ЖҰмыс бағдарламасы семей 2013 глоссарий аллювий өзен тасығанда шығып қалған құмдар, қиыршық тастар және т б

Топырақтың морфологиялық қасиеттері, олардың түзілуінің экологиялық жағдайлармен байланысы

жүктеу/скачать 4,83 Mb.

бет	5/12
Дата	11.01.2017
өлшемі	4,83 Mb.
	#6882
түрі	Жұмыс бағдарламасы

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 12

2.6. Топырақтың морфологиялық қасиеттері, олардың түзілуінің экологиялық жағдайлармен байланысы
Топыраққа морфологиялық сипаттама бергенде алдымен оның механикалық құрамын анықтайды. Ол үшін топырақты үгітіп суға илеп, иіріп. сақина сияқты дөңгелек жасайды. Иірілу деңгейі топырақтың ішіндегі бөлшектердің құрамына байланысты.

Топырақтың кеуектілігі. Топырақтың бос кеуектері топырақта көп орын алады. Кеуектердің көлемі түрлі топырақтарда ғана емес, тіпті бір түрдегі топырақтың өзінде түрліше болады. Ірі қуыстардың тесігі бірнеше сантиметр болуы мүмкін, уақ кеуектердің тесігі мм-дің жүзден, мыңнан бір бөліміндей не онан да тар болады.

Топырақтағы кірмелер. Топырақта оның түзілу процесіне қатысы жоқ бөтен заттар кездесуі мүмкін. Тас, кірпіш, т.б. Бұлар топырақтағы кірмелер болып есептелінеді.

Топырақтағы қосылыстар. Кейбір топырақтардын пішінінде әртүрлі жаңа қосылыстарды байқауға болады. Олардың түстерінің топырақтың жалпы түстерінен айырмашылығы айқын көрінеді. Бұл заттар химиялық немесе биологиялық жолмен пайда болуына байланысты екіге бөлінеді. Химиялық қосылыстар:

1. Тез ерігіш тұздар NaСІ, Nа₂SО₄10.Н₂О, МgСІ₂, СаСІ₂. Бұл
түздардың түстері ақ, көбінесе тұзданған топырақтарда кездеседі.

Гипс СаSО₄Н₂О. Бұл да ақ сарғыш түсті. Топырақтың бос кеуекті жерлерінде шоғырланады. Құба, сұр-құба топырақтарға тән.

СаСО₃ – көміртегі карбонаты, түсі ақ. Бұл тұз да топырақ пішінінде ерекше көрініп тұрады. НСІ мен қайнаған реакция береді.

Fе₂О,Н₂О, Мп₂О₄, А1₂(РО₄)₃, FеРО₄. МnО, т.б. қара, қызғылт, тот басқан сияқты түстерге боянған қосылыстар.

FеСО₃, Fe₃(РО₄)28Н₂О – көк, жасыл түсті қосылыстар. Батпақты топырақтарда кездеседі.

SіО₂ – ақ түсті, күл сияқты болып күлгінді, орманды-сұр, сортаң топырақтарда кездеседі.
Қара шірінді – жолақ-жолақ қара түсті өтпелі қабатқа дейін жетеді.

Биологиялық қосындылар:

1. Капролиттер – жаңбыр құрттарының іштерінен шығады.

2. Көр тышқандардың жүрген жолдары.

Үлкен ағаштардың тамырлары.

Құрттардың топырақтағы іздері.

Осы айтылған қосындылардың құрамы, түрлері топырақтың түзілу құбылысына байланысты. Сондықтан да осылар арқылы топырақтың типтері, оның агрономиялық құндылығы туралы айтуға болады.

Тағы бір морфологиялық сипаттамаға қатысы бар нәрсе – ол топырақтың НСІ тамызғанда болатын реакцияның белсенділігі. Бұл реакция топырақта карбонаттардың бар немесе жоқ екенін көрсетеді.

СаСО₃+2НСІ=СаС1₂+Н₂О+СО₂.

СО₂ қайнап шығады, соның деңгейіне қарап, карбонаттардың бары-жоғын, мөлшерін айтуға болады.

Өзін-өзі тексеру сұрақтары:

1. Тау жыныстарының үгілуі туралы түсінік.

2. Топырақ түзуші факторлар.

3. Топырақ жамылғысына антропогендік ықпал.

4. Гипергенді минералдар.

5. Топырақтың морфологиялық қасиеттері қандай?

6. Топырақ құрылымының өндірістегi рөлі қандай?

7.Топырақтың фазалық құрамы қандай?

8.Топырақтың минералдық құрамын айтыңыз?

Дәріс 4.

Топырақтың гронулометриялық (механикалық) құрамы және оның маңызы.

1.Топырақтың механикалық құрамының биологиялық, физикалық, химиялық қасиеттеріне әсері.

Топырақтың қатты минералдық бөлігі негізінен топырақ түзілу процестерінде әртүрлі өзгерістерге ұшыраған аналық жыныстардан тұрады. Аналық жыныстар топырақ түзу процесінде жоғарыда айтқан факторлардың әсерінен өсімдік тіршілігіне қажетті заттарға байыған, толтырған ортаға айналады.

Топырақтың механикалық құрамы деп, оның көлемі жөнінен әртүрлі түйіршік бөлшектерден тұратынын айтады. Топырақ түйіршіктері неғұрлым майда болса, соғұрлым топырақтар балшықты-сазды келеді. Ал топырақ түйіршіктері ірілеу болған жағдайда ол құмдақ немесе құмды келеді. Егер де топырақ құрамында майда түйіршіктер мен ірілеу түйіршіктер аралас кездессе, бұл топырақтар құм-балшықты топырақтар болып саналады. Әдетте, топырақ негізінен майда ұнтақталған түйіршіктерден тұратын болғандықтан, түйіршік көлемі оның диаметрінің ұзындығымен өлшенеді, ал диаметр ұзындығы мм-мен есептелінеді. Еліміздің топырақтану саласындағы ірі ғалым профессор Н. А. Качинскийдің зерттеуі бойынша, топырақ құрамындағы түйіршіктер өздерінің көлеміне қарай: диаметрі 3 мм-ден іріректері – тастар, 1 мм-ден 3 мм-ге дейін – ірі құм, 0,25 мм-ден 1 мм-ге дейін – орташа құм, 0,05 мм-ден 0,25 мм-ге дейін – ұсақ құм, 0,01-деп 0,05-ке дейін – ірі шаң, 0,001-ден 0,005-ке дейін ұсақ шаң, ал диаметрі 0,001 мм-ден кішілеу – тозаң, 0,0001 мм-ден кішілері – коллоидтар болып бөлінеді. Осы Ғалымның зерттеуіне сәйкес топырақтар өзінің механикалық құрамына қарай төмендегі топтарға жіктеледі. (2-кесте).
2-кесте

Топырақтарды механикалық құрамына байланысты топқа бөлу (Н. Л. Качинский, 1965)

Түйірі 0.01 мм-ден ұсақ бөлшектер (балшық) пайыз есебімен	Топырақтың механикалық құрамына сәйкес аты
80-нен көп	ауыр балшық
80-60	орташа және жеңіл балшық
60-45	ауыр саздақ
45-30	орташа саздақ
30-20	жеңіл саздақ
20-10	құмдақ
10-5	байланысты құм
5-тен төмен	борпылдақ құм

Топырақтың механикалық құрамының топырақ түзуде, топырақты ауыл шаруашылығы және басқа мақсаттарға пайдалануда маңызы зор.

Топырақтың механикалық құрамы мен оның кеуектілігі, су сыйымдылығы, ылғал өткізгіштігі, ылғалды жоғары көтеру қасиеті, коректі заттарды жинау мүмкіншілігі, ауа – жылылық режимдері сияқты қасиеттері тығыз байланысты.

Құмды және құмдақ топырақтардың құрылымы (структурасы) нашар келеді әрі әртүрлі ірілікті бөлшектерден тұрады. Ылғалды жақсы өткізеді, қолайлы ауа – жылу режимдері болады. Мұндай топырақты өңдеу де өте оңайға түседі. Бірақ та бұл топырақтар қоректік заттарға және карашірікке кемшіл болады, себебі олар ылғалмен жуылып-шайылып кетеді де онда өсімдіктер сирек өсіп, жөнді қалдықтар қалдырмайды. Ал балшықты топырақтар, керісінше, ылғалды аз өткізеді, су сыйымдылығы мол, ылғал бергіштігі, ауа режимі нашар болады. Бұл топырақтарды жырту да оңайға түспейді. Дегенмен, бұл топырақтар қоректік заттарға бай, құнарлы келеді.

Ауыл шаруашылығына пайдалануға ең қолайлы топырақтар - құрамында құмды түйіршіктер мен балшықты түйіршіктер кабаттасып келетін құм-балшықты топырақтар. Бұл топырақтарда құмды бөлшектер мен балшықты бөлшектердің пайдалы қасиеттері үйлесе келіп, топырақтың ылғал – ауа режимдерін жақсы ұстап, топырақ құнарлылығын арттырады.

3.2. Топырақтың гронулометриялық (механикалық) құрамының топырақтарды түзудегі маңызы
3.2.1. Топырақтың механикалық құрамы, механикалық элементтердің жіктелуі, топырақтың гронулометриялық құрамы бойынша жіктелу

Қатты топырақ бөліктерін микроагрегаттар және макроагрегаттар құрайды. Икроагрегаттар топырақтың элементарлы өте майда бөлшектерінің бір-бірімен қабысып, желімденуі арқылы құрылады. Мұндай қабысу және желімдену топырақтағы физикалық, химиялық және биологиялық процестердің нәтижесінде өтеді. Агрегаттардың диаметрлері әдетте 0,25 мм-ден кіші болады. Макроагрегаттар микроагрегаттардан және элементар топырақ бөлшектерінен құралады, бұлардың диаметрі 0,25 мм – ден үлкен болады.

Топырақтың элементар бөлшектері әртүрлі дәрежеде бөлшектенеді. Олардың диаметрі миллиметрдің он мыңнан бір бөлігінен бірнеше миллиметрге дейін, кейде сантиметрге дейін жетеді. Топырақ бөлшектерінің өлшемдеріне оның физикалық, физикалық-химиялық қасиеттері тәуелді болады.

Сондықтан топырақты оның элементар түйіршіктеріне байланысты жіктеу (классификациялау) қажет. Барлық түйіршіктерді олардың өлшемдеріне (размерлеріне) байланысты топтарға немесе фракцияларға біріктіреді. Осы фракциялардың пайыздан үлесі топырақтың механикалық немесе гранулометрлік құрамы деп аталады.

Қазіргі кезде Качинскийдің элементар топырақ түйіршіктерінің классификациясы қолданылады (3-кесте).

3-кесте

Качинскийдің классификациясы

Топырақ түйіршіктерінің диаметрі, мм

Механикалық фракциясы

Фракциялар тобы

0,0001

0,0001-0,0005

0,0005-0,001

0,001-0,005

0,005-0,01

коллоидтар

жұқа тұнба

қалың тұнба

майда шаң

орташа шаң

физикалық саз

0,01-0,05
0,05-0,25

0,25-0,05

0,50-1,00

ірі шаң
майда құм

орташа құм

ірі құм

физикалық құм

1,00-3,00
3,00-10,00

10,00

шағал

тас бөлшектер

тастар

топырақтың тас бөлігі

Осы ғалымның зерттеуіне сәйкес топырақтар өзінің механикалық құрамына қарай төмендегі топтарға бөлінеді.

Тастар, тас бөлшектері, шағал, тау жыныстарының сынықтары болғандықтан оның құрылымын, қасиеттерін сақтайды, олар топырақтың физикалық қасиеттеріне әсер етеді.

Құм – (түйіршіктердің диаметрі 1-0,05мм) топырақтың аз жылжитын бөлігі. Ол негізінен кристалды кремний қышқылдарынан құрылады, кейбір жағдайда слюда пластинкалары мен басқа минералдардың сынықтарынан құралады. Химиялық реакцияларға қатыспайды десе де болады, өсімдіктер үшін қоректік зат емес, бірақ топырақтың физикалық қасиеттеріне әсерін тигізеді. Құм-силикаты тау жыныстарының механикалық үгітілуінің нәтижесінде пайда болады.

Шаң – (түйіршіктердің диаметрі 0,05-0,001мм) тұрақты кристалды және аморфты кремний қышқылдарынан тұрады. Шаң фракциясы салыстырмалы түрде алғанда топырақтың инертті бөлігі. Химиялық және физикалық процестер бұл фракцияда нашар жүреді.

Тұнба – (түйіршіктердің диаметрі <0,001 мм) – бұл топырақтың ең белсенді және жылжымалы сазды бөлшегі. Тұнба құрамына минералдық және аз мөлшерде органикалық заттар кіреді. Бұл фракцияның түйіршіктері бір-бірімен жақсы байланыста болады, серпімді келеді.

Топырақтың механикалық құрамы Н. А. Качинскийдің классификациясы бойынша анықталады. Бұл классификацияның негізі топырақ түйіршіктерін физикалық саз (түйіршіктері <0,01) және физикалық құм (түйіршіктері >0,01мм) деп бөлу болып табылады.

Бірақ топырақтың механикалық құрамы бойынша оның физикалық қасиеттері жайында жуықтап қана айтуға болады. Топырақтың механикалық элементтерінің (фракцияларының) құрылымы оның қасиеттерінің жиынтығын бермейді. Мысалы, тұнба нашар су өткізгіштігімен және судың капиллярмен жылжуының нашар байқалатындығымен ерекшеленеді. Кальциймен және темірмен қаныққан соң тұнба топырақ құрылымының маңызды факторына айналады. Яғни топырақтың ең қолайлы физикалық қасиеттерін құруға себепші болады. Табиғатта топырақтың механикалық құрамының алуан түрлілігі байқалады, Механикалық құрамы ұқсас немесе бірдей топырақтар физикалық қасиеттері жағынан бір-бірінен едәуір алшақтануы мүмкін. Топырақтың қасиеттеріндегі үлкен алшақтық микроагрегаттық құрамының әртүрлілігімен түсіндіріледі. Микроагрегаттарды микроагрегаттық анализ арқылы фракцияларға бөледі.

Топырақтың микроагрегаттарды құру қабілеті тұнбаның мөлшеріне байланысты болады. Микроагрегаттық анализ кезінде алынған тұнба мөлшеріне қатынасы дисперстік коэффициент деп аталады. (Н. А. Качинский бойынша). Осы қатынас үлкен болған сайын топырақтың агрегаттар құру қабілеті азайып, топырақтың микроқұрылымы беріктігін төмендетеді. Қара топырақтың дисперстік коэффициенті 10% дан аспайды, ал сортаң топырақтарда осы көрсеткіш 60-80%- дан асуы мүмкін.

Топырақтың микроагрегаттық құрамы – динамикалық шама, осыған орай оның негізгі физикалық қасиеттері де өзгермелі, үнемі қозғалыста болады.

Оның толығырақ атын басым және серіктес фракцияның (саз тұнба, орташа және майда шаң, ірі шаң және құм) анализ нәтижелеріне сүйене отырып анықтайды. Басым фракция механикалық құрам атауының соңына жазылып, оның жетекшілік маңызын көрсетеді. Мысалы, орташа саздақты, шаңды – тұнбалы топырақ және т.т.

Уақыт өте келе топырақтың механикалық құрамы ауырлану жағына қарай өзгереді, ал элювиальдық қабатта (А₂) ол салыстырмалы түрде алғанда жеңілдейді. Бұған осы қабаттан жұқа дисперсті бөліктің төменге қарай шайылуы себеп болады. Механикалық құрамға топырақтың сулық, физикалық және физикалық-механикалық қасиеттері бағынышты болады. Мысалы құмды және құмдақ топырақтар әдетте, құрылымсыз келеді, бірақ бұл топырақтарда қолайлы ауа және жылу тәртібі бар. Су өткізгіші жақсы, бірақ ылғал сиымдылығы нашар келеді. Топырақ өңдеуші құралдарға аз кедергі жасайды. Сонымен қатар, бұл топырақтар өсімдіктерге қажетті қарашірікке, азотқа, күлдік қоректік элементтерге кедей, сондықтан басқа топырақтарға қарағанда, тез құнарсызданып, тыңайтқыштар енгізуді қажет етеді.

Саз топырақтар керісінше, күлдік қоректік элементтерге байлығымен, ылғал сиымдылығының жоғарылығымен, су өткізгішінің, су қайнатуының ауа алмасуының нашарлығымен және қолайсыз жылулық қасиеттерімен ерекшеленеді. Бұл топырақтар топырақ өңдеуші құралдарға үлкен кедергі жасайды. Бұл топырақтарда суды және ауаны нашар өткізетін қабық жиі пайда болып тұрады.

Жеңіл және орташа саздақты топырақтар қасиеттері және құрамы бойынша жоғарыда аталған топырақтардың ортасынан орын алады. Бұл топырақтар – ең жақсы топырақтар болып табылады.

3.3. Топырақтың механикалық құрамының биологиялық, физикалық, химиялық қасиеттеріне әсері
Топырақ жамылғысы өзінің физикалық-механикалық қасиетіне байланысты, ауадағы зиянды заттектерді өзіне сіңіріп, өзінің құрамында екіншілік ластану көздерін қалыптастыруға бейім геологиялық ортаның, ұзақ мерзімдік зиянды заттектерді тасымалдайтын орта болып табылады. Ластанған топырақтың табиғи ортада қалпына келуі жүздеген жылдарға созылады, ал жасанды жолмен қалпына келтіру – күрделі жұмыстарды жүргізуді қажет етеді. Топырақтың мұнай өнімдері және бұрғылау ерітінділерімен ластануы локальды дәрежеде байқалады. Бірақ жоғары дәрежеде ластанса, топырақ құнарсыз, асфальт тәрізді массаға айналуына байланысты өте қауіпті. Ең күрделі экологиялық проблемалардың біріне литосфераның мұнай өнімдері және ауыр металдармен ластануы жатады.

Мұнаймен ластану кезінде топырақтың құнарлығын және экологиялық қызметін анықтайтын, оның барлық морфологиялық, физикалық, физикалық-химиялық, биологиялық қасиетіне ықпалын тигізеді. Мұнаймен ластану кезіндегі топырақ қасиетінің өзгеруі, сондай-ақ оның миграциялану процестері аккумуляциялануы метоболизмі төгілген мөлшеріне, физикалық-химиялық құрамына, топырақтың климаттық және ландшафтық жағдайына, биохимиялық кедергілерге, топырақ профиліндегі миграция каналдарына байланысты болады.

Мұнайдың топырақ қабатына сіңу тереңдігі мұнай құрамы мен топырақтың механикалық құрылымына байланысты жүреді. Топырақтың морфологиялық белгілерінің өзгеруі өзімен бірге, физикалық қасиеттерінің өзгеруіне әкеліп соқтырады. Топырақтың мұнаймен ластануы, мұнай өнімдері сіңген горизонттарда органикалық заттектердің жалпы құрамын күрт арттырады. Ластану кезіндегі топырақтың физикалық қасиеттерінің өзгеріске ұшырауының нәтижесінде, мұнай топырақтағы ауаны ығыстырып, судың, қоректік заттектердің түсуі бұзылады. Бұл – өсімдіктердің өсуін баяулатып, олардың жойылуының бірден-бір себебі болып саналады. Мұнаймен қаныққан топырақтың ылғалды сіңіру және ұстап тұру қабілеттері бәсеңдеп, ластанбаған топырақпен салыстырғанда – ылғалдылықтың, су өткізгіштіктің, ылғал сыйымдылығының төменгі мәндері байқалады. Топырақ қышқылдылығының өзгеруі, бәрінен бұрын мұнайдың сапасы мен оның құрамындағы минералдылығы жоғары қабат суларына байланысты морфологиялық ерекшеліктері келесі қабаттармен сипатталады. Гумусты горизонттың қалыңдығы 35 см аспайды, олардың құрылымдары берік емес, түйіршікті келеді. Горизонттарда нығыздалу байқалады, бұл тұздылық мөлшерінің аз екендігін көрсетеді. Механикалық құрамы бойынша топырақ – сазды, тез еритін тұздар 80–100 см тереңдікте кездеседі, сіңіру сыйымдылығы 15–25 мг.экв/100 г. топырақты құрайды. Шабындық жерлердің топырағы – гумусты горизонттардың қуаттылығымен сипатталады. Жоғары горизонтта 1,5-3,5% гумусты құрайды. Гуматты фульваттардың құрамы 4,2%, азот – 0,07- 0,0061 %, фосфор – 1,3-0,9%, қозғалмалы элементтер: топырақта азот – 1,4-0,8, фосфор – 3,0-4,7 және калий 29-52 мг/100 г. топырақ ерітіндісінің рН 7,5-8,5. Зерттеу нәтижелері ластанған топырақ буферлігінің төмен екенін көрсетті.

Сіңірілген негіздердің құрамында кальций мен магнийдің мөлшері басым. Жауын-шашынның аз түсуіне байланысты, құрылым түзуі – әлсіз және осы топырақ горизонттарының тығыздығының жоғары болуына байланысты топырақ аз ылғалданады. Жауын-шашын көп жауатын кезде ылғалдану тереңдігі 50 см-ден аспайды.

Тарау бойынша өзін-өзі тексеру сұрақтары:

1. Топырақтың механикалық құрамы деп нені айтады?

2. Топырақтарды механикалық құрамына байланысты топқа бөлуін айтыңыз.

3. Топырақтың гронулометриялық құрамы бойынша жіктелуі.

4. Құм деген не?

5. Шаң деген не?

6. Тұнба деген не?

7. Топырақтың микроагрегаттарды құру қабілеті қандай?

8.Топырақ жамылғысы өзінің физикалық-механикалық қасиетіне байланысты қалай анықталады?

9. Мұнаймен ластану кезінде топырақтың құнарлығы және экологиялық жағдай қандай болады?

Дәріс 5.

Топырақтың компоненттік құрамдары және олардың қасиеттері.

1 Топырақтың минералогиялық құрамы.

2 Қазақстан топырақтары туралы мәліметтер

3 Топырақтың минералогиялық құрамының қалыптасуы

Топырақтың минерологиялық құрамы көп жағдайларда топырақ түзуші тау жынысының құрамына тәуелді болады және туынды минералдардан құралады. Бастапқы минералдардан: кварц, даналық шпат, слюда, авгит, магнетит, гематит, апатит көп тарағандары. Олар топырақтың инертті бөлігін – скелетін құрайды. Олардың мөлшері әсіресе құмдақ топырақтарда көп. Бастапқы минералдар мүжілу процесінің нәтижесінде екінші минералдарды және өсімдіктердің минералдық қоректенуін қамтамасыз ететін элементтерді түзеді. Топырақта туынды минералдардан каолинит, монтмориллонит, кальцит, гипс, мирабилит, галит, гетит, пиролюизит, доломит және басқалары болады.

Туынды минералдар қарапайым тұздарға, гидрототықтардан, тотықтарға және саз минералдардан тұратын топтарға бөлуге болады. Қарапайым тұздар түріндегі минералдарға: кальцит (СаСо₃), доломит [СаМg(Со₃)₂], сода (Na₂Co₃), гипс (CaSo₄ 2H₂O), магнезит (MgCo₃), галит (NaCl), фосфаттар, нитраттар жатды. Тұздану дәрежесі осы тұздардың мөлшеріне байланысты келеді.

Бұл тұздар топырақта құрғақ климат жағдайында жиналады. Темірдің, алюминийдің, күкірттің, марганецтің тотықтары түріндегі минералдар бастапқы минералдардың мүжілуі нәтижесінде пайда болады.

Алюмосиликаттар және ферросиликаттар, каолиниттер, гидрослюдалар, монтмориллониттер саздың құрамдас бөлігі болып табылады. Сондықтан осы минералдар бар топырақтар сазды топырақтар деп аталады. Олар күшті дәрежеде уақталған, желімдеушілік қасиеті бар, яғни құрылымы жақсы, сіңіру қабілеті де жоғары. Осы саз минералдардың мөлшеріне топырақтың жабысқақтығы, су өткізгіштігі, ісінгіштігі ылғал сіңірімділігі тікелей байланысты келеді. Топырақ құрамындағы туынды минералдардың мөлшеріне өсімдіктердің қоректенуін қамтамасыз ететін топырақтың құрылымы, химиялық, физикалық, сулық, ауалық қасиеттері, құнарлығы тікелей байланысты болады.

Топырақтың қатты фазасының химиялық құрамы да топырақ түзуші жыныстардың құрамына сәйкес келеді. Топырақта кремний тотығы SiO₂_, органогендік элементтер С, Н, О, N, P, S, K, Ca, Mg көп мөлшерде кездеседі. Соңғылары өсімдік қорегінің көзі болып табылады және топырақ құнарлығы солардың мөлшеріне байланысты болады. Өсімдіктердің қоректенуінде азот, фосфор, калий үлкен рөл атқарады. Азот топырақта нитраттар және аммоний тұздары түрінде кездеседі. Ол топырақ ауасының және гумустың (қарашіріктің) құрамына кіреді. Азоттың көптеген қосындылары өте жылжымалы, оңай шайылады. Топырақтағы азоттың, фосфордың, калийдің жетіспейтін бөлігін минералдық және органикалық тыңайтқыштар арқылы енгізеді.

Топырақта өсімдікке зиянды: хлор, натрий, марганец, алюминий, магний сияқты улы элементтер де бар. Олардың мөлшері көп болса, топырақты тұздандырады. Топырақта микроэлементтер де: бор, молибден, цинк, кобальт, йод бар. Бұлар маңызды физиологиялық, биохимиялық рөл атқарады. Топырақта аз мөлшерде радиоактивті элементтер кездеседі. Радиоактивті элементтер топыраққа табиғи және жасанды радиактивтілік береді. Топырақтың табиғи радиактивтілігі оның құрамындағы уранның, торийдің, радийдің мөлшеріне байланысты. Жасанды радиоактивтілік адамның атом энергиясын пайдалануынан туындайды.

Алғашқы минералдар және олардың маңызы

Химиялық құрамы жағынан да жыныстарындағы алғашқы минералдар – негізінен элементтерді шығаратын тотықтар мен силикаттар. Тотықтарға кварц Ғе₂0₃, магнетит Ғе₃0₄, рутил Ті0₂ т.б., ал силикаттарға дала шпаттары, слюдалар, пироксендер, амфиболдар және оливиндер жатады. Кварц – ең кең тараған минерал. Жер астынан атқылаған, шөгінді, үйінді және топырақ құрамындағы тау жыныстарында ол 25-40%-дай мөлшерде, ал кварцты құмдар мен құмтастарда 90%-дан астам мөлшерде кездеседі. Кремний оттегі қосылысын бекем қаңқалы құрылым түзгендіктен, үгілу құбылыстарына да берік болады. Сондықтан олар топырақтардың элювиалды қабаттарында қалдықты минерал ретінде көп кездеседі. Топырақта гематит пен рутил не бары 0,5%-дай ғана.

Силикаттар – көп таралған минералдар тобы. Мұнда да кремний оттегі қосылыстары Sі0₄ берік төртбұрышты қаңқалы құрылым сканиондар арқылы жалғасады.

Қаңқалы силикаттар тобына көп тараған дала шпаттар миниралдары жатады. Олардың қаңқаларының ортасында кремний және алюминий иондары орналасқан. Ал төртбұрышты қаңқалар калции натрий және калий иондарымен жалғасқан. Дала шпаттары SіО_2, АІ₂0₃ қатынастары 5-6-ға тең болған жағдайда, қышқылды, ал ол қатынас 2-3-ке азайған кезде негізді болып саналады. Қышқылды дала шпаттары құрамында калий мен натрий бар. Олардың қатарына кең тараған калийлі дала шпаты микроклин – К(АІ5і₃О_а) және натрийлі дала шпаты – альбит (NA AISi₃,0₈). Ал негізгі дала шпаты қатарына - анортит Са(АІ,5₂О_в) жатады.

Пироксендерден көп – авгит, ал амфиболдар қатарынан минералдар – алдамшы мүйіздерден тарағаны. Пироксендердін кристалл химиялық формуласы: В₂(5,0₆), ал амфиболдардікі: В₇(5₄0)(ОН). Олардын топырақтағы жалпы мөлшері 5-15%-ды құрайды.

Силикаттарға жататын тағы бір кен тараған минерал – оливин: (Мg. Ғе)-(SiO₄). Олардын көлемі бос жыныстар мен топырақта 0,5-1%-дан аспайды.

Алғашқы жыныстар түзуші минералдар – фосфаттар. Оларда көп тарағаны – апатит Са₅(СІҒ) (Р0₄)₃. Бос жыныстар мен топырақтарда 0,3-0,5%-дай кездеседі. Апатит – фосфордың көзі оған қоса мұнда хлор мен фтор да кездеседі.

Оттегінсіз, алғашқы минералдар қатарына сульфидтер жатады. Олардан көбірек тарағаны – темір сульфиді: Ғе5 – пирит. Олар шашыраңқы түрде кездеседі, мөлшері 0,3-0,5%-дан аспайды. Бұлардан басқа топырақта бос жыныстар мен кейбір алғашқы минералдар кездеседі.

Екіншілік минералдар және олардың маңызы

Екінші қатардағы минералдар топырақта көбінесе, лайлы және коллоидты бөлшектер түрінде болады, ал шаң тәрізді бөлшектер күйінде сирек кездеседі.

Химиялық құрамы бойынша минералдар: кремний-оттекті қосылыстар немесе силикаттар және алюмокремний-оттекті қосылыстар немесе алюмосиликаттар болып екі топқа бөлінеді.

Кремний-оттекті қосылыстар ішінде топырақта кварц SiО₂ кеңінен таралған, ол көбіне, құм және шаң бөлшектері түрінде келеді. Барлық топырақтарда кварц мөлшері 60 %-дан асса, құмдақ топырақтарда 90 %-ға жетеді, ал кейде одан да көп болады. Кварц өте тұрақты және мықты минерал, оның химиялық реакцияға икемі көп емес.

Алюмокремний – оттекті қосылыстар әртүрлі алғашқы және екінші қатардағы минералдардан тұрады.

Екінші қатардағы минералдар химиялық қасиеттері бойынша үш топқа бөлінеді:

1. Монтмориллониттер (монтмориллонит, бейделлит, т.б.). Олар аса жоғары майдалы (дисперсті) бөлшектер. Бұл минералдардың дисперстілігі, ісінуі, жабысқақтығы, тұтқырлығы жоғары.

2. Каолиниттер (каолинит, галлуазит). Бұл топқа жататын минералдардың дисперстілігі, ісінуі мен жабысқақтығы азырақ болады.

3. Гидрослюдалар (гидромусковит, гидробиотит, вермикулит). Олар далалық шпаттары мен слюдалардан пайда болады. Гидрослюдалардың химиялық құрамы тұрақты емес.

Алғашқы және екіншілік минералдардың топырақ түзілуіндегі және топырақ құнарлығын қалыптастырудағы маңызы

Үгілу кұбылыстары және екінші минералдардың түзілуі. Сонымен жоғарғы сипатталған алғашкы минералдардың көп жылдар бойы әрі қарай үгілулерінің нәтижесінде майда ұнтақталған, яғни екінші минералдар пайда болады. Алғашқы минералдарды үгуші агенттері – су, оттегі, көмір қышқылы, әртүрлі органикалық қосылыстар. Олардын минералдарға әсерлері негізінен төменгі құбылыстар арқылы жүзеге асады.

Гидротациялану (сулану) – сусыз минералға су молекуласының қосылуы. Бұл құбылыс тотықты алғашқы минералдардың сумен қосылып, үгілудің нәтижесінде екінші минералдарға айналады. Мысалы:

гетит – Ғе,0₃+Н₂0=2Ғе0(0Н);

гидрогетит – 2ҒеО(ОН)+Н₂0=Ғе₂0(ОН)₂_;

лимонит – Ғе₂(ОН)₂+п-Н₂0=2Ғе(ОН)₃ п-Н₂0.

Тотығу. Үгілу кезінде алғашқы минералдар ішіндегі тотықпаға минералдар тотығады. Ондай минерал жоғарыда сипатталған темір сульфиді.

2ҒеS₂+70₂+2Н₂О=2Ғе50₄-Н₃S0₄ одан әрі ҒеS0₄+0₂-Н₂0 =Ғе(ОН=Н₂S0₄, одан әрі Н₂S0₄+СаАІ₂Sі₂0₈+4Н_гО=Н₂АІ₂Sі0₈2Н₂0 +СаS0,-2Н₂0, яғни бөлінген күкірт қышқылы алғашқы минералмен реакцияға түсіп, ондағы негіздің орнына сутегі ионы барып, екінші минерал каолин балшығын түзеді. Күкірт қышқылы басқа силикаттармен реакцияларға араласқанда тағы да басқа екінші әрі күкірт қышқылы тұздары түзіледі. Ол жағдайлар одан әры реакцияға жол ашады.

Ыдырау немесе гидролиз. Силикаттардың ыдырауы ондағы негізгі иондардың сутегі ионымен алмасуы арқылы жүзеге асады. Сутегі ионының көзі есебінде суда еріген көмірқышқылы мен органикалық қышқылдардың иондары атқарады.

Ыдырау құбылыстары және ыдыраған заттардан екінші минералдардың синтезделуі көптеген балшықты минералдардың түзілуіне әкеледі.

Екінші минералдардың тұрақтылығы. М. Джексон (Глазовская М. А.. 1981) екінші минералдардың үгілуге және еруге шыдамдылығы жөнінен төмендегідей бөлген. Саны өскен сайын шыдамдылығы артады.

1. Гипс, галит, мирабилит т.б. тұздар,

2. кальцит, арагонит, доломит,

3. хлорит, нонтронит,

4. иллит, мускавит, серицит,

5. вермикулит,

6. монтмориллонит, бейделлит,

7. екінші диоктаэрикалық хлорйт,

8. аллофаны, каолинит, галлуазит,

9. бемит, гиббсит,

10. гематит, гетит, лимонит.

Балшықты минералдар

Балшықтар – сазды-минералдар борпылдақ жыныс құрамына кіретін екіншілік минералдар, суға жақсы иленеді, кұрғағанда қатаяды. Олар – кең тараған топырақ құраушы жыныс (жайылмалық, мұздық, лёстік, т. б.), төрттік дәуірдегі балшықты минералдар мен бастапқы минералдар түйірлерінен (дала шпаты, слюда, кварц, амфибол, т. б.) тұрады. Балшықты минералдарға сулы силикаттар (кремний қышқылының тұздары) жатады.

4-кесте

Балшықты минералдар қасиеттері мен құрамы

Балшықты минерал-дар

Қасиеттері мен құрамы

0,001 мм-ден төменгі түйірлер

0,2 мкр-нан төмен коллоид-тер, %

сіңіру көлемі, мг-экв 100 г.

Т-та

суда ісіну көлемі, рет

гигрос-копия-лыгы, %

Si, Аl, т.б. элементтер, %

SiO₂, Al₂O₃ рет

Монтмо-риллонит Сулы слюда Каолинит

60

-

-

40–50

-

-

80–120

45–50

25

5–10

орташа

аз

25

10

5–7

4–5

Mg
6–8

-

4

3

2

Кристалдық құрамы оттекті кремнийдің тетраэдралы (төрт қырлы) және оттекті алюминийдің октоэдралы (сегіз қырлы) өте ұсақ түйірлерінен тұрады. Бұл минералдардың физикалық-химиялық қасиеттері (иленгіштігі, суда ісінуі, бөртуі, сіңіргіштігі) бастапкы минералдар кұрамына байланысты. Бұлардың физикалық-химиялық қүрамы кестеде келтірілді.

Топырақ типтеріне сәйкес балшықты минералдардың түрлері мен түйірлер мөлшері өзгеріп отырады. Қара топырақта монтмориллонит кызыл топырақта каолинит, боз Топырақта сулы слюда мен монтмориллонит, басым. Балшықты минералдар мөлшері жоғарылаған сайын топырақтың механикалық құрамы ауырлайды, түйірлер байланысы мен жабысқақтығы күшейеді және сіңіру көлемі еседі. Балшықты минералдар – топырақ түйіршектігінің негізі.
Топырақтағы әртүрлі минералдардың үгілуі
Минералдар жер қыртысы әртүрлі тау жыныстарынан құралған. Ал әр тау жынысы минералдардан құралады. Қарапайым тау жынысының құрамында бір ғана минерал болады. Күрделі жыныс бірнеше минералдан түзіледі.

Тұрақты химиялық құрамы және белгілі бір физикалық қасиеттері бар, химиялық тұрғыдан алғанда біртекті денелерді, минералдар деп атайды. Пайда болу жағдайларына байланысты минералдарды: магмалық, шөгінді, метаморфтық сияқты үш топқа бөледі.

Магмалық бастапқы минералдар жоғары температурадан және магмадағы қысымының әсерінен құралады.

Шөгінді жыныстардың туынды минералдары тау жыныстарының үгітілуге ұшырап, қабатталып жиналуынан пайда болған.

Метаморфтық жыныстардың минералдары жоғары температура мен қысым жағдайында өтетін физикалық-химиялық процестердің әсерінен түзіледі. Бірақ тау жыныстарының жаппай балқуы болмайды.

Минералдардың қазіргі заманғы классификациясының негізіне, бірінші кезекте, химиялық құрамы алынған. Осы классификация (жіктеу) бойынша минералдарды кластарға, ал кластарды топтарға бөледі:

1-класс – саф элементтер;

2-класс – сульфидтер;

3-класс – галоидтер;

4-класс – тотықтар және гидрототықтар;

5-класс – оттегі қышқылдарының тұздары;

6-класс –органикалық қосылыстар.

1-класс. Бұған табиғатта еркін күйде болатын, барлық қарапайым минералдар: алтын, күміс, платина жатады, ал металоидтардан – күкірт, графит, алмаз, топырақтануға бұл минералдардың айтарлықтай ықпалы жоқ.

2-класс. Бұл кластың минералдары топырақтарда және тау жыныстарында, 1-класс минералдарына қарағанда жиірек кездеседі. Кейбір сульфидтер қалпына келу процестері өтіп жатқан топырақтардан, табылуы мүмкін. Көп таралған сульфидтерге қысқаша сипаттама берейік.

Пирит немесе темір, күкірт, колчеданы (FeS₂). Қатты күйдегі минерал. Магмалық және үгітілген жыныстарда кездеседі. Пирит рудалары күкірт қышқылын өндіретін өндіріс үшін негізгі шикізат көзі болып табылады. Руданы күйдіру жолымен өңдейді. Осы жағдайда көмір қышқыл газы (SO₂) түзіледі. Содан соң оны тотықтандырып SO₃-ке ауыстырады, ол одан әрі H₂O сумен қосыла отырып күкірт қышқылын түзеді.

Халькопирит немесе мыс колчеданы (CuFeS₂). Бұл минерал друздық бос қуыстарда, гидротермалдық жылғаларда дамыған. Үгітіле келе мыс сульфатына және темірге айналады. Мыс сульфаты СО₂немесе карбонаттармен оттегі жіне судың қатысуымен әрекеттесе отырып, малахит және азуритті түзеді. Халькопирит – мыс өндіретін кен көзі болып табылады.

Сфалерит (ZnS). Бұл минерал гидротермалдық жағдайда түзіледі. Цинк алдамшысы – цинк өндіретін басты кен көзі.

3-класс. Бұл класқа галоид қышқылдарының тұздары жатады. Олардың ішіндегі топырақ түзілу процестерінде үлкен рөл атқаратын тұз қышқылының минералдарын атап өтуге болады.

Галит немесе тас тұзы (NaCl). Табиғатта біртекті тұтасқан қабат түрінде кездеседі. Бұл қабат көп жағдайда перм жатыстарында орналасады. Кейде тас тұзы ерітінді (рап) түрінде де кездеседі, бірақ уақыт өте келе, осы ерітінді кристалға айналып, қатты күйге ауысады. Таз тұзы химия және тамақ өндірісінде кеңінен қолданылады.

Сильвин (KCl). Бұл минерал кеуіп бара жатқан тұз көлдерде немесе теңізден бөлініп қалған қойнауларда түзіледі. Бірақ осындай жағдайлардың бәрінде де сильвин түзіле бермейді. Себебі минералдың құрамына кіретін калий элементінің біраз мөлшері топыраққа сіңіп кетеді. Сильвин негізінен тыңайтқыш ретінде қолданылады.

Карналлит (MgCl₂KCl6H₂O). Табиғатта тас тұзы және сильвинмен тұтасқан түрінде кездеседі. Калий тыңайтқыштарын өндіру және металдық магний алу үшін қолданылады.

Каинит (KCl MgSO₄3H₂O). Калийда тығыз түйіршікті массасында кездеседі.

4-класс. Минералдардың бұл класына металдардың және металоидтардың сусыз тотықтары, сонымен қатар гидрототықтары және су кіреді.

Кварц (SiO₂)–жер қыртысында көп таралған минералдың бірі. Желдік, сулық, мұздық, құмдар негізінен ұсақталған кварцтардан тұрады. Оның кристалдары кремнеземге бай эффузифтік жыныстарда (липариттер, кварцтық порфирлер, граниттер) кездеседі. Кварцты оның пішініне тән сипатына, қаттылығына, біріккіштік қасиетінің жоқтығына қарай оңай тануға болады.

Кремень (аморфты SiO₂). Шөгінді жыныстарда, әктастарда, сары мергельдерде кездесетін қоңыр және қара түсті минерал. Ол тасқа айналған жан-жануарлардың негізгі бөлігі.

Боксит (Al₂O₃^.nN₂O). минералдығы судың мөлшері тұрақты емес. Судың мөлшері үш молекула болғанда бокситті гидралгиллит (Al₂O₃^.3H₂O) деп атайды. Табиғатта саз балшықпен бірге грунт массаларында кездеседі. Ылғалды жылы климат жағдайларында өтетін үгітілу кезінде, алюмосиликаттардың гидролизінде түзіледі. Боксит, гидраргиллит және басқа алюминийдің гидрототықтары алюминий металын өндіретін негізгі кен орындары болып табылады.

Гематит немесе қызыл темір, тас темір жылтырағы (Fe₂O₃). Кен орындарының әртүрлі генетикалық типтерінде және тау жыныстарында кездеседі. Бұл минералмен тұтасқан күйде кварц, кальций, силикат, алюмосиликат және сульфидтер кездесуі мүмкін. Гематит құрғақ ыстық климат жағдайларында жер қыртысының мүжіліске ұшыраған қабаттарында, гидротермальды кен орындарында да кезедседі. Гематит рудалары шойын және болат қорыту үшін пайдаланылады.

Магнетит (Fe₃O₄). Магниттілігі жағынан бұл минерал басқалардан оңай ажыратылады. Магнетит, гематитке қарағанда, магмалық тау жыныстарындағы түзілу процестерінің нәтижесінде пайда болады. Гематит кен орындарының және тау жыныстарының әртүрлі генетикалық типтерінде өтетін тотығу процестерінің нәтижесінде пайда болады. Магнит рудалары шойын және болат қорытудағы ең қажетті шикізат көзі болып табылады.

Лимонит және гетит (2Fe₂O₃^.3H₂O). Эндогендік зат ретінде гетит гидротермальді кен орындарында және тау жыныстарының қуыстарында түзіледі. Алайда, бұлар экзогендік минералдар түрінде таралып, каллоидтық масса түрінде болады. Бұл минералдар гидрототықтарға жатады, ал гидрототықтардың түзілу жағдайлары түрліше болып, ол көп жерлерде байқалады. Ақшыл сұр теміртастар көп мөлшерде сульфидтер мен сидеридтердің тотығу аймақтарында құралады. Олар шойын және болат қорытуға пайдаланылады.

5-класс. Оттегі қышқылдарының тұздары топырақ түзілу және тыңайтқыштар дайындауда үлкен маңызы бар. Мысалы, азот қышқылының тұздары әрқашанда маңызды тыңайтқыш түрі болып саналған, көмір және күкірт қышқылының тұздары өсімдіктердің өніп шығу жағдайларын жақсартады. Сода өсімдіктер үшін ең зиянды тұздардың бірі болып саналады, алайда ол химия және техника салаларында кең қолданылады.

Сульфаттар. Мирабилит (Na₂SO₄^.10H₂O) натрий және сульфат иондарымен қаныққан тұз көлдерінде +33⁰С тан төмен температураларда судың булануынан пайда болады. Сусыз натрий сульфаты (тенардит) +33⁰С шөгіндіге түседі. Негізінде сода өндіруге пайдаланылады.

Гипс (CaSO₄^.2H₂O). кеуіп бара жатқан су көздерінде шөгінді түрінде түзіледі. Сонымен қатар шөл және жартылай шөл жағдайларында жердің үгітілуі қабатында друз және жылға түрінде кездеседі. Бұл минерал ангидридтердің гидротациясы арқылы да түзіледі.

Карбонаттар. Сода (Na₂Co₃^.10H₂O). Кейбір тұзды көлдерде түзіледі. Құрғақ және ыстық климат жағдайларында борпылдақ жыныстармен топырақ беттерінде қар тәріздес ақтандақ түрінде пайда болады.

Магнезит (MgCo₃). Табиғатта магнезит, салыстырмалы түрде алғанда, көп кездеспейді. Бірақ үлкен көлемдегі біртұтас қабат күйінде орналасады. Гидротермальдық жолмен түзіледі, пішіні ұя, жылға және линза түрінде болады.

Кальцит (СаСо₃) – әктасты шпат. Оның түссіз мөлдір түрі «Исланд шпаты» деген атқа ие. Кальцит жер қыртысындағы көп тараған минералдардың бірі. Оның түзілуі магмалық және гидротермальдық немесе шөгінді жолмен өтеді.

Доломит (СаСо₃^.Mg Co₃). Доломиттердің түзілуі – гидротермальдық және шөгінділік. Кейде олар тұзды су бассейіндерінде бастапқы шөгінді ретінде құралады.

Сидерит, темір шпаты (Fe). Шығу тегі – гидротермальді, шөгінділік. Темір алуға қолданылатын бағалы шикізат.

Фосфоттар. Фторапатит [Ca₅(PO₄)₃F], хлорапатит [Ca₅(PO₄)₃Cl)]. Минерал біршама қатты, бірақ сынғыш, магмалық жыныстарда көп таралған, бірақ метаморфтық жыныстарда да кездеседі. Академик А. Е. Ферсман Кольский жарты аралында апатиттің үлкен қорын ашқан. Бұл минерал фосфор тыңайтқыштарының суперфосфат, термофосфат, Р₂О₅ өндіру үшін қолданылады.

Фосфорит. Фосфориттер жер қыртысында плита түрінде жатады. Олар кристалдық немесе аморфты болуы мүмкін. Фосфортердің бойында басқа да минералдар кварц, глауконит, далалық шпат, слюда және органикалық заттар кездеседі. Осы бөгде заттардың мөлшеріне фосфориттерде 12 пайыздан 24 пайызға дейін Р₂О₅болады.

Силикаттар – кремний және алюмокремний қышқылдарының минералдары. Бұл топқа табиғатта кездесетін көптеген минералдар кіреді. Академик А. Е. Ферсманның есебі бойынша, силикаттар жер қыртысының 75%-ын құрайды. Топырақ түзілу процесінде силикаттар сіңіргіш комплекстің негізгі бөлігінің бірі болып табылады. Топырақтың физикалық, химиялық, биологиялық және агрономиялық қасиеттері осы минералдарға байланысты болады. Қарапайым силикаттарға келесі минералдар жатады.

Оливин [(Mg Fe)₂SiO₄]. Базальттарда, әсіресе, дуниттерде қоңыр, сары-жасыл түсі арқылы оңай танылатын түйіршікті жыныс түзуші минерал. Түссіз оливин – хризолит, ал темірсіз оливин – форстерит деп аталады. Үгітілуге ұшырағанда серпентин, көмір қышқыл магний, кремний қышқылын және темірдің гидрототықтарын құрайды.

Далалық шпаттар – жер қыртысында өте көп таралған минералдардың бірі. Олардың салмағы жер массасының 60 пайызына тең. Негізінен бұл минералдар магманың кристалдану кезінде түзіледі. Үгітілуге ұшыраған далалық шпаттар көмір қышқылдарының тұздарын, саз минералдарды және кремний қышқылдарын түзеді. Далалық шпаттың маңызды өкілдері – ортоклаз, альбит, анортит, микроклин.

Ортоклаз К(АlSi₃O₈). Түсі әртүрлі болады. Мөлдір түрі – адуляр деп аталады. Ортоклаз негізінен қышқыл жыныстарда кездеседі.

Альбит [Na(АlSi₃O₈)]. Ақ түсті натрий алюмосиликаты. Таза күйінде сирек кездеседі, негізінен жыныс түзуші минерал ретінде танылған. Көп жағдайларда альбиттің құрамында К₂О болады.

Анортит [Ca AlSi₂O₈]. Кальцийлік далалық шпат. Альбит минералына өте ұқсас, таза күйінде өте сирек кездеседі. Қалыпты жағдайда құрамында Na₂O болады. Мүжілуге ұшырағанда көмір қышқыл, минералдарын және минералдарын кремний қышқылын түзеді.

Саз минералдары туынды минералдарға жатады. Олар бастапқы минералдардың мүжілуінің нәтижесінде пайда болады. Бұл минералдардың ішінде көп тарағандары монтмориллонит, каолинит, гидрослюдалар. Осылардың бәрі саздың (балшық) құрамына кіреді, сондықтан саз минералдары деп аталады. Бұл минералдар тобына қабаттық құрылым тән. Көбі ісінуге, суды, газды, тұздардың, аниондарын, катиондарын өз бойына сіңіруге қабілетті.

Монтмориллонит [AlSi₄O₁₀(OH)₂]^.nH₂O топырақтарда кеңінен таралған. Оның тобына қасиеттері жағынан бір-біріне жақын минералдар нонтронит, бейделит, сапонит кіреді. Топырақ құрамындағы бұл минералдар өте майда (0,001 мк) түрде бөлшектенген, жоғары сіңіру сыйымдылығы бар (80-120 мэкв 100 г топыраққа).

Каолинит топырақта монтмориллонит тобына қарағанда, аз мөлшерде кездеседі. Оның формуласы Al₂(OH)₂Si₂O₅. Монтмориллонитке қарағанда, каолинит судың әсерінен ісінбейді, сіңіру сыйымдылығы да төмен.

Гидрослюдалар (гидромусковит, гидробиотит) топырақта кең түрде таралған. Құрылымы жағынан монтмориллонитке жақын. Көбінесе, слюдалардан және далалық шпаттардан құралады.

6-класс. Бұл кластың минералдарына мұнай, тау майы, тау балауызы, асфальт, янтарь жатады.

Әртүрлі тау жыныстарынан түзілген топырақтардың минералогиялық құрамы

Жер қыртысында белгілі бір массивтер немесе қабаттар түрінде орналасатын минералдар жиынтығын тау жыныстары деп атайды. Олар топырақ түзілетін жыныстардың беткі қабатынан құнарлы топырақтың қабаты пайда болады. Сондықтан тау жыныстарының ерекшеліктері топырақтардың физикалық және химиялық қасиеттерін анықтайды. Мысалы, құм қабаттарынан сазды топырақтар түзілмейді, сазды жыныстарда құмдақ топырақтар құрылмайды. Граниттерде құнарлы заттары аз топырақтар түзіледі, ал базальттар, керісінше, құнарлы заттарға бай топырақтардың түзілуіне ықпал жасайды. Өзінің құнарлығымен белгілі қара топырақтар едәуір дәрежеде, лескежіне лестік саздақтарға міндетті. Өйткені осы жыныстардың қасиеттері қара топырақтардың пайда болуына сепебкер болады.

Тау жыныстарының сипатына және оның жатыс жағдайларына табиғи ландшафттың ерекшеліктері, гидрография, өсімдік жамылғысының түрі және таралуы бағынышты болады.

Тау жыныстарының жоғарғы, бұзылу прцестеріне ұшыраған тығыз немесе тығызданбаған бөлігі үгітілу қабығы деп аталады.

Түзілу жағадайларына байланысты тау жыныстары массивті – кристалдық (магмалық), шөгінді және метаморфтық деп бөлінеді. Біріншілерінің үлкен бөлігі кристалдық құрылымға ие, кей жағдайларды ғана әйнектік құрылымы болады, екіншілеріне сынықтық құрылым тән, үшіншілерінің құрылымы кристалдыққа жақын.

Массивті – кристалдық жыныстар жердің ішкі қойнауынан көтеріліп, төгіліп қатқан магмадан құралады. Бұлар жердің қатты қабығын құраған бірінші жыныстар болғандықтан бастапқы деп аталады.

Шөгінді жыныстар бастапқы жыныстардың үгітілуі нәтижесінде және осы үгітілуге ұшыраған жыныс бөліктерінің желмен, сумен немесе мұзбен тасымалданып жер бетіне немесе су айдындарына жиналуынан пайда болған. Сондықтан олар туынды немесе екінші жыныстар деп аталады.

Метаморфтық жыныстар деп қойнауына тереңірек енген шөгінді жыныстардан құралған. Жоғарғы температура және қысымының әсерінен шөгінді жыныстар қатты тығыздылады, бір бөлігі балқиды және цементтелінеді. Шөгінді жыныстардың барлық өзгеру процестерін метаморфизация деп атайды. Осындай метаморфизация процесіне мессивті кристалдық жыныстар да ұшырау мүмкін.

Жоғарыда аталып өткен үш топтың әрқайсысы жатыс сипатымен химиялық, минерологиялық және физикалық қасиетерімен ерекшеленеді.
Массивті-кристалдық тау жыныстары

Массивті-кристалдық тау жыныстары: эффузивтік және интрузивтік сияқты екі үлкен топқа бөлінеді. Жер қойнауындағы магма жоғары көтеріліп жер бетіне жетпей жатып біртіндеп суынып, жоғарғы қысымда қата бастауы мүмкін. Осындай жағдайларда түзілген тау жыныстарының химиялық және минералогиялық құрамы бірдей болса да, сыртқы пішіні, физикалық қасиеттері өзгеше болады. Бірінші жағдайда түзілген жыныстар шөгінді немесе эффузивтік, екіншісі – тереңдік немесе интрузивтік деп аталады. Осы екі топтың жыныстарын құрамындағы минералдардың қасиеттері арқылы тұрғыдан алғанда массивті кристалдық жыныстардағы кремнеземнің (SiO₂) мөлшері ерекше рөль атқарады. Оның мөлшеріне қарай жыныстар қышқыл, орташа, негізгі және ультра негізгі болып бөлінеді.

Магмалық жыныстардың сипаттамасы:

Гранит – сұр, қызғылт, қоңыр түсті тереңдік қышқыл жыныс. Оның негізгі түсі (бояуы), далалық шпаттың түсіне байланысты болады

Граниттің құрамындағы далалық шпаттың мөлшері 40-60% құрайды. Граниттің құрамына далалық шпаттан басқа, кварц, слюда, авгид кіреді. Жыныстың құрылымы – толық кристалды түйіршікті, текстурасы біртекті шомбал, жатыс пішіні батолиттік, шток, дайка.

Сиенит – ортоклаздық толық кристалды тереңдік жыныс. Ортаклаздан, биотиттен, пироксиъениттен құралған. Сиенит гранитке ұқсас, бірақ құрамында кварц жоқ.

Трахит сиенит тәріздес. Құрамы да сонымен бірдей, бірақ майда түйіршікті.

Габбро – қара,сұр және жасылдау түсті негізгі тереңдік жыныс. Үгілуге ұшырағанда жасылдау түске енеді. Құрылымы бірыңғай түйіршікті, кристалдары майдадан іріге дейін өзгереді.

Андезит – эффузивтік жыныс, плагиоклаздан құралған. Түсі ақшыл сұр немесе солғын қызғылт. Құрылымы жасырын кристалды. Текстурасы шомбал немесе порфирлі.

Базальт – габбро жынысының эффузивтік аналогы. Түсі қара сұрдан қараға дейін. Плагиоклаз авгит, оливиннен құралған. Кейде құрамына айтарлықтай мөлшерде магнетит түйіршіктері кіреді. Тығыз, аракідік, порфирлі құрылымы бар. Қара қошқыл түсті жалпы массадан авгиттің қара, оливиннің сары жасыл кристалдары көзге түседі. Базальт бағалы топырақ түзуші жыныс.

Шөгінді жыныстар

Шөгінді жыныстар жер қыртысының беткі қабатында әртүрлі жолдармен түзіледі. Бастапқы тау жыныстарының үгітілуге ұшыраған бөлшектері сумен, желмен және мұздықтармен тасымалданып, орнын өзгертіп басқа жерлерге жиналады. Ол сонымен қатар, химиялық жолмен және организмдердің тіршілік әрекеттерінің әсерінен де пайда болады.

Шөгінді жыныстардың құрамы және құрылымы алуан түрлі. Сондықтан оларда физикалық және химиялық қасиеттері әртүрлі топырақтар түзіледі. Олардың түзілуінде климат және жер бедері (рельеф) үлкен рөл атқарады. Осы факторлардың арқасында үгітілуге ұшыраған бөлшектердің алынатын және жиналатын аймақтары анықталынады. Шөгінді жыныстарының құралу кезеңін:

1. Мүжілуге ұшыраған заттардың жиналуы;

2. Мүжілуге ұшыраған заттардың тасымалдану;

3. Осы заттардың жаңа орынға жинала бастауы;

4. Тығыздалып, тасқа айналуы деп 4 кезеңге бөлуге болады.

Тасқа айналу кезінде жыныстардың тығыздығы құрылымы, минерологиялық құрамы өзгереді.

Шөгінді жыныстар магмалық жыныстардан құрамы және құрылымы жағынан айырықшаланады. Олар борпылдақ, сусымалы және цементтелген күйде болады. Магмалық жыныстарға қарағанда, жалпы калийдің, натрийдің көп болуы, судың және СО₃^2- ионының мөлшері жоғары болуы шөгінді жыныстарына тән мәселелер. Минералогиялық құрамында да айтарлықтай өзгешелік бар. Жер қыртысының жоғары бетінен кездесетін магмалық жыныстардың минералдың көбісі тұрақсыз, бір түрден екінші түрге ауысып кетіп отырады. Мысалы оливин – серпентинге, далалық шпат – саздық минералдарға. Шөгінді жыныстардағы көптеген минералдар мысалы көмір тұзы, гипс, фосфоттар, магмалық жыныстарда кездеспейді. Шөгінді жыныстардың өзіндік ерекшілігі – химиялық құрамы жағынан біртектес минералдың көп мөлшерде шоғырлануы: көмір қышқыл кальций, гипс, фосфориттердегі фосфоттар, ас тұзы, бокситтер және басқалар.

Шөшінді жыныстарды сынықтық, химиялық және органогендік деп бөледі (5-кесте).

5-кесте

Шөгінді жыныстардың жіктелуі

Рет саны	Сынықтық		Химиялық	Органогендік
Рет саны	Бос (борпылдақ)	Цементтелген	Химиялық	Органогендік
1	2	3	4	5
1	Шағал тастар	Конгломерат-тар, брекчийлер	Карбонат-тық жыныстар	Диатомиттер, әктастардың көшілігі
2	Малта тастар	Майда түйіршікті конгломераттар	сульфаттар	-
3	Құм	Құмдақтар	-	Кремнийлі сланцетер
4	Саз және саздақтар	Сазды сланцеттер	Галоидтар	Тас көмір
5	Лесс	Сазды сланцеттер	Темір тотықтары	-
6	Вулкандық күлдер	Вулкандық туфтар	Олиттік темір рудалар	Мұнай

Бірінші топ сынықтық материалдардың түйіршіктерінің өлшемдеріне және цементтеліп жабысу сипатымен айрықшаланатын жыныстарды біріктіреді. Екінші топтағы жыныстар химиялық құрамымен ерекшеленеді, ал үшіншідегілері – шөгінді жыныстардың түзілу процесіне қатысатын тірі организимдердің түрлеріне байланысты болады.

Шағал тастар негізінен, теңіздердің, көлдердің, тау өзендерінің жағалауларында, әсіресе, тау өзендерінің көлбеу жазықтыққа шығу тұстарында таралған. Теңіз жағалауларында олар енсіз (10 – 100 м) жолақ түрінде таралып, майда құм аралас цементтенбеген әртүрлі формалары ірі тастар жынысқа байланысты дөңгелек, сопақша және басқа формалары болып келеді.

Құм түйіршіктерінің формалары көбінесе, бұрыштық болып келеді.

Шағал тастар құнарсыз жыныстар. Олар орналасқан территория тұрақсыз болып келеді. Өйткені өзен арнасы өзгерген сайын шағал тастар орналасқан орын өзгеріп отырады. Сондықтан жерге орналастыру жағдайында шағал тастар орналасқан территорияның ауданын шартты түрде ғана есепке алады.

Конгломераттар – әк тас, кремнезем немесе саз түйіршіктермен цементтеліп жабысқан шағал тастар. Олар ертеде теңіз түбінде немесе жердің терең қойнауында теңіз шегінген кезде пайда болған. Жер бетінде, тауларда олар кейде қалыңдығы 10 м қабаттармен жатады. Бұл жыныстар тек қана таулы аудандарда, мысалы Кавказда таралған.

Брекчилер – цементтеліп жабысқан тас жатыстар, тау жыныстарының күшті дислокацияға ұшырған аймақтарында кездеседі. Олар бір қатты жыныстың екінші жыныспен үйкелу процесінде пайда болатын жарықтарда және сырғу орындарында құралады. Бречилер, салыстармалы түрде, аз тараған. Топырақ түзуші жыныс ретінде олардың, өздері пайда болған, қатты жыныстардан айырмасы жоқ.

Құмдар – кең таралған борпылдақ шөгінді жыныс. Оның 90-95 %, мөлшері 3 мм ден 0,01 мм-ге дейінгі түйіршіктерден құралған. Құмдар шығу тегіне байланысты өзендік, көлдік, теңіздік, желдік болып бөлінеді. Олар барлық аймақтарда таралған. Алайда, олардың ең үлкен алқаптарды шөлдерде және шөлді далаларда, сонан соң өзен арналарымен террассаларында орналасқан. Жалпы алғанда құмдар құнарлы заттарға бай емес, сондықтан топырақ түзуші ретінде кедей жыныс. Шөл далаларда табиғи жағдайда псаммофиттер дамыған.

Құмдақтар – кремний қышқылымен кейде саз түйіршіктермен цементтелген құмдар. Олар терең жер қойнауында жоғарғы қысымның және температураның әсерінен түзелді. Жер бетінде негізінен SO₂құралған жыныс ретінде таралған. Құмдақтар салыстырмалы түрде аз таралған, негізінен таулы жерлерде, көне жыныстардың ішінде таңдақ күйінде кездеседі. Саз түйіршіктермен цементтелген құмдақтар, қабаттасқан күйде, сазды сланецтердің арасынан да табылады. Осындай құмдақтар үгітіле келе майда құмдақ топырақтарды түзеді.

Саздар (пелиттер) ақырын ағатын немесе теңіздердің, көлдердің ақпайтын суларында майда түйіршікті материалдың шөгуінен пайда болады. Түсі, химиялық құрамы, тығыздығы жағынан бұл жыныстар әрқилы болып келеді, бірақ олардың барлығында да диаметрі 0,01 мм кіші түйіршіктердің мөлшері 50% артық болады. Кейде сазды қабаттар құм және шаң қабаттармен араласып, алмасып жатады, бірақ көп жағдайда біртұтас шомбал массаны құрайды. Түсіне байналысты саз қабаттары қызыл сұр, қара қошқыл, ақ саз деп аталады. Саз қабаттарының көпшілігі каолин, алюминий тотығы, темір және марганецтен құралған. Сонымен қатар, олардың құрамында аморфты кремний қышқылы, жұқа уатылған кварц та болады. Таза каолиннен түзілген жынысты фарфорлық саз деп аталады.

Саздар суды өте нашар өткізеді, осы себепті олар әрқашан да су өткізбейтін қабатты құрайды. Олар газды да өте нашар өткізеді. Сондықтан ісінуге қабілетті. Су сиымдылығы жоғары деңгейде. Жер бедері қолайлы болғанда саз қабаттарында құнарлы топырықтар түзіледі. Бұл топырақтар ауыл шаруашылық дақылдарынан жоғары өнім алуға жарамды.

Жамылғы саздықтар. Бұл жыныстар мұздық қабаттарда кең түрде таралған. Бұлай аталуының себебі, олар теңіз шөгінділердін (морена) және де басқа тау жыныстарын жамылғы тәрізді жауып жататындықтан. Осындай жамылғының қалыңдығы бірнеше ондаған сантиметрден бірнеше метрге дейін жетеді. Бұл саздықтар қабаттасқан күйде болмайды. Механикалық құрамы жағынан саздықты және ауыр саздақты, құрамында жұмыр тастар мен тастар жоқ. Жамылғы саздақтарында түзілген топырақтарда жаңғақтық, кейде призмалық құрылым айқын байқалады. Жамылғы саздақтар бағалы топырақ түзілуші жыныс болып табылады.

Лесс (алеврит) шаңды саздақты борпылдақ жыныс. Бұл жыныстың механикалық құрамында: мөлшері 0,05 – 0,01мм аралығында болатын бөлшектер 50 – 60%, 0,01 мм-ден кіші бөлшектер 35-45%, CaCO₃3-5% бар. Жыныстардың қуыстылығы 50%. Түсі ақ-сұрдан, күңгірт сарыға дейін. Төмен ылғалдылықта біршама қатты, биіктігі 5-10 м жететін тік қабырғаларды құруға, сақтауға қабілетті, ал жоғарғы ылғалдықта отырыс береді. Осы себепті далаларда табақша тәріздес ойпаң жерлерді кездестіруге болады.

Минералогиялық тұрғыдан қарағанда лесс кварцқа бай, сонымен қатар оның құрамында далалық шпат, слюда, каолинит және монтмориллонит кіреді. Лесс–ең жақсы топырақ түзуші жыныстардың бірі. Ең құнарлы қара топырықтар осы лесс жыныстарында пайда болған.

Минерлогиялық тұрғыдан қарағанда лесс кварцқа бай, сонымен қатар оның құрамына далалық шпат, слюда, каолинит және монтмориллонит кіреді. Лесс – ең жақсы топырақ түзуші жыныстардың бірі. Ең құнарлы қара топырықтар осы лесс жыныстарында пайда болған.

Теңіз жыныстары және теңіз жыныстарының қабаты – кең таралған топырақ түзуші жыныстар. Бұл – қозғалыстығы мұздықтармен әкелген борпылдақ, сынып бөлінген материалдар. Мұндай жыныс қабаттарының механикалық құрамы әрқилы және саз түйіршектерінің, құмның, малта тастардың, шағал тастардың және жұмыр тастардың қоспасынан құралады. Сондықтан қоспадағы материалдың басым көпшілігінде қарай сазды, саздақты, құмды, құмдақты, тасты шағалды болуы мүмкін.

Химиялық құрамына қарай олар силикаттық және карбонаттық деп бөлінеді. Біріншілерінің құрамында қышқыл жыныстардың сынықтары (әртүрлі дәрежеде уақталған), мысалы граниттің, екіншілерінің құрамында карбонаттық жыныстардың сынықтары (әк тастың, доломиттің) болады. Теңіз жыныстарын осылайша екі топқа болудің үлкен шаруашылық маңызы бар. Силикаттық теңіз жыныстарында көбінесе, қышқыл, құнары төмен топырырақтар дамиды. Ал карбонаттық жыныстарда құнарлы топырақтар дамыған. Осы жағдай орман типтерінің таралуына, шалғындық бірлестіктердің ерекшеліктеріне әсер етеді.

Шөгінді тау жыныстары генезестік (түзілу) ерекшеліктеріне байланысты элювиальдық, делювиалдық, пролювиалдық, аллювиалдық және коллювиальдық деп беске бөлінеді.

Элювий немесе элювиальдық деп тау жыныстарының үгітілген жерінде қалып құралған бөлігін айтады. Бұл – іс жүзінде үгітілу қабығы. Элювий төбелі – таулы жерлерде таралған, қабатсаздығымен, сұрыпталмағандығымен ерекшелінеді. Біртіндеп ежелгі жамылғы жынысқа айналады.

Делювий тау бөктерінің төменгі тұстарына жиналған майда топырақтардың тұнбасы. Мұнадй жыныстардың ерекшелігі – бірнеше қыртысының (қабатының) болуы.

Пролювий – тау өзендерінің, бұлақтарының әрекетінің нәтежесінде пайда болған жыныстар. Осы жыныстардан сағалық конустар түзіледі. Конус төбелерінде ірі сынықтық материалдар жиналды. Ол материалдар жұмыр тастрадан, шағыл тастардан, малта тастардан құралады. Ал төменгі жағында майда құмдар, тұнбалар жиналды.

Аллювий – үлкен және кіші өзендердің тұнбалары. Өзен жазықтарында, сағаларыда пайда болып жиналды. Олар жақсы сұрыпталған сумен жұмырланған майда түйіпшіктерден құралған.

Коллювий – тау бөктерлерінің табанында ауырлық күшінің әсерінен, қар және мұз жылжуының әсерінен сынып жиналған матриал.

Шөгінді жыныстардың ерекше тобын жер тұнбалары құрайды. Олар жыныс бөлшектерін желмен ұшырып әкету нәтижесінде пайда болған. Әдетте бұлар жақсы сұрыпталған бөлшектер. Желмен ұшқын бөлшектердің беттері кедір – бұдырлы болып келеді. Жел тұнбаларының үлкен бөлігі, мөлшерлері, 0,05 тен 0,25 мм ге дейінгі бөлшектерден (майда құм) құралады. Эол тұнбалары негізінен кварцтан тұрады. Олар дюндарды, бархандарды созыла біткен төбелерді құрады. Мұндай құрылымдар шөлдерде, шөл далаларда таралған.

Түзілуі химиялық және биохимиялық жолмен өтетін шөгінді жыныстарға әк тастар, доломиттер, бор қабаты, туфтар, кремнийлік құрылымдар, сульфаттардың тұздары және хлоридтер жатады.

Әк тастар – негізінен шығу тегі бар, кеңінен таралған тау жынысы. Негізінен кальциттен құралды. Құрамында аз мөлшерде, қоспа түрінде, доломит, кварц және саз минералдар болуы мүмкін.

Бор карбонатты, кальциттен нашар цементтелген жағылғыш жыныс. Бор, салыстырмалы түрде, аз таралған. Бірақ ол жер бетіне шыққан тұстарда ерекше құрғақ торфты топырақта пайда болады.

Туфтар – борпылдық әктік массалар. Олар құрамы жағынан, базальттық, тарихтік, болып келеді. Турфтардың үлкен аудандары вулкандық жолмен пайда болған.
Метаморфтық тау жыныстары

Үлкен тереңдікте өтетін ауысу процесінде шөгінді немесе магмалық тау жыныстарының тек сыртқы түрі ғана өзгңріп қоймайды, сонымен қатар оның минералдық құрамы және құрылымы өзгереді. Мысалы, кеуекті бос әк тас, тығыз кристалдық мраморға – метаморфтық жынысқа айналады. Теңіз немесе мұхит түбінде жиналған әк тас қабаты уақыт өте келе оған қысым түсіріп, мұхит түбін оя бастайды. Пайда болған шұңқыр қысымының әсерінен күн өткен сайын тереңдей береді. Тереңдік өзгерген сайын әк тас жыныстары температурасы және қысымы да, жоғары жер қойнауына ене береді. Уақыт өте келе ол балқи бастайды. Нәтижесінде құрамындағы молекулалар бастапқы орындарын ауыстырады да басқа түрде топтаса бастайды. Осы масса қайтадан жоғары көтеріліп, жер бетіне шыққанда, суынады және кристалданады. Бірақ ол сол әк тас түрінде қалмайды, мраморға айналады. Оның түсі де әртүрлі болады. Егер осындай метаморфизация процесінде таза бор немесе әк тас түсетін болса, ақ мрамор түзіледі. Егер әк тас құрамында темір тотықтары болса, қызыл мраморға ал көміртегі заттарынан қара сұр мрамор түзіледі.

Егер құм жоғары температура және жоғары қысым жағдайында жартылай балқып, содан кейін кристалданатын болса, құмтас пайда болады. Гранит метаморфизация процесіне ұшыраса гнейстер түзіледі. Сазды сланецтер-шынылық яшмаға көшеді.

Маңызды метаморфтық жыныстардың қатарына кристалдық сланецтерді жатқызуға болады. Олар кварцтан дала шпатынан, слюдалардан және басқа минералдардан (магмалық) тұрады.

Сазды сланецтер үлкен қысым және жоғары температура жағдайларында цементтелінген саз материалдарынан түзілген. Бұл теңіз түбінің біртіндеп жер қойнауына енуінен болған. Уақыт өте келе теңіз түбі қайтадан орнына келген онымен бірге сазды сланецтерден құралған геологиялық қабаттастық та жер бетіне көтеріледі. Олардың бірнеше қабаттан тұр механикалық және химиялық құрамының ерекшеліктеріне байланысты болады. Сланецтердің тығыздығы әр түрлі және түсі де әр алуан болуы мүмкін. Олар көбінесе, кеуекті құрылымға ие болып, түсі сарғылт-сұр болып келеді, тіпті, қара қошқыл түрлері де кездеседі. Мұны оның құрамындағы көмірге айналған органикалық қалдықтардың қоспаларымен түсіндіруге болады.

Тау жыныстарының үгітілуі

Массивті-кристалдық тау жыныстарының үгітілуі

Тау жыныстары және минералдар өздерінің түзілу жағдайларынан өзгеше ортаға түскен кезде өзгере бастайды. Массивті-кристалдық, шөгінді және метаморфтық тау жыныстары жер бетіне шығысымен механикалық ұсақтануға, химиялық және биологиялық өзгерістерге ұшырайды. Жердің беткі қабағында (қыртысында) өтетін осы процесті үгітілуі деп атайды. Үгітілуге ықпал жасайтындар температура, су, көмір қышқылы, оттегі, әртүрлі тірі организмдер. Жер қабығының минералдық бөлігіне осы факторлардың барлығы бір мезгілде және бірлескен түрде әсер етеді. Сондықтан олардың әрқайсысының қаншалықты әсер ететінін тап басып айту қиын. Әйтседе ең басты факторды әрқашан анықтауға болады.

Үгітілуідің: физикалық, химиялық және биологиялық сияқты үш түрін анықтайды. Олардың барлығы бір мезгілде жүріп жатады.

Физикалық үгітілу – тау жыныстарының химиялық құрамын өзгертпей, тек қана механикалық жолмен өлшемдері әртүрлі бөлшектерге бөлінуін айтады.

Химиялық үгітілу кезінде тау жыныстарының құрамы өзгеріп жаңа минералдар түзіледі, көп жағдайда, алғашқы минералдарға қарағанда, олардың химиялық құрамы қарапайымдау болады.

Биологиялық үгітілу – тау жыныстарының тірі организмдердің әсерінен өздерінің химиялық құрамын өзгерте отырып, мүжіліп ұсақтануы.

Мұндай үгітілудің ең негізгі себебі – жер бетіндегі температуралардың тәуліктік және маусымдық өзгеруі. Күн сәулесінің әсерінен тау жыныстарының жоғарғы қабаттары өздерінің бұрынғы қабаттары қатты қызады, ал төменгі қабаттары көлемін ұлғайтады, осының әсерінен кернеу пайда болып жарықшақтар мен параллель беттерге бөлінуге әкеп соғады. Тау жыныстары жату сипатына және қызыну жағдайларына байланысты бұл жарықшақтардың тереңдігі әр түрлі болып, 2 мм-ден 10 мм-ге дейін жетеді. Күн сәулесі жынысты қыздыруын тоқтасымен жоғарғы қабат суына бастайды да сығылу процесі басталады. Жыныстардың ішкі бөліктері өзінің температурасын ұзағырақ сақтайды. Сондықтан оның көлемі де көп өзгеріске ұшырамайды. Осындай жағдайда жыныстың жоғарғы қабатында пайда болған кернеу радиальдық бағыттағы жарықшаралардың құралуына әкеп соғады. Жарықшаларға түскен су қатқан кезде өзінің көлемін үлкейтіп, жарықшаларды керіп кеңейтеді.

Жыныстардағы көлденең және тік бағыттағы жарықшақтардың саны біртіндеп көбейіп, соңында әртүрлі мөлшердегі тау жыныстарың сынықтары пайда болады. Бұл сынықтардың құрамында үлкен тастардан бастап майда түйіршіктерге дейін кездеседі. Кесектердің пайда болуына жеке жыныстардың және оларды құрайтын минералдардың көлемдік ұлғаюы коэффиценттері мынадай: кварц – 0,00031, ортоклаз – 0,00017, кальцит – 0,00020.

Күрделі жыныстар минералдарының ұлғаю коэффиценттері әртүрлі болғандықтан олар қарапайым жыныстарға қарағанда, жылдамырақ үгітіледі.

Физикалық үгітілу

Физикалық үгітілу процесі түйіршіктердің өлшемдері 0,001 мм-ге жеткенше жүреді. Үгітілуге ұшыраған түйіршіктердің өлшемдері 0,001 мм-ден кемігенде физикалық үгітілу тоқтатылады. Себебі 0,001 мм-ден кіші түйіршіктер бірқалыпты қызынып, суынатындықтан өздерінің өлшемдерін өзгертпейді, физикалық үгітілуге ұшырамайды.

Физикалық үгітілу, республика көлемінде алғанда, құрғақ, ыстық аймақтарда немесе өте суық жерлерде, таулы аудандарда айқын байқалады. Құрғақ шөл далалық аудандарда күн мен түннің температураларының ауытқуы 60⁰С, ал қыс пен жаздың температураларының ауытқуы 50⁰С-ге жетеді. Мұнымен қатар күшті желмен көтеріліп ұшатын құм, тасты жыныстарлы қайрап, тегістеп оларды физикалық бұзылуға әкеп соғады. Сондықтан шөл жерлерінде сынған тастардың, шағал тастардың, құмның үйінді түрінде жиналуы көптеп байқалады.

Физикалық үгітілу топырақ түзілу процесінде маңызды орын алады. Осы үгітілу нәтижесінде химиялық және биологиялық үгітілуге негіз жасалынады. Жыныс бөліктері уатылғанда беттерінің үлестік ауданы артады да осы себепті олар химиялық және биологиялық үгітілу факторларымен оңай әрекеттеседі.
Химиялық үгітілу

Химиялық үгітілу кезінде минералдар бұзылып бөлшектенеді және синтезделінеді. Сөйтіп бастапқы жыныста кездеспейтін жаңа минералдар түзіледі. Химиялық үгітілудің негізгі факторлары – су, оттегі, көмір қышқыл газы, температура.

Химиялық реакциялардың өтуі температураның жоғарылануынан жылдамдайтыны белгілі. Сондықтан химиялық үгітілу ауаның жылдық орташа температуралары жоғары және көп мөлшерде ылғал түсетін аймақтарда айқын байқалады. Температураның әрбір 10⁰С жоғарылануынан химиялық реакциялардың өтуі 2 – 2,5 есе үдейді. Бөлшектердің көлемі азайған сайын олардың реакциялық қабілеті жоғарылай береді. Осыған орай химиялық реакциялар кесектің ең ұсақ бөліктерінде (<0,01 мм) жақсы жүреді.

Мысал ретінде граниттің құрамындағы минералдардың және үгітілу қабығындағы шөгінді жыныстардың химиялық үгітілуін қарастырайық.

Граниттің құрамына кварц, далалық шпаттар, слюда, авгит және басқа минералдар енеді. Кварц (SiO₂) жердің бетінде химиялық тұрғыдан алғанда өте тұрақты. Оған тек қана зертханалық жағдайда сілтілер жіне фторлы сутегі қышқылы ғана әсер ете алады. Кремний қышқылы өте аз мөлшерде, ешбір химиялық өзгерістерсіз-ақ табиғи суда ериді. Кесекте кварц, химиялық өзгерістерге ұшырамай, белгілі бір шекке дейін уатылады. Оның осы ерекшелігі Жер планетасының бетіне өте үлкен көлемде шоғырланып жиналуына мүмкіндік береді. Химиялық әсерге, кварцқа қарағанда, далалық шпаттар әлдеқайда төзімсіз. Мысал ретінде ортоклаздың сумен және ауа құрамындағы көмір қышқыл газбен әрекеттесуін келтірейік. Ортоклаз (К₂Аl₂Si₆O₁₆) алюмокремний қышқылының калий тұзы. Оған су әсер еткенде гидролизденеді:

К₂Аl₂Si₆O₁₆+ 2HOH = H₂Аl₂Si₆O₁₆+ 2KOH.

Еркін алюмокремний қышқылы және екі молекула ащы калий бөлініп шығып, судың сілтіленуі байқалады. Пайда болған алюмокремний қышқылының молекуласы тұрақты емес, ол әрі қарай каолин және аморфты кремний қышқылына ыдырайды:

H₂Al₂Si₆O₁₆ H₂Al₂ Si₆O₁₆ + 4 Si₂
H₂Al₂Si₂O₈+ H₂O = H₂Al₂Si₂O₈ H₂O (каолин)
4SiO₂ + 4n H₂O = 4SiO₂^.nH₂O ( аморфты кремний қышқылы).
Үгітілу кезінде түзілген ащы калий ауадағы көмір қышқылы газының молекуласын қосып алып, нәтижесінде поташ пайда болады:
2КОН + CO₂ = K₂CCO₃ + H₂O.
Егер үгітілуге альбит ұшыраса, гидролиз кезінде поташ емес, сода (Na₂CO₃) түзіледі. Ал қалған заттар өзгермейді. Анортит гидролизденсе, көмір қышқыл кальций (СаСО₃) және каолин пайда болады.

Қарапайым силикаттардың үгітілуі де гидролизден басталады, кейін түзілген негіздерге көмір қышқылы қосылады. Мысалы, энстатит минералына (MgSi₃) су және көмір қышқылы әсер еткенде, көмір қышқыл магний және аморфтық кремний қышқылы түзіледі. Соңынан ол өз бойындағы суды жоғалтып, кварцқа айналады.

Оливин судың және көмір қышқылының әсерінен көмір қышқыл магнийге, көмір қышқылды темірге және ортокремнийлі қышқылға aйналады, ал тұрақсыз минерал сидерит (FeCO₃) судың гидролиздеушілік әсерінен темір гидрототығын, көмір қышқылын және суды түзеді.

Апатиттің үгітілуінен қарапайым фосфат, хлоридтер және кальций фторидтері түзіледі.

Химиялық үгітілу процесіне қарап: сиалиттік және аллиттік екі негізді ажыратады. Бірінші тип қоңыржай климатты, жауын-шашын орташа мөлшерде түсетін территорияларға тән. Осындай жағдайларда өтетін үгітілуде негізінен алюмосиликаттар және феррисиликаттар түзіледі. Үгітілудің екінші типі ылғалды жылы климаты бар территорияларға тән. Мұндай жерлердің жыныстарында гидролиздің интенсивті өтуіне байланысты алюминийдің, темірдің, кремнийдің гидроксидтері түзіледі.
Биологиялық үгітілу

Жоғарыда минералдың ыдырауы тірі оганизмдердің қатысуынсыз өтетін процестерді қарастырдық. Жер қабығының өсімдіктер және жануарлар мекендейтін жоғарғы бетінде үгітілу процестері күрделенеді. Физикалық, химиялық үгітілудің нәтижесінде түзілген минералдар биологиялық процестердің әсерінен тұрақтылығын жоғалтып, бөлшектенуін жалғастыра беруі мүмкін.

Биологиялық үгітілу топырақ түзілумен тығыз байланысты. Минералдарға өсімдіктердің тамырлары, сонымен қатар микробтардың, өсімдіктердің және жан-жануарлардың тіршілігінен туындайтын қалдықтар, тіршілігін тоқтатқан организмдердің ыдырау қалдықтары әсер етуі мүмкін.

Организмдердің физикалық және химиялық түрде үгітілуге ұшырамайтын жыныс бөліктеріне әсері үлкен. Үгітілу процесіндегі организмдердің атқаратын үлкен рөлін көрсете отырып, академик В. И. Вернадский әрі қарай физикалық және химиялық үгітілуге ұшырамайтын каолин минералының тірі организмдердің әсерінен өзінің тұрақтылығын жоғалтатынын, соңынан биологиялық үгітілуге ұшырайтынын айтқан. Кейбір су жалбыздарының түрлері каолинді коллидты кремний қышқылдарын және сусызданған алюминийдің коллидты гидраттарын бөле отырып, ыдырауға ұшырайды. Осы ыдырау су жалбыздары бөліп шығаратын, негізінен пектин заттарынан тұратын, шырыштың әрекетінен болады.

Майлы қышқылдық және нитрификациялаушы микрорганизмдер өздері бөліп шығаратын заттармен апатитты және силикатты жақсы ыдыратады. Көк-жасыл су жалбыздарының жыныстардың бетіне тигізетін әсері бұрыннан белгілі. Осы аталған жалбыздардың және нитрификациялаушы бактериялардың гранитке тигізетін әсері анықталған. Келтірілген мысалдар мүжілу процесіндегі тірі организмдердің маңызды рөл атқаратынын дәлелдейді.

Сонымен физикалық, химиялық және биологиялық үгітілу процестері бір мезгілде өтіп жатады. Үгітілу дәрежесіне, олардың әрқайсысының қосар үлесі, сыртқы ортаның жағдайына байланысты болады.

ШӨГІНДІ ЖЫНЫСТАРДЫҢ ҮГІТІЛУІ
Шөгінді жыныстар жердің беткі қабатында ең көп таралған, сондықтан олар топырақ түзілу процестеріне кеңінен қатысады.

Шөгінді жыныстар туынды (екінші) жыныстар болып саналады. Олардың құрамында бастапқы жыныстар мен кристалдардың бөліктері ғана емес, массивті кристалдық, метаморфтық жыныстардың үгітілуінен пайда болған тұрақты минералдар да бар. Шөгінді жыныстардың үгітілу ерекшеліктері, ең алдымен, олардың құрылымына және химиялық құрамына тәуелді болады. Мысалы, конгломераттар және брекчилер негізінен бастапқы минералдардың қалдықтарынан құралады, туынды минералдар тек үгітілу кезінде пайда болған цементтеуші заттардың құрамында кездеседі. Осындай жағдайда шөгінді және бастапқы жыныстардың үгітілу процестерінде үлкен айырмашылықтар болмайды.

Бастапқы жыныстардың үгітілуінен пайда болған әк тастардың, сазды сланецтердің және саздардың үгітілуі процесінде физикалық түрде ұсақтанады және жыныс құрамына енетін кейбір минералдардың өзгеруіне байланысты химиялық құрамын да өзгертеді.

Үгітілуге ұшыраған әк тастың өзгеру процесін қарастырайық. Оның құрамында көмір қышқыл кальций, каолин, кремний қышқылы, кварц, темір, алюминий және марганец гидраттары және аз мөлшерде фосфаттар, сульфаттар, хлоридтер тағы басқа қосылыстар бар. Минералдардың үлкен бөлігі химиялық өзгерістерге ұшырамайды. Мысалы, хлоридтердің, сульфаттардың, фосфаттардың бір бөлігі суда ериді және өзгеріссіз алып кетіледі. Гидратталған металл тотықтары және кремний қышқылы суда іс жүзінде ерімейді, жыныс олармен басқа минералдардың еруі нәтижесінде қанығады. Каолин – тұрақты минерал. Ол микроорганизмдермен жартылай ғана бұзылады. Сондықтан жыныс бұл минералмен де қанығады. Оның бойындағы көмір қышқыл кальций-кальциттің мөлшері күрт өзгереді. Бұл тұз ауадағы көмір қышқылымен және сумен реакцияға оңай түседі.

CaCO₃ + H₂O + CO₂ = Ca(HCO₃)₂
Нәтижесінде суда еритін тұз – екі көмір қышқыл кальций түзіледі. Әк тас осы реакцияның нәтижесінде кальциттен айырылады, сонымен қатар ол салыстырмалы түрде алғанда саз, кремний қышқылы, темір тотығы, алюминий тотығы сияқты ерімейтін тұрақты минералдармен қанығады. Әк тастың түсі ақшылдан сұрлауға, қызылдауға және бозғылтқа дейін өзгеріп отырады. Оның үгітілген түйіршіктері жұқа бөлшектерден тұрады. Міне, осы себепті әк тастық жыныстарда, үгітілу процесінде, сазды топырақтар түзіледі (6 кесте).
6-кесте

Әк тастардың және үгітілуі заттарының құрамы

Әк тастардың құрамындағы минералдар	Реагенттер	Сілтісіздену заттары	Үгітілген жыныстардың құрамындағы минералдар
1	2	3	4
CaCO₃және жартылай MgCO₃	H₂O₇CO₂	Ca (HCO₃)₂ Mg (HCO₃)₂ MgCO3	CaCO₃және өте аз мөлшерде MgCO₃
H₂Al₂Si₂O₃H₂O және басқа саздық минералдар	H₂O, СО₂	-	H₂Al₂Si₂O₃^. H₂O және басқа саз минералдардың жиналуы
SiO₂^.n H₂O	нашар ериді	-	SiO₂ H₂O
SiO₂	нашар ериді	-	SiO₂жиналуы
Fe₂O₃^.nH₂O	нашар ериді	-	Fe₂O₃^.H₂O жиналуы
Al₂O₃ ^.n H₂O	нашар ериді	-	Al₂O₃ ^.n H₂O жиналуы
Mn₂O₃nH₂O	нашар ериді	-	Mn₂O₃nH₂O жиналуы
Ca₃(PO₄)₂	нашар ериді	-	Ca₃(PO₄)₂
CaSO₄	ериді	-	-
Na₂SO₄	ериді	-	-
NaCl	ериді	-	-

Үгітілудің нәтижесінде әк тастың орнына – мергель (карбонатты саз) және таза карбонатсыз саздар түзіледі. Әрі қарай олардан сазды топырақтар пайда болады.

Басқа да көптеген жыныстар осындай жолмен үгітіледі.
Өзін-өзі тексеру сұрақтары:

1. Топырақтың минералогиялық құрамының қалыптасуы.

2. Алғашқы минералдар және олардың маңызы.

3. Алғашқы және екіншілік минералдардың топырақ түзілуі.

4. Топырақ құнарлығын қалыптастырудың маңызы.

5. Екінші минералдардың тұрақтылығы деген не?

6. Жер қыртысының минералдары және тау жыныстарын атаңыз.

7. Жіктелуіне байланысты неше кластарға бөлінеді?

8. Тау жыныстыры деген не?

9. Топырақтың минералогиялық құрамы қандай?

10. Массивті-кристалдық тау жыныстарының үгітілуі.

11. Шөгінді жыныстардың үгітілуі.

12. Шөгінді жыныстар деген не?

13. Шөгінді жыныстарының құралуы неше кезеңнен тұрады?

14. Туфтар деген не?

15. Метаморфтық тау жыныстары деген не?

16. Тау жыныстарының үгітілуі деген не?

17. Физикалық үгітілу

18. Химиялық үгітілу

19. Биологиялық үгітілу

Дәріс 6.

Топырақтың химиялық құрамы.

1.Топырақтың химиялық құрамының қалыптасуы.

2.Химиялық элементтердің топырақ қабатында таралуы.

3.Топырақтың түзілуінің материалдық негіздері

4 Тау жыныстары және топырақтағы химиялық элементтердің мөлшері
Топырақтың түзілуіне жоғарыда сипатталған топырақ түзу факторларымен қатар, оның түзілуіне тікелей қатысы бар материалдық негіздердің рөлі ерекше. Топырақ түзу материалдық негіздерге: аналық тау жынысы, осы қабаттағы ауа құрамы мен ылғал, мекендейтін бүкіл жоғарғы және төменгі сатылы организмдер қосындылары жатады. Табиғаттың ауа райы мен жер бедерлерінің өзгешелігі нәтижесінде әртүрлі топырақтар түзіледі.

Әдетте, бір затты түзуге қатысатын материалдар негіздерінде үлесін зерттеу олардың химиялық құрамын анықтаудан басталады. Биосферадағы әр түрлі табиғат денелерінің химиялық құрамын сипаттағанда, оның құрамындағы әр түрлі элементтердің орта есеппен алатын орнын, үлесін пайызбен шығарады. Жер қабатындағы элементтердің орташа құрамын 1924 жылы алғаш есептеп шыққан американдық ғалым Ф. У. Кларк еді. Сондықтан мұны Кларк көрсеткіші деп атайды. Кейінірек жаңа қосылған мәліметерге байланысты бұл Кларк көрсеткіштері бірнеше рет толықтырылды (А. Е. Ферсман, 1934 – 1939, А. П. Виноградов, 1962).

Сонымен қатар, ауа құрамындағы, судағы және тірі заттардағы элементтер кларкы да есепке алынатын болды.

Тау жыныстарының орташа химиялық кұрамы. Тау жыныстарындағы химиялық элементтердің кларк үлестеріне байланысты олар:

- мол элементтер, Кларк көрсеткіштері – п 10-п-10^2;

- аз элементтер, Кларк көрсеткіштері - п- 10-п -10^{3 ;}

- өте аз элементтер, Кларк көрсеткіштері - п- 10³-п- 10⁵болып үш топқа қосылады.

Жер бетіне жақын ауаның химиялық құрамы. Топырақ түзуші жыныстарының құрамымен салыстырғанда топырақ бетіндегі мөлшері өте алшақ.

Келтірілген мәліметтерден азот жер қыртысында аз элемент қатарында болса, ауа құрамында ол негізгі құраушы элемент. Ауадағы азот – топыраққа берілетін азоттың негізгі көзі. Ол биологиялык тірі организмдерге қажетті белок түзетін элемент. Топырақа ол ауадан түсетін ылғалдар және ауадан азотты сіңіретін микроорганизмдер арқылы келеді. Ауаның құрамындағы екінші негізгі элемент – оттегі. Онымен тотықтандыру реакциялары, соған байланысты тау жыныстарының үгілуі мен топырақ түзу құбылыстары тікелей байланысты. Озон – ауа кұрамындағы өте аз элемент, өте белсенді тотықтырғыш.

Жасыл өсімдіктер үшін және топырақ түзуде ауадағы көмір қышқыл газының маңызы ерекше. Жасыл өсімдіктердің жапырағы арқылы фотосинтез жүреді. Осының нәтижесінде көмір қышқыл газындағы көміртегі өсімдіктердің барлық органикалық бөліктерін түзеді, олар кейін топыраққа беріледі. Органикалық заттардың шіріп-ыдырау кұбылыстарынан пайда болған топырақтың қара шіріндісінде (гумус) көміртегінің үлесі - 58%, ол негізінен ауадағы көмірқышқыл газынан түседі.

Жер бетіндегі және топырақ кеуектеріндегі көмірқышқыл газы (СО +Н₂О Н₂С0₃) ылғалмен қосылып, көмір қышқылын түзеді.

Топыраққа түсетін ауа ылғалдары мен жерасты суларының химиялық құрамы. Ауадан түсетін ылғал топырақтағы барлық тіршілік атаулыны және ондағы жүретін бүкіл химиялық реакцияларды қамтамасыз етеді, ерітеді, жуып-шайып тез ерігіш тұздарды топырақ қабатынан әкетеді.

Ауадан түсетін ылғал, әдетте, таза су емес, ол өзімен ауа газдарын, шаң-тозандарды, тұздарды, қышқылдарды ілестіре келеді. Кей кездерде ауадағы топырақ бетінен немесе теңіз беттерінен ұшқан тұздар ылғалмен еріп, топырақ бетіне қайта сіңіп жатады.

Өсімдіктер мен жануарлар химиялық элементтерді өздерін биологиялық қажеттілігіне байланысты тандап сіңіреді. Сондықтан күлдік пішіндегі элементтер құрамы жер қыртысындағы элементтерге қарағанда, тіпті, өзгеше. Тау жынысынан немесе топырақтан тірі организмдердің элементтерді биологиялық сіңіру белсенділігі Б. П. Полынов пен А. И. Перельман енгізген сіңірудің биологиялық коэффициенті арқылы анықталады. Бұл коэффициент өсімдік күлінде элементтің топырақтағы немесе тау жынысындағы элементке қатынасынан алынады.
Топырақтағы химиялық құрамның қалыптасуы

Химиялық талдауға қарасақ, топырақтағы химиялық элементтер құрамы көп, және ол көп жылға жетеді. Н. П. Ремезов деректері бойынша, қаратопырақ құрамында азот пен фосфордың көптігі сонша, бидайдан орташа түсім алғанда небары 250 жылға жетеді екен, ал калий құрамы – 3 мың жылға жетерлік. Бірақ өсімдіктер үшін элементтер мөлшері емес, топырақтағы өсімдік сіңіруге ыңғайлы формалары маңызды.

Топырақтағы азоттың көп бөлігі органикалық ғана түрінде болады, сондықтан ол күрделі, келеді соның ішінде мәдени өсімдіктер үшін сіңірілмейді. Тек микробиологиялық тіршілік нәтижесінде пайда болатын аммоний және нитрат қоспалар ғана өсімдікке сіңімді.

Фосфордың органикалық қоспалары және фосфор құрамы – минералдардың көбі өсімдіктерге сіңбейді. Топырақтағы калий негізгі массасы екінші дисперсиялық силикат (гидросиюд) құрамына кіреді, бұл күйінде оны өсімдіктер қорыта алмайды.

Өсімдіктер сіңірілген калийді және калийдің суда еритін қоспаларын бойына тартады, бұлардың топырақтағы мөлшері мардымсыз. Кальций мен магний де сіңірілген және суда еріген күйінде ғана өсімдіктерге пайдалы. Өсімдіктерге сіңімді түрдегі химиялық элементтер құрамы олардың жалпы құрамына қарағанда өте аз. Сондықтан мәдени өсімдіктердің қалыпты өсуі үшін (демек, жақсы өнім алу үшін) кейбір қоректік элементтерді сіңімді формада топыраққа тыңайтқыш ретінде қосу керек.

Оның тағы бір себебі жыл сайын жиналған өніммен бірге химиялық элементтер де топырақтан алынып, азаяды. Демек, өсімдіктердің қалыпты өсуіне керек элеметтер мөлшері де азаяды, бұл егін өніміне әсер етеді. Мысалы, бұл құбылыс АҚШ-тың орталық аудандарында байқалды, онда 20 жыл ішінде топырақтағы азот мөлшері 20%-ға кеміген, келесі 20 жылда 10% ке, келесі 20 жылда 7% ға кеміген.

Сондықтан агрохимия ережесіне сәйкес тыңайтқыш қолдану ауыл шаруашылығы дақылдары түсімін және жер құнарлылығын көтеретін маңызды тәсіл болып табылады.

Тыңайтқыш қолдана отырып адам заттардың биологиялық айналымына белсенді араласып, өз мақсатында бағыт беріп, реттейді. Органикалық минерал тыңайтқыштарды қосумен қатар соңғы жылдары бактериялық тыңайтқыштарда қолданыс табуда. Бактериялар массасын топыраққа араластырып микробиологиялық процестерді күшейтуге және химиялық элементтердің сіңімділігін көтеруге қол жеткізіледі. Мысалы, фосфорбактерин органикалық заттарды ыдыратып, фосфорды сіңімді фосфор түріне айналдырды, т.б.

Ауыл шаруашылығы дақылдарын қалыпты өсіру үшін макроэлементтер мөлшері ғана емес, сирек кездесетін және бытырап орналасқан химиялық элементтер құрамы да маңызды.

Олардың болмауы немесе аз болуы мәдени өсімдіктердің ауруына, түсімнің аз болуына әкеледі.

Топырақта жездің кемдігінен пайда болған жағымсыз құбылыстар кең тараған. Бұл құбылыстар торф топырақта орман аймағында көп кездеседі ("өңдеу сырқаты" деп атайды). Жез қосқан соң ғана бұл ауру жойылған, астық өнімі көбейген.

Жезді кейбір өсімдіктер организміне қосу үшін оларды паразиттік саңырауқұлақтарға қарсы тұрақтылығын арттырады. Мырыш, бор, марганец, молибден және сирек кездесетін элементтер топыраққа қосқанның әсері болатыны анықталды.

Химиялық элементтердің топырақ қабаттарында таралуы

Топырақ түзілу құбылыстарының нәтижесінде жалпы тау жыныстарының құрамын сақтай отырып, көптеген элементтердің мөлшеріне өзгерістер енгізеді.

Топырақтардың орташа химиялық құрамы, % (А. П. Виноградов, 1962):

О – 49 Sі - 33 Аl - 7,13

Ғе - 3,80

Са - 1,37

Na - 0,83
К - 1,36

Mg - 0,60

Ті - 0,46

С - 2,00

S - 0,085

Мn - 0,085

Топырақтағы химиялық элементтердің мөлшеріне қарай бірінші орында О мен Sі, екінші Al мен Fe, үшінші Са мен Мg, солардан кейін Na, К, т.б. элементтер орналасқан, Топырақтың химиялық құрамы өзін түзген тау жыныстарының химиялық құрамынан айырмашылығы бар. Мұнда органикалық элементтердің мөлшерлері көп: көміртегі 20 есе, азот 10 есе өседі. Сонымен қатар, оттегі және сутегі мөлшерінің көп, ал алюминий, темір, калий, кальций, магнийдің аз екені байқалады. Осы элементтер әртүрлі химиялық қосындылар түрінде топырақ құрамына еніп, топырақ типтерін анықтайды. Өсімдіктер мен топырақ арасындағы қарым-қатынасты белгілеуде бұлардың биологиялық маңызы өте зор. Көміртегі, сутегі, оттегі топырақтың органикалық заттарының құрамына кіреді, минералды түрде олардың карбонатты тұздары кездеседі.

Оттегі су құрамында гидроксидтердің, алюмосиликаттардың, бос қышқылдардың және олардың тұздарының құрамында болады.

Топырақтағы тағы бір үлесі мол элементтің бірі – кремний. Ол жер қабатындағы минералды қосындылар құрамына кіріп, органикалық заттар құрамындағы көміртегі сияқты маңызды рөл атқарады. Топырақта ең көп тараған кремний қосындыларының бірі – кварц минералы SіО₂. Кремний және кремний қышқылдарының тұздары силикаттар мен алюмосиликаттар құрамына кіреді. Өсімдіктердің құрамында да кремний бар, мысалы, ол дәнді дақылдарда 10% -дан 60%-ға дейін жетеді.

Алюммний алюмосиликаттар балшықты минералдар құрамында кездеседі. Бұлардың биологиялық маңызы онша емес. Аl₂O₃-тің топырақтағы жалпы мөлшері 1-2%-дан 15-20%-ға дейін, ал ферралитті топырақтарда 40%-ға дейін жетеді.

Темір әртүрлі оксидті, гидроксидті және шала күкіртті қосындылардың құрамына кіреді. Бұл элемент биологиялық жағынан өсімдіктердегі хлорофильдін түзілуіне катысады. Егер өсімдіктерге темір жетіспесе, олардың жапырақтары сарғайып, хлороз деген ауруға шалдығады. Топырақтағы темір элементінің мөлшері әртүрлі. Мысалы, құмдақ топырақтарда 0,5-1,0%, лесс жыныстарында түзілген топырақтарында 3-5, ал ферралитті топырақтарда 20-50%.

Калий мен магний топырақта слюдалардың немесе басқа минералдардың құрамында кездеседі. Бұлар тұздар түрінде бөлініп, басқа минералдың қосындыларымен реакцияға түсіп, күкірт, фосфор қышқылдарының тұздарын құрайды. Бұл екі элемент те өсімдіктерге өте қажет. Топырақта ол 1-3% мөлшерінде болады.

Калий мен натрий дала шпаттарының ортоклаз, микроклин, альбит құрамында бұзылу нәтижесінде минералды қышқылдардың тұздарын кұрайды. Бұл тұздар суда жақсы ериді. Калий – өсімдіктердің қоректік элементтерінің бірі. Оның топырақтағы мөлшері – 2-3%, Na₃O-ның мөлшері – 1-3%. Натрийдін жылжымалы түрі топырақта жоғары болса, ол физикалық және химиялық жағынан қолайсыз қасиеттер туғызады.

Титан көбінесе, алғашқыда үгілуге аз берілетін минералдардың құрамына кіреді (ильменит, рутил, сфен). ТіО₃мөлшері топырақта көп болмайды.

Марганецтің топырақтағы мөлшері өте аз. Пиродезит, баунит, оливин сияқты микроэлементтер өсімдіктердің өсуі мен сапалы дамуына өте қажет. Бұл тақырыпқа әріректе тоқталмақпыз.

Күкірт өсімдіктердің немесе жануарлардың қалдықтарымен түзілген органикалык заттардың құрамында болады. Пирит деген минерал түрінде де кездеседі: Ғе₂S. Топырақта SО₃ мөлшері пайыздың оннан бір бөлігінен аспайды, кейбір сулфатты тұздар топырақта көп болуы мүмкін. Егер де күкірттің топырақта жылжымалы түрі мол болса, оның себебін осы төңіректе ыластаушы өндіріс орындарынан іздестірген жөн.

Көміртегі, сутегі, азот, фосфор – органогендік элементтер. Олардың топыраққа тигізер пайдасы көп. Көміртегі гумустың, органикалық қалдықтардың құрамында, сутегі газдардың, өсімдік пен жануарлардың денелеріндегі органикалық заттарда болады. Көміртегі органикалық заттарға бай топырақтарда 3-10%, сутегі 3-6% мөлшерде. Азот өсімдіктің өсуінде, жануарлардың тіршілігінде зор рөл атқарады. Оның мөлшері көбінесе, органикалық қосындылар: аммиак, азот және азотты қышқылдардың тұздары күйінде кездеседі (0,3-0,4, кейде 0,1%). Топыраққа азот екі жолмен келеді: 1) үлкен қысым әрі катализатор (найзағай) қатысуы арқылы аммиак NH₃ түзіліп, жауын-шашынмен түседі; 2) азот сіңіруші бактерялардың (бос немесе бұршақты өсімдіктер тамыр түйіндеріндегі) қатысуымен шоғырланады.

Фосфор, апатит, фосфорит минералдары құрамында және топырақ шіріндісінде, органикалық қосындыларда кездеседі. Топырақта фосфор қышқылының тұздары – фосфаттар түрінде болады. Nа мен Сa бір фосфаты Na₂HPO₃, Ca(Н₂РО₄)₂, натрий мен кальций екі фосфаты Nа₂НРО₄, Са(НРО₄)2Н₂О, натрий мен кальций үш фосфаты – Са₃(РО₄)₂, Na₃РО₄. Топырақта көбінесе, суда еритін, өсімдікке сіңімді Са (Н₂РО₄)₂ түрі болуы қажет.

Топырақтың макро- және микроэлементтері

Органикалық тыңайтқыштар – жануарлар мен өсімдіктер қалдықтарының органикалық қосылыстары түрінде кездесетін қоректік заттар. Органикалық тыңайтқыштар бұдан 3 мың жылдай бұрын Қытай мен Жапонияда қолданыла бастаған. Бұрынғы КСРО аумағында ХІV – ХV ғасырлардан бастап ауыл шаруашылығы дақылдарының өнімділігін арттыратын құрал ретінде кеңінен таралған. Органикалық тыңайтқыштарға көң, қи, құс саңғырығы, садыра, жасыл тыңайтқыштар, сабан, т.б. өсімдік қалдықтары, залалсыздандырылған тұрмыстық және өндіріс қалдықтары, ақаба сулардың тұнбалары, т.б. жатады. Өнеркәсіпте мочевина шығарылады. Органикалық тыңайтқыштар құрамында топырақтың ең маңызды агроникалық қасиеттеріне қажетті макро- және микроэлементтер бар. Топырақты қарашірікпен, қажетті химиялық элементтермен байытуға, оның ылғалдылығын молайтып, ауа мен су режимінің реттелуіне, физикалық қасиеттерін жақсартуға мүмкіндік береді. Органикалық тыңайтқыштар ауыл шаруашылығы дақылдарының өнімділігін жоғарылатып, сапасын арттырады. Құнарсыз топырақты құнарландыру үшін және суландыру жүргізілген жерлерді игеру үшін міндетті түрде органикалық тыңайтқыштар себіледі. Көбіне топырақты жыртқан кезде тұқымды себуге дейін енгізіледі. Қопсыту кезінде өте шіріген қарашірік, тауық қиын, т.б., ал үстеп қоректендіргенде көбіне, садыра және тауық қиын қолданады. Картоп, жүгері, көкөніс және техникалық дақылдарды, күздік дақылдарды, т.б. отырғызғанда оның шұңқырына салу тиімді. Жылыжайларда егістік бетін жабындауда қолданады. Органикалық тыңайтқыштарды қолданудың тиімділігі ылғалы жеткілікті аудандардағы шымды-күлгіндеу және орманның сұр топырақтарында жоғары, ал күлгінденген және сілтісіздендірілген қара топырақтарда төмендеу, құнарлы және қарапайым қаратопырақтарда төмен болады. Органикалық тыңайтқыштардың мөлшері дақылдың түріне және топырақ-климаттық жағдайға байланысты 15 – 60 т/га-ға тең. Минералды тыңайтқыштармен бірге қолданғанда оның мөлшері азаяды. Құрғақшылық аудандарда жырту қабатының барлық тереңдігіне енгізіледі, ал ауыртопырақты жерлерде оның тереңдігі 15 – 18 см-ден аспауы керек. Микроэлементтердің мал шаруашылығы үшін де маңызы зор. Кейбір микроэлементтердің топырақта және өсімдіктерде (жемде) артық не кем болуы мал өнімділігіне елеулі әсер етеді.

Микроэлементтер. Кейбір химиялық элементтердің мөлшері топырақта өте аз (n10^-3) болғандықтан, оларды: бор, молибден, мыс, жез, марганец, кобальт, мырыш, иод, фторды (В, Мn, Мо, Сu, Zn, Со, I, Ғ), т.б. жеке топқа жатқызады. Микроэлементтер өсімдіктерге қоректік элемент ретінде тікелей сіңбейді, олар қоректік элементтермен бірге сіңіріледі және тірі организмдердің ферменттік құрамына кіреді де, топырақта биохимиялық алмасу процестерін жеделдетеді. Өсімдіктер өнімі мен оның сапасының және топырақтағы микроэлементтср мөлшерлерінің арасында тікелей байланыс бар. Топырақта микроэлементтердін жетіспеуінен өсімдіктердің өнімі де, сапасы да төмендеп, тіпті, ауруға шалдығады. Микроэлементтер жетіспесе немесе артық мөлшерде болса, онда ондай топырақты биохимиялық зарарлы эпидемия провинциялары деп атайды. Бұл табиғи факторлармен қатар, техногендік ластану, тыңайткыштарды артық қолдану салдарынан болуы мүмкін. Топырақтағы микроэлементтердің мөлшері олардың топырақ түзуші аналық жынысындағы бастапкы мөлшерлеріне байланысты. Гумус белсенді түрде жиналатын процестерде микроэлементтер топырақтың беткі қабатында мол, ал шайылу процесі басым болған жағдайда едәуір аз болады.

Топырақ түрлі минералды (90-99%) және органикалық заттар (1-10%) мен топырақ ауасынан тұрады.Топырақтың химиялық құрамының маңызы зор, ол құнарлығын айқындаумен қатар, өсімдік құрамына әсерін тигізеді. Топырақтың химиялық құрамына өсімдіктердің химиялық құрамы тәуелді деуге болады. Топырақ құрамы мен жер сулары арасында тікелей байланыс бар. Қандай да бір макро- және микроэлементтердің кемістігі немесе тым көп болуы азықтық өсімдіктердің өнімділігіне, сондай-ақ құрамындағы жекелеген элементтер мөлшеріне әсерін тигізеді. Жануарларды азықтандыруға пайдаланылатын өсімдіктерде кейбір элементтер кемістігі немесе көп болуы, өнімділік төмендеуі мен бірқатар аурулар байқалуының себебі бола алады.

Егер топырақта азықтық өсімдіктерде кальций және фосфор тұздары жетіспесе, жануарлар организмінде минералды алмасу бұзылып, нәтижесінде рахит (жас төлдерде), остеомаляция (ересек жануарларда,) іш тастау тәрізді аурулар байқалады. Топырақ пен азықтарда натрий мен магний жетіспеуінің де салдары ауыр. Кальций, фосфор, магний, натрий, көміртегі, сутегі, азот оттегі, күкірт, калий, темір, кремний, алюминий, хлор макроэлементтерге жатады. Олардың топырақта, өсімдік, жануар организмдеріндегі мөлшері бүтіннен жүздік пайыздарға дейін ауытқиды.

Макроэлементтер жануардың тірі салмағының 99,9%-ын құрайды, ал тек 0,1% ғана сан жағынан көп (100-дей) топ-микроэлементтерге келеді. Микроэлементтер организм үшін энергетикалық шикізат болып табылады. Электролиттер есебінен олар осмостық қысымды, ұлпа сұйықтықтарындағы иондардың динамикалық тепе-теңдігін реттейді, организмнің жаңа жасушалар түзуіне қатысады, гормон, дәрумен, ферменттер құрамына енеді.

Организмдегі микроэлементтер алмасуы орталық нерв жүйесі тарапындағы бақылауға тәуелді. Орталық нерв жүйесінде микроэлементтер шоғырлануы біркелкі емес. Мәселен, мидың сұрғылт заттегінде басым түрде кобальт, марганец, мыс, молибден, мырыш, ванадий мен хром болса, ақ заттекте олар едәуір аз. Нерв жасушалары ядроларында басым түрде ауыр металдар шоғырланады. Ми сұйықтығы мен сопақша мида мыс, мидың үлкен жартышарларында – кобальт, мишықта – мырыш көп.

Барлық ұлпалар мен ағзаларда нақты бір микроэлементтер шоғырлануы байқалады. Қалқанша безде – йод, өкпеде – литий, гипофизде – кобальт, мырыш, хром, бүйректерде – кадмий, қанның пішіндес элементтерінде–марганец, мыс, мырыш, кадмий, қан плазмасында – кобальт, титан болады. Қойлар мен бұзаулар жүнінде көп мөлшерде йод болады.

Топырақтың құрғақ затында 1 кг 5 мг аз йод болғанда, жануарларда зат алмасу біршама бұзылады, ақуыз бен көмірсулар алмасуы төмендейді, су мен хлоридтер тежелуі орын алады, нәтижесінде теріасты шелінің домбығуы байқалады, қанда кальций мен фосфор мөлшері азаяды, тотығу үрдістері мен газ алмасуы төмендейді, жылу туындалуы азаяды, сүйек өсуі тежеледі, қысырлық, бедеулік, өлі туулар орын алады.

Өнімділіктің барлық түрлері төмендейді. Йод организм үшін орны толмас микроэлемент, онсыз барлық жасушалардың тіршілігі тыйылады.

Егер 1 кг құрғақ топырақта 3 кг дан аз кобальт болса, жануарларда акобальтоз ауруы байқалады. Акобальтозбен ауырған кезде жануарларда (В₁₂ авитаминозы) күйзелу, тәбеті бұзылуы (жалақ), қаназдылық, өршитін жүдеп-жадау (кахексия, өлім).

Топырақтың 1 кг құрғақ затында 2 кг-дан аз мырыш болуы жас жануарлардың өсуінің баяулауы мен жүдеп-жадауына, жүндері түсуіне, жыныс безі қызметінің төмендеуі мен бедеулікке әкеліп соғады. Егер топырақтың 1 кг құрғақ затында 1 мг аз мыс болса, жануарларда өсу баяулайды, қан аздылық, жас жануарлар жүдеп – жадауы, жүннің тұйпалануы, терінің депигментациялануы, жалақ байқалуы, сүйектер пішінінің өзгерілуі, ұдайы өндіру қабілетінің жоғалуы, сүт өнімділігі төмендеп, жоғалуы тәрізді белгілер байқалады, жануарлар орталық нерв жүйесі зақымдалуы белгілері байқалатын ауруларға шалдығады, аяқтар салданады.

Топырақтың 1 кг құрғақ затында 500 мг аз марганец болуында жас жануарлардың аяқтарының пішіні өзгереді, өсіп өнуі баяулайды. Жүн сапасының төмендеуі орын алады. Іш тастаулар мен қысырлық байқалады. Құстарда перозис дамиды. Аурулардың алдын алу үшін азықтандыру рационына дәрумендер енгізу қажет, топырақ тиісті тыңайтқыштармен өңделуі керек.

Макро- микроэлементтердің тірі организмдерге әсері

Адамның ағзалары химиялық элементтерді әртүрлі концентрлейді, яғни микро- және макроэлементтер мүшелер мен ұлпаларда әркелкі таралады. Микроэлементтердің көпшілігі бауырда, сүйек және бұлшық ет ұлпаларында жиналады. Бұл ұлпалар көптеген микроэлементтердің негізгі қоры. Элементтер кейбір мүшелерге тән болып табылады және онда концентрациясы жоғары болады. Мысалы, мырыш – қарын асты безінде, йод – қалқанша безінде, фтор – тіс кіреукесінде, алюминий, мышьяк, ванадий – шашта, кадмий, сынап, молибден – бүйректе, қалайы – ішек ұлпаларында, стронций – қуық безінде, сүйек ұлпасында, барий – көздің пигментті қабатында, бром, марганец, хром – гипофизде және тағы басқаларда жиналады.

Ағзада микроэлементтер байланысқан және бос ионды түрінде де кездеседі. Кремний, алюминий, мыс және титан бас миы ұлпаларында нәруыздармен комплекс түрінде, ал марганец ион түрінде кездеседі. Сутек және оттек – макроэлементтері су молекуласын түзетіні белгілі, ал ересек адам ағзасының шамамен 65%-ы су болып келеді. Су маңызды еріткіш және ол адамның мүшелерінде, ұлпаларында және биологиялық сұйықтықтарда әркелкі таралған, асқазан сұйығының, сілекейдің, қан плазмасының, лимфаның 99,5%-дан 90%-ға дейінгі аралығын құрайды. Ендеше су ресурстарының құрамын зерттеу, үнемі бақылау және мемлекет тарапынан қорғау іс-шараларын жүргізудің тіршілік үшін маңызы бар деуге болады.

Макроэлементтер – көміртек, сутек, оттек, азот, күкірт, фосфор – нәруыздың, нуклеин қышқылдарының және ағзаның басқа да биологиялық белсенді қосылыстарының құрамына кіреді. Нәруыздардың құрамында көміртек 51 – 55%, оттек 22 – 24%, азот 15 – 20%, сутек 6,5 – 7%, күкірт 0,3 – 2,5%, фосфор шамамен 0,5%. Көміртек сутек және оттек көмірсулардың және липидтердің (майлар), ал, фосфор фосфолипидтердің құрамында фосфатты топтар түрінде болады. Көп мөлшерде липидтер бас миында, бауырда, сүтте және қан сұйықтығында концентрленеді. Сүйек ұлпасындағы фосфордың негізгі мөлшері – 600 г. Ол адам ағзасындағы барлық фосфордың 85%-ын құрайды. Фосфор тістің қатты ұлпаларында концентрленеді ал табиғатта кальций, хлор, фтор элементтерімен қосылыстар түрінде, фторапатиттер құрамында кездесетіндігі белгілі. Кальций де негізінен сүйек және тіс ұлпаларында концентрленеді. Натрий және хлор жасуша аралық, ал калий және магний жасуша ішіндегі сұйықтықтарда кездеседі. Натрий және калий фторид түрінде сүйек және тіс ұлпаларында, магний фосфат түрінде тістің қатты ұлпаларында болады.

Тірі ағзаға қажетті тіршілік металдары деп аталатын металдардың жалпы сипаты бойынша шамамен, салмағы 70 кг адам ағзасында тіршілік металдарының мөлшері төмендегідей болады: кальций – 1700 г, калий – 250г, натрий – 250 г, магний – 42 г, темір – 5 г, мырыш – 3 г, мыс – 0,2 г, марганец, молибден, кобальт – барлығы шамамен, 0,1 г. Ересек адамның денесінде 3 килограмға дейін минералды тұздар бар, бұл мөлшердің 5/6 бөлігі сүйек ұлпаларына тиесілі. Кейбір макроэлементтер (магний, кальций) және көптеген микроэлементтер ағзада биолиганд – аминқышқылдармен, нәруыздармен, нуклеин қышқылдарымен, гормондармен, дәрумендермен және тағы басқалармен комплекс түрінде кездеседі. Мысалы, темір ионы комплекс түзуші ретінде – гемоглобин, кобальт – В 12 дәруменінің, магний – хлорофилл құрамына кіреді. Сонымен қатар, ағзада биологиялық маңызы жоғары басқа да элементтердің көптеген биокомплекстері бар.

Химиялық элементтердің ағзадағы мөлшерінің өзгеруіне әр түрлі аурулар әсер етеді. Мысалы, рахитпен ауырғанда фосфорлы – кальцийлі алмасу бұзылады да ағзадағы кальцийдің мөлшері төмендейді. Нефритпен ауырғанда электролитті алмасу бұзылуының әсерінен ағзадағы кальцийдің, натрийдің, хлордың мөлшері азаяды да, магний мен калий көбейеді. Ағзадағы макро- және микроэлементтердің мөлшерін гормондар реттеп отырады. Химиялық элементтердің адам ағзасындағы биологиялық орны әртүрлі болып келеді. Макроэлементтер – ұлпаның құрылысын, осмос қысымының тұрақтылығын, иондық және қышқыл – негіздік құрамын реттеушілер. Микроэлементтер қан жасалу, тотығу – тотықсыздану, тамырлар мен ұлпалардың өткізгіштігіне белсенді әсер етушілер. Макро- және микроэлементтер – кальций, фосфор, фтор, йод, алюминий және кремний, сүйек және тіс ұлпаларының түзілуін қамтамасыз етушілер. Микроэлементер ферменттер, гормондар, дәрумендер, биологиялық белсенді заттар құрамына комплекс түзушілер немесе активаторлар түрінде кіреді де, зат алмасу, көбею, ұлпаның тыныс алу, улы заттарды залалсыздандыру үрдістеріне қатысады. Кейбір элементтердің мөлшері адам ағзасында жасы ұлғайған сайын өзгеріп отырады. Мысалы, кадмийдің бүйректегі және молибденнің бауырдағы мөлшері қартайғанда жоғарылайды. Жас ұлғайған сайын кейбір мырыш, ванадий және хром сияқты микроэлементтердің мөлшерлері кемиді. Әр түрлі микроэлементтердің жетіспеушілігіне немесе артуына байланысты көптеген аурулар белгілі. Фтордың жетіспеушілігінен тіс жегісі, йодтың жетіспеушілігінен зоб, молибденнің артық мөлшерінен подагра пайда болады. Адам ағзасындағы биогенді элементтер концентрациясы өмір сүрудің тепе-теңдігін сақтайды (химиялық гомеостаз). Бұл баланс элементтің жетіспеушілігіне немесе артық болуына байланысты бұзылады және әр түрлі аурулар туады.

Микроэлементтердің адам ағзасындағы мөлшері және қатынасы жайындағы мәліметтерді сот медициналық сараптама жасау істеріне пайдаланады. Мысалы, этил спиртінің қатынасында алкогольді улану жағдайында бауырда кальцийдің мөлшері көбейіп, натрий мен калий азаяды. Тағам құрамында темір, мыс, мырыш, йод, кальций, фосфор, магний және т.б. элементтері жетіспесе, адам денсаулығына үлкен зардап келуі мүмкін. Сонымен қатар, ағзаға биогенді элементтердің тек қана жетіспеушілігі емес, артық мөлшері де зиян, өйткені бұл кезде химиялық гомеостаз бұзылады. Мысалы, тағамда марганец артық мөлшерде болса, плазмада мыстың мөлшері көбейеді, ал бүйректе азаяды. Тағам құрамында молибденнің мөлшері көбейсе, бауырда мыстың мөлшері көбейеді. Тағамда мырыш көбейсе, темірі бар ферменттердің белсенділігі төмендейді. Сондықтан да тіршілікте маңызды болып саналатын минералды компоненттердің концентрациясы сәл ғана көбейсе олардың аз мөлшерінің өзі де улы болып табылады деуге негіз бар.

Магний жүйке ұлпаларының жұмысын жақсартады, сүйек түзуге қатысады. Адамға күніне шамамен, 400 мг магний керек. Қаңқаның мықтылығы оның құрамындағы элементтер фосфор мен кальцийдің мөлшеріне тығыз байланысты. Фосфордың мөлшері кальцийден бір жарым есе көп болуы керек. Ондай болмаған жағдайда тепе-тендік мөлшерін белгілі бір деңгейде ұстап тұру үшін жеткіліксіз мөлшерін сүйектегі қордан алады. Бірақ Д витамині оның арақатынасын реттеп отырады. Фосфор нерв клеткаларының қызметі үшін де керек, сондай-ақ, ол – күш-қуат көзі. Сондықтан оның мөлшері барлық уақытта біркелкі болуы керек. Фтор, стронций адам тісінің мықты болуына әсер етеді. Адам ағзасында 250 – 300 г NaCl болады, тамақпен 10 – 15 г күнделікті қайта толықтырылып отырады. Натрий хлоридінің артық мөлшері ішкі ағзаларға (бауыр, бүйрек) әсер ететіндігі зерттелген. Ал, Жамбыл облысындағы тұз бассейндері кендерінің (Ресей ғалымдарының зерттеулері бойынша барлығы 54 тұз бассейндері бар екендігі келтірілген) осы уақытқа дейін ашық болуы, желдің әсерінен тозаң түрінде аймаққа таралуы экологиялық ахуалының нашарлығын көрсетеді деуге болады.

Микроэлементтердің ағза үшін физиологиялық маңызы өте жоғары. Мыс – денсаулыққа өте пайдалы микроэлементтердің бірі. Егер ағзада мыс жетіспесе, бауырда қорланған темір гемоглобинмен байланысқа түсе алмайды. Мыстың мөлшерінің аз немесе көптік шамасының көрсеткіші – адамның шашы. Мыстың мөлшері төмендеген кезде немесе жетіспеген жағдайда шаш тез ағарады. Мыс қанға оттектің өтуін қамтамасыз етеді. Соның нәтижесінде жасуша, ұлпалар оттекпен жақсы қамтамасыз етіледі. Мыс көптеген ферменттердің құрамына кіреді, ұлпалардағы тотығу реакциясын жылдамдатады. Темір элементінің рөлі денсаулық үшін өте зор. Егер темір жетіспесе, баршамызға белгілі анемия немесе қан аздық ауруы пайда болады. Бұл элементтің ағзадағы тәуліктік мөлшері 11-30 мг. Адам қанында 3 г жуық темір бар. Оның мөлшері көрсетілген шамадан төмен болса, қанның қызыл клеткасының, яғни гемоглобиннің түзілуі нашарлап, тыныс алу функциясы төмендейді. Темір ағзаға сырттан түседі, тамақтың құрамындағы темір ионы он екі елі ішектің жоғарғы бөлігінде қанға сіңеді. Темірдің ағзаға дұрыс сіңбеуі асқазандағы тұз қышқылының жетіспеуінен немесе темірдің белокпен байланысының нашарлауынан болады. Ал тұз қышқылының жетіспеуінің өзі бауыр мен өт жолдарының дұрыс қызмет атқармауынан деуге болады, яғни оларда әр түрлі тұздар тастар түрінде жиналады. Тастардың пайда болуы топырақ пен судың және қоректің сапасына байланысты екендігі түсінікті. Демек, облыс көлемінде халықтың денсаулығының төмен көрсеткіштері оларды қоршаған табиғат ортасына, экологиялық сипатына тікелей байланысты деуге болады. Жоғарыда айтылған элементтердің тәуліктік нормасын зерттеудің нәтижесінде мынадай қорытынды жасалады: ересек адамдар үшін микроэлементтердің тәуліктік мөлшері: алюминий – 49,01 мг, бром – 0,821 мг, темір – 1,1-30 мг, йод – 0,2 мг, кобальт – 0,05-0,1 мг, марганец – 5–7 мг, мыс –2-3 мг, молибден – 0,15 – 0,3 мг, никель –0,63 мг, рубидий – 0,35-0,5 мг, фтор – 2-3 мг, мырыш–10–15 мг. Әрине, бұл көрсеткіштер адамның жас ерекшеліктеріне байланысты өзгеріп отырады. Мысалы, ой еңбегімен айналысатын адамдар үшін марганецтің мөлшері тәулігіне 5-6 мг. Жас балаларға марганецтің мөлшері ересектерге қарағанда, көбірек қажет болады. Сондықтан да соңғы жылдары микроэлементтер жайлы зерттеу жұмыстары жүйелі жүргізіліп келеді. Микроэлементтердің негізгі физиологиялық – биохимиялық қасиеттері бойынша, Қазақстанда П. Р. Загриценко, Ж. Қалекенов, Қ. Кенжеев, Ж. Мамутов және К. Сағатов, ал Ресейде Я. В. Пейве, М. Я. Школьник, П. А. Власюк, О. К. Кедров – Зихман сияқты ғалымдар зертеу жұмыстарын жүргізген.

Қоректік зат, оны пайдалану барлық тірі организмге тән қасиет. Қоректену нәтижесінде ағзада көптеген биологиялық, химиялық және физикалық үрдістер, яғни көбею, өсу, даму, еңбек ету, т.б. жағдайлары болады. Адамның денсаулығы дұрыс болып қалыпты өмір сүру үшін ең қажеттісі – қоректік заттың мөлшері, сапасы, ағзаға ену мөлшері міндетті түрде тиісті деңгейде сақталуы керек. Әрбір қоректік заттың энергетикалық балансын сақтау ең басты шарт болып табылады. Қоректік заттың құрамындағы әртүрлі бөліктерінің мөлшері, сапасы (белоктар, майлар, көмірсулар, минералды заттар, макро және микроэлементтер, витаминдер) саны белгілі ретпен бір-біріне тығыз байланыста болатындығы анықталған. Төменде ағзаға қажетті кейбір негізгі қоректік заттардың мөлшерлері келтірілген.

7-кесте

Ағзаға қажетті негізгі қоректік заттар

Негізгі қоректік заттар

Тәуліктік мөлшері

Негізгі қоректік заттар

Тәуліктік

мөлшері

Белоктар
Майлар

85г
102г

Көмірсулар

380-400г

Минералды заттар

Кальций
Марганец

Молибден
Магний

Темір
Мыс

800 мг
5-10 мг

0,5 мг
400 мг

14 мг
2 мг

Кобальт
Фосфор

Хром
Фторидтер

Йодтар

0,1-0,2 мг

1200 мг

2-2,5 мг
0,5-1,0 мг

0,0-0,2 мг

Витаминдер

В₁ (тиамин)

В₂ (рибофлавин)

В₆ (пиридоксин)

В₉ (фолацин)

В₁₂ (цианкобаламин)

1,7 мг

2,0 мг

2,0 мг
200 мкг

3 мкг

С (аскорбин қышқылы)
А (ретинол)

Е (токоферол)

Д (кальцийферол)

РР (ниацин)

70 мг

1000 мкг

10 мг
2,5 мкг

19 мг

Каталог: ebook -> umkd
umkd -> Мамандығына арналған Сұлтанмахмұттану ПӘнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені
umkd -> Қазақстан Республикасының
umkd -> Қазақстан Республикасының
umkd -> Студенттерге арналған оқу әдістемелік кешені
umkd -> ПӘннің ОҚУ Әдістемелік кешені 5В011700 «Қазақ тілі мен әдебиеті» мамандығына арналған «Ұлы отан соғысы және соғыстан кейінгі жылдардағы қазақ әдебиетінің тарихы (1941-1960)» пәнінен ОҚытушыға арналған пән бағдарламасы
umkd -> «Балалар әдебиеті» пәніне арналған оқу-әдістемелік материалдар 2013 жылғы №3 басылым 5 в 050117 «Қазақ тілі мен әдебиеті»
umkd -> ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешенінің
umkd -> 5 в 011700- Қазақ тілі мен әдебиеті
umkd -> 5 в 011700- Қазақ тілі мен әдебиеті
umkd -> «Филология: қазақ тілі» мамандығына арналған

жүктеу/скачать 4,83 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 12