Топырақтың гранулометриялық және микроагрегаттық құрамы.
Мақсаты:Топырақ физикасы мен химиялық негізі теориялық жағдайын және осы пәндерде қолданылатын тәсілдерді меңгеру, олардың эскперементтерін әртүрлі бағытта қолдану.
Кілттік сөздер:топырақ физикасы, топырақ химиясы, тәсілдері.
Сұрақтар: 1. Топырақтың қатты фазасының құрамы және пайда болуы. 2. Топырақтың дисперстілігі және оны зерттеу тәсілдері. 3. Топырақта түйіртпек құрылу үрдестері. 4. Топырақ агрегаттарының суға төзімділігі. Топырақтың негізін әртүрлі деңгейде дисперстенген қатты фазасы құрайды. Топырақ бөлшектерің арасын (қуыстарын) су және ауа қамтиды.Топырақ физикасының ең басты мақсаты топырақтағы үш фазаның теориялық және эксперементтік негізін қалап ондағы биологиялық үрдістерін оңтайлы деңгесін табу. Топырақ бір – бірінен минералогиялық және химиялық құрамы мен ғана ажыратылып қоймай, сонымен қатар гранулометриялық элементтер мөлшерімен ерекшелінеді. Мұнда атап өткен жөн, топырақтың дисперстігіне байланысты оның минералогиялық құрамында өзгереді. Топырақтың 0,001 мм, ірі бөлшектерінде бірінші минералдар (алюмосиликаттар – жер қабық саймағының 85% қамтиды, слюда, мусковит) жердің беткі қабығында және топырақта бірінші минералдардың ыдырауынан екінші минералдар қалыптасады. Екінші минералдардың ішінде жәй түздардың минералдары, сутотықтары мен тотағы минералдар баошықты минералдар (олардың ең басты ерекшеліктері жоғары дисперстілігі, және өте иілгіштігі). Борпылдақ жыныстарда кварц (Si O2) көп, себебі олүгілуге өте төзімді минерал. Оның мөлшері 40-60 % жетеді. Екінші орында дала шақаттары (50-70 %) алады олардында механикалық беріктігі өте жоғары бірақ химиялық үгілуге қарсы қабілеті нашар кварц пен дала шақаттары ірідәнді, сондықтан оларда үгілу баяу жүреді. Бұл минерлар негізінен құм және шаңды бөлшектерді жиі кездеседі. Үгілуге төзімділік минералдардың табиғатына, кристалдың құрылымға «химиялық құрамға» байланысты болады. Гидрослюда - өсімдіктер үшін калий көзі болып табылады. Гидрослюдағы иллит минералындағы оның мөлшері 6-7 % жетеді. Гидрослюдалар слюдадан және дала шпаттарынан пайда болады. Топырақтың минералогиялық құрамы аналық жыныстары тікелей байланысты. Топырақ түзілу кезінде минералдардың бүзылуы, жылжуы және синтезі жүреді, бірақ минералогиялық құрам көп өзгеріске түспейді. Топырақтағы байланысты минералдардың таралуына талдау жасай келе Н.И. Горбуновтің пікірі бойынша, топырақтың типтері бойынша олардың байланыстылығы байқалмайды. Бір минералдың өзі әртүрлі топырақта немесе әртүрлі минералдар бір топырақта кездесуі мүмкін. Бұл заңдылықты Н.И. Горбунов аналық жыныс құрамының әртүрлі болуімен және оның жасына, сонымен қатар балшықты минералдардың тектік байланысына және олрадың алмасындылығымен түсіндірілмек. Кез келген аналық жыныс, кесекті тау жынысының үгілуі болғандықтан, әртүрлі минералдардың жеке дәндерінен және олардың диаметрі бірнеше милимикрон келетін сынықтарынан тұрады. Арнайы аналық жыныста дамыған кез келген топырақ, мүсіні мен мөлшері әртүрлі бөлшектерден тұрады. Топырақ пен жыныстардағы әртүрлі бөлшектердің салыстырмалы құрылумен гранулометриялық құрам деп атайды. ТМД елдерінде ең кең тараған жіктеуде Н.А. Качинский ұсынған. Іс жүзінде фракцияларға біріктіру жолдарын жеңілдетіп, бірнеше фракцияны бір тонна еңгізеді, мысалы бөлшек мөлшері 0,01 мм кіші болса оны физикалық бөлшек, іріболса физикалық құм деп атайды сонымен қатар бөлшек мөлшері 1 мм ірі болса оны топырақтың қаңқасы, кіші болса ұнтасы дейді. Әрбір фракция өзіне тән физикалық қасиетпен ерекшелінеді. Гранулометриялық элементтерінің диаметрі 2 мм көп болса қылтүтікшелік қасиет байқалмайды, яғни өзіне суды қылтүтікшелері арқылы сіңіру қасиет жоқ.Құмның су сіңіру қасиеті өте жоғары, ал су сіңіргіштік және қылтүтішілік қасиеті шамалы, суда қабынбайды, құрғақ кезінде сусымайды. Шанның су сіңіргіштігі шамалы, қылтүтікшелігі жоғары әлсізгіштікті, суға аз қабынады құрғақ кезінде тығыз. Тозақ аналық жыныс пен топыраққа байланыстылығын мен иілтікштікті, су өткізбейтін қасиетті береді, суды өте көп мөлшерде ұстайды. Ылғал кезінде қатты қабынады және қоймалжың масса түзеді, ол массаға жабысады. Кепкен кезінде көлемін азайтып, соның нәтижесінде сынықтарға бөлініп беріктігі өте жоғары массаға бөлшектенеді. Гранулометриялық фракциялар әртүрлі физикалық қасиеттерге ие болып және химиялық құрамы мен ерекшеленеді. Химиялық құрам белгілі деңгейде минералдық бөлшектердің мөлшеріне байланысты: олар ірі болған сайын инерты бөлшектер көбейюде мысалы: Si O2 сияқты, керісінше гранулометриялық құрам элементтерінің мөлшері кіші ретінде олардың химиялық құрамы күрделіленіп сонымен қатар фосфор, калий, кальций және темірдің мөлшері артады. Бұл мағлұматтар бойынша, майда балшықта бөлшектер топырақтың ең құнды бөлігін құрап, онда өсімдіктерге керекті қоректі заттар шоғырланған қорыта келгенде гранулометриялық топырақтың құрамы және аналық жыныстың физикалық және химиялық қасиеттеріне сипаттама береді: Агрономиялық тұрғыдан ең жақсы гранулометриялық құрам болып жеңіл және орташа құмбалшықты топырақтар саналады. Онда балшықты және құмды фракциалардың ара қатнасы ауа мен су алмасулының сонымен қатар химиялық және биологиялық үрдістердің жүруіне қолайлы жағдай жасайды. Балшықты бөлшектері жеткілікті топырақтарды өңдегенде оны өте жеңіл өңделеді. Топырақтың физикалық қасиеттерінің ішінде түйіртпектілік ерекше орын алады. Түйіртпектілікпен топырақтың су, ауа, жылулық және тұздылық құбылдары байланысты. Топырақтың құнарлығы физикалық жолмен көтеру осы түйірпектілік пен бірікпесіне әсері аркылы атқарылмақ. Топырақ түзілу үрдісі кезінде топырақтың гранулометриялық құрамдары бір – бірімен желімденіп әртүрлі кесектерге бірігеді, нәтижесінде түйіртпектілік агрегаттарына немесе жеке бөлшектерге бөлінеді. Топырақтың бөлшектерге немесе агрегаттарға бөлінуін түйіртпектілік, ал агрегаттарды – топырақ түйіртпектілігі деп атайды. Олар бөлінеді макротүіртпектілік (0,25 – 10мм) және микротүйіртпектілік (<0,25 мл). Агрегаттардың 10 мм ірі бөлігін кесекті (сеңді) түціртпектілік дейді. Әр түрлі топырақ түйіртпектігінің ішінде ең жиі кездесетіні: дәнді, кесекті, жапырақты, плиткалы, бағаналы және қизмалы түірлер. Агрономиялық тұрғыдан ең құнды түйірлер болып майда кесекті және дәнді (0,25 – 10 мм) түйірлер саналады. Түйіртпеліктің ең басты қасиеті – суға төзімділігі, яғни кесектердің судан езіліп кетуіне қарсы тұру қабілеттілігі. Топырақ минералдардың және органикалық коллоидтарға бай болған сайын олардың агрегаттарға түсу қабілеті артады. Түйіртпектілік құрылу үрдісі коллоидтардың коагуляциясы арқылы болмақ, яғни механикалық элемент түрі коллоиды пленкамен желімдеу, сонымен қатар бұл атқарылады өсімдік тамырлары, бактериялардың гифы, арқылы олар топырақ кесектері мен дәндерін қоршап және оның ішіне кіру арқылы түйіртпектілік түзеледі. Топырақ түйіртпектілігін түзуде гумустың маңызы өте зор. Ол коллоидты зат болғандықтан, кальции және магний катиондарының әсерінен суда ерімейтін гель түріне өтіп берік түйірлер түзеді. Бұл гель желім рөлін атқарып агрегаттардың суда төзімділігін арттырады. Агрономиялық құнды түйртпектілігін түзуде көп жылдық шөптер,жауын құрттары, дүркіп – дүркіп ылғалдандыру мен кептіру, тоқумен еру органикалық тыңайтқыштар, қордалар және т.б әсер етеді. М.Э. Вольни, П.А. Костычев, А.Г. Дояренко, В.Р. Вильямс, И.И Гедройцтардың зерттеулері бойынша түйіртпектердің агрономиялық және мелиоративтік маңызы былайсипаттауға болады. Суға төзімді дәнді- кесекті кесекті түйіртпектері бар топырақтардың беткі қабаты борқылдақ келеді, ол тұқымдардың өсуіне қолайлы жағдай жасай тамырлардың өсуіне кедергі келтірмейді, жыртылған қабаттың бетін қабыршықтанудан сақтайды, судың сіңіргіштігін арттырады, су және жел эрозиясына топырақтың қарсы тұру қабілетін жоғарылатады сулардың қылтүтікшелер арқылы көтеруілін тежейді, булануды азайтады, су және ауа құбылымдарының өтуін, ара қатынасын жақсартады. Түйіртпекті топырақтарда дақылдар өнімділігі, түйіртпексіз топырақтарға қарағанда 30-50% жоғары, тыңайтқыштардың тиімділігі артады. Табиғатта түйіртпекті кесектердің бұзылуы байқалады. Ол атмосфералық жауын – шашыннан, механикалық өндеуден, әсіресе топырақты көп мәрте тырмалағанда, дискілегенде әсіресе кепкен топырақтарға айқын байқалады. Танаптарда ауыр техникалар, ауыл шаруашылық машиналар, малдар жүргенде түйіртпектілік жартылай жойылады. Ылғал топырақтарды өңдегенде олар тоқ кесек боп қатып қалады, оны өңдегенде түйіртпелікке қатты зақым келеді. Топырақтың түйіртпектілігін жоғалтпау үшін оны физикалық піскен кезінде өңдеу керек, яғни топырақтың байланыстылығы ең аз және жақсы қопсыған кезінде өңдесе онда тоқ кесектер қалыптасқан, топырақ беті тегіс боп, бытыр анды күйінде болады.
Слайдтар, кестелер, иллюстрациялар: Бақылау сұрақтары: 1Бірінші және екінші минералдар олардың топырақ түзілу мен құнарлықтағы маңызы. 2. Қандай бірінші минералдар жыныс пен топырақта көп. 3. Топырақ пен жыныстардың гранулометриялық құрамы бойынша жасалу принциптері және жіктелуі. 4. Гранулометриялық құрамының топырақтың агрономиялық қасиеттерін типзетін әсері. 5. Агрономиялық құнды түйіртпектілігін қалай пайда болады. 6. Түйіртпектілік қандай жағдайда түзеледі және жойылады.
Әдебиеттер: 1. Ревут И.Б. Физика почв «Колос», 1972 г. 2. Ковда В.А. Основы учения о почве «Москва», 1973 том.1 3. Дояренко А.Г. Факторы жизни растений «Москва», 1966 г.
|
