Дипломдық ЖҰмыс төменгі сатыдағЫ Өсімдіктердің техногенді ластанған топырақТЫҢ биологиялық белсенділігіне әсері

Кафедра мењгерушісі Ѓылыми жетекшісі

"_____"___________2009 ЖЭК-515, 050608- Экология

1. Техногенді ластанған топырақ және оның биологиялық

белсенділігін зерттеу проблемасы (әдебиеттік шолу)....................................5

1.1.Микробты жиынтыќтыњ техногенді ластанған топырақтағы єрекеті........6

1.2.Топырақ биотасының тіршілігіне топырақтың техногенді

ластануының әсері...............................................................................................14

1.3.Балдырлардың шығу тегі және олардың эвалюциясы. ..............................26

2. Зерттеу орны, жағдайы және әдістері (эксперименттік жұмыс)................29

2.1. Зерттеу орны мен жағдайы…………………………………………..........29

2.2. Зерттеу жұмысының әдістері........................................................................29

2.2.1.¤сімдік ‰лгілерін биометриялыќ талдау...................................................29

2.2.2.Жер беті м‰шелерін талдау.........................................................................30

2.2.3.Топырақтың егістік ылғалдылығы мен механикалық

құрамын анықтау.................................................................................................32

2. 2.4. Микроскоппен жұмыс істеу әдістемесі....................................................36

2.2.5. Қарапайым бояу, жағынды дайындау техникасы.....................................37

2.2.6. Қоректік орталарды дайындау...................................................................37

2.2.7. Қоректік ортаны және ыдыстарды залалсыздандыру әдістемесі..........39

2.2.8. Микроағзалардың бояуы. Бактерия ядросының бояуы.........................40

2.2.9. Грамм әдісі бойынша бактерияларды бояу..............................................41

2.2.10. Жасанды қоректік ортаға себу әдісімен топырақтағы

микроағзалар санын анықтау..........................................................................44

2.2.11. Бактерия штаммын бөліп алу әдісі...........................................................46

3. Техногенді ластанған топырақтың биологиялық белсенділігін зерттеу.......48

3.1.Төменгі сатыдағы өсімдіктерден суспензия мен штамдарын

- олардың ішінде белсенді дақылдарды алу........................................................48

3.2. Төменгі сатыдағы өсімдіктердің техногенді ластанған

топырақтың биологиялық белсенділігне әсері....................................................51

Қорытынды .............................................................................................................54

Қолданылған әдебиеттер……………………………………......………..............55

Соңғы жылдардағы қоршаған ортаға зиян келтіретін техногенді процестердің нәтижесінде пайда болған қалдықтардың микроағзаларға әсерінің түрақтылығын жоғарылататын және өсуіне жағдай жасайтын мәселедер кеңінен талқылануда. Бүкіләлемдік Денсаулық Сақтау Ұйымының мәліметі бойынша 80% аурудың түрі қоршаған ортаның ластануынан болатындығын және адам ағзасына улы заттардың 70% тағам арқылы келіп түсетінін дәлелдеп, адамзат үшін дабыл қағуда[1].

Техногенді қалдықтармен ластанған жерде металдар жинақталып, осы жерде дифференциацияланады. Төменгі сатыдағы өсімдіктерге техногенді ластанулардың әртүрлі әсер етуі топырақ микроағзаларының ассоциациясының өзгеруіне және олардың қатысатын биохимиялық процестерінің өзгеруіне әкеліп соғады. Төменгі сатыдағы өсімдіктер топырақтың құрамындағы органикалық заттарды өсімдіктің сіңіруіне қолайлы жағдайына дейін жеткізеді. Олардың санының және белсенділігінің азаюы өсімдіктің қоректенуіне және топырақтың құнарлылығының азаюына әкеледі. Техногенді ластанулардың топыраққа әсер етуі барысында миграциялық қабілетінің әлсізденуіне және Төменгі сатыдағы өсімдіктер белсенділігі мен таралуының жоғары болатын қарашірік қабатында жинақталуы микробоценоздар үшін үлкен қауіп тудыруда.

Топырақ - ластаушы элементтердің біраз бөлігін өзінде ұстап қалатын активті геохимиялық экран [2]. Осыдан барып, бір бөлігі өсімдіктермен сіңірілсе, екіншісі жер асты суларына қосылады және желмен атмосфераға көтеріліп, ауаны ластайды. Нәтижесінде өсімдік жамылғысы өте кедей болып, тау-кен өндіріс орындары ұзақ уақытқа шөл далаға айналуда [3]. Сол себепті, микроағзалардың физиологиялық топтарының құрамын және таралуының техногенді ластанулардан өзгеруін, топырақ микробоценозының қызметінің өзгеруін анықтау біздің ғылыми-зерттеу жұмысымыздың өзекті мәселесі болды.

-төменгі сатыдағы өсімдіктер популяциясының динамикасын маусым бойынша зерттеу;

-төменгі сатыдағы өсімдіктердің техногенді ластануларға сезімталдығын анықтау;

-қалдық сақтау орындарындағы төменгі сатыдағы өсімдіктердің топырақтың биологиялық белсенділігіне әсерін анықтау;

Микроаѓзалар топыраќта тіршілік ететін тірі аѓзаныњ ішіндегі кµп зерттелген тобы болып табылады. Ол Е.Н. Мишустин жєне оныњ шєкірттерініњ ењбектерімен байланысты.

Топыраќтаѓы микроскопиялыќ тіршілік иелері кµп жєне алуан т‰рлі. Топыраќтаѓы микроаѓзалардыњ негізгі топтарын бактериялар, сањырауќ±лаќтар, актиномицеттер, кµптеген балдырлар ќ±райды. Б±л аѓзалар µте кішкентай кµлемдерімен (бактериальды клетканыњ массасы 2,2510¹²г, кµлденењіне 0,5……1,0 мкм) ерекшеленеді. Олар µте ќысќа уаќыт тіршілік етуімен (бірнеше саѓаттан бірнеше к‰нге дейін), µте жоѓары ферментативті белсенділігімен, ќоршаѓан ортаныњ аздаѓан µзгерістеріне сезімталдылыќтармен жєне токсиндер бµлуімен сипатталынады. Мысалы: сањырауќ±лаќтарда белгілі жаѓдайларда микотоксиндердіњ бµлінуі [4].

Оттегіне ќатысты оларды аэробтарѓа (оттегін ќажет ететіндер) жєне анаэробтарѓа (оттегінсіз µмір с‰ретіндер) деп, ќоректенуіне ќарай автотрофты (µздері органикалыќ заттар т‰зетіндер) жєне гетеротрофтар (дайын органикалыќ заттармен ќоректенетіндер) деп бµледі. Микроаѓзалардыњ саны топыраќтыњ экологиялыќ факторларына тєуелді µзгеріп отырады.

Микроаѓзалар биогеоценоздаѓы зат айналымда мањызды роль атќарады. Олар органикалыќ ќалдыќтарды минералдап, экож‰йеніњ биологиялыќ циклдерін жалѓайды.

Жыл сайын ќ±рлыќта µте кµп фитомасса (115-117)  10¹⁹т синтезделеді, оныњ т‰сім бµлегіне (20-50)  10⁹т келеді. Фитомассаныњ жартысын жануарлар (6-20) жеп, оны топыраќќа экскремент (10-60) т‰рінде береді. Т‰рлі єрекеті кезіндегі бµліністері арќылы тамыр жєне тамыр ж‰йесіде биомассаны толыќтырады. Ол µсімдік фитомассасыныњ 20-90 ќ±райды [5].

Осы органикалыќ заттардыњ айтарлыќтай кµлемі топыраќ микроаѓзалардыњ єрекеті нєтижесінде минералданады. Олар к‰рделі органикалыќ ќосылыстар к‰йінен µсімдіктерге сіњімді минералды т‰рге ауысады. Негізгі ыдыратушылар микроаѓзалар болып табылады. Ыдырау кезіндегі кµміртегі диоксидініњ 85-і микроаѓзалар несібесіне, ал 15-і топыраќ жануарларына тиеді. Аэробты жаѓдайларда сањырауќ±лаќтар 2/3-ін, бактериялар 1/3 береді. Ары ќарай минералды ќосылыстардан органикалыќ заттар синтезделеді. Осылайша биологиялыќ айналым ж‰реді.

Органикалыќ заттардыњ трансформациясымен микробты метаболизмніњ газ тєріздес µнімдерініњ алмасуы топыраќтаѓы микроаѓзалармен І-шілік жєне ІІ-шілік топыраќ минералдарыныњ µзара єрекеттесуімен ж‰реді. Осы процестіњ биосфера ‰шін мањыздылыѓын фотосинтезбен молекулалы азот фиксациясымен ќатар ќоюѓа болады. Себебі минералды элементтер жердегі барлыќ тірі аѓзалар ‰шін µте ќажет. Олардыњ ќатысуынсыз органикалыќ заттардыњ т‰зілуі м‰мкін емес. [6].

Топыраќтыњ минералды бµлігі топыраќ микроаѓзаларыныњ тіршілік єрекеті нєтижесінде т‰зілген, олар органикалыќ жєне бейорганикалыќ ќышќылдыњ, сілтініњ, ферменттіњ жєне басќа ќосылыстардыњ єсерінен б±зылып отырады. Мысалы: нитрификация процесі кезінде нитрификациялайтын мкроаѓзалар к‰шті азот ќышќылын бµледі. Осы процеске ќолайлы жаѓдай туса, 1 жылда топыраќтыњ 1 га-да 300 кг-ѓа дейін нитрат т‰зілуі м‰мкін болар еді. Микроаѓзалардыњ тыныс алу процесі кезінде т‰зілетін кµмірќышќыл диоксиді минералдыњ еруіне тікелей єсер етеді. Мысалы: ерімейтін фосфаттар кµмірќышќыл газында кµміртегімен судыњ жєне микроаѓзалардыњ µзара єрекеті нєтижесінде ериді.

Са₃ (РО₄) + 2 СО₂+2Н₂О 2 СаНРО₄+Са (НСО₃)₂ (1)

Осы процестіњ ќаншалыќты ќарќынды ж‰руіне байланысты µсімдіктер ќажетті элементтермен, энергиямен ќамтамасыз етіледі.

Топыраќта органикалыќ ќалдыќтардыњ ыдырауымен ќатар гумификация процесі де ж‰реді. Осы процестерде микроаѓзалардыњ мањызы зор. Барлыќ µлі органикалыќ заттар топыраќта биологиялыќ ыдыраумен ќышќылдануѓа – гумификацияѓа ±шырай отырып, єдетте топыраќты субстраттыњ т±раќты химиялыќ субстанциясы – гумусты заттарѓа айналдырады. ¤сімдіктер мен жануарлар ќалдыќтарыныњ гумификациясы кезінде деструкторлардыњ ауысымы байќалады. Олардыњ т‰рлерініњ ќ±рамы мен даму жылдамдыѓы µсімдіктер мен жануарлар ќалдыќтарыныњ ќ±рамына кіретін органикалыќ ќосылыстарѓа байланысты болып келеді. Осы кезде органикалыќ ќалдыќтардыњ ыдырауымен ќатар жања органикалыќ ќосылыстардыњ синтезделуі ж‰реді. Органикалыќ ќалдыќтардыњ ыдырау µнімдері кµбіне топыраќтыњ спецификалыќ органикалыќ заттары – фульво жєне гумин ќышќылыныњ синтезделуіне ж±мсалады.

Фульво ќышќылы топыраќ фаунасы нашар, ќышќылды ортада т‰зіледі. Ал гумин ќышќылы єлсіз сілтілі, деструкторлары кµптеп кездесетін (єсіресе, омыртќасыздар мен жауынќ±рттар) топыраќта т‰зіледі. Заттар айналымымен гумус т‰зе отырып ыдырайтын органикалыќ заттар процесі топыраќта тіршілік ететін аѓзалардыњ биохимиялыќ ферментативті процесініњ ж‰руініњ нєтижесі болып табылады. Осы µте к‰рделі ж±мыстарды 1 га жерде бірнеше ѓана тонна биомассасы бар аѓзалар атќарады. Зат айналымыныњ жылдамдыѓыныњ жоѓарылауы нєтижесінде деструкторлардыњ биомассалары бірнеше есе µседі жєне жоѓары µсімдіктердіњ µнімініњ жылдыќ артуына єсер ететінін ескеру керек [7-10].

Микроаѓзалар биомассасыныњ жањаруы биологиялыќ активті жыл мезгілініњ єр 10 к‰нінде ж‰реді. Осы бойынша олардыњ зоналы репродукциясыныњ коэффициенті белгіленген: тундра – 3 (3 ай), тайга - 21 (7 ай), жалпаќ жапыраќты ормандар мен далалы жер - 24 (8 ай), шµлде – 27 (9 ай) жєне тропиктерде - 36 (12 ай).

Гумус топыраќтарда тіршілік ететін аѓзалармен жоѓары µсімдіктердіњ µзара єрекеттесу жєне єсерлесуі нєтижесінде т‰зіледі. Топыраќ ќ±нарлыѓыныњ негізі болатын гумустыќ заттардыњ ќ±рылымымен белсенділігі топыраќ микробиотына тікелей байланысты. Топыраќ микроаѓзаларыныњ газ тєрізді – атмосфералыќ азотты фиксациялап, µсімдіктер оњай сіњіретін к‰йге айналдыра алатын ерекше ќасиеттері бар. Топыраќ микроаѓзалары фиксациялаѓан азот биологиялыќ деп аталады, ал молекулалы азотты байланыстыратын микроаѓзалар азот фиксаторлары немесе диазотрофтар деп аталады.

Экож‰йеніњ жылдыќ азотфиксация µнімі шамамен 175-190 млн. т. ќ±райды. Оныњ 90-10 млн. т. агроэкож‰йеніњ топыраѓына тиесілі. Осыныњ нєтижесінде биологиялыќ азоттыњ µнімдегі мµлшері: 60-90 -ке жетеді. Е.Н. Мишустинніњ мєліметтері бойынша атмосферада немесе адам тіршілік єрекетініњ ортасында ж‰ретін азотты байланыстыратын биологиялыќ емес процестіњ нєтижесінде не бары 0,5 фиксацияланѓан азот т‰зіледі.

Азот фиксациялайтын микроаѓзаларды симбиотикалыќ жєне симбиотикалыќ емес деп ажыратады. Симбиотикалыќ емес микроаѓзалар бос тіршілік ететіндер (µсімдіктер тамырымен байланыспаѓан) жєне ассоциативтілер (µсімдік тамырыныњ айналасында, тамыр, топыраќ бетінде тіршілік ететіндер) деп бµлінеді.

Бос тіршілік ететін микроаѓзалардыњ т‰зетін жылдыќ азот мµлшері топыраќтардыњ 1 га жерде 10-100 кг-ѓа дейін жетеді. Симбиотикалыќ емес азотфиксаторларыныњ т‰зетін топыраќ азотыныњ орташа кµлемі 15 кг/га.

Ассоциативті азот фиксациясы µсімдіктермен бірлесіп тіршілік ететін микроаѓзалардыњ тіршілік єрекеттері негізінде т‰зіледі. Б±л жаѓдайларда т‰зілетін азоттыњ кµлемі ризосфераѓа т‰сетін органикалыќ заттармен энергияныњ сапасымен мµлшеріне байланысты. Б±л процесс фотосинтез процесімен тыѓыз байланысты. Симбиотикалыќ азот фиксатор (т‰йнек бактериясы) µсімдік ±лпаларында тіршілік етіп, µсімдік тамырларымен жапыраќтарда ерекше µсінділер-т‰йнектердіњ т‰зілуін ќамтамасыз етеді. Осы т‰йнектерде атмосфера азоты фиксацияланады. Осы µсінділер бактериод деп аталады жєне б±ршаќ т±ќымдас µсімдіктердіњ азот фиксациялайтын органеллалары болып табылады.

Е.Н.Мишустинніњ есептеуі бойынша т‰йнек бактерияныњ ќатысуымен ж‰ретін симбиотикалыќ азот фиксациясы 1 га жерге 60-300 кг дейін азот береді.

Атмосфералыќ азоттыњ фиксациясы кезінде атмосфера, су ќоймалар, топыраќ ластанбайды.

Топыраќ микроаѓзаларыныњ атмосфералыќ азотты сіњіру ќабілетін ескере отырып, оларды биопрепаттар жасауда ќолданылады. Егер алѓаш жасалѓан биопрепараттар, мысалы: нитрагин, симбиотикалыќ микроаѓзалар (т‰йнек бактериялары) негізінде жасалса, ќазіргі кезде симбиотикалыќ емес микроаѓзалар (klebsiella, Rhizobium т.б.) негізінде белсенді биопрепараттар жасалуда.

Жоѓары µсімдіктердіњ тіршілігіне ќажетті алуан т‰рлі заттар микробты биомассаныњ ќ±рамына кіреді. Олар єсіресе азотќа µте бай. Оныњ микроаѓзалар клеткасындаѓы мµлшері 12-ѓа жетеді, ал Р₂О₅ – 3 , К₂О – 2,2-ын ќ±райды.

Микробты биомассаныњ биохимиялыќ ќ±рамы да алуан т‰рлі болып келеді. Оныњ ќ±рѓаќ заттарына: аќуыз-53, ќант - 16, нуклеин ќышќылы – 18, майлар - 10, ферменттер - 3, витаминдер, антибиотиктер жєне басќа да µсімдікке ќажетті ќосылыстар кіреді.

Топыраќтыњ жыртылатын ќабатыныњ 1 га-да жыл бойы микроаѓзалар 400г тиамин, 300 г пиридоксин жєне 1 кг никотин ќышќылын синтездейді. Топыраќќа Azotohaсter ќосќанда витаминдер мµлшері 5 есе артады [8,11-16].

«Топыраќ - µсімдік» ж‰йесінде микроаѓзалар µсімдіктіњ физиологиялыќ к‰йініњ индикаторы болып табылады. Топыраќ микроаѓзаларыныњ ќоршаѓан ортаныњ аздаѓан µзгерістеріне сезімталдыѓымен жоѓары ферментативті белсенділігі оларды экож‰йеніњ к‰йімен ондаѓы улы ќосылыстардыњ біртіндеп нашарлауыныњ индикаторы ретінде ќолдануѓа м‰мкіндік береді. Топыраќ микроаѓзаларыныњ осы ќасиеттері ќазіргі экологиялыќ зерттеулерде, єсіресе экож‰йеніњ улы заттар єсерінен µзгеріске ±шырауын алдын-ала болжауда мањызы зор. Кµптеген топыраќ экологиялыќ факторлардыњ ішінде, мысалы физикалыќ, химиялыќ, агрохимиялыќ жєне биологиялыќ, соњѓылары «топыраќ-µсімдік» ж‰йесінде µсімдіктіњ физиологиялыќ к‰йін барынша жаќсы сипаттайды. Осы берілген жаѓдай К.А.Тимирязев атындағы Мәскеу ауылшеруашылық академиясыныњ орманды тєжірибелі саяжайындаѓы негізгі орман т‰зілушілерініњ к‰йін баќылаѓанда дєлелденген. Мысалы: белсенді физиологиялыќ к‰йдегі жас кµшеттерде жетілген аѓаштарѓа ќараѓанда микробтыњ биомасса кµлемі жоѓары болып келеді. ¤сімдік к‰йін кµрсететін микробтыњ биомасса салмаѓыныњ кµрсеткішініњ жоѓары сезімталдылыѓы «топыраќ - µсімдік» ж‰йесінде биологиялыќ айналымыныњ интесивтілігімен т‰сіндіріледі. Неѓ±рлым µсімдік к‰йі белсенді (яѓни, µсімдік жас) болса, соѓ±рлым бихимиялыќ процестер жылдам ж‰реді. Осыныњ нєтижесінде топыраќта тіршілік ететін микроаѓзалар ‰шін ќажетті ќоректік энергия болып табылатын тамыр т‰зілістерініњ ќалыптасуы ж‰реді. Микробты биомассаныњ санын Я.П. Худяков формуласы бойынша аныќтайды. Орташа бактериалды жасушалар массасын 2,92  10¹² г деп алады. Шартты т‰рде осы жасушалардыњ 75 - і µледі деп есептелінеді. Осы шарттар орманды экож‰йеде бекітілгенімен, олар агроэкож‰йе к‰йіне де сєйкес келеді.

Осылайша µсімдіктердіњ физиологиялыќ к‰йін сипаттайтын микробтыќ биомасса саны «топыраќ-µсімдік» ж‰йесініњ т‰зуші кµрсеткіші болып табылады [17-19].

Микроаѓзалар µздерініњ т‰р алуандылыѓымен сезімталдыѓы арасында экож‰йе к‰йініњ индикаторы бола алады. Мысалы: биогеоценоз улы ауыр заттармен ластанѓанда топыраќ тыѓыздыѓы, ондаѓы микробиологиялыќ комплекс кµрсеткіші µзгереді. Мысалы: жоѓары антропогенді єсерге ±шыраѓан ‰лескілерде аэробты гетеротрофты микроаѓзалар саны 7-10 есе азайѓан. Сондай-аќ «топыраќ-µсімдік» ж‰йесіндегі азот айналымы да микроаѓзалардыњ терењдікке таралуы да (єсіресе: dosus –тыњ ±рыќтары) µзгереді. Табиѓи ќ±рылымды топыраќтарда (тыѓыздыѓы 0,6-1,0 г/см³) берілген т‰р ±рыќтары тыѓыздыќ жаѓдайына жаќсы бейімделген кезде ѓана, терењдікке еніп, онда дамиды.

Экож‰йеде рекрационды салмаќтыњ артуы (тыѓыз 1,3-1,8 г/см³) топыраќтыњ тыѓыздыѓына єкеледі. Соныњ салдарынан Васillius dosus ±рыќтарыныњ терењдікке енуі тµмендейді. Тыѓыздалумен ластану єсерінен актиномицеттердіњ репродуктивті функциясы б±зылады да, олардыњ аспорогенді формалары Niger тобы артады. Ќарастырылѓан жоѓары индикациялыќ кµрсеткіштерді шымды-к‰лгін топыраќтарда ж‰ргізілген модельді тєжірибелер нєтижелері де дєлелдейді. Мысалы: топыраќта ќорѓасынныњ артуы: экож‰йе ќызметтерін айтарлыќтай тµмендетеді (ол µсімдіктіњ топыраќ асты жєне топыраќ ‰сті м‰шелерініњ µсу жылдамдыѓыныњ тµмендеуінен кµрінеді), бацилдердіњ т‰р алуандылыѓыныњ тµмендеуімен патогенді сањырауќ±лаќтардыњ кµбеюі, зарарсыз актиномицеттердіњ азаюымен олардыњ Niger тобыныњ артуынан кµрінеді. Алынѓан нєтижелерді топыраќ “денсаулыѓын”, экож‰йе т±раќтылыѓын баѓалаѓанда пайдалануѓа болады.

Микроаѓзалардыњ жоѓары ферментативті белсенділігі олардыњ топыраќтаѓы уытты заттардыњ ыдырау графигі мањыздылыѓын кµрсетеді. Ыдырау процесі улы заттардыњ байланысќан т‰рге немесе олардыњ улылыѓы тµмендеген ќосылыстарѓа ауысуымен іске асады. Осы кезде микроаѓзалар улы заттардыњ байланысќан т‰рін болмаса улылыѓы тµмендеген ќосылыстарын µсіргіш жєне энергия материалы ретінде ќолданылады.

Экологиялыќ таза жєне зиянсыз ауылшаруашылыќ µнімдерін алу ‰шін, топыраќ биотыныњ ќалыптасуы мен дамуына ќолайлы жаѓдай туѓызу керек. Топыраќтыњ биохимиялыќ ќасиеттерін кµрсететін микробты бірлестіктер негізінен белгілі бір экологотрофты бірлікті ќ±райтын бірге тіршілік ететін аѓзалардыњ єр т‰рлілігі. Экож‰йеніњ басќа компонентіне ќараѓанда микробты бірлестіктер ауылшаруашылыќ экож‰йесін игеру кезіндегі экологиялыќ жаѓдайлардыњ µзгерісіне жєне басќа да антропогенді єсерлерге сезімталдылыѓы µте жоѓары. Антропогенді салмаѓыныњ артуынан микробты бірлестіктер тµрт адаптивті аймаќ ауысымында кµрінетін структуро-функционалды µзгерістерге ±шырауда. Берілген жаѓдайѓа бейімделуін ќамтамасыз ететін топыраќтыњ микробтыќ бірлестігініњ белсенді ќызмет ететін µзгерістерін аныќтайтын єрќайсысыныњ µздеріне тєн єсер етуші салмаќ аралыќтары болады.

Техногенді ластанған торыақты емдеу агроэкож‰йеніњ мањызды бір бµлігі болып табылады. Оныњ µнімділігі ауыл шаруашылыѓыныњ тµзімділігін кµрсетеді. Табиѓи экож‰йеде фитоценоз µнімділігі ішкі механизммен реттелетін болса, агроэкож‰йеде б±л процесс адаптацияныњ т‰рлі аграрлыќ єрекеті т‰ріндегі баќылау мен басќаруды талап етеді. Сондыќтан да µсімдіктер онтогенез кезінде антропогенді єсерлердіњ тікелей немесе жанама т‰рлеріне шалдыѓып отырады. Б±л жаѓдай т‰сімніњ артуына єкеле бермейді. Агроэкож‰йеніњ т±раќты кµрсеткіші ретінде белгілі бір уаќыт аралыѓында берілген µнім дењгейін ±стап т±ру метеожаѓдайдыњ ауыспалылыѓынан, атмосфералыќ ауаныњ ластануынан, ќышќыл жањбырдыњ жаууынан, топыраќтыњ ластануынан, топыраќ уыттылыѓыныњ байланысымен топыраќ микроаѓзаныњ ќажу реакциясынана, ауруларѓа, зиянкестерге, арам шµптерге ќарсылыѓы тµмен µсімдіктердіњ µсірілуінен, олардыњ пестицидтерге бейімделуінен жєне де басќа себептерден ќиындайды.

Факторлар єсер ету т‰ріне ќарай шектеуші, ќалыпты, оптимальды, шаршатушы болып бµлінеді. ¤сімдіктердіњ єрбір табиѓи немесе антропогенді факторларѓа реакциясы барлыќ биологиялыќ ж‰йелерге тєн белгілі бір тєуелділік ќисыќ сызыѓына баѓынады. Осы тєуелділік ќисыќ сызыѓында µсімдік реакциясы типіне сєйкес келетін бірнеше аймаќтар кµрінеді. ¤сімдіктердіњ енгізілген азот мµлшеріне реакциясы 3 типке бµлінеді: кинетикалыќ, физиологиялыќ, метаболитті. Бірінші тип реакциясы µсімдіктіњ азотпен ќалыпты жєне шектеуші ќамтамасыз етілуіне тєн, екіншісі ќалыпты жєне оптимальдісін, ‰шіншісі ќалыпты жєне кинетикалыќ аймаќта µсімдіктер азот концентрациясыныњ артуына белсенді т‰рде жауап береді. Ќолданылатын тыњайтќыштардыњ мµлшеріне байланысты µсімдіктердіњ µнімділігі, тыныс алуы, аќуызды ќосылыстыњ синтезі, µсу процестері артады.

Физиологиялыќ аймаќта µсімдіктер максимальды µнім бере алады, біраќ енгізілетін азот мµлшерінен ќ±рѓаќ зат µсімі азаяды. Осы аймаќ шегіндегі µсімдік аѓзасындаѓы физиологиялыќ µзгерістер патологиялыќ жаѓдайѓа дейін жетеді.

Метаболитті аймаќќа µсу процесініњ шектелуі тєн. ¤сімдіктерде метаболизмніњ аралыќ µнімдері жиналып, сіњірілген азот, нитраттардыњ кµп бµлігі метаболиттенбей, хлорофилдердіњ т‰зілуімен фотосинтездіњ ж‰руі тµмендейді, минералды заттармен кµмірсулардыњ алмасуы б±зылады. Нєтижесінде µсімдіктердіњ µнімділігі тµмендейді. Осы аймаќтарда µсетін µсімдіктер зиянкестермен т‰рлі ауруларѓа шалдыќќыш келеді. Олардыњ µнімі гигиеналыќ жєне технологиялыќ талаптарѓа сай келмейді. Метаболитті реакция типініњ кµп белгілері ќ±рамында ќоректік минералды элементтер мµлшерден тыс кµп болатын немесе керісінше сол элементке м±ќтаж µсімдіктерде байќалады. ¤сімдіктердіњ м±ќтаждыќ немесе мµлшерден тыс ќорек режимін ќалпына келтіру оњай (1-ші жаѓдайда минералды тыњайтќыштар немесе 2-ші жаѓдайда сабан енгізу арќылы) жєне б±л жаѓдайлар агроэкож‰йеніњ т±раќтылыѓыныњ б±зылуына єкелмейді.

Ауылшаруашылыќ даќылдарын µсірудіњ экологиялыќ ќауіпсіз технологиясын ќолдану ќазіргі уаќытта да мањызды роль атќарады. ¤йткені олар табиѓатты пайдаланудыњ мµлшерлі бастауына сєйкес келеді. Мысалы: оларѓа азотты тыњайтќыштыњ жергілікті ќолдану технологиясы жатады. Б±л тыњайтќыштар топыраќтыѓы тамыр мекендейтін ќабатындаѓы азот айналымын реттейді, онтогенез барысында µсімдіктіњ топыраќтыњ азотымен азотты тыњайтќыштарды ќолдануын реттеп, т‰сімніњ оптимальды сапасыныњ кµрсеткішініњ артуына баѓытталѓан єсер етеді. Азотты ќосылыстыњ шоѓырлануы “топыраќ-µсімдік” ж‰йесіне жаќсы єсер етеді жєне осы жаѓдай µсірілетін даќылдарыныњ ќолайсыз абиотикалыќ факторѓа тµзімділігін арттырады.

Егер т±ќым себумен тыњайтќыштарды енгізу бір мезгілде ќ±рамалы сепкіш арќылы ж‰ргізілетін болса, жергілікті ќолдану техникасына сєйкес азотты тыњайтќыштарды топыраќќа терењдігі 10-12 см жєне себілетін т±ќымдар ќатарынан 6-7 см ќашыќтыќта енгізеді. Жергілікті ќолдану кезінде тыњайтќыштарда берілген терењдікке жіњішке лента тєріздес етіп енгізеді. Егер тыњайтќышты даќылдарды себер алдында енгізетін болса, онда оларды себілетін т±ќым ќатарларына перпендикуляр орналасады. Дєнді даќылдар ‰шін тыњайтќыштар лентасыныњ аралыѓы 15 см, отамалы даќылдар да 30 см болуы керек [10].

Техногенді єсерлердіњ алуан т‰рлілігі, антропогенді салмаќтыњ артуымен кµлемініњ кењеюі, топыраќтыњ негативті µзгерістері топыраќ патологиясы туралы айтуѓа негіз болады. Осы сияќты ќазіргі агроэкож‰йеде т‰рлі антропогенді єсерлерден топыраќ ауруѓа ±шыраѓан. Агроэкож‰йеніњ б±л к‰йі жерді пайдаланумен агроэкож‰йені культивациялау кезіндегі адаптацияныњ стратегиялыќ жєне тактикалыќ єрекеттерімен тікелей байланысты. Ќазіргі тањда ѓылыммен практикада биоремедиацияны пайдалану мен басќарудыњ ќарама-ќарсы екі концепциясы ќалыптасќан. Олар егіншіліктіњ дєст‰рлі жєне биологиялыќ ж‰йелері негізінде ќ±рылѓан.

Агрохимикаттарды кењ ќолданумен ж‰ретін егіншіліктіњ дєст‰рлі ж‰йесі - биоремедиацияныњ жоѓары µнімділігініњ шарттарымен т‰сіндіріледі. Осы концентрацияныњ агрономиялыќ жєне экономикалыќ критерийлері бар. Бірінші жаѓдайда ауылшаруашылыќ даќылдарыныњ µнімдерініњ артуы ќарастырылса, екінші жаѓдайда алынѓан µнімніњ материалды жєне финансты шыѓындарды µтеуі ќарастырылады.

Егіншіліктіњ дєст‰рлі ж‰йелерін к‰шейту агроэкож‰йе компонентініњ деградацияѓа ±шырауын болдырмаумен ќатар топыраќтыњ табиѓи ќ±нарлылыѓыныњ жойылуын тµмендетеді. Ќоршаѓан ортамен топыраќтыњ табиѓи тµмендеуіне єкелетін пестицидтерді, тыњайтќыштармен мелиоранттарды артыќ мµлшерде пайдалану, жоѓары ылѓалдылыѓымен сипатталатын аймаќтарда ауыр техниканы пайдалану, топыраќ мелиорациясымен даќылдарды µсірудегі аймаќтыќ технологиялыќ б±зылуы, оларды пайдаланудыњ мµлшері мен сапасын ескермейтін экстремальды егіншілікке тєн. Шын мєнісінде интенсивті егіншілікте даќылдар т‰сімін арттыру аймаќтыњ топыраќтыќ - экологиялыќ ерекшеліктерін ескеретін топыраќты химизациялаумен µсімдіктерді ќорѓаудыњ биологиялыќ єдістері арќылы іске асады. Осы жаѓдайлар тєжірибе т‰рінде дєлелденгенмен неге ауылшаруашылыќ технологиясымен аграрлы секторлары жаќсы дамыѓан елдерде экологиялыќ жаѓдай нашар? - деген орынды с±раќ тууы м‰мкін. Осыныњ µзі егіншіліктіњ дєст‰рлі ж‰йесіне деген к‰мєн туѓызып, оныњ орнына биологиялыќ ж‰йені ќолдану керек екенін кµрсетеді.

Егіншіліктіњ осы ж‰йесініњ алѓашќы даму сатыларында инсектицидтер орнына µсімдіктерді ќорѓаудыњ биологиялыќ жєне агрономиялыќ єдістерін ќолдану арќылы µсімдік шаруашылыѓыныњ µнімдерініњ сапасын арттыру басты баѓытќа алынѓан еді. Соњѓы жылдарда егіншіліктіњ биологиялыќ ж‰йесініњ ќоршаѓан ортаныњ экологиялыќ таза концепциясы ретінде кењ ауќымды кµлемде ќарастыруда. Егіншіліктіњ биологиялыќ єдістерін енгізу экономикалыќ кµрсеткіштіњ тµмендеуіне, энергия шыѓыныныњ µсуіне, ж±мыстыњ кµбеюімен ќиындауына єкеледі. Егіншіліктіњ биологиялыќ ж‰йесінде минералды тыњайтќыштардан бас тарту нєтижесінде µнімніњ 40-ін µндіре алмайды, біраќ ењбек шыѓыны 25-30-ке артады. Біраќ егіншіліктіњ биологиялыќ ж‰йесінде идеялардыњ сенімді теориясы болмауынан тєжірибеге енегізу ќиын. Мысалы: осы ж‰йеде биологиялыќ идеяларына сєйкес топыраќќа азот органикалыќ т‰рде енгізіледі (ќ±рамында мочевина кµп мµлшерде болатын жануарлар экскременті т‰рінде). Сонымен ќатар б±л ж‰йеде синтетикалыќ жолмен алынѓан мочевинаны ќолдануѓа тыйым салынѓан. Б±дан басќа, биологиялыќ егіншілікте µсімдік шаруашылыѓыныњ µнімін µндіру кµлемін ќысќарту есебінен егістік аудандарды кµбейтіп, экож‰йені шыѓынѓа ±шыратуда. Сондыќтан да егіншіліктіњ дєст‰рлі ж‰йесінде аудан бірлігіне т‰сетін аграрлы салмаќ биологиялыќ егіншілікке ќараѓанда тµмен болуы м‰мкін.

Осы екі ќарама-ќарсы концепциялардыњ кемшіліктерімен артыќшылыѓын, агроэкож‰йеге т‰сетін антропогенді ќысымныњ т‰рлерімен ауылшаруашылыќ µндірістіњ ќызметін к‰шейту, сонымен ќатар ќоршаѓан ортаныњ нашарлауын ескере отырып, егіншіліктіњ жања ж‰йесін іске ќосу керек. Іске асырылатын ж‰йе тек ќана агрономиялыќ жєне экономикалыќ тиімділігімен емес, сонымен ќатар табиѓи ресурстарды жањѓыртумен саќтауды ќамтамасыз ететін экологиялыќ, технологиялыќ, энергетикалыќ жаѓынан тиімді болуы ќажет.

Єрбір жаѓдайда критерийлер ж‰йесі µнім сапасы, физиологиялыќ нєтижелер сияќты кµрсеткіштерді ќосу арќылы кењеюі де, керісінше ќысќаруы да м‰мкін. Келтірілген критерийлердіњ кµмегімен агроэкож‰йеніњ ќызметі туралы толыќ мєлімет алуѓа болады, біраќ оларды бірлестіріп ќолдану бірќатар ќиыншылыќтарды туѓызады. Біріншіден, бір критерий негізінде жасалѓан нєтижелер екінші критерийлерден алынѓан нєтижеге сєйкес келмеуі м‰мкін. Екіншіден, критерийлер ќатарын ќ±ру мен олардыњ ќасиеттерін сипаттайтын табиѓи жєне антропогенді факторлардыњ агроэкож‰йе компонентіне єсерін баѓалау біршама ќиын болып т±рады. Мысалы, агроэкож‰йеніњ берілген бір критерийі бойынша максимальды нєтижесі оныњ ќызметінде нашар жаќтарыныњ жоќ екенін кµрсетпейді, мысалы: минералды тыњайтќыштармен жерді химияландырудыњ мµлшерін ќалыптан тыс кµбейту арќылы т‰сімді максимальды жоѓарылату ќоршаѓан орта жаѓдайларыныњ б±зылуымен ќатар ж‰реді.

Эрозияѓа ќарсы іс-єрекеттер ќоршаѓан орта сапасыныњ жаќсаруымен агроэкож‰йе ресурстарыныњ саќталынѓан бірден-бір ќ±ралы болып табылады, біраќ аѓымдаѓы жєне капиталды шыѓындардыњ µсуіне байланысты шайылудыњ минимальды нормасына жету м‰мкін емес. Агроэкож‰йеніњ тµзімділігін арттырудаѓы єрекеттерді іске асыру ‰шін µнім сапасымен кµлемі арасындаѓы µзара келісімділікті, табиѓи жєне техникалыќ шыѓындардыњ мµлшерімен ќоршаѓан ортаѓа єкелетін зияндыѓын ескеру ќажет. Осы параметрлер бірігіп егіншіліктіњ ќазіргі жања - адаптивті т‰рін сипаттайды. Ќайсы бір критерийдіњ басымдылыѓын кµрсететін егіншіліктіњ альтернативті т‰ріне ќараѓанда, адаптивті-компромисті егіншілік т‰рі критерийлер тепе-тењдігін ќалыптастыруѓа негізделген биологиялыќ жєне дєст‰рлі егіншіліктіњ аралыѓы болып табылады. Адаптивті-компромисті егіншілікте µсімдіктерді минералды ќоректермен барынша ќамтамасыз ету басшылыќќа алынѓан. Осы стратегиялыќ шешімдерді іске асыру µнім сапасыныњ артуымен, осы кµрсеткіштердіњ саќталуын, µнім бірліктерініњ ќалыптасуына топыраќпен тыњайќыштардыњ ќоректік заттарыныњ µзіндік шыѓынѓа ±шырауын тµмендету мен ќоршаѓан ортаѓа минимальды салмаќ т‰сіруін ќамтамасыз етеді. Критерийлерді ќалыптастыруда агроэкож‰йелерді б‰тіндей жєне жеке компоненттерініњ ќызметтерін баѓалау ‰шін т‰рлі параметрлер ќолданады. Агроэкож‰йедегі µзгерістерді баѓалаудыњ негізгі т‰рі - параметрлерді салыстыру. Сєйкес стандартты таблица ќ±рылып, онда орта жаѓдайына ќайсы бір фактордыњ єсер етуі мен єсер етпеуініњ айырымы белгіленеді.

Біраќ б±л салыстыру єдісі кµбіне д±рыс бола бермейді. ¤йткені ол табиѓи жєне ауылшаруашылыќ экож‰йеніњ алѓашќы айырмашылыѓын кµрсетпейді, сондай-аќ адам єрекетініњ т‰рлі формаларымен агроэкож‰йеніњ оларѓа жауаптарын кµрсетпейді. Сондыќтанда агроэкож‰йе ќызметтерін баѓалау ‰шін арнайы критерийлер ќатарын ќолданады [11,20-22].

Ауылшаруашылыќ єрекетініњ агроэкож‰йеге єсерін баѓалау ‰шін критерий ретінде егіншініњ экологиялыќ кµрсеткішін ќолданады. Оны есептеу ‰шін келесі сипаттар ќажет. [14].

Даќыл т‰сімі жєне оныњ кµлемі , олардыњ гумустену коэффиценті, гумусты минерализациялау массасы жєне ањыздыќ ќалдыќтар кµлемі, эрозия єсерінен шыѓындалѓан гумусты заттардыњ массасы, µнімніњ ќалыптасуына кеткен гумус массасы, ауыспалы егістегі айналымдардаѓы даќылдардыњ ќайталануы жєне ауыспалы егістегі формалар берілген даќыл бµлігі. Осы параметрлерді модельде ќолданѓан кезде, ауыспалы егістіњ техникалыќ даќылдармен ќаныѓуы жєне эрозия нєтижесінде гумустыњ белсенді шыѓындалуы ж‰ретіндігі жєне егіншініњ экологиялыќ кµрсеткішініњ тµмен болуы ќолданыстаѓы егістіњ жеткіліксіз экологиялыќ ж‰йе екенін дєлелдейді. Экож‰йеніњ экологиялыќ жаѓдайларымен ластаушыларѓа ќарсы топыраќ тµзімділігініњ индикаторы ретінде топыраќ бµлшегімен топыраќ рН-ныњ ќолданылуы, топыраќтыњ ќажу сыйымдылыќтарын аныќтайды. Минералды тыњайтќыштарѓа µсімдік реакциясын агрономиялыќ жєне физиологиялыќ нєтижесі, сондай-аќ ќоректік заттарды сіњіру нєтижелері кµрсетеді[23-25].

Бірінші жаѓдайда, негізгі µнім т‰сімініњ артуына кеткен тыњайтќыштыњ ќоректік заттарын аныќтау, екіншісінде, т‰сімніњ ќалыптасуына кеткен ќоректік элементтердіњ ќосымша шыѓыны, µсімдіктердіњ ќолданылѓан тыњайтќыштардан сіњірген формалары мен ќоректік заттар элементтерініњ олардыњ мµлшеріне ќатынасы. Агроэкож‰йеде макроэлементердіњ жоѓары кµрсеткішін есептейді.