Топырақтың минералды коллоидтары

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 28 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының білім жӘне ғылым министрлігі
М.Х. Дулати атындағы Тараз өңірлік университеті
Ұстаз институты
Химия және биология кафедрасы

КУРСТЫҚ Жұмыс

Пәні:Қолданбалы биология және топырақтану

Тақырыбы: Топырақ минерологиясы және топырақ түзудегі маңызы

Білімгер: Тойбазарова Әмина Махмутқызы Тобы:ХБ 19-1 ____________
қолы
Жетекші: Химия және биология кафедрасының профессоры
\қызметі\
Тулеубаев Жақсыбай Сурабердиевич
\аты-жөні\

Қорғауға жіберілді ____________________20____ж.
_______________________
қолы

Жұмыс қорғалды __________________20__ж. бағасы
____________________
жазбаша
Комиссия мүшелері:__________________________ __________________________
аты-жөні қолы
___________________________________ _________________
аты-жөні қолы

Тараз 2021
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
М.Х. Дулати атындағы Тараз өңірлік университеті

Кафедра: Химия және биология
ХБ-19-1тобының білімгеріне Тойбазарова Әмина курстық жоба (жұмыс)
аты-жөні
Пәні:Қолданбалы биология және топырақтану

ТАПСЫРМА
1. Тақырыбы: Топырақ минерологиясы және топырақ түзудегі маңызы
2. Тапсырманың арнайы нұсқауы: Әдебиеттер, журналдар, сайттар.
3. Есепке-түсініктеме жазбаларының негізгі тараула - ры (жұмыстары)
Орындау кестесі

Көлемі, %
Орындау уақыты
Кіріспе
10%
2 қараша-3 қараша
І Негізгі бөлім
ТОПЫРАҚТЫҢ МИНЕРАЛОГИЯЛЫҚ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ҚҰРАМЫ
15%
4 қараша-9қараша
1.1.Топырақтың минералогиялық құрамы
15%
9 қараша-13қараша
1.2. Топырақтың минералды коллоидтары
10%
14 қараша-16 қараша
2 ТОПЫРАҚ МИНЕРАЛОГИЯСЫ -ТОПЫРАҚ ТҮЗУДЕГІ МАҢЫЗЫ
10%
17 қараша-18 қараша
2.1. Топырақ түзілу процесі
10%
18 қараша
2.2. Топырақ түзілу факторлары
10%
18қараша
III Қорытынды
10%
19қараша

4. Графикалық материалдарының тізімі (сызулардың масштабы келтіріледі)

5. Жобаның (жұмысты) жинақтау мерзімі
10%

6. Қорғау
100%

Кафедра мәжілісінде бекітілген ___________________20___ ж. хаттама № ______

Жетекшісі:
________________________ __________ ___________ _______________________ _____
қызметі қолы аты-жөні

Тапсырманы орындауға қабылдадым _______________20___ж. ____________________
білімгердің қолы

МАЗМҰНЫ:
КІРІСПЕ 4
1. ТОПЫРАҚТЫҢ МИНЕРАЛОГИЯЛЫҚ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ҚҰРАМЫ 6
1.1 Топырақтың минералогиялық құрамы 6
1.2 Топырақтың минералды коллоидтары 12
2 ТОПЫРАҚ МИНЕРАЛОГИЯСЫ -ТОПЫРАҚ ТҮЗУДЕГІ МАҢЫЗЫ 20
2.1 Топырақ түзілу процесі. 20
2.2 Топырақ түзілу факторлары. 21
ҚОРЫТЫНДЫ 25
ПАЙДАЛАНҒАНН ӘДЕБИЕТТЕР 26

КІРІСПЕ
Зерттеу өзектілігі: Топырақтың пайда болуы мен дамуы, олардың таралу заңдылықтары, ұтымды пайдалану және құнарлылықты арттыру жолдары туралы ғылым Топырақтану деп аталады. Бұл ғылым жаратылыстану саласы болып табылады және физика-математикалық, химиялық, биологиялық, геологиялық және географиялық ғылымдармен тығыз байланысты, олар жасаған іргелі заңдар мен зерттеу әдістеріне сүйенеді. Сонымен бірге, кез-келген басқа теориялық ғылым сияқты, Топырақтану практикамен тікелей өзара әрекеттесу негізінде дамиды, ол анықталған заңдылықтарды тексереді және қолданады және өз кезегінде теориялық білім саласындағы жаңа ізденістерді ынталандырады. Қазіргі уақытта ауыл және орман шаруашылығы, суару, құрылыс, көлік, пайдалы қазбаларды іздеу, Денсаулық сақтау және қоршаған ортаны қорғау үшін топырақтанудың ірі қолданбалы бөлімдері құрылды.
ХІХ ғасырдың ортасына қарай. топырақты зерттеу үшін кең материал жиналды, бірақ бұл мәліметтер шашыраңқы, жүйеге келтірілмеген және жалпыланбаған. Барлық зерттеушілер үшін топырақ терминінің бірде-бір анықтамасы болған жоқ.
Топырақ ғылымының тәуелсіз жаратылыстану ғылымы ретінде негізін қалаушы көрнекті орыс ғалымы Василий Васильевич Докучаев (1846-1903) болды. Докучаев алғаш рет топырақтың ғылыми анықтамасын тұжырымдап, топырақты тәуелсіз табиғи-тарихи дене деп атады, бұл аналық жыныстың, климаттың, өсімдіктер мен жануарлар организмдерінің, топырақтың жасы мен ішінара рельефтің жиынтық белсенділігінің нәтижесі. Докучаев айтқан топырақтың пайда болуының барлық факторлары оған дейін белгілі болды, оларды әр түрлі ғалымдар дәйекті түрде алға тартты, бірақ әрқашан жалғыз анықтайтын шарт ретінде. Бірінші Докучаев топырақтың пайда болуы топырақ түзудің барлық факторларының бірлескен әрекеті нәтижесінде пайда болатынын айтты. Ол топыраққа өсімдік, жануар, минерал және т.б. ұғымдарына тең келетін, пайда болатын, дамитын, уақыт пен кеңістікте үнемі өзгеріп отыратын тәуелсіз ерекше табиғи дене ретінде қарады, осылайша ол жаңа ғылымның берік негізін қалады.
Топырақ-тірі және өлі организмдердің (өсімдіктер, жануарлар, микроорганизмдер), күн жылуы мен жауын-шашынның әсерінен тау жыныстарының өзгеруі нәтижесінде пайда болған жер шарының ең беткі қабаты. Топырақ-бұл ерекше құрылымы, құрамы мен қасиеттері бар ерекше табиғи форма. Топырақтың маңызды қасиеті-оның құнарлылығы, яғни өсімдіктердің өсуі мен дамуын қамтамасыз ету мүмкіндігі. Құнарлы болу үшін топырақта жеткілікті қоректік заттар болуы керек және өсімдіктерді тамақтандыруға қажетті су қоры болуы керек, бұл оның құнарлылығы, топырақ, табиғи организм ретінде, барлық басқа табиғи денелерден (мысалы, бедеу тастан) ерекшеленеді, олар өсімдіктердің қажеттілігін қамтамасыз ете алмайды.олардың тіршілік етуінің екі факторы - су мен минералдар.
Топырақ құрамына төрт маңызды компонент кіреді:
минералды негіз (жалпы көлемнің 50-60%);
органикалық заттар (10% дейін);
ауа (15-25 %);
су (25-35%).
Зерттеу мақсаты: Топырақ-жер бетіндегі барлық биоценоздар мен биосфераның маңызды құрамдас бөлігі, жер бетінде және жер бетінде өмір сүретін барлық организмдердің (соның ішінде адамның) литосфера, гидросфера және атмосферамен көптеген экологиялық байланыстары жердің топырақ жамылғысы арқылы өтеді.
Зерттеу міндеттері:
- Топырақтың минералогиялық және химиялық құрамы;
- Топырақтың минералогиялық құрамы;
- Топырақ минералогиясы -топырақ түзудегі маңызы;
- Топырақ түзілу факторлары.
Зерттеу әдістері:
Зерттеудің негізгі әдіс тәсілдері саралау, зерттеулер, экологиялық бағалау, салыстыру, жалпылау, бақылау.
Курстық жұмыс құрылымы: кіріспе, 2 бөлім және қорытындыдан тұрады. Соңынан пайдаланылған әдебиеттерден тұрады.

1. ТОПЫРАҚТЫҢ МИНЕРАЛОГИЯЛЫҚ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ҚҰРАМЫ
1.1 Топырақтың минералогиялық құрамы

Солтүстік жарты шарға тән борпылдақ топырақ түзетін жыныстардың материалдық құрамының негізгі бөлігі, мысалы, мореналық шөгінділер, лессалар, жабық және лесс тәрізді саздақтар, шымтезектен басқа флювио-гляциалды құмдар мен құмдақтар минералды бөлшектерді құрайды. Шығу тегі мен мөлшеріне байланысты олар екі негізгі топқа бөлінеді. Олардың бірі - жойылған тығыз магмалық, метаморфты немесе шөгінді тау жыныстарынан ұсақ жерге өткен бастапқы минералдардың дәндері, екіншісі-негізінен саз минералдарының ұсақ бөлшектері, олар бастапқы минералдардың трансфор-мациясы немесе ауа-райы мен топырақ түзілу кезінде неоплазманың өнімі болып табылады.
Бөлінбеген құрылымның мұраланған минералдары (бастапқы минерал-дар) механикалық және температуралық әсер ету кезінде олардың ұсақталуының максималды шектеріне байланысты үлкен фракцияларда толығымен шоғырланған. Бастапқы минералдардың құрамындағы борпылдақ шөгінділерде кварц басым. Тығыз магмалық жыныстармен салыстырғанда олардың құрамында дала шпаттары, пироксендер, қосмекенділер аз. Бұл борпылдақ топырақ түзетін жыныстардың химиялық және биохимиялық агенттердің әсерінен пайда болатын тығыз жыныстардың материалын бірнеше рет қайта бөлу және ұзақ уақыт өзгерту өнімі болып табыла-тындығына байланысты, бұл кварцтың салыстырмалы жиналуына әкеледі.
Бастапқы минералдар ұсақ құмдар массасының 90-98% құрайды (50-80% саздақ және 10-12% саз). Сіңіру қабілеті жоқ бастапқы минералдар топырақтың бірқатар қасиеттерінің қалыптасуына және тіпті олардың генезисіне айтарлықтай әсер етеді.1
Мұраланған (бастапқы сазды) және жаңадан пайда болған (қайталама) қабатты алюмосиликатты минералдар, оның ішінде сазды минералдар толығымен 0,001 мм-ден аз ұсақ дисперсті гранулометриялық фракцияларда шоғырланған және каолинит,гидрослюд, смектит, монтмориллонит, аралас қабатты минералдар, хлорит топтарының минералдарымен, сондай-ақ темір және алюминий оксидтерінің минералдарымен, аллофандармен, минералды тұздармен ұсынылған.
Барлық саз минералдарына ортақ қасиеттерге қарамастан (қабатты кристалды құрылым, жоғары дисперсия және сіңіру қабілеті) олардың жеке топтары топырақтың қасиеттеріне айтарлықтай әсер етуі мүмкін.
Каолинит тобының минералдары-қабатты алюмосиликаттар (сурет. 10)қатты кристалды тормен. КАС 25 мг-экв100 г топырақтан аспайды. Олар ісінбейді. Топырақтағы каолиниттің мөлшері, әдетте, субтропикалық және тропикалық аймақтардың топырақтарын, сондай-ақ ежелгі тамырлардағы топырақты қоспағанда, шамалы. Каолинит тобына қабатаралық судың едәуір құрамымен, сондай-ақ үлкен КАС (40-60 мг-экв100 г) сипатталатын галлуазит минералы жатады.
Гидрослюд тобының минералдары-иллит тобының минералдары. Олар кеңейтілмейтін торы бар үш қабатты алюминосиликаттар. КАС - 45 - 50 мг-экв100 г топырақ. Құрамында калий бар (6-8% K20), ішінара өсімдіктер сіңіреді. Гидрослюдалар шөгінді тау жыныстарында кең таралған және әр түрлі мөлшерде барлық топырақтарда, әсіресе подзоликалық және сероземаларда кездеседі. Гидрослюдаларға кеңейетін кристалдық торы және үлкен КАС (100 мг-экв100 г топырақ) бар вермикулит минералы жақын.
Смектит тобының минералдары-ылғалданған кезде қатты кеңейетін кристалды торы бар үш қабатты құрылымымен сипатталатын минералдар. Сондықтан олар суды сіңіріп, қатты ісінуге қабілетті. Смектиттер өте дисперсті (фракциялардың мөлшері 0,2- 0,3 мкм-ден аз, бөлшектердің жалпы санының 40-50% - ы 0,001 мм-ден аз). КАС 80-120 мг-экв 100 г топырақ. Бұл топтың минералдары көбінесе бейтарап және сәл сілтілі реакциясы бар топырақтарға тән және каштан түрлері, сортаң. Смектит біріктірілген топырақтарда және ферраллит құрамындағы кейбір топырақтарда көп. Аралас қабатты минералдар тобы - қоңыржай және суық гумидті климат топырақтарында, сондай-ақ Арктика белдеуінің топырақтарында жиі кездесетін минералдар, олар 30-80% осы топпен ұсынылған. Оларға мыналар жатады: гидрослюда - монтмориллонит, хлорит -- вермикулит, хлорит тобының сазды минералдары.
Темір және алюминий гидроксидтерінің минералдары темір тобының минералдарынан гематит пен гетит және гиббсит, алюминий тобының минералдарынан бемит. Басымдықта иллювиальных деңгейжиектерде желтоземов, красноземов, ферраллитных, железистых ал құмдауытты жəне күлденген жерлерде топырақтың инерция (полярлық және экваторлық гумидного белдеу.
Аллофандар-минералдардың тәуелсіз тобы. Олар кремний қышқылы мен алюминий гидрооксидтерінің өзара әрекеттесуі нәтижесінде пайда болады, олар бастапқы минералдардың жойылуымен, сондай-ақ өсімдік қалдықтарының күлінен босатылады. Жанартау топырақтарына, әсіресе тропикалық аймақтарға (андосол) тән.
Минералдар-тұздар құрғақ және семиаридті аймақтардың топырақтарына тән. Ұсынылған карбонатами -- кальцитом, доломитом, сода, гипспен, ангидритом, мирабилитом.
Топырақ транспондердің химиялық құрамы мору. Алайда, тірі заттың ауа-райының қабығына әсер еткенде оның химиялық құрамы айтарлықтай өзгереді. Егер сіз топырақты химиялық элементтер атомдарының жүйесі ретінде елестетсеңіз, онда бұл жүйе толығымен оттегі мен кремний атомдарынан тұрады.
Қарашірік пен органикалық қалдықтарды қоспағанда, Топырақтың негізгі бөлігі минералды бөлшектерден тұратындықтан, топырақтың жалпы химиялық құрамы негізінен оны құрайтын минералдардың құрамымен және сандық қатынасымен анықталады.
Химиялық элементтер топырақ. Кремний-топырақтағы кварцтың құрамымен және аз дәрежеде бастапқы және қайталама силикаттар мен алюминосиликаттармен анықталады. Кейбір жағдайларда Опал немесе халцедон түрінде аморфты кремний көп мөлшерде болады, олардың генезисі және топырақта жиналуы биогендік (Опал фитолиті, диатомдардың қабығы) немесе гидрогендік (кремация) процестермен байланысты. Si02 жалпы мөлшері сазды топырақтарда 40 -- тан 70% - ға дейін және құмды топырақтарда 90-98% - ға дейін.
Алюминий-дала шпаттарының, саз минералдарының және басқа да алюминийге бай бастапқы минералдардың, мысалы, слюдалардың, эпидот-тардың, Анардың, Корундтың болуына байланысты. Топырақта аморфты немесе кристалды түрінде бемит, гидраргилит түрінде бос глинозем болуы мүмкін. Топырақтағы А1203 жалпы мөлшері әдетте 1 -2-ден 15 -20% - ға дейін, ал тропиктер мен бокситтердің ферралитті топырақтарында 40% - дан асуы мүмкін.2
Темір-топырақта магнетит, гематит, глауконит, мүйізді алдау, биотит, хлорит, саз минералдары, темір оксидтері тобының минералдары ретінде бастапқы және қайталама минералдардың құрамында болады. Топырақта және аморфты темір қосылыстарында көп (гетит, гидрогетит және т.б.). Fe203 - тің жалпы мөлшері өте кең диапазонда - кварц-құмды топырақтарда 0,5-1% - дан және лесс топырақтарында 3-5% - дан тығыз ферромагнезиялық тау жыныстарының элювиясында 8-10% - ға дейін және тропиктердің ферралитті топырақтарында және латериттерінде 20-50% - ға дейін. Безді түйіндер мен қабаттар байқалады.
Топырақтағы темір қосылыстары келесі формаларда болады:
1) Бастапқы минералдар мен қайталама (сазды) минералдардың кристалдық торларының құрамына кіретін силикатты темір;
2) силикаттық емес (бос) темір: оксидтер мен гидрооксидтердің кристалданған (әлсіз немесе қатты); аморфты қосылыстар (безді және қарашірік-безді); жылжымалы қосылыстар (метаболикалық және суда еритін).
Кальций-карбонатсыз сазды топырақтардағы СаО мөлшері 1-3% құрайды және жұқа дисперсті фракциялардың сазды минералдарының, сондай-ақ қарашірік пен органикалық қалдықтардың болуымен анықталады, осыған байланысты профильдің жоғарғы бөлігінде кальциймен биогенді байыту үрдісі байқалады. Кальций карбонатты жыныстардың сынықтарында да кездеседі.
Құрғақ дала және құрғақ аймақтардың топырақтарында топырақ түзілу процесінде қайталама кальцит немесе гипс жиналады. Кальций көп мөлшерде кальцийлі немесе гипс қыртысының пайда болуына дейін гидрогенделген топырақта жиналады.
Магний-мазмұны бойынша СаО-ға жақын, бұл монтмориллонит, вермикулит, хлориттің болуына байланысты. Ірі фракцияларда магний доломиттердің, мүйізді алаяқтардың, пироксендердің сынықтарында шоғырланған. Құрғақ аймақтың топырақтарында хлоридтер мен сульфаттар түрінде топырақтың тұздануы кезінде магний көп жиналады.
Калий-топырақтағы К20 мөлшері 2-3% құрайды. Ол жұқа фракциялар-да, әсіресе гидрослюдаларда, сондай-ақ бастапқы минералдардың-биотит, мусковит, калий дала шпаттарының құрамында болады. Калий өсімдіктерге өте қажет элемент (күріш. 11).
Натрий-топырақтағы Na20 мөлшері шамамен 1-3% құрайды, негізінен құрамында натрий бар дала шпаттарында. Құрғақ топырақтарда натрий негізінен хлоридтер түрінде болады. Топырақта натрий тапшылығы, әдетте, байқалмайды, бірақ оның артық болуы топырақтың қолайсыз физикалық қасиеттерін тудырады.
Титан, марганец және күкірт -- топырақта шектеулі мөлшерде болады.
Көміртек, азот, фосфор-ең маңызды органогендер. Көміртек негізінен қарашірікте, сонымен қатар органикалық қалдықтар мен карбонаттарда шоғырланған. Азот қарашірікпен де байланысты және фосформен бірге топырақ құнарлылығында өте маңызды рөл атқарады. Топырақта, әдетте, фосфордың жетіспеушілігі байқалады, оның жалпы мөлшері шамалы және негізінен қарашірік пен органикалық қалдықтардан тұрады.
Микроэлементтер-никель, кобальт, мырыш, мыс, қорғасын, литий және т.б. Топырақта аз мөлшерде болады. Алайда, олардың кез-келгенінің тапшылығы немесе артық болуы өсірілетін дақылдарға теріс әсер етеді. Топырақтың ең маңызды сипаттамасы оның минералогиялық құрамы болып табылады, өйткені бұл негізінен әр түрлі шыққан минералдармен ұсынылған минералды компоненттер, негізінен шымтезек қоспағанда, көптеген топырақ түрлерінің қатты фазасының нақты құрамын анықтайды.
Минерал-табиғи химиялық реакциялар нәтижесінде жер қыртысында немесе оның бетінде пайда болатын және аз немесе аз тұрақты химиялық құрамы, ішкі құрылымы және сыртқы белгілері бар табиғи химиялық қосылыс немесе табиғи элемент.3
Шығу тегі бойынша топырақтың қатты фазасының минералды компоненттері екі топқа бөлінеді. Олардың бірі массивті кристалды және шөгінді жыныстардан топырақ құрамына енген магмалық және метаморфты минералдар. Олар бастапқы минералдар деп аталды', олардың пайда болуы ауа-райының және топырақтың пайда болуымен байланысты емес. Тағы бір топ ауа-райы мен топырақтың қалыптасуында, сондай-ақ олардың ыдырау өнімдері мен өсімдіктердің күл элементтерінен соңғы сатылардың өзгеруі нәтижесінде пайда болған қайталама минералдармен ұсынылған.
Қатынасы алғашқы және екіншілік минералдардың топырақ кең көлемде тербеледі және тәуелді тұрақтылық дәрежесі бастапқы породообразующих минералдардың шарттарын, желдету және көшіру выветренного материал. Бастапқы минералдардың салыстырмалы құрамы қиыршық тасты және құмды шөгінділерден (90-98%) сазды (50-80%) және сазды (10-12%) азаяды. Бастапқы минералдардың мөлшері ауа-райы өнімдері мен топырақ жасына байланысты азаяды.
Бастапқы минералдар
Бастапқы минералдар негізінен мөлшері 0,001 мм-ден асатын механикалық элементтердің фракцияларында шоғырланған.олар үлкен әртүрлілікпен сипатталады, 2000-ға дейін бастапқы минералдар белгілі, бірақ олардың салыстырмалы түрде аз бөлігі кең таралған және тау жыныстарын құрайды. Әдетте топырақта бастапқы минералдардың 35-40 түрі кездеседі, олардың ішінде кварц, дала шпаттары, слюдалар, амфиболдар, пи - роксендер, хлориттер жиі кездеседі. Аз мөлшерде, бірақ барлық жерде дерлік акцессорлық (басшылық) минералдар бар-рутил, дистен, ильменит, циркон және т. б. Химиялық құрамы бойынша бастапқы минералдардың көпшілігі оттегі қосылыстары-оксидтер мен силикаттар. Оксидтер. Кварц, магнетит, рутил, дистен, ильменит оксидтер тобының тау жыныстарын құрайтын минералдардың топырақтарында жиі кездеседі.
Кварц-Si02-магмалық және шөгінді жыныстардың, шөгінділердің және топырақтың кең таралған минералдарының бірі, оның құрамы көбінесе 25-40%, ал кварц құмдары мен құмтастарда 90% -- дан асады. Оның кристаллохимиялық құрылымының негізі кварцтың ауа-райы процестеріне тұрақтылығын анықтайтын үздіксіз рамалық құрылымды құрайтын кремнийлі оттегі тетраэдрлері болып табылады. Бұл кварцты тау жыныстары мен топырақтың элювиалды горизонттарының ежелгі ауа-райының қалдық минералы. Ол щеткалар мен друздарды құрайтын призмалық пішінді ұзартылған кристалдар түрінде шығарылады. Топырақтың шаңды -- құмды фракцияларында (0,01-1 мм) оның құрамы 60-90% құрайды.
Магнетит-Fe304-Fe(II III) оксиді. Ауа-райы процестеріне оңай ұшырайды, оның мөлшері көбейетін вулкандық топырақты қоспағанда, оның топырақтағы мөлшері әдетте 0,5-1,0% құрайды. Тропикалық аймақтардың топырақтарында жиі кездесетін гематит-Fe2C3 магмалық шығу тегі болуы мүмкін.
Рутил-ТЮ2-ауа-райына өте төзімді, оның топырақтағы мөлшері 0,3 -- 0,5% құрайды. Бокситтерге ауа-райының қалдық өнімі және басқа минералдардың толық ыдырауы ретінде тән. Көбінесе сиениттер мен пегматиттердегі тропикалық мәңгі жасыл орман астында дамыған топырақтың жоғарғы горизонттарында кездеседі.
Силикаттар. Метакремнийлі (H2Si03) және ортокремнийлі (H4Si04) қышқылдардың тұздарынан түзілген кең таралған минералдар тобы. Силикаттардың негізгі Элементарлық құрылымдық бірлігі -- кремний оттегі тетраэдрі SiO^} , оның шыңдарында төрт оттегі ионы, ал ортасында кремний ионы орналасқан. Бөлім кремний ауыстырылуы мүмкін алюминий білімі бар алюмосиликаттар. Қарай ұштастыру кремнекислородных тетраэдров құрылады әр түрлі түрлері, құрылымдары: аралдағы, тізбекті, таспалы, листоватые, қаңқалы.4
Рамалық силикаттар тобына өте кең таралған минералдар - дала шпаттары жатады. Олардың магмалық жыныстардағы құрамы орта есеппен 60% құрайды. Химиялық құрамы бойынша дала шпаттары калий -- ортоклаз және микроклимат k[AlSi308], калинатрия - анортоклаз - (K, Na)[AlSi208] және плагиоклаздарға бөлінеді. Плагиоклаздар na[AlSi308] альбиті мен sa [Al2Si208] анортитінің изоморфты қоспаларынан тұрады. Дала шпаттары жоғары сілтілі және сілтілі жер катиондарымен сипатталады. Ортоклаз, микроклимат және анортоклаз құрамында 17% - ға дейін К20, альбит және анортоклаз 11% - ға дейін Na20, Анортит шамамен 20% cao бар. Топырақтағы дала шпаттарының мөлшері 10-15%, ал механикалық элементтердің үлкен фракцияларында - 30-40% жетуі мүмкін.
Жапырақты құрылымы бар слюдалар, олардың типтік өкілдеріне мусковит - KAl2 [AlSi3O10] (OH)2, биотит - K(Mg, Fe)3[AlSi3O10] (OH)2 және флогопит - KMg3[AlSi3O10] жатады ? (Ол) 2. Олардың тән ерекшелігі-жоғары, 10-12% дейін, K20 мазмұны, бұл өсімдіктердің тамақтануының маңызды элементі. Биотит құрамында 30% дейін болуы мүмкін FeO сағ - Fe203, флогопит - 20-30% MgO. Слюдалар міндетті компонент ретінде граниттер мен олардың пегматиттеріне енеді. Метаморфты тау жыныс-тарында (гнейстер мен тақтатастар) мусковит пен биотит көбінесе негізгі минералдар болып табылады. Оңай, әсіресе биотит, ауа-райына ұшырайды, бірақ олардың массивтік кристалды жыныстардағы құрамының жоғары болуына байланысты олар топырақта 10% - ға дейін кездеседі.
Қабатты силикаттарға хлориттер, симметриялы екі қабатты және күрделі пакеттері бар минералдардың үлкен және күрделі тобы кіреді. Хлориттердің химиялық құрамы өзгермелі, ал кремнийдің алюминийге қатынасы силикаттар болып табылатын минералдарда 9 - дан әдеттегі алю-миносиликаттарда 1,25-ке дейін. Хлориттердің құрамында 30% MgO немесе FeO болуы мүмкін. Қалыптасу жағдайларына сәйкес олар әдетте бастапқы минералдар болып табылады, бірақ олар қайталама болуы мүмкін - Бұлар топырақ хлориттері деп аталады.
Тізбекті және таспалы силикаттарға пироксендер мен қосмекенділер жатады. Олардың ұқсас қарапайым химиялық құрамы бар. Көбінесе бұл магний силикаттары немесе магний мен кальцийдің Қос тұздары, сонымен қатар көптеген минералдарда міндетті түрде натрий болады. Магнийдің темірмен изоморфты алмастырылуы мүмкін. Кейбір жағдайларда, әдетте натриймен бірге алюминий пироксендер мен қосмекенділерге енеді. Қосмекенділерде міндетті түрде Конституциялық су бар. Пироксендер арасында авгит минералы кең таралған, қосмекенділер арасында мүйізді алдау бар. Топырақтағы амфиболдар мен пироксендердің жалпы саны 5-тен 15% - ға дейін өзгереді.5
1.2 Топырақтың минералды коллоидтары
Топырақ минералды, органикалық және органо-минералдардан тұрады.
Минералды коллоидтар неден тұрады?
Минералды коллоидтар негізінен қайталама минералдардан тұрады: сазды минералдар (каолинит және монтмориллонит), темір мен алюминийдің бір жарым тотықтары, гидрослюдалар.
Коллоидты фракциядағы бастапқы минералдардан кварц пен Слюда аз мөлшерде кездеседі. Кварц айтарлықтай төзімділікке ие және басқа бастапқы минералдарға қарағанда, тіпті жоғары ауа-райында да сақталады, мысалы, дала шпаттары, олар ұсақталған күйде ауа-райына оңай түседі, сондықтан ұсақ фракцияларда іс жүзінде жоқ.
Көбінесе топырақта сазды минералдар (алюмосиликаттар) кездеседі, олар жоғары сіңіру қабілетіне ие, әсіресе монтмориллонит (Е = 80-120 мг-экв100 г топырақ), каолинитте Е = 10-20 мг-экв100 г топырақ. Саз минерал-дары топырақ құнарлылығында ерекше маңызды.
Монтмориллонит тобы негізінен борпылдақ топырақтарда кездеседі, екі тетраэдр мен октаэдрден тұратын үш қабатты кристалды тор бар. Осы құрылымның арқасында химиялық элементтердің байланысы әлсіз, судың енуі жақсы, бұл ісінуді, жабысқақтықты, топырақтың байланысын және олардың тозаңдануын арттырады.
Каолинит тобы екі қабатты кристалды тордан тұрады (октаэдр және тетраэдр). Бұл берік байланыс, су қиынырақ енеді және мұндай топырақ ісінбейді.
Саз минералдары екі және үш валентті катиондарға ұшыраған кезде коагуляцияға қабілетті және сілтілену кезінде оңай пептизацияланады (натрий және калий).
Кремний қышқылдары Силикат минералдарының гидролизі нәтиже-сінде пайда болады және кальций мен магниймен әрекеттескенде топырақта цементтеу әсерін тудыратын күшті қосылыстар түзеді.
Минералды коллоидтардың химиялық құрамы қандай?
Минералды коллоидтардың химиялық құрамы: кремний тотығы 40 - тан 60% - ға дейін; алюминий тотығы - 10-25%; темір тотығы-5-10% және аз мөлшерде кальций, магний, марганец, калий, натрий, фосфор, күкірт және микроэлементтер (бор, мырыш, кобальт, мыс және басқалар).
Бұл элементтердің саны тұқымға, коллоидтардың пайда болу жағдайла-рына, климатқа, топырақтың жасына, өсімдіктерге, микроорганизмдерге және басқа себептерге байланысты.6
Органикалық коллоидтар неден тұрады?
Органикалық коллоидтар өсімдіктер мен жануарлар ағзаларының ыдырауы нәтижесінде пайда болады. Әдетте, топырақтың жоғарғы горизонттарында төменгі деңгейлерге қарағанда органикалық коллоидтар көп. Органикалық коллоидтар гумин қышқылдарынан, фульв қышқыл-дарынан, олардың тұздарынан, лигниннен, ақуыздан, талшықтан, шайырлар-дан, микроорганизмдердің ақуыз заттарынан және басқа да күрделі қосылыстардан тұрады.
Органикалық коллоидтардың химиялық құрамы қандай?
Бұл қосылыстардың ең маңызды химиялық элементтері-көміртегі, сутегі, оттегі, азот, күкірт және фосфор.
Органикалық коллоидтарда теріс заряд және катиондардың метаболизмді сіңіру қабілеті қышқыл (ацидоидты) қасиеттер беретін карбоксил топтарына ( - СООН), сондай - ақ сутегін басқа катиондармен алмастыруға болатын гидроксил топтарына (- oh) байланысты.
Органикалық коллоидтардың тән ерекшелігі-жоғары сіңіру қабілеті:100-200 мг-экв100 г топырақ.
Органикалық коллоидтар өте тұрақсыз және өсімдіктер мен жануарлардың ыдырау өнімдерінен жойылып, қайта пайда болуы мүмкін.
Көбінесе органикалық коллоидтар минералды коллоидтармен тығыз байланыста болады және күрделі органо-минералды қосылыстар түзеді. Олардың аз бөлігі еркін күйде.
Органо-минералды коллоидтар неден тұрады?
Органо-минералды коллоидтар минералды коллоидтармен ұсынылған, олардың беті органикалық пленкамен жабылған. Олар теріс зарядталған және жоғары сіңіру қабілетімен сипатталады.
Топырақ коллоидтарының қасиеттерін түсіну үшін олардың құрылымымен танысу керек.
Коллоидты бөлшек оның бетінде орналасқан иондар мен су молекулаларының қабаттарымен бірге коллоидты мицелла деп аталады (Вигнер Г.сәйкес).
Ылғалды жағдайда мицеллалар бір-бірінен интермицеллярлық немесе интермицеллярлық ерітінді деп аталатын ерітіндімен бөлінуі мүмкін (әрдайым емес) (сурет. 1). Мицелланың ішкі бөлігі ядро деп аталады, ол кез-келген заттың бөлінбеген молекулаларының жиынтығы (саз минералдары, гумин қышқылдары, кремний, алюминий гидроксиді және басқалары). Дисперсия ортасымен шекарада сыртқы ядро молекулаларының диссоциациялануы немесе ортадан иондардың сіңуі нәтижесінде ядро бетінде иондардың Қос электрлік қабаты (ионогендік қабат) пайда болады. Ішкі, яғни. ядродағы иондар потенциалды анықтайтын, ал сыртқы - компен-саторлық (қарама-қарсы зарядталған) деп аталады. Потенциалды анықтайтын иондар әдетте теріс зарядқа ие, ал өтемдік иондар оң зарядқа ие. Топырақ зерттеулеріндегі өтемдік иондар алмасу немесе сіңірілген катиондар деп аталады. Бұл катиондардың қосындысы топырақтың сіңіру қабілетін құрайды. Сіңірілген катиондардың едәуір бөлігі потенциалды анықтайтын иондардың жанында орналасқан және иондардың қозғалмайтын қабатын құрайды. Оның үстінде біртіндеп интермицеллярлық ерітіндімен біріктіріл-ген иондардың диффузды қабаты жатыр. Мицелла ядросы потенциалды анықтайтын иондармен бірге түйіршік деп аталады. Түйіршік компенса-торлық иондардың бекітілген қабатымен бірге бөлшек деп аталады. Құрылымы бойынша топырақ коллоидтары аморфты, кристалды және аморфтан кристалдыға ауысады.
Коллоидтардың әртүрлі құрылымы олардың қасиеттері мен бүкіл топырақтың қасиеттеріне әсер етеді.7
Аморфты (изотропты) денелер барлық бағытта бірдей қасиеттерге ие (қаттылық, жылу өткізгіштік, оптикалық қасиеттер және басқалар). Аморфты денелерде атомдардың, иондардың, молекулалардың қатаң орналасуы жоқ, сондықтан олардың белгілі бір сыртқы формасы жоқ. Аморфты коллоидтер үлкен беткейге ие және сумен, тұздармен және бір-бірімен оңай араласады.
Кристалды денелерде қасиеттер өзгеретін бағытқа байланысты әр түрлі болады, сондықтан олар анизотропты болады. Мысалы, Слюда кристалдары бір бағытта оңай бөлінеді, екінші бағытта қиын, яғни әртүрлі бағыттарда әртүрлі механикалық беріктікке ие. Айырмашылық аморфты және кристалды денелердің құрылымындағы айырмашылықпен түсіндіріледі. кристалды денелерде иондар бір-біріне қатысты қатаң түрде орналасады, кеңістіктік тор түзеді. Кристалды коллоидтардың беті кішірек және сумен, тұздармен және басқа коллоидтармен әрекеттесу қиынырақ.
Топырақ коллоидтарының қандай қасиеттері бар?
Сыртқы қабаттың диффузиясы нәтижесінде потенциалды анықтайтын және диффузды қабаттар арасында потенциалдық айырмашылық пайда болады, ол коллоидты бөлшектің зарядын тудырады және электроки-нетикалық немесе Зета потенциалы деп аталады. Әр түрлі топырақтардағы оның мөлшері коллоидтардың табиғатына, сіңірілген катиондарға, топырақ ерітіндісіндегі тұздардың құрамы мен концентрациясына байланысты 0-ден 40-70 мВ-қа дейін өзгереді. Электрокинетикалық потенциал 0 болған кезде коллоид коллоидтың изоэлектрлік нүктесі деп аталатын электронды-бейтарап немесе изоэлектрлік күйде болады.
Потенциал мөлшері топырақ коллоидтарының қасиеттері үшін үлкен маңызға ие. Жоғары потенциалда 60-70 мВ, бөлшектер арасындағы электр импульсінің күші үлкен болған кезде, топырақтың жеткілікті ылғалдығы бар коллоидтар күлмен ұсынылған. Мұндай топырақ ериді, Тұтқыр және жабысқақ болады. Потенциалдың төмен мәндерінде (30-40 мВ) жоғарыдағы бөлшектер мен коллоидтар арасындағы тартылыс күштері гельдермен ұсынылған.
Потенциалды анықтайтын қабаттағы иондардың құрамына байланысты коллоидтардың теріс, оң немесе ауыспалы заряды болуы мүмкін:
1) Ацидоидтар - бөлшектердің беті теріс зарядталған, алмасу иондары катиондар болып табылады. Оларға қарашірік қышқылдары, кремний қышқылдары, саз минералдары ұсынылған минералды, органикалық және органо-минералды коллоидтар жатады. Қара топырақ, каштан, шымтезек, қара сұр орман топырақтарында басым.
2) Базоидтар - бөлшектердің беті оң зарядталған, алмасу иондары аниондар болып табылады. Подзоликалық және СОД-подзоликалық топырақтарда ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.