Файл қосу
Жердің беті
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ
БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
ШӘКӘРІМ АТЫНДАҒЫ СЕМЕЙ МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ
3деңгейлі СМК құжаты
ПОӘК
ПОӘК
042-18.21.1.05/03. 2013
ПОӘК
<<Топырақтану геология негіздерімен>> пәніне арналған оқу-әдістемелік материалдар.
басылым
ПӘННІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ
5В080700 <<Агрономия>>
мамандығына арналған
<<Топырақтану геология негіздерімен>> ПӘНІНЕ АРНАЛҒАНОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК МАТЕРИАЛДАР
СЕМЕЙ - 2013
МАЗМҰНЫ
1.Глоссарий
2.Дәрістер
3.Тәжірибелік және зертханалық сабақтар
4.Ұсынылатын өзіндік сабақтарының тізімі.
1 Глоссарий
1.1.Геология - Жер туралы ғылым, оның құрылысын, құрамын, тарихын және дамуын зерттейді.
Жер бірнеше қабаттардан тұрады, олардың химиялық құрамы, физикалық түрі мен маңызы әртүрлі. Геология жердің беткі қабатын - жердің қабығын - басқа пәндермен: биологиямен, топырақтанумен, геохимиямен, геофизикамен және географиямен тығыз байланыста зерттейді.
Геология - табиғи-тарихи ғылымдардың ішінен қорытынды шығаратын білім. Оның өзі жеке салаларға бөлінеді, ал кейбір бөліктері екі немесе бірнеше бөлімің түйісер жерінен өріс алады.
Олардың негезгілері мыналар:
1.2.Минерология - минералдың жер қыртысында пайда болуына байланысты физикалық - химиялық маңызы мен үрдістерін қарастырады.
1.3.Петрография - жердің қыртысын алып жатқан қатты және борпылдақ жыныстардың минералдық құрамы мен құрылымын, олардың пайда болуын, алып жатқан орнын және геологиялық, географиялық таралуын зерттейді.
1.4.Геохимия - жер қыртысының қимылын, құрамын зерттейтін ғылым, химиялық элементтер мен олардың изотоптарының таралуын, қозғалысын және әртүрлі термо-динамикалық, физико-химиялық жағдайлардың тигізетін әсерін зерттейді.
Минерология, петрография және геохимия жердің материалдық құрамын зерттейді. Осы бөлімге топырқтану ғылымы да жатады, ол жер қыртысының ең беткі қабатын зерттейді, бұл қабат құнарлы топырақ деп аталады.
1.5.Динамикалық геологияда - геологиялық құбылыстарды қарайды (вулканизм, жер сілкіну, теңіздер мен өзендердің әрекеттерін т.б.) осы құбылыстардың жер тағдырының бұрынғы тарихындағы орнын көресетеді.
1.6.Тарихи геология - жер қыртысының өзгерісін уақыт бағдары мен кеңістікке зерттейді, органикалық өмірдің дамуын жер қыртысының дамуымен бірге байланыстырып көрсетеді.
Геология ғылымының аса маңызды саласының бірі - палентология - ол жер бетінде бұрын тіршілік еткен жан-жануарлар мен өсімдіктердің әлемін, онда сақталып қалған қазба қалдықтардан,
яғни өсімдіктер мен жануарлардың тас мүсіндеріне және қалдырған іздермен байланыстыра зерттейді.
1.7.Биология пәні - палентология, геология ілімінің ірге тасында дамып, жер тарихының даму бағдарына жаңа маңыз бен түсінік енгізді.
1.8.Тарихи геология, жер шарының тарихи дамуын және оның соңғы төртінші кезеңін аса маңызды салаға бөліп, төртінші кезеңнің геологиясы деп атайды. Төртінші кезеңнің шөгінділері ең жас және жер бетінде жатқандықтан, адамдар оларды ауыл шаруашылығы мен инженерлік бағыттағы негізгі құрал ретінде қолданады. Олардын топырақ пайда болады және олар жер астық суларынын орны.
Бұдан басқа тағы да мынандай геология бөлімдері бар: геоморфология - ол жер мүсінің пайда болуын, таралуын және оның түрлерінің құрылу заңдылықтарын зерттейді (жер бедері рельф), геотектоника - жылжуын, тау жыныстарының қарым қатынастары, жер үрдісін қарастырады. Геотектоника әртүрлі геологиялық құрылымды жыныстардың мүсін түрлерін, олардың қарым қатынастарын және заңдылықтарын, үрдістерді тудыратын құбылыстарды зерттейді.
1.9.Гидрогеология - жер астындағы сулар туралы ғылым, олардың пайда болуы, тарихи құрамы мен бағдары, динамикасы және бөлініп таралуы, жер қыртысындағы, жер астындағы химиялық, механикалық құбылыстарды зерттейтін ғылым.
1.10.Инженерлік геология - геологиялық үрдістер мен тау жыныстарының маңызын, құрылыс жүргізгенде пайда болатын өзгерістерін, олардың тигізетін әсерін зерттейтін ғылым.
Қазбалы байлық туралы ғылым - геологияның бір саласы, қазба байлықтарының жер қыртысында пайда болуын, тарауын зерттейді. Бұл геология саласының ауыл шаруашылығы үшін маңызы зор (құрылыс материалдары, агрохимиялық кендер, жаңа қазба байлықтар т.б.).
ХХ ғасырда өте кең түрде дамып келе жатқан ғылым геофизика, физикалық әдістердің түрлерін жер шарына, және де жердің қыртысына, суға, ауаға, атмосфераға кең қолданады. Физикалық әдістерді қолданудың салдарынан жер қойнауының терең қабаттарын толықтыра зерттеу мүмкін болды. Бұл геофизикаға үлкен мағына беріп, оның ғылыми, әдістемелің және практикалық мәнің күшейтті /қазба байлықтарды іздеу, жер сілкінуін зерттеу, магматизм, жердің, әлемнің пайда болуы және құрылысы және т.б./.
геология ғылымы тек қана өскелең заманымыздың тұтынуға қажетті шикізаттармен қанағат етіп қоймай / көмір, газ, мұнай, темір рудасы және т.б./, материалистік көз қарасты да бейімдейді.
Геология табиғат танудың көп түрлерін, күрделі заттарын қарайды: жердің құрылуын, ондағы құрлықтар мен теңіздердің, таулар мен ойпаттардың пайда болуын, геологиялық дәуірлердегі планеталардың пайда болуының ұзақтығын; мысалы, ең ескі тау жыныстарының жасы 2,5-3 млрд. жыл, ал жердегі тіршілік ұзақтығы - 2млрд. жылдан астам.
Жалпы жердің тарихы бес үлкен уақытқа бөлінеді - эра ұзақтығы 1 кестеде көрестілген (ТМД геохронология шкаласының деректері).
Дәрістер
Дәріс №1. Кіріспе. Топырақтану ғылым жер туралы жалпы мәліметтер
* Кіріспе. Топырақтану ғылымының дамуындағы негізгі кезеңдер
* Жер туралы жалпы мағлұмат
* Жердің қыртыстары және олардың құрамы
* Күн жүйесі туралы қысқаша дерек
* Ішкі қабаттардың ерекшелігі
* Планеталар және олардың серіктері
Егіншілік мәдениеті мен өнімділікті арттыруда ең басты жағдайы ауыл шаруашылығында топырақты дұрыс пайдалану болып саналады. Мұнда топырақты неғұрлым тиімді игеріп, агротехниканы жақсартып, мәдени дақылдардың дамуы мен өсуіне қолайлы жағдай жасаған сайын, олардың өнімділігі арта береді. Агротехникалық шаралар жергілікті топырақтың түр ерекшеліктеріне сәйкестеніп, сонымен қатара адамдардың іс әрекетінің нәтижесінде болатын өзгерістерге де лайықтануы керек. Басқа сөзбен айтқанда, топырақтың жағдайын жақсартатын өнімді арттыратын ғылыми жүйеге негізделінген агротехникалық шараларды жасап және дұрыс қолдану үшін, топырақ туралы терең білуіміз керек, яғни оның құрамын, қасиетін, қалай пайда болғанын, табиғи жағдайы мен агротехникалық шараларын және онда қандай құбылымдар жүретінін. Осы сұрақтардың барлығымен топырақтану ғылымы шұғылданады.
Егіншілікке қатнасы бар, табиғи өндіріс күштерінің ішінде басты орынды топырақ алады. Топырақ ауыл шаруашылық өндірісіндегі ең негізгі және басқа заттармен алмастыруға болмайтын өндіріс құралы. Топырақ өсімдіктерді азот және қоректік заттармен, сумен қамтамасыз етеді. Мәдени дақылдардың өнімділігі топыраққа байланысты. Топырақ арқылы дақылдардың өсуі, сандық және сапалық қасиеттері реттеледі. Міне сондықтан адамзаттың өмір сүруі үшін керек тамақ өнімдері және материалдық заттармен қамтамасыз етіп отырады. Топырақ халықтың мәңгі және ең тұрақты байлығы болып саналады.
Топырақтың халық шаруашылығындағы негізгі және жанжақты еңбек өнімі ретіндегі оның ең басты қасиеті - құнарлығы яғни топырақтың өнімі беру қабілеттілігі. Сонымен қатар топырақтың басқа өндіріс құралдарының еі негізгі ерекшелігі, оны дұрыс пайдаланса ол тозбайды, керісінше сапасы жақсарып, құнарлығы артады.
Міне сондықтан адамзат топырақты дұрыс және жүйелі пайдаланып, оны ең мәңгі және негізгі жекеменшігі ретінде қарауы керек.
Топырақтың құнарлығы мен оны тиімді пайдалану туралы сұрақтар адамзатты егіншілікпен шұғырланған кезден бастап ойландырып келеді. Көптеген ғасырлар бойы адамдар топырақ пен оның құнарлығына байланысты табиғаттың құпия сырларын ашуға тырысуда.
Топырақтың пайда болуы, топырақ пен оның құнарлығы туралы ілімді, атақты орыс ғалымдары В.В. Докучаев, П.А. Костычев және В.Р. Вильямстердің ғылыми еңбектерінің арқасында пайда болды.
Топырақ туралы білімнің, негізін салған ғалым - Василий Васильевич Докучаев (1846-1903).
В.В. Докучаевке дейін топырақ туралы білім болған жоқ, тек кейбір топырақ туралы шашранды мағлұматтар кездесетін, олар жүйеленбеген және қорытыланбаған. Онда топырақты механикалық қоспа, тау жыныстарының беткі қабаты, инертті ұнтақ, өсімдіктерге қоректі затты беретін орын деп қарастырып келеді. Табиғат тану мен агрономия саласындағы теріс қалыптасқан пікірді бұзып, В.В. Докучаев топырақ туралы жаңа ғылым саласын ашуға кірісіп, оны өте шеберлікпен орындады.
Ол өзінің бірінші ғылымға кіріскен күндерінен бастап ақ көптеген топырақтық экпедицияларға қатынасты. Топырақтанудың ғылыми негізін қалауда Ресейдің қара топырақты облыстары мен Нижегородскай губерниясындағы зерттеу жұмыстарының маңызы өте зор болады. Осы жұмыстардың қортындысы арқылы В. В. Докучаев топырақ туралы ілімнің негізгі жағдайларын бірінші болып қалыптастырып, - оны анықтап, топырақ деген ұғымға ғылыми анықтама беріп, оның даму бағытын белгіледі.
Бұл ғылымның ең басты ерекшелігі В. В. Докучаев топырақты қараған кезде, оның табиғи жеке дене екенін бірінші боп айқындады, оның пайда болуын, дамуын, уақыт пен кеңістікте үздіксіз өзгеретіндігін, өзіндік тарихи барын көрсетті. Бұл ғалым <<топырақты табиғи дене ретінде ашып оны: өсімдік, минерал, хайуанаттар әлемі және т.б. заттармен қатар қойып, соның нәтижесінде топырақ туралы жаңа білімнің ірге тасын қалады>>.
Топырқ деп жазғы В. В. Докучаев кезкелген өсімдік пен хайуанаттар әлемі сияқты, мәңгі өмір сүреді және өзгереді, кейде дамиды ал кейде бұзылады.
Топырақтың табиғи тирихи ерекше дене екенін дұрыс анықтаудың арқасында, В. В. Докучаев бірінші боп топыраққа ғылыми анықтама береді: Топырақ - тау жыныстарының беткі, (Күндізгі) қабатында су, ауа және әртүрлі тірі және өлі организмдердің біріккен әсерінен табиғи өзгеруінің салдарынан пайда болған дене деп атады.
Басқа сөзбен айтқанда топырақ аналық тау жыныстарынан, топырақ түзілу үрдісі кезіндегі жанжақты және үздіксіз болып жатқан өзгерістердің әсерінен дамып пайда болады.
Топырақ түзілудің сипатына және бағытына осы үрдіс жүріп жатқан жердегі табиғи факторлар (себепкерлер) тікелей әсер етеді.
В. В. Докучаев негізгі себепкерлерге: аналық немесе топырақ түзуші жыныс, климат, өсімдік жамылғысы, бедер және топырақтың жасын жатқызады.
Топырақ табиғаттың ерекше денесі деген ұғымды қалыптастырып В. В. Докучаев құрлық бетінде орналасқан топырақтың жеке типтерінің кеңістікте көлденең немесе ендік аймақтық бағыт бойынша орналасу заңдылығын ашты.
Одан кейін Кавказ топырағын зерттеген кезде топырақтардың тік бағыттық немесе белдеулік орналасуын, яғни тау етегінен биік тау шыңына дейін топырақ түрлерінің бір-біріне біртіндеп ауысатынын көрсетті.
Бұл ғалым бірінші боп топырақтарды ғылыми тұрғыда жіктеді, оның топырақты картографиялағанда, топырақтанудағы практикалық жұмыстарды шешкен кезде маңызы зор. В. В. Докучаев топырақты жіктеген кезде оның табиғи дене екенін ескеріп оның негізіне бір нышанын алып қана қоймай, топырақтың сыртқы белгілерінің барлық түрлері мен қасиеттерін алды.
В. В. Докучаев ұсынған топырақтың тектік (генетикалық) жіктеуі, халықаралық сенімге ие болды. Докучаев енгізген орыстың халық атаулары: <<қара топырақ>>, <<күлген>>, <<сортаң>>, <<кебір>> ғылыми термин боп қалыптасып, әлем топырақтанушылары оны солай атай бастады.
В. В. Докучаев топырақ картографиясының тәсілін және оның негізін қалады, бірінші боп жер шарының солтүстік бөлігінің топырақ картасын жасады, онда ол топырақтардың кеңістікте аймақтық немесе белдеулік орналасу заңдылықтарын нақтылы және айқын көрсетіп берді.
Қара топырақты аймақты терең зерттеудің нәтижесінде, ол жерде дүркін-дүркін болып тұратын қуаңшылық пен өнімнің аз алынуына қарсы қолданылатын жоспар құрды.
Бұл жоспарда қуаншылық пен күресу және жоғары әрі тұрақты өнім алу туралы шаралар қарастырылған, яғни танаптарды қорғайтын орман алқабтарын құру, қар тоқтату, керексіз жерлерге ағаш егу, майда су көздері мег көлшіктерді жасау, өзен суларын реттеу, топырақтың бетін де дәнді түйіршіктерді қалпына келтіру, эрозиялармен күресу туралы нақтылы мағлұматтар клтірілген.
Топырақтану ғылымын дамытуға өз үлесін қосқан ғылымдардың бірі В. В. Докучаевтің замандасы профессор Павел Андреевич Костычев (1845-1895) топырақ пен топырақ түзілудің биологиялық бағытын ұстанған ғалым.
Топырақты ұзақ мезгіл бойы зерттеудің нәтижесінде бұл ғалымның пікірі бойынша топырақ түзілу ең бірінші кезекте биологиялық үрдіс, топырақ жер қабығының беткі қабатында дамып, өсімдік тамырларының қарқынды дамыған тереңдігіне дейінгі аралықты қамтиды. Сондықтан топырақтанушылардың басты мақсаты топырақтың қасиетін өсімдіктерге байланысты зерттеу керек. П. А. Костычев топырақтану ғалымдарының ішінде топырақ құнарлығын өте күрделі құбылым екенін айтып, оның пайда болуына онда жүретін химиялық үрдістермен қатар, физикалық және биологиялық қасиеттерініңде маңызының зор екенін дәлелдеді. Өзінің топыраққа, оның құнарлығына байланысты көз қарасы бойынша, П.А. Костычев бүкіл ғылыми зерттеу жұмыстарын топырақ түзілудің биологиялық бағытына және топырақтың құнарлығын арттыруға арнады.
Бұл ғалым көп зерттеу жұмыстарын қара топырақпен оның органикалық бөлімдерін зерттеуге арнаған. Өзінің зерттеу жұмыстарының қортындысын <<Ресей облыстарының қара топырағы>> атты еңбегінде (1886) жариялады.
П. А. Костычев топырақты дұрыс өңдеу, органикалық және минералдық тыңайтқыштарды қолдану, даналық шөптерді себу, қар тоқтату, қуаңшылық және эрозиямен күресу бағытында маңызды әрі терең зерттеулер жүргізіп топырақтану мен агрономия ғылымының дамуына зор еңбек сіңірді.
Топырақтану ғылымын дамытуға өз үлесін қосқан ғалымдарға: И. М. Сибирцев, С. С. Неуструев, К.Д. Глинка, А.А. Измаильский, Г.Н. Высоцкий, К.К. Гердойц, Д.Н. Прянишников, В.Р. Вильямс, Л.И. Прасолов, Б.Б. Палынов, И.В. Тюрин, А. Н. Соколовский, Н.А. Димо, И.П. Герасимов, В.А. Ковда, И.Н. Антипов-Каратаев, А.А. Роде, К.П. Горшенин, Н.П. Ремезов, Н.А. Качинский, Қазақстанда: А.И. Бесонов, Ө.О. Оспанов, В.М. Боровский, Т.Т. Тазабеков, У.Ж. Аханов, Р. Е. Елешов және т.б. жатады.
Кеңес өкіметі кезіндегі топырақтанушы ғылымдарының ішінде академик Василий Робертович Вильямстың (1863-1939) орны өте зор. Бұл ғалым бірінші боп топырақты табиғи дене және өңдіріс құралы ретінде біріктіріп зерттеді.
В.В. Докучаев құрған топырақтанудағы генетикалық бағыт пен П.А. Костычевтың агрономиялық бағытын біріктіріп, академик В.Р. Вильямс топырақтың агробиологиялық ғылым саласын қалыптастырады, соның нітижесінде топырақтанудың деңгейін жаңа бір сатыға көтереді.
В.Р. Вильямс құрған топырақ туралы ғылымның ең басты ерекшелігі топырақ түзілу үрдісіндегі ең маңызды бағыты боп, табиғаттың биологиялық факторлары негізінен өсімдіктер мен микроорганизмдерге, яғни топырақ түзілу дегеніміз биосфера мен литосфера элементтерінің немесе топырақ түзуші жыныстардың қарым-қатынасы саналады. Топырақ тау жыныстарынан құрлық бетінде оған өсімдіктер мен микроорганизмдер әсер еткенде ғана пайда болады. Тірі организмдер бар жерде ғана топырақтар дамып пайда болады.
Табиғатта топырақтардың ұзақ уақыттар бойы пайда болуын, дамуын, бір-біріне ауысуын зерттеудің нәтижесінде В.Р. Вильямс топырақ түзілудің бірлік үрдісін ашты, яғни табиғаттағы әр түрлі топырақтар жалпы топырақ даму саласынын бір сатысы боп саналады, ол жер бетіндегі бүкіл топыратың түзілуі үрдісіне тиесілі. Бұл ғалым бойынша, бүкіл топырақтардың түзілу үрдісі биосфера элементтерінің литосфераға әсерінің арқасында жүреді.
Осы зерттеу нәтижесінде В.Р. Вильямс топырақтың құнарлығы туралы ілімді дамытты, онда ауыл шаруашылық дақылдардың өнімділігі шексіз және үздіксіз өсп отыратындығын көрсетіп <<құнарлықтың азаю заңдылығына>> ғылыми тұрғыда соққы берді.
Өсімдіктердің даму және өсу жағдайларын жан-жақты зерттеудің нәтижесінде, бұл ғалым өсімдіктердің өсу факторларының бір-біріне теңдік заңдылығын ашты, және өсімдіктердің жоғары әрі тұрақты өнім алу үшін оған керек барлық факторларды, оның даму сатысына байланысты ең жоғарғы деңгейдегі мөлшерінде қамтамасыз ету керек екенін нақтылы дәлелдеп көрсетті.
Топырақ құнарлығы туралы ғылымның өзегі боп, өсімдіктердің өнімділігін үздіксіз және нақтылы түрде арттыру үшін оның барлық өсу және даму жағдайларына жан-жақты және бір мезетте әсер еткенде ғана болатындығын В.Р. Вильямс көрсетті.
В.Р. Вильямс топырақ құнарлығының басты деңгейінің бір боп саналатын топырақтың түйіртпектілігі және оның беріктлігі туралы білімді дамытты, және оны жақсарту жолдарын көрсетті.
Топырақтану ғылымында өшпес із қалдырған ғалымдар қатарына К.К. Геройц жатады. Оның топырақтардың коллоидтары және оның сіңіру сыйымдылығы туралы ілімі, топырақ құнарлығының басты маңызды бөлігі боп саналады және оның химиялық қасиеттерін ашып көрсетті. Топырақтарды гипс немесе әк беріп мелиорациялаудың теориялық негізін осы ғалымның ғылыми еңбектерінен негіз алады.
Көптеген агрохимиялық зерттеулерде, яғни топырақтарға тыңайтқыш беру және өсімдіктердің қоректенуі туралы көп еңбек сіңірген ғалым Д.Н. Прянишников. Оның топырақтарға тыңайтқыштар беру туралы ой пікірлері, егіншілікті химизациялау теориясының негізіне өзек болады.
Орталық Азия, Солтүстік Кавказ және Сібірде академик П.С. Прасоловтың жетекшілігімен жүргізілетін топырақтарды географиялық зерттеу жұмыстарының нәтижесінде осы жерлердің топырақтарының генезисі көптеген монографияларда жарық көрді.
Қазақстан топырақтарын зерттегенде Ө.О. Оспановтың сіңірген еібегі өте зор. Бұл ғалымның жетекшілігімен, республикамызда бірінші боп топырақ картасы жасалды. Қазақстан топыратарын мелиорациялау академик В.П. Боровскийдің есімімен тығыз байланысты. Фосфор тыңайтқыштарының егіншілікке деген маңызын айтқан кезде, ең бірінші кезекте академик Р. Е. Елешевтің есімі аталды.
Жер туралы жалпы мағлұмат
Жер - Күн жүйесінің бір планетасы. Басқа планеталар сияқты жердің мүсіні де шар сияқты. Жердің мүсіні шар емес, яғни полюстарына қарай қабыстырылған. Осындай жердің қабысқан мүсінін сфероид дейді. Жердің мүсінін оқыған кезде оның қабыстырлғанын ғана еске алып қоймай, оның ой-қырларында (мұхиттардың, таулардың биік қыраттары) ескерген жөн, жердің осындай шын геометриялық дұрыс емес мүсінің - геоид деп атайды.
2 кесте - Жердің негізгі деректері
Экваториальдық радиус
6378245 м
Полярлық радиус
6356863 м
Жердің эллипсоидасының қабыстырылғаны
І/289,3 = 0,4
Экватор бойындағы ұзындық
40075696 м
Жердің беті
5.1.10 х3 км³
Жердің көлемі
1.08.10х12м³
Жердің салмағы
5.974.10х27 г
Жердің тығыздығы
5,5 г/см³
Мұхиттардағы ең терең ойпат, судың беткі денгейінен 11 000 метр тереңдікте жатыр (Марианна ойпаты ), ал ең биік тау шыңы, судың беткі денгейінен 8848 м биіктікте жатыр (Джомолунгма - Эверест).
Жер шары қатты қыртыспен қапталған, литосферамен, яғни тас қабатпен, ол жердің ішкі құрылысын бақылауға мүмкіндік бермейді.Осы тас қабатының сыртқы қабаты - литосфераны - геология зертейді, яғни оның құрамын, құрылысын, дамуын, пайда болуын.Литосфераның үстінде екі қыртыс орналасқан: су немесе гидросфера, ол жердің бетінің 71% қамтып жатыр (Бұны гидрология ғылымы зерттейді) және ауа немесе атмосфера қабаты (Бұны метеорология зеттейді).
Жердің ішкі құрылысы толық зертелінген жоқ. Бұл мәселе туралы қазірше бірнеше жорамалдар бар.
Жердің тығыздығы, бүкіл әлемдік тартылыс күш заңдылығы бойынша 5,52 г/см³ тең. Өйткені жер бетіндегі тау жыныстарының орташа тығыздығы 2,7 - 2,8 г/см³ шамасында болғандықтан жердің ішкі қабаты жорамал бойынша ауыр металдардан тұрмақ.
Дәріс №2. Жердің қыртыстары және олардың құрамы
* Сыртқы қыртысы
* Гидросфера
* Жердің топографиясы
* Ішкі қабаттардың ерекшелігі
* Планеталар және олардың серіктері
* Күн жүйесі туралы қысқаша дерек
Атмосфера - газ сферасы - жердің ең сыртқы қабаты. Жердің бетінде оның құрамы шамамен мынадай: N-78,03%, O₂- 20,95 және 1% әртүрлі газдар (көмір қышқылы, судың булары,аргон,неон,гелий т.б.). Атмосфераның төменгі шекарасы - жер мен судың беті.Жоғарғы шекарасы әлі анықталған жоқ. Кейбір авторлар атмосфера қабатының қалыңдығын 1000 км шамасында бағдарлайды.
Атмосфера космос кеңістігіне біртіндеп ауысқандақтан оның жоғарғы шекарасын анықтау қиын.
Атмосфера қабатының қалыңдығы үш қабаттан тұрады:тропосфера, литосфераға жақын орналасқан,келесі жоғарғы стратосфера, ал ең сонғысы - ионосфера.
Атмосфераның агенттері: күн нұры, атмосфераның электерлік қасиеті, температуралық ауытқулары,жел,атмосферадағы булар,жауын,қар,мұз,сулар,- бұлардың барлығы үлкен геологиялық,яғни оларды қопсыту,ұнтақтау,тау жыныстарының көшуін,ең соңында осы ұнтақталған заттардың шоғырлануы және т.б. жұмыстарды атқарады.
Атмосфера әр қашан қозғалыста болады, ол күн көзінің әсерінен, континеттер мен мұхиттардың орналасуына және де жергілікті жердің ерекшелігіне байланысты өзгереді. Атмосфера мен шарлар, әртүрлі күрделі аспаптар қолданылады.
Космос ғылымның дамуына байланысты, яғни айға ғарыш станциясының қонуы және де оның арғы бетін суретке түсіруі,көптеген летчик-космонавттардың ғылыми жұмыстары, бұлардың барлығы космостың құрамы мен құрылысы туралы көп құнды деректер жинауға көмектесті.
Гидросфера- жердің бетін жалпылама алып жатқан су қабаты, оған мұхиттар,теңіздер,көлдер,өзендер жатады.
Жер шарының жалпы көлемі 510 млн.км² болса, оның 71% (361 млн.км² ) су, ал құрғақ қабат 29% (149 млн.км²) алып жатыр (3 кесте).
3 кесте - Мұхиттар мен материктердің салыстырмалы көлемі
Материктер
Көлемі, млн.км²
Мұхиттар
Көлемі, млн.км²
Евразия
54
Тыңық
180
Африка
30
Атлантика
93
Солтүстік Америка
18
Индия
75
Антарктида
14
Солтүстік мұзды
13
Австралия және Океания
9
Барлығы:
149
361
Жалпы мұхиттар көлемі құрлықтардың көлемімен салыстырғанда 2,5:1 болып тұр, яғни су көлемі басым. Тек қана Тынық мұхитты көлемінің өзі ғана 180 млн. км², құрлықтың көлемінен көп. Бірақта мынаны ескерткен жөн, жалпы су аумағының көлемі, жер планетасының көлемімен салыстырғанда оның 1:8000 бөлігін ғана алып жатыр.
Жалпы гидроясфераның негізін мұхиттар мен теңіздер құрайды, ал құрлық сулары не бәрі 0,3 %, мұның көбі тау шыңдары мен полялық аудан мұздарының еншісіне тиеді, ал ағын сулар мөлшері не бәрі 0,02 % қана.
Жердің топографиясы
Жердің көлемі 510 млн км². Жер қыртысының орташа деңгейі 2430 м. Құрғақтың көлемі - 149 млн. км². Теңіздегі судың аумағы 1300 млн км. Құрлық пен теңіздің қарым - қатынасы 1:2, 4. Жердң мұздарының аумағы 30 млн. км².
Құрлықтың орташа биіктігі 875 м. Өзендер мен көлдердегі судың аумағы 0,75 млн. км². Теңіздң орташа тереңдігі 380 м.
Гидросфераның жоғарғы шекарасы анық көрінеді, ол мұхиттар мен теңіздердің беткі қабаты, геоид деңгейімен дәл келеді. Төменгі шекарасы ептеп күрделілеу, өйткені ол мұхиттар мен теңіздердің түбімен жалғасады.
Гидросферада тұздардың ерітіндісі шоғырланғандықтан, оның тығыздығы 1,03 көлемінде. Мұхиттардың орташа тұздылығы 3,5 %. Мысалы, жер орта теңізінде көбейіп 3,9 % болса, ал Қара теңізде - 1,8 %. Балтық теңізінде не бәрі 0,7 %.
Теңіз суларында шамамен 22 млн. км² тұздар еріген. Егер осы тұздарды теңіз суларына бөліп алып, жер шарының беткі қабатына тегіс жайса, ол 50-60 км қалындықпен жайылған болар еді. Теңіздің тұздылығының мөлшері атмосфераның қысымы мен температураға жауын-шашынның аз-көптігіне және құятын өзендердің, су мөлшеріне байланысты. 1500 м тереңдікке дейін теңіз суының тұздылығы аздап азаяды, ал одан кеін бір қалыпты мөлшерде қалады десе де болады.
Жер өмірінде - теңіздің алатын орны үлкен. Теңіз аймағы үлкен биохимиялық фактордың орталығы, үлкен тұз кен орны, теңіздерде көптеген тау жыныстары, яғни минералды пайда болады (әк, бор, мұнай, фосфорит, калий тұзы). Теңіз суы көптеген тау жыныстарын ерітеді және де олардың шөгінділерінің орны болып саналады.
Биосфераға - атмосфера, гидросфера және латосфера жатады. Академик В.И. Вернадский биосфераны өмір орталығы деп санайды.
Кейінгі деректер бойынша өмір жер бетіне 2 млрд. жыл бұрын пайда болған.
Жануарлар мен өсімдік мүшелері жер шарының бүкіл беткі бетін қамтып жатыр.
Биосфераның массасы көп емес, егер жер қыртысының массасын 1 деп алсақ, одан да басқа қабаттардың массасы бөлшек санымен есептелінеді / жердің қыртысы 16 км тереңдікке дейін - гидросфера 1/14, биосфера - 1/1000/. Биосфераның массасы жер қыртысының 0,001 %-ін алып жатыр.
Теңіздер мен құрлықта, материктерде өсімдіктер кең тараған, соның ішінде әсіресе шөптер. В.И. Вернадскийдің дерегі бойынша шөптердің массасы жер шары бойынша жануарлардың массасынан 10⁴-10⁵ есе көп. Тірі жәндіктердің өмір сүруінің төменгі шекарасы температураның мөлшерімен, тереңдіктегі қысымның көлеміне байланысты. Теңіздерде тіршілік 11000 м тереңдікте де табылған, соған қарағанда теңіздердегі барлық тереңдікте тіршілік бар дейміз.
Құрлықтағы тіршілік көзі теңіздермен салыстырғанда, аз тереңдікке тараған, яғни 3000-4000 м дейін. 500 м тереңдіктен әрі қарай оттегінің азаюына байланысты, тек қана анаэробты мүшелер ғана кездеседі.
Ішкі қабаттардың ерекшелігі
Жердің құрылысы мынандай қабаттарға бөлінеді: литосфера /тасқабат/-жердің қабығы 50-70 км, орталық қабат, немесе жердің мантиясы - 2900 км тереңдікке дейін, ал 2900 км әрі қарай жердің өзегі (2900-6380 км аралықты) басталады.
Сейсмикалық зерттеулерге сүйене отырып, яғни сейсмикалық толқындардың жыныстардан өту жылдамдығына байланысты, анық екі қабат айқындалады, бұл екі қабаттарда толқындардың өту жылдамдығы әр түрлі, бірінші материктің астында - 50 мен 70 км, арасындағы тереңдікте, екіншісі - 2900 км тереңдігінде. Бұл деректер бойынша, жердің қабаты төменгі жағынан Мохоровичтің бетімен шектеледі.
Осы бет пен өткен кезде көлбеу серпінді толқынының жылдамдығы күрт өсіп ол 6,3-7,2 ден 8,0-8,6 км/сек тарау жетеді. Толқын жылдамдығының мұндай өзгеруі, осы тереңдікте тығыздықтары бір-бірінен бөлек жыныстар шекарасының жатқаның дәлелдейді /ғалымдар қандай жыныс екенін анықтай алмай отыр/.
Жердің қабығы геофизиктердің дерегі бойынша төрт негізгі қабаттан тұрады:
1-шөгінді қабат (5,5 км/сек);
2-гранитті қабат (5,5-6,5 км/сек);
3-бірінші базальтты қабат (6,3-6,5 км/сек);
4-екінші базальтты қабат (7,0-7,2 км/сек).
Бірінші екі қабат жер бетінде тұтас емес үзіліп жалғасып жатады. Геологтарға танымал, яғни зерттелген, ал үшінші және төртінші қабаттар әлі белгісіз, яғни зерттелінбеген.
Зерттеу тек қана жердің беткі бөлігі, шөгінді және гранит қабаттарда ғана жүргізілді. Өйткені, ең терең скважиналар 12000 м, ал кеңдер 3000 м әрі аспайды. Мұндай жағдайда тек қана жердің беткі қабаты зерттеледі.
Күрделі қатпарлардан тұратын жер бетіне шыққан жыныстардын өзіненде олардың құрамын зерттеуге болады, әйтседе бұл тәсілмен тек 15-20 км тереңдікте жатқан жыныстарға сипаттама бере аламыз. Одан төмен 50-70 км тереңдікте /материктердің астында/ жоғарғы мантия жатыр /8,0-8,6 км/сек / олар құрамы жағынан жорамалмен алғанда дуниттар мен перидодиттерге жақын жыныстар деп қарастырады, тығыздығы 3,0-3,3 г/см³. Одан әрі, 2900 км терендіктен бастап (жылдамдық қайта өседі) - ядро мен ішкі ядро басталады. Оны зерттеу мүмкін емес.
Ядро металл сияқты жартылай сұйық жартылай қатты заттардан тұрады (ішкі ядро). Ядроның химиялық құрамы белгісіз. Көпшілік ғалымдар, ядро негізнен темірден тұрады деп атаса, ал кейбіреулері ядроның химиялық құрамы мантиянікіндей, тек қана мұнда металдандырылған күйінде дейді. Қазіргі кезде осы екі ағым бірден орын алуда.
Күн жүйесі туралы қысқаша дерек
Жер планеталар жүйесіне жатады, оның орталық мүшесі болып Күн саналады. Оның айналасында тоғыз үлкен планеталар өзінің серіктерімен 1000 астам кіші планеталар және 100 шамасында кометалар айналып жүр.
Күн - газды шар, оның диаметрі 1391 мың км тең, жер диаметрінен 109 есе көп, Күннің беті жер бетінен 12 млн. есе, ал көлемі - 1300 мың есе артық. Күн мен жердің орташа қашықтығы 149,5 млн.км. Күннің кеңістіктегі қозғалысы өте көп емес, не бәрі 20 км/сек.
Д.И.Менделеев кестесіндегі 106 элементтің 75-і Күнде бар, бұлардың ішінде сутегі айқын басымдылықта. Күн мен жер құрамының ұқсастығы олардың жаратылысының бір екенін көрсетеді.
Планеталар және олардың серіктері
Күннің айналасында 9 планета өзінің 26 серіктерімен айналып жүр. Барлық планеталардың массасы 1/750 Күн жүйесінің бөлігіне тең. Бүкіл планеталарды өздерінің физика-химиялық құрам айырмашылығына қарай екі топқа бөлінеді.
Планета - өздігінен жарық шығармайтын аспандағы қараңғы дене.
Күнге жақын орналасқан планеталарды жер тәріздес планеталар деп атайды, оған Меркурий, Шолпан, Жер, Бахрам жатады. Бұлардың негізгі ерекшелітері - көлемдері үлкен емес, айналу жылдамдықтары аз, тығыздығы үлкен.
Күннен алшақ жатқан планеталарға Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон жатады. Бұлардың айрықша ерекшеліктері: көлемдері өте үлкен/ мысалы, Юпитердің массасы жерден 318 есе көп/, айналу жылдамдықтары жоғары/ Юпитердің айналу мезгілі 9 с 50 мин/ және тығыздығы аз. Күн жүйесіндегі денелердің ерекшелігі 4-кестеде көрсетілген. минералды заттардың сулы немесе ауалы ортада экзогендік үрдістер әсерінің шөгуінен пайда болады.Шөгінді тау жыныстары пайда болуы жолына байланысты үш топқа жіктелінеді
1.Механикалық немесе сынықтық шөгінді жыныстары негізінен жыныстар мен минералдардың сынақтарынан тұрады.
2.Органогенді-бұл жыныстардың негізгі құрамында организмдер мен олардың тіршілік өнімдерінің қатты бөлшектері кездеседі.
Хемогенді-химиялық жолмен пайда болғантминералдардан тұрады.Бұл топтардың арасында аса айырмашылығы болмайды.Әсіресе,хемогенді және органогенді жыныстардың ішінде көбінде араласып пайда болған щөгінділер кездеседі.
Дәріс №3. Шөгінді тау жыныстары
* Метаморфты тау жыныстары, құрылымы мен текстурасы
* Геология үрдістері және оның жердің қабығы мен бедеріне тигізетін әсері
* Сейсмикалық құбылыс (жер сілкіну)
Метаморфты тау жыныстары бұрын пайда болған шөкпелі магмалы және метафорфты жыныстардың жер қабығындағы эндогенді үрдістердің әсерінен пайда болады.Бұл өзгеістер жыныстардың қатты түрінде жүреді,бірақ минералдық құрамы,ал кейде химиялық түрі,құрылымы,текстурасы өзгереді.
Метаморфизм жоғары температура мен қысымның әсерінен және жоғары температурадағы ерітінділер мен газдардың жыныстарға енуінен немесе шығуынан болады.Бұл үрдісте жыныстың құрамы да үлкен рөл атқарады.
Жоғары температураның көздері болып мыналар саналады:
6 кесте- Шөгінді жыныстардың жіктелуі
Жыныстардың тобы
сынықтардың
көлемі,мм
Болбыр және байланысқан жыныстар
Цементтелген жыныстар
200
жұмыр
қырлы
жұмыр
қырлы
Қой тас
Жақпар тас
Шоғыр тас
Жеңіт тас
200-10
Малта тас
Шағынды тас
Шоғыр тас
Жеңіт тас
10-2
Майда тас
Шөгір тас
2-1 1-0,5 0,5-0,25 0,25-0,5
Құмдар;кесек дәнді,ірі дәнді,орташа дәнді,ұсақ дәнді
Құмтастар;кесек дәнді,ірі дәнді,орташа дәнді,ұсақ дәнді
0,5-0,05
алевриттер
алевриттер
0,01
балшықтар
алевриттер
Карбонатты жыныстар
Әктер,мергель,доломиттер
Трепел,диатомит,опока,яшма
Тас(тұзы) галит,гипс,ангидрит
Темірлі туф,батпақты руда
фосфориттер
фосфориттер
Шым-тезек,сапропель,мұнай
Көмірлер;қоңыр көмір,тас көмір,сланецтер
1.Жер қойнауынан көтеріліп келе жатқан балқыған магманың массасы;2.Магмадан көтерілетін жоғары температуралы ерітінділер мен жеңіл қоспа заттар;3.Жер қойнауының жоғары температурасы.
Метаморфты жыныстардың құрылымы мен текстурасы
Метаморфты жыныстардың құрылымы әдетте кристалды болады,бірақ магмалық жыныстардың кристалдарынан кейпі мен пайда болу жағынан айырмашылығы бар,бұл әсіресе микроскоп арқылы қарағанда айқын байқалады.
Текстура жағынан метаморфты жыныстар магмалы жыныстардан көп айырмашылығы бар.Олар мынандай текстураларға бөлінеді
1.Сланецты-ұзын минералдар өздерінің ұзын жақтарымен бір-біріне параллельді орналасқан.
2.Талшықты-жыныстар көп бөлікті талшықты минералдардан тұрады да олар бір-бірімен тығыз байланысқан.
3.Жолақты немесе ленталы жыныстар әр түрлі минералды к\құрамдар қайталанады.
4.Кесекті-ақтарылған толық кристалды жыныстардың текстурасы тәріздес келеді.
5.Бүрмелі жыныстар ұсақ бүрмеден тұрады.
Метаморфты жыныстардың түрлері
Қай фактордың басты басты роль атқаруына қарай(температура,қысым,қойырлану) метаморфизм мынандай түрлерге бөлінеді:
1.Регионды метаморфизм-жоғары температураның әсерінен үлкен алаңды қамтиды.Жыныстың құрамы өзгереді.
2.Өзара тиісу метаморфизмі-жоғары температураның әсерінен болады,тек жергілікті маңызы бар.Тереңнен көтеріліп келе жатқан магманың көмейі мен оның ошағының айналасында кездесетін жыныстық химиялық құрамы өзгермейді.
3.Динамометаморфизм-қысыммен және бояу температураның әсерінен болады,бұл кезде жыныстар мен минералдардың түйіртпектері ұнтақталынып,көп өзгермей,бір бағытта кристалданады,сланецты текстура түзіледі.
4.Пневмолитті және гидротермальды метаморфизм-жыныстардан жоғары көтеріліп келе жатқан газдар мен ыстық сулардың ерітінділерінің кіруі әсерінен болады.Бұл кезде жыныстың минералдық құрамы мен химиялық қасиеті өзгереді.
Сланецтер-метаморфты жыныстардың ең үлкен тобы,текстурасы сланецті,әр түрлі тілкеш-тілкеш құрылымды кристалды болып кездеседі.Минералдардың құрамы әр түрлі.
Слюдалы сланец-көбінесе слюданың қабыршығынан тұрады,кварц пен басқа минералдарда аздап кездеседі.Текстурасы жұқа қабаттардан тұрады,оған кварц қоспа ретінде кіреді,түсі жасыл.
Балшықты сланец-аздап метаморфизмге ұшыраған балшық жыныстартүсі қара,көкшіл немесе жасылдау,құрылымы толық кристагға айналмаған,бірақ текстурасы анық сланецке айналған.Минералдық құрамы диспирленген гидрослюда мен кврцтен тұрады,оған балшықтардың қоспасы да кіреді.Балшықтан айырмашылығы суда езіліп кетпейді.
Мәрмәр әктен пайда болады,кейде доломиттен,текстурасы кесек,құрылымы түйіршіктелген.таза мәрмәрдің түсі ақ,бірақ әр түрлі қоспалардың әсерінен түсі өзгеруі мүмкін.Минералдық құрамы-кальцит,аздаған мөлшерде доломит,дала шпаты т.б. кездеседі,тұз қышқылынан мәрмәр қайнайды.
Жердің мүсіні әр түрлі геологиялық үрдістердің әсерінен әрқашанда өзгеріп отырады.Кейбір өзгерістер баяу болады,оны адамдар өз өмірінде байқамай да қалады.Міне осындай ақырын құбылыстар геологиялық ұзақ уақыттар бойы әсер етсе,миллион немесе миллиард жыл онда олар жер бетіне үлкен өзгерістер алып келеді.Ал кейбір құбылыстар,мысалы жер сілкіну,вулкандардың атқылауы,қысқа уақыттың ішінде болып,онвы көріп бақылауға болады.Геологтар жердің қабығының құрылымын зерттеген кезде,жер тарихының дамуында көптеген физикалық-географиялық жағдайлар өзгергенін байқаған,әр өзгеріс кезінде органикалық өмір қайтадан дамыған.Мұндай өзгерістер Силур мен Девонда,полеозой мен мезозойда,мезозойдың соңында болған.Физикалық-механикалық өзгерістер,фаунаның жаңаруы,анықтаулар бойынша,жер шарының әр жерінде болған,ол биік таулардың пайда болуынан және де тау жыныстарының қатпарлануынан оның әсерінен олардың бірін-бірі сындыруынан,опыруы біртұтастығы үзілуінен магмалардың пайда болуынан және басқа құбылыстың әсерінен болған.
Жердің қабығының бетінде жатқан,шөкпе тау жыныстарының таралуы мен оның құрылымы,орыс жазығы мен Батыс Сібірдің ойпаттарында және де басқа аудандарында,бірнеше теңіздердің құрғақты басып және шегінгендіктерін,шөкпелер анық көрсетеді.
Кавказ,Карпат,Альпы және басқа тау құрылыстары қзіргі кезде бірнеше километр жоғары көтеріліп тұр,ал кезінде осы жерлер теңіздердің асты болған.
Таулар мәңгі емес.Бір кезде тау жоталары көтеріліп тұрғанда мысалы,Батыс Сібір,қазіргі кезде жазылып жатқан ойпат немесе жазық дала.
Міне мұндай геологиялық үрдістер әр түрлі күштердің әсерінен болады.кейбіреуі жердің қойнауында болатын күшке байланысты оны ішкі динамиканың үрдісі немесе эндогенді.Ал басқа кешенді үрдістер жердің бетінде,яғни жердің беткі қабатында пайда болған,оған сыртқы факторла әсер етеді.Бұл үрдістерді экзогенді(сыртқы)деп атайды.
Эндогенді үрдіс материалдық қозғалыстың әр түрлі формаларын біріктіріп жердің ішкі өмірін бейнелейді,бұған магматизм,метаморфизм,вулканизм,жердің қабығының қозғалысы(жер сілкіну,таулардың пайда болуы)жатады.
Эндогенді геологиялық үрдістер жер бетінде әр түрлі үлкен кеді-бұдырлар мен ой шұңқырлар тудырады(биік таулар мен ойпаттар және де жердің қабығында үзілістер,осы үзілістердегі жердің қабығының жылжуын бейнелейді.
Экзогенді үрдістер көптеген құбылыстардың жиынтығы,ол жердің сыртында жатқан факторлардың әсерінен болады,бұл-Күннің көзінен алынатын энергия,салмақ күші және де организмднрдің өмірі және т.б.Бұған мыналар жатады:тау жыныстарының ыдырауы,желдің,судың,мұздың,көлдің,теңіздің,жауынның әсерлері.
Экзогенді үрдістер бедердің деталін жасап,ой-шұңқыр мен кедір-бұдырды тегістеуге,тауларды,мұжыту,шайу,яғни эндогенді қарсы әрекет күш жасайды.Бұл үрдістер жер бетінде үнемі болып жылжымалы негізде жүріп отырады.
Қазіргі жердің бедері өте күрделі және де әрқашанда бір-біріне әсер етіп отыратын ішкі және сыртқы үрдістер әсерінің қорытындысы.Ішкі күштер,бірінші кезектегі тектоникалық қозғалыстар,вулканизмдер.Жердің бетінде әр түрлі ойқырлрды тудырады,ал сыртқы күштер осы ойқырларды тегістейді.Бұл екеуінің арасында әрқашанда заңдылық түрде себепті байланыс бар.Жас тауларда-Альпіде,Кавказда,Тянь-Шаньда қазіргі дәуірде тектоникалық қозғалыстар басым,олар бүгінгі күнде де жүріп жатыр.Мұндай жағдайда экзогенді үрдістер таулардың қапталдарын терең ойларға бөлетін күштерден қалып қояды дағы,тау табиғатында биік шоқылар мен қырлар пайда болады,тектоникалық жылжудың қозғалысы бәсеңдеген кезде біртіндеп экзогенді үрдіс басым бола бастайды,яғни бұрын пайда болған үлкен ой-қырлар тегістелінеді,өйткені оған қарсы жұмыс істейді.Бедердің биік жерлері мұжылып,ойпат жерлері тұнбаға толады.осының салдарынан биіктіктердің негізгі көлемі азайып,қапталдары тегістелініп,тегістік пайда болады.
Жалпы алғанда,табиғатта тектоникалық тыныштық жоқ,барлық нрсе әрқашанда қозғалыста жне өзгерісте,тек кейбір кездерде ғана эндогенді үрдістер бәсеңдеп,одан кейін ол қайтадан күшейеді.ұзақ уқыт эндогенді үрдіс бәсеңдеген кезде экзогенді үрліс басым қалады,оған мысал Сары-Арқа,яғни Қазақстанның орташа бүрмелі таулы арқасы.Кейбір таулы мекендерде,ішкі күштер мен сыртқы күштердің қарым-қатынасы бірнеше рет өзгерген,бұл кейде таулардың өсуіне алып келсе,ал кейде оның мұжылуына себеп болады.Бірінші рет жаңа тектоникалық қозғалыс Тянь-Шань мен Алтай тау алқасында палеозой эрасында болды(бұдан 300 млн жыл бұрын).Кейінгі кезде ұзақ уақыттар бойы болған денудациялық үрдістердің салдарынан бұл жердің бедері тегістелген.Кейінгі кезде болған геологиялық дамуда осы біршама тегістелген жазықтықта қайтадан таулы бедерлі аймаққа айналған.
Міне сондықтан жер бетіндегі бедертжазықтығының пайда болу заңдылықтары мен тарихи дамуын зерттеген кезде,ондаған эндогенді және экзогенді үрдістер қарымқатынастарына талдау жасау арқылы ғана жауап беруге болады.Бұл үрдістер мен жердің қабығындағы бедерлердің пайда болуын зерттей отырып,біз пайдалы қазба кен орындарын және топыақтың аймақтық түрде орналасу заңдылығын білуімізге болады.
Эндогендік үрдіс
Жердің геологиялық өмірі,оның көптеген ішкі эндогендік үрдістер мен құбылыстарына байланысты,оған мыналар жатады:
1.Сейсмикалық құбылыс(жер сілкіну)-толқын тәріздес қозғалыстың әсерінен жердің қабығы жоғары,төмен қозғалып бұзылады.
2.Вулкандық құбылыс(вулканизм)-магманың қозғалысы.Мұнда көптеген магмалық жыныстар пайда болады.
3.Тектоникалық қозғалыс-жердің қабығының қозғалуы,оның әсерінен қабықтың бүтіндігі бұзылып,қатбаршақтар,сынықтар,ойпаттар пайда болады.
4.Эпейрогендік теңселу-жердің қабығының баяу қозғалысы,тау жерлердің көтеріліп немесе төмен түсуі,оның әсерінен жазықтарда ойпаттардың,үстірттердің пайда болуы.
Бұл геологиялық үрдістер және құбылыстар көп жағдайда бір-бірімен,өзінің пайда болу себептерімен және бір-бірінің қарым-қатынасымен тығыз байланысты.
Бұл геологиялық үрдістер мен құбылыстардың негізін толық түсіну үшін оладың пайда болу себебін,оның қасиетін және литосфера мен оның үлкен бөліктері құрылысын,ерекшелігін және оған деген әсерін бі луіміз керек.
Қазіргі кездегі жетістік деректері бойынша жердің дамуында литосферадағы және жердің қабатындағы геологиялық үрдістердегі себепкерлерінің энергия көзі ретінде мыналарды атап өтуге болады:
1.тотығу мен басқа экзотермиялық реакциялар.
2.радиоактивті заттардың ыдырауы-бұл жердің қойнауындағы үлкен энергия көзі.
3.Оттай балқыған нәрселердің қатты затқа айналған литосферадағы көлемінің азаюы.
4.Жердің кейбір жерлері балқыған кезде оның көлемі ұлғаяды,кей жерлерде тұнбалардың өсуінің салдарынан салмағы көбейіп және қатты затқа айналу әсерінен төмен түседі.
5.Жердің айналуы және оның әр жеріндегі айналу жылдамдығының бір қалыпты еместігі,осының салдарынан кеңістікке жердің бетіндегі жылулық ауысуының өзгешелік көлемінің азаюы,оның әсерінен бедерлердің жердің бетінде пайда болуы.
Міне осы жоғарыда атап өткен себептер жердің қабығына,құрамы мен құрылысына көптеген өзгерістер еңгізеді.
Осыладың күрделі және бір-бірімен тығыз байланысы ақасында жердің беткі құрылымы,яғни материктер,мұхиттар,таулар пайда болады.
Сейсмикалық құбылыс (жер сілкіну)
Жер сілкінудің түрлері
Жер сілкіну деп жердің қабығының ішкі күштер әсерінен қоғалуын айтады.Жер сілкіну әр түрлі себептердің әсерінен болады:
1.Тектоникалық-таулардың пайда болуына байланысты.Бұл өте ұзақ және қатты болатын жер сілкініс.Көбінесе жас таулы аймақтарда көп кездеседі.Тектоникалық сілкіністе тау жыныстарының қаттылығы серпінді күштердің әсеріне төтеп бере алмайды дағы,осының әсерінен жер бетінде сілкініс пайда болады,кейде осының әсерінен вулкандық немесе денудациялық құбылыстар пайда болады.
2.Вулканның әсерінен болатын жер сілкініс,вулкандар атқылайтын жерлерде кездеседі,яғни Тынық Мұхиттың отты қоршауынды(Курилл,Жапония,Камчатка).Жердің қабығының сілкінуі,вулканның атқылауымен бірге болуы мүмкін,мысалы 1883 жылы Кракатау атқылаған кезде,сілкінудің әсерінен мұхитта үлкен толқындар пайда болып-(цунамдар),олар аралдар мен жағаларға үлкен апат алып келді.
Негізгі сілкінудің тарау көлемі.Мұндай жағдайда аз жерді қамтиды.Везувияның атқылауынан болған жер сілкіністі тек жергілікті обсерватория тіркеген,ал айналасында оның әсері байқалмаған.
3.Денудациялық жер сілкініс-опырылып құлату жер сілкінісі.Тау жыныстарының жер астындағы қуыстарға опырылып құлауынан болады.Мұндай жағдайларда көбінесе жер асты суы әсерінен тез еритін тұздар көп жерлерде жиі кездеседі,өйткені онда тұздар еріп кеткеннен кейін сол жерге опырылып түсіп кетеді.Кейде мұндай қуыстардың үлкен аймағына қарамай,опырылып құлау жер сілкінісі әлсіз жер сілкіну қатарына жатады дағы,ол опырылудың шөккінің және тау жыныстары жылжуы әсерінен теңіздердің жағалауында,жер асты үңгірлері қалыптасады,мысалы Пермь мен Киров облыстарында үңгірлер көп кездеседі.
Жер сілкіністің көбі (97%) жас таулы аймақтарда кездеседі,өйткені ол жерде тау пайда болу үрдісі жүріп жатыр,мысалы,Тянь-Шаньда,Кавказда,Карпатта,Балкада,Гималайда.Бүкіл жер сілкіністің 50% осы аудандарда кездеседі.Ал 40% сілкінісі Тынық мұхиттағы отты сақина алқабында болады-Курилл аралдары,Филиппин,Суматра,Ява,екі Американың батыс жағалауларында.
Ертедегі платформаларда-Орыс жазығында,Батыс Сібірде жердің қабығында тербелістер аз болады.Бұл асейсмикалық облыстар деп аталады.Жер сілкініс Антарктидада кездеспейді.
Тербелістер мен сілкінулер тек қана құрлықта емес теңіз беті,мұхиттардың түбінде де болып,оның әсерінен сейсмикалық толқындар цунамдар пайда болады(Лиссабон-1775 ж,Чили 1960 ж)
Жер сілкінуді өлшеу және тіркеу
Жер сілкінуін өлшейтін аспаптысейсмограф деп атайды.Ол рамаға тіркелген көлденең немесе тікелей қойылған инертті маятниктен тұрады.
Жер сілкіну жоқ кезде бүкі жүйе қозғалмайды.Жер сілкінген кезде маятниктің рамасы жермен бірге қозғалып,ал маятник инерция бойынша рамадан қалып қояды дағы оның ұшы сағат механизмдері бойынша тербелістерді тіркейді.Жер сілкінбеген кезде маятник түзу сызық сызады,ал сілкінген кезде маятник қозғалып,ауытқу сызықтарын сызады.Жер қатты сілкінген сайын ауытқулардың аймағы өсе барстайды.Арнай лентада пайда болған осындай жазу жер сілкінудің уақытын,күшін және орнын белгілеуге мүмкіндік береді.
Жер сілкіну-ол табиғи құбылыс,ол жер қыртысының белгіленген бөліктерінде ғана кездеседі.Ең негізгі мәселе ол қай жерде және қашан болады,соны анықтау керек.
Сейсмикалық қауіпті аймақтарды білу үшін,осы жерде болып жптқан жер асты сілкінісі әсерінен пайда болатын серпіліс тлқындардың күшін тіркеуіміз кере.Сейсмологтар женр сілкінудің координаттарын анықтап,оның күшін,қай тереңдікте екенін және онын белгілейтін болады.Осының негізінде жер сілкіну-эпицентрінің картасы жасалыныпбұл арқылы әр аймақтағы жер дүмпуінің күштері белгіленеді.
Жер сілкінуді бағдарлаған кезде,мынандай үш жағдайды шешу керек:жобаның күші,сілкінудің орны мен уақыты.Бірінші жағдай оңай шешіледі.Сейсмикалық қауіпті аймақтар ТМД-дағы Курило-Камчатка,Памир,Тянь-Шань т.б жақсылап зерттелуде.
Топырақ пен ауа-райының картасы сиякты,жер сілкінудің де картасы жасалынады.Жер сілкінуі әсерінен болатын ең жоғарғы тербелістің күшіне байланысты инженерлік норманы анықтап,осыған байланысты антисейсмикалық құрылыс жүргізілуі керек.Әрине сейсмологтарға баллын төмендетіп,күшті тербеліске құрылыстар төтеп бере алмасада,жаман немесе жоғарылатса да,онда күш пен қаржы босқа шығын болады.Сондықтан сейсмологтарға үлкен жауапкершілік жүктелінеді.
Сейсмикалық 12 баллды шкала(ГОСТ 6249-52)
Күш,
баллмен
Жер сілкінудің ерекшеліктері
1
Сезілмейді.Арнайы құралдармен тіркелінеді
2
Өте әлсіз.Сезімтал кейбір үй жануарлары мен қатар жоғары қабатта
отырған адамдар сезуі мүмкін.
3
Әлсіз.Кейбір уйлердің ішінде отырған адамдар сезуі мүмкін
4
Орташа.Едендер,бөлмелер мен ыдыстар сықырлайды.Үйде отырған адамдардың көбі сезеді.
5
Біршама қатты.Үйде түрткі сезіледі,есіктер ашылып кетуі мүмкін,
карниздер құлайды.Терезедегі әйнектер сынып,люстралар шайқалады.Сыртта жүрген адамдар сезеді.
6
Қатты.Ауыр жиһаздар шайқалады,ыдыстар сынып,полкадан кітаптар құлайды,сылақтары түсе бастайды.Ескі үйлер құлайды.
Барлық адамдар сезеді.
7
Күшті.Жаман салынған және ескі үйлер құлайды.Жақсы салынған үйлерде жарықшақтар пайда болады,сылақтары түсе бастайды.Өзендер мен көлдердің суы лайланады.Кей кезде шөгінділер пайда болады,көшкін жүруі мүмкін.
8
Өте күшті.Ағаштар шайқалып сынады.Қатты тас ғимараттар бұзылып,заводтардың трубалары құлайды,жер бетінде жарықшақтар пайда болады.
9
Төтенше күшті.үйлер қирайды.Жер бетінде әжептәуір жарықшақтар пайда болады.
10
Жойқын салу.Жақсы салынған ағаш үйлер,көпірлер және іргетастар қирайды,плотиналардың дамбалары бұзылады.Жер бетінде опырылу,сырғулар және жарықшақтар пайда болады.
Дәріс №4.
Жердің қабығының қозғалысы, топырақтың пайда болу, құралу процессі
* Геотектоника
* Экзогендік геологиялық үрдістер
* Жер асты суы және олардың жүргізетін геологиялық жұмысы
Геотектоника - геологиялық бір бөлігі, ол жердің қозғалысын және түр өзгерісін зерттейді. Геотектоника тау жыныстарының әр жеріндегі немесе бүкіл жер бетіндегі жағдайын, ораналасуын қарайды. Жердің негізгі құрылысына қарап, оның өткен дәуіріндегі тарихын, ішкі өзгерістерін қандай күштердің әсерінен болғанын, тау жыныстарының неге осылай орналасқанын анықтайды. Ішкі күшпен жартылай салмақ күштің әсерінен жердегі заттардың орнын ауыстырып, соның салдарынан жыныстарының мүсінінің өзгеруін тектоникалық қозғалыс деп атайды. Бұл түсінікке жердің бетіндегі сыртқы күштің әсерінен болатын қозғалыстың, яғни үгілу кезінде жыныстардың сызаттануы, опырылып құлау, шөгу жер асты суының және мұздардың әсерлері жатпайды.
Тектоникалық қозғалыс екі түрге бөлінеді:
1. Бүрмелі және үзілмелі, бұл орогенезге жатады.
2. Тербелмелі немесе эпейрогенді, бұл эпейрогенезге жатады. Тектоникалық қозғалыстар бір бірімен байланысты. Бүрмелі және тербелмелі қозғалыстар бір біріне ауысуы мүмкін. Бұның әсерінен жердің қыртысында жер сілкініс болады.
Тербелмелі (эпейрогенді қозғалыс).
Тербелмелі (эпейрогенді) қозғалыс бұл жай ғасырлар бойы жер қабығының қозғалу, оның әсерінен жер қабығы жоғары немесе төмен түседі.
Жер қабығы кей жерлерде жайлап жоғары көтерілсе, ал кей жерлерде иіліп төмен түсуде. Көп жағдайларда бұл үрдістердің әсерінен континеттер құралады. Толқымалы қозғалыстың әсерінен жер тарихында теңіздің құрлықты басуын трансгрессия және теңіздің қайта кетуін регрессия деп атайды.
Мысал ретінде кәзіргі тектоникалы қозғалысты қарап өтейік. Еуропа жерінде ғасырлар бойы қозғалыстың түп нұсқасы ретінде Скандинавияны айтуға болады, бұл жерде бес ежелгі жағалауда террасалар бар. Қазіргі кезде осы жердің көтеріліп жатқанын анықтайтын әртүрлі биіктіктегі террасалардан тапқан теңіз шөгінділері және ондағы теңіздің жәндіктерінің қабықтары дәл анықтаулар бойынша Швецияның астанасы Стокгольм, әр жарты жылда 24 см көтеріледі екен. Жер шарында кей жерлер көтерілсе кейбір жерлер мысалы Францияның, Бельгияның, Голландияның солтүстік жағалаулары, ФРГ нің солтүстік жағы. Қара теңіздің Абила жағалауы төмен түсіп жатыр. Греландияда IX ғасырда салған норвег - викингтерінің құрылыстарын қазіргі кезде жан жақтан қоршап тұр. Мұндай мысалдарды көптеп келтіруге болады.
Ғасырлар бойы болып жатқан тербелмелі қозғалыс халық шаруашылығы үшін маңызы үлкен. Көтерілген кезде эрозия күшейеді, гидрогеографиялық құрылыс өзгереді. Мұндай жағдайда гидротехникалық және ирригациялық құбылыстарды байқап салған жөн, өйткені теңіздің таяздалуының әсерінен балығ ұстау, кемелерінің жүруі нашарлауы мүмкін.
Төмен түскен кезде шөгінділердің мөлшері көбейеді, жерлер батпаққа айналады. Мұндай ғасырлар бойы жердің тербелуі шөгінді тау жыныстарының көлемін ұлғайтып, онда пайда болатын мұнай, көмір, тұз сияқты қазба байлықтарының көлемін арттырады.
Бүрмелі орогенді қозғалыс
Бүрмелі қозғалыс біршама жылдам болады дағы тау жыныстардың жатқан жағдайы өзгереді, күрделі бүрмелер, яғни таулар пайда болады ( орогенез - таудың пайда болуы). Бүрмелі қозғалыс тау жыныстарын ұқалатып, бүктеп тастайды. Бұл күрделі үрдіске екі жағдай себеп болады, тау жыныстарының жайлы ұйпалақтануы және олардың созымталдығы, яғни сыртқы күштердің әсері біткеннен кейін өз формасын сақтап қалу. Сонымен созымталдық түр өзгеру - орнына келмейтін үрдіс. Теңіздің түбінде шөккен құмдар, балшықтар, карбонаттар, күрделі қайта құру өзгеріс үрдістеріне ұшырап, тау жынысына айналады. Бұл тау жыныстары көбінесе көлденең болып орналасады. Тау жыныстарының ең бірінші орналасуы көбінесе көлденең болады, міне осындай орналасуды әдепті немесе бұзылмаған деп атайды.
Әдетте табиғатта, көбінесе таулы аймақтарда тау жынысының қабаттары толқымалы болады, олар жиналып ұйпақталынып неше түрлі бүрмелі мүсінге айналады.
Қабаттар бірінің үстіне бірі шығып, кейде дөңестері жоғары жағы, күмбез тәрізді бүрме, ал кейде ойыстары төмен қарайды.
Бір қабатты өзі бір біріне қарағанда ығысып, үзіліп төмен түсіп немесе көтеріліп кетеді. Міне осындай тау жыныстарының жатуын бұзылған деп атайды, бұл күрделі бүрмелі қозғалыстың әсерінен болад, мұның салдарынан түрі өзгереді. Бүкіл тау өзгеру жыныстардың ұйпалақталуынан болады, мұны жалпы түр өзгеру түріне қарай екі түрге бөледі:
а) жоғары бағытталған, үстінен немесе астынан, мұның әсерінен қабаттар созылады;
б) қапталдан тангенциалды, бұл сығудың әсерінен болады.
Бірінші күштің әсерінен қабаттар созылады. Мұнда флексура, жарықтар, сынықтар опырылу болып, лава ақтарылады, ал қабаттардың қысылуының әсерінен магмалар басқа жыныстарға енеді дағы күрделі бүрмелер пайда болады, яғни қабаттардың үзіліп түсуі немесе бірінің үстіне бірі шығып кетуі байқалады.
Жыныстар көбінесе өздерінің түрлерін тереңдікте өзгертеді, мұнда жоғары температурамен үлкен қысымның әсерінен олар ұрымтал және икемге келгіш.
Экзогендік геологиялық үрдістер
Экзогендік үрдістер арқасында пайда болған жер бетінің қабаты бұған әрі экзогендік үрдістердің әсерінен өз келбетін өзгерте береді. Экзогендік үрдіске желдің жауын шашынның, жер беті және жер асты суларының, мұздардың, қардың, теңіздердің, көлдердің құбылыстары, сондай ақ жануарлар мен өсімдіктер организмдерінің, санымен қатар адамдардың іс әректет жатады. Осы аталған құбылыстар жүздеген, миллиондаған жылдар бойы жер бетінің бейнесін өзгертіп келеді.
Жер бетіндегі немесе оған таяу орналасқан тау жыныстарының, экзогендік үрдістерінің әсерінен болатын құбылысты үгілу деп атайды.
Үгілу тау жыныстарынан топырақтың пайда болуына әсер етеді, көмек көрсетеді және сол үрдістің ең маңыздыларының бірі болып саналады. Үгілу салдарынан тау жыныстарында қуыстық, су өткізгіштік және сіңіргіштік қасиеттер пайда болады. Үгілу үрдісі кезінде қоректік минералдық элементтер ешқашан да жыныстарында жиналмайды, керісінше кейбір азоттың, фосфордың, калийдің қосындылары жуылып, ал кейбіреулері тотығып немесе тотықсызданып кетуі мүмкін. Сондықтан тек топыраққа айналу үрдісі ғана құнарсыз тау жынысынан топырақ жасай алады.
Үгілу физикалық және химиялық болып екі түрге бөлінеді. Кейбір ғалымдар биогендік үгілуді бөлек қарайды. Бірақ осыған қарамастан үгілудің барлық түрлері бір бірімен өте тығыз байланысты және оларға жергілікті климат өте үлкен ісер етеді.
Үгілу жүретін литосфераның сыртқы қабаты ыдырау қабығы деп аталады.
Физикалық үгілу. Физикалық үгілуде жыныстардың физикалық құрамы өзгермей ұнтақталады да, температуралық және механикалық болып екіге бөлінеді. Біріншіде үгілудің басты себебі температураның ауытқуы болса, екіншіде судың қатуы минералдардың шоғырлануы, өсімдіктердің тамырларының әсеріне байланысты болады. Жыл мезгілдерінің және тәуліктегі температураларының ауытқуы, әртүрлі минералдардан тұратын тау жыныстарының Күнізгі қызуымен түнгі суынуының салдарынан оларды ұнтақталуға әкеліп соғады. Бұл үрдіс шөл және шөлейт аудандарда тәуліктік температураның қатты ауытқуынан тезірек жүреді. Себебі жыныстар қызған кедзе көлемін үлкейтеді де суынғанда керісінше кішірейтеді. Минералдың көлемдік үлкен коэффициенті әртүрлі болады. Мысалы: кварцтың үлкен коэффициенті ортоклаздікіне қарағанда екі есе жоғары. Жыныстардың минералдары көлемдерін әртүрлі үлкейтіп немесе кішірейтуіне байланысты олар шытынап ұнтақтала бастайды. Сондықтан ортоклаздың, кварцтің, слюданың түйіршіктерінен тұратын гранит ақырындап ұнтақтала бастайды.
Химиялық үгілу. Химиялық үгілуде негізінен активті элементтер ретінде О, НО, СО және органикалық қышқылдар жатады. Химиялық үгілу үрдісі жаңа минералдардың пайда болуы мен қабаттаса жүреді. Минералдың бүліну жылдамдығы олардың химиялық құрамына физикалық қасиетіне байланысты және кристалдық торлардың құрылысы да үлкен әсерін тигізеді.
Тау жыныстарының және минералдардың басты ерекшелігі су болып саналады. Су үгілу қабатына кірген кезде әртүрлі химиялық реакциялардың жүруіне әсер етіп, соның салдарынан жыныстар үгілуге, ыдырауға және құрамдарын өзгертуге мәжбүр болады.
Химиялық үгілудің себепшілерінің бірі көмір қышқылы. Организмдердің бүлінуі және вулкандық үрдістер ауадағы, судағы кездесетін көмір қышқылының көзі болып табылады.
Биогендік үгілу. Бұл үрдіс химиялық және физикалық үгілулердің бір бөлігі болып саналады. Тау жыныстары тек организмдердің арқасында ғана өсімдіктерге керкеті минералдық қоректік заттарды жинай алады, соның әсерінен тау жыныстарына табиғи құндылық пайда болады.
Жер құрттары, қыналар, өсімдіктер үгілудің басты себептері болып саналады. Мысалы, өсімдіктер өздерінің тамырлары мен тау жыныстарын босаңсытып қаоа қоймай (физикалық үгілу), көп қоректік заттарды бойына сіңіреді. Одан әрі, тамырдың бөлген органикалық қышқылдарының әсерімен тау жыныстарының химиялық үгілуі басталады.
Өзендердің геологиялық жұмысы
Еңіске қарай арнамен тынымсыз ағып жатқан суды өзен деп атайды. Өзендердің қоректену көзіне байланысты олар: жаңбыр, қар, мұздық және жер асты суынан боп бөлінеді. Бір өзеннің арнасына қарлық судың жиналатын ауданы өзеннің бассейні деп аталады. Өзен ағыны геологиялық жұмысының негізгі тау жыныстарын бұзу және оларды басқа жерге тасымалдау және борпылдақ жыныстарды жарып шөгінуі саналады. Құрлықтан теңіздерге суды әкеліп құятын немесе болбыр тау жыныстарына сіңіп жоғалатын өзендерді континентальды, ал мұхиттар мен теңіздерге құятындарды мұхиттық өзендер деп атайды.
Өзен суының көлемі жыл мезгіліне байланысты өзгеріп тұрады. Өзеннің суы азайып, ең төменгі деңгейге жеткен кезін тартынды смежень, көтеріңкі деңгейді толықсу, ал өзеннің ең жоғарғы деңгейі тасуы деп аталады. Су тасыған кезде өзен суының деңгейі ең төменгі деңгеймен салыстырғанда біраз биіктікке көтеріледі.
Өзен арнасының жетілуі үрдісі негізінде арнаның жоғарғы жағында тереңдік эрозия орын алады, аңғарда V іспеттес мүсін пайда болады.Ағыстың ортаңғы шенінде жан жақты эрозия орын алады. Бұл мөлшерде өзеннің аңғары кеңіп, бүлінген жыныстар сумен ағып төменге қарай кетеді. Ол жерде эрозия бәсеңдеп, сумен ағып келіп жатқан жыныстардың шөгуі басталады.
Өзен жағасын жасау кезінде судың арнадағы ағысы тұрақты болмайды, керісінше бедерге, литологиялық құрамға байланысты ылғи ирек болып келеді. Өзендердің иректеліп ағуын меандра деп атайды.
Өзеннің ағысының жылдамдығы негізінен арнаның еңістігіне және арнаның кеңдігіне тура пропорйионал болады. Өзен бойындағы әрбір көлденең қимасындағы ағысы ең жылдам жерлерді қосатын сызықты өзек форватор деп атайды.
Өзен алқаптары. Өзен алқабы деп жер бетіндегі ұзын болып иректеліп келген еңкейісті арна деп атайды. Алқаптар бір бірімен ешқашан қиылыспайды, керісінше бір бірімен жалғасып, ортақ бір мүсін құрады. Жазық өзен алқаптарының пайда болуы негізінен эрозиялық үрдіспен байланысты бірақ кей кездерде басқа геологиялық үрдістердің әсерінен пайда болуы мүмкін.
Өзен алқабының негізі болып қзеннің арнасы, жайылмас беткейі, терраса, түкі жағы саналады. Өзеннің арнасы деп тоқтаусыз су ағатын жер қойнауын айтады.
Су жайллмасы деп су тасығанда оның масында қалатын жерлерді айтады. Өзен суы өз арнасында ирелеңдеп ағып баспалдақтар қабатшалар түзеді, оны терраса деп атайды. Терррасалар пайда болуына байланысты аллювиальды (жиындылық) және эрозиялық (денудациялық) болып келеді.
Аллювиальды террастар бір бірінен көлденең жазықтықтар кертпештеніп бөлінген, олар өзінің бұрынғы жоғарғы деңгей мен кейбір ағып жатқан жерлерін қамтиды. Эрозия базисі төмендеген кезде өзен өзіне жаңа арна жасайды, ал ескі арна баурайы терраса ретінде қалады. Бұл үрдіс бірнеше рет қайталанғанда өзен жазығының баурайында бірнеше қабаттар пайда болады.
Жайылма алқап. Жайылма терраса, су тасыған кезде астында қалатын өзен аңғары. Көлденең бағытпен алып қарағанда үш бөлікке бөлуге болады:
1. Арна жанындағы жаылма өзен суының ең төменгі деңгейінен бірнеше метрге жоғарырақ тұратын биіктеу алқап.
2. Орталық жайылма жазықтау болып, келесі террасаның кертпесіне дейін тарайтын алқап.
3. Терраса жанындағы жайылма алқаптың ең төмендеу жері ағып, батпақты көлшіктер кездесетін жер.
Өзен аңғарының әрбір жері, әртүрлі себептерден және уақыттан ғана болғандығын көрсетеді. Сол себепті өзен аңғарымен танысқан кезде оның тереңдігіне, еніне, террасстардың бар жоқтығына, жердің тіктігіне т.б. назар аудар керек. Терең, терррассасы жоқ, жіңішке аңғарлар жас болып келеді.
Өзендер арқылы тасымалданып келген құрлықтағы шөгінді дейді. Ол қабаттасып орналасқан, механикалық құрамы көбінесе жеңіл.
Өзен аңғарларының қалыптасу үрдісі білу оның маңындағы жер бедерінің, тау жыныстарының топырақтардың тарихынан мағұлымат береді.
Жер асты суы және олардың жүргізетін геологиялық жұмысы
Жер асты суының пайда болуын, тарихын, құрамын, құбылысын және жер қойнауындағы механикалық, химиялық жұыстарын прогеология ғылымы оқиды. Адамзатқа жер асты оазисінің маңызы өте зор.
Жер қойнауына әрбір 33 метрге тереңдеген сайын температура жоғарлайды, сондықтан 12-16 км тереңдкте температура 365 градусқа жетеді деп мөлшерлесек, геологиялық үрдістер онда, судың қатынасынсыз жүреді деген жорамалға келеміз.
Жер асты сулары аэрация белдеуінде топырақтағы су мен қаныма суға, ал қаныққан белдеуде грунт және артезиян суы болып бөлінеді.
Топырақтағы су (берік және бос байланысқан су)
Жауын шашын мөлшеріне, беткі суларға, өсімдік пен тірі организмге тікелей байланысты, бұл суларды топырақтануда толық қарайды.
Қалқыма су. Бұл суларға уақытша немесе маусымды, толық қалмайтын су өткізбейтін қабатта, жер бетіне жақын орналасқан сулар жатады. Мұндай сулар, құдықтарда жазда құрғап, ал қыста қатып қалады. Қоректену мен таралу аудандары бір біріне баттасып жатады, қысымы жоқ. Көбінесе далалық аймақтарда су құдықтарында жиі кездеседі. Бұл обылыстарда қалқыма сулар, жер асты суының ішіндегі ең ішуге жарамды сулар болып саналады, 17Ылғалдануына және климатқа байланысты өзгереді. Аса жоғары булану түйіртпексіз, түсі қара, қылтүттіктері ылғалға толған топырақта, ал аз мөлшердегі булану ірі дәнді, құмды және өсімдік жамылғысы бар топырақтар бетінде байқалады. Өсімдіктер топырақ ылғалының тек тиімді бөлігін ғана тіршілігіне жаратады. Тиімді немесе өнімдік су органикалық зат түзуге - өнімділікке жұмсалады. Өсімдіктер топырақтағы сулы тамырларының сору күші арқылы сіңіреді, сондықтан сору күшінен асқан су өсімдіктерге тиімсіз. Ауылшаруашылық дақылдарындағы тамырларының сору күші 1,5 х 103 КПА немесе 15 атмосферадан аспайды. Өнімдік ылғалы пайдаланғаннан соң өсімдіктер өсе бастайды. Өсімдіктердің тұрақты солуы басталатын ылғал деңгейінен белгілі бір мөлшерін солу ылғалдығы дейді. Одан жоғары ылғалдылықта өнім құрала бастайды. Агрономиялық тәжірибеде мынандай топырақ - гидрологиялық константылары қолданылады: максималды гигроскопиялық (МГ), солу ылғалдылығы (СЫ), қылтүтіктегі үзілмелі ылғал (ҚҮЫ), кіші(дала) су сыйымдылық (ДСС), толық су сыйымдылығы (ТСС).
Құрғақ ьопырақ деп аталғанымен онда берік байланған адсорбацияланған, өсімдік тамырларының сору күші жетпейтін болады. Мұндай су диффузиялы күшпен жылжиды. Бұл өсімдіктерде тиімсіз. Максималды адсорбациялық және қылтүтіктердегі үзілмелі ылғалдылық расында (диапазонда) осал байланған қабыршақты болады. Ол топырақта сорбциялық (тарту) күшпен ұсталады жылжымалы өсімдіктерге тиімсіз, ал СЫ мен ҚҰЫ арасындағы судың өнімділігі аз, яғни оған қараған қсімдіктер нашар өніп өседі. ҚҰЫ ДСС арасындағы су қылтүтікшелерге толған судан тұрады; қстап тұратын күш осал болғандықтан оның өсімдікке тиімділігі жақсарып өнімділігі жоғары болады. ДСС пен ТСС арасындағы гравитациялық су тұрады, бірақ артық мөлшерде болғандықтан өнімділігі нашар қуыстылық азаюынан тіпті оның жоғалуынан топырақта ауа алмасуы нашарлап өсімдіктер өніп - өсуі төмендейді. Топырақ суды толық көктемде қар еріген кезде немесе ұзақ суарудан соң қанады. Бірақ топырақ кескінінен гравитациялық су тез өтіп кететіндіктен бұл сумен ылғалдану уақыты қысқа болады. Толық су сыйымдылық пен кіші су сыйымдылықтың ара қашықтығын максималды субъект (МСБ) жүйесі деп атайды. Сонымен өнімді ылғалдылық СЫ пен ДСС аралығында байқалғанымен ең қолайлы жоғары өнімді ылғалдылық ҚҮЫ мен ДСС арасында жатыр. Өнімді ылғалдылықтың төменгі деңгейі - СЫ, оның мөлшерін вегетациялық тәсілмен және есептеу арқылы яғни максималды микроскопиялық (МГ х 1,5) арқылы шығарады. Ал жоғары өнімділіктің ылғалдылығы төменгі деңгейі - ҚҰЫ. Суару алдындағы топырақ ылғалдылығы ҚҰЫ - дан төмен болмағаны керек ондағы су қорының желісімен мен шығысын су балансы, кірісі мен шығысының тепе - теңдігі дейді.
І. Тоңды тип - көп жыл тоңданып жатқан топыраұұа тән. Тоңды аймақтарда жауын көбінесе қар түрінде жауады, жазда топырақтың беткі қабаты ғана ериді. Астыңғы тоңдыт қабат су откізбейтін болғандықтан үстіңгі қабаттар суға толады да топырақ батпақтануға шалдығады.
ІІ. Шайылмалы тип: Кылғ 1,3 - тен жоғары. Топырақ кескіні сумен шайылған ыза суларының ағыны болмаса топырақ батпаұтана бастайды. Мұндай судың құбылым типі ормандық күлгін, қызыл және сары топырақ типтеріне тән. Су өткізгіштігі нашар ыза деңгейі жоғары көтерілсе топырақ және оны құраушы жыныстар батпақтан бастайды.
\ІІІ. Кезеңді шайылмалы тип: Кылғ 1 - ге тең. Бұл типте топырақ жыл сайын шайыла бермейді ол тек ылғалды жылдарды шайылады. Мұндай су құбылымы сұр ормандық топырақтар мен солтүстік қара топырақты аймақтарда қалыптасқан.
VI. Шайылмайтын тип: Кылғ 1 - 0,7 тең. Жауын - шашын суы топырақтың тек жоғары қабаттарына әсер етеді ал ыза терең жатады. Иұндай типте күзге қарай топырақ аса кеуіп кетеді де, ондағы ылғал мөлшері өсімдік солуына дейін тқмендейді. Бұл тип қара және қара қоңыр топырақты аймақтарда қалыптасқан. Жоғары және тұрақты өнімді тек суармалы егіншілікте алуға болады.
V. жіпсінді тип: Кылғ0,7 - ден төмен. Ыза деңгейі жақын орналасқан құрғақ және шөлді дала аймақтарда қалыатсақан. Қылтүтікшелер арқылы ыза суы топырақ бетінежетіп барып буланады. Егер ол тұзды болса құрлық бетіне ылғал мен бірге еритін тұздар да көтеріліп шоғырланады, сөйтіп топырақ сортаңдана бастайды.
Сурамалы топырақтарда ирригациялық су құбылысы қалыптасады. Топырақ мол ылғалданса оның кескіні ызаға дейін шайылуы, ал суару аралық мезгілі ұзаққа созылса, ыза суы топырақ бетіне көтерілуі мүмкін. Егіншілік өнімділігін арттырудағы шаралардың бастысы - топырақтағы су құбылымын реттеу. Ол үшін жергілікті климат пен топырақ ерекшеліктерін ескере, егілетін дақылдың суға сұранысын біле отырып жан - жақты тәсілдер қолданады. Мәдени өсімдіктердің өніп - өсуіне лайықты жағдай туғызу үшін топыраққа түсетін судың мөлшерін, транспирация мен физикалық булануға кеткен шығынды теңестіру, яғни ылғалдану коэффицент санын бірге көтеру қажет. Нақтылы топырақ климаттық жағдайда су құбылымын реттеудің өз ерекшелігі бар. Мысалы , тұрақсыз ылғалданатын және ылғалға тапшы шөлді аймақтарда су құбылымын реттеудегі ең басты мақсат - топырақта жиналған ылғалды сақтай отырып оны тиімді пайдалану. Топырақта ылғалды жинау тәсілдерінің бірі - қыста қарды, көктемде - реіген суларды ұстау. Ол үшін ықтырмалы егіс аңызын, жасанды қар жолдарын пайдаланады. Топырақ бетіндегі су ағысын азайту үшін беткйлерді көлденең жыртады , ауылшаруашылық дақылдарын жолақтап орналастырады топырақты шұңғылдап оғдейді тағы басқа тәсілдер қолданады. Топырақтағы су қорын молайтуда таза немесе қара сүрінің маңызы зор. Мұндай сүрілерде өңделген топырақ қабатында ылғал қоры басқа ауыспалы егіс танаптарына қарағанда 1,5 - 2 есе артық.
Ылғалды сақтап жинауда озат агротехнологияны пайдаланған жөн: көктемде топырақ бетін қопсыту немесе тармалап ылғалды жабу арқылы топырақты физикалық буланудан, яғни ылғал шығынынан сақтауға болады. Тұқым себілгеннен кейін соңыра топырақты дөңбектеп тығыздайды. Бұл тәсіл топырақтың қылтүтікшелері арқылы ылғалды төменнен жоғары көтеру мақсатымен жүргізіледі. Осылай сумен қамтамассыз етілген тұқым тез өнеді. Топырақтағы ылғалды үнемді және тиімді пайдалануға органикалық және минералдық тыңайтқыштар да себптеседі.
Шөл дала мен шөлді аймақтарда топырақтың су құбылымын жақсартудың басты жолы - суару, яғни егіске қолдан су беру. Эрине оның мөлшері өсімдік сұранысына сай, ал тәсілі әлбетте топырақты шайылу мен сортаңдаудан сақтайтындай болғаны керек.
Дәріс №5. Топырақтың жылу қасиеттері мен құбылымы. Топырақ құраушы жыныс пен топырақтың гронулометриялық (механикалық) құрамы
* Жылу көзі
* Топырақ құраушы жыныстар
Жылу көзі. Топырақ атмосферамен тұрақты қатынасып климаттық жағдайлар ықпалында болады. Климат ықпалының негізгі топырақ бетіне келетін. Күн сәулесінің қуаты. Күнн қуатының белгілі бөлігі құрлыққа келіп топырақты жылытады оның бетімен шағылысып. Қайта атмосфераға тарайды. Жылудың топыраққа енуімен атмосфераға қайтуы құбылмалы болғандықтан топырақтың жылу жағдайы тектік жиектер температурасымен сипатталады. Температура топырақтың жылу күйін сипаттайды. Топыраққа енген жылжитын онда жиналатын және одан қайтып шығатын жылулық құқбылыстар жинағы жылу құбылымы аталады. Жылу мен су режимдері топырақ құралу үрдісі бағыты мен жылдамдығын топырақтағы физика - химиялық , биохимимялық және биологшиялық үрдістер жағдайын анықтайды. Себебі топырақтың құрамындағы қосындылардың енуі мен тұнуы кішіжандылар мен фауна тіршілігі тікелей температурамен байланысты жүреді. Өсімдіктер өсуіндегі негізгі фактор жылу олардың өнімі де жылуға бағынышты сондықтан топырақтың жылу құбылымы заңдылықтарын және оны реттеудің тәсілдерін білу қажет. Топырақтың жылу қасиеттері мен жылу құбылымын зерттеуді А.Воейков, А.Чудновский, М.Будько, А.Шульгин, В.Димо және т.б ғалымдар үлкен үлес қосқан. Топырақтағы жылудың негізгі көзі - Күн сәулесінің қуаты. Сонымен қатар аздаған мөлшерде жылу топыраққа құрлықтың тереңдігінен химиялық, биологиялық радибелсенді үрдістер арқылы келеді. Топыраққа енген күн сәулесінің қуаты жылуға айналып оның төменгі қабаттарына жылжиды аздау бөліктері топыраққа сіңбей бетіне шағылысады. Топырақтың беткі қабатының температурасы құрлыққа таяу ауа қабатының температурасынан төмен болған жағдайда, топырақ өзінің бойына жинаған жылуды қайтып береді. Топыраққа сіңген күн сәулесінің қуаты мен қайтарылған жылудың мөлшеріне байланысты оның беткі және төменгі қабатының температуралық айырмашылығы артқан сайын одан жылу да өседі. Сондықтан беткі топырақ қабатының ішінде жылы жағдай қалыптасуына тигізетін әсері зор. Топыраққа енген немесе шағылысқан жылудың мөлшері оның түсіне ылғалдығының түйіртпектілігіне өсімдіктер жамылғысына байланысты. Топырақ бетіне келетін күн сәулесі қуатының мөлшері географиялық аймағы және құрлық бедеріне жылу маусымы мен ауа райы органикалық заттар функциялары.
Органикалық заттар функциясы үш топқа (А,В,Б) біріктірілген:
А) Органикалық заттардың топыраққұралуы морфологиялық белгілерінің қалыптасуы мен құрамы және қасиетттерімен байланысты функциясы. Оған:
1) арнайы өзіне тән топырақ әлпетінің қалыптасуы
2) балшықтық және гумустық қосындылардың қатысуынан топырақ агрегаттарының пайда болуы, сондай-ақ гумустың минералдық бөлікпен әрекеттесіп және микробиологиялық термодинамикалық тұрақты түйірпектерді түзуі,
3) топырақ құрылымының қалыптасуы және гумустық заттардың су-физикалық қасиеттеріне тигізетін әсері,
Топырақ құраушы жыныс пен топырақтың
гронулометриялық (механикалық) құрамы
Кез келген топырақ құрушы жыныс, тау жыныстары минералдардың үгілуінен пайда болғандықтан, олардың әртүрлі мөлшердегі, диаметрі бірнеше сантиметрден бірнеше миллиметр аралығындағы, ұнтақ пен дәндерден тұрады.
Ал одан пайда болған топырақ та мөлшері әртүрлі деңгейде бөлшектерден тұрмақ.
Топырақ пен жыныстардың әртүрлі бөлшектерінің салыстырмалы құрамын механикалық немесе гранулометрияның құрамы деп атаймыз.
Жыныс пен топырақтың әртүрлі бөлшектерін механикалық элементтер деп атайды. Мөлшері жағынан элементтерді фракцияларға (топтарға) біріктіреді. Бөлшектерді мөлшерлі бойынша топтастыруды механикалық элементтерге жіктеу деп атайды.
ТМД мемлекеттерінде ең кең тараған Н.А.Качинский ұсынған жіктеу (8 кесте).
8 кесте - Механикалық фракциялардың жіктелуі
Фракция атаулары
Бөлшектердің атаулары
Бөлшектердің диаметрі, мм³
Тасты-қиыршықтасты
Тас
3
Малта тас
3-1
Құмды
Ірі құм
1-0,5
Орташа құм
0,5-0,25
Майда құм
0,25-0,05
Шаңды
Ірі шаң
0,05-0,01
Орташа шаң
0,01-0,005
Майда шаң
0,005-0,001
Тұнбалы
Тұнба
<0,001
Әрбір фракцияның өзіне тән физикалық қасиеттерге ие. Мысалы тасты-қиыршықты фракция тау жыныстары мен минералдардың физикалық үгілуінің өнімі. Ол одан әрі ұнтақталуы мүмкін. Құмның сіңіргіштігі өте жоғары ылғалды ұстағыш қасиеті нашар, қабынып бөлінбейді, құрғақ кезінде сусымалы.
Шаңның су сіңіргіштігі біршама төмен, қылтүтіішелігі, су игергіштік қасиеті жақсы. Әлсіз иілгішті, қабынуы жеткіліксіз, құрғақ күйінде тығыз, байланыстылығы орташа.
Тұнба фракциясы негізінен коллоидтардан тұрады. Ол топырақтың ең белсенді бөлігі болып саналады, сіңіргіштік қасиетке ие, өсімдікке керекті күлді элементтерден тұрады. Бұл фракцияның су сіңіргіштігі, қабынып ісінуі өте жоғары, су өткізгіштігі өте нашар және жабысқақтығы өте жетілген.
Механикалық құрам бойынша топырақтарды жіктеу үшін, топырақ бөлшектерінің мөлшері 0,01 мм аз фракциялардың физикалық балшықтар, ал 0,01 мм үлкендердін физикалық құм топтарына біріктіреді.
Одан бөлшектер мөлшері 1 мм аз топырақтың ұнтасына, ал 1 мм дейін топырақтың қаңқасы жатқызады.
Топырақ пен жыныстарды гранулометриялық құрам бойынша жіктеу негізінен екі, яғни физикалық балшық пен физикалық құмның, қарым-қатынасы арқылы анықталынады.
Мұнда мына төменгі градацияны ұсынуға болады (Н.А.Качинский бойынша) (9-кесте).
Механикалық құрамды толық анықтаған кезде физикалық құм мен физикалық балшықтың арақатынасымен қатар, басым фракцияны яғни: құмды, шаңды, тұнбаны көрсету керек.
Мысалы, боз топырақты физикалық балшық мөлшері 38 % болып басқа фракциялар, яғни тұнба 10 %, майда және орташа шаң 20 %, ірі шаң 43 % және құм 15 % болған жағдайда оның толық механикалық құрамы былай аталынады - орташа құмбалшықты ірі шаңды.
Агрономиялық тұрғыда ең қолайлы топырақтар болып жеңіл және орташа құмбалшықты топырақтар саналады. Бұл топырақтарда физикалық балшық пен физикалық құмның ара қатынасының қолайлы болуына байланысты ауа және су құбылымдары оңтайлы болып, химиялық және биологиялық үрдістер қарқынды дамиды.
Механикалық құрамға байланысты топырақтар, химиялық, биологиялық және биохимиялық үрдістерінің дамуы жалпы топырақ түзілудің бағыты айқындалады. Механикалық құрам топырақтар физикалық, су-физикалық және химиялық (түйірпектік курстылық, су сіңіргіштік, су көтергіштік, жылулық және топырақ құбылымдары және т.т.) қасиеттеріне әсер етеді.
Механикалық құрамға байланысты топырақтың өңделу жыратуға қарсы тұру қабілеттілігі байқалады.
Құм және құмайтты топырақтар <<жеңіл>> топырақтар деп аталынады, олардың су сіңіргіштігі өте жоғары жылулық және құбылымдары өте қолайлы, жеңіл өңделеді, бірақта олар түйртпекті қарашірінді мен қоректік элементтер аз.
9 кесте - Топырақтардың механикалық құрамы бойынша жіктелуі
Физикалық балшық мөлшері (бөлшектері 0,01 мм кіші)
Физикалық құм (бөлшектері 0,01 мм үлкен)
Топырақтың механикалық құрам бойынша аталуы
%
күлгінденген
топырақ
далалық топырақ
күлгінденген
топырақ
далалық топырақ
0-5
0-5
100-95
100-95
Бос құм
5-10
5-10
95-90
95-90
Байланысты құм
10-20
10-20
90-80
90-80
Құмай
20-30
20-30
80-70
80-70
Жеңіл құмбалшықтар
30-40
30-40
70-60
70-60
Орташа құмбалшықтар
40-50
40-50
60-50
60-50
Ауыр құмбалшықтар
50-70
50-70
50-30
50-30
Жеңіл балшықтар
70-80
70-80
30-20
30-20
Орташа балшықтар
>80
>80
<20
<20
Ауыр балшықтар
Керісінше балшықты топырақтар <<ауыр>> топырақтар деп аталады, олардың су және ауа құбылымдары өте қолайсыз, өте қийын келеді, бірақта қоректі заттарға бай.
Топырақтың механикалық құрамы тез арада өзгермейді, сондықтан онымен санасқан дұрыс.
Ауыл шаруашылық өндіріс дұрыс пайдаланған, жоғары техниканы қолданған жағдайда механикалық құрамның кез келген түрі өсімдіктердің өсуіне қолайлы жағдай жасауы мүмкін.
Дәріс №6. Топырақтың органикалық бөлігі
* Гумусты зерттеу
* Гумус құрамы
* Гумус құралу үрдісінің ғылыми концепциялары
* Органикалық заттар рөлі
Органикалық зат және оның өзгеруі үрдісі топырақтың негізгі қасиеттері мен белгілеріне және оның қалыптасуына үлкен әсерін тигізеді. Сонымен қатар, өсімдіктердің қоректенуіне, топырақтың жыныс су-физикалық қасиеттерін дамытуға, әртүрлі элементтердің топырақ пен биосферадағы миграциясына (қозғалысына) қатысады. Топырақта жүретін барлық негізгі үрдістер органикалық заттардың тікелей немесе қосалқы қатысу нәтижесінде болады.
Сол себепті органикалық заттардың топырақ құнарлығымен байланысын адамзат ерте дәірден-ақ байқаған (Египетте, Грецияда және т.б.).
В. Докучаевтың топырақ туралы ілімі зерттеушілердің зеінін гумуске (қарашіріндіге) аударды. Бұл тұғыда микроорганизмдердің гумустық заттарды синтездеудегі рөлі туралы П. Костычев зерттеулерінің маңызы аса зор болды. ХХ ғасырдың басы гумустық заттардың химиялық табиғатын тереңірек зерттеумен сипатталады (Вильямс және т.б.).
Қазіргі кезде орыс және шетел ғалымдары еңбектері арқасында гумустың құрамы мен қасиеті кеңінен талданып зерттелген.
Топырақ және биосфера органикалық заттарының негізгі көзі болып, өз бетімен минералды қосындылардан органикалық заттарды синтездейтін бірікшілік продуценттер немесе автотрофтылар саналады. Жер бетінде органикалық заттарды өндіретін негізгі көз - жасыл өсімдіктер екені белгілі.
Топыраққа өсімдіктердің ғана қалдықтары түсіп қоймай (біріншілік органикалық зат), онымен бірге микробиологиялық өзгеріске түскен өнімдер және жануарлардың қалдықтары жиналады (екіншілік органикалық зат).
Әр типі топырақтарда органикалық заттардың ыдырауы емес. Орман ценоздарында негізгі органикалық заттар жер бетіне түскен қалдықтар ретінде жиналса, шөпті ценоздарда жансыз тал қалдықтары ретінде жиналады. Топыраққа түскен органикалық қалдықтардың химиялық құрамы негізінен әрі организмдердің типіне байланысты болады. Сондықтан топырақ органикалық заттарының құрамына өсімдіктердің бойындағы қосындылар, бактериялар, саңырауқұлақ плазмалары, сонымен қатар олардың әрекеттесуі пайда болған өнімдер кіреді. Бұндай мыңдаған түрлі қосындылар дамуы және жинақталуы бірнеше тәуліктен иыңдаған жылдарға созылуы мүмкін. Көп топырақтар типінде органикалық заттары басым бөлігі органикалық заттары басым бөлігі органикалық қосындылардың "өлі" қоры ретінде кездеседі. Тамырлардан, микроорганизмдерден және топырақ фауналарынан тұратын жанды биомасса (эдафон) жалпы топырақ органикалық массасының 2-ден 15%-ін құрайды.
Қарапайым көзге көрінетін топырақ құрамындағы өсімдік және жануарлар қалдықтары жалпы органикалық заттардың 5-10 құрайды.
Анатомиялық белгілерінен мүлдем айырылған топырақ органикалық заттарының негізгі бөлігі-гумус(қарашірінді).
Гумус құрамы
Гумустық заттар ерімталдығы мен экстракциялануы (ыдырауы) бойынша келесі топтарға бөлінеді: фульво қышқыладар (Фқ), гуминқышқылдар (Гқ) және гумин; кейде ерекше гемотомдық қышқылдар тобы.
Фульво қышқылдар - гумустық қосындылардың суға ең еритін тобы, жылжымалы, жалпы гумустық заттардың молекулалары шамасына қарағанда,молекулалық массасы көп төмен болатын Гумустық заттардың басқа тобына қарағанда, көміртегі мөлшері көп болуына бейімдңі келеді. Күлгін,қызыл тропиктік, боз топырақты көбірек кездеседі.
Гумин қышқылдары - минералдық және органикалық қышқылдарда ерімейтін гумустық қосындылар тобы. Молекулалар массасы жоғары, көміртегінің мөлшері 62 %-ке дейін, қышқылдық сипаты басымдау зат. Қара, қара-қоңыр, кейде орманды сұр, және өңделген шымды - күлгін топырақтарда көбірек мөлшерде кездеседі.
Гумин - гумустың экстракцияланбайтын (ыдырамайтың) бөлігі. Екі типті қосындылар түрінде кездесуі мүмкін: балшықты минералдармен берік байланған гумустық заттар (балшық - гумусты анатомиялық құрылысын жоғалтқан және берік элементтермен, соның ішінде лигнинмен, байыған жартылай өсімдік қалдықтары (детритті гумин)).
Гематомелан қышқылдары - фульво және гумин қышқылдарының орташа қасиеттерімен сипатталған гумустық заттар тобы. Бұрын гумин қышқылдары тобына біріктірілген. Бірақ олардан қышқылдарда еруі және басқа қасиеттерімен ерекшелінеді.
Қазіргі уақытта фульво және гумин қышқылдарының құрамы мен құрылысы терең зерттелген. Барлық гумустық заттардың топтарында топырақтың мөлшері 2,5-нан 5,0 %-ке дейін болады. Гумустық заттар орташа есептегенде, өсімдік қалдықтарына қарағанда, азотқа бай болады. Оның себебі - органикалық қалдықтар минералдану үрдістер көзінде, азотқа қарағанда, көміртегінің қос ретінде, құрамындағы көміртегінен айырылады.
Гумустық заттардың құрылысын зерттеу үшін әртүрлі тәсілдер қолданылады. Сол зерттеулердің нәтижесінде гумус қышқылы молекуласының құрамындағы шартты түрдегі қозғалмалы бөлігінен (перифериялы) және тұрақты - ядролық (өзектік) болып екіге бөлінеді.
Гумин және фульвоқышқылдарының өзектік фрагменті негізінен түрлі қосындылардан, ал шеткі фрагменттері көмірсулардан және амин қышқылдарынан тұрады.
Гумустық заттардын перифериялы фрагменттері функциалды заттарға бай болғандықтан оның химиялық қасиеттеріне, гумустық қышқылдардың бір-бірімен, минералдық тыңайтқыштармен және топырқтардың минералдық компоненттерімен әрекеттесуіне әсерін тигізеді.
Топырақтың табиғи пайда болуында, гумустық заттар оның минералдық қосыңдылармен әрекеттесуінен, гумус тұрақтыланып және оның құрамында макро- және микроэлементтердің жинақталуына, кейбір жағдайларда, өзіншелік агрегаттар пайда болуына әкеліп соғады. Ал топырақтың минералдық компоненттерінің басқадай типпен әрекеттесуі оның суғармалылығын жоғарылатып, қосындылардын топырақ бойынан ілігуін жылдамдатылады.
Топырақ ауыл шаруашылығында пайдалағанда агроэкожүйеге антропотекті ықпал тигізетін гумустық заттарды агрохимиялық және басқа топырақты ластайтын қосындыларына әрекеттесуінің маңызы өте зор.
Әр типті топырақтар органикалық заттардың саны мен сапасы бойынша бір-бірінен айырықша болады. Әрбір топырақтың органикалық заттардың тарау мөлшері де бірдей емес. Топырақтардың беткі қабатында гумустың 0,5-1 %-тен 10-12 % одан да көбірек. Төмен мәдениетті егіншілік топырақтағы гумус мөлшерін азайтады.
Гумин қышқылдары мен фульвоқышқылдарының ара қатынасының көрсеткіші (СГКCФК) бойынша гумустың келесі типтері бөлінеді: гуматты (>1,5), фульватты-гуматты (1-1,5), гуматты - фульватты (1-0,5) және фульватты (<0,5). Табиғи топыраққұралудың ылғалды көзінде гумустың құрамында гумин қышқылдары көп түзілу заңдылықтар байқалады (қара шіріндісі көп топырақтар). Топырақты игеру мен мәдениелендіру әрекеті гумус типтеріне әртүрлі ықпал жасайды. Топырақ кескінінде немесе бөлек қабаттарының гумустың қоры мөлшермен топырақ гумусының шамасы тең болып келеді.
Топыраққа түскен органикалық қалдықтар әртүрлі физико-химиялық және биохимиялық өзгерістерге шалдығып, олардың бөлігі СО₂, Н₂О және қарапайым тұздарға дейін ыдырайды (минералданады), ал аз мөлшері күрделі өзгерістерге шалдығып, гумустану үрдісі арқылы топырақтың гумустық заттарын құрайды. Гумустену үрдісінің басты сипаты болып гумустену коэффиценті саналады (КГ). Ол қалдықтағы заттардың толық шірігені органикалық көміртегінің қанша мөлшері (%) гумустың құрамына кіргенін көрсетеді. Гумустену коэффиценті топырақтың су құбылымына, органикалық қалдықтардың үлесіне, биохимиялық құрамына тәуелді және 1-ден 10 %-ке жетеді.
Гумус құралу үрдісінің ғылыми концепциялары
Ғылымды гумус құралу үрдісі әлі толық анықталмаған. Ол туралы келесідей концепциялар (көзқарастар) айтылған.
Концепциялдық (полимеризациялық) концепцияны А. Трусов, В. Фляй, М. Кононова және т.б. жетілдірген. Кононова гумустену үрдісінің негізгі жағдайларын келесідей тұжырымдайды: 1) өсімдік қалдықтарының гумусқа айналу үрдісінің құрамына кіретін заттардың СО₂, Н₂О, NH3 және басқа да топырақтарға ыдырап минералданумен бірге жүреді; 2) өсімдіктің барлық компоненттері ыдырау азықтарының құрамдық бөлігі болып саналады; 3) гумустық заттар түзілуінің негізі болып, фенолоксидаза типті ферменттер тотығып, конденсацияланған біріншілік құрылымы саналады; 4) гумустық топтардың түзілуінде басты химиялық үрдіс поликонденсация болып жіктеледі. Гумус құралудың конденсациялық концепциясы бойынша қышқылдар гумин қышқылдарынан пайда болады. Олар тұжырымдалады, сондықтан олар күрделену арқылы гумин қышқылын түзеді. Бұл ферменттік үрдіс.
Биохимилық тотығу концепциясын 30-шы жылдары И. Кирин ұсынған, оны ары қарай Л. Александрова дамытқан. Бұл тұрғыдан қарағанда гумустену өте күрделі биофизика-химиялық сонымен, өсімдіктердің органикалық жоғары молекулалы азықтарынан ерекше қосындылар-гумус-гумин қышқылдарын түзетін үрдіс. Гумустену үрдісінде басты рөлді баяу жүретін биохимиялық тотығу реакциялары атқарады, сонын әсерінен жоғары молекулалы аналитикалық қышқылдар түзіледі. Гумустену ұзақ жүретін үрдіс болғандықтан, гумин қышқылдары молекулаларының хош-иістілер конденсациялануы арқылы емес, керісінше жаңа пайда болған гумин қышқылдарының тұрақсыздану макромолекулаларының бөлінуі арқылы жүреді. Кәдімгі топырақтың (қара) гумин қышқылдарына тарағанда, жаңа түзілген гумин қышқылдарының молекулалық ортасы үлкенірек, ал элементтік құрамы өсімдік қалдықтарының элементтерімен қатар, минералдық топырақтар бөлшегімен әрекеттесіп, органика-минералдық заттар құрайды. Осының әсерінен жүйе бірітіндеп, өрімтал әртүрлі және молекулалық құрылысы ерекше фракцияларға бөлінеді. Жүйенің дисперсиялық аз бөлігі суда ерімейтін кальцийлі және 1,5 тотықты гумин қышқылдар тұздары түрінде пайда болады. Ал ерімтал тұздар беретін дисперсиялы фракциясы фульво қышқылдарын түзеді.
Гумус құралудың биологиялық концепсиясы бойынша (В. Вильямс) гумустық заттар кіші жандылар синтезінің азығы деп аталады. Топырақтарға гумустық заттар сапасының біркелкі еместігі, әртүрлі микроорганизмдер - аэробты, анаэробты бактериялардың,
4) миграцияға бейімді жылжымалы қосындылардың түзілуі және минералдық топырақ компоненттерінің биохимиялық айналымға тартылуы,
5) топырақтың сорбциялық, қышқылдық-негіздік және буферлік қасиеттерінің қалыптасуы жатады.
Б) Органикалық затардың өсімдіктер қоектенуіне тікелей байланыс функциясы. Оған:
6) жоғарғы өсімдіктердің минералдық қорегінің көзі (N,P,K,Ca,миркоэлементтер),
7) органикалық заттардың гетеретрофты белсенділігіне ықпалы,
8) құрлық бетіне таяу СО2 газының көзі және фотосинтез өнімділігіне тигізетін әсері,
9) топырақтағы биологиялық белсенді заттар көзі болатыны жатады.
В) Органикалық заттардың санитарлық қорғау функциясы. Оған:
10) пестецидтердің микробиологилық деградациясы мен ыдырауын жылдамдату әсері,
11) топырақты ластайтын заттарды тұту (сорбция, кешенді қосындылар түзу) және өсімдіктердің улы заттарды сіңіруін азайтуы.
12) улы заттардың жылжымалылығын жоғарылатуы жатады.
Органикалық заттардың функциялары атаған қабілеттерімен шектклмейді, себебі әлі барлық жағдайлар жан-жақты терең зерттелмеген. Жеке органикалық заттар компоненттерінің белсенділігі, олардың катализдік қасиеттері жөнінде мағлұматтар әлі өте аз.
Органикалық заттар рөлі
Топырақты ауыл шаруашылығы мұқтажына пайдаланудағы бастапқы кезде, аэрация жақсаруы, минералдану үрдісінің үдеуі және топыраққа түсетін органикалық заттар мөлшерінің азаюы салдарынан, гумусты заттардың минералдануынан босап шыққан азоттың рөлі жоғарылайды. Содан барып гумустық заттардың мөлшері төмендеуі байқалады. Сондықтан, ауыл шаруашылығында пайдаланатын топырақтағы гумустық заттардың мөлшерін қадағалап отыру керек, оның органикалық және минералдық бөлшектерінің тепе-теңдігін сақтайтын шаралар жүйесін қолдану қажет.
Топырақ гумусының мөлшері мен құрамын реттеудің негізгі шаралары келесідей: жүйелі үлкен нормалы органикалық тыңайтқыштар (көң, торф-шымтезек, компост, биогумус) мен топырақты тыңайту, жасыл тыңайтқыштарды пайдалану, шөптер егу, қышқыл топырақтарды әктеу және кебір топырақтарды ғаныш топырақты өңдеу жүйелерін жетілдіру және мелиорациялау.
Органикалық тыңайтқыштар гумустың негізгі көзі болса, торфты компостар құрамында гумин қышқылдары көп мөлшерде жиналады.органикалық тыңайтқыштарды жүйелі түрде қолданғанда топырақтағы гумус мөлшері артып, оның құрамындағы гумин қышқылдары жаңарады. Сонымен қатар, топырақтың су-физикалық қасиеттері жақсарып, ондағы пайдалы микрофлора саны өседі.
Жоғары өңімді шөптер егу арқылы топырақтың жыртылатын қабатында тамырлар қалдықтарын көбейтуге, гумус құралатын материалдар жинауға болады, сондай-ақ топырақтың түйіртпектілігі, ауа-су және қоректік құбылымы жақсарады. Әктеу және ғаныштау шаралары топырақтағы сіңірілген негіздер құрамын өзгертіп, ортасын бейтараптайды, сол арқылы кіші жандылар тіршілігіне жақсы ықпалын тигізеді.
Топырақты мелиорациялау - оның ауа-су құбылымын түбегейлі өзгертіп, құнарлылығын көтереді. Әрі табиғи аймақтарда топырақтағы гумус мөлшерін мен құрамын реттейтін, өздеріне ғана сай шараларды қолдану қажет.
Топырақтың сіңіру қабілеті
Топырақ жаралу үрдісінің дамуы топырақта өсімдіктердің күлді элементтерімен азот, т.б. қоректік затардың жиналуымен қабаттас жүреді. Өсімдіктерге қажет қоректік элементтердің жиналуы топырақтың сіңіру қабілетімен (ТСҚ) тығыз байланысты. ТСҚ деп, оның өзінде ерітінді және судағы лайлы қатты заттарды, газдарды ұстап қалуын айтады. Осы қабілет арқылы топырақта өсімдіктерге керекті қоректік элементтер жиналады. Бұл саладағы ілімді дамытқандар - К. Гедройц, Д. Прянишников, А. Сокловский, И. Антапов-Каратаев, В. Чернов, Н. Горбунов, т.б. орыс ғалымдары.
Дәріс №7. Коллоидтар туралы түсінік
1.Коллойдтар
2.Коллойдтар құрлысы
3. Сіңіру түрлері
Сіңіру қабілет әр топырақтарда әр дәрежеде қалыптасқан. Ол көбінесе топырақтағы тым майда (дисперсті) - бөлшектенген түйірлерге коллоидты бөлшектерге байланысты. Топырақта коллоидты бөлшектер көбейген сайын, оның сіңіру қабілеті де жоғарылайды.
Топырақ коллоидтерін диаметрі шамамен микронмен есептелетін әртекті заттар бөлшектері құрайды (1 микрон 0,001 миллиметрге тең, 0,001 микронды миллимикрон дейді). Коллоидті - шектердің ірілігі 0,1 микроннан1 миллимикронға дейін ауытқиды.
В. Оствальд жобасы бойынша коллоидтердің екі жаралу жолы бар: 1) бытырау немесе ұнтақталу арқылы, яғни бытырандылардан бөлшектеніп шығу, 2)конденсация арқылы, яғни молекулалардың бірігуі арқылы. Топырақ коллоидтерінің бір минералдардан физикалық бұзылу арқылы бытырап, тозаңданып түзіледі де, екіншісі конденсациялық, әдіспен органикалық қалдықтардан өзгеріп, химиялық бұзылу нәтижесінде жаралады.
Коллидтер топырақта золь (коллидтік ерітінді және гель коллоидті қоймалжың тұнба) күйлерінде кездеседі. Коллоидтер бір күйінен екіншісіне көше береді. Коллоидтердің ерітіндіден тұнбаға көшуін коагуляция (жиырылу,ұю), керісінше тұнбадан ерітіндіге көшуін пептизация (бытырау) дейді. Тұнбадан ерітіндіге көшу қайталанбалы немесе қайталанбайтын болады. Топырақ жаралуында коллоидтар коагуляциясының зор маңызы бар: коллидтар топырақта бекіп қалады. Коллоидтар топырақта жоғарғы және төменгі температурада қызғанда, көпкенде немесе тоңазығанда да коагуляцияланады. Бірақ коагуляцияның баты жағдайына электролиттердің (тұздардың, қышқылдардың, негіздердің) әсері жатады (электролит деп суға ерігенде оң немесе теріс зарядты иондарға бөлінетін заттарды айтады - NaCl`>Na+, Cl-). Коагуляция электролиттердің ең аз "коагуляция босағасы" деп аталатын концентарциясында (қоюлануында) өтеді.
Жоғары бытыраңқы болғандықтан коллоидті бөлшектердің электр заряды бар. Көбінесе топырақ коллоидтері теріс зарядты. Те алюминий мен темір гидраттары оң зарядты. Коагуляция үрдісі коллоидтердің заоядтарын жоғалтуына байланысты. Теріс зарядты коллоидтр оң зарядты катиондармен, ал темір мен алюминий коллоидтері теріс зарядты аниондармен кездескенде коагуляцияланады.
Коагуляциялау қабілеті катиондардың валенттілігіне жіне атомдық салмағына байланысты. Белсенді жылдам коагулянттарға үш валентті (Al мен Fe), содан кейін екі валентті (Ca мен Mg) катиондар жатады. Бі валентті катиондар (K, NH4, әсіресе Na) сәл коагуляциялайды, тіпті қарама-қарсы топырақ коллоидтерін бытыратады (пептизациялайды). Тек Н катионы коагуляциялау қабілетімен соңғылардан оқшау тұрады да, екі валентті катиондарға жақындайды, себебі оның жарғақ су қабығы өте жұқа. Коллоидтер коагулуляциясында топырақта көп тараған кальций катионы зор рөл атқарады. Ол коллоидтері қайталанбайтындай берік коагуляциялайды.
Табиғатта коллоидтердің шығатын екі көзі бар: 1) тау жыныстары, 2) органикалық заттар. Осыған байланысты топырақтың коллоид бөлігінің құрамына органикалық және минералдық заттар кіреді; біріншісі - топырақ қарашіріндісі, екіншісі - балшық құрамындағылар. Топырақтағы коллоидтер болмысы - көбінесе тұрақты тұнба - гель күйі. Ол топырақта катиондардың және басқа коагуляция жағдайларының ылғи болуына байланысты. Коллоидтердің золь (ерітінді) күйі - уақытша, тұрақсыз болмыс. Коллоидтерді гель түрінен зольге айналдыру үшін, оларды байланыстырып тұратын катиондарды басқа тұздармен ығыстыруды ұсынған. Сіңірілген катиондар ығыстырылғанда, топырақ коллоидтері ыдырап катиондар ығыстырылылғанда, топырақ коллоидтері ыдырап (пептизацияланып), ерітінді күйіне айналады.
Коллоидтер құрылысы. Жоғарыда айтылғандай, коллоидтерге бытыранды күйіндегі заттар жатады. Оның әр бөлшегі көп молекула жинағы болып есептелді. Қазіргі көз қарастар (профессор Н. Горбунов) бойынша коллоидті бөлшектің немесе мицелланың күрделі құрылысы бар. Әр мицелла 4 құрамды қаббаттан тұрады: 1) коллоидті жағдайдағы заттың ішкі өзегі (ядросы); 2) ішкі өзекке тығыз байланып тұратын, сәл коллоидті бөлшектің зарядын анықтайтын ионды немесе ішкі қос қабатша; 3) сыртқы қарама-қарсы зарядты иондар қкбктшасы; 3) диффузиялы иондар қабатшасы. Сонымен коллоидтер заряды деген түсінік түгел мицеллаға жатпайды, тек оның диффузиялық қабатшасыз бөлігін сипаттайды. Мысалы, кремий қышқылы мицелласының өзегі SiO2 молекулаларының агрегаттары заряд анықтайтын иондардан SiO3 тұрады. Коллоидті бөлшектің заояды теріс болса, оның сыртында оң зарядты теңгеру аниондары орналасады.
Жоғарыда айтылғандай, топырақ коллоидтерінің заряды негізінен теріс болады. Теріс зарядты, диффузия қабатында Н+ иондары бар, коллоидтерді ацидоидтер дейді. Оң зарядты диффузия қабатында ОН иондары бар коллоидтерді базоидтер дейді.
Сіңіру түрлері
Топырақтың сіңіру қабілетінің түрлері. Коллоидтердің диффузиялы қабатындағы иондар көбінесе алмаспалы реакциялар арқылы топырақ ерітіндісінен ұсталады. Ал коллоидтер көбінесе теріс зарядты болғандықтан, олар негізінен катиондарды сіңіреді. Сіңірілген катиондар коллоидті бөлшектердің сыртында үлкен энергиямен берік ұсталып тұрады да, тек басқа катиондармен ығыстырылады. Сондықтан топырақтың иондар сіңіруі негізінен катиондар алмасу үрдісі болып саналады. Мысалы, қара топырақты ас тұзының ерітіндісімен араластырсақ, оның натрий катиондары топырақтағы кальций катиондарын ерітіндіге ығыстырып шығарады:
[топырақ] 4Ca + 8NaCl = [топырақ] 8Na + 4CaCl2
К. Гедройц және басқа зерттеушілердің тәжірибесіне қарағанда, топырақта катиондар алмасуы эквиваленттік тең мөлшерде өтеді: ығыстырылған бір екі валентті кальций катионы орнына 2 бір валентті натрий сіңіріледі.
Топырақтың қатты фазасының ерітіндідегі тұздар катиондарын сіңіріп, алмаспалы оның ығыстыруын физика-химиялық алмаспалы сіңіру дейді. Бұл топырақтың сіңіру қабілетінің басты түрі. Оның негізінде біріншіден физикалық сырт энергия арқылы сіңіру бар (адсорбция) бар да, екіншіден, өзара алмаспалы химиялық реакциялар жатыр.
Сіңірілген катионды басқа катион қайтадан ерітіндіге ығыстыра алады. Сондықтан топырақта сіңірілген катиондарды алмаспалы негіздер дейді. Аомаспалы сіңіру қабілет топырақтың тек тым уақ коллоидті бөлшектеріне тән.
Топырақтың майда, бытыранды катиондар алмстыра алатын бөлігін топырақтың сіңіргіштік кешені дейді. Топырақтың бұл коллоидті бөлігі, органикалық қарашірінді және минералдық (шаң,тозаң), химиялық қосындылардан құралады. Сондықтан, оны кешенді деп атайды. Ал сіңіргіш деп коллоидті бөлшектердің сыртқы энергиясымен ерітіндіден иондарды сіңіре алатын қабілетін айтады. Топырақтардың сіңіргіштігі әр мөлшерлі: топырақ неғұрлым балшықты, құмбалшықты және онда қарашіріндісі көп болса, сол ғұрлым оның сіңіру қабілеті жоғары, ал қарашіріндісі аз құм топырақтың сіңіру қабілеті төмен болады. Топырақтың сіңіре алатын жалпы катиондар жиынтығын сіңіру сыйымы дейді. Оның мөлшерін кальций катионының миллиэквивалентімен (мың рет кішірейтілген санмен) бейнелейді. Алмаспалы сіңірілген негіздерге Са,Мg,Na,H,K және NH4,Fe,Al катиондары жатады. Құрамында сіңірілген металл катиондары (Na, Mg, Ca, Fe) бар топырақтарды негіздерге қанық, ал құрамында H және Al ктиондары бар топырақтарды негіздерге тапшы топырақтар дейді.
Сіңірілген катиондар топырақ қасиеттеріне тікелей әсер етеді. Кальций катионы қара топырақтарда жақсы су, ауа және қорек режимін қалыптастырады, берік түйіртпектілік, бейтарап (pH7) орта жасайды. Сіңіру кешенінде Н катионы басым күлгін топырақтар түйірпексіз болады, оларға нашар су, ауа және қорек режимі (құбылым) мен қышқыл орта реакциясы тән. Ал сіңірілген натрий катионы басым (сортаң,кебір) топырақтардың су, ауа және қоек режимі өте нашар, олар түйіртпексіз болады, сондықтан су тисе соңғысы қоймалжың массаға айналады, кепсе тас болып қатады да, өңдеуге жарамайды, топырақ ерітіндісінің ортасы өте сілтілі болады (pH8-9).
Топырақтың физика-химиялық немесе алмаспалы сіңіру қабілетінің зор маңызы бар. Сол арқылы топырақтақтарда өсімдіктердің қоректік заттары берік ұсталады. Екіншіден, минералдық тыңайтқыштарды қолдану топырақтың алмаспалы қабілетіне негізделген. К. Гедройц топырақтың алмаспалы сіңіру қабілетінен басқа механикалық, физикалық, химиялық және биологиялық сіңіру қабілеттерін бөлген.
Механикалық сіңіру қабілеті деп топырақтың, басқа қуыс денелер сияқты, өзінен өткен лай, құм, тағы басқа қатты заттарды өткізбей ұстап қалатындығын айтады. Бұл қабілет топырақтың механикалық құрамына, түйіртпектігіне байланысты. Балшық құмбалшық, түйіртпекті топырақтардың механикалық сіңіру қабілеті құм, құмайт топырақтарға қарағанда жоғары болады.
Физикалық сіңіру қабілет немесе молекулалық адсорбция деп, топырақ бөлшектерінің сыотқы молекулалық күшпен газда және ерітінді заттарды сіңіріп, ұстап қалу қабілетін айтады. Мысалы, молекулалы су буларының, жарғақты сулардың, ерітінді бояу және иісті заттардың сіңірілуі.
Химиялық сіңірудің мәні - топыраққа енген тұздар мен оның ерітіндісіндегі тұздардың өзара химиялық алмампалы реакцияға түсіп, топырақта тұрақты ерімейтін қосындылар түзуінде. Химиялық сіңіру нәтижесинде топырақта түрлі қоспалар шоғырланады және олар сумен шайылмайды. Сондықтан топырақта өсімдіктер қорегіне керекті заттар - катиондар мен аниондар сіңіріліп ұсталады. (үш кальцийлі фосфаттар мен CaCo3).
Ұсталған тұздар топырақ ерітіндісінің ортасы өзгеруіне қарай кайтадан жылжымалы түріне айналады да, оларды өсімдіктер қахетіне жаратады. Тез еритін заттар топырақтағы басқа қосындылармен реакцияға түсіп, ерімейтін қосылыстар түзеді. Олар химиялық жолмен сіңірілетін қосындыларға жатады (фосфоттар, карбонаттар).
Мысалы: CaCl + Na2Co3 = CaCo3 + 2NaCl;
3CaCl2 + 2Na2HPO4 = Ca3(PO4)2 + 4 NaCl + 2HCl
Химиялық жолмен сіңірілмейтін қосындыларға азот тұздары жатады. Олар топырақтағы барлық катиондармен әрекеттесіп, суға тез еритін жылжымалы тұздар құрайды да, топырақтан шайылып кетуі мүмкін.
Биологиялық сіңіру. Топырақта қоректік заттарды сіңіріп, ұстап, шайылудан сақтап қалуда бұл сіңіру түрінің рөлі өте зор. Биологиялық сіңіруі ғылыми тұрғыдан негіздеген - академик В. Вильямс. Бұл сіңіру топырақтағы өсімдіктердің тамырлары мен кіші жандылардың тіршілігіне байланысты. Олар топырақтың жылжымалы қоректік заттарын сіңіріп, өз денелерін құруға, ерімейтін, күрделі органикалық қосындылардың құралуына жұмсайды. Мысалы, азот тұздары биологиялық сіңіру арқасында өсімдік пен кіші жандылар денелеріндегі ақуыз құрамында бекіп қалады. Өсімдіктер азот тұздарын топырақтан алатын болса, бактериялар азотты ауадан тікелей ұстап, жұта алады. Оларды азот тұтушылар деп атайды. Өсімдіктер тек өздеріне керекті қоректік элементтерді таңдамалы сіңіреді. Өсімдік қорегіне өте қажетті элементтерге C, H, O, K, Ca, Mg, Fe, т.б. жатады. Өсімдіктер массасы құрағанда денелеріндегі қоректік заттар ыдырап (минералданып), топыраққа өайтып оралады.
Дәріс №8. Тау етегіндегі шөл далалық/құрғақ субтропикалық/
боз топырағы
Топырақ құралу жағдайлары.Боз топырақ көбінесе Орта Азия,Қазақстан мен Әзірбайжан республикаларының тау етегіндегі жартылай шөлді аймақтарында кездеседі.Боз топырақтың шабынды боз және шабынды топырақтармен бірге көлемі 32 млн.га/ТМД 1,5%/алып жатыр.
Таулы облыстардағы тік аймақты боз топырақтардан басталады.Бұл белдеу климаты континентальды құрғақ және ыстық,қысы жылы әрі жұмсақ.Қаңтар айының орташа температурасы +1-50С,ал шілдеде +26-300С;100С жоғары температуралы уақыт 130-145 күнге созылады,осы кезеңде температура жиынтығы 3400-54000С-қа тең.Құрлық деңгейі биіктеген сайын,жауын-шашын мөлшері де өсіп,жылу шамасы төмендейді.Ең аз жауын түсімі тау етегіндегі жазықтыққа келеді - 100-250 мм,ал тауға көтерілген сайын оның мөлшері өсе береді,яғни күңгірт боз /күрең/ топырақты белдеуде 450-600 мм жетеді.Негізгі жауын мөлшері қыс пен көктем айларында келеді,ал жаз айларында ол өте аз.Керісінше булану мол -100-1350 мм.Осы екі құбылыс ара салмағы - ылғалдану коэффициенті 0,12-0,33 тең.Жаз айларында ауадағы салыстырмалы ылғалдылық 30-40% төмендейтіндіктен,бұл белдеуде өсімдікжамылғысы тым сирек және ол құрғақшылыққа төзімді түрлерден тұрады.
Белдеудің құрлық б е д е р і тау етегіндегі кең көлемді ылдилау жазықтық,ол өзендермен оқтын-оқтын түсетін уақытша су арнасымен тілімденген.Жазықтық тауға қарай ол біртіндеп,кіші төбешікті адырларға ауысады.
Орталық Азияның боз топырағы негізінен бір борпылдақ жыныста - лөс пен лөстік құмбалшықтарда қалыптасқан,олар көбінесе ірі малта тастармен төселген.Кура-Аракс ойпатындағы/Әзірбайжан/ боз топырақтар алювилі-делювилік балшықты немесе ауыр құмбалшықты шөгінділерде дамыған.
Тау етегіндегі жазықтықта жазғы температура деңгейі жоғары. Жауын аз болуы және топырақ ылғалы тым артық булануы салдрынан өсімдіктер жамылғысы шөл далаға тән.Негізгі өсімдіктер тобын эфемерлер мен эфемероидтер,яғни қоңырбас,өлеңшөп,т.б түрлер құрайды.эфемерлі/уақытша/шөптесіндер тек көктем айларында жақсы дамиды,жаз айларында олар қурап,тек шөлге төзімді көпжылдық шөптер ғана қалады.Тау етегіндегі ылдилы жазықтықтарда өніп-өсу уақыты /вегетация/ қысқа,өсімдіктерден жаз бойы өсетін көпжылдық түрлер артық,себебі олар терең тамырлы және құрғақшылыққа төзімді келеді /жусан,бұталылар/.Биік тау етегі мен беткейлерінде даланың эфемерлі,яғни түрлі шөптесінді бидайықтар,олардың ішінде бидайық,баданалы арпа,бір жылдық қоңырбас,жуа тұқымдастар,т.б. түрлері тараған.Өзен жайылмаларында тоғай ағаштары - жиде,тал,тораңғы,жыңғыл,шеңгел т.б өседі.
Топырақ генезисі және оны жіктеу.Боз топырақтардың тектік жиектері сәл бөлшектенген/ дифференциация/,олар қара шіріндімен сәл боялған / қою күңгірт типшесінен басқасы/.Топырақ кескіні қалың,ірі түйіртпекті,дегенмен уақ агрегаттар артық;топырақ салындысы борпыл,уақ қуысты;бүкіл кескін өн бойы карбонатты,тереңде карбонаттар мөлшері азаяды.Топырақ ортасы /реакция/,карбонаттылығына байланысты,сілтілі.Жынысқа қарағанда топырақтың өтпелі бөлігі балшықтанған,топырақ кескінінде жануарлар тіршілігінің ізі қалған,қарашірінділі жиек екіге бөлінеді:үстіңгі А нағыз қарашірінділі,одан төмен В1 өтпелі және Вк иллювилік-карбонатты жиектер орналасқан,соңғысы бірте-бірте жынысқа ауысады.
Құба топырақ жаралуын түсіндіру В.Докучаев,Н.Сибирцев,К.Глинка.К.Коссович.Н.Димо.Л.Прасолов,А.Бессонов және А.Розанов нңбектеріне тығыз байланысты.
С.Неуструев 1908 жылғы <<Сырдария облысының топырағы туралы жалпы мағлұмат>> атты еңбегінде бірінші рет Боз топырақ /серозем/ атауын енгізіп,оның құрғақ және ыстық ауажайында,карбонатты жыныстарда қалыптасқанын атап көрсетті.С.Неуструев еңбектері нәтижесінде бұл топырақ жеке типке жатқызылып,бұрынғы КСРО мен дүние жүзіне әйгіленді.
Кеңес өкіметі тұсында Боз топырақ А.Розановтың <<Орта Азия боз топырағы>>/1951/ кітабында айқындалып,толық және жан-жақты сипатталады.
Қазақстан облыстарына /Қызылорда,Оңтүстік Қазақстан,Жамбыл,Алматы/ арналған көп томдық <<Қазақ ССР-ның топырағы>>атты басылымдарда Боз топыраққа морфотектік толық сипаттама берілген.Боз топыраққұралу үрдісі ерекше гидротермика-ылғалжылулық құбылымда/режим/ өтеді.Топырақ қыста тоңазымайтын немесе кейбір жылдары 25-30 см қалыңдыққа дейін тонданатын жағдайда,көктем айларының температуасы мен ылғалдылығы қолайлы /10-250С/,жаз айларында тұрақты жоғары оң температурада /30т см 300С дейін,1 м 20250Сда/қалыптасады.Топырақтың ылғал құбылымы шайылмайтын типті,бірақта қыстатопырақ тонданбайтындықтан және оның салынымыборпыл болуына байланысты,көктемде түсетін ылғал топырақ кескінінде терең сіңеді:ашық типшесінде 1 м,кәдімгісінде 1,5 м және одан да терең.Топырақтағы ылғал мөлшері бұл кезде далалық су сыйымдылықпен теңеледі.Ылғалы мол көктем айларында,қарқындық десукция мен булану жүргеннің өзінде де,топырақтың жоғарғы 80-100 см тереңдігінде ылғал мөлшері өсімдік солу шегінен 1,5-2 есе жоғары болады.Жауын жауған кезде топырақтың жоғарғы жиектерінде ылғалдану дәрежесі далалық су сыйымдылыққа жетеді.Мамырдан қазан айына дейін топырақ жоғарғы 1 м артық тереңдікке төмендейді де,биологиялық үрдістер тежеледі.Аталған биологиялық үрдістерге байланысты:1)олар жақсы дамыған,жылуы мен ылғалдылығы жеткілікті/мезотермикалық/қысқа коктемдік және 2)тіршілік толық тоқтайтын,топырақ кескінінде басым қабыршықты-түтікшелі ылғал жоғары көтерілетін ұзақ ыстық және құрғақ/ксеротермикалық/екі жазғы кезеңдері айқындалған/А.Розанов/.
Боз топырақтарда өсетін эфемерлі-шөлдік өсімдіктердің биологиялық айналымына мыныандай басты ерекшеліктер тән:жалпы органикалық заттың /60-100ц//га/75% жыл сайын органикалық түсім және өсімдік қалдықтарына келеді;олардан тез ыдырап шыққан күлдік элементтер мен азоттың /1,75дейін/80-90% тамыр еншісіне тиеді.Өсімдіктер негізінен көктемде жақсы дамитындықтан,сол кезге биохимиялық қарашірінді синтезі келеді және кішіжандылар қатысуымен олардың қалдықтары қарқынды минералдануға шалдығады да ыдырайды.Боз топырақ кішіжандылардың жалпы саны мен түрлері жағынан алдыңғы қатарда,құрамында нитрат және азот бактериялары артық,протозоаның бүкіл түрлері мен балдырлар да жақсы дамыған.Көктемгі қарқынды топыраққұралу кезеңінде жануарлар тіршілігі де жоғары сатыға көтеріледі.Олардың құрамында құрт,термит,қатты қанаттылар,жылан бауырлар және т.б. бар.Жануарлар топырақта жан-жақты қозғалып,кескін құрылысын өзгертеді,массасын араластырып,өсімдік тамырына зиян келтіреді.
Сонымен құба топыраққұралу-биотектік үрдіс,ол өте қарқынды және қысқа уақытта өтетіндіктен,топырақта қарашірінді аз мөлшерде жиналған.Топырақ құрамындағы қарашірінді шоғыры мен шайылу құбылымы сол жердің биіктігіне,яғни теңіз деңгейінен құрлық биіктеген сайын,жауын-шашын түсімінің ұлғаюына сәйкес,топырақ кескіні де тереңдеп,өсімдіктер өсіп-өнуі жақсарып,даму кезеңі ұзарады және топырақтағы гумустену үрдісіне қолайлы жағдай туады.Сондықтан,тау етегіндегі жазықтықтың боз топырағынан тау бөктері мен алаа таулық боз топырақтар типшелеріне қарай көтерілгенде,олардың кескінінде қарашірінді шоғырлану мен жеңіл еритін тұз шайылу құбылысы үдей береді;топырақ құрамындағы минералдар бұзылуы да үдейді,соның нәтижесінде кескіннің жоғарғы және орта жағы балшықтанған.
Боз топырақты суармалы егіншілікті игергендетабиғи топыраққұрылу үрдісі мен заттар құбылымы да өзгереді.Шайылмайтын ылғал типті құбылымы суармалы/ирригациялық/типке ауысады да,ұзақ суарғанда топырақ кескіні мен астындағы борпыл жыныс ыза деңгейіне дейін ылғалданады;элювилік үрдіс пен биологиялық белсенділік күшейеді;суармалы су әкелген механикалық лай-тозаңды материал салынуынан үстіртін агросуармалық қабат пайда болады.Элювилік үрдіс даму барысында топырақ кескіні жеңіл еритін тұздардан түгел,кабонаттардан жартылай арылады.Биологиялық үрдістер қозуы салдарынан кіші флораның,нитрат және азот бактерияларының әрекеті күшейеді.Егер тың топырақта.Өсімдік тамырлары қалдықтары азын-аулақ сақталатын болса,суармалы топырақта олар түгел ыдырап кетеді.Суармалы егіншілікте,ауыспалы егіс игерілген жағдайда,органикалық қалдық қорының өсуіне байланысты және минералдық тыңайтқыштар қолданудан боз топырақ кескінінде қарашірінді мен қоректік заттар мөлшері артады да,ол мәдениленген түріне айналады.Бірақ топырақ артық ылғалданып ,егіншілік мәдениеті төмендесе,оның физикалық қасиеттері нашарлайды,майда агрегаттар ыдырап,топырақ массасы шөгіп,оның қуыстылығы азаяды және жыртылатын қабат астында нығыз соқа табан қалыптасады.
Боз топырақ тип сапасында үш типшесі/ашық,кәдімгі және күңгірт/және суармалы,шабынды типтері ажыратылады.Сондай-ақ негізгі,қалдық,сынық тасты,сортаңданған тектері бөлінеді.
Боз топырақ құрамы және оның қасиеті.Ашық боз топырақ шөлеейттік аймақ типшесі,Орталық Азия таулары етегінің төменгі бөлігіндегі 300-600 м биіктік аралығында таралған.Топырақ кескінінде қарашірінді мөлшері шамалы,соған және карбонаттар көп болуына байланысты,оның кейпі сәл реңделген.Ашық сұр типшеде қарашірінді жиегі қалыңдығы 40-50 см артпайды.А жиек қалыңдығы 12 см,реңі ақшыл-сұр,ол сарғыш ақшыл-сұр АВ жиегіне алмасады,қалыңдығы 20 см жуық.Оның астында нығыздалған ақшыл таңба карбонатты Вк жиек орналасқан.Тың топырақ сәл шымдалған,ондағы қарашірінді мөлшері 1-1,5% жетеді(30 кесте),ал жыртылған қабатта ол аздау - 0,6-1%.Топырақтың жоғарғы қабатында карбонаттар мөлшері 7-14% төменгі жағында 12-15% жетеді.Әдеттегіде топырақ жоғарғы 1 м дейі ылғалданатындықтан,1,5-2 м тереңдікте жеңіл еритін тұздар кездеседі.
30-кесте- Боз топырақты морфологиялық және физикалық-химиялық қасиеттері
Абсолюттік
биіктік,
теңіз
деңгейінен,
м Боз топырақ
типшелері
А+В1 қалыңдығы,см
А-дағы қарашірінді,%
А-дағы жалпы азот,%
В-дағы тозаң мөлшері,%
Сіңірілген негіздер,мг-экв.100г топырақта
200-600 ашық 12-30 1-1,5 0,10 14 8,0
600-800 кәдімгі 15-40 1,52,5 0,15 20 16,0
800-1600 күңгірт 21-45 2,5-4,0 0,29 26 24,0
Кәдімгі боз топырақ.700-1000/1200/м биіктіктегі орталық белдеуде орналасқан.Оның қарашірінділі жиегі /АВ1/ айқындалған,қалыңдағы 55-80 см тең.А-жиектің жоғарғы жағы шымданған,1,5 м дейі ылғалданады.Қарашіріндінің мөлшері беткі 10 см қабатта 1,5-2,5% /тың жерде/,ал жыртылған топырақта 1-1,5%.Ашық боз топыраққа қарағанда,жоғарғы қабатта карбонаттар мөлшері аз,ал ортаңғы бөлігінде көп.Кәдімгі боз топырақта тұнба бөлшектері мол,сондықтан ашық боз топыраққа қарағанда түйіртпекті.Топырақ кескіні 1,5 м дейін ылғалданатындықтан соған дейін жеңіл еритін тұздардан шайылған,сондықтан ондай тек аз кездеседі.
Күңгірт боз /күрең/ топырақ аласа тау бөліктерінің жоғарғы белдеуін /100-1400/1600 м/ қамтиды,ылғал климатта дамыған.Өсімдік жамылғысы шұрайлы болғандықтан,қарашірінділі жиек жақсы дамыған: А жиек түсі қара-сұр,кесек түйіртпекті,В1 жиекше сұр,ашық қоңыр сарғыш түсті,Вк жиек ақтаңбалы,карбонаттар шоғыры бар.Бұл типшенің тың түрінде қарашірінді мөлшері 2,5-4% жетеді,ал жыртылған түрінде аз -1,52%.Басқа боз топырақтарға қарағанда бұл типше тұздардан жақсы шайылған,кескінінде карбонаттар мөлшері жоғарыдан 2-4-тен төмен қарай ұлғаяды - 15% дейін.Сортаңданбаған ғаныш қабаты 2-3 м тереңдікте жатады.негізгі жыныстарда қалыптасқан күңгірт боз топырақтар қалыңдығы жұқа және тас түрлері жиі кездеседі.
Суармалы боз топырақ суармалы егіншілікте ұзақ пайдаланудан қалыптасқан,оның ерекшеліктері:кескіні жиектерге сәл оқшауланған,онда қарашірінді біркелкі тараған және мөлшері шамалы;карбонатты қабат айқындалмаған және ертедегі адам тіршілігі белгілері мен құрт-құмырсқа әрекетінің нышаны байқалады.
Боз топырақтар,ішкі аймақтық ерекшеліктеріне қарай,суармалы,ашық боз,суармалы кәдімгі боз,суармалы күңгірт боз және көне суармалы боз топырақ типшелеріне бөлінеді.
Шабынды топырақ өзен жайылымдары мен тау етегіндегі жазықтықта,алюви-делювилі жыныста,бидайықты-шабындық өсімдіктер астында,ыза деңгейі құрлық бетіне таяу жағдайында қалыптасқан.Оның кескіні мынадай жиектерден тұрады:А-АВI2-Вк2-С2;ерекшеліктері:А жиегіндегі қарашірінді мөлшері көтеріңкі және ол айқын оқшауланған,артық ылғалдану салдарынан өтпелі жиек глейленген/г/,оның реңінде көгілдір және тот дақтары бар;кескіннің төменгі жағында карбонаттар мен ғаныш,кейде жеңіл еритін тұздар ,мергельдену құбылысы да кездеседі.
Шабынды топырақтың нағыз шабынды және шабынды-батпақты екі типшесі болады.Олар тау етегіндегі ойпан жерлерде және өзен кайрандарында дамыған.Соңғы түрде қарашірінді мөлшері жоғары.
Боз топырақ негіздер мен күлдік және қоректік элементтерге қаныққан қорлы химиялық құрамның ерекшелігі - кескін бойы минералдық құрамның ьір қалыптылығында,тек көмірқышқыл тұздары ғана шайынды иллювилі-карбонатты жиекте артық шоғврланған.Топырақтың қор құрамы ашық типшесінен күіңгірттісіне қарай өзгереді,яғни , тотықтар мөлшері артып,кремний тотығы мен соңғылардың арасамағы азаяды.Химиялық топырақ құрамының еінші ерекшелігі жоғары карбонаттылығы мен аз гумустілігі.Карбонаттар мөлшері 10-12-ден,20-22% дейін ауытқиды.Боз топырақ кескіні 1,5-2 м тереңдікке дейін жеңіл еритін тұздардан шайылған,тек ашық боз типше кескінінде жеңіл еритін тұздар мен ғаныш кейде алғашқы метр тереңдікте кездесіп қалады.Суармалы егіншілік технологиясын бұзған жағдайда құба топырақтар қайта сортаңдануы мүмкін.
Ашық боз топырақтың А жиегінде гумус мөлшері 1-1,5 % аспайды,жалпы азот - 0,08-1,14% кәдімгі боз топырақта сәйкес 1,5-2,5 және 0,1-0,2% тең.
Күңгірт боз топырақтың жоғарғы қабатында гумус 4-5,жалпы азот 0,35-0,4% дейін көтерілген.Басқа типшелерге қарағанда мұнда гумус мөлшері кескін бойы төмендеген сайын бірден-бірге азаяды.
Ашық және кәдімгі боз топырақтар қарашірінді құрамында фульвоқышқылы /Сгқ:Сфқ<1/артық.Гумин қышқылы хош иісті,өзегі сәл конденсациялы қарапайым кейіпті.Күңгірт боз топыақтың гумусі фульватты-гуматты келеді.Шабынды боз топырақта гумус мөлшері ұлғаюы мен қатар,оның сапасы дажақсарады,яғни құрамында гумин қышқылы артады.Жоғарғы бір метрліктік қалыңдықта гумус қоры 50-60-тан/ашық боз/ 140-160т/га дейін /күңгірт боз типшеде/ ауытқиды.
Гумус пен минералдық коллоидтар аз болуына байланысты,боз топырақтың негіздер сіңіру сыйымы төмен:жоғарғы гумустік жиекте ол 9-10/ашық боз/,12-15/кәдімгі/ және 18-20 мг/экв-ке/күңгірт боз топырақта/тең;сіңірілген катиондар қатарында каьций үлесіне 80-90,магнийге 10-20% келеді,бірақ кескін бойы төмендеген сайын магний мөлшері артады да,сіңіру кешеніне калий мен натрий катиондары да кіреді.
Боз топырақтың физикалық қасиеттері қолайлы:тығыздығы шамалы,қуыстылығы жоғары болады.
Боз топырақтың кескін салынымы борпылдақ келеді,ол жоғарғы уақ түйіртпектілік пен жануарлардың белсенді әрекеті салдары.Ұзақ суарған жағдайда физикалық топырақ қасиеттерінің өзгергені байқалады.
Дәріс №9. Боз топырақтарды ауыл шарушылығында пайдалану
Боз топырақты аймақ - Орта Азия мемлекеттері мен Қазақстандағы негізгі мақта шаруашылығы ауданы.Мақтамен қатар мұнда күріш,қант қызылшасы,жүгері,бидай,шөп дақылдары және көкөніс шаруашылығы кең дамыған.Сондай-ақ бақ,жүзім және жібек шарушылығы да өріс алған.Боз топырақ,шабынды боз және сұр-қоңыр топырақтармен бірге,ауылшарушылықтық қоныс құрылымының үлесі мынадай:жыртылған жер 3,8,жайылым 29,7,шабындық 1,7,тоғайлар мен бұталар 0,5% яғни жалпы алабвының үштен бір бөлігі ғана.
Егін шаруашылығы суаруға негізделген.Боз топырақ,жоғарыда айтылғандай,қарашірінді мен азотқа тапшы.Күңгірт боз,шабынды боз және шабынды топырақтарда қарашірінді мен азот мөлшері көтеріңкі,жалпы фосфор орташа,калий жеткілікті.Жылжымалы элементтер мөлшері шамалы,бірақ тыңайтқыштар қолданып,оларды толықтыруға болады.
Мәденилендіру дәрежесіне /қарашірінді мен жылжымалы қоректік элементтер мөлшері биологиялық белсенділігіне қарай боз топырақ сәл,орташа және жоғары мәдениленген түрлеріне бөлінеді.Соңғы түрі ең жақсы қасиеттерге,жоғары құндылыққа ие,сондықтан ол жоғары өнім беретін топырақ.
Бұл аймақта топырақ құндылығын көтеретін негізгі шараларға егісті дұрыс суару,жыртылған қабат тереңдігін өсіру,органикалық заттар мөлшері мен құрамын сидерат /жасыл тыңайтқыш/,шөп геу мен минералдық-органикалық тыңайтқыштар қолдану арқылы көтеру,эрозияны шектеу шаралары жатады.Сортаңданумен күресу,соны болдырмау үшін:
а.топырақты мелиоративтік қажеттілікке /су физикалық қасиеті мен су-тұз құбылымдарына және т.б./сай анықталған санымен суару;
б.территоряның дренаж/ағындық/жағдайын ескеру;
в.суару/бір реттік және өніп-өсу кезіндегі/саны мен мөлшерін дұрыс анықтау,озық суару тәжірибесі тәсілдерін қолдану,зая сіңген суды шектеу;
г.қылтүтікшелер арқылы ылғал жоғары көтерілмеу үшін,топырақты дер кезінде өңдеу;
д.топырақ бетін тегістеу;
е.ирригациялық/суармалы/жүйе торабындағы су шығынын азайту;
ж.сортаңданған топырақты тұздан шаю шараларын іске асыру керек.
Топырақ жырту тереңдігін өсіру үшін,оны өңдегендежыртылатын және оның астындағы қабаттар нығыздылығын ескеру керек.Сазды топырақтарда батпақтанған қабаттың тереңдігі ескеріледі,жырту тереңдігін арттыру үшін астыңғы батпақтанған қабатты алдын-ала қопсытып,бір-бірлеп жырту қабатына қосады.
Боз топырақ органик алық заттарға тапшы болғандықтан,оны ең алдымен көң мен азот тыңайтқыштарын қолданып,қарашірінді мен азотқа байытады.Топырақта жылжымалы Р2О5 мөлшері төмен болған жағдайда,фосфор тыңайтқышы жақсы нәтиже береді,ал оның мөлшері 60 мг асса,фофор тыңайтқышы өнімге ықпал етпейді.
Күңгірт боз топырақта тәлімі егіншілік дамыған.Ал кәдімгі боз топырақ тәлімі егіншілікке жартылай пайдаланылады.Шайылу дәрежесі ашық типшеден күңгірт түске қарай артады.Сондықтан осы аймақта өнімді суармалы және тәлімі егіншілікті тиімді дамыту үшін су эрозиясын тежеу және онымен күресу шаралары маңызды іс болып саналады.
Ауылшаруашылығына жел эрозиясы дакері әсерін тигізеді,себебі аймақ коиматы құрғақ және желді келуінен,топырақтың механикалық құрамы жеңіл және түйіртпектілігі шамалы болады.Әрине қазіргі нарық экономикасы заманында жоғарыда аталған мелторативтік және химиялық жұмыстар көп қаражат жұмсауды талап етеді.Дегенмен қауымдастықтар мен бірлестік басшылары және жеке шаруашылық иелері назарын мынаған аудару керек.Топырақ құндылығын арттыруға ғылыми негізде жұмсалған қаражат 2-3 есе аз өнімі түсімімен ақталады.
Дәріс №10. Субтропикалық аймақ топырақтары
Қызыл топырақ
Субтропикалық белдеу оңтүстік және солтүстік еңдіктердегі тропик пен қоңыржай /суббореалды/белдеулер,солтүстік және оңтүстік еңдіктің 30 бен 40 градусы аралығындағы аймақ.Бұрынғы КСРО-да тек Қара теңіздің шығыс/Абхазия мен Аджария/,Каспий теңізінің оңтүстік-шығыс/Ленкорань/жғалауларында орналасқан көне заман белгісі.Қыс айының ең суық мезгілі температурасы 00С жоғары,жауын-шашын мөлшері 1200-2500 мм жетеді.Аймақта ылғал мол болғандықтан онда емен,арша,пісте,бадамша ағаштары,тұқымдас жайқалған көк шалғын өседі.Топырағы қызыл және сары типті.
Қызыл топырақ ылғалды субтропикте,Батыс Кавказ жағындағы Қара теңіздің жағалауына тірелген,Аджар жотасының етегінде дамыған тип.Жылдық жауын-шашын мөлшері 2500мм,жылы температура /+100 жоғары/жиынтығы 44000 жетеді.Өсімдік жамылғысы - бітік субтропикалық шырмауықты ормандар.Топырақ құрайтын тау жыныстары андезит,базальт,туф пен шөгінді сланецтер.органикалық заттар ыдырауы және тыныстауы үрдісі нәтижесінде бөлініп шыққан биотекті көмір қышқыл газы мен кішіжандылар тіршілігі және басқада қышқыл заттар әсерінен,аналық тау жынысы құрамындағы алюмосиликаттар бұзылған.Олардан бөлініп шыққан сілтілі элементтер мен жерлік кремний азайып,топырақ құрамында1,5 оксидтер көп шоғырланған.Соның нәтижесінде топырақ түсі қызыл,сары-қызыл рең алып,ортасы қышқыл тартып,күлгін үрдісі дамыған.Ал тың топырақтың жоғарғы қабаты шымданған,онда біраз гумус пен органикалық қалдық заттар ыдырауынан қоректік элементтер жиылады.бұл топырақ егіншілікте субтропикалық бау мен шәй өсіруге пайдаланылады.
Сары топырақ бұрынғы КСРО-ның ылғалды субтропикалық климатында,мәңгі жасыл ағаштары басым ормандар астында,балшықты борпылдақ жынстарда және Қара теңіздің сатылы жағалауы мен батыс және шығыс кавказ тауы етегінде дамыған топырақ.оны құраушы жыныстар өте қышқыл және орташа тау жынысатрының бұзылған азығынан тұрады;ол <<сары жерлік қабық>> деп аталады да,құрамында кремний тотығы көп 55-65%,темір мен аллюминийдің 1,5 тотығыаз болады.Сондықтан топырақ түсі сары,кескіні мынадай/см/:А0 - 3,4 см,А1 - 10...15,А2 - 15...20,В - 30...40,С - 40...70 см.Қарашірінді мөлшері А1-де 2-ден 7% дейінқұбылады,кескін төмендеген сайын оның саны күрт азаяды;гумус құрамы фульватты,топырақ ортасы қышқыл келеді,негіздер сіңіру сыйымдылығы 100 г т 5-20 мг-экв.Кремний мен темір тотықтарының ара салмағы жоғары болғандықтан,сары топырақтың байланған аниондар сіңіру сыйымы көтеріңкі болады.Бұл топырақта бағалы субтропикалық өсімдіктер бапталады.Жоғары өнім алу үшін органикалық және минералдық тыңайтқыштар және су эрозиясын тежейтін шаралар қолданады.
Дәріс №11. Топырақ құнарлығы
Өсімдік өніп - өсуіне қажетті факторлар (ауа, жылу, физика - химиялық орта, су, қоректік элементтер мен т.б жағдайлар) және оларды қалыптастыратын топырақ қасиеттері кешенін құнарлық деп атайды. Адамзат топырақтың құнарлығына ежелден көңіл аударғанымен, бұл түсініктің теориялық негізі бірден салынған жоқ. Д.Прянишников келтірген Тэйер пікірінше <<Топырақ құнарлығы түгелмен қара шіріндіге байланысты, суды есептемегенде, қара шірінді өсімдік үшін басты қоректік зат>>. Сондықтан көң төгу ауыспалы егіс енгізу, тыңайтқыш беру жұмыстары топырақтағы қара шірінді мөлшерін көбейтуге арналғаны керек деген.
Тэйердің <<қоректік қарашірінді>> теориясын кейін Ю.Либих <<Химияны егіншілік пен физиологияға қолдану>> еңбегінде жоққа шығарып, өзінің <<минералдық қорек>> туралы теориясын ұсынған. Ю.Либих пікірінше қандай да болмасын өсімдік топырақ құрамынан өзіне керек қоректік заттарды тек минералдық түрінде сіңіріп отырады да, біраз уақыт өткен соң топырақтың осы басты қасиетін тұрақтандыру үшін өсімдіктер сіңірген минералдық заттар мөлшерін топыраққа тыңайтқыштар арқылы қайтару керек деген. Либихтың бұл теориясы кейін қоректік заттарды <<кері қайтару заңы>> делінген. Топырақ құрамында қоректік тек бір элемент тапшы болса қалған элементтер қанша мол мөлшерде болмасын, өнім жоғарыламайды, яғни өсімдік өнімі тікелей топырақ ортасындағы тапшы элемент мөлшеріне тәуелді. Бұны <<минимум заңы>> деп атады. Топырақ құнарлығына Либих тек қоректік заттар құбылымы тұрғысынан қараған жоқ. Керісінше, өсімдік өніміне көп жағдайлар әсер ететіні туралы мына: <<құрлықтың географиясына, теңіз деңгейінен жоғары биіктігіне, жылдық жауын шашын мөлшеріне орташа айлық жылдық жылулыққа, топырақтың физикалық химиялық және геологиялық қасиеттеріне көңіл аудару керек>> деген пікір айтқан. Либихтың <<кері қайтару заңына>> ғылым мен тәжірибе кейін біраз түзетулер енгізумен, топырақ құнарлығын сақтауда оның атқарған рөлі үлкен болды. К.Тимирязев <<кері қайтару>> заңының <<ілімдік маңызын қанша төмендетуге тырысқанмен, ол ғылымдағы ұлы жетістіктердің бірі болып саналады>> деген. Либих пікірінше, минералдық қоректік заттар көзі топырақ болғандықтан, құнарлықты зерттеу оның ерітіндісіндегі заттар мөлшерін анықтауға негізделген. Бұл пікірдің терістінін Я. Линовский мен П.Костычев көрсеткен 1880 ж. Д.Менделеев <<кері қайтару заң>> теориясын батыл сынаған. Топырақ құнарлығына Ресей ғылымдары XVIII ғасырдан бастап көңіл аударған (Болотов, Комов, Павлов, Радищев). XIX ғасырдың 40-шы жылдарына дейін Ресей агроғылымында қара шірінді, кейін минералды қорек теориясы қолдау тапты.
Агротопрақтану ғылымы негізін салушы профессор Костычев топырақтану пәнінің мақсаты - <<Топырақ қасиеттерін өсімдіктер тілегіне сай зерттеу>> деп тұжырымдаған. Ол өз еңбектерінде құнарлық топырақтың күрделі қасиеті, бірақ оны нақтылы анықтау әдістері жоқ, деген және себептерін көрсеткен, яғни
* өнім мен топырақтағы қоректік элементтер барысындағы санды мөлшерінің байланысы жоқтығы;
* топырақ құнарлығын химиялық әдістерімен нақтылы анықтау қиын, ол үшін химиялық талдау әдістері жетілмеген;
* өсімдіктер өніп өсуі мен дамуы топырақтың химиялық құрамы мен қатар физикалық қасиеттеріне тәуелді;
өсімдік дамуына ауа райы да үлкен ықпалын тигізеді, бірақ оның әсерін есептеу өте қыйын деген.
Осы себептерге байланысты топырақ құнарлығын бағалау <<жанамалы>> деген ғалым П.Костычев, өзінің бүкіл ғылыми еңбектерін топырақ құралудың биологиялық негіздеріне және оның құнарлығын көтеру әдістерін іздеуге арналған.
Дәріс №12. Құнарлық түрлері
Топырақ құнарлығын, оның қоғамдық табиғатын және түрлерін бірінші К.Маркс ашқан. Маркс өзінің <<Капитал>> атты еңбегінде топырақ құнарлығын табиғи (тың топырақ қоры), яғни потенциалды тиімді экономикалық салыстырмалы (дифференциалды) түрлерін бөлген.
Табиғи құнарлық тың топыраққа тән, ол кескін құрамындағы жалпы қоректік заттар қорымен сипатталады.
Эффективті (тиімді) құнарлық жылжымалы және өсімдікке тиімді қоректік заттар мөлшерімен анықталады. Егіншілікте тиімді құнарлық табиғи (табиғи жағдай) және жасанды (адам еңбегінің нәтижесі) құнарлықтан құралады, яғни құнарлықтың бір бөлігі топырақтың тегіне тән болса, екіншісі жасанды құнарлыққа жатады. Эффективті құнарлық топырақтануда қоректік заттар мөлшерімен (мг/кг, %, т/га) сипатталса, егіншілікте өсімдік өнімінің көрсеткіші арқылы (ц/га, теңге) экономикалық құнарлық, айналады. Ол табиғи жағдайлармен қатар, ұйымдастыру экономикалық себептерге тәуелді; топырақты дұрыс өңдеп, тұқым сеуіп, тыңайтса, өсімдікті жақсы күтсе, өнім жинауды механикаландырса, т.б. жұмыстар дер кезінде нақтылы орындалса, мол өнім жыйнауға және жоғары таза пайда табуға болады. Сонымен, Маркс айтқандай <<Экономикалық құнарлық қоғамдық арақатынасқа тығыз байланысты>> . Екі құрлық бөлігі топырақтарының құнарлығы негізінде алынған өнімнің мөлшеріне қарай салыстырмалы құнарлық анықталады.
Потенциалды құнарлыққа топырақ құрамындағы өсімдіктерге қажетті қоректік заттар қоры жатады. Ол топырақ құралу үрдісі барысында қалыптасады және адамның өндірістік әрекетімен де толықтырылады. Сондықтан, топырақта бастапқы табиғи және жасанды потенциалды құнарлық қалыптасады. Кеңес үкіметі тұсында ежелгі топырақ құнарлығына арналған ізденістер жалғастырылды. С.Кравков топырақ, құнарлығын былай түсіндірген: <<Біріншіден топырақта өсімдікке тиімді формада және жеткілікті мөлшерде азот, фосфор, калий, темір, магний, күкірт, кальций болу керек, екіншіден онда өсімдікке қолайлы физика механикалық факторлра ( ылғал, ауа, жылу т.б.) қалыптасқаны үшіншіден - өсімдікке қолайлы және тиімді микробиологиялық үрдістер жүргені керек. Егер осыларға топырақтағы өсімдіктерге зиян және улы заттар болмауын қоссақ, <<құнарлық>> деген сөз өзінен өзі түсінікті болар еді.
Топырақ құнарлығын зерттеуге В.Вильямс көп көңіл аударған. В.Вильямсше топырақ және оның құнарлығы туралы түсініктер біртұтас, өйткені құнарлық топырақ құралу үрдісімен бірге қалыптасады.
Өсімдікке қолайлы жағдайларды В.Вильямс екі топқа бөлген ғарыштық (жарық, жылу) және жергілік (су, қоректік заттар).
Жоғарыда айтылғандай топырақ құнарлығын, оның түрлерінің аттарын анықтауда, терминдік келісім жоқ, құнарлық ілімін дамыта келе Вильямс бұл негізгі қасиетті <<топырақтың өсімдіктерге қоректік элементтер мен жағдайларды мезгілді және тиісті мөлшерде жыйнап беру қабілеті>> деп түсіндірген. Шынында да құрамында жеткілікті құнарлық элементтері бар, бірақ құнарлық жағдайлары нашар топырақтар құнарлы деп саналмайды.
Сонымен, құнарлық деген түсінікке топырақтың құнарлық элементтері мен жағдайлары кіреді (1 сурет).
Құнарлық элементтері атмосфералық заттар ( азот, оттегі, көмір қышқыл газ) және топырақтық элементтер ( макро - азот, фосфор, калий, кальций, магний, темір, күкірт, микро - бор, молибден, мыс, цинк, кобальт т.б) кіреді. Құнарлық жағдайларына атмосфераданкелетін күн сәулесінің: жарық, жылу, жауын шашын жатады да, топырақтың құрамы, қасиеттері және заттар құбылымы кіреді. Биологиялық тұрғыдан құнарлық жағдайларына микробтық және ферменттік белсенділік пен өнім беретін сорттар ерекшеліктері жатады.
Топырақ топырақ құраушы факторлар функциясы болса, оның құнарлығы аталған элементтер мен жағдайлар функциясына жатады. Топырақ құнарлығының маңызды көрсеткіштеріне заттар құбылымы (су, жылу, газ, қоректік элементтер т.б) солар көрсеткіштерінің мезгілді өзгертуі, заттар мөлшерінің көбеюі, орын алмасуы, т.б жатады.
Егіншілікте топырақ үрдістері мен құбылымына адам әсерлі өзгерістер енгізеді. Сол үшін топырақты өңдейді, оны тыңайтады, суландыру, құрғату, химиялық мелиорация, тұздарды шаю т.б жұмыстар атқарады. Адам осындай мақсатты агроәрекеттер мен топырақтың бастапқы қасиеттері мен құбылымдарын арнаулы бағытта өзгерте алады, яғни жасанды құнарлық түзеді. Оның да потенциалды және эффективті түрлері болады.
Атмосфера топырақтың
Топрақтардағы
Құнарлық элементтері Құнарлық жағдайлары
Топырақ
(N,P,K,S,H2O ) Топырақтық (түйіртпек көлем,мех. Және хим. Құрам, рН)
Атмосфералық
(NO, H2O,CO) Атмосфералық(жарық, жылу,жел)
1-сурет - Топырақ құнарлығының жағдайлары мен элементтері
Топырақты дұрыс пайдаланбаса құнарлық төмендеп, тіпті бұл қасиет жойылып кетуі мүмкін. Соны дәлелдеу үшін XVIII ғасырда экономист Тюрго аты шулы <<Топырақ құнарлығының төмендеу заңын>> шығарған. Оның мәні ол мынандай: <<Жерге сіңірген еңбектен алынған қосымша өнім сол еңбек мөлшеріне сәйкес көбеймейді керісінші, алынатын қосымша өнім мөлшері бірте бірте азая береді деп сипаттаған.
Сонымен, шығын өскенімен, мәселе алынған қосымша өнім мөлшерінің азаюында болып тұр. Бірақ, бұл пікірде өнімге топырақ құнарлығы заттығының қатысын ескермеген. Топырақ құралу үрдісінің негізгі заңы топырақ құнарлығының ұлғаюы организмдер тіршілігінің функциясы. Осы тұрғыдан талқылағанда топрақтанудың негізгі заңы былай тұжырымдалады. Тірі организмдер қатысуы. Күн сәулесінің қуаты және үлкен геологиялық айналым арқылы келетін қоректік заттар топырақ кескінінде бірте бірте шоғырлану нәтижесінде ғасырлар бойы топырақ құнарлығының артуы өсімдіктерге негізделген. Бұны топырақ пен организмдер арасында жүретін кіші биологиялық айналым дейді. Ол неғұрлым екпінді жүрсе, топырақ құнарлығы да соғұрлым тез артады. Топырақтың табиғи құнарлығын толығымен іске жарату және оның эффективті түрін көтеру шаралары мен тәсілдеріне органикалық және минералдық ыңайтқыштары тиімді қолдану, қышқыл топыраққа әк, ал кейбір топыраққа ғаныш қосу, топырақты өңдеу істерін жақсарту, суару мен құрғату және оны жел су эрозисынан сақтану шөп егу ауыспалы егіс енгізу және жоғарғы өнім беретін дақылдар сорттарын өсіру жатады.
Аталған тәсілдер мен шараларды жериеленушілер топырақ құнарлығына және өсімдіктер биологиясы ерекшеліктеріне сай жүргізуге міндетті.
Дәріс №13. Топырақтарды жіктеу
Қысқаша тарихи шолу. Топырақтарды жіктеу деп, оларды маңызды қасиеттерді бойынша, шығу тегіне және құнарлылылқ ерекшеліктеріне байланысты топтарға біріктіруді айтады. Топырақ туралы түсінік және оларды жіктеу тәсілдері мен принциптері топрықтану пәнімен бірге дамып және кеңіп отырған. Алғашқы жіктеулер топырақтың жоғарғы жиектерінің литологиялық ереркшеліктері негізделген. Мұндай агрогеологиялық аталатын жіктеулер топырақтың тек қатты фазасы есепке алынған.
В.Докучаев пен Н.Сибирцев топыраққа ерекше табиғи оргонаминералдық дене деп қарап, оның таибиғи ортамен тығыз байланыста дамитындығын көрсетіп, генетикалық немесе тектік жіктеу тәсілінің негізін салған. Қазіргі кездегі топырақтар жіктелуі мына тұрғылардан жүргізіледі: экологиялы-генетикалық, марфология-генетикалық, эволюция-генетикалық және тарихи- генетикалық (тектік).
Топырақтарды экологиялы-генетикалық жіктеу негізінде Докучаевтің генетикалық типтер туралы ілімі қаланған. Бұл жіктеуді В.Докучаев өзімен шәкірті - Н.Сибирцев пен Я.Афанасьев дамытқан. Жіктеудің бұл жобасында генетикалық топырақ типтері арарсында байланыс тек қана олардың қасиеттері бойынша емес, сонымен қатар, географиялық таралу ерекшеліктері ескерілген. Мысалы, Н.Сибирцев жіктеуі үлкен үш бөлімнен тұрады: А-толық, немес аймақтық, В-ішкі аймақтық, немес жартылай аймақтық топырақтар және С-толық емес топырақтар.
Эколгия-генетикалық жіктеуде табиғи заңдылықтар - топырақтар қасиеттер, топырақ құрылымдағы құбылмалар және олардың табиғи ортамен байланысы міндетті түрде ескеріледі. Сондықтан да бұл ауыл шаруашылық практикасында көптеген сұрақтарға жауап береді және жер қорын сапалы есептеуде кеңінен қоладанады.
Морфогенетикалық жіктеу. Топырақтың маңызды қасиеттеріне негізделген және онда топырақ құгайтын жағдайларға да талдау жасалады.
Эволюция-генетикалық жіктеу топырақты құру, үрдісі дамуына негізделген, яғни оның негізінде тоыпарқ құралудың бастапқа сілтілік сатысынан немес оның гидрамотты фазасынан афтоматты фазасына дейінгі уақыт салынған.
Тарихи-генетикалық жіктеу идеясын В.Вильямс (1914-1936) ұсынған. Академиктің айтуы бойынша, топырақ типтері бір-бірімен біртұтас болғандықтан, құрлықтың беткі минералды қабатына табиғаттағы биологиялық элементтердің тигізетін әсері біртекті тарихи үрдістің сатысы ретінде қаралуы керек.
Шет елдік топырақтануда жіктеу проблемасы дамуында басты екі бағыт бар: батыс-еуропалық және американдық.
Батыс-еуропалық бағытта топырақ топырақ құраушы жыныстар қасиеттеріне байланысты жіктеледі. Гиология-петрографикалық жіктеуде топырақ құраушы жыныстардың минералдық құрамы химиялық жіктеуде топырақтың химимялық құрамы, физикалық жіктеуде механикалық құрамы және аралас қасиеттер негізге алынған.
Американдық топырақ жіктеу жүйесінде жоғары және таксондық біріншіліктерді анықтау екі бағытта жетіледі. Жоғарғы таксондық біріншілік генетикалық принцип бойынша ал төменгі агроэмперикалық принциптерге сүйене бөлінеді. Сондықтан американдық жіктеуде топырақ серияларын бір-бірімен өз арар салыстырып, жоғары категорияларға біріктіру өте қиын.
Сонғы жылдары ЮНЕСКО және ФАО сияқты БҰҰ халықаралық ұйымдары дүние жүзілік топырақ картасын түзу үшін, жаңа генетикалық жалпы жіктеуді ұсынған.
Қазіргі кезде ТМД елдерінің ғалымдары жеке өздері немесе ұжыммен жаңа жіктеу құрлымдарын жасауда. Оларды қарастыруда мынандай бас принциптер негізге алынған:
- жіктеу топырақтың негізгі қасиеттерімен құбылымдарына сүйене жасалып, міндетті түрде топырақ құралу жағдайы мен одан туатын үрдімтерді есепке алғаны және ол эколошиялық, морфологиялық, эволюциялық тұрғыдан таралғаны, яғни генетикалық болған;
- жіктеу қатал ғылыми таксондық біріншіліктер жүйесінде жасалғаны;
- жіктеу адам әрекетімен туындаған топырақ өзгерісін міндетті түрде ескергені;
- жіктеу топырақтың өндірістік ереркшеліктерін ашып. Оларды ауыл шаруашылығы мен орман шаруашылығында тиімді қолдануда себептескені керек.
Қазіргі заманғы топырақты жіктеу, бұрынғыларомен салыстырғанда, топырақ кескінінің морфологиялық және микро морфолгиялық құрлымының, құрамын және қасиеттерін, басты топырақ құраушы үрдістермен құбылмаларды және де экологиялық жағдайларды толық қамтиды. Сонымен қатар, топырақты жіктеуді органикалық заттардың сапалық құрамы, олардың биологиялық айналымдағы ерекшеліктері, топырақ ішінде өтетін бұзылу нышакны мен ондағы энергия қоры да еспке алынады. Міне осының бәрі топырақтың негізгі генетикалық ерекшеліктерін терең түсінуге, топыраққа агрономиялық сипатама және оның құнарлылығын салыстыра бағалауға мүмкіншілік береді. Осы принциптерге сүйене отырып, РФ-ң В.Докучаев атындағы Топырақ институты ТМД топырақтарын жіктеудің бірнеше жобасын ұсынды. Онда 80 жуық топырақ типитерін жіктеп, олардың диагностикалық белгілерін берген.
Әр аймақты - экологиялық топ өсімдік типімен (тайгалы орман, орманды дала, дала және т.б.), 20 см тереңдікке дейінгі температура қосындысымен, әр ай сайынғы топырақтың тоңдану ұзақтығы және ылғалдану коэфицентімен сипаттайды.
Аймақты-эколгиялық топырақтың өзі био-физика-химимялық қасиеттеріне (қара шірінді, құрамы, топырақ реакциясы, карбонаттылығы, сортаңдылығы, кермектілігі т.б.) қарай және де ылғалдану жағдайына байланысты одан кіші топшаларға бөлінеді.
Қазіргі заманғы таксондық біріншіліктер жүйесін 1958 жылы ғылыми және өндірістік ұжымдар жинақтаған, топырақты жіктеу материалдары негізінде бұрынғы КСРО ның ғылыми академиясында жасалған. Осы жіктеудегі негізі таксондық біріншілікке, кезінде В.Докучаев ұсынған, генетикалық топырақ типі жатқызылған.
Л.Прасолов генетикалық типке <<... жаралуы, заттар қозғалысы мен шоғырлануы ұқсас дене деген анықтама берген. әр генетикалық тип тиісті табиғи аймақта орналасқан. Сондықтан оған жаратылысы, заттар жайылу мен жылуы бір топырақтар бірігеді>>.
Топырақтың генетикалық типі мынадай өзгешеліктермен анықталады:
1. органикалық заттардың топыраққа түсуімен олардың бір типті өзгерісі және құблысы;
2. минералды заттардың ыдырауымен жаңа минералды органикалық-минералдық жаңа жарандылардың бір типті синтезі жақшаға түзілуі
3. заттардың бір типті шоғырлану мен жылжуы
4. топырақ профилінің (кескіннің) бір тпті құбылысы
5. топырақ құнарлығы сақтаумен көтеруге бағытталған бір ттипті шаралар.
Топырақ типін төменгі токсондық біріншіліктер айырады: типше, тек, тұр, түрше және разряд. Типше - топырақ типі ішінде бөлінеді, сондықтан типтер арасындағы өтпелі саты болып саналады да, негізгі топырақ құралу үрдістен басқа қосалқы үрдіспен айқындалып тұрады. Типше таксонын бөлгенде аймақшылық және одан кіші фациалдық шеңбердегі табиғи жағдайлардың өзгеруіне байланысты үрдістер есепке алынады. Фациалдық типшеге болуді топырақтың 20см тереңдікке дейінгі белсенді температура қосындысы мен суық кезең ұзақтығын есепке ала отырып жүргізеді. Фациалдық типшені номенклатурада белгіленгенде температура құбылымына байланысты жылы, қоңыржайлы, суық, терең тоңданатын ж.т.б. терминдер қолданылады.
Топырақ құнарлығын сақтау және көтерудегі шаралар әр типшеде,типпен салыстырғанда,біркелкі болып келеді.
Тек-топырақ типшесінің ішінде бөлінеді. Оның сапалы-тетік ерекшеліктері жергілікті жағдайлар кешені, әсіресе топыраққұрушы жыныстар құрамы, ыза суының химиялық құрамы және т.б. байланысты анықталады.
Түр- топырақ тегінің ішінде бөлінеді де, топыраққұралу үрдісінің даму дәрежесіне (күлгіндену, сортаңдану) қарай бөлінеді.
Барлық токсондарды қолданып, топырақ аталуында алдымен тип көрсетіледі. Одан кейін типше,түр,тек разряд аталады. Мысалы, қара топырақ(тип), кәдімгі,орташа қалың ауыр құм балшықты лөс түрлес ауыр кұмбалшық(разряд).
Диагностика деп, барлық белгілер қосындысы негізінде айқындалған топырақтар танылуын аитады. Топырақ диагностикасы үшін алдымен зерттегенде, немесе жай талдау жасаганда, оңай байқалатын немесе анықталатын топырақ белгілері қолданылады. Бірақ кейбір топырақтарды тану үшін бұл белгілер жеткіліксіз. Мұндай жағдайда күрделі талдаулар нәтижелері, ал кейде топырақтың су-жылулық құбылымдарын сипаттайтын материялдар да керек болады. Соңғысы юеке топырақ типтері мен типшелер анықтағанда ерекше маңызды.
Егіншіліктен өзгерген топырақтарға диагностикалық сипттама бергенде сырткы-тектік мәліметтерден басқа агрохимиялық және агрофизикалық талдаулар нәтижелері мен көпжылдық орта өнім мәліметтерін де пайдаланады.
ТМД елдерінің топырақтарын жіктеу жұмыстарын мұнан әрі жетілдіру олардың құрылымын кескінді-тектік жағынан тереңдету негізінде жүргізіліп келеді. Мұнда отандық, жіктеудің принциптік негіздері сақталады, яғни топыраққұралу үрдісінен пайда болған қасиеттеріне байланысты жіктеледі.Типшені анықтағанда басқа типке ауысуына сипаттайтын тектік жиектер жүйесінде сапалы айырмашылық бар екендігіне ерекшк көңіл бөлінеді. Түрше туралы түсінік топырақ кескінінің түйірлік құрамы сипаттауды талап етеді. Топырақ дамуының экологиялық жағдайын бағалау үшін жаңа токсондық біріншілік категория енгізілген. Бұл топырақты су-жылулық құбылымы ерекшеліктеріне байланысты бөлуге мүмкіншілік береді.
Дәріс №14. Тау топырағын ауыл шаруашылығында пайдалану
Тау топырақтары көбінесе өнімділігі жоғары әсем жайылым сапасында, ал ТМД-ның Еуропа бөлігінде жүзім, цитрустық, шәй, жеміс және техникалық /мақта, темекі,дәрілік апиын және тағы басқа / дақылдар егуге пайдаланылады. Бірақ, жер бедерінің күрделілігі,қарашірінді жиектің жұқалылығы және топырақ кескінінің сынық тастылығы, типі негізгі тау жыныстарының құрлық бетіне шығуы, тасты үгінділер шоғыры т.б. жағдайларға байланысты тау топырығында механикалық жұмыстар жүргізу қолайсыз. Сондықтан таулы облыстар топырақтары егіншілікке шамалы көлемде ғана пайдаланылады. Негізінен жайылымға пайдаланылатын жерлер таулы-тундралық, таулы- шалғындық және таулы далалық белдеулерде орналасқан. Альпілік шалғындар тамаша жазғы жайлау. Көбінесе игерілмеген жерлер таулық күлгінденген топырақтар, себебі, мұнда тек 3% шамасында орманаралық ашық алаңдар кездеседі.
Егіншілік шаруашылығында қарқынды таулы-ормандық қоңыр, таулық күрең, таулық қара және қара-қоңыр топырақтар пайдаланылады. Таулық белдеуінде жыртылған жер мөлшері 10-12% шамасында. Таулық шөлді және шөлейттік топырақтарда, суарылмайтын жерлермен қатар, суармалы егістіктерде жақсы дамыған. Бұл топырақтарда бидай, көкөніс, мақта және басқа техникалық дақылдар табысты өсіріледі. Мысалы, Іле Алатауы бөктеріндегі боз, қара-қоңыр, қара топырақтарда көбінесе күздік бидай, жүгері, жоңышқа, қант- қызылшасы мен темекі дақылдары, бау және көкөніс өсіріледі. Тау топырақтарын игерген кезде эрозияға қарсы күрес ең маңызды шара. Ол үшін ормандарды сақтап, ағаштарын дұрыс күтіп және реттеп кесу, селге,өртке тосқауыл қою, үстіртін су ағынын тежеу, жайылмаларды дұрыс пайдалану, арнайы топырақ жырту /ылдиға көлденең/ тәсілдерін қолдану, тауда қапталдап ағаш отырғызу және беткейлерді сатылау /террас/ шараларын іске асыру керке.
Тау топырақтарының құнарлылығын арттыру үшін органикалық және минералдық тыңайтқыштар мен қышқыл топырақтарды әктеу шараларын қолданады.
Таулы облыстарда шабындықтар мен жайылымдарды мал шаруашылығының берік жем-шөп қорын жасау үшін тиімді пайдалану, оларды тозудан, мал таптаудан сақтау- мамандардың ең жауапты міндеттері.
Өзін-өзі тексеру сұрақтары немесе тестер
* Тау топырақтарының құнарлылығын арттыру
Дәріс №15. Жайылымдылық топырақтар
Топыраққұралу жағдайлары. Елімізде үлкен-кіші өзендер көп, суы тегістікпен ағатындарда жайылмалар жақсы дамыған. Жай ылма деп өзен бойын оқтын-оқтын тасқын су басатын құрлық бөлігін айтады. ТМД-да жайылма топырақтар алабы 57,5 млн.га немесе 2,6 % тең.
Өзен жайылмаларында топыраққұрайтын негізгі жайылмалық және алювилік үрдістер дамыған. Жайылмалық үрдіске өзен аңғарын тасқын су басу құбылысы жатады. Ол ыза деңгейін көтеріп, жайылманың ауа райын жұмсартады, топырақтардағы микробиологиялық үрдістер бағыты мен қарқынның, өсімдік жамылғысын, топырақтығ, су және тұз құбылымын өзгертеді. Алювилік үрдіс деп, өзен жайылмасын тасқын судың шаюын және жайылма үстіне лай шөгуін айтады. Ол жайылманың әр бөлігінде бір қарқында өтпейді. өзен арнасынан қашықтаған сайын жайылманың үш бөлігі байқалады: арна жиегі, орталық және сатылы етегі. Олар бір-біріне бедері, алюви құрамы, ызалық жағдайлары, соған байланысты өсімдік және топырақ жамылғысымен ерекшеленеді. Алювилік механикалық құрам тасқын судың ағынына байланысты өзгереді. Су ағыны әрқашанда арна бойында күшті болады да, одан алыстаған сайын бәсеңдей береді. Соған байланысты арна маңындағы алювилік шөгінді құм мен құмайтты, орталық және сатылы етегіндегі жайылмада құмбалшық пен балшықты келеді. өзен арнасы біртіндеп жылжып, орын ауыстырып тұратындықтан, жайылманықұрайтын алюви әртүрлі механикалық құрамы қалыптасып, алювилік шөгінді кескін құрады.
Шөгінді алювидің химиялық және механикалық құрамына және мөлшеріне су жайылатын территорияның тау жыныстары мен климаты әсер етеді. Су жайылатын құмды алқаптардан жайылмағақұмды алюви, ормансыз, шөпсіз және балшықты су жиналатын алқаптан су тасқыны жайылмаға көп мөлшерде ауыр механикалық құрамды алюви әкеледі. Керісінше, су жиналатын шөптесінді - орманды алқаптан келетін тасқын су көлемі аз және баяу болады да, жайылмада аз мөлшерде шаң-тозанды алюви шөгеді. Жайылманың бедері толқын-жалды болып айқындалған. Оның орталық бөлігіне қарай құрлық беті тегістеліп, ойпаң-сайлы келеді. Ескі өзен арналары қалған жайылманың сатылы етегіндегі бөлігі төмен, орталық жағына қарағанда, көбінесе батпақты болады.
Жайылма өсімдік құрамының басым көпшілігі шөптесінді астық тұқымдас түрлерінде тұрады. Олар негізінен ортақ жайылымда бітік өседі. Көтеріңкі жерінің өсімдік сирек, ойпандарды батпақты өсімдіктер жайлаған. Жайылмалық шабындық өнімділігі топырақтың ылғалдануына және пайдалану ерекшелігіне байланысты, әсіресе орталық жайылымның өсімдік өнімділігі жоғары болады - әр гектар шабындықтан 30-40 центнер және одан да жоғары пішен шабылады.
Жайылмада шабындық шөптермен қатар тоғайлар бар. Мысалы: шөлдала мен шөлді аймақтардың өзен жайылмаларында шөптесінді тоғайларкең тараған, ағаш құрамы жие, көктерек, тораңғы, сексеуіл және т.б. тұрады.
Жайылмада топыраққұралу туралы ілімді Вильямс дамытқан. Кейін жайылма топырақтардың қалыптасуы мен өзгешеліктерін зерттеуге көп ғалымдар үлесқосқан (Шраг, Эгоров, Добровольский). Су жүйелі жиналатын аралықтардан шайылған материал жайылмаға алюви түрінде шөгеді, қоректік элементтерге және майда түрлерге бай болғандықтан, көбінесе ол құнарлы келеді. Сондықтьан механикалық құрамы құмдалшықты алювиде шабындық өсімдіктер жақсы өседі. Борпыл жыныстық механикуалық және химиялық құрамы лайықты болғандықтан, бұл шөптесін астында топыраққұраушы шымдану үрдісі жақсы дамыған.
Жайылманың оқтын-оқтын немес сирек су жайылатын бөлігінде (жоғары жайылма) аймақтық топырақтар қалыптасқан. Мысалы, орманды тайга аймағында шымды-күлгін, орманды-дала, ормандық-сұр және далада қара топырақтар дамыған.
Жайылмалы топырақтардың шағы мен үрдістері құбылмалы келеді. Жайылмада жаңа шөккен алювиден бастап, қасиеттері жақсы дамыған, аймақтық топрыақтар кездеседі.
Жайылма топырақтарында аймақтаық белгілердің айқындалуы қоршаған аймақтың жылу тәртібі, атмосфералық ылғалдану жағдайы, өсімдіктер құрамы органикалық зат өнімділігі байланысты, ал әр аймақ жағдайының өзіндік ереркшелігі болады. Мысалы: дала аймағының жайылмалық алювиі-шабындық топырақтар кескіні қара топырақ типіне жақын, олардың құрамында гумус мөлшері 5 тен 13 % жетеді. Эрозия табаны (базис) төмендеп, құрлық бедері көтерілген сайын, аймақтық жайылма топырақтарында жайылмада тыс орналасқан аймақтың топырақ құрамы мен белгілерін кездестіруге болды. Шөл дала мен шөл аймақтарда ащы ыза деңгейі жақын жатқандықтан, жайылма топырақтары карбонатты және сортаңды келеді және шөгінді алювилі - шабындық пен шөл далалық шабындық-құба топырақтар қалыптасқан. Сондай-ақ мұнда шабынды-кебірлеу, сортаң, сортакңдау және әрдәрежеді сортаңдатылған топырақтар тараған.
Жайылма топырақтардың табиғи қорлы құнарлылығы арна жиегінен орталық және сатылану маңына дейін өзгереді. Осы бағытта топыфрақтағы органикалық заттар қоры мен жалпы азот мөлшері өседі. Ең құнгарлысына батпақтанбаған және тұщы топырақтар жатады, оларға гумус қабаты (1 метр) және органикалық заттар қоры жоғары (1 га-да 350-550 т) болғандықтан, агрохимиялық қасиеттері өсімдік өніп-өсуіне өолайлы келеді. Жайылма топырағын жыртқанда микробиологиялық белсенділігі көтеріліп, ондағы өсімдікке қажет қоректік элементтер мөлшері ұлғаяды. Бұл топырақтарды суармалы егістікке игергенде өте пайлады дақылдар, жем-шөп, жеміс-жидек, ал ірі өнеркәсіпті қалалар маңында - картоп, көкөніс т.б. дақылдар егіледі. Көкөніс өндірілген топырақтар біраз жылда құнарлылығын төмендетіп тыңайтқыш қолдануды тілейді. Жайылма топырақтары мал шаруашылығының жем-шөп қоры. Мұнда ТМД-ның 33 млн га жуық шабындық пен жайылым қоныстары орналасқан. Топырақ құнарлылығын арттыру үшін милиоративтік және агротехникалық шаралар қолдану керек. Мәдени шабындықтар игеру пішен өнімін арттырып, топырақ құнарлылығын көтереді.
Құмдар мен құмды топырақтар
Құм деп беті ашық, өсімдіктермен бекітілмеген немесе сәл бекіілген, сусымалы жарандылары айтады, ал құмды топырақтың тұрақты өсімдік жамылғысы болады және кескінде аймақтық кейіп айқындалған.
Шөлейт және шөлді аймақтардың құмдары мен құмды топырақтары көбінесе Орталық Азия мен Қазақстанда кездеседі: Қарақұм, Қызылқұм, Нарынқұм, Мойынқұм, балқаш және Арал маңы құмдары. Бұрынғы одақтың Европалық бөлігінде ірі құмды құрлық Астрахан облысы, Дон, Терісқұм және төменгі Днепр мен Дон маңында жатыр. Құмды өңірлер ТМД-ның 62 млн га немесе 2,9 % жерін алып жатыр.
Құмды жерлер бағалы жайылым және мал шаруашылығының жем-шөп қоры боп саналады. Құм дұрыс пайдаланбаған жағдайда тұтастығын жоғалтып сусымалы күйіне көшеді де, құм түйірлері жол, ауыл және құнарлы жерлерді басып, халық шаруашылығына үлкен зиянын тигізеді.
Құмды жерлердің климаты мен өсімдік жамылғысы аймақтық жағдайлармен анықталады. Орталық Азия елдерінің климаты өте ыстық болса, далалық және орманды дала аймақтарында ол қолайлы келеді. Құрғақ және шөл дала аймақтарындағы, ыза деңгейі терең жататын жердердегі құм өсімдік жамылғысын қияқ, құмаршық, балқаңбақ, құм жусаны, жүзгін, жыңғыл т.б. түрлері құрады. Шөлді аймақтың өсімдік құрамына қияқ, құмаршық, ал бұта ағаштарына сексеуіл, қараған, жүзгін, таспа шөп және т.б. түрлер кіреді.
Құрлықтағы құм бедері құмды қабаттың қалыңдығына, өсімдік құрамына және жел қарқынына байланысты өзгереді. Осы факторлардың кешенді әрекетінен түрлі - жалды, төбелі, үйінді және жылжымалы құм (барханды) немесе құмды бедер құралады, әсіресе жалды құмдар кең тараған. Құмды үйінділер кейіпі созылған толқын, қырлы жоалар, қыраралықсайлармен кезектесіп келеді. Қырлар биіктігі 5 метрден 30 метрге жетеді. Осы кейіпті құмдар көбінесе бір бағытта соғатын желдермен үйіледі. Дала мен шөлейт аймақтардың едәуір аумағын төбелі құмдар алып жатыр. Олар түрлі сырт бедері түрлілігімен көзге түседі. Көтеріңкі жерлерде ойпаңдар мен жел үрлеген қазан шұңқырларда кездеседі. Оған қарама-қарсы бағытта соғатын жел себеп.
Құмдардың механикалық құрамы негізінен 0,01 мм ірі (90%) минералдық жақсы сұрыпталған түйірлерден тұрады. Олардың минералдары құрамы бастапқы тау жыныстарының құрамына, олардың бұзылу сипатына, тасмалдану және қайта шөгу жағдайларында сәйкес өзгереді.
Құмдар негізінен кварц, дала шпаттары, слюдалар, мүйіз алдамышы, ғаныш және кальцит минералдарынан тұрады солардың ішінде кварц мөлшері басым, екіншілік минералдар өте аз. Бұзылу үрдісі нәтижесінде бөлініп шыққан темір тотықтары біріншілік минералдар түйірлері бетіне қонып, олардың түсін өзгертеді. Мысалы, кварц, дала шпаттары, мүйіз алдамышы және слюдадан тұратын Қарақұмның сұр түсті құмдары бұзылудан сарғыш және қара-қоңыр рең алады. Құмдардың химиялық құрамы тікелей минералдар тобына байланысты. Олардың құрамында негізінен кремний тотығы артық та, темір, алюминий, кальций мен магний тотықтарының саны аз болады (31 кесте)
31 кесте - құмдардың жалпы химиялық құрамы, %
Үлгі алынған құм орны
Қыздырғанда жоғалған салмақ
SiO2
AL2O3
Fe2O3
CaO
MgO
Na2O
K2O
P2O5
Арал маңындағы барханды Қарақұм (В.Боровский)
1,14
86,76
2,26
0,74
0,84
0,23
0,92
0,70
0,02
Кама өзені, 4-ші сатылы (Қазан қ. маңындағы, А.Роде)
-
93,67
2,87
1,12
0,35
0,29
0,39
0,56
0,03
Құмдағы топыраққұрлу үрдісін өсімдік жамылғысы, ыза тереңдігі мен тұздылығы және ауыл шаруашылығында пайдалану ерекшелігі анықтайды. Табиғи жағдайда құмдарды бірінші игеретін пионер өсімдіктер псаммофиттер. Шөлейт аймағы құмдардың алғаш жайлайтын өсімдіктере құм сұлысы немесе қияқ, құмаршық, т.б. жатады. Құмды екінші кезекте жайлайтын өсімдіктер, оның бетін бекемдеп, басқа өсімдіктер орналасуына қолайлы жағдай туғызады (Т.Якубов).
Құмды өңірлерді игерудің негізгі принципі - оларды аймақтық климат жағдайларына және нақтылы таралған құм қасиетіне қарай, кешенді пайдалану.
Олар шабындық және жайылым ретінде немесе бау-бақша, жүзім, т.б. ауыл шаруашылық дақылдарын өсіруге лайықты.
Қазақстан Республикасының табиғи жағдайлары мен топырағы
Казакстан Республикасының табиғаты әр түрлі. Оның кең территориясын ойпаттар мен тегістіктер алып жатыр, олар шығыс пен оңтүстік- шығыста таулы Алтай, Тарбағатай жоталары, Жоңғар Алатауы және Тянь-Шанның солтүстік сілемелерімен көмкерілген. Қазақстаның құрлық бедері, таулы аудандарды алмағанда, түгел шаруашылық пайдалануға қолайлы. Республика ішкі және сыртқы қорға бай.
Қазақстанның климаты тым ызғарлы және қуаң келеді. Тіршілік /вегетация/ кезеңіндегі тиімді температура жиынтығы мұнда қоңыржай белдеудің барлық дәнді дақылдарын, ал оңтүстікте тіпті жылуды сүйетін мақта.жүзім, қант қызылшасы, темекіні жеткілікті өсіруге қолайлы. Бірақ атмосфералық түсім егістіктің көп бөлігінде тұрақты суармалы егіншілікке жеткіліксіз. Ол тек солтүстік, солтүстік-шығыс және жіңішке тау бөктерінде болуы мүмкін. Өзен салалары сәл дамыған. Көп өзендер тұрақсыз, жазда сарқылып, жеке шалшықтар, сортаңдар мен құмдарға бөлшектенеді Қуаң климат жағдайында республика өзендерінің егіс суару, жайылымдар мен шабындықтарды суландырудағы мағынасы үлкен.
Қызыл топырақ
Субтропикалық белдеу оңтүстік және солтүстік ендіктердегі тропик пен қоңыржай /суббореалды/ белдеулер, солтүстік және оңтүстік ендіктің 30 бен 40 градусы аралығындағы аймақ. Бұрынғы КСРО-да Қара теңіздің шығыс /Абхазия мен Аджария/, Каспий теңізінің оңтүстік-шығыс /Ленкорань/ жағалауларында орналасқан көне заман белгісі. Қыс айының ең суық мезгілі температурасы 0̊̊̊ С жоғары, жауын-шашын мөлшері 1200-2500 мм жетеді. Аймақтағы ылғал мол болғандықтан онда емен, арша, пісте, бадамша ағаштары, тұқымдас жайқалған көк шалғын өседі. Топырағы қызыл және сары типті.
Қызыл топырақ ылғалды субтропикте, Батыс Кавказ жағындағы Қара теңіздің шығс жағалауына тірелген, Аджар жотасының етегінде /40-400 м биіктікте/ дамыған тип. Жылдық жауын-шашын мөлшері 2500 мм, жылы температура /+10̊ жоғары / жиынтығы 4400 жетеді. Өсімдік жамылғысы-бітік субтропикалық шырмауықты /лианды/ ормандар. Топырақ құрайтын тау жыныстары андезит, базальт, туф пне шөгінді сланецтер. Б.Полынов пен И.Герасимов пікірінше қызыл түсті жыныстардың бұзылу үрдісі алғашында сілтілі ортада өткен. Органикалық заттар ыдырауы және тыныстану үрдісі нәтижесінде бөлініп шыққан биотекті көмір қышқыл газы мен кіші жандылар тіршілігі және басқа да қышқыл заттар әсерінен, аналық тау жынысы құрамындағы алюмосиликаттар бұзылған. Олардан бөлініп шыққан сілтілі элементтер мен жерлік кремий /36%/ азайып, топырақ құрамында 1,5 оксидтер /Fe2O3, Al2O3/ көп шоғырланған /50%/. Соның нәтижесінде топырақ түсі қызыл, сары-қызыл рең алып, ортасы қышқыл тартып, күлгін үрдісі дамыған. Ал тың топырақтың жоғарғы қабаты шымданған, онда біраз гумус пен органикалық қалдық заттар ыдырауынан қоректік /күлдік/ элементтер жиылады. Бұл топырақ егіншілікте субтропикалық бау /цитрустілер/ мен шәй өсіруге пайдаланылады.
Сары топырақ бұрынғы КСРО-ның ылғалы субтропикалық климатында, мәңгі жасыл ағаштары басым ормандар астында, балшықты борпылдақ жыныстарда және Қара теңіздің сатылы жағалауы мен батыс және шығыс Кавказ тауы етегінде дамыған топырақ. Оны құраушы жыныстар өте қышқыл және орташа тау жыныстарының /ең бастысы сланецтер/ бұзылған азығынан тұрады; ол "сары жерлік қабық" деп аталады да, құрамында кремий тотығы көп 55-65%, темір мен алюминийдің 1,5 тотығы /қызыл топырақпен салыстырғанда/ аз /25-30%/ болады. Сондықтан топырақ түсі сары, кескіні мынадай /см/: Аₒ - 3-4 см, А1 - 10...15, А2 - 15-20, В - 30...40, С - 40-70 см. Қарашірінді мөлшері А1-де 2-ден 7% дейін құбылады, кескін төмендеген сайын оның саны күрт азаяды; гумус құрамы сульфатты, топырақ ортасы қышқыл келеді, негіздер сіңіру сыйымдылығы 100 г т 5-20 мг-экв. Кремий мен темір тотықтарының ара салмағы жоғары болғандықтан /4-5/, сары топырақтың байланған аниондар /P2O5/ сіңіру сыйымы көтеріңкі /5-7 мг-экв г.т./ болады. Бұл топырақта бағалы субтропикалық өсімдіктер /цитрустілер, щай, темекі т.б. дақылдар/ бапталады. Жоғары өнім алу үшін органикалық және минералдық тыңайтқыштар /әсіресе фосфорлы/ және су эрозиясын тежейтін шаралар қолданады.
Таулы облыстардағы топырақ таралуы мен құралу жағдайлары.
ТМД территориясында таулық топырақтардың жалпы көлемі 650 млн. га немесе 28,8%. Олар Карпат, Қырым, Кавказ және Орал таулары және Батыс пен Шығыс Сібір, Қиыр Шығыс пен Орталық Азия мен Қазақстанның тау жүйелері.
Таулы облыстардың топырақ жамылғысы, В.Докучаев ашқан, тік /биіктік/ белдеулікке сүйенеді. Тік аймақтық /зоналдық/ деп, тау жоталары беткейлерінде /абсолюттік биіктік өскен сайын/ климат пен өсімдік жамылғысы өзгеруіне сәйкес, топырақ алмасуын айтады. Кейбір жағдайда құрлық биіктігі өскен сайын, бірте-бірте топырақ алмасуы да бұзылады. Топырақ типтерінің заңдылық реті бойынша дұрыс орналасқан құбылысын топырақ аймағы инверсиясы дейді. Көп жағдайда бір топырақ аймағы екінші аймаққа еніп кетеді, бұл қапталдардың орналасу ретіне немесе тау өзендерінің аңғарлары мен топырақ аймақтаруының кіруне байланысты болады. Міне мұндай бір аймақ топырағының екінші аймаққа енуін миграция дейді. Кейбір таулы жерлерде бір қалыпты топырақтық аймақ құралымынан бір белдеу түсіп қалады, яғни кездеспейді, мұндай құбылысты аймақтар интерференциясы /түсуі/ деп атайды.
Таулы жерде топырақ құраушы табиғи жағдайлардың көптеген ерекшеліктері бар. Мұнда климат, жазықтыққа қарағанда, өзгеше қалыптасқан яғни жылдық температура төмен, жауын-шашын мөлшері мен ауа ылғалдығы жоғары болады, күн қуаты /радиациясы/ да артық. Ғылыми анықтауларша, жота беткейімен жоғары көтерілген сайын әр бір 100 м биіктікке дейін жауын-шашын мөлшері артып, инсоляция /жарық/ үдейді.
Таулық климаттың /жазықтыққа қарағанда/ тәулік және маусымдық өзгешелігі артық /күн мен түн, жыл мезгілі/, сондай-ақ жыл бойындағы ылғалдану мөлшерінде біркелкі.
Топырақ құралу үрдісі тауда өте тілімделген бедерде жүреді де, топырақ жамылғысы алаланған және біркелкі емес. Үгілу үрдісі азықтарының жіктелуі мен топырақ құралуы және эрозия дамуы да жер бедеріне байланысты. Таулы аудандарда топырақтың су-жылу құбылымы қапталдар экспозициясына /беталысқа/ қарай өзгереді. Қорыта келгенде В.Докучаев айткандай, таулы облыстарда жер бедері-топырақ тағдырын шешуші жағдай. Таулы жерде топырақ жамылғысы күн сәулесі мен жел экспозициялық бағытына да байланысты. Оңтүстікке қараған беткей, солтүстікке қарағанда жылы әрі құрғақ келеді. Атмосфералық ылғал мен жылу құбылымдары айырмашылығы өсімдіктердің өніп-өсуіне, сол арқылы, топыраққа әсер етеді. Экспозиция ісері барлық тауларда бірдей емес. Қапталдардағы топырақ айырмашылығы бірқалыпты немесе ылғалы тапшы таулы аймақтарда жақсы байқалады. Ал өте ылғалды және құрғақ таулы жерлерде, экспозицияның әсері бәсеңдейді /Шығыс Памир мен Батыс Кавказ таулары/. Топырақ жамылғы аралығы қапталдардың құрғақ немесе ылғалды, ыстық немесе суық жел өтінде орналасуына да байланысты.
Таулы аймақтарда топыраққұраушы жыныстар құрылымы ір түрлі және үгілудің жас азықтарынан тұрады. Көбінесе мұнда бор, үштік /әк, құм, тақта тас/ шөгінді және магма жыныстары басым кездеседі. Тау аралық жазықтар мен ойпандарда негізгі жыныстар, қалыңдығы мен механикалық құрамы әртүрлі, төрттік дәуірдің шөгінділерімен көмкерілген. Кейбір топыраққұраушы жыныстар құрамында жеңіл еритін тұздар кездеседі /Тянь-Шань мен Памирда/.
Таулы облыстардың өсімдік жамылғысы атмосфералық түсім мен температураға байланысты және тік белдеулік бағытта өзгереді. Әр белдеулік пен беткейлер беталысына сәйкес биогидротермикалық /тіршілік-ылғал-жылулық/ жағдайлар мен топырақ түрлері де өзгереді.
Таулық топырақтар, кескіні жұқа элюви-делювилік шөгінділерде дамитындықтан және табиғи денудация /қырылу/ артық болғандықтан, ылғи жаңарып отырады.
Орта Азия таулары - Тянь-Шань мен Памир таулары жүйесіне жататын өте ірі жоталардан құралған. Олардың беткейлеріндегі топырақ жамылғысы өте күрделі және ерекше орналасқан. Бұл өңірдің географикалық жағдайы ерекше, яғни мұхиттардан қашық, климаты құрғақ, географикалық құрылымы күрделі; аталған соңғы жағдай түрлі топыраққұраушы жыныстар қалыптасуына себептеседі, мысалы, үштілік дәуірдің сортаң шөгінділері жиі кездеседі.
Орталық Тянь-Шанның топырақ жамылғысы екі топқа жатады, яғни тау аралық ойпаңдар мен тау бөктеріндегі топырақтар, олардың орналасуы биіктік пен беткейлер экспозициясына байланысты, соған сәйкес тік белдеулік қалыптасқан. Тау қапталдарының 1000-2500 м биіктігінде, бұталар мен шалғынды-бетегелі таулы дала өсімдігі астында, таулық қара-қоңыр топырақтар дамыған /А.Мамытов, 1963/. Тауаралық ойпаңдарда /300-1300 м/, жусан бидайықты өсімдіктер астында, боз топырақ қалыптасқан, ал одан биік жерлерде /1300-3200 м/ таулық қара-қоңыр, сұр-қоңыр және қара топырақтар, солармен қатар шалғынды қара-қоңыр және шалғынды қара топырақтар кездеседі. Өте биік таудың сырт жазықтарында /3200-4000 м-ден жоғары/ шөлдік тақыр және шөлді далалық қоңыр, қара-қоңыр топырақтар дамыған. Сырттық топырақтар кескінінде карбонаттық пен сортаңдық белгілер басым.
Тянь-Шань жоталары қатарында тік бағыттағы топырақ белдеулігі өте айқын Іле Алатауында байқалады. Оған себеп: жотаның абсолюттік зор биіктігі /Талғар шынының теңіз деңгейінен биіктігі - 5017 м/, солтүстік жағының ең кеулігі мен жотаның мұхиттардан қашықтығы және етегінің шөлді аймақпен жалғасуы.
Іле Алатауының солтүстік қапталында тік топырақ белдеулілік мынадай:
- тау етегінде /600 м биіктікте/ қалыптасқан боз топырақ ашық қара -қоңыр топыраққа ауысады. Жазықтықтағы типшесінен айырмашылығы жалпы фосфор қорының шамалы өскені және кебірлік қасиетінің болмауы мен карбонаттылығында. Гумус пен жалпы азот қоры екеуінде де жақын;
- 600-900 м биіктікте ашық типше күңгірт қара-қоңыр топыраққа ауысады. Бұл типшеде гумус /3-4/ пен жалпы азот қоры /0,25-0,30%/ көтеріңкі; C:N арасалмағы 8-8,5-ке тең, топырақ кебірленбеген, бірақ карбонатты;
- 900-1500 м биіктікте таулық қара топырақ белдеуі орналасқан, оның үш типшесі ажыратылады. Беткейдің төменгі жағына /900-1000 м - Көктөбе етегі/ оңтүстік қара топырақ жамылғысы келеді. Бұл типшеде гумус мөлшері 5-5,5, жалпы азот 0,4%, C:N 7,5-8, негіздер сіңіру сыйымы ендік бағыттағы түршесіне тең. Бұл аз гумусты типше, кәдімгі және карбонатты тектері айырылады;
- 1000-1200 м биіктікте орташа гумусты қара топырақ белдеуі орналасқан. Гумус мөлшері 7-8, жалпы азот 0,5 % жетеді, C:N, жазықтық типшесіне қарағанда, тарлау -8-9;
- 1200-1500 м биіктікте көп гумусты қара топырақ жайласқан, онда гумус саны 10-12, жалпы азот 0,6-0,7 % жетеді; C:N арасалмағы мұнда да тар -9-ға тең; жалпы фосфор қоры аз - 0,2 %. Негіздер сіңіру сыйымы жоғары -50 мг-экв 100 г топырақта. Бұл типше жиі сілтісізденген, яғни карбонат тұздары топырақ кескінінде шайылып барып, 90-100 см-де шоғырланған. Аталған қара топырақтар негізінен солтүстік беткейлерде жайласқан және оларда кебірленген тектері болмайды, себебі топыраққұраушы жыныстан - лесты құмбалшықтың жаксы сусіңіру қабілеті арқасында, жеңіл еритін тұздар толық шайылып кеткен;
- 1500-1800 м биіктікте, таулы орманды далалы далалық белдеуде, қайыңмен теректі орман және түлі бұталар астында орманды күңгірт-сұр және күлгінденген қара топырақтар қалыптасқан. Соңғылардың басқа топырақтардан айырмашылығы - А және В жиектер шекарсында жерлік кремийдің сұр дақтары және сіңірленген негіздер қатарында сутек катионының болуында,
- 1800 м биіктіктен таулық орманды белдеу басталады, мұнда негізінен Тянь-Шань шыршасы өседі, олар 2800-3000 м биіктікте дейін көтеріледі.шыршалы шұбар орман астында таулы-ормандық топырақ қалытасқан, оның гумустілігі жоғары /9-10 /, бірақ қара топырақтан айырмашылығы-қарашірінді жиек астында гумус саны күрт азаяды, яғни 20-30 см тереңдікте ол 2-3% шамасыда. Екінші ерекшелігі күлгіндену қасиетінің анық байқалмауы, себебі шыршаның органикалық қалдығы негіздерге бай болады.бұл топырақта азоттың мөлшері 0,4-0,5% астам, яғни қарашірінді құрамындағы көміртегі мен жалпы азоттың арасалмағы қара топыраққа қарағанда жоғары C:N - 11-12 тең.
- 2800-3000 м биіктікте альпіге таяу және альпілік шалғынды белдеу басталады; шалғынды өсімдік астында таулы шалғындық қалың және жұқа шымды топырақтар дамыған. Олар жоғары гумусты - 15-16, жалпы азотты 0,7-0,8% жетеді, C:N 11-12 тең. Негіздер сіңіру сыйымы 45-50 мг-экв. 100 г топырақта, сіңіру кешенінде сутегі катионы /Н/ бар, оның мөлшері жалпы сіңірілген негіздердің 30% құрайды.;
Сортаңданған топырақ деп, кескінінде өсімдіктер үшін зиянды мөлшерде жеңіл еритін тұздары бар табиғи жарандыны айтады. Оның сор, сортаң типтері мен сортаңды, сортаңдау түрлері мен кейбір және кермекті типшелері бөлінеді. Бұл жарандылар кең құрғақ және шөл дала мен шөлді, шамалы орманды дала мен орманды аймақтарында кездеседі. Бұрынғы КСРО да сортаңданған топырақтар алабы 52,3 млн га, яғни 2,4 процентке тең. Жалпы ТМД жерінің 35 млн га кебір топырақтар, 70 млн га кебірленген көшенді аймақтық тоыпырақтар жиындысына кіреді. Сортаң және сортаңды жарандылар кешендерінің көлемі КСРО-ның 5,4 процентіне тең. Сортаңданған топырақтар жері орталық және төменгі Украинаның оңтүстігіне, Кавказдың солтүстік шығыс беткейіне, Қазақстан мен Орта Азия республикаларына кездеседі. Тұздардың топырақта жиналуы мен жиналу жағдайлары, сортаңданған топырақ қалыптасуы, тұздардың ыза және топыраққұраушы жыныстар тұздылығы мен тұздардың топырақ кескінінде шоғырлануына байланысты. Тұздар негізінен тау жыныстары бұзылуы нәтижесінде ерімтал күйінде пайда болады. Көптеген тұздар жанартау шөгінділерінде пайда болады. Тұздардың құрылықта қарқынды жинақталуы климат жағдайына, қар мен жауын суы булану мөлшеріне, суда еритін және топырақтың су өткізгіштік қабілетіне байланысты. Ылғалды климатта, шайылымды су құбылымы бар топырақ кескінінде тұздар терең шайылып, тіпті жынысқа өтіп кетеді. Құрғақ климатта, өте-мөте шөлейт және шөлді аймақтарда, құрылыққа түскен жауын суы түгел қайта ауаға буланып кететін жағдайда, тұздар ызамен келіп, жыныстарда мол шоғырланады, керісінше ыза суы жоғары көтеріліп буланғанда, тұздар да тұрақты көтеріліп, сортаңданған топырақ қалыптасуына себептеседі.
Табиғи жағдайлар тұздардың сапалық құрамына да белгілі әсер етеді. Геобиохимиялық жағдайға байланысты орманды дала мен дала аймақтарында жалпы тұздар мөлшері аз болса да, топырақта және ызада шамалы карбонат пен екі карбонатты натрий, күкірт, сондай-ақ содалы, содалы-күкірт типтес сортаңдану қалыптасқан. Соңғыларға себеп: соданың күкірт пен хлор тұздарына қарағанда аздау ерімталдығы. Ал шөлейт және шөлді аймақтарда күкірт пен хлорлы натрий тұздары шоғырлануына жағдай ыңғайлы.
Хлорлы алапқа Солтүстік Каспий ойпаты. Тұздардың топырақта шоғырлануына кеңістік бедері мен онда су жыйылу жағдайы себептеседі. Әдетте тұзды топырақтар ойпаң жерлерде кездеседі, себебі мұнда ащы ызаның деңгейі құрлық бетіне жақын. Ойпатты құрылыққа Днепр бойы, Солтүстік Каспий, Тұран, Батыс сібір және Ленa-Вилюй ойпаттары жатады.
Сортаңаданған топырақтар ірі өзендер бойындағы /Дон, Днепр,Еділ, Жайық, Амудария, Сырдария/ террасалары, теңіз бен өзен жағалауындағы көне террасаларында - аллювилі жайылмаларынада кездеседі.
( Сортаң) деп кескіне жеңіл еритін тұз мол шоғырланған топырақты айтады.
Оның жоғары қабатында әр құрамды химиялық тұздар мөлшері 0,5-0,7 ден 2-3 % ке жетеді.
Тұздардың топырақта жинақталуы негізінен тұз құбылысынан басталады. Сортаң көбінесе ыза деңгейі құрлық бетіне жақын жатқан жерлерде қалыптасады. Ол топырақтағы ылғал жіпсу құбылымы арқылы щы ызаның жоғары көтерілуі құбылысының нәтижесі; түтіктер арқылы буланған кезде, топырақтың жоғарғы қабатындағы жеңіл еритін тұздар да қоса көтеріліп шоғырланады. Топырақтың сортаң таруы аналық жыныстардың тұздылығымен да болады; мерзімді, басым ыстық уақытта, жыныстағы ылғал буланудан топырақта 500-ден 1000т/га ға дейін жеңіл еритін қосымша тұздар жиналады. Теңіз бен тұзды көлдер жағалауына тұз желмен де әкелінеді. Суырмалы егуншілікте суды ысырапты жұмсағанда топырақ қайта сортаңданады, өйткені қолдан берген су жеңіл еритін тұздарды топырақ кескеніне таратады. Сортаңдануда өсімдіктер рөлі де үлкен, себебі олардың органикалық қалдықтары ыдырағанда соңыра топырақтың жоғарғы қабатындағы минералдық тұздар қорын толтырады. Тұзды топыраққа бейімделген өсімдіктер құрамында тұз мөлшері көп және күлдік элементтердің иондық құрамы әр түрлі. Сортаң топырақта өсетіндерге сораң, сарсазан, майсораң, сексеуіл және т.б жтады. Сортаңдығы аздау топырақта ажырық /ақмамық/, арпа, кермек, көкпек өседі. Аталған өімдіктер өнімділігі шабында сортаңда 200ц/га ға жетеді / Базлевич, 1965/ және олардың күлділігі жоғары / майсораңға 40-55% ке жетеді/, құрамы хлор-күкірт натрийлі келедіғ ал содалы сортаңда тіпті биомасса болмайды.
Н.Базилевичше /1965/ Барабы ойпатының шабынды сортаңына өсімдік түсімімен 230дан 630 кг/га ға дейін / хлор -92-102, натрий 19-67 кг/күлдік элементтер келеді екен.
Сортаң топырақ кескіні әдетте сәл айқындалған, кейіпі біркелкі, тек қарашірінділігі А жиегі анығырақ көрінген, одан төмен жатқан В өтпелі және С жыныс қабаттары тұтасқан. Топырақ кескінінде / өте-мөте құрғақ кезде / іріктелгент тұздар шоғыры түрлерін байқауға болады, ал оның төменгі бөлігін глейлі / сазды/, тарамыс түрлі, қызғылт тотты және тамшы түрлі көкшіл химиялық жарандылар басқан.
Сортаң топырақтар гидроморфты/ ылғал текті/ және автоморфты боп/құрағақ текті/ екі түрге бөлінеді. Гидроморфты сортаң нағыз шабын, батпақтанған, қабыршақтанған теңіздік сор, тоңазыған және тақырланған тектерге бөлінеді.
Автоморфты сортаңда түрлі қалдық тасты және төбешікті /эолды/ түрлер кездеседі. Аталған сортаң топырақтар көбінесе топыраққұраушы тұзды жыныстарда / ыза деңгейі терең жағдайда/ құралады. Мысалы, Солтүстік Каспий жағалауындағы төрттік кезеңінен <<шоколад түсті>> тұзды балшықтары. Сондай-ақ гидроморфты сортаңдар әдетте ащы ызадан қалыптасады. Топырақ кескінінде тектік жиектер әрең айырылады, олар анық жекешеленбеген, бүкіл кескін бойы /әсіресе жоғарғы қабатта/ жеңіл еритін тұздар көп мөлшерде шоғырланады.
Гидроморфты сортаңдар шабынды сортаңдар ащы ыза жақын жатқан жерлерде құралады, бірақ оардың тұздылығы, нағыз текке қарғанда, аздау.
Қабыршақты сортаңдар /сор/ тұзды көлдер тұзды тұнба мен теңіз жағалауындағы шөгінді тұзды жыныстарда құралады, бұл жерлерде өсімдік өспейді.
Суырмалы егіншілікте топырақтың қайта сортаңдауы мүмкін . бұл құбылыс егістікте суды ысырап жасаудан, соның ысырап жасаудан, соның салдарынан ыза деңгейі көтеріліп, топырақтың жоғарғы қабатында тұз жиналуынан туады. Қайта сортаңдану ыза деңгейі 1,5-2 м көтерілгенде қарқынды деңгейден су қылтүтіктермен жоғары көтеріле алмайды.
Батпақтанған сортаң ыза құрлық бетіне шығып жатқан жерлерде жаралады, оның кескіні глейленген тұзды, кейде шымтезекті қабаттарда тұрады.
Тақырланған сортаң шөл далада, ерекше су жылулық жағдайда құралады, кепкенде оның жоғарғы қабаты жарылып кетеді.
Қалдық сортаң тұзды, көне жыныстарда құалғанған, сондықтан оны мұраланып қалған топырақ дейді.
Эолтөбешікті сортаң жел арқылы төбеленіп үйілген тұздә салынды жыныста қалыптасқан, кейде төбешік бүйірін бұталар бекіткен.
Топырақтың сортаңдану дәрежесі мен өсімдіктердің тұзға төзімділігі
Топырақтың сортаңдану дәрежесі
Өсімдіктердің тұзға төзімділігі
Шамалы сортаңданған
Өсімдіктердің өніп-өсуі жақсы, өнім құрауы тиімді
Сәл сортаңданған
Өсімдіктердің солуы байқалады, өнімі 10-20% кемиді
Орташа сортаңданған
Өсімдіктердің солуы орташа
/қурағандары бар/, өнімі 20-50%кемиді
Жоғары сортаңданған
Өсімдіктердің солуы күшті/ түсіп қалғаны көп/, өнімі нашарлап, 50-8- %кемиді.
Аса сортаңданған
Өсімдіктер бірен-саран,өнімі болмайды.
Тұздардың заңдылық дәрежесі әдетте құрамына және суда еритіндігіне байланысты өзгереді; олардың ерімталдылығы артқан сайын зияндылығы а өседі. Тұздардың зияндылығы күкірт түрінен содаға қарай ұлғаяды; күкіртті кальций зиянсыз, бірақ басқа тұздарға қосылып топырақ құнарлығын төмендетеді.
Кебір деп құрғақ күйінде қатты шайылымды / иллювилі/, құрамында көп мөлшерде сіңірілген алмаспалы натрий-катионы, агрономиялық тегіс қасиеттерімен сипатталатын жиегі бар топырақты айтады. Онда сіңірілген натрий мөлшері жалпы катиондар сыйымдылығының 15-20% тең. Топырақ кескінін құрайтын жиектер жақсы айқыдалған; сортаңдар сияқты, кебірлерде сортаңданған топырақ санына/қатарына / жатады, тек олардан айырмашылығы жеңіл еритін тұздар кебірлеріне терең шайылған.
Кебірлер жаралуы туралы бірнеше теориялық пікір бар. Олардың бастысы топырақта теріс кебірлік қасиеттер дамуында натрий кат=ионының басты рөл атқаруы.К. Гедроцийдің калойдтық химиялық теориясы кебірлер сортаң құрамындағы бейтарап тұз шайылуы салдарынан қалыптасқан жаранды деп түсіндіреді. Содан барып топырақтың сіңіру кешеніне көп мөлшерде натрий катионы алмаспалы реакциялар арқылы еніп, ондағы басқа кетиондарды ығыстырады да, топырақ түйіртпектері бұзылып ыдырайды. Ыдыраған каллойдты түйірлер өзіне суды жақсы сңіріп, ісініп кетеді, содан олардың бір бірімен жұғысуына кедергі туады да топырақ кескінімен төмен қарай жылжуына жағдай жасайды. Сонымен натрий катионы топырақтағы органикалы минералдық қосындылардың суға ерімталдық қабілетін арттырады. Бұл әрекет топырақ минералды гидролизі мен алмаспалы реакциялар, яғни оның сіңіру кешеніндегі натрий катионы мен көмір қышқылының кальций тұзы арасындағы құбылыстың нәтижесі, ол былайша өтеді:
/ТСК/2Na +Са(HCO ) /ТСК/Са +2NaHCO
Содан барып топырақ ерітіндісі сілтіленіп, коллойдтар ыдыранды күйге көшеді. Соңыра топырақ кескінінің жоғарғы жағынан олар төмен жылжып, электролидтер тұз әсерінен ерітінді күйден ұйыған түрге көшеді, содан иллювилі кебірлі жиек жаралады. К.Гедройц бойынша кебірлену құбылысы 2 кезеңде өтеді.
а) топырақтың бейтарап тұздармен сортаңдануы, яғни сортаң топырақтың жаралуы;
б) соңғысының кебірлену құбылысына шалдығуы және ерекше қасиеттері бар кебір кескінінің құрылуы.
К. Гедройц сортаң шайылуының үш сатысын ажыратқан: жеңілеритін тұздар шайылуы; сода тұзының пайда болуы; топырақ түйірлерінің бытырап, кескін бойы төмен жылжуы.
К. Глинка кебірдің жаралу негізгі топырақтың натрии тұздарымен сортаңдануы және олардың шайылуы деген. Аталған құбылыстар ғасырлар бойыц кезектесе өтіп, кебір топырақтар қалыптасуына алып келді.
Кейінгі зерттеулер бойынша кебірлердің бейтарап тұздары бар сортаңнан қалыптасуы нақтылы пікір деуге болмайды.
В.Вильямс кебір жаралу жайында биологиялық теортяны дамытты, сол бойынша дала мен шөл дала өсімдіктері \жусан, сораң,кермек, камфоросма т.б.\қалдықтары ыдырағанда көптеген минералды тұздар бөлініп шығады да, сортаңданбаған топырақтың сіңіру кешені натрииге қанып, ол кебірге айналды. В. Ковда бойынша кбір тұщы топырақта, натрии көзі тек сода болған жағдайда қалыптасқан. Онда натрии топырақ ерітіндісінен бәсекесіз \конкуренциясыз\ сіңіріледі. Сондықтан сода кебірлену үрдісінде үлкен рол атқарады.
Жоғарыда қаралған теорияларда кебірлену үрдісі дамуындағы негізгі себеп болып алмаспспалы натрии есептеледі. Б. Андреев бойынша кебір жаралуына алмаспалы натрии себепкер емес, ол кебірлену үрдісінің салдары сияқты. Алмаспалы натрии топырақта тек қана гальмиролизге \минералдық тұз ерітінділері әсерінен натриилі минералдар ыдырап бөлшектенуге\ ұшырағанда шығады. Егер магниилі минералдар бөлшектенсе, топырақта алмаспалы магнии мөлшері артады. Бір екі валентті метал тұздары ерітіндісі әсерінен алюмосисилаттар күшті бөлшектеніп соның нәтижесінде топырақта кремнии қышқылы коллойдттары шоғырлануы байқалады. Ал коллойдтты кремнии қышқылы жоғары гидрофильді кебірлік қасиетті иеленеді. Сонымен коллойдттардың жоғары гидрофилльділігі тек алмаспалы натриидің болуынан ғана емес, ол коллойдттар табиғатына да байланысты. Кебірдің иллювилік жиегі қалыптасуында балшықтық минералдар құрамының, әсіресе, біріншілік минералдар гальмиролизі нәтижесінде түзілген монтморилонитпен жоғары гидратталған \су қабығы бар\ каллойдтар маңызы үлкен. Кремнии қосындыларының коллойдт түрлері топырақтағы силикаттар құрамынан болуы мүмкін. Олар адсорбиялы құбылыстарға қатысып, бытырынды түйірлерді бір біріне жапсырады және топырақтағы басқа ерітінді қосындылармен бірігіп, шемендік заттар жерлі кремниидің сулы гелі аморфты жерлі кремнии, екіншілік кварц, екіншілік кальции мен мегнииилік алюмо феррисиликаттар түзеді.
Сонымен табиғи жағдайда кебірлер түрлі жолдармен қалыптасады. Олар бейтарапты тұздармен қанған сортаң топырақтар шайылуынан топырақтағы тұздарға сәл қаныққан ерітінді сода әсерінен пайда болады.
Автотрофты кебірлер дала аймағында ыза деңгейі терең жатқан жағдайда қалыптасады. Олар құрлық бетіне шыққан тұзды топырақ құраушы жыныстарда дамиды. Кеңінен құрғақ дала мен шөлді дала аймақтарында тараған. Өсімдік жамылғысы далалық астық тұқымды өсімдіктер мен жусанды топтардан құралған, олар құрамына қара және ақ жусан, камфоросма, көкпек, бетеге, пиретрум т.б кіреді. Кебір беті жиі өскен балдырлар мен қыналар басады.
Шабынды далалық жартылай гидроморфты кебірлер жайылымдардың бірінші және екінші жоғары террасаларында, шоқы аралық жерлерде және көл жағалауында, ыза мен аралас ылғалдану жағдайында да қалыптасады. Бұд жерлерде ыза 3-6м тереңдікте жатады, өсімдіктерден қара жусан, шренк жусаны, кермек және бетеге де кездеседі.
Практикалық сабақтар
№1 Практикалық сабақ. Топырақтың физикалық қасиеттерін анықтау.
Практикалық сабаққа арналған оқу-әдістемелік нұсқаулар №1
Сабақ мақсаты: Топырақтың физикалық қасиеттерін анықтау.
Сабақтың қысқаша мазмұны: Топырақтың склетінің тығыздығын парафиндеу әдісімен анықтау. Топырақтың склетінің тығыздығы деп - табиғи құрылымы бұзылмаған құрғақ топырақтың массасының оның жалпы көлеміне қатынасын атайды. ( өлшем бірлігі г/см).
d=A/V ;
мұндағы : А - топырақтың құрғақ массасы, г;
V - топырақтың көлемі, см.
Топырақтың склетінің тығыздығы арқылы топырақтың құнарлығын анықтауға болады. Топырақ склетінің тығыздығы топырақтың түйіршіктелген құрылымына, ылғалдылыққа байланысты. Топырақ склетінің тығыздығы топырақтың механикалық құрамына, оның қуыстылығы мен қарашіріктің қорына (мөлшеріне) байланысты.
Топырақ склетінің тығыздығы өсімдік тамырының дамуына ғана әсер етіп қоймайды, сонымен бірге оның сумен, ауамен жабдықтануына, қоректік заттардың ретіне де әсер етеді. Топырақтың склетінің тығыздығы мөлшерден аз болса, егін түсімі төмендейді, ал топырақ склетінің тығыздығы тым көп болса, онда егін тіпті өспейді. Егілетін өсімдіктердің түрлеріне қарай топырақтың тығыздығын топырақты механикалық құралдармен өңдеу арқылы реттеуге болады.
Жұмыс барысы.
Топырақ кесегін алып, шаңын үрлеп, жіппен байлап, өлшейміз, А - салмағы,г.
Кесекті 2 - 3 сек, ерітіндімен парафинге салып, қайта өлшейміз, В, г.
Парафинделген кесекті суы бар сүйық затты өлшейтін цилиндірге саламыз, содан соң ығыстырылған су көлемін табамыз.
Парафинсіз кесек көлемін табамыз, ол үшін парафин көлемін табамыз: яғни, 0,89 - парафиннің өзіндік салмағы.
Құрғақ ауалы топырақ склетінің тығыздығы.
1.Топырақтың склетінің тығыздығын қандай әдіспен анықтайды
2. Топырақтың склетінің тығыздығы дегеніміз не
3.Топырақ склетінің өлшем бірлігі
Практикалық сабақтың тақырыбы №2 Топырақтың қатты фазасының тығыздығы.
Практикалық сабаққа арналған оқу-әдістемелік нұсқаулар №2
Сабақ мақсаты Топырақтың қатты фазасының тығыздығын анықтау
Сабақтың қысқаша мазмұны: Топырақ өте күрделі үш түрлі физикалық фазадан тұрады: қатты, сұйық және газ тәріздес.
Қатты фазасы минералды және органикалық заттан, сұйық фаза ерітулі қосылым ерітіндісінен (топырақтың ерітіндіден), ал газ топырақтың ауасынан тұрады.
Топырақтың қатты фазасының тығыздығы деп топырақтың бөлшектерінің салмағын, оның жалпы қуыссыз көлеміне бөлгенге қатынасын айтады. Топырақтың қатты фазасының тығыздығының мәні оның құрамына, енетін компоненттердің ара қатынасына, яғни химиялық минералдық, органикалық заттардың құрамына байланысты. Көптеген топырақтың орташа тығыздығы 2,5 - 2,69 г(см) шамасында болады. Топырақта қарашірік көп болған сайын, оның қатты фазадағы тығыздығының мәні төмендей береді. Топырақтың қатты фазасының тығыздығын көп жағдайда пикнометрлік әдіспен анықтайды. Пикнометр жоғары дәлдікпен сұйықтың көлемін анықтайтын өлшем ыдыс. Пикнометрлік әдіс бойынша, топырақтың қатты фазасының көлемін, алынған үлгінің әсерінен болатын судың ығысуы бойынша анықталады.
1.Топырақтың қатты фазасының тығыздығы дегеніміз не
2.Топырақтың қатты фазасының тығыздығын қандай әдіспен анықтайды.
3.Пикнометр дегеніміз не
Практикалық сабақтың тақырыбы №3 Топырақты ылғал қорын анықтау анықтау
Практикалық сабаққа арналған оқу-әдістемелік нұсқаулар №3
Сабақтың мақсаты: Топырақты ылғал қорын анықтау
Сабақтың қысқаша мазмұны: Топырақтағы ылғал қоры дегеніміз м3/га немесе су буының мм-мен өлшенетін,топырақтың белгілі бір қалыңдығындағы су мөлшері.Топырақтағы су қоры ауыл шаруашылық өсімдіктерінің ылғалмен қамтамасыз етілгендігін анықтауға мүмкіндік береді.Су қорын вегетация кезеңінде ескереді.Ылғалдылық пен тығыздық топырақ профилінің әр қабатында,әр түрлі болғандықтан,ылғал құрамын әр генетикалық қабат үшін жеке есептейді.Ол төмендегі өрнек көмегімен есептеледі:
W=100∙H∙β∙α
шыққан шамаларды м3/га-дан ммге ауыстырып есептеу үшін ауыстыру коэффициентін енгізу қажет.Өйткені, 1 мм сулы қабаттың су қоры,10 м3/га су қорына тең.
Топырақ қабатының аты
Қабат қалыңдығы
Топырақ тығыздығы
Жалпы су қоры
А1 жыртылатын қабат
22
1,25
19,5
А2
14
1,4
22,0
А2В1 өтпелі қабат
14
1,45
22,7
В2 иллювиальды қабат
45
1,5
23,3
Барлығы
1.Бос стакан салмағы 14,8 г.Топырақты стаканның кептіргенге дейінгі салмағы 45,2 г. Кептіргеннен кейінгі салмағы 40,8 г.топырақтың ылғалдылығын табыңыз.
2.Абсолют құрғақ масса 15 г,кептіру кезіндегі салмағының кему 0,9 г топырақтың ылғалдылығын анықтаңыз.
3.Салмағы 430 г ылғалды топырақ үлгісінің құрамында 80 г су бар.Топырақтың ылғалдылығын анықтаңыз.
4.Куб тәрізді топырақ үлгісінің жалпы ылғалды массасы 1100 г,ал абсолют құрғақ массасы 950 г.Топырақтың ылғалдылығын анықтаңыз.
5.Қалыңдығы 22 см ылғалдылығы 18,5 және топырақ тығыздығы 1,15 г/см3 топырақтың су қорын тауып су қабатының мм түрінде көрсетіңіз.
6.Топырақ ылғалдылығы,ең төменгі ылғал сыйымдылығының 70 құрайтын,топырақтың 1 метрлік қабатының су қорын көрсетіңіз.Ең төменгі ылғал сыйымдылығы 23 тең.Топырақ тығыздығы 1,3 г/см3 тең.
7.Ылғалдылығы ең төменгі ылғал сыйымдылығының 65 құрайтын ең төменгі ылғалдылығы 22 тең.Топырақ тығыздығы 1,3 г/см3 болатын топырақтың 1 м қабатының су қорын анықтаңыз.
8.Топырақтағы су қоры 490 м3/га,жауын-шашын мөлшері мм.Топырақтағы ылғал қорының жиынтық мөлшерін анықтаңыз.
Бақылау сұрақтары:
1.Топырақтың ылғалдылығы дегеніміз не?
2.Ылғалдылықты зертханаларда қалай анықтайды?
3.Топырақтағы ылғал қорын қалай анықтайды?
Практикалық сабақтың тақырыбы №4 Топырақтың механикалық, агрегаттық және микроагрегаттық құрамы. Механикалық элементтерге бөлінуіне қарай, диаграммалық пішінін профилін салу
Практикалық сабаққа арналған оқу-әдістемелік нұсқаулар №4
Сабақтың мақсаты: Топырақтың механикалық, агрегаттық және микроагрегаттық құрамы. Механикалық элементтерге бөлінуіне қарай, диаграммалық пішінін профилін салуын үйрену
Сабақтың қысқаша мазмұны: Топырақтың механикалық құрамы деп топырақтың әрбір бөлігін салыстыра қарағанда (механикалық элементтерін) әр түрлі өлшемде болуы.
Механикалық элемент дегеніміз - минералдардың, органикалық минералдық немесе органикалық қосылыстардың тұратын бөлшектер. Барлық молекулалары мен атомдары химиялық байланыста болады және топырақты талдауға дайындауда, олар жалпы қабылданған әдістемедегідей арегаттық күйге бөлінбейді.
Стокстың есептеуі бойынша қабылданған формулада түйіршіктердің сұйыққа бату жылдамдығы төмендегідей жолмен анықталады.
V=L/(9 ) g∙r^2 d_(3x1-d_a )/η
Мұнда: V -
r - түйіршіктер раадиусы, м
g - дененің ерікті түсу үдеуінің жылдамдығы, 981см/с
d_3gr - заттың физикалық тығыздығы, г/см
d_ct - сұйықтық тығыздығы, г/см
n - сұйықтардың жабысқақтығы, (судың)
Топырақтың әртүрлі қабатындағы горизонттағы (қабаттары - A,B,C,Д ) механикалық құрамын салыстыру үшін диограммалық пішінді пайдаланады.
1.Абцисс осі бойынша фракциялардың құрамы (%) салынады.
2.Ал, ординатаға топырақтың генетикалық қабаты салынады.
Диаграм фракциялардың әрбір қабаты бойында өзгеруін анықтауға мүмкіндік береді. Сондай - ақ генетикалық топырақ ерекшеліктерін көруге болады.
Кесте 7
Топырақтың механикалық құрамы бойынша классификациясы
Топырақтың механикалық құрамы
Фракциялық бөлшектер құрамы 0,01 мм, % есебімен
"а" топ
"б" топ
Кесек құм
0-5
0-5
Жабысқақ құмдақ
0-10
5-10
Құмдақ
10-15
10-20
Жеңіл саздақ
15-20
20-30
Орташа саздақ
20-30
30-45
Ауыр саздақ
30-40
45-60
Жеңіл балшық
40-50
60-75
Орташа балшық
50-65
75-85
Ауыр балшық
65
85
Топырақтың механикалық құрамы "а" - тобына кіретін болса, ол топырақтар сортаңданған және сортаңдатқыш болып келеді. Егер "б" - тобында болса, онда сортаңдану процесі болмайды.
Сурет - 1-де көрсетілгендей, топырақтың құрылуы бойынша фракцияларға қалай бөлінгенін, орманды ақсұр топырақтың пішінінен байқауға болады: эллювиальды қабатта оның (фракциялық)мөлшері аздау, иллювиальдық қабатта көптеу, топырақты құрайтын жынысқа (қабатқа) қарағанда. Осы пішінде көрсетілген өзгерістер нәтижесінде, топырақтың біркелкі еместігін, жай көзбен байқауға болады, фракциялардың 1-0,25 мм болып бөлінуінде.
Топырақтың агрегаттық күйі. Әдетте, табиғи жағдайларда топырақ құраушы механикалық элементтердің жекеленген бөлігі, басқа қатты бөліктермен қосылмайтын күйде болып қалады (орналасады, құралады). Қөптеген жағдайда олардың бқл күйде немесе "көршілерімен" қосылуы шамасына және пішініне қарай әр түрлі агрегаттық құрылымдар түзейді. Механикалық элементтердің өзара қосылу себептері: біріншіден жер беті энергиясындағы топырақтың дисперциялық (ыдырау, шашырау) - жүйесі.
Екіншіден - құрамында жабысқақ заттардың болуы (шірік, сүзінділер, топырақ құрамынан бөлінген тірі денелер, органикалық емес денелер, карбонат кальций, темір сутегі қосылысы ж..т.б.). топырақ массасын цементті күйдегі құрылысына қарай бөлінуінің себептері: біріншіден - топырақтың көлемдік және физикалық өзгерісіне, оның ісінуі мен ылғалдану және құрғау кезіндегі түрі, тоңазығанда және ерігендегі өзгерістері жатады.
Екіншіден - топырақ массасын жәнідіктермен күшті қопсытылуы және ығыстырылуы, ал жақсартылған топырақтар - механикалық өңдеу нәтижесінде.
Топырақ массасының бір кесегінің қолға ұстап қысқандағы бөлік болуы немесе агрегаттары топырақтың құрылысы, ал бөліктің пішіні мен бөлікшелері өлшемі - құрылуы делінеді. Топырақ агрегаты үш топқа бөлінеді, әртүрлі өлшемдеріне қарай, қасиеттері мен шығу тегіне байланысты. Олар:
Микроагрегаттар - 0,25 мм
Микроагрегатты (агрономиялық ең бағалы құрылу) - 0,25 тен 10,0 дейін
Топырақтың кесек бөлігі - 10 мм-ден үлкен.
Топырақтың агрегаттар (басты белгісі - микроагрегаттар) бірінші механикалық элементтерден құралғандықтан, бірінші қатардағы агрегаттар деп атайды. Қалдық валенттіліктердің біреуінің әсерінен сондай-ақ, жабысу, су пленкаларының созылу, ойысуымен, элементтелген заттардың жабысуымен, олар екінші - үшінші, қатарындағы микроагрегаттар өлшемдерін құралуы мүмкін.
Топырақтың микроагрегаттық құрамы теориялық және практикалық агрономиялық түсіндіруді қажет етеді. Қандай күйде механикалық элементтер микроагрегаттарға қосылады және бұл микроагрегаттар соншалықты суға ұстамды. Бұл үшін топырақтың микроагрегаттық құрамын анықталуы, яғни суға ұстамды салыстырмалы құрамын әртүрлі өлщемде (0,25. 0,005, 0,07, 0,01, 0,005, 0,005-0,001 және 0,001 мм кіші). Жұмыстың орындалу реті 10 ...30г топырақ аламыз. Бұл 1мм електен өткен болуы шарт. Бұны колбада шайқап, араластырамыз, немесе шыны ыдысқа 500 мм су құямыз, болмаса топырақ ерітіндісінен 250 мм алып, осыдан кейін оны 24 сағатқа қалдырамыз. Бұдан кейін, алынған ерітіндіні ыдысқа құйып, жазықтық бағытта 2 сағат араластырамыз.
Араластырып болғаннан кейін, құрамындағы сұйықты фракциялау үшін, оны 0,25 мм електен өткізіп, 1000 мм цилиндрге көшіреміз. Електің үстіндддегі топырақты жобалап аздаған ағын сумен шаямыз, ағынды сұйықты тазарғанға дейін істейміз. Микроагрегеттарды 0,25 мм електен жинап алады және есептейді.
Цилиндрдегі белгіге дейін, дистилляцияланған су құямыз. Егер су ерітіндіні қабылдаса, онда қалған ерітіндіні құямыз. Ал белгіге жетпеген мөлшерін сумен толтырамыз.
Берілген механикалық және микроагрегаттың көрсеткіштерін былай есептейді:
Кк=a/в ∙ 100%
мұндағы: a - құрамы немесе микроагрегеттық талдау;
в - құрамы, немесе механикалық құрамы.
Неғұрлым Кк жоғары, соғұрлым топырақтың микроқұрылысы жайлап берік болғаны.
2. Құрылыс салалары (100 -Кк) микроагрегаттық су ұстамдылығын сипаттайды және топырақтың құрылыс қабілеттілігінің жоғары болатының дәлелдейді.
3. агрегаттар санын В.Н.Дим бойынша мына теңдеумен
Кд=ЕА-Е4 анықтайды.
мұндағы: ЕА - микроагрегаттардың қосындысы (0,25-0,01 мм);
Е4 - 0,25-0,01 мм өлшемдегі бөлшектер.
4. Агрегаттар саны Н.Д.Пустовойтов бойынша
Кп=ЕА-Е4.
Мұндағы: ЕА - агрегаттар қосындысы (1-0,01 мм);
Е4 -1 -0,01 мм өлшемдегі бөліктердің қосындысы.
1.Топырақтың механикалық құрамы дегеніміз не
2. Механикалық элемент дегенміз не
3. Топырақтың механикалық құрамы бойынша классификациясы
Практикалық сабақтың тақырыбы №5 Топырақты талдауға даярлау.
Практикалық сабаққа арналған оқу-әдістемелік нұсқаулар №5
Сабақтың мақсаты: Топырақты талдауға даярлау
Сабақтың қысқаша мазмұны: Зерттелетін топырақ қасиетін, талдау нәтижесі бойынша анықтайды. Сондықтан топырақ үлгісін танаптан, егістіктен дұрыс алып зертханалық талдауға сауатты, мұқият дайындау қажет.
Әдетте талдауға алынатын топырақ үлгісін танаптан қажетті тереңдікке дейін жеке қабаттарға бөле отырып, (мысалы 0-10, 10-20, 20-30, 40-50 т.б. 0-20, 20-40, 40-60 т.б. 0-25, 25-50, 50-75, 75-100 см т.б.) алады. Әр қабат аралығында топырақ үлгісін біркелкі қалыңдықты сақтай отырып вертикальды жазықтықта талдауларға жететіндей мөлшерде (500-2000 г.) алады. Әр қабат үлгілерін жеке қалталарға (қорапқа) салып, оның ішіне мынандай мәлімет жазылған қағаз салынады:
1. Топырақтың алынған орны - колхоз, совхоз, бригада, звено, танап.
2. Топырақ алынған жердегі өсімдік түрі - табиғи шөп, жоңышқа т.б.
3. Топырақ үлгісін алған мерзімі - күні, айы, жылы.
4. Жер кесіндісінің нөмірі - кесінді 25
5. Топырақ үлгісін алған қабат - 0-20, 20-40 т.б.
6. Топырақ үлгісін алған адам - аты әкесінің аты, фамилиясы.
Көптеген талдаулар жасау үшін, топырақ үлгісін ауалы жағдайға дейін жеткізіп алып, келінің ішінде түйіп, майдалап, 1 мм көзі бар електен өткізеді. Ал азот пен қарашірік мөлшерін және механикалық құрамын анықтау үшін топырақ үлгілерін арнаулы дайындықтан өткізбейді.
Кейбір талдаулар жасарда топырақ үлгісін алдын - ала құрғатпай-ақ,егістіктен алған күйінде зерттейді және құрғақ ауаның дәрежеге жеткен топырақ үлгісін майдаламайды(құрамын анықтағанда).
Жұмысқа қажетті құрал - саймандар мен материалдар:
1.Топырақ үлгісі; 2. Фарфорлы келі; 3. Каучук басы бар келсап; 4. Кішкентай күрекше; 5. Ақ парақ қағаз; 6. Бюкс; 7. Техникалық таразы , ұсақ өлшем тастар; 8. Қалта (қорап).
Жұмысты дайындау реті:
1.Алдын - ала танаптан алынып келген топырақ үлгісін (500-2000 г.) бір парақ қағаздың бетіне жұқа етіп жайып, құрғақ ауалы дәрежеге дейін, құрғақ бөлмеде кептіреді. Бөлмедегі ауа құрамында шаң және газдар (H3, Cl т.б.) болмау қажает. Үлгінің ішінде кездесетін газдар (H3, Cl т.б.) болмау қажет. Үлгінің ішінде кездесетін кесектерді қолмен уатып, өсімдік тамырларынан және басқа бөтен
жаңа қосылымдардан айыру қажет.
2.Құрғақ ауалы деңгейге жеткен үлгіні қағаз бетінде қалақшамен әбден араластырып, қайтадан жұқа етіп жайып, диоганалы бойынша төртке бөлінеді. Қарама - қарсы орналасқан екі бөлікті қалтасына қайта салып, ұсақ майдаланбаған күйінде басқа анықтауларға сақтап қояды. Қалған бөлік орташа топырақ үлгісі болып есептеледі. Ол анықтайтын топырақтың құрамын, қасиетін сипаттайтындай болуы қажет.
3.Орташа топырақ үлгісін фарфорлы келіге салып, каучук басы бар келсаппен түйе отырып, ұсақ майда қиыршықтарға айналдырамыз.
4.Ұсақталған топырақ үлгісін 1 мм көзі бар електен елейді, ал електің торынан өтпеген бөлігін қайтадан түйеміз, електің бетінде қиыршық тастар қалғанша жалғастыра береді.
5.Қажетке байланысты, електен өткен және өтпеген топырақ үлгілерін таразыда өлшеп, жеке қалталарға, бюкстерге салу керек. Аталған топырағы бар ыдыстардың ішінде міндетті түрде жоғарыдағы тізімде көрсетілген мәліметтері бар қағаздар салып, салмақтарын көрсетіп қоюымыз керек.
6.Талдаулардың түрлеріне, қажетіне байланысты 1 мм електен өткен топырақ үлгісін белгілі мөлшер бойынша зертханалық зерттеулерге қолданылады.
Бақылау сұрақтары: 1.Топырақты талдауға қажетті құрал-саймандар мен материалдар? 2.Жұмысты дайындау реті
Практикалық сабақтың тақырыбы №6 Топырақтағы гиграскопиялық ылғалдылықты анықтау.
Практикалық сабаққа арналған оқу-әдістемелік нұсқаулар №6
Сабақтың мақсаты: Топырақтағы гиграскопиялық ылғалдылықты анықтау.
Сабақтың қысқаша мазмұны: Көптеген талдаулар кезінде зертханада топырақты құрғақ ауалық күйге дейін кептіреді. Ондай топырақтың бойында әрқашанда біраз мөлшерде ылғал болады - оны гиграскопиялық ылғал деп атайды. Оның себебі топырақтың суды сіңіру қасиетінің арқасында, ола ауадағы бу тектен ылғалды бойына сіңіріп, топырақ түйіршіктерінің бетіндегі молекулалық тарту күші арқылы берік ұстап тұрады. Гиграскопиялық ылғал /су/ өздігінен қозғалмайды, ол тек қана тартылыс күшінің әсерінен, топырақтың бір бөлігінен екінші бөлігіне бу түрінде қөшеді.
Гиграскопиялық су мөлшері топырақтың құрамында, қоршаған ортаның жағдайына байланысты болуы. Топырақтың гиграскопиялығы, оның түйіршіктерінің өзіндік бетінің әсері. Сонымен қатар, топырақтың гиграскопиялылығы органикалық заттар мен тез ерігіш тұздардың мөлшеріне тығыз байланысты. Гиграскопиялық ылғал мөлшерінің мәнін ең жоғарғы мөлшердегі ауаның салыстырмалы ылғалдылығы 100% - ке жеткенде ғана ие бола алады, яғни ауа, су буы мен толық қаныққан кезде осындай жағдайдағы ылғал мөлшерін жоғары гиграскопиялық ылғалдылық деп атайды.
Мұндай мәнге топырақ табиғи жағдайда сирек жетеді.
Егіншілік саласында гиграскопиялық және жоғарғы гиграскопиялық ылғалдылық мәндері арқылы өсімдіктің солу ылғалдылығын есептеп, оның бойына топырақтан еркін сіңетін ылғал қорын анықтауға болады.
Жұмысты орындау реті
1.Техникалық таразыға табақшаны, қақпағымен өлшеп, топырақты табақшаға салып, оны қайта өлшейміз.
3.Табақшаны топрыағы мен /қақпағы ашық күйінде/ кептіргіш шкафқа қойып, 5 - 6 аралығында 103С жылулық деңгейінде құрғату қажет.
4.Қысқышпен ыстық табақшаны кептіргіш шкафтан алып, қақпағын жауып, эксикатордың ішіне суығанша саламыз.
5.Суыған табақшаны топырағымен бірге өлшеп, қайтадан 1 - 2 сағатқа кептіргіш шкафқа салып құрғатамыз, содан соң қайта суытып өлшейміз. Егер екі өлшем бір - біріне сәйкес келсе, онда топырақтағы гиграскопиялық су толығымен булану арқылы арылған деп есептеуге болады. Ал егер өлшемдерінің салмақтары сәйкес келмесе, онда табақшадағы топырақты қайта 2-3 сағатқа кептіргіш шкафқа саламыз /В, г/.
6.Гиграскопиялық ылғалды /м, %/ мына теңдеу арқылы есептеуге болады.
7.Жұмыс барсында алынатын мәліметтерді төмендегі кесте үлгісіне енгізіп есептеген тиімді.
Бақылау сұрақтары: 1. Топырақтағы гиграскопиялық ылғалдылықты анықтау жұмысын орындау реті 2. Гиграскопиялық ылғалдылықты есептеу
Практикалық сабақтың тақырыбы №7 Топырақ ерітіндісі.
Практикалық сабаққа арналған оқу-әдістемелік нұсқаулар №7
Сабақтың мақсаты: Топырақ ерітіндісін бөліп шығару
Сабақтың қысқаша мазмұны: Топырақтан ертіндіні бөліп шығару үшін қысым яғни оны арнайы процестермен қысып алу, центрифугалық және басқа сұйық заттармен ығыстыру әдістерін қолданады. Бөліп шығарылған ерітіндінің мөлшері топырақтың сууту қасиеті мен топырақтың дәредесіне байланысты.
Центрифугалау жолымен ерітіндіні топырақтың ылғалдылық деңгейі толық су сыйымдылыққа жеткенде алуға болады.
Ерітіндіні басқа сұйық затпен ығыстырып алу үшін колонканы зерттеуге алынған табиғи ылғалды топырақпен толтырылып, одан сығатын сұйық затты ( этил спиртін өткізеді). Сонда топырақтың ерітіндісі колонка астындағы қабылдағышқа жиналады. Ауыр топырақтың сүзу қасиетін жақсарту үшін оған жуылған кварцтық құмд араластырады. Осы әдіспен ерітінді бөлініп шығарлаған соң топырақта біраз иөлшерде ылғал сақталып қалады да, ерітінді түгел сүзілмейді және оның карбонаттық тепе-теңдігі мен тотығу және тотықсыздані күйі өзгеруі мүмкін. Бірақ аталған әдістің артықшылығы мынады: вегетациялық кезеңде ерітінді топырақтан ылғал күйінде алуға мүмкіндік бар, сондықтан да топырақ ерітіндісінің құбылымын осы әдіс арқылы зерттеуге болады.
Топырақ сұйық фазасының құрамын топырақтануда, сондай ақ лизиметрлік әдіспен де зерттейді. Бұл әдіс белгілі бір топырақ қабатына сіңетін , арнайы қабылдағышқа жинақталған жаңбыр немесе қар суларын зерттеуге негізделген. Лизиметрдің топырақ үлгісі салынатын контейнерлі, монолитті ( кескінді) май құйғыш сияқты түрлері бар. Лизиметрлік қондырғы арқылы ерітіндіні тек топырақтың аса ылғал күйінде алуға ғана болады. Оған қоса лизиметрлі қондырғыларды, әсіресе май құйғыш сияқты лизиметрлерде, табиғи үзілу үрдісі белгілі бір шамада бұзылады. Сондықтан, топырақтың қайсысы бір компоненттері жайында бұл әдіс дәл сандық сипаттама алуға мүмкіндік бермейді. Міне сондықтан да, топырақ ерітіндісі құрамының құбылымын зерттеп білу үшін топырақ ерітіндісін лизимертлік әдіспен бөліп алудың өзге де құбылыстар ын білген жөн. Топырақ сүзіндесін талдау негізінде ғана топырақ ерітіндісінін кейбір қасиеттерті жайында қосымша пікір айтуға болады. Әйткенмен, топырақ сүзіндісінің оның ерітіндісінен елеулі өзгешелігі бар, сол себепті бізге топырақ ерітіндісінің құрамы мен қасиеті жайында толық түсінік бере алмайды.
Топырақ ерітіндісі құрамындағы сутегі иондары ( рН) мен натрий катионы концентрациясын, оның электр өткізгіштігі мен тотығу және тотықсыздану потенциалын тікелей денесінде анықтайды.
Топыраққа сіңген жаңбыр суына ерітілген заттардың,яғни атмосфералық ауа газдарының (О ,СО ,N , NH , т.б.), сондай-ақ ауадығы шаңды қосылыстардың бірталай мөлшері кіреді. Топырақтың сіңісімен ол қатты фазамен белсенді түрде әрекеттесіп, кейбір компоненттерін ерітіндіге айналдырады, содан барып топырақ ерітіндісі түзіледі.
Топырақтың тегі мен құнарлығын қалыптастыруда топырақ ерітіндісінің, мағынасы зор. Ол минералдық және органикалық қосындыларың өзгеру ( ыдырауы және синтезі) үрдістеріне қатысады; оның құрамында топырақ кескініне орай, түрлі азықтар алмасып тұрады. Өсімдік қорегінде топырақ ерітіндісінің ролі мүлде ерекше. Міне, сондықтан ерітінді құрамы және қасиеттерін реакциясы, буферлілігі, осмостық қысымы және құбылымы) білу-қажет іс. Ол үшін оны топырақтың бөліп алу керек.
Ерітінді топрақтың қатты және газды фазаларымен өзара үнемі де тығыз бірлескен әрекеттестікте болады, сондықтан оның құрамы мен концентрациясы оның негізгі салатын биологиялық, физикалық, химиялық жіне физикалық үрдістер нәтижесі болып табылады. Аталған үрдістердің қарқыны мен бағыты едәуір дәрежеде маусымдық құбылмалыққа бейім, осыған орай,топырақ ерітіндісініңқұрамы да тым өзгергіш, топырақ ерітіндісі концентрациясының шамасы онша үлкен емес. Әдеттегідей ол ерітіндініңбір литрінде бірнеше заттардың мөлшері грамнан аспайды, ал сортанданған топырақ құрамындағы ерітінді заттардың мөлшері бір литрде ондаған, тіпті жүздеген грамға жетуі де мүмкін.
Топырақ ерітіндісін иондық, молекулалық, коллойдтық күйінде болатын минералдыұ органикалық және органика минералдық заттар құрайды, оған ерітілген газдар да кіреді. Топыраққ ерітіндесі құрамында минералдық қосындылардан аниондар мен катиондар болады. Сондай ақ аса қышқыл топырақта кездесуі ықтимал. Темір мен алюминий топырақ ерітінісі құрамына негізінен органикалық қалдық заттармен бірге кешенді түрінде кездеседі. Сондай ақ топырақ ерітінісі құрамында еритін органикалық қалдық заттар мен олардың ыдырауынан түзілетін азықтар және жеңіл еритін гумустік заттар болады.
Органика минералдық қосындылар қышқыл ортада көбінесе көп катиондармен түрлі органикалық заттардың кешенді қосындыларын құрайды. Ерітіндінің минералдық және органикалық бөлшектерінің арақатынасы топырақтарда бірдей емес. Күлгіндеу топырақтар ерітіндісінде минералдық заттардан күрі органикалық заттар басым келсе қара топырақта минералдық қосындылар басым. Кейбір топырақ ерітінісі құрамында органикалық заттар артқан, оған себеп сілтілі сілтілі реакциямен сіңірілген натрий катионының пептизациялық әсері. Топырақтың ерітіндісі компаненттерінің мөлшері қайсы бір текті типтер жиегіне орай өзгеріп отырады. Органика текті және гумустық жиектеріндегі топырақ ерітіндісінде органикалық заттар көп болады., кескіннің типті қабаттарына енген сайын жоғары қабаттары тұтылу мен минералдану нәтижесінде , органикалық заттар азаяды датопырақ ерітіндісі құрамында минералдық, қосындылар карбонаттанғыш және тез ерігіш тұздар мөлшері едәуір артады.
Топырақ ерітіндісінде кездесетін аниондардың ішінде өсімдік үшін ең маңыздылары фосфат иондары. Нитрат мөлшері топырақтағы нитраттану жағдайларға байланысты. Сортанданбаған топырақ ерітіндісінің құрамында онша көп те емес, ал фосфат иондары мөлшері одан да аз. Мұны өсімдіктер топырақтың минералдық қосындылардан тиімд3 фосфат иондарын қанық сіңіруімен және ондағы фосфаттардың шамалы ерімталдығын тусіндіруге болады. Сортанданған топырақтар ерітіндісінде иондар көп мөлшерде кездеседі. Топырақ ерітіндісінің реакциясы белсенді қышқылдық немесе сілтілікпен сипатталады және ол тікелей топырақта өтетін химялық,физикалық, химиялық физикалық,биологиялық үрдістерге сондай ак өсімдіктердің дамуына айтарлықтай әсер етеді.
Топырақ ерітіндісінің осмостық қысымы өсіміктер үшін өте маңызды. Егер ол өсімдік клеткасы сөлінің осмостық қысымына немесе ода жоғары болса онда өсімдіктің қоректік заттарды сіңіре тоқтайды да, солып қалады. Осмостық қысым топырақ ерітіндісінің концентрациясы мен онда еріген заттардың диссоцияциялық дәрежесіне байланысты. Ерітіндісінің осмостық қысымы, әсіресе механикалық құрамы ауыр сіңіру қабілеті күшті топырақта жоғары келеді және оның типі мен жекеленген жиектерінде біркелкі емес.
Түрлі топырақ ерітіндісінің осмостық қысымы биологиялық үрдістер үдемелілігі мен деңгейіне байланысты болғанықтан, оның мөлшері құбылмалы келеді. Саратов пен Безенчук ауылшаруашылық тәжірибе станцияларының зерттеу жұмыстары бойынша топырақ ерітіндісінің осмстық қысымы артқан кезде, бидайдың тіршілік кезең қысқарып, түптенуі кешігіп, масақтану, гүлдеу мен пісу шақтары тезделетіні, транспирациялық коэфициенті кеміп, дән құрамындағы аұуыз мөлшері артқаны байқалған.
Топырақ ерітіндісінің осмостық қысымы
Топырақ
Жиегі
Топырақ ерітіндісінің осмостық қысымы
Топырақ
Жиегі
Топырақ ерітіндісінің осмостық қысымы
Қара топырақ
A+B1
2,05...10
Дымқыл сортаң
(солончак)
Бірінші
11,2...10
B2
1,68...10
Екінші
13,6...10
B3
3,80...10
Бағаналы жебір,(солонец)
A
1,56...10
Солодь
А2
0,2...10
B1
0,40...10
В2
1,90...10
B2
6,38...10
В/С
1,56...10
Осмостық қысым топырақ ерітіндісінің тұздану нүктесіне қарай триоскопиялық әдіспен анықталады.
Бақылау сұрақтары: 1. Осмостық қысым қандай әдіспен анықталады.
Практикалық сабақтың тақырыбы №8 Топырақтың механикалық құрамы
Практикалық сабаққа арналған оқу-әдістемелік нұсқаулар №8
Сабақтың мақсаты: Топырақтың механикалық құрамын анықтау
Сабақтың қысқаша мазмұны: Топырақтың Н.А. Качинский бойынша бөлінуі. Топырақ ерекше табиғи Топырақтың дене ретінде төрт фазадан тұрады: қатты, сұйық, газ тәріздес және тірі. Қатты фаза топырақ түзілу процесі негізінде құралатын минералдық бөлшектер мен органикалық заттардан тұрады. Сұйық фаза су және онда еріген тұздар, газ теріздес фаза топырақтық ауа, тірі фаза -топырақтың түзілуіне қатынасатын - топырақта күнелтетін көптеген тірі организмдер, топырақтың қатты фазасы топырақтың бөлшектері, яғни минералдың жекелеген бөлшектері мен тау жынысының үгінділері. Осыларды механикалық элементтер ден атайды. Механикалық элементтердің өлшемдері әртүрлі болуы мүмкін. Тау жыныстарының ірі бөлшектерінің диаметрі микронның мыңнан бір бөлігіне тең бөлшектерге дейін, яғни топырақ құрамына кіретін әрбір бөлшектің өлшемін анықтай беру мүмкін емес. Сондықтан өлшемдері ұқсас қарапайым бөлшектерді бір топқа немесе фракцияға біріктіреді. Олай бөлудің ең көп тараған түрі Н.А. Качинскийдің ұсынған түрі.
Топырақтың түйіршіктік құрамы ондағы түйіршік мөлшеріне қарай мынадай топқа бөлінеді
Топырақ түйіршіктерінің молшері жөне аттары
Түйрішік мөлшері, мм.
Аты
3
3-1
1-0,5
0,5-0,25
0,25-0,05
0,05-0,01
0,01-0,005
0,005-0,001
0,001-0,0005
0,0005-0,0001
0,0001
тас
қиыршық тас
ірі құм.
орташа құм
ұсақ құм
ірі тозаң
орташа тозаң
ұсақ тозаң
ірі тұнба
ұсақ тұнба
коллоидтар
Көрсетілген бөлшектеудегі механикалық түйіршіктерді қосып оған анықтама береді. Мысалы, ірілігі 1 миллиметрден аспайтын түйіршіктер жинағын физикалық балшық деп ал 0,01 миллиметрден кем үгінділерін физикалық құм деп атайды. Топырақтың құрамынан минералдық, органикалық және органикалық-минералдық механикалық элементтерді бөледі. Егістегі топырақтың негізгі бөлігі сол минералды механикалық элементтерден тұрады. Осы екі бөліктің ара қатынасына қарай Н.А.Качинский топырақты былайша топтауды ұснады.
Органикалық және минералдық бөліктерінің ара қатынасына байланысты топырақты топтау
Ірілігі 0,01 мм-ден
аспайтын түйіршіктер
жинагы - физикалық
балшық, процентпен
Ірілігі 0,01 мм-
ден ірілеу физикалық
құм, процентпен
Балшық
Ауыр балшық
Орта балшық
Жеңіл балшық
Құмайт
Құмша
Құм
60
40-60
30-45
20-30
10-20
5-10
0-5
40
55-40
70-55
80-70
90-80
95-90
100-95
Бұл екі бөлштің құнарлылығы ауа, су өткізгіштік қасиеттеріне қарай анықталады. Аталған топырақтың механикалық құрамдары бұл үшін өте қажет Айталық механикалық құрамы жеңіл топырақ қабаты тез жылиды Себебі жылуды тез өткізеді, сол сияқты ылғалды да тез сіңіреді. Топырақты өндеуге де жеңіл. Ал егіншілікте мұндай топырақтан мол өнім алынбайды. Себебі сінген су тез дегдиді де жылынған топырақ ілезде суыйды
Механикалық құрам дегеніміз топырақтағы механикалық элементтердің салыстармалы куоамы Ал оларды сан жағынан анықтауды механикалық анализ деп атайды. Далалық жағдайда топырақтың механикалық
құрамы сыртқы белгілеріне қарай және қолмен ұстап көру арқылы шамамен анықтайды. Толық, әрі дәл анықтау үшін зертханалық әдісті қолданады.
Механикалық құрамы әртүрлі топырақтардың қасиеттері де әртүрлі болады. Құмды топырақттар суды жақсы өткізеді, бірақ оны жақсы ұстап тұра алмайды, көктемде тез жылиды. Сондықтан оларды жылы топырақ деп атайды. Құмдақ топырақтар ауыл шаруашылық құралдарымен тез өңделетін болғандықтан оларды жеңіл топырақтар деп атайды. Оларды жеңіл топырақтар деп атайда.
Ал сазды топырақтардың қасиеті өзгеше болады, олар ұзақ қызатын болғандықтан суық деп, өңделуі қиын болғандықтан ауыр топырақтар деп аталады.
Агрономиялық жағынан алғанда механикалық құрамы жөнінен жақсы топырақтарға саздақ және құмдақ топырақтар жатады.
Механикалық құрам - топырақтың маңызды агрономиялық сипаттамасы. Ол топырақтың құнарлылық деңгейін де сипаттайды. Топырақтың физикалық қасиеттерінің барлығы оның механикалық құрамына тәуелді болады. Топырақтың механикалық құрамын білу, жердің жыртылу тереңдігін, тыңайтқыштар мен ұрықты енгізу тереңдігін анықтау, суғару мерзімі мен тәсілдерін белгілеу сияқты сұрақтарды шешу үшін қажет.
№1 тапсырма.
Н.А.Качинскийдің кестесін пайдалана отырып, топырақтардың механикалық құрамы туралы мәліметтер бойынша аттарын атаңыз.
№2 тапсырма.
Ордината осіне топырақтың қабаттарының жату тереңдігін, ал абцисса осіне -әр тереңдік бойынша фракциялардың проценттік құрамын сала отырып, механикалық анализ мәліметтері бойынша тереңдігі бойынша механикалық құрамын пішіндік әдіспен тұрғызыңыз. Анализ жасаңыз.
Пәндер
- 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
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz