Топырақ туралы

Пән: География
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

І. Топырақтың органикалық бөлігі

ІІ. Топырақ түзуші факторлар

І. Топырақтың органикалық бөлігі

Жыл сайын топырақта өсетін өсімдіктер майда жәндіктер мен микробтар топырақ бетінде, оның қабаттарында көптеген қалдықтар қалдырады. Hегізгici органикалық қалдықтар. Өсімдіктердің өcyiнe жайсыз шөл мен тундра аймақтарында өсімдіктер калдығы гектарына жыл сайын 30ц болса, жеткілікті ылғалданған дала аймақтарында ондай калдықтар мөлшер 100-150, ал күнi аса жылы және ылғалы да мол тpoпиктік ормандарда олардың мөлшерлері гектарына 250ц жетеді. Бұл қалдықтардың құрамында май, смола, балауса, клетчатка, кеміртегі, сутегі лигниндер, белокты, азотты заттар, сонымен қатар көптеген күлдік элементтер болады. Топыраққа жылма-жыл түсетін өсімдіктер мен өлген жәндіктердің қалдықтары eкi бағытта өзгегеріске ұшырайды. Біріншіден, топырақтағы микроорганизмдердің әсерінен ыдырап, шіріп, жай минералды қосылыстарға ажырайды. Екіншіден, осы организмдер қалдықтары микробтардың әрекетінен күрделі биохимиялық өзгерістерге ұшырап, олардан тұрақты органикалық зат - топырақ қарашіріндici - гумус (немесе қарашірік) пайда болады.

Органикалық қалдықтардың біразы толық ыдырап минералданса, біразы қайтадан топырақта органикалық заттардың осы жаңа күрделі түрге, биохимиялык синтез арқылы қара шіріндігe (гумуске) айналады. Минералдану мен гуминдену npoцессін микроорганизмдер жүргізеді.

Гумус заттарының түзілуіне көптеген зерттеушілер көңіл бөлген. Oларғa химиялық талдау жасап, мәліметтер жинап, түзілу жолдарын анықтай бастады. Бұл жөнінде ең алғаш көзқарастарын білдірген М. В. Ломоносов, П. А. Костычев, С. П. Кравков, А. Г. Трусов т. б. болды. Гумустың құрылуының жалпы сызбасын кағазға түcipгeн В. Р. Вильямс еді. Ол топырақтың тек кана бнологиялык. жағына көңіл бөледі. Одан кейін топырақтың гумусының көзі лигнин деген көзқарас туды (Ж. Фишер, 1921, В. Фукс, 1936) . Бұл көзқарас бойынша гумус ешқандай да ерекше құрылым емес, ол лигнин мен протеин комплексі дегенді айтты, ТМД елдерінің топырақтарындағы органикалық заттарды толық зерттеуде, топырактағы гумустың мөлшерін анықтауды И. В. Тюриннің үлесі ерекше. Ол бұл процестің күрделілігін көрсетті. Бұл ғалымның зерттеулерін М. М. Кононова жалғастырып, гумус заттары - ароматикалық құрылымдардың жеке молекулалары ферменттердің қатысуымен өтетін, конденсация арқылы түзілген заттар екенін ашты М. М. Кононованың айтуы бойынша барлық өсімдіктер қалдықтары гумустену кезінде микроорганизмдермен ciңipy жолынан өтедi екен. Гумификация құбылысын зерттеген белгіліi ғалым Л. Н. Александрова. Оның жacaғaн сызбанұсқасына қарағанда гумус органикалық қалдықтардың ыдырауы, микробиологиялық синтез, гумификация, топырақтың минералды бөлігімен әpекеттеcyi, минерализация npoцeci және минералдық құрамдас бөлктерінің биологиялық айналымға қосылуы арқылы түзіледі. Л. Н. Александрова бойынша гумификация - органикалық қалдықтардың тузілуі арқасында жоғары молекулярлық қосылыстардың күрделі биофизика-химиялық құбылыстар арқылы органикалық түзілімдердің ерекше класы - гумусты түзуі.

Бұл пpoцестің белсенділігі: топыраққа түскен өciмдік қалдықтарының мөлшері, химиялық құрамы, топырақтың ылғалы, ауа режимдері, ортаның реакциясы, биологиялық белсенділігі сияқты факторларға байланысты жүреді. Л. Н. Александрова топырақтағы органикалық қалдықтардың гумификациялану типтерін көрсетті: фульватты, гуматты. фульватты - гуматты.

Белгілі ғалым Д. С. Орлов (1977) осы тусініктерге гумификацияланудың тepеңдiгi деген ұғым енгізіп, өpнегін құрды:

Н = f(Qit) .

Q - жыл сайын топыраққа түсетін өсімдіктер қалдықтарының мөлшері, i - олардың ыдырауының тездігі, t - топырактың биологиялық белсенділігінің уақыты. Бұл көрсеткішпен әр түрл! топырақтардары гумификация пpoцeciнiң сипаттамасын анықтауға болады.

Гумус құрамындағы ерекше органикалық заттар. Гумус заттары негізінен гумус қышқылдарынан тұрады. Олардың құрамына гумин қышқылдары, фульво қышқылдары және гумин кіредi. Бұл топтарға бөліну ce6e6i, гумус қышқылдарының топырақтан алыну жолдарына байланысты. Гумус қышқылдары - ауыспалы ерекше құрамдар.

Гумин қышқылдары - сілтілерде жақсы еритін гумус қышқылдарының 6ip тобы. Олар суда аз ериді, қышқылдарда ерімейді. Топырақтың минералды бөлігіндегі кальций катионының әcеpiнен коагуляцияға ұшырап, шөгінді кальций гуматы күйінде топырақта орнығады.

Фульво қышқылдар - гумус қышқылдарының гумин қышқылдары тұнғаннан кейін ерітінділерде қалатын тобы. Бұлар да жоғары молекулалық құрамында азоты бар құрылымдар Бұлардың гумин қышқылдарынан біраз айырмашылықтары бар. Фульво қышқылдарының түсі ашық, көміртегі мөлшері төмен суда ериді әрі қозғалғыш келеді. Сондықтан топырақтың органикалық және минералдық қосылыстарын ерітіп, ондағы катиондармен косылып, фульват тұздарын құрайды да, сумен топырақ қабаттарында төмен қарай шайылады.

Гумус қышқылдарының көп бөлігін гумин құрайды. Бұл минералды бөлікпен тығыз байланысып, сілтілермен гидролизденбейтін қышқылдардың қалдығы. Құрамында гумин және фульвоқышқылдары бар.

Топырақтың органо-минералдық құрамы. Топырақтағы органикалық заттар оның минералды бөлігімен белсенді арақатынаста болады. Осы арақатынастың түрлеріне байланысты трпырақтағы органо-минералдық құрамдар үш топқа бөлінеді:

1. Топыраққа тән емес органикалық сірке, құмырсқа, лимон, қымыздық қышқылдары мен топыраққа тән жоғарыда айтылған гумин қышқылдарының сілтілі (Na) және сілтілі-жерлік металл (Са, Мg) катиондарымен қосылған тұздары.

2. Айтылған қышқылдардың көп металл элементтерімен (темір, алюминий, цинк т. б. ) қосылған комплексті тұздары.

3. Адсорбцияланған органо-минералдық қосылыстар, яғни алюминий және темірлі қара шірінді комплекстері.

Топырақта микроорганизмдер және төменгі сатыльы өсімдіктер негізінен бактериялар, кейбір балдырлар санырауқұлақтар мен қыналар көп кездеседі. Бұлардың ішінде топырақта ең көп тарағаны - бактериялар. Топырақта микроорганизмдердің түрлері мен санының әр түрлі болуы ондағы тариғи жағдайлардың, яғни топырақтың түрліше болуына байланысты.

Ғылыми деректерге сүйенсек: құнарлы қара топырақтың бір грамында бактерия саны 5 миллиардқа, құнары аздау күлгін топырақта оның саны 1 миллиардтай екен. Еліміздің көрнекті микробиолог ғалымы Н. А. Красильниковтың есептеуіне қарағанда топырақтың құнарлы қабатында гектарына 5-7 тоннаға дейін тірі бактериялар болады екен (Красильников Н. А., 1954)

Органикалық қалдықтардың ыдырау процесстерін, гумустың түзілу жолдарын зерттеу үш бағытта жүреді: бірінші бағыт, гумустың негізгі көзі өсімдіктер қалдықтары болғандықтан, солардың топырақтағы химиялық өзгеру жағына көңіл бөлінді (И. В. Тюрин, 1937; С. Ваксман, 1937; М. М. Кононова, 1951, 1964; Л. Н. Александрова, 1980; А. Д. Фокин, 1981) . Екінші бағыт, топырақ бетіне түскен қалдықтар, орман төсенітерінің ыдырау морфологиясы мен жылдамдығы зерттелді (Н. П. Ремезов, 1958; А. Ф. Соколов, 1959 т. б. ) . Ал үшіншіде - өсімдіктер қалдықтарын ыдыратуға қатысушы микрооргапизмдерге назар аударылды (П. А. Костычев, 1886; В. Я. Частукин ж. б., 1948; Т. Г. Мирчинк, 1976; Н. М. Чернова. 1977 т. б. ) .

Органикалық заттардың ыдырауы - өте күрделі құрылымдар мен молекулалардың жартылай жай молекулаларына ауысуы, оның ішінде толық ыдырап кеткен заттарға (СО2, NН3, Н20 т. б. ) Органикалық компоненттердің ыдырауы өте күрделі әрі өте ұзаққа созылатын құбылыс, өйткені бұл механикалық немес физикалық бөліну, биологиялық немесе биохимиялық, химиялық қосылыстардан тұрады.

Органикалық заттарды ыдыратуда топырақтағы әр түрлі организмдер үлкен рөл атқарады. Барлық топырақтарда органикалық заттарды ыдыратуда міндетті түрде бактериялар қатысады, өйткені олар заттарды ыдыратуға өте қабілетті. Олар өздері шығаратын ферменттермен қоректену үшін белоктарды, көмірсутектерді, органикалық қышқылдарды, спирттерді пайдаланады. Бактериялар сиякқты актиномицеттер де органикалық заттарды ыдыратуға белсенді қатысады. Олар көмірдің қорек көзі ретінде лигнин сияқты әр түрлі органикалық қосылыстарды, шірінді заттарды пайдаланады. Топырақта үзақ уақыт болып, өздеріне қолайлы жағдай туғыза отырып, әсіресе қаратопырақта белсенді түрде органикалық заттарды шірітуде үлкен рөл атқарады.

Органикалық заттардың құралуына балдырлар - автотрофты қатысады. Балдырлар түзген органикалық заттардың салмағы топырақтың жоғарғы қабатында түзілген барлық органикалық заттардың 0, 05-0, 2%-ын құрайды. Балдырлар көбіне топырактың беткі қабатында тараған, 10-20 см-ден төменде олардың саны жоқтың қасы. Амеба, инфузориялар, нематодтар, балдырлар үшін таптырмас жем. Балдырлар шығаратын әр түрлі заттар саңырауқұлақтар мен бактерияларға қорек.

Топырақтағы органикалық заттардың іріп-шіруін негізінен күрделі функциялар атқаратын - омыртқасыз жануарлар. Олар өсімдік қалдықтарын физикалық немесе механикалық түрде бөлшектеп, майдалап, оларды әрі қарай санырауқұлақтар мен бактериялардың ыдыратуына дайындап береді. Омыртқасыз жануарлар ыдырай бастаған өсімдік қалдықтарын топырақтың төменгі қабатына апарып, онда ауаның алмасуына, құрамын жақсартуға, органо-минералдық құрылымдардың түзілуіне жағдай туғызады. Олардың тіршілік әрекетінен органикалық заттардың ыдырауы үдемелі жүреді.

ІІ. Топырақ түзуші факторлар

Топырақ түзуге негізгі алты фактор: ауа райы, тау жынысы, жоғарғы және төменгі сатыдағы өсімдік пен жануарлар дүниесі, жер бедері, аймақтық геологиялық жасы және қоғамының өндіргіш күші қажет.

Тірі организмдер мен олардың топырақ түзілуіне әсері. Жер бетінде алғашқы пайда болған тірі оргаизмдер өсімдікте жәндікте емес - ультрабактериялар, олар өздері өмір сүретін ортаға өте бейім келеді. Олардың кейбірулері тіпті тастарда да өсе бастаған. Олар өздеріне керекті көмірқышқылы газы мен азотты ауадан ғана емес тастан да алды. Сөйтіп олар тіпті тасты бірті-бірте бұзып, бүлдіре бастады. Ал үгілген ұнтақталған тау жыныстар оларға таптырмас мекен болды.

Бұл микроорганизмдер табиғаттың ыстық - суығын, оттегінің барын я жоғын, ортаның қышқылдығын, я сілітілгін таңдамады. Сондықтанда олар табиғатта кез-келген жерде кездеседі. Олаға сумен қорек болса, жеткілікті. Бактериялардан басқа, алғашқы тау жыныстарында балдырлар, саңырауқұлақтар да өсіп -өнді.

Сонымен алғашқы тірі организмдер су, жел және мұздар мен бірге Жердің тасты қыртысын бұзып, өздері өлгеннен кейін шіріп қарашірінді құрады. Шырын желім тәрізді болғандықтан қопсыған үгітілген жыныстарды бір-бірімен жымдастырып, біріктірді, сөйтіп алғашы құналы аздау топырақтар пайда бола бастады. Бұл құбылыстар ғасырлар бойы созылып алғашқы микроорганизмдермен төменгі сатылы өсімдіктер өздерінен кейінгі дамып өсетіндерге жағдай жасады.

Тау жынысының үгілуінен бөлінетін қоректік заттардың бір бөлігі енді топырақтың тіршілік көзі болып саналатын организмдер бойына ауыса бастады. Ал олар өліп, ыдыраған кезде, топырақтың жоғарғы қабаттарында және оның белгілі бір тереңдіктерінде қоректік заттарға айналып, топырақ құнарлығын арттырады. Бұл келесі өсетін өсімдіктерге қолайлы жағдай жасайды.

Сонымен араға ғасырлар салған уақыт өте келе алғашқы пайда болған топыраққа айналды, оларда өсетін өсімдіктер, мекендейтін жәндіктер көбейді, төменгі сатыдағы өсімдіктермен қатар, жоғарғы сатыдағы өсімдіктер өсіп, тірі жәндіктер мен жануарлар пайда болды.

Топырақты мекендейтін, онда өсіп-өнетін организмдердің молдығы топыраққа жай ғана әсер етіп қоймай, топырақтағы көптеген қосылысардың бағытына, олардың қасиеттеріне зор ықпал етті.

Топыраққа тек микроорганизмдердің ғана емес сонымен қатар онда мекен ететін көптеген зоофауналар, қарапайымдылар, төменгі және жоғарғы сатылы жан- жануарлар, құр-құмырсқалардың пайдасы көп. Мәселен, жауын құрты әртүрлі өсімдіктер қалдығымен қоректеніп, денесі арқылы органикалық заттарға бай, суға шыдамды топырақ түйінділерін шығарып топырақ қабаттарын әрі бері тесіп өтіп, ондағы су - ауа режимін жақсартады. Осыған байланысты Ч. Дарвиннің «Топырақты адам қоғамы соңғы мыңдаған жылдар бойы жыртып келеді. Ал оған дейін топырақты бірнеші жылдар бойы жауын құрты жыртып келген» деген тамаша айтылған тамаша сөзі бар.

Ауа райының топырақ түзудегі рөлі орасан зор климатқа яғни ауадан түсетін ылғал мөлшерінің ауа температурасының ыстық, суығына, үсіксіз уақыттың қысқа немесе ұзақтығына қарай әр жер әр түрлі өсімдік, жан-жануарлар мен микроорганизмдер тіршілік етеді. Олардың әрекетіне әр жерде әр түрлі топырақтар түзіледі. Мәселен, шөлде шөл топырағы түзілсе, тундрада мәңгі тоң астында дамымаған, мәңгі жас құнары аз топырақ түзіледі, ал ауа райы жайлы, одан түсетін ылғалы мол, күн сәулесі жеткілікті аймақтарда құнары мол қара топырақ түзіледі.

Топырақ түзілу құбылысының жылдамдығы ғарыштан келетін күн сәулесінің қуатына тікелей байланысты. Күн сәулесімен қатар тірі организмдерге ылғал қажет, осыған байланысты топырақ түзілу жылдамдығы, күні жылы, әрі ылғалы мол аймақтарда өте жоғары, ал керсінше, ылғалы аз күі суық нмнсн ыстық аймақтарды бұл құбылыстардың белсенділі төмен. Осы себептен де климат жағдайларына топырақтың химиялық және минералдық құрамдары тікелей байланысты.

Күні жылы, ылғалы мол аймақтарда топырақ минералы негізінен қатты үгілген, балшықты екінші минералдан, ал кұн райы ыстық, немесе суық, ылғалы өте аз аймақтар топырақ құрамындағы минералдардың басым бөлігі жөнді үгілмеген алғашқы минералдардан тұрады.

Ылғалы мол аймақтың топырағында суға ерігіш тұздар аз кездессе, керсінше құрғақ шөл аймақтар топырақ құрамы суға ерігіш тұздарға бай келеді. Ауа райының жиі желді болып келуі де топырақтағы құбылыстарға, оның құнарына көп әсер етеді.

Топырақ түзуші тау жыныстарының топырақ түзуге әсері. Түзілген топырақтың химиялық минералдық және механикалық құрамы өзін түзген тау жыныстарының құрамына өте ұқсас келеді. Топырақ түзуші тау жынысын топырақ түзуші аналық жыныс деп атайды. Сонымен аналық топырақ түзуші тау жынысы өзі түзген топырақтың көптеген химиялық, физика-химиялық және физикалық қасиеттерін анықтайды.

Топырақ түзуге, оның құнарлылығын арттыруға жер бедерінің тигізетін әсері. Жер бедерінің әр түрлі болуына қарай, оған судың келуі, сумен бірге қоректік заттардың ілесе келуі, тіпті күн сәулесінің түсуі түрліше болады. Жер бедерінің біркелкі болмауы топырақ түзілуге және олардың құнарлығына әсер етеді. Топыраққа жер бедерлерінің әсерлері туралы айтқанда, оның аса биік (макро) немесе орта (мезо) немесе майда (микро) деп бөлінетінін естен шығармауымыз жөн. Аса ірі таулы алқаптардан топырақ -климаттақ зоналық заңдылықтар жазық аймақтардағы топырақтың таралу заңдылығына сәйкес келе бермейді. Бұл ірі таулы алқаптарда топырақ-климаттық жағдайлардың тау етегінен биіктікке қарай таралып, өзгерулері табиғаттың белдеулік заңына бағынады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.