агрохимия Р. ЕЛЕШЕВ

УДК 631.8 (075.8) ББК 40.4 я 73 А21

Рецензенттері:

С.Рамазанова - биология ғылымдарының докторы, профессор.

М. Мамышов - ауыл шаруашылығы ғылымдарының докторы, профессор.

Елешев Р., Сапаров А., Балғабаев Ә., Туктугулов Е.

А21 Агрохимия және тыңайтқыш қолдану: оқулық.- Алматы, 2010.- 450 бет.

ISBN 978-601-241-144-7

Оқулықта өсімдіктің химиялық құрамы мен қоректенуінің теориялық негіздері, тыңайтқыш қолдануға байланысты топырақтың агрохимиялық қасиеттерінің өзгеруі, минералдық және органикалық тыңайтқыштардың құрамы мен қасиеттері, олардың топырақпен әрекеттесуі, қолдану ерекшеліктері, тиімділігін арттыру жолдары жөнінді толық мағлұматтар берілген.

Кітапта тыңайтқыштармен жүргізілетін егістік, лизиметрлік тәжірибелер туралы материалдар бар.

Тыңайтқыш мөлшерін анықтау әдістері мен оларды Қазақстанның әртүрлі топырақ-климат жағдайларында қолдану тәсілдері, ауыспалы егіс дақылдарын тыңайту жүйесінің принциптері, қоршаған ортаға әсері бойынша мәліметтер келтірілген.

Оқулық ауылшаруашылық жоғары оқу орындарының студенттері мен агроөндіріс саласының мамандарына арналған.

УДК 631.8 (075.8) ББК 40.4 я 73

Қазақ ұлттық аграрлық университетінің Ғылыми Кеңесі шешімімен (№ 7 хаттама, 14.12.09.) басып шығаруға ұсынылды.

ISBN 978-601-241-144-7

Елешев Р., Сапаров А., Балғабаев Ә., Туктугулов Е., 2009

«Агроунивнрситет» баспасы, 2009

2

КІРІСПЕ

Агрохимия өсімдіктің, топырақтың және тыңайтқыштардың өзара қатынасын, ауыл шаруашылығы дақылдарының өнімін арттырып, сапасын жақсарту үшін, топырақ құнарлылығын ұдайы жоғарылатуды зерттейтін ғылым. Агрохимия биологиялық және химиялық ілім болып саналады. Өсімдік шаруашылығын дамытуда және жетілдіруде, тыңайтқыш қолдану ең тиімді әдістің бірі болып есептелетіндіктен, агрохимияның агрономия ілімдерінің ішіндегі алатын орны ерекше. Агрономиялық химияның мақсаты - өсімдіктің қоректенуіне қолайлы жағдай жасау, тыңайтқыштардың жеке түрлері мен формаларының топырақпен әрекеттесуін зерттеу және оларды қолданудың тиімді әдістерін анықтау.

Агрохимия ілімі егіншілікті химияландырудың ғылыми негізі болып саналады. Өйткені мұнда, ауылшаруашылығында тыңайтқыштарды қолданудың мерзімі, мөлшері, әдістері сияқты мәселелер жан-жақты қарастырылады.

Орыстың ұлы ғалымы, академик Д.Н.Прянишников, тыңайтқышты тиімді қолдану топырақ химиясымен, өсімдіктер физиологиясымен тығыз байланыстыру арқасында ғана мүмкін болатындығын көрсетті. Ол сонымен қатар өсімдік, топырақ, тыңайтқыштар арасындағы өзара әсерін зерттеуде климат және тағы басқа факторлардың да тигізетін әсерін ескерту қажет деген. Д.Н.Прянишников осы объектілер арасындағы өзара байланысты қарапайым үшбұрыш түрінде өрнектеді (1-сурет).

Агрохимияда теориялық, практикалық мәселелерді шешу үшін әр түрлі зерттеу тәсілдері қолданылады:

•Биологиялық тәсілдер. Бұған тыңайтқыштармен жүргізілетін егістік, вегетациялық тәжірибелер мен лизиметриялық зерттеулер жатады. Биологиялық тәсілдермен өсімдіктің қоректенуіне жеке элементтердің рөлін, мөлшерін, қоректік заттарды сіңіру механизмі сияқты мәселелер зерттеледі.

•Лабораториялық тәсілдер арқылы өсімдікке, топыраққа және тыңайтқыштарға сандық, сапалық талдаулар жасалады.

•Математикалық тәсілдерге тәжірибелер нәтижелерін стат-

истикалық өңдеу және процестерді математикалық жолмен модельдеу жатады.

• Биофизикалық және микробиологиялық тәсілдер.

3

өсімдік

агрохимия

1-сурет. Д.Н.Прянишников үшбұрышы.

Агрохимия өсімдіктер физиологиясы, топырақтану, биохимия, микробиология, егіншіліктану, өсімдік шаруашылығы, агрометеорология, химия, физика, математика, биология ғылымдарымен тығыз байланысты.

Агрохимия ғылымының жетістіктерін талдай отырып, қазіргі кезеңде оның алдында шешуді қажет ететін мынадай басты міндеттер анықталды:

•Өсімдіктің қоректенуі мен оның өсу кезеңдерінде жүретін органикалық және минералдық заттардың алмасу құбылысын зерттеу. Физиологиялық-биохимиялық процестерді, қоректік элементтердің рөлін тереңірек талдау. Сөйтіп өсімдіктің қоректенуінің минералдық теориясын жетілдіру.

•Егіншілікте қоректік заттардың айналымы мен балансын зерттеу.

•Тыңайтқыш қолдануға байланысты топырақтың қасиеті мен құнарлылығының өзгеруін зерттеу. Топырақ құнарлылығын арттыру жолдарын белгілеу.

•Өсірілетін дақылдардың биологиялық ерекшеліктеріне сәйкес әрбір аймақ топырағының ғылыми тұрғыдан айқындалған, қоректік элементтердің жылжымалы түрлерімен қамтамасыз етілуі деңгейін жасау.

•Тыңайтқыштың қоршаған ортаға тигізетін зиянды әсерін төмендету жолдарын іздестіру.

•Өсімдік өнімінің сандық және сапалық көрсеткіштерінің мөлшерін қалыптастыру.

•Топырақ пен өсімдік құрамындағы макро-микроэлементтер мөлшерінің шекті деңгейін белгілеу.

4

1-тарау. АГРОХИМИЯ ҒЫЛЫМЫНЫҢ МАҚСАТЫ МЕН МІНДЕТТЕРІ

1.1. Агрохимия ғылымының қалыптасуы мен даму тарихы

Агрономиялық химияның дамуы егіншілік мүддесімен тікелей байланысты. Ол адамзаттың қажетін қамтамасыз ету мақсатына орай, теориялық жағынан нақты тұжырымдалмастан, бірден практикада қолданыла бастады. Мысалы, ертедегі римдіктер мал көңінің, күл, гипс, әк сияқты заттардың топыраққа әсер ететін қасиетін біліп, оларды пайдалану арқылы жердің құнарлылығын арттырған. Римдіктер сол сияқты, бірдей мөлшерде тыңайтқыштарды қолдана отырып, бір дақылды алмастырып еккен кезде мол өнім алатынын да ескерген.

Француздың табиғат зерттеушісі Бернар Палисси 1563 жылы топырақтағы минералдық заттардың өсімдік үшін қоректік элементтердің көзі екендігі туралы пікір айтты. Ол минералдық тыңайтқыштардың тегі, әсері жөнінде жазған шығармасында “тұз дегеніміз тірішіліктің және барлық егістің өсіп-өнуінің негізі болып табылады”,-деген. Осыдан кейін 1656 жылы Глаубер “Өсімдіктің өсуіне селитра негіз болады”, -деген жорамал (гипотеза) ұсынды. 1766 жылы профессор Валлериус өсімдік күліне химиялық талдау жасап, оның құрамы топырақтағыдай емес екенін көрсетті де мынадай қорытынды жасады: топырақтағы органикалық заттар ғана өсімдік үшін қорек болады. Топырақтың басқа құрамдас бөліктері көмекші қызмет атқарады.

Жалпы XVIII ғасырда француз ғалымдары О.Б.Соссюр (1804 ж.) мен Ж.Б. Буссенго (1836 ж.) және неміс оқымыстылары Х.К.Шпренгель мен Ю.Либих (1840 ж.) өсімдіктің қоректенуі туралы ілімнің дамуына үлкен үлес қосты. О.Б.Соссюр өсімдік күліне тыңғылықты талдау жасап, минералдық заттардың өсімдік организміне енуі кездейсоқ емес деген қорытындыға кел-ді.”Тұздардың өте аз мөлшерде болуы олардың пайдасыз екендігінің дәлелі емес”‚-деп жазды Соссюр. Ол құнарлылыққа қатысты шіріндінің маңызына тоқтала келіп, оның өсімдік құрамында да кездесетінін айтты. Ж.Б. Буссенго өсімдіктің көміртегі мен азотты ассимиляциялауы жөніндегі жүйелі жұмыстары арқылы әйгілі болды. Ол ауыспалы

5

егістегі жеке элементтердің кірісі мен шығысын есептеп шығаруға әрекет жасады. Бұршақ дақылдарының топырақты азотпен байытатынды-ғын көрсетті. Сол сияқты О.Б.Буссенгоны ең алғашқы агрохи-миялық тәжірибе стансасының негізін қалаушы деп санауға болады. Сонымен бірге О.Б.Буссенго Тэердің гумус теориясын қоштамай, орнына өсімдіктің қоректенуі жөнінде өзінің азот теориясын ұсынды.

Германияда өсімдіктің қоректенуі жөнінде Шпренгель: “Өсімдікте топырақтан және ауадан алатын органикалық емес заттардан, жарықтың, жылудың, электрдің және ылғалдың көмегімен органикалық заттар құралады”‚-деген. Шпренгель минералдық заттардың маңызы және оларды топыраққа қайтару қажет екендігі туралы айтқан.

Өсімдік қорегін топырақтағы шіріндінің және минералдық заттардың маңызы жөніндегі көзқарасқа, неміс оқымыстысы Ю.Либихтің 1840 жылы “Химияны егіншілікте және физиологияда қолдану” атты кітабының жарық көруі өзгеріс еңгізді. Бұл кітапта А.Д.Тэердің гумус теориясы қатал сыналды. Ю.Либих шіріндіні топырақтағы көмірқышқыл газдың тұрақты көзі деп есептеді. Топырақ құнарлылығын сақтау үшін, одан өсімдік алған заттарды оған қайтару жөніндегі Ю.Либих ілімінің зор маңызын атап айту керек. Өйткені бұл ілімнен, адам мен табиғат арасындағы зат алмасуды саналы түрде реттеу туралы нақты пікірді кездестіріп отырмыз.

Бұл жөнінде К.А. Тимирязев былай дейді: ”Топыраққа қайтару қажеттігі жөніндегі ілімнің маңызын шектеуге қаншама тырысқанымен ол ғылымның аса ұлы жетістіктерінің бірі болып табылады”. Ю.Либих өз кітабында өсімдіктердің минералдық қорегі жөніндегі идеяны ұсынып, өсімдіктің минералдық қоректенуі жөніндегі теорияның негізін қалады. Алайда, Ю.Либих практикалық нұсқауға көшу кезінде, тыңайтқыштардың жеке мәселелері жөнінде қате пікірлер айтты. Мысалы, Ю.Либих жалпы тыңайтқыш ретінде азотқа аса мән бермеді, ол ауадағы азот топыраққа жауыншашынмен өсімдіккке жеткілікті мөлшерде барады, сөйтіп оның азотқа деген қажетін өтейді деп ойлады. Ю.Либихтің азотты осылай шеттетуі азот тыңайтқыштарының маңызын төмендетті. Ю.Либих пікірі бойынша, көңнің ең бағалы заты оның күлі ғана болып

6

табылады. Ол көңді кептіріп, оны өртеп, одан алынған күлді егістікке төксек жеткілікті болар еді дейді.

Француз және неміс агрохимиясының көрнекті өкілдерінің алшақ көзқарасына байланысты, 1843 жылы Англияда Лооз жүргізген тәжірибенің маңызы зор болды. Лооз Ротамстед тәжірибе стансасының негізін қалады, кейіннен стансаның атағы бүкіл әлемге жайылды. Ю.Либих пікірін тексеру үшін Лооздың жасаған тәжірибесі, күлдің өзі көңді алмастыра алмайтынын, ал азотты күл заттармен бірге тыңайтқыш құрамына еңгізу қажет екенін дәлелдеді.

Егер өсімдіктер қоректенуі жөніндегі ілімнің дамуы Батыс Еуропа елдерінде басталса, одан кейінгі кезеңде жалпы агрохимия ғылымын дамытуда орыс ғалымдарының еңбектері көрнекті орын ала бастады.

XVIII ғасырдың соңында және XIX ғасырдың бас кезінде ауыл шаруашылығында тыңайтқыштарға ерекше көңіл бөлген, орыс оқымыстыларынан А.Болотов, И.Комов және А.Пошман еңбектерін атауға болады. Бұлар батыс еуропалық тәжірибелерді көрсетумен қатар, тыңайтқыш ретіндегі көңнің рөлі жөнінде өз ойларын ортаға салды.

Ресейде өсімдіктің қоректенуі саласындағы жүйелі ғылымизерттеу жұмыстарының басталуы, тыңайтқыштар қолдану, оған байланысты белгілі бір әдістемені жетілдіріп пайдалану Д.И.Менделеев пен К.А.Тимирязев есімдерімен байланысты. Д.И.Менделеев еңбегінің аса маңызды жағына тыңайтқыштардың тиімділігін анықтау үшін, Ресейдің түрлі аймақтарында жүргізген тәжірибелері жатады. Ол егістік тәжірибені бірнеше рет жасап және тәжірибе нәтижелерін математикалық жолмен өңдеу қажет екенін көрсетті. Химияны ауыл шаруашылығында қолдану жөнінде Д.И.Менделеев былай деп жазды: ”Егіншілік ғылымы ұзақ уақыт бойы өзінің өркендеуіне тірек таба алмады, егер жаңадан бір нәрсе таба қалса, оның өзі де кездейсоқ болды, әрі қажетті талап қойылмады. Химия осы түнек жолға жарық берді, жүйелі қорытынды жасады, сондықтан істі дұрыс жүргізгісі келетін әркімнің соған ілесуі қажет”. Д.И.Менделеев ғылыми болжам туралы айта келіп, егер ол адамдарға пайда келтірмесе, онда оның маңызы болмайтындығын атап көрсетті.

7

Фотосинтез туралы тамаша зерттеулері нәтижесінде әйгілі болған, өсімдіктер физиологиясы саласындағы аса ірі ғалым К.А.Тимирязев, өзінің ғылыми қызметінің бастапқы кезінде Д.И.Менделеев бағдарламасы бойынша тыңайтқыштармен тәжірибе жүргізді. К.А.Тимирязев егін шаруашылығында, бұршақ тұқымдастардың азот жинаушы өсімдіктер ретінде ерекше бағалы екенін ескертті. Ресейде агрохимиялық зерттеу жұмысын дамытудағы К.А.Тимирязевтің еңбегі - вегетациялық әдісті еңгізуі болды. Ол сонымен қатар агрономиялық мәселелерді шешуді вегетациялық және далалық әдісті үйлестіре қолдану керек екенін көрсетті.

Өткен ғасырда Ресейде агрохимиялық зерттеулердегі ғылыми жұмыстардың дамуы А.Н.Энгельгардт есімімен де тығыз байланысты. А.Н.Энгельгардт фосфорит ұнын қолдану жөнінде тәжірибе жасады. Фосфорит ұны құнарсызданған күлгін топырақ құнарлылығын жоғарылатуда өте тиімді болып шықты. Ол фосфаттармен қатар топырақты азотпен байытуға зор мән берді.

Өсімдіктің қоректенуі мен тыңайтқышты қолдану, топырақ химиясын зерттеумен тығыз байланысты. Ал топырақ химиясы жөніндегі ғылымның белгілі өкілінің бірі К.К.Гедройц болып саналады. Оның топырақтың сіңіру қабілеті жөніндегі ғылыми жұмысы тыңайтқыш қолдануда үлкен рөл атқарады.

Ауыл шаруашылығында тыңайтқыштарды қолдануда Д.Н.Прянишниковтың ғылыми жұмыстарының маңызы ерекше. Ол өсімдіктің аммиакпен, нитратпен қоректену теориясының негізін салды. Өсімдіктегі азотты заттардың алмасуы жөнінде теориялық мәселелерді шешіп, талдады. Оның ғылыми жұмыстары егіншілікті химияландырудың және түрлі аймақтарда өсірілетін дақылдарға тыңайтқыш қолдану арқылы, олардың шығымдылығын арттырудың теориялық негізі болып саналады.

Агрохимия ғылымының дамуына Д.Н.Прянишников оқушылары В.М. Клечковский, П.Г.Найдин, Ф.В.Чириков, А.Н.Лебедянцев, Ф.В.Турчин, И.И. Синягин, Н.С.Авдонин, А.В.Петербургский тағы басқалары үлкен үлес қосты. Бұл ғалымдар өз еңбектерінде тыңайтқыштар әсерінің географиялық заңдылығын, минералдық және органикалық тыңайтқыштарды қолдану деңгейіне байланысты ауыспалы егіс дақылдарының өнімінің жоғарылауын, тыңайтқыш әсерінен топырақтың агрохимиялық, агрофизикалық және биологиялық қасиеттерінің өзгеруін, тыңайтқыштың өнім сапасына әсерін зерттеді.

8

1926 жылы Қазақстанда жер шаруашылығы комиссиараты жанынан топырақты зерттеу бюросы ұйымдастырылды. Бұл бюро кейінірек Қазақтың жер тыңайту және агротопырақтану институты, одан соң 1935 жылдан бастап В.Р. Вильямс атындағы Қазақ егіншілік институты болып аталды. Осы уақыттан бастап біздің республикамызда ауыл шаруашылығы дақылдарына тыңайтқыштарды қолданудың ғылыми жүйелері қалыптаса бастады.

Ауыл шаруашылығы дақылдарына минералдық тыңайтқыштардың тиімділігін зерттеу жөніндегі алғашқы тәжірибелер, Қазақстанда 1929 жылы жүргізіле бастады. Бұл тәжірбиелердің нәтижелері Н.П. Корбут, И.И. Синягин, Н.Е. Крутиков, Г.М. Лобанов, К.И. Иманғазиев еңбектерінде жинақталып‚ қорытынды жасалды.

И.И. Синягин Оңтүстік Қазақстанның топырағындағы фосфордың органикалық және минералдық түрлеріне сипаттама беріп, түрлі фосфор тыңайтқыштарының ауыл шаруашылығы дақылдарына әсерін тексерген. Оның жетекшілік етуімен Қазақстанда тұңғыш рет 1934 жылы тыңайтқыштарды қолдану жөнінде анықтамалық жарық көрді.

Қазақстан агрохимиктері өткен ғасырдың екінші жартысында агроценоздарда минералдық қоректену элементтерінің биоциклдер заңдылықтарын білуге, тыңайтқыштарды ұтымды пайдалану және топырақтардың құнарлығын сақтау мәселелерін ғылыми тұрғыда негіздеуге, регионда тараған негізгі топырақтарға агрохимиялық сипаттама беруге, негізгі ауылшаруашылық дақылдардың қоректенуі жөнінде қолайландыру және гидротермиялық қолайсыз жағдайларда тұрақты жоғары өнімдер алу тәсілдерін анықтауға мүмкіндік беретін айтарлықтай іргелі және қолданбалы зерттеулер жүргізді.

Бұрыннан қалыптасқан әлемдік агрохимия бағыттарынан өзгеше аймақтық мәселелерін шешетін, сондай-ақ жалпы агрохимия ғылымының дамуына әсерін тигізетін өзіндік бір қатар концептуалды жайлар ұсынылды (Статистический сборник. Мониторинг развития аула (села). Алматы, 2004. стр. 106-108).

Қазақстанда агрохимия ғылымының қалыптасуы мен дамуына үлкен еңбек сіңірген К.И.Иманғазиев болды. К.И.Иманғазиев Қазақтың В.Р. Вильямс атындағы егіншілік ғылыми-зерттеу институтының агрохимия бөлімін 30 жылдан астам уақыт

9

басқарды. Оның көп жылдар бойы жүргізген ғылыми жұмыстары, Қазақстанның оңтүстік аймағында минералдық және органикалық тыңайтқыштарды дұрыс қолданылса, суармалы боз және қара қоңыр топырақтардың құнарлылығын жақсартатынын, одан қант қызылшасы, күздік бидай, жоңышқа, мақта, күріш сияқты дақылдардың түсімінің күрт артатынын дәлелдеді. Оның “Қазақстанда тыңайтқыш қолдану жүйесі” атты еңбегі казірде тыңайтқыш қолдануда бірден-бір құнды нұсқау болып саналады. Ол Қазақстанда тұңғыш рет агрохимияның ғылыми мектебін құрды. К.И. Иманғазиев нақты топырақ-климатттық жағдайларда әртүрлі дақылдар үшін минералдық және органикалық тыңайтқыштарды тиімді қолданудың негізін қалады.

Кейінгі жылдары агрохимия саласында Д.К.Мәденов, А.Т.Пономарева, Б.С.Бәсібеков, тағы басқа көптеген ғалымдар өсіп жетілді.

Д.К.Мәденовтің жетекшілік етуімен Алматы және Қызылорда облыстарында қант қызылшасы, жүгері, күріш, қарбыз, жүзім, күздік бидай дақылдарына сұйық азот тыңайтқыштары мен карбамиформ, мочевина сыналды.

Қазақстанда 60-шы жылдардың екінші жартысында Д.К.Маденов басқаруымен минералдық тыңайтқыштардың жаңа түрлерінің (Қаратау отандық фосфориттерінен алынатын аммофос, метафосфаттар, полифосфаттар, фторсыз фосфаттар), сондай-ақ азот және күрделі тыңайтқыштардың химиялық және салыстырмалы тиімділігі бойынша қомақты зерттеулер жүргізілді.

Бұл зерттеулер Қазақстан егіншілігі үшін минералды тыңайтқыштардың қажетті ассортиментін анықтауға мүмкіндік берді.

1960-1970 жылдары К.И. Иманғазиев жетекшілігімен ұзақ мерзімді стационарлы тәжірибелерде топырақтардың агрофизикалық, агрохимиялық және биологиялық қасиеттері, сондай-ақ қызылша ауыспалы егісінің тыңайтқыштармен қамтылуына байланысты топырақтардағы қоректену элементтерінің теңгерімі кешенді тұрғыда зерттелді.

Соңынан бұл әдіс басқа да арнайы мамандандырылған ауыспалы егістер жағдайында кеңінен сыналып, кейінгі зерттеулерде жалғасын тапты: дәнді-пар (Лихтенберг А.Г., Сдобникова О.В., Черненок В.Г., Елубаев С.З.); күріш (Жамантиков К., Рамазанова

10