал етеді, өсімдік төсемдерін ұсатады және сіңіреді, топырақ қабатында микроорганизмдер клеткаларын таратады. Макрофаунаға жататын топырақ омыртқасыздарының кейбіреулері (нематодтар, кенелер) паразит болып табылады және ауру тудырып өсімдіктердің өлуіне әкеледі, тірі тамырларды зақымдай алады.

Макрофаунаның негізгі өкілі жауын құрттарының топырақтағы рөлі айтарлықтай зор және бұл толық зерттелген. Олардың кейбір топыраұтағы саны 1 гектарға шаққанда миллиондаған организмге жете алады, ал биомассасы 90-нан 500кг-ға дейін жете алады. Жауын құрттары топырақ бетіндегі өсімдік қалдықтарымен қоректенеді. Құрттардың ас қорыту жолдарында өсімдік массасы топырақпен және құрттар топырақтан сіңірген кальцийден ерекше бездерде түзілетін бормен араласады. Құрттардың нәжістерінің рН мәні топыраққа қарағанда жоғарырақ болады, олар өңдеген топырақ органикалық заттарға бай және онда жалпы азот, нитраттар, Са мен Мg және фосфордың сіңірілетін формалары көбірек. Сонымен, жауын құрттарының қызметін топырақ құнарлығын арттыру факторларының бірі ретінде қарастыруға болады.

Топырақ микрофаунасы. Қарапайым омыртқасыздар – топырақта өмір сүретін протозоеалар, топырақ микрофаунасының кең тобын құрайды. Олар амебалар, көпаяқтылар, инфузориялар. Қарапайымдылар өкілдерінің түрлері және олардың топырақтағы рөлін «Топырақ жануарлары және олардың топырақ құрылымындағы қызметі» тақырыбының материалдарымен танысқан кезде толығырақ алуға болады.

Топырақ микрофлорасы. Топырақ микрофлорасын құрайтын микроорганизмдердің саны топырақта көп болып келеді.

Микрофлораға балдырлар, саңырауқұлақтар, актиномицеттер және бактериялар, сондай-ақ ультрамикроскопиялық формалар жатады. Олардың топырақтағы жалпы биомассасы 3-5 т/га-дан 10-15т/га-ға дейін барады.

Микроорганизмдердің бұл массасы жер бетінің аса зор көлемін алатынын ескере отырып, олар жүргізетін биохимиялық процестердің қандай зор қарқынға жететін көз алдымызға елестетіп көруге болады.

Микроорганизмдер топырақта үздіксіз өсу, көбею және өлу жағдайында болады. Бактериялық клетка тәулігіне өзінің салмағынан 30-40 есе көп болатын заттардың мөлшерін өңдей алады және өте тез көбейеді, демек, әрбір 5 сағат сайын оларджың саны қолайлы жағдайларда шамамен алғанда 1000 есе арта алады. Егер бактериялық клетканың орташа салмағын 0,2*10^-2мг деп алатын болсақ, 16 сағаттан кейін бір клетканың ұрпағының үздіксіз көбею жағдайында 4 млрд-тан асып, ал олардың жалпы салмағының шамамен 1 мг болатынын есептеп шағу қиын емес.

Микроорганизмдердің топырақтағы іс-әрекеті есебінен топырақта өсімдік және жануарлар қалдықтарының минералдық заттарға ыдырау, қарашіріктің синтезі және ыдырауы, атмосфералық азотпен көмір қышқыл газының сіңірілуі, органикалық заттарға қосылу процестері үздіксіз жүріп отырады. Топырақта микроорганизмдердің күрделі физиологиялық белсенді метаболиттері: ферменттер, витаминдер, ауксиндер, антибиотиктер, токсиндер, амин қышқылдары және басқа қосылыстар да пайда болады. Өзінің тіршілік әрекетімен топырақтың микробтық қоныстанушылары өсімдіктердің өміріне, одан кейін жануарлар мен адамның өміріне зор және алуан түрлі әсер келтіреді.

Топырақ микрофлорасының жекелеген топтарымен – бактериялармен, актиномицеттермен, саңырауқұлақтармен және балдырлармен танысуға осы практикумның арнайы сабақтары арналған.

Негізгі терминдер және олардың мәні

1.Флора – жер бетіндегі өсімдіктер дүниесі.

2.Фауна – топыраққа механикалық әсер ететін жоғары және төменгі сатыдағы жануарлар дүниесі.

3.Эукариоттар – клеткада ядросы бар, бір клеткалы және көп клеткалы тканьдық құрылымдағы организмдер.

4.Прокариоттар – клеткада ядросы жок бір клеткалы және жіпшелі микроскопиялық организмдер.

5.Автотровты – ораникалық көміртегіне мұқтаж емес қоректену, яғни бейорганикалық қосылыстардан органикалық қосылыстарды синтездей алатын организмдер.

6.Гетеретрофты – дайын органикалық заттармен қоректенетін организмдер.

7.Хемосинтез – СО₂ –ні сіңіру бейорганикалық заттардың химиялық тотығуынан бөлінген энергия есебінен жүретін процесс.