Топырақтың физикалық құрамы

КІРІСПЕ

Тақырыптың өзектілігі: Қоршаған орта факторларының микроорганизмдерге әсер етуі әртүрлі. Ылғал, температура, құрғақшылық және т. б. факторлар микроорганизмдерге қаншалықты әсер етсе, олардың да сыртқы орта жағдайларына тигізетін өзіндік әсерлері бар. Әсіресе күнделікті тұрмыстық жағдайларда микроорганизмдердің әсерлерін байқап жатамыз. Жалпы табиғатта микроорганизмдер әлемі өкілдерінің таралуы да әрқилы болып келеді. Топырақта, суда, ауда, тағам құрамдарында тараралатын микроорганизмдер топтары алуан түрлі және олар қатысуымен жүретін процестерде түрліше болып келеді. Дипломдық жұмыста қоршаған орта факторларының микроорганизмдерге әсері және керісінше микроорганизмдер әлемінің табиғи ортаға тигізетін әсерлері жөнінде мәліметтер ғылыми әдебиеттер мен тәжірибелік жұмыстарға сүйене отырып сипатталды. Өз кезегінде микроорганизмдер де өсімдіктер тіршілігіне әсерін тигізеді. Диплом жұмысын жазу кезінде осы процестердің жүру барысына ғылыми зерттеу жұмыстарына сүйене отырып сипаттама берілді. Топырақ құрамындағы әртүрлі химиялық стимуляторларда өсімдіктер мен жануарлар тіршілігіне өз әсерін тигізеді.

Зерттеу мақсаты: Ғылыми зерттеу жұмыстарына сүйене отырып микроорганизмдерге әсер ететін қоршаған орта факторларын, негізгі себептерін көрсету. Тәжірибе қою арқылы анықтау.

Зерттеу нысаны: Топырақ микроорганизмдері, қоректік орталар, микробиологиялық зертхана,

Зерттеу пәні: Топырақтану, Микробиология және т. б.

Зерттеу болжамы: Табиғатта таралған микроорганизмдер берекетсіз емес, өзара белгілі бір байланыста тіршілік етеді. Топырақтың типіне байланысты микроорганизмдердің орналасуында белгілі бір заңдылық болады. Ал микроорганизмдерді зерттеудің жалпы қолданылып жүрген әдістері пайдаланылса топырақ горизонттарында таралған олардың топтарының барлығын бірдей зерттеуге мүмкіндік болмайды. Міне бұл жағдайды болдырмай микробтар биоценозын толық зерттеу үшін бірнеше әдістер қолданылады.

Зерттеудің міндеттері:

• Әдебиеттерге, энциклопедия және ғылыми зерттеу жұмыстарына сүйене отырып топырақ микроорганизмдеріне сипаттама беру;
• Топырақ микроорганизмдерінің өсімдіктер тіршілігіне әсерін зертханалық жағдайда әртүрлі әдістермен зерттеу;
• Топырақ мекендеушілерін зерттеудегі негізгі әдістерді салыстырмалы түрде зерттеу. Өсімдіктер тіршілігіне микроорганизмдер мен химиялық стимуляторлар әсерін анықтау

Мәселенің зерттелу деңгейі: Топырақтың түріне қарай оның механикалық құрамы да өзгеріп отырады, олардың ұсақ бөлшектерінің шамасы миллиметрдің өлігіндей және одан ірілеу болады. Осындай бөлшектердің арасында ауа, су болумен қатар микро-организмдер де тіршілік етеді. Олардың көпшілігі топырақ бөлшектерінің ішінде, қалғандары топырақ ерітіндісінде кездеседі. Я. П. Худяковтың зерттеуіне карағанда, бактерияларды топырақ бөлшектері адсорбциялайтыны анықталған. Қара топырақтың бір грамдайы 7 миллиард бактерияны өз бойында ұстап тұра алады. Ерітіндіде жүрген бактериялардың 99%-тейін топырақ адсорбциялай алады.

Мәселенің деректік көзі: Зерттеу жұмысын жазу кезінде бірнеше ғылыми әдебиеттер, жұмыстар пайдаланылды. Соның ішінде негізгі әдебиеттер тізімі - Шигаева М. Х., Канаев А. Б. Микробиология. Алматы, Санат, 2004. Гусев. М. В., Минеева Л А ., Микробиология, - М, : Изд-во Москва университета, 1985., Колешко О. И. Микробиология. - Минск :
Әдіснамалық және теориялық негіздері: Топырақтың терең қабаттарында анаэробты және факультативті микроорганизмдер (негізінен бактериялар) басым болады. Бірақ бұл қабаттарда аз да болса оттегінің кездесетіні анықталған. Сондықтан оттегі бар жерде анаэробты микроорганизмдер тіршілік ете алмайды деп кесіп айтуға болмайды.
Топырақ ылғалдығының және температурасының микробиологиялық процестерге әсері. Микроорганизмдер негізінен ылғалды жерде жақсы тіршілік етеді. Сондықтан қажетті мөлшерде ылғалдың болуы микробиологиялық процестің тез жүруіне күшті әсер етеді. Әр түрлі микроорганизмдер үшін қажетті ылғалдың мөлшері де түрліше болады. Кейбір микроорганизмдер ылғал шамадан тыс аз болса да тіршілігін тоқтатпайды. Оларға микроскоптық саңырауқұлақтар мен актиномицеттер жатады. Ылғалдың азаюы әсіресе бактериялардың тіршілігін киындатады, олар тіршілік барысында топырақ құрамына байланысқан сулармен қоректенуге бейімделген.

Зерттеу әдістері: Ғылыми жұмысты жазу кезінде зерттеудің биологиялық, химиялық, бақылау, т. б. әдістері қолданылды.

Ғылыми жаңашылдығы мен практикалық маңыздылығы: Микроорганизмдер тіршілігінің активтігі артқан кезде ортаға түрлі ферменттер, қышқылдар және басқа заттар бөліп шығарады. Бұл заттар топырақтағы минералдану процесін күшейте түседі.
Микроорганизмдер тіршілігі ұзаққа созылмайды. Олардың азот, фосфор т. б. элементтер бар өлекселері минералданып, өсімдіктерге сіңімді күйге айналады. И. В. Тюриннің мәліметіне қарағанда, солтүстіктің күлгіндеу топырағының бір гектарындағы микробтарда болатын азоттың мөлшері 15-28 /сг-дай, қара топырақтарында бұл 50 /сг-ға дейін, ал өңделген сүр топырақтарда - 75-100 /сг-ға дейін жетеді. Микроорганизмдер тіршілігінің активтігі артқан кезде ортаға түрлі ферменттер, қышқылдар және басқа заттар бөліп шығарады. Бұл заттар топырақтағы минералдану процесін күшейте түседі.

Микроорганизмдер тіршілігі ұзаққа созылмайды. Олардың азот, фосфор т. б. элементтер бар өлекселері минералданып, өсімдіктерге сіңімді күйге айналады. И. В. Тюриннің мәліметіне қарағанда, солтүстіктің күлгіндеу топырағының бір гектарындағы микробтарда болатын азоттың мөлшері 15-28 /сг-дай, қара топырақтарында бұл 50 /сг-ға дейін, ал өңделген сүр топырақтарда - 75-100 /сг-ға дейін жетеді.

Практикалық базасы: Дипломдық жұмысты жазу кезінде Х. Досмұхамедов атындағы Атырау мемлекеттік университетінің зертханасында эксперименттік жұмыстар

Дипломдық жұмыстың құрылымы: Дипломдық жұмыс екі бөлімнен кіріспе, қорытынды және әдебиеттер тізімінен, суреттер, 5 кестеден тұрады.

Кіріспе

1. Әдебиеттерге шолу

Егер жер бетіндегі табиғи денелерді тірі ағзаларға (жан-жануарлар, өсімдіктер) және жансыз денелерге (тау жыныстары, минералдар) бөліп қарайтын болсақ, онда топырақтың осы екі топтағы денелердің аралығынан орын алатын ерекше дене екенін байќаймыз. Өйткені ол академик В. И. Вернадскийдің (1863-1945) анықтауы бойынша әрі тірі, әрі өлі денеден құралған.

Топырақты ерекше табиғи дене ретінде қарауымызға бірінші себеп, оның құрамында әрі минералды, әрі органикалық заттардың және айрықша органикалық, органикалық-минералдық заттар тобының - қарашіріндінің болуы. Ал, екінші себеп, оның құрамында тірі ағзалар: өсімдіктердің тамыр жүйесі, топырақта қоныстанған жәндіктердің, және неше түрлі орасан көп микроағзалардың болуы, сөйтіп оның тірі бөлігін құрауы. Сонымен бірге, топырақ көп бөлікті күрделі жүйе екенімен де ерекшеленеді. Топырақ қатты, сұйық, газ және тірі бөліктерден құралған.

Топырақтың негізгі ерекше қасиеті оның құнарлылығы болып саналады. Топырақ құнарлылығы дегеніміз, оның өсімдіктерді қажетті мөлшерде минералды элементтермен, сумен, оның тамырларын ауамен, жылумен қамтамасыз етіп, өсімдіктің өсіп, өнім беруіне мүмкіндік бере алатын қасиеті. Осы қасиетімен топырақ тау жыныстарынан, табиғаттың басқа туындыларынан ерекшеленеді.

Адамзат топырақтың құнарлығын пайдаланып оны ауыл және орман шаруашылығында негізгі өндіріс құралы ретінде қолданады. Әр түрлі өсімдіктер егіп, мал жайып өнім өсіреді. Топырақты қолданғанда адам топырақтыњ түзілу процесіне әсер етеді, оның құрамының, құрылымының және физикалық-химиялық қасиеттерінің өзгеруіне ықпал жасайды. Сондықтан топырақ адамзат енбегінің туындысы, жемісі ретінде де саналады. Сөйтіп, топыраққа адамзаттың қатынасы үш жақты болып келеді. Біріншіден - топырақ адамзат үшін табиғи ерекше дене, екіншіден - ол негізгі өндіріс құралы, үшіншіден - ол адамзат еңбегінің туындысы, жемісі.

Топырақты негізгі өндіріс құралы ретінде пайдаланғанда оның келесідей ерекшеліктері бар екені аңғарылады: топырақтың орнына басқа табиғи денені ауыстырып қолдануға болмайды; топырақтың межесі бар; көп көлемде орнынан қозғап басқа жаққа ауыстыруға болмайды; оның құнарлылығы бар.

Адам өмір сүретін табиғи ортада, яғни экосферада топырақтың алатын маңызы өте зор. Өйткені топырақ көмегімен адамзат қолданатын азық-түліктің, өмірге керек өндірістік шикізатардың басты бөлігі алынады. Ғалымдардың есептеуі бойынша жер шары халықтарының пайдаланатын тамағының 99 пайызы жердің құнарлы қабаты арқылы алынатынын көрсетеді. Сонымен бірге топырақ құнарлығы арқылы өндіріске керек көптеген шикізат осы топырақта әр түрлі өсімдіктер өсіру арқылы, өсімдіктерді азық ретінде пайдаланатын жануарлардың жүні, терісі ретінде өндіріледі. Сондықтан топырақ халық шаруашылығында негізгі өндіріс құралы ретінде өте маңызды роль атқарады. Адамзат қоғамына қатынастылығына байланысты топырақ бір жағынан адам өмір сүретін табиғи орта, тіршілік кеңістігі болып саналса, екінші жағынан ол экономикалық негіз және негізгі өндіріс құралы.

Сайып келгенде, топырақ табиғаттың өзі тудырған ерекше денесі, оның адамзат өмірінде, табиғатта алатын орыны айрықша маңызды. Топырақ баға жетпес халық байлығы, халық қазынасы . Сол себепті барша адамзат оны халық шаруашылығында тиімді де, дұрыс пайдалануы керек, оны құнарсызданудан, жойылудан сақтап, қорғау қажет. Келесі ұрпаққа топырақты тоздырмай, ластамай, құнарлы қалпында жеткізу әр адамның парызы деп есептеуге болады.

1. 1. Топырақтың физикалық құрамы

Топырақ әртүрлі мөлшердегі бөлшектерден тұратын дисперсті табиғи дене, сол себепті оның физикалық қасиеттері тығыз денелердің қасиеттерінен айырықша. Топырақта барлық кеңістік қатты бөлшектермен толтырылмаған, олардың арасында су, ауа, микроагзалар болатын кеуектер бар.

Топырақтардың физикалық қасиеттері және онда жүретін физи­калық үрдістер топырақтың түзілу үрдісіне, топырақтың құнарлылығына, өсімдіктердің өcyiнe және дамуына зор әсер етеді Физика­лық қасиеттер барлық уақытта физикалық, химиялық, физикалық-химиялық және биологиялық үрдістердің әсер етуінен, сонымен бipre адамдар жүргізетін агротехникалық шаралар әсерінен өзгеріп отырады.

Топырақ физикасының негізін қалаушылар П. И. Костычев, А. А. Измайльский, Г. Н. Высоцкий, В. Р. Вильямс және басқалар. Топырақ физикасын дамытуда үлкен ролді Н. А. Качинский, В. В. Квасников, А. Ф. Лебедев, А. А. Роде және т. б. атқарды.

Топырақтардың физикалық қасиеттерінегізгі және функционалдық болып бөлінеді. Негізгі өз кезегінде - жалпы физикалық және физикалық-механикалыққа; ал функциональдық - сулық, жылулық, ауалық болып бөлінеді.
Топырақтың жалпы физикалық қасиеттеріне көлемдік салмақ, меншікті салмақ, кеуектілік немесе саңылаулылық жатады.

Топырақтың жалпы физикалық қасиеттеріне түйіртпектілік, көлемдік жəне үлестік салмақ пен қуыстылық, функциялар физикалық қасиеттеріне су, ауа, жылу құбылымдары жəне физика-механикалық қасиеттеріне жабысқақтық, ісіну, шөгу, т. б. жатады. Олардың мөлшері құбылмалы, топырақтың қатты, сұйық, газды жəне тірі фазалар бөліктерінің құрамына, қарым-қатынасы мен өзгерісіне байланысты.

Физикалық қаситтердің топырақ құралу процесіне, құнарлылыққа жəне өсімдіктер дамуына тигізетін əсері зор. Топырақтың физикалық қасиеттері туралы ілім П. Костычев, В. Вильямс, А. Дояренко, Н. Качинский, И. Антипов-Каратаев, С. Астапов, А. Лебедев, П. Вершинин, Ф. Колясьева, А. Тюлин, А. Роде, С. Долгов, И. Ревут жəне т. б. ғалымдар еңбектерімен дамыған. Жалпы физикалық қасиеттерге табиғи қалыптасқан топырақтың тығыздығы мен қатты фазасының тығыздығы жəне қуыстылығы жағады. Қатты фаза тығыздығы деп, топырақтың қатты фазалық массасы мен сəл көлемдегі (4С) су массасы салмақтарының арақатынасын айтады. Ол топырақтағы органикалық жəне минералдық бөлшектер құрамының қарымқатынасымен анықталады. қатты фазалық органикалық заттар (органикалық минералдық қосындылар 2, 1-2, 5-нан 4, 0-5, 18 г/см-ге дейін өзгереді.

Көп топырақтар минералдық қабаттарында қатты фаза тығыздығы Табиғи қалыптасқан тығыздық деп, бір көлемдегі табиғи құрылымы бұзылмаған құрғақ топырақ салмағын айтады (г/смБұл тығыздық топырақтың минералдық жəне гранулометриялық құрамына, түйіртпектілігі мен органикалық заттар мөлшеріне сəйкес өзгереді. Оған өңдеу əдістері мен топырақ үстімен қозғалатын техника да əсерін тигізеді. Əсіресе дөңгелекті ауыр тракторлар (К-700) топырақты қатты тығыздайды. Жыртылған топырақ борпылдақ болады да, бірақ уақыт өткеннен соң тепе-теңдік, яғни екінші жыртуға дейін өзгермейтін қалпына түседі. Топырақтың жоғарғы қабаты органикалық заттарға бай жəне ол жақсы түйіртпектелген болса, қыртылғанда қопсылатындықтан аз болады. Тығыздық топырақтың газ алмасуына, онда өсімдік тамырлары дамуына жəне микробиологиялық процестер қырқындылығына тікелей əсерін тигізеді. Көп мəдени өсімдіктерге топырақтың жоғарғы қабатының ең қолайлы тығыздығы - 1, 0-1, 2 г/см ³ Топырақтың қуыстылығы (қ) деп, қатты бөлшектер арасындағы барлық бос жерлер көлемін айтады. қ көрсеткішін топырақтың жалпы (Ж) жəне қатты фазалық (Ф) тығыздығының арасалмағымен есептейді жəне ол процентпен жане ол процентпен белгіленеді.

1. 2 Топырақтың химиялық құрамы

Топырақ жер қабығының үстіңгі қабатында орналасқандықтан жалпы оның құрамы жер қабығының химиялық құрамына сәйкес болады. Бірақ, топырақтың химиялық құрамының аналық тау жыныстары құрамынан өзгешеліктері бар. Топырақ минералды, органикалық және органикалық-минералды заттардан құралған. Оның химиялық құрамының басты өзгешелігі - топырақта органикалық заттардың, соның ішінде ерекше заттар тобы қарашіріндінің болуы, химиялық қосылыстардың алуан түрінің кездесуі және оның құрамының уақыт ағымына байланысты өзгеріп отыруы.

Топырақтағы минералды заттардың көзі тау жыныстары, ал органикалық қосылыстар өсімдіктер мен тірі ағзалардың әрекетінен пайда болады. Органикалық және минералды заттардың әрекеттесуінен күрделі органикалық-минералды заттар құралады.

Топырақта және жер қабығында (литосфера) химиялық элементтердің мөлшері әр түрлі (1- кесте) .

Негізінен топырақ құрамында осы күнге белгілі химиялық элементтердің барлығы бар. Топырақтың құрамындағы элементтердің бір-бірімен салыстырмалы мөлшері бойынша алатын орны, литосферада кездесетін элементтердің орналасуына ұқсас болып келеді.

Литосферада және топырақ құрамында ең көп таралған элемент оттегі, одан кейін кремний, сонан соң алюминий, темір, кальций т. б.

1-кесте. Литосферада және топырақтағы химиялық элементтердің мөлшері, % (8)

Литосфера құрамымен салыстырғанда топырақ құрамында көміртегі мөлшері 20 есе, азот 10 есе көп. Сонымен бірге топырақ құрамында оттегінің, сутегінің, кремнийдің мөлшері олардың литосфера құрамындағы мөлшерінен молырақ, ал алюминийдің, темірдің, калийдің, натрийдің, кальцийдің мөлшері азырақ.

Қазақстанның солтүстік аймағында таралған кейбір топырақтардың жалпы химиялық құрамы 2-кестеде келтірілген.

2-кесте. Солтүстік Қазақстан топырақтарының жалпы химиялық құрамы (күйдіріліп, карбонатсызданған топырақтағы мөлшері, %)

Топырақ құрамына кіретін элементтер химиялық қосылыстар түрінде болады.

Оттегі бастапқы және туынды минералдар құрамында және органикалық заттар мен судың құрамында болады.

Топырақтағы кремний элементінің мөлшері кварцтың мөлшеріне тікелей байланысты және сонымен бірге бастапқы және туынды силикаттармен алюминосиликаттардың көлеміне де тәуелді. Балшықты топырақта SіО ₂ мөлшері 40-70%, ал құмды топырақта 90-98% дейін болады.

Алюминий топырақтағы бастапқы және туынды минералдардың, органикалық минералды комплекстердің құрамында және топырақтың қатты бөлігімен сіңірілген ион күйінде болады.

Темір топырақ минералдары құрамында, гидрототықтар, тотықтар, тұздар күйінде, органикалық, минералды қосылыстар құрамында және сіңірілген ион күйінде кездеседі. Темір өсімдіктер тіршілігіне қажет, темірсіз хлорофилл түзілмейді.

Азоттың басты бөлігі топырақтың органикалық заттары қарашірінді құрамында болады. Өсімдіктерге тиімді азот қосылыстары нитрат, аммоний, нитрит иондары топырақтың органикалық заттары ыдырауы кезінде түзіледі. Азот өсімдіктердің ақуызы құрамында және басқада химиялық қосылыстарда кездеседі. Ол өсімдік тіршілігіне қажет басты элемент.

Фосфор топырақта органикалық және минералды қосылыстар құрамында болады. Олар органикалық заттар - фитин, нуклеин қышқылы, нуклеопротеидтер, фосфатидтер де және минералды қосылыстар - ортофосфор қышқылының кальцийлі, магнийлі, темірлі, алюминийлі тұздары құрамында болады. Сонымен бірге фосфор топырақтағы апатит, фосфорит, вивианит минералдарының құрамында және топырақтың қатты бөлігіне сіңген фосфат анионы ретінде болады. Фосфор өсімдіктердің өніп- өсуіне қажетті негізгі элементтердің бірі.

Калийдің топырақтағы жалпы қоры мол болып келеді. Ауыр гранулометриялық құрамды топырақта калийдің мөлшері 2% және одан жоғары болады, бірақ жеңіл гранулометриялық құрамды топырақтарда оның мөлшері кемиді. Калийдің негізгі қоры топырақтағы бастапқы және туынды минералдарда шоғырланған. Сонымен бірге топырақтың қатты бөлігімен сіңірілген калий иондары және қарапайым тұздар құрамындағы калий қоры да бар. Өсімдіктер негізінен топырақта алмаспалы сіңген калий иондарын қоректенуге пайдаланады.

Топырақта кальций мен магний минералдардың құрамында, оның қатты бөлігі алмаспалы сіңірген иондар және қарапайым тұздар күйінде кездеседі. Топырақтың қатты бөлігі сіңірген иондардың ішінде мөлшері жағынан бірінші орында кальций ионы, сонан кейін магний ионы болып келеді. Топырақ ерітіндісі құрамында да кальций және магний иондары да мол болады.

Топырақ түзілуіндегі микроорганизмдердің ролі

Топырақ микроорганизмдердің негізгі мекені. Олардың саны және түрлері топырақтың типіне және оның, жағдайына байланысты өзгеріп отырады. Топырақтың микроорганизмдерге байлығы соншалық, тіпті оның бір грамында ауру қоздырмайтын кейбір бактериялар бірнеше жүзден миллиардқа дейін кездеседі. Топырақтағы микроорганизмдердің ең көбі бактериялар, әрине онда актиномицеттер де аз емес.

Топырақ ерекше дене болғандықтан оның түйіршіктерінің іш жағында анаэробты, ал сырт жағында аэробты микроорганизмдер тіршілік етеді. Өсімдік тамырлары тараған жерлерде микроорганизмдер көптеп тіршілік ететіні байқалады. Ал әр өсімдік тамырының айналасында, сол өсімдікке тән микроорганизмдер топтасады да, белгілі бір аймақ түзеді. Оны ризосфера деп атайды.

---

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.

• Іс жүргізу
• Автоматтандыру, Техника
• Алғашқы әскери дайындық
• Астрономия
• Ауыл шаруашылығы
• Банк ісі
• Бизнесті бағалау
• Биология
• Бухгалтерлік іс
• Валеология
• Ветеринария
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Дін
• Ет, сүт, шарап өнімдері
• Жалпы тарих
• Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
• Журналистика
• Информатика
• Кеден ісі
• Маркетинг
• Математика, Геометрия
• Медицина
• Мемлекеттік басқару
• Менеджмент
• Мұнай, Газ
• Мұрағат ісі
• Мәдениеттану
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
• Педагогика
• Полиграфия
• Психология
• Салық
• Саясаттану
• Сақтандыру
• Сертификаттау, стандарттау
• Социология, Демография
• Спорт
• Статистика
• Тілтану, Филология
• Тарихи тұлғалар
• Тау-кен ісі
• Транспорт
• Туризм
• Физика
• Философия
• Халықаралық қатынастар
• Химия
• Экология, Қоршаған ортаны қорғау
• Экономика
• Экономикалық география
• Электротехника
• Қазақстан тарихы
• Қаржы
• Құрылыс
• Құқық, Криминалистика
• Әдебиет
• Өнер, музыка
• Өнеркәсіп, Өндіріс