Топырақтың фазалық құрамы

Пән: Ауыл шаруашылығы
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

Жоспар

Топырақтың фазалық құрамы
Топырақтың сұйық және қатты фазалары
Топырақтың минералдық, органикалық бөліктері
Топырақ құрамындағы қоректік заттардың мөлшері
Топырақ реакциясы
Топырақтың сіңіру қабілеті

Топырақ буферлігі

Топырақтың қатты фазасының тығыздығы мен

қаттылығы, осы көрсеткіштердің агрономиялық сипаттамасы

Топырақ негізінен бір-бірімен өзара тығыз байланысты төрт бөліктен (фазадан) тұрады: газ немесе топырақ ауасы, сұйық немесе топырақ ерітіндісі, қатты бөлігі және тірі бөлігі (топырақтағы тірі организмдер) . Топырақтың осы төрт бөлігі оның механикалық, химиялық құрамдары мен агрохимиялық қаситтеріне жан -жақты әсер етеді.

Топырақтың газды фазасы - топырақтағы судан бос кеуектерді толтырып тұрған ауа. Оның құрамы атмосферадағы ауадан өзгеше болады. Топырақ ауасы өсімдік тіршілігіне, және оның тамырлары мен аэробты микроорганизмдердің тыныс алуы үшін маңызды роль атқарады. Топырақ ауасының құрамында көмірқышқыл газы көп (проценттің оннан бір бөлігінен 2-3% дейін ), оттегі азырақ болады. Топырақ ауасында көмірқышқыл газының көлемінің жоғары болуына, оны мекендейтін әр-түрлі аэробты организмдердің оттегіні пайдаланып, бұл газды бөліп шығару мен органикалық заттардың ыдырауы, атмосфера мен топырақ арасындағы газ алмасу құбылысы, топырақ ылғалдылығының шамадан тыс жоғары болуы ықпал етеді. Мұның өзі өсімдіктің дұрыс өніп -өсуі үшін су мен ауа белгілі бір қатынаста болуы керек екенін көрсетеді.

Топырақтың тірі фазасы - бұл топырақты мекендейтін және топырақ түзу процесіне қатысатын барлық тірі организмдер.

Табиғатта топырақтар барлық фазаларының бірлігі арқылы бір физикалық дене сияқты тіршілік етеді.

Топырақтың сұйық фазасы

Топырақ ерітіндісі топырақтың жалпы массасының 20%-ін құрайтын оның ең жылжымалы, өзгермелі және белсенді бөлігі. Топырақ ерітіндісінің құрамына минералдық, органикалық, заттармен еріген газдар (оттек, аммиак, көмірқышқыл газы) енеді. Бұл фазаны топырақ денесінің «қаны» деуге болады, себебі ылғалдың топырақта тік және көлденең жылжуы нәтижесінде топырақ пішінінде қабаттар бөлінеді. Топырақ ерітіндісінің құрамы мен концентрациясы тұрақты емес, ол түрлі биологиялық, химиялық, физика- химиялық құбылыстардың әсерінен өзгеріп тұрады. Мәселен, тыңайтқыш қолдану, топырақтағы ылғалдың азаюы, органикалық заттардың минерализациялануының қарқынды өтуі, оның құрамындағы тұздардың мөлшерінің көбеюіне, ал өсімдіктің топырақтағы қоректік заттарды пайдалануы, қоректік заттардың топырақтың төменгі қабатына-шайылуы немесе суда еритін қосылыстардың ерімейтін күйге ауысуы, топырақ ерітіндісіндегі тұздардың концентрациясының төмендеуіне ықпал етеді. Топырақтың сұйық бөлігінің құрамы ерітінді мен топырақ коллоидтарының арасындағы алмасу реакциясының әсерінен де өзгереді.

Топырақтың қатты фазасы

Топырақтың қатты фазасы механикалық элементтер деп аталатын әртүрлі мөлшердегі бөлшектерден тұрады. Олар тау жыныстарының үгінді сынықтары, жеке минералдар, қарашірінді заттар, органикалық және минералдық заттардың өзара әрекеттестіктерінен пайда болатын минералды, органикалық және органо- минералды болып келеді.

Механикалық элементтердің (фракциялардың) салыстырмалы мөлшерін топырақтың грануметриялық құрамы деп атайды.

Диаметрі 1 мм- ден ірі топырақтың механикалық бөлшектері оның қаңқасын ал 1 мм- ден уақ бөлшектері ұсақ ұнтақ бөлімін құрайды. Өз кезегінде ұнтақты бөлшектер физикалық құмда (0, 01 мм ірі бөлшектер) және физикалық сазға (0, 01 мм уақ) бөлінеді.

Топырақтың гранулометриялық құрамы. Грануметриялық құрамы жеңіл топырақтар жақсы су сіңімділігімен, оңтайлы ауа жүргісімен тез қызу қабілеттілігімен сипатталады. Сонымен бірге олардың теріс қасиеттері бар, мысалы ылғал сыйымдылығының төмендігі, қарашіріндісінің, қоректік элементтердің аз болуы, сіңіргіштік қабілетінің шамалылығы, жел эрозиясына бейімділігі.

Топырақтағы физикалық құммен саз бөлшектердің салыстырмалы мөлшеріне сәйкес ол құмды, құмайт(құмдауыт), саздауыт ( жеңіл, орта, ауыр ), сазды (олда 3-ке бөлінеді: жеңіл, орта, ауыр ), ал топырақты өңдегенде тарту кедергісіне байланысты шартты түрде жеңіл, орташа, ауыр топырақтар деп үш топқа бөлінеді.

Ауыр саздауытты және сазды топырақтар жоғары байланыстылығы және су сыйымдылығымен, қарашірінді, қоректік заттармен қамтамасыз етілу деңгейі жоғарлылығымен ерекшеленеді. Мұндай топырақтардың оң қасиеттері олардың құрылымы жоғары болғанда айқын көрінеді де, керісінше, шаңдақ болғанда теріс көріністері ұлғаяды.

Құрылымы нашар топырақтардың арасында өздерінің қасиеттерімен жеңіл және орта саздақты топырақтар ерекшеленіп тұрады.

Топырақтың физикалық пісіп-жетілуі оның грануметриялық құрамына тығыз байланысты болып келеді. Сонымен қатар топырақтың технологиялық қасиеттері (байланыстылығы, иілімділігі, жабысқақтығы ), қаттылығы, ісіну қабілеттілігі де оның грануметриялық құрамына байланысты.

Топырақтың грануметриялық құрамын еске ала отырып ауыл шаруашылық дақылдарын аумаққа орналастыру әбден мүмкін. Мысалы, картоп, көптеген көкөніс дақылдарын құмдауыт, жеңіл саздауытты жерлерге орналастырған тиімді болып келеді.

Гранулометриялық құрам топырақ тузуші жыныстан қалған оның өте тұрақты белгілерінің бірі, ол топырақты шаруашылықта пайдаланғанда өзгерістерге ұшырайды деуге болмайды. Тек жылыжай жағдайларында немесе аз көлемді жерлерді органикалық тыңайтқыштарды көп мөлшерде берумен қатар сазды немесе құмды топырақпен араластыру арқылы оның грануметриялық құрамын өзгертуге болады.

Топырақтың технологиялық қасиеттері дегеніміз өңдеу құралдарын дұрыс таңдап алғанда, топырақты өңдеудің жоғарғы сапасын қамтамасыз ететін оның механикалық, физикалық, химиялық және биологиялық қасиеттерінің жиынтығы.

Топырақтың созымдылығы деп оның сыртқы күштердің әсерінен өз формасын өзгерту және сол өзгерген қалпын күш әсері тоқтағаннан кейін де бұзбай ұзақ уақыт сқтау қабілетін айтамыз. Созымдылық топырақтың грануметриялық құрамына, ылғалдылық деңгейіне және басқа жағдайларға байланысты.

Топырақтың минералдық бөлігі

Топырақтың қатты фазасының 90-99 проценті минералдық бөліктен тұрады. Оның минералогиялық және химиялық құрамы өте күрделі болып келеді. Топырақтағы минеералдар шығу тегіне қарай екі топқа бөлінеді: алғашқы және екінші қатардағы минералдар. Алғашқы минералдардың ішінде топырақта калийлі және натрий-калийлі далалық шпат, калийлі және темірлі-магнийлі слюдалар, кварцтар кеңінен таралған. Алғашқы минералдар топыра түзуші аналық жыныстардың құрамында болады. Химиялық құбылыстардың, топырақты мекендейтін организмдердің әсерінен алғашқы минералдардан темір, алюминий гидрооксидтері, кремнезем гидраттары, әртүрлі тұздар және екінші қатардағы минералдар пайда болады.

Екінші қатардағы минералдар химиялық қасиеттері бойынша үш топқа бөлінеді:

Монтмориллониттер (монтмориллонит, бейделит т. б) . Бұл минералдардың ісінуі, жабысқақтығы, тұтқырлығы жоғары.
Каолиниттер (каолинит, галлуазит) . Бұл топқа жататын минералдардың тұтқырлығы мен жабысқақтығы азырақ болады.
Гидрослюдалар (гидромусковит, гидробиотит, вермикулит) .

Олардың химиялық құрамы тұрақты емес. Топырақтың минералдық бөлігінің құрамына аморфты заттар да кіреді.

Сонымен қатар топырақта әртүрлі тұздар: карбонаттар, сульфаттар, хлоридтер, нитраттар, және калий, натрий, кальций, магний фосфаттары кездеседі. Олардың көпшілігі суда жақсы ериді.

Топырақтың механикалық фракцияларының химиялық құрамы бірдей емес.

Топырақтың механикалық фракцияларының химиялық құрамы (% есебімен)

Фракциялар, мм

Фракциялар, мм:

1. 0-0. 2

0. 2-0. 04

0. 04-0. 01

0. 01-0. 002

>0. 002

Si:

43. 4

43. 8

41. 6

34. 6

24. 8

Al:

0. 8

1. 1

2. 7

7. 0

11. 6

Fe:

0. 8

1. 0

3. 6

9. 2

Ca:

0. 3

0. 4

0. 6

1. 1

Mg:

0. 3

0. 1

0. 2

0. 6

0. 7

1. 2

1. 9

3. 5

4. 1

0. 02

0. 04

0. 09

0. 04

0. 18

Топырақтың органикалық бөлігі

Топырақтың органикалық заттары оның маңызды құрамдас бөліктері болып табылады. Олар негізінен екі топқа жіктейді:

Табиғи жағынан ерекше органикалық заттар- қара шірінді немесе гумус.
Қара шіріндіге айналмаған өсімдік және жан-жануар тектес органикалық заттар/ өсімдік қалдықтары, құрттар, насекомдар, микроорганизмдер/.

Қара шірінді құрамына азот болатын жоғары молекулалы, құрылысы өте күрделі қосылыс. Ол өсімдік қалдықтарының биохимиялық жолмен ыдырауынан түзіледі. Гумин қышқылдарының құрамына 52-62% көміртек, 2, 8-5, 8% сутек, 31-39% оттек, 1, 7-5% азот болады. Гумин қышқылдарындағы осы элементтерінің мөлшеріне, топырақ типі, топырақтағы органикалық заттардың құрамы және олардың ыдырауы әсер етеді.

Топырақтың қара шіріндісі өсімдіктің қоректенуі мен топырақ құнарлылығы үшін маңызды роль атқарады:

Органикалық зат өсімдіктер үшін қоректік элементтердің көзі болып саналады. Өйткені оның құрамына топырақтағы жалпы азоттың 98-99%-ті, фосфордың 30-40%-ті, күкірттің 90%-ті енеді.
Гумин қышқылдары, фульвоқышқылдар, органикалық заттардың ыдырауынан пайда болған көмірқышқыл силикаттар мен алюмосиликаттарды бірте-бірте үгіту арқылы және кальций, магний карбонаттарын, фосфаттарды, тағы басқа тұздарды ерітіп олардың құрамындағы элементтерді өсімдікке сіңімді күйге ауыстырады.
Органикалық заттар микроорганизмдер үшін қорек көзі болып есептеледі.
Органикалық заттар адсорбция процесіне қатысады, топырақтың буферлігі мен сіңіру қабілетін жоғарылатады, топырақтың физикалық қасиеттерін( ылғал сыйымдылығы, су, ауа өткізгіштігі, жылу режимі) жақсартады.

Әр түрлі топырақ құрамындағы қоректік заттардың мөлшері

Топырақтар бір-бірінен механикалық бөлігінің құрамы және органикалық заттардың мөлшері мен құрамы жағынан ажыратылады. Сондықтан әрбір топырақта негізгі қоректік элементтердің мөлшері бірдей болмайды. Топырақ неғұрлым қарашіріндіге бай болса, оның құрамында азот пен фосфордың жалпы қоры көп болады. Ал калийдің жалпы мөлшері топырақтың механикалық құрамымен айқындалады. Атап айтқанда құм, құмдық топырақтарда саз, сазды топырақтарға қарағанда калий мөлшері аз.

Топырақта қоректік заттардың көпшілік бөлігі өсімдік қабылдай алмайтын формада кездеседі. Азот негізінен күрделі органикалық заттардың(қара шірінді, белок т. б), фосфордың көп бөлігі қиын еритін минералдық және органикалық қосылыстардың, калийдің басты бөлігі ерімейтін алюмосиликат минералдардың құрамында болады.

Топырақтың құнарлығын қоректік заттардың жалпы қоры анықтайды.

Өсімдіктің қоректенуіне топырақтағы қоректік элементтердің жылжымалы түрлерінің мөлшері, яғни топырақтың тиімді құнарлылығы маңызды роль атқарады. Элементтердің жылжымалы түріне олардың суда, әлсіз қышқылдарда еритін қосылыстары мен алмаспалы күйдегі катиондар жатады. Қоректік заттардың сіңімді түрінің пайда болуы қосылыс түріне, климат жағдайларына, топырақ түріне, агротехника деңгейіне байланысты. Сондықтан топырақтың тиімді құнарлығын арттыруда органикалық және минералды тыңайтқыштар қолданудың маңызы зор.

Топырақтың сіңіру қабілеті

Өсімдікке қажетті қоректік заттардың топырақта жиналуы, оның сіңіру қабілетімен тығыз байланыста болады. Топырақтың сіңіру қабілеті деп, оның ерітіндідегі түрлі заттардың молекулалары мен иондарын өз бойына сіңіріп, және оларды ұстап қалуын айтады. Топырақтың бұл қасиетті ертеден белгілі болған. 1850-1854 жылдары Д. Уэй өзінің зерттеу жұмыстарында топырақ бүкіл тұзды сіңірмей, тек оның негіздік тобын ғана қабылдайтынын дәлелдеді.

Топырақтың сіңіру қабілеті жөніндегі ғалымның дамуына коллоидты химия үлкен әсерін тигізді.

Топырақтың сіңіру қабілетін зерттеуге К. К Гедройц, Г. Вагнер, С. Маттсон, Д. Н Прянишников сияқты ғалымдар көп үлес қосты.

К. К Гедройц топырақтың сіңіру қабілетінің механикалық, биологиялық, физикалық, химиялық және физика-химиялық түрлері болатынын ашты. Механикалық сіңіру қабілеті деп топырақтың басқа қуыс денелер сияқты, өзінен өткен судың құрамындағы заттарды(құм, лай т, б) ұстап қалуын айтады. Топырақтың бұл сіңіру қабілеті оның механикалық құрамы мен түйіртпектігіне байланысты болады.

Топырақты мекендейтін әрбір организм қоректік элементтерді сіңіруде талғампаздық танытады. Атап айтқанда, өсімдік тамыры мен микроорганизмдер топырақтан тек қана өздеріне қажетті элементтерді сіңіреді.

Топырақтағы түйнек және еркін тіршілік ететін бактериялардың атмосферадағы азотты байланыстыру құбылысы да биологиялық сіңіру болып саналады.

Сыртқы тарту күшінің әсерінен топырақ бөлшектерінің әр түрлі заттардың молекулаларын сіңіріп, өз бойында ұстап тұру қабілетін физикалық сіңіру деп атайды.

Топырақ реакциясы

Өсімдік пен микроорганизмдер үшін топырақ реакциясы өте маңызды тіршілік факторы болып саналады. Топырақ ерітіндісінің реакциясы оның құрамындағы сутек және гидрооксид иондарының арақатынасына қарай өзгереді. Ерітіндіде сутек иондарының концентрациясының өсуі, гидрооксид иондарының концентрациясының азаюына ықпал жасайды, және керісінше, гидрооксид иондардың концентрациясының өсуі сутек иондарының азаюына әсерін тигізеді.

Биологиялық құбылыс нәтижесінде топырақ ерітіндісінде әрдайым көмірқышқылы пайда болып, сыртқы ортада қышқылдық реакция тудырады:

H ₂ O +CO ₂ =H ₂ CO ₃

H ₂ CO ₃ = H ⁺ + HCO ₃

Бұл қышқылдықты топырақ сіңіру комплексіндегі катиондар және карбонаттар бейтараптайды:

(Т. С. К) Ca + 2H ₂ CO ₃ =(Т. С. К) H + Ca(HCO ₃ ) ₂

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.