лекция. Өсімдік шикізатының топырақ химиясы пәнінің мақсаты мен міндетте. Минералды оректену туралы жалпы сипаттама. Орташа есеппен сімдікті сусыз ра затыны рамында кміртек 46,оттегі 42 %, сутегі 6,5%, азот 1,5%, минералды элементтер 5%, шамасында болады
 Скачать 406.67 Kb.
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 10 0С жоғары климаттың негізгі термиялық топтары, 0С | Температуралардың қоспасы |
| Суық (полярлы) | < 600 |
| Суық-қоңыржай (бореалдық) | 600 - 2000 |
| Жылы-қоңыржай (суббореалдық) | 2000 – 3800 |
| Жылы (субтропикалық) | 3800 – 8000 |
| Ыстық (тропикалық) | >8000 |
Топырақ-биоклиматтық немесе топырақ-биотермиялық белдеулері – жер шарын қоршайтын, еңдік белдеулер түрінде орналасқан климаттың термиялық топтарының анықталған өсімдік және топырақтар типтері.
Топырақ зерттеулерінде шашындармен ылғалдану жағдайында климаттың 6 негізгі топтарын ажыратады (№ 2 кесте).
№ 2 кесте. Ылғалдану жағдайы бойынша климаттың негізгі топтары
| Высоцкий – Иванов бойынша климаттардың топтары | Ылғалдану коэффициенті (ЫК) |
| Өте ылғалды (экстрагумидты) | >1,33 |
| Ылғалды (гумидты) | 1,33 – 1 |
| Жартылай ылғалды (семигумидты) | 1 – 0,55 |
| Жартылай құрғақ (семиаридты) | 0,55 – 0,33 |
| Құрғақ (аридты) | 0,33 – 0,12 |
| Өте құрғақ (экстрааридты) | <0,12 |
Ылғалдану коэффициенті – шашыңдар мөлшері мен олардың ылғалдануы арасында ара қатысының көрсеткіші.
Климаттың топырақтүзуші фактор ретінде ролі:
Биологиялық және биохимиялық процесстерді дамыту факторы. Температура мен ылғалдылықтың анықталған жағдайында өсімдік типі, органикалық заттың пайда болуы мен бұзылу жылдамдығы, топырақ микрофлорасы мен фаунасының құрамы және әрекетінің қарқындылығы қамтамасыз етіледі.
Атмосфералық климат, топырақтың қасиеттері мен құрамы арқылы шағылып, топырақтың су-ауа, температуралық және тотығу-тотықсыздану режиміне көп әсер етеді.
Топырақта минералдық қосылыстардың айналуы (үгілудің бағыты мен жылдамдығы, топырақ түзуші өнімдерінің жинақталуы және т.б.) климатпен тығыз байланысты.
Топырақтардың су және жел эрозиясына әсер етеді.
3.2 Тірі ағзалар.
Топырақ түзілуінде ағзалардың 3 тобы қатысады: құрлық биоценоздарының жасыл өсімдіктері, микроағзалар және жануарлар. Жасыл өсімдіктер – топырақтағы органикалық заттың бір ғана алғашқы көзі және оның негізгі топырақ түзуші функциясы – заттардың биологиялық айналымы, нәтижесінде топырақтың беткі бөлігінде потенциалдық энергия мен азотты және күлді элементтердің жинақталуы жүреді, бұл топырақтың құнарлығының дамуына әкеледі. Өсімдіктер формациялары туралы ілімнің авторы В.Р. Вильямс. Келесі өсімдіктер формациялары бөлінеді:
Ағаш формациясы (тайга ормандары, жалпақ жапырақты ормандар, ылғалды субтропикалық және ылғалды тропикалық немесе жаңбырлы ормандар);
Ауыспалы ағаш-шөп тестік формациясы (ксерофитты ормандар, саванналар);
Шөп тестік формациясы (қоңыржай даласы, субтропикалық бұтақты даласы);
Шөл формациялары (суббореалдық, борреалдық және тропикалық);
Қына-мүк формациясы (тундра, батпақтар).
Микроағзалардың топырақта әр түрлі топтары кездеседі (бактериялар, балдырлар, саңырауқұлақтар, актиномицеттер).Олардың саны 1 г топырақта млн.-нан млрд.-қа дейін есептеледі. Микроағзалардың массасы 3 – 7-8 т/га. Микрофлораның мөлшері мен қарқындылығы жыл мерзімдік динамикасына бағынады, себебі топырақтың гидротермиялық режимі өзгереді және микроағзалардың көп қайталанатын генерациясы жүреді. Микроағзалармен бай келетін – қара және сұр майда топырақтары, кедей болатын – тундра мен солтүстік тайга топырақтары. Топырақта ең таралған микроағзалар тобы – бактериалар.
Топырақ фаунасы көп санды және алуанды (қарапайымдылар, омыртқасыздар және омыртқалылар). Жаңбыр құрттарының әрекеті топырақтың физикалық қасиеттерін (саңылаулығы, аэрациясы, су сыйымдылығы мен су өткізгіштігі) жақсартады, гумус мөлшерін, алмасу негіздердің қоспасын жоғарлатады, қышқылдығын төмендетеді. Топырақтың суға төзімділігі пайда болады.
Жер бедері формаларының 3 тобын ажыратады:
Макрорельеф – үлкен аймақтың жалпы көрінісін анықтайтын жер бедерінің ең ірі формалары: жазық, үстірт, тау жүйелері. Оның пайда болуы жер қыртысындағы тектоникалық құбылыстарға байланысты.
Мезорельеф – орташа мөлшерлі жер бедерінің формалары: құлама етектер, төбелер, алқаптар, қойнаулар, террасалар және олардың элементтері – жазық участкілер, түрлі тік баурайлар. Оның пайда болуын негізінен құрлық бөлек участкілерінің баяу көтерілу мен түсуі көп әсер етуші экзогендік геологиялық процесстер анықтайды.
Микрорельеф – алаңы кішкентай (бір неше кв.дм-ден бір неше жүздік кв.м-ге дейін) жер бедерінің кіші формалары, салыстырмалы биіктігі 1 м шекарасында ауытқыйды (төмендеген орындар, төбешіктер, түсіп екетулер). Жер бедерінің тегіс бетінде төмендеп кету құбылыстарынан, мұздық деформацияларынан және басқа себептен пайда болады.
Жер бедері күн радиациясы мен шашыңдардың таралуының экспозицияға және тік баурайларға байланысты негізгі факторы. Ол топырақтың су, жылу, қорек, тотығу-тотықсыздану және тұздық режиміне әсерін көрсетеді. Қазіргі кезде жер бедері бойынша орналасуына және шашыңдардың таралуына байланысты топырақтардың келесі топтарын (ылғалды реттері) ажыратады: автоморфтық, жартылай гидроморфтық, гидроморфтық топырақтар.
Автоморфтық топырақтар – беткі сулардың бос ағысы жағдайында, грунт суларының терең орналасуында (6 м терең) тегіс бетінде және баурайларда қалыптасады.
Жартылай гидроморфтық топырақтар – беткі сулардың уақытша тұрып қалуында немесе грунт сулары 3-6 м тереңдікте орналасқанда қалыптасады.
Гидроморфтық топырақтар - беткі сулардың ұзақ тұрып қалуында немесе грунт сулары 3 м терең емес орналасқанда қалыптасады.
Жер бедері эрозиялық процесстердің дамуына әсер етеді. Су эрозиясына баурайлық жер бедері жағдайы, ал жел эрозиясына құрғақшылық және континеталдық климаты бар жазық жер бедері аудандары қолайлы болады.
Топырақтың дамуы мен қалыптасуындатопырақ түзілудін әр бір жаңаайналымы (мерзімдік, жылдық, көп жылдық) топырақ кесіндісінде минералдық және органикалық заттардың айналуында анықталған өзгерістерді әкеледі. Топырақ жасының 2 түсінігін ажыратады:
Топырақтың абсолюттық жасы – топырақтың қалыптасуы басынан қазіргі уақыттқа дейін өтілген жасы.
Топырақтың шартты жасы – топырақ түзілу процессінің жылдамдығы, топырақ дамуының бір сатысының келесі сатысына ауысу жылдамдығы.
Топырақ түзуші жыңыстар – топырақтың аналық негізі, оған өзінің механикалық, минералогиялық және химиялық құрамын, физикалық, химиялық, физика-химиялық қасиеттерін береді, олар болашақта топырақ түзілу процессінің әсерінен әр түрлі дәрежеде біртіндеп өзгереді. Жердің қатты қабаты – литосфера құрамында бөлінеді:
Магмалық (атылған) жыңыстар - силикатты балқыдан (магмадан) пайда болған, жер қыртысының тереңдігінде (тереңдік жыңыстар - интрузивтік) немесе Жер бетіне құйылған магмадан (құйылған жыңыстар - эффузивтік), құрылысы кристаллдық (граниттер, пегматиттер, дуниттер және т.б.). литосфераның құрамында 95 %, бірақ топырақ түзуші болып негізінен тек таулы облыстарда болады.
Метаморфиялық жыңыстар - екінші реттік массивты-кристалдық жыңыстар, жер қойнауында магмалық немесе шөгіндік жыңыстардан терең өзгерістер нәтижесінде пайда болған (тақта тастар, гнейстер). Топырақ түзілуде мәні аз.
Шөгіндік жыңыстар – массивты-кристаллдық жыңыстардың немесе тірі ағза қалдықтарының үгілу өнімдерінің шөгінділері. Сынық, химиялық тұңба және биогендік болып бөлінеді. Химиялық және биогендік пайда болған шөгіндік жыңыстардың арасында топырақ түзілуінде маңызды болатын – карбонатты шөгінділер (ақ тас, мергель, доломит, бор).
Топырақ жамылғысына антропогендік факторлардың әсері.
Адамның өндірістік әрекеті – топырақ қасиеттері мен тәртібтерінің өзгерістерін шақырушы, табиғи топырақ түзілу әсерімен салыстырғанда тез жүретін, адамның топыраққа және топырақ түзілу процессінің дамуының қоршаған орта жағдайларының кешеңіне саналық, бағытталған әсер ету факторы.
Топырақ түзілу процесі, оның түсінігі.
Топырақ түзілу процессі – топырақтың күрделі жүйелі қалыптасу кезеңдерінің ауысуы: тау жыңыстар минералдарының және топырақтың айналуы (трансформациясы), топырақта органикалық қалдықтардың жиналуы және жүйелі трансформациясы, органо-минералдық қосылыстардың күрделі жүйесінің пайда болуымен минералдық және органикалық заттардың әрекеттесуі, топырақтың беткі бөлігінде биофилдық элементтердің, біріншіден қорек элементтердің, жинақталуы (аккумуляциясы), топырақ кескінінде және оның беті бойынша су ағысымен топырақ түзуші өнімдерінің тасымалдануы (миграциясы).
Топырақ түзілу процессі биофизика-химиялық процесстердің категориясына жатады. Қандай болса да топырақтың генезисы, минимум, 3 кезеңдік сатыдан тұрады:
топырақ түзілуінің басталуы немесе бастапқы топырақ түзілу процессі;
топырақтың даму сатысы, бұнда аналық жыңыстың субстраты топыраққа сипатты қасиеттерін біртіндеп қалыптастырады; осы сатыда топырақ түзілу факторларымен тепе-теңдіктің болмауы – топырақ түзілу процессі дамуының себебі;
топырақтың жыңысы қалыптасқан сатысында айналымдық қайтымды процесстер басымды болады; биогеоценоздардың топырақ қасиеттері және биоөнімділік деңгейлері тұрақты, топырақтың орта факторларымен тепе-теңдікке жақын болуынан.
Үгілу, оның түрлері.
Топырақ түзуші жыңыстардың қалыптасуы үгілу процесстермен байланысты.
Желге мұжылу (үгілу) – атмосфера, гидросфера және биосфера әсерінен тау жыңыстары мен олрадың құрайтын минералдардың сандық және сапалық өзгерістерінің күрделі және түрлі процесстерінің бірлестігі.
Желге мұжылу (үгілу) қыртысы – желге мұжылу (үгілу) процессі жүретін тау жыңыстарының горизонттары. Екі зонаға бөлінеді: беткі немесе қазіргі кездегі және тереңдік немесе көне. Топырақ түзілу процессі жүретін қазіргі үгілу қыртысының қалындығы бір неше см 2-10 м-ге дейін ауытқыйды.
Факторлардың басымдылығына байланысты үгілудін 3 формасын ажыратады:
Физикалық желге мұжылу (үгілу) – химиялық құрамының өзгеріссіз тау жыңыстары мен минералдардың механикалық бөлінуі.
Химиялық желге мұжылу (үгілу) – жаңа минералдар мен қосылыстарының түзілуімен көрсетілген тау жыңыстары мен минералдардың химиялық өзгерістері және бұзылуы.
Биологиялық желге мұжылу (үгілу) – ағзарадың және олардың тірішілік өнімдерінің әсерінен тау жыңыстары мен минералдардың механикалық бұзылуы және химиялық өзгерістері. Жыңыстардан ағзалар, топырақ қалыптасуына жағдай жасап, өзінің деңесін құруға қажетті минералдық заттарды алады және оларды жыңыстың беткі горизонттарында жинақтайды.
Топырақ профилінің (кескінінің) қалыптасуы.
Топырақ кескіні – топырақ түзілу үрдістерінің біртектілігіне байланысты біріктірілген топырақ горизонттарының жиынтығы. Топырақ кескінінің құрылысы біртіндеп, белгілі заңдылықтар бойынша, біреуі келесісіне ауысып отыратын, жекеленген топырақ горизонттарының морфологиялық белгілерімен анықталады.
Көптеген топырақтар кескіндерінің құрылысы, егер оларға жоғарыдан төмен қарай қараса, салыстырмалы түрде бір типті: жоғарыда орман төсенішінің, шымды құрайтын өсімдік қалдықтарының кішігірім қабаты, тереңіректе әр түрлі дәрежеде қарашірікпен немесе қарашіріндімен боялған горизонт, ал оның астында, аналық жыныс пен ортадағы өтпелі горизонт қалыптасқан.
Топырақ кескінінің қалындығы мен тереңдігі, топырақ түзілу типі мен топырақ түзілуіне кететін уақытқа тәуелді және де кең ауқымда өзгеруі мүмкін. Топырақ кескіні қалың болған сайын, құнарлығы жоғары болады. Топырақ кескінінің құрылысы мен қалыңдығы топырақ түзілу үрдістерінің бағыты мен сипаты туралы мағлумат береді, сол арқылы пайдалану жолдары бойынша шешім қабылдауға мүмкіндік береді. Осы себептен топырақ кескінінің жазбасын жазу топырақты картографиялауда, дақылдарды өсірудің агротехникалық шараларын құрастыруда, нақты шаруашылық жүргізу тәсілдерінде маңызды орын алады. Топырақ кескіндісін сипаттау үшін оның жекеленген горизонттарының жазбасы жазылады.
Дәріс №4
Топырақтың минералдық және химиялық құрамы. Топырақтың гранулометрлік құрамын анықтау.
Дәріс мақсаты: Төменде келтірілген негізгі сұрақтар және олардың қысқаша мазмұны бойынша білімдерді игеру.
Топырақта және топырақ түзуші тау жыныстарда химиялық
элементтердің мөлшері. Топырақтың валдық химиялық құрамы.
Топырақтың профилінің бойында химиялық элементтердің
дифференциациясы.
Топырақтың макро- және микроэлементтері. Биогендік элементтер.
Ауыр металдар.
Топырақта және топырақ түзуші тау жыныстарда химиялық
элементтердің мөлшері. Топырақтың валдық химиялық құрамы.
Жер қыртысының химиялық құрамы.
Қaзipгiкезде жер қыртысының 15-20 км шамасындағы бөлігі толықтай зертелген. Тау түзілу үpдicтepi кезінде жер бетіне шығатын көптеген тау жыныстары мен минералдар үлгілерін, сонымен бipre тау-кен өндірістерінен, бұрғылау скважиналарынан, терең ашылған және эрозияға ұшыраған жерлерден алынған үлгілерді талдау нәтижесінде жер қыртысында кездесетін химиялық элементтердің орташа құрамы есептеліп шығарылды.
Жер қыртысында көп тараған 44 элемент бар, олардың ішіндe ceгiзi жер қыртысының 97,2-98,8 пайызын, eкeyi (оттегі және кремний) – жердің жалпы массаның 75 пайызын құрайды.
Химиялық элементтердің жер қыртысы салмағынан пайызға шаққандағы мөлшері (А. Е. Ферсман бойынша, 1934ж.) мынандай:
| Оттегі | 49,13 | Цинк | 0,020 | | |||
| Кремний | 26,00 | Бор | 0,010 | | |||
| Алюминий | 7,45 | Мыс | 0,010 | | |||
| Teмip | 4,20 | Иридий | 0,005 | | |||
| Кальций | 3,25 | Бериллий | 0,003 | | |||
| Натрий | 2,40 | Цезий | 0,0029 | | |||
| Магний | 2,35 | Кобальт | 0,002 | | |||
| Калий | 1,00 | Торий | 0,002 | | |||
| Титан | 0,61 | Неодим | 0,00175 | | |||
| Көміртегі | 0,35 | Қорғасын | 0,0016 | | |||
| Хлор | 0,20 | Молибден | 0,001 | | |||
| Фосфор | 0,12 | Бром | 0,001 | | |||
| Күкірт | 0,10 | Вольфрам | 0,0009 | | |||
| Марганец | 0,10 | Уран | 0,0009 | | |||
| Фтор | 0,08 | Мышьяк | 0,0015 | | |||
| Барий | 0,05 | Ртуть | 0,0001 | | |||
| Азот | 0,04 | Йод | 0,0001 | | |||
| Стронций | 0,035 | Сурьма | 0,00005 | ||||
| Хром | 0,030 | Күміс | 0,00001 | ||||
| Цирконий | 0,025 | Платина | 0,000005 | ||||
| Ванадий | 0,025 | Алтын | 0,000005 | ||||
| Никель | 0,020 | Радий | 3-1010 | ||||
Жер қыртысында жиі кездесетін титаннан басқа алғашкы 13 элемент өсімдштердің органикалық құрамына кіреді және барлық тіршілік үрдістерінде ерекше роль атқарады, сонымен қатар топырақ құнарлылығындағы олардың маңызы зор. Жер қойнауындағы химиялық реакцияға қатысатын элементтер санының көптігі әр алуан қосылыстар түзілуіне алып келеді.