Кіріспе

Агроминералдар (кейде «тас нан» немесе «мұнай тыңайтқышы» деп те аталады) – ауыл шаруашылығы және бағбандалық салалары үшін маңызды минералдар, себебі олар өсімдіктерге қажетті негізгі қоректік заттармен қамтамасыз ете алады. Кейбір агроминералдар табиғатта кездеседі немесе оларды балама тыңайтқыштар немесе топырақ жақсартушылар ретінде қолдану үшін өңдеуге болады. Үш элементтің екеуі «калий» деп аталатын геоматериалдан өндіріледі. Агроминералдарды қолдану процесі тастарды «тас ұнтағына» ұнтақтаудан басталады, содан кейін ұнтақты топырақтың қоректік заттарын толықтыру үшін пайдаланады. Топырақтағы минералдық деңгейді қайта толықтау процесі топырақ реминералдануы деп аталады. Топырақтағы қоректік заттарды толықтырудың балама жолдарын зерттеу барысында, агроминералдар климаттың өзгеруі, суды сақтау және топырақпен басқару сияқты басқа да мәселелерді азайтуға көмектесетіні анықталды.

Тарих

Агроминералдарды зерттеу агрогеология деп аталады, ал агрогеологтар агроминералдардың тым интенсивті шаруашылық әдістерінің салдарынан тозығы жеткен аймақтарда топырақ құнарлылығын қалпына келтіру сияқты мәселелермен айналысады. Қазіргі заманғы шаруашылық тәжірибесінде жоғары өнімділікке қол жеткізу үшін топырақ сапасының төмендеуіне жол беріледі. Осы тәжірибе салдарынан уақыт өте келе топырақтағы негізгі қоректік заттар азайды, бұл химиялық тыңайтқыштарды қолданудың өсуіне әкелді. Химиялық тыңайтқыштардың шайылып, жер асты суларын ластауы мүмкін екені көрсетілді, сонымен қатар олар үшінші әлем елдері үшін экономикалық тұрғыдан тиімді емес. Химиялық тыңайтқыштардың басты көзі – калий кені. Калий кенінің тағы бір мәселесі – оның қоры шектеулі және таусылып барады, осыдан бағасының өсуі байқалады. Калий – калий және фосфордың маңызды көзі, сондай-ақ алғашқы агроминералдардың бірі. Осы агроминералдардың баламалы көздерін табу идеясы топырақты қалпына келтіру және өнімділікті төмен шығынмен арттыру мақсатымен туындады. Бастапқыда агроминералдар экзотикалық өсімдіктер үшін топырақ жағдайын жақсартуға көмектесті. Бұл шағын масштабта жүзеге асылатын қарапайым шаралар еді. Мысалы, топырақтың ауа өткізгіштігін жақсарту үшін перлит, булануды бақылау үшін пемза, ал ылғалды сақтау үшін вермикулит және цеолиттер қолданылды. Осы топырақ өңдеу әдісі агроминералдар тұжырымдамасының бастауы болды және үш негізгі қоректік элементті алу үшін баламалы көздерді іздеуге қарай дамыды. Реминерализация – топыраққа тас ұнтағын қоректік заттардың көзі ретінде енгізу процесін білдіретін термин. Бұл әдіс ірі шаруашылықтарда қолданысқа енгізілді және Бразилия, Германия, Норвегия, Оңтүстік Африка, Шри-Ланка және Уганда сияқты елдерде сәтті нәтижелер көрсетті.

Қайта минералдандыру

Агроминералдар ұзақ жылдар бойы егін шаруашылығы топырақтың қоректік заттарын толықтай жұтып қойғаннан кейін, топыраққа қоректік элементтерді енгізуге мүмкіндік береді. Ауыл шаруашылығы саласы топырақтағы өңделетін қабаттардың және жердегі қоректік заттардың жоғалуынан зардап шегуде, бұл көрсеткіш табиғи жаңару деңгейінен асып түседі. Реминералдау – бұл тау жыныстарының ұнтақтарын алып, топыраққа енгізу арқылы топырақтағы қоректік заттарды толықтыру процесін зерттеу. Тау жынысы ұнтағының көмегімен өсімдіктерге қажетті мөлшерде ғана қоректік заттар сіңеді, ал пайдаланылмаған минералдар қолданылғанша кристалдық күйде қалады. Химиялық тыңайтқыштар өсімдіктерге қоректік заттарды жеткізу үшін ерігіш тұздарды пайдаланса, сіңбеген бөлігі жақын жердегі жер асты суларына ағып кетеді. Көптеген өнеркәсіптерде тастар арзан қалдық өнімге айналғандықтан, оларды қолжеткілі бағамен жаппай жеткізуге болады. Тау жынысы ұнтағын пайдалану арқылы реминералдау топырақты 5 жылға дейін қоректік заттармен қамтамасыз ете алады. Органикалық тыңайтқыштармен бірге қолданғанда, тау жынысы ұнтағы химиялық тыңайтқыштармен салыстырғанда тиімділігі жақсырақ және әлдеқайда арзан. Ол ұзақ мерзімді дақылдар үшін жоғары өнімділікті де қамтамасыз етеді. Тау жынысы ұнтағын қолданғанда өсімдіктердің жағдайы жақсарады және ұнтақ топырақтағы ылғалдылықты сақтауға көмектеседі. Реминералдау процесінің тиімділігі тау жынысы ұнтағының минералогиялық және химиялық құрамына, сондай-ақ топырақтың ерекшеліктеріне байланысты. Тау жынысы ұнтақтарымен жұмыстың қиындығы – тау жынысы ұнтағының ерігіштік деңгейін түсіну. Бұл деңгей органикалық заттардың мөлшеріне, pH деңгейіне және екіншілік саздың түзілуіне байланысты. Бұл зерттеудің маңызды саласы, өйткені олардың еріту кинетикасы толыққанды зерттелмеген. Зертхана жағдайларын дала жағдайларымен сәйкестіру – үлкен қиындықтардың бірі. Көптеген жағдайларда зертханадағы ерігіштік деңгейі даладағыдан 2-5 есе жоғары болады. Тау жынысының минералогиялық және химиялық құрамын толыққанды түсіну өте маңызды. Бұрын вулканизм тау жынысы ұнтағының жақсы көзі деп есептелген, бірақ олардың құрамында зиянды элементтер бар екені анықталды. Фосфатты тау жыныстарын зерттеу жүргізілді, бірақ оларда да ауыр және радиоактивті элементтер кездеседі. Тау жынысы ұнтағын реминералдау үшін пайдалану ғаламдық жылынуды жеңілдетуге көмектеседі. Белгілі бір ұнтақтардан алынған қоректік заттар сіңген кезде топырақта катиондар босатылады, олар көмірқышқыл газымен әрекеттесіп карбонат минералдарын түзетіп, көміртектік цикл үшін көміртектің шоғырлану ортасы болады. Осы жаңалықтың арқасында тау жынысы ұнтақтарын пайдалану арқылы реминералдауды одан әрі зерттеуге бағытталған күштер артты, себебі оның ауыл шаруашылығы және жаһандық климаттық өзгерістер салаларындағы тұрақтылық әлеуеті зор.