Геологияның грек тілінен аудармасы жер туралы ғылым

1. Топырақтың негізгі анықтамалары, қасиеттері кандай?

2. Топырақтанудың басты бөлімдері, зерттеу тәсілдері.

3. Топырақ құнарлылығы туралы түсінік.

4. Топырақтану ғылымының қалыптасуындағы ғалымдар еңбегі.

5. Топырақтану ғылымының дамуында геологияның маңызы.

Лекция №2

Жер қыртысының заттық құрамы.
Дәрістің мақсаты: Жердің құрылысы, минералдар мен тау жыныстары, геологиялық процестермен танысу.

Түйінді сөздері: жер осьі, мантия, жер көлемі, минералдар, тау жыныстары, морфологиялық, оптикалық, магниттік ерекшеліктері, кристалдар формасы, түсі, мөлдірлігі, жылтырлық, сызық түсі, қаттылығы, жымдастығы, сынуы, тығыздығы, радиоактивтілігі.

Негізгі сұрақтары: Минералдар мен тау жыныстары, минералдардың физикалық қасиеттері. Геологиялық процесстер, олардың жер бедерімен тау жыныстарының қалыптасуындағы маңызы.

Мазмұны

Жер үш осьті эллипсоид айналымды пішінді, оның кіші осьі оның экваторлық радиусы 6378,2 км, полярлық 6356,9 км, яғни экваторлық радиус 21,3 км ұзын. Оның беткейінің ауданы 510,1 млн. км² жердің көлемі1083204 млн. км³. Жер массасы 5,98*10²⁷г, орташа тығыздығы –5,52 г/см³.

Жердің температуралық режимі беткейінде жылудың негізгі екі көзімен анықталады: 99,5 процент жылу күн сәулесінен алынады, 0,5 процент планетаның қойнауынан көтерілетін жылу. Күн сәулесі жылуы 30 м тереңдікке дейін ғана енеді, 30 м тереңде тұрақты температуралы пояс орналасады, сол жердің орташа жылдық температурасына тең.

Жердің ішкі құрылысы: жер қыртысы А, жоғарғы мантия қабаты В, аралық қабат С, төменгі мантия қабаты Д, сыртқы ядро, ішкі ядро.

Минералдар – бұл әртүрлі физико-химиялық процесстер нәтижесінде туындайтын, табиғи химиялық қосындылар немесе жеке элементтер.

Қазіргі уақытта табиғатта 2500-нан астам минералдар белгілі. Тау жыныстарының түзілуіне маңызды үлес тек бірнеше ондаған минералдарға ғана тиесілі, бұлар жыныс түзуші деп аталады. Түзілу жағдайларына қарай топырақ түзуші минералдар бастапқы және туынды болып бөлінеді.

Бастапқы минералдар жыныспен бір уақытта жер қыртысының терең қабаттарында түзіліп өзгеріссіз сақталған. Бұларға магмалық және метаморфтық минералдар жатады. Оливин, дала шпаттары, авгит, роговая обманка, кварц, слюда, т.б.

Туынды минералдар бастапқы минералдардан кейін көбінесе солардың негізінде жер беткейіне жақын немесе беткейде құралады. Олардың пайда болуы жыныс түзілуден кейінгі процесстерге байланысты. Оларға шөгінді және жартылай метаморфты текті минералдар жатады – балшықтық, опал, лимонит, кальцит, доломит, гипс, галит, хлоридтер тобы, т.б.

Минералдар барлық тау жыныстарының, рудалық және рудалық емес пайдалы қазбалар құрамына енеді. Агрономиялық рудалар құрамына енетін минералдарды топырақ құнарлылығы мен өнімділікті жоғарылату үшін минералды тыңайтқыштар ретінде қолданады.

Бастапқы және туынды минералдар топырақ түзуші жыныстар және топырақ қатты фазасының негізгі массасын құрайды, сондықтан бірқатар физико-химиялық қасиеттерге, топырақ құнарлылығына ықпал етеді.

Минералдардың басты физикалық қасиеттеріне олардың морфологиялық, оптикалық, магниттік ерекшеліктері, кристалдар формасы, түсі, мөлдірлігі, жылтырлық, сызық түсі, қаттылығы, жымдастығы, сынуы, тығыздығы, радиоактивтілігі т.б. жатады.

Кристалдар формасы. Минералдар табиғи жағдайда, көбінесе дұрыс емес пішінді дене құрады. Жақсы қырланған кристалдар сирек кездеседі.

Минералдар түсі. Түс маңызды диагностикалық белгі болып табылады. Кейбір минералдардың түсі тұрақты (пирит, малахит, алтын). Көпшілік минералдарда бұл белгі тұрақсыз.

Сызық түсі. Көпшілік минералдардың үгітілген, не ұнтақ күйіндегі түсі тас тәріздес күйіндегі түсінен өзгеше.

Минералдар мөлдірлігі. Бұл күн сәулесін өткізу- жұту қабілеті. Жарық өткізуіне қарай минералдар толық өткізетін (кварц, кальцит, галит), жартылай өткізетін (изумруд, халцидон, опал) және өткізбейтін (пирит, графит, магнетит) болып бөлінеді. Кейбір минералдар мысалы ислан шпаты оптикалық қасиетті – жарықты екі мәрте сындыру.

Минералдар жылтырлығы. Бұл минерал бетінің жарық шағылыстыру қасиеті. Бұл белгісіне байланысты минералдарды екі топқа бөледі: металдық жылтырлық және металдық емес жылтырлық.

Минералдар қаттылығы. Бұл сыртқы механикалық әсерлерге минералдың (қарысу) кедергі жасау дәрежесі. Оны Моос шкаласының келісімді бірлігі бойынша анықтайды.

Минералдар жымдастығы. Минералдық тегіс параллель жіктері бойынша бөлшектену қасиеті. Жымдастық кристал минералдарда байқалады, себебі бұл қасиет кристал торшасының құрылысына байланысты.
2. Минералдар генезисі деп олардың шығу және жер қыртысында минералдардың түзілу жағдайларын айтады. Кез келген минералдар типтері табиғатта тек анықтаулы термодинамикалық жағдайларда болуы мүмкін. Бұл жағдайлар өзгергенде минералдар бұзылады немесе қайтадан кристалданады. Табиғатта минералдар жағдайлары кең әртүрлілігі және күрделілігімен сипатталады. Минералдар түзілуінің барлық процесстерін басты энергия көздеріне қарай үш топқа бөлінеді: эндогенді, экзогенді және метаморфогенді.

Минералдардың эндогенді түзілу процесі жердің ішкі күштеріне байланысты. Температураның төмендеп магманың суынуына байланысты жердің терең сферасында балқыған магма ыдырап, соңынан кристалданып қатады, кварц, силикаттар тобының көп минералдары түзіледі (оливин, пироксен, дала шпаттары т.б.) және рудалар (хромит, платиноид, мыс сульфидтері, никель, кобальт т.б.).

Минерал түзілудің генезисі магматикалық деп аталынады. Магматикалық генезис жоғары температура (700-1200⁰С) және қысымда ондаған жүздеген МПа жүреді.

Біртіндеп суыну процесі және балқыған магманың кристалдануында оның құрамындағы газ компоненттері сұйық магма қалдығымен бірге балқыманың суынуында түзілген жарықшақтар еніп, қатып қалады. Магмалық балқыманың осы қатқан қалдықтарының кристалдануынан 300 шамасында минералдар түзіледі. Соның ішінде, кварц, дала шпаты, слюда, асыл тастар. Минерал түзілудің мұндай генезисі пегмативтік деп аталады.

Магманың одан әрі суынып қатуында ұшқыш заттар мөлшері тым артып, олар енді балқыманың гомогенді ерітіндісінде қала алмайды. Олардың бөлінуі басталады. Ұшқыш заттар өзара және бұрын түзілген минералдармен әрекеттеседі, минерал үзілудің пневматолитті атты процессі жүреді. Ұшқыш заттардың газ фазасы 374⁰С төмен суынғанда су булары конденсацияланып, әртүрлі компоненттер мен қаныққан ыстық су ерітіндісі түзіледі. Бұл ерітінді жарықшақтарға еніп төмен температура мен қысым жағдайында қалады. Одан минералдар тұнып бөлінеді. Осындай жолмен полиминерал салалары түзіледі, оларды кварц, кальцит, барит, флюорит, таза құймалар (Ag,Au,Hg), сульфиттер т.б. болады. Минерал түзілудің бұл генезисі гидротермальды деп аталады.

Жер бетіне төгілген магманың суынуында оның құрамындағы газ тәрізді компоненттер (НҒ, НСІ, Н₂S, В, Р, S және т.б.) буланып ұшады. Бұл буланған компоненттер, төмен температуралы жағдайларға түсіп кристалданады. Осылай таза күкірт, бор минералдары, кассистерит т.б. түзіледі. Минерал түзілудің бұл генезисі эксгаляционды деп аталады.

Эндогенді генезис минералдары – нағыз бастапқы топырақ түзушілер. Олар әртүрлі магматикалық тау жыныстары құрамына енеді.

Минералдардың экзогенді генезисі. Минерал түзілудің экзогенді немесе гипергенді генезисі жер беткейінде немесе оған жақын түзіледі. Әртүрлі тракторлардың әсерінен бастапқы минералдар терең химиялық, физико-химиялық өзгерістерге ұшырап, жер беткейі жағдайына төзімділігі жоғары минерал түрлері мен олардың ассоциациясы түзіледі. Үгітілу және жаңа минерал түрлерінің пайда болуын бұзылу деп атайды. Физикалық, химиялық, биологиялық бұзылу факторларының қосарлы әсерінен балшықтық минералдар комплексі пайда болады (гидрослюдалар, каолинит, монтлюриллонит т.б.) және әртүрлі химиялық қосындылар (сульфаттар, тотықтар, карбонаттар).

Кейбір экзогенді минералдар (гипс, галит, карналлит, мирабилит, сильвин т.б.) минералды тұздардың теңіз түбінде шөгуі нәтижесінде түзіледі.

Экзогенді генезис минералдары нағыз туынды топырақ түзушілер. Олар әртүрлі шөгінді тау жыныстары құрамына енеді.

Минералдардың метаморфогенді генезисі. Бұл экзогенді және эндогенді минералдар өзгеруінің күрделі процессі, негізінен олардың таралуының термодинамикалық жағдайларының өзгеруімен байланысты. Метаморфизмнің негізгі факторлары температурамен қысымның өзгеруіне бйланысты прогрессивті және регрессивті метаморфизмді айырады. Прогрессивті метаморфизмде минералдар мен тау жыныстары температура мен қысымның біртіндеп жоғарылауы жағдайында өзгереді. Жоғары температура және қысымда материя заттары сығылады, одан салыстырмалы түрде тығыз кристал торшалы және тығыз минералдар түзіледі. Бір қалыпты емес жанама қысым әсерінен минералдар тез қысымға перпендикуляр бағытта өседі. Сондықтан көп метаморфтық минералдар (слюда, тальк, хлорид, роговая обманка) тақталана, жапырақтана, кейде ине тәрізді жаралған.

Регрессивті метаморфизмде минералдар температура мен қысымның төмендеуі жағдайында түзіледі.Бұл метаморфизм диавторез деп аталады. Бұл процесстерде, мысалы, хлоридтер түзіледі.

Минералдар классификациясы. Минералдардың қазіргі классифи кациясына негізінен кристаллохимия принципі алынған, яғни кристалды құрылыс және химиялық құрам. Барлық минералдарды бірнеше топка бөледі. Олардың негізгілері мыналар: 1) силикаттар; 2) тотықтар мен гидрототықтар; 3) карбонаттар; 4) фосфаттар; 5) сульфаттар; 6) галоидтер; 7) нитраттар; 8) сульфидтер; 9) таза элементтер;
Бақылау сұрақтары:

1. Жердің құрылысы, көлемі, ауданы, температуралық режимі.

2. Минералдардың басты физикалық қасиеттері.

3. Минералдар генезисі деп олардың шығу және жер қыртысында минералдардың түзілу жағдайлары.

4. Минералдар классификациясы.

Лекция №3

Топырақ түзілу процесі физико-химиялық процесстер категориясына жатады. А.А.Роде анықтауынша топырақ түзілу процесі деп, топырақ қабатында жүретін заттар мен энергия жылжуы және түрлену құбылысы жиынтықтарын айтады.Топырақ түзілу процесінің негізгі кезеңдері: 1) тау жынысы минералдарының өзгеруі; 2) оларда органикалық қалдықтардың жиналып, біртіндеп тасымалдануы; 3) органо-минералды қосылыстар күрделі жүйесін түзе минералды және органикалық заттардың қарым-қатынасы; 4) Топырақтың жоғарғы бөлігінде биофильді элементтер қатары, ең алдымен барлық қоректік элементтердің жиналуы; 5) қалыптасушы топырақ кескінінде су ағынымен топырақ түзілу өнімдерінің жылжуы;

Топырақ түзілуі мен тіршілігіне байланысты процесстер, жердегі күрделі зат және энергия айналымына енеді, олардың бастылары геологиялық, биологиялық және биогеохимиялық айналымдар.

Топырақтанулық көзқараспен геологиялық айналым деп жер қыртысының магматикалық, шөгінді тау жыныстарының түзілу процессі, олардың стратиграфиялық горизонттары, бұзылу қыртысы мен бедер формасының ерекшеленуі, су, қатты және химиялық ағыстардың қалыптасуы, жерасты жер беті суларымен эолды жолмен әкелінген заттардың аккумуляциясы мен седиментациясы.

Биосфера мен топырақтың түзілу процестерінде биологиялық және биогеохимиялықзат айналымдары қалыптасты.

Биологиялық зат айналымы түсінігіне В.А.Ковда өсімдік пен жануарлар ағзасы жиынтығы мен орта арасындағы циклді зат және энергия алмасу қосындысын айтады.

Мысалы, топырақ беткейіне элементтердің қайтарылу мен жапырақ түсуі және олардың тамырлармен сіңірілуі арасындағы кезеңде олар топырақ кескіні бойымен орын ауыстыруы мүмкін. Мұнда бұл процесстің қарқындылығы мен бағытталуы тек қана биотамен емес, климаттық факторлармен, су физикалық, сорбциялық басқа топырақ қасиеттерімен анықталады. Сол уақытта топырақтағы заттардың трансформациясы мен жылжуы биологиялық, абиотикалық процестер біртұтас биогеохимиялық айналымда байланысқан, ол кеңістік пен уақытта келісімді трансформациялық миграциялық заттар ағынының, биота немесе топырақтың тірі емес фазаларда тізбектеле жүруі.

Биологиялық, биохимиялық зат айналымдарының екі маңызды ерекшеліктерін баса айтқан жөн. Біріншісі – ағзалардың топырақтан қажетті элементтерді таңдамалы сіңіруі; екіншісі – айналымдылық, күн сәулесінің жерге түсуінің жылдық айналымы негізінде өсімдік ағзаларының дамуындағы айналымдылық.

Топырақтың негізгі ерекшеліктері.

1.Топырақ біздің планетамызда анықтаулы орын алады. Бұл аз қалыңдықты қабат түзетін жер қыртысының беткі қабаты.

2.Топырақ - жер бетінде эволюциямен тіршіліктің қалыптасуының ең үлкен масштабты алаптық нәтижесі және құрылық бетіне шығатын тау жыныстарымен әртүрлі биотаның қарым-қатынасы.

3. Топырақ түзілуі мен тіршілігіне байланысты процесстер, жердегі күрделі энергия мен зат айналымына енеді, олардың бастылары геологиялық, биологиялық және биогеохимиялық айналымдар.

4. Топырақ – заттық құрамы күрделілігі ерекше табиғи түзіліс.

5.Барлық топырақтарға белгілер дифференциациясы, процестер мен қасиеттердің күрделі кеңістіктік ұйымдасу тән.

6. Барлық топырақтардың жалпы және ең маңызды қасиеті құнарлылық.

2.Топырақ даму кезеңдерін: бастапқы кезең, даму кезеңі, қалыптасып жетілген кезеңі – деп бөледі.

Топырақ түзілудің бастапқы кезеңіне тән сипат субстратта оны топыраққа жатқызатын қатты фазада анық байқалған сипатты анық белгілердің болмауы, бірақ биологиялық зат айналымында журетін топыраққа тән заттардың орын ауыстыруы трансформация процесстерінің болуы. Бұл топырақ алды даму кезеңі тәрізді. Бұл кезеңнің соңында биологиялық айналымға енетін процесстер арасындағы қарым-қатынас біртіндеп бір арнаға түседі. Жүйеде топыраққа және биогеохимиялық зат айналымы жүре бастайды. Топырақтық микропроцесстер белгілі деңгейге үйлесіп және кеңістік пен уақытта жинақталып жаңа сапалық процесстер тобын, топыраққа тән белгілер қалыптасады, олардың пайда болуымен топырақ келесі кезеңге өтеді.

Топырақтың даму кезеңі. Бұл кезеңге өтудің негізгі себебі жоғарғы өсімдіктер тіршілігі әрекеті масштабының кеңуі нәтижесінде жер беті экожүйелерінде биологиялық өнімдердің молығуы және биологиялық айналымның кеңуі. Ағзалар мен заттардың биологиялық сіңірілуі трансформациясы нәтижесінде элемент топыраққа мүлдем басқа қосындылар құрамында қайтарылады, бастапқы жыныстарда мүлдем болмаған қасиеттер қалыптасады, ең алдымен еру қасиетіне байланысты, топырақ пен өсімдіктің тірі ағзалардың келесі ұрпақтарына жеңіл сіңірімді болады, бұл осы кезеңде биологиялық айналым көлемінің кеңуіне жағдай тудырады.

Топырақтағы азот қосылыстарының биологиялық трансформациясының ең үлкен масштабты нәтижесі – азот құрамды органикалық қосылыстардың гумус табиғатты қорының қалыптасуы жалпы азоттың бірлік процентін құрайтын аз мөлшерде минералды азот формаларының болуы. Тау жыныстары фосфатының биологиялық трансформация нәтижесі – бастапқы формаларға қарағанда салыстырмалы түрде жеңіл сіңірімді топырақтың минералды, минералды-органиаклық фосфор қорының қалыптасуы.

Топырақтық мезопроцесстер немесе екінші қатардағы элементарлық топырақтық процесстер, топырақтың жеке қасиеттері қалыптасады. Бұл топқа күлгіндену, гумус аккумуляциясы, торф түзілу, агрегат түзілу процесстер жатады. Топырақтық мезопроцесстер нәтижесінде топырақтық физикалық қасиеттері мен заттық құрамы қалыптасады.

Топырақтық макропроцесстер немесе нағыз топырақ түзілу процесстері, жекелеген белгілер мен жеке горизонттардың қалыптасуымен шектелмей өздеріне тән генетикалық горизонттар жүйесі топырақ типтерінің қалыптасуы: қара топырақ, күлгін топырақтар т.б. Топырақтық макропроцесстер биогеохимиялық айналымның бағытталған байқалу жағдайында топырақтық мезопроцесстердің анықталған жинақталуынан қалыптасады.

Топырақтың даму кезеңі жүздеген мыңдаған және одан ұзаққа созылуы мүмкін. Бұл уақытта топырақ түзілу факторлары қатты өзгеруі мүмкін, мысалы климат. Мұндай жағдайды жеке белгілерден климаксты деңгейге жеткен топырақ, осы белгілері қайтадан тұрақсыз күйге көшіп, оның жаңадан даму фазасы басталады. Мұнда алдыңғы топырақ түзілуден кейбір белгілер сақталынып полигенетикалық топырақ түзілуі мүмкін.

Қалыптасып жетілген кезең табиғи биогеоценозға әрбір цикл алғашқыларына ұқсас қайталанылатын биологиялық зат айналым тән, мұндай айналымға бұрын айналымды болған қосылыстар мен элементтер тартылады. Бұл кезеңде топырақ түзуші жыныстар мен минералдардан элементтердің тартылуы шектеулі болады.

3.Топырақ кескіні құрылысы – бұл вертикаль бағытта горизонттардың кезектесіп орналасуымен анықталған оның сырқы көрінісі.

Горизонттар бір-бірінен түсі, құрылымы, қалпы, морфологиялық белгілермен айырмашылықты топырақ кескінінде мынандай горизонттарды айырады: А₀ – органогенді горизонт (шымтезек, орман өсеніші); А – қарашірікті аккумулятивті; А₂ – элювиальды; В – иллювиальды немесе аралық; С – аналық жыныс; Д – төселуші жыныс; А_жырту - өңделетін топырақтарды;

Органикалық заттар аккумуляциясы горизонты (А).

А – қара шірікті аккумулятивті горизонт топырақтың минералды қалың қабатының үстіңгі беткейінде қалыптасады, мұнда морфологиялық бұзылу процесстері мен минералдардың сілтісізденуі байқалмайды.

А₂ – элювиальды горизонт топырақтың минералды бөлігінің қарқынды бұзылып, бұзылу өнімдерінің төменгі қабаттарға шайылуы нәтижесінде түзіледі.

В – иллювиальды немесе аралық горизонт элювиальды немесе қарашірікті қабаттың астында түзіліп аналық жынысқа өту горизонты қызметін атқарады.

С – аналық жыныс топырақ түзілу процесінен аз қамтылған жыныс.

Д – төселуші жыныс, егер топырақ бір жыныста түзіліп оның астында басқа қасиетті жыныс жатқанда бөледі.

Топырақтың және жеке горизонттар қалыңдығы. Оның беткейінен топырақ түзілу процесстерімен аз қамтылған аналық жынысқа дейінгі қалыңдығы. Қалыңдық топырақ түріне байланысты 40-50 см-ден 100-150 см-ге дейін ауытқиды.

Топырақ түсі. Ең бірінші көзге түсетін морфологиялық белгі. Көп топырақтардың атауы осыбелгіге сәйкес: күлгін, қызыл, қаратопырақ т.б. Топырақ түсін оны құрайтын заттар түсі анықтайды және физикалық күйі, ылғалдану дәрежесі. Топырақ түсі үшін ең маңыздылары мына заттар тобы: 1) гумус; 2) темір қосылыстары; 3) кремний қышқылы, көмір қышқыл, әк. Гумусты заттар қара, күңгірт сұр, сұр түс береді. Темір оксиді қосылыстары қызыл, оранжевый, сары түстер береді.Кремнезем (SiO₂), көмірқышқыл кальций (СаСО₃) және каолинит (Н₂Аl₂Si₂O₈*H₂O) ақ, ақшыл түс береді.Механикалық құрам дала жағдайында және камеральды өңдеуде органолептикалық, яғни сыртқы белгілеріне қарай немесе үгіту арқылы анықтайды. Нақты анықтау үшін лабораториялық тәсілдер қолданылады.

Құрылым. Топырақ үгітіле алатынбөліктерді түсінеді. Құрылымның үш типін айырады: куб тәрізді, призма тәрізді, плита тәрізді. Құрылым агрегаттары мөлшеріне қарай тоң кесекті 10 мм-ден ірі, макроқұрылым 10-0,25 мм, ірі микроқұрылым 0,25-0,1 мм, майда микроқұрылым 0,01 мм-ден ұсақ.

Бақылау сұрақтары:

1. Топырақ түзілу процесінің негізгі кезеңдері: бастапқы кезең, даму кезеңі, қалыптасып жетілген кезеңі

2. Биосфера мен топырақтың түзілу процестерінде биологиялық және биогеохимиялықзат айналымдары

3. Топырақтың негізгі ерекшеліктері.

4. Топырақ кескінінің құрылысы, негізгі морфологиялық белгілер.

Лекция №4

Топырақ түзетін тау жыныстары топырақ түзуші немесе аналық жыныс деп аталынады. Топырақ түзуші жыныстар топырақтың материалды негізі болып табылады. Топырақтың механикалық, минералогиялық, химиялық құрамы, сонымен қатар физикалық, химиялық, физико-химиялық қасиеттері соның негізінде құрылып топырақ түзілу процесінің әсерінен кейіннен біртіндеп өзгереді.

Басты топырақ түзуші жыныстарға борпылдақ шөгінді жыныстар жатады. Генезисі, қалыптасу жағдайына тәуелді төрттік шөгінді жыныстар әртүрлі құрам, құрылым, қалыптасу және қасиетімен сипатталады, бұл топырақ түзілу және қалыптасатын топырақ құнарлылығында байқалады.Төрттік шөгінді жыныстардың негізгі типтері төмендегідей сипатты.

Элювиальды жыныстар немесе элювий – бастапқы жыныстардың бұзылу өнімдері, түзілген орнында қалады. Элювиге бастапқы жыныспен тығыз байланыс тән, борпылдақ ұсақ түйіршікті материалдан біртіндеп тығыз жынысқа ауысады.

Делювиальды жыныстар немесе делювий деп еріген қар суы мен жаңбыр суымен жылжып тау беткейлерінде жиналған тоспалар. Делювиге салыстырмалы жіктелу және жақсы байқалған қабаттылық тән. Делювилі жыныстар тау алды аудандарында кең таралып әртүрлі топырақтарға аналық жыныс болады.

Пролювий таулы елдерде қалыптасады, тау етегінде уақытша су және үлкен күшті сел ағыстарының нәтижесінде. Пролювий нашар жіктелінуі, үлкен сынық материалдарының болуымен сипатталады.

Аллювиальды жыныстар немесе аллювий. Өзендер тасуы кезінде қалыптасқан шөгінділер. Аллювиальды жыныстарға өзен арналарында шөккен жыныстарда жатады.

Көл шөгінділері. Ертедегі бедер ойпаңдары, балшықтылық және қабаттылықпен сипатталады.

Мұздық немесе морендік шөгінділер. Мұздықпен орын ауыстырып шөккен әртүрлі жыныстар. Морендерге жіктелмегендік, әртүрлі механикалық құрам, қойтастардың болуы, құм фракциялар басымдылығы, қызыл бурыл, сары бурыл түстердің болуы тән.

Флювиогляциальды немесе су мұздық шөгінділер. Мұздың еріген суларымен орын ауыстырып қайта шеккен.

Жабын құмбалшықтар. Мұздық шөгінділер аймағында таралған аз сулы мұз алды ерулерінің шөгінділері деп түсіндіріледі.

Лестар мен лестектес құмбалшықтар әртүрлі генезисті. Оларға қышқыл немесе бурыл-қышқыл түс тән механикалық құрамында ірі тозаң фракция (0,05-0,01 мм) басыс. Химиялық су-физикалыққасиеттері өсімдіктер үшін ең қолайлы. Бұларда қолайлы жағдайда жоғары құнарлылықты қара топырақтар түзіледі.

Эолды шөгінділер. Желдің аккумулятивті әрекеті нәтижесінде түзіледі. Теңіз шөгінділері. Жағалау сызығының жылжуынан түзіледі.

Топырақ және топырақ түзуші жыныстардың қатты фазасы әртүрлі көлемді бөлшектерден құралған бұлар мехагникалық элемнттер деп аталынады. Механикалық элементтер топырақтарда бос немесе агрегаттарға біріккен күйінде болады. Механикалық элементтерді сандық анықтау механикалықталдау деп аталады. Механикалық элементтердің қасиеттері мөлшеріне тәуелді өзгереді. Мөлшері немесе қасиеттері жақын бөлшектенуі фракцияларға біріктіреді. Мөлшері бойынша бөлшектерді фракцияларға топтау механикалық элементтер классификациясы деп аталынады.

Н.А.Качинский бойынша келесі фракцияларды айырады.

Фракция	Фракция мөлшері, мм
Тастар	>3
қиыршық тас	3-1
құм: ірі	1-0,5
орташа	0,5-0,25
ұсақ	0,25-0,05
тозаң: ірі	0,05-0,01
орташа	0,01-0,005
ұсақ	0,005-0,001
лай: ірі	0,001-0,0005
майда	0,0005-0,0001
коллоидтер	0,0001
физикалық балшық	<0,01
физикалық құм	>0,01

Салыстырмалы түрде топырақ немесе жыныстағы механикалық элементтер құрамы механикалық немесе гранулометриялық құрам деп аталынады.

1. Басты топырақ түзуші жыныстар құрамы олардың топырақтың сапалық құрамына әсері.

2. Мөлшері бойынша бөлшектерді фракцияларға топтау.

3. Топырақ немесе жыныстағы механикалық элементтер құрамы механикалық немесе гранулометриялық құрам.

4. Жеке фракциялардың топырақтар мен жыныстардың қасиеттеріне ықпалы.

Лекция №5

Топырақтың органикалық бөлігі ыдырап болмаған өсімдіктер мен жануарлар қалдығынан жалпы органикалық заттың 5-10% құрайда, және қарашіріктен құралады. Қарашірік – топырақтың органикалық затының негізгі бөлігі организмдердің анатомиялық құрылысы белгілерін түгел жоғалтқан. Екі үлкен топқа бөлінеді. Спецификалық емес органикалық қосылыстар, оларды топырақтан бөліп анықтауға, мөлшерін білуге болады.Бұларға қанттар, амин қышқылдары, ақуыздар, органикалық негіздер, дубильді заттар, органикалық қышқылддар жатады. Бұлар жалпы органикалық заттың бірлік процент бөлігін құрайды. Спецификалық қарашірік қосылыстар жалпы органикалық заттың шамамен 80-90%-тін құрайды. Қарашірікті заттарды еруі және бөлініп алынуына қарай үлкен топтарға бөледі: фульвоқышықлдары (ФҚ), гумин қышқылдары (ГҚ) және гумин, кейде ерекше топ гиматомелан қышқылдарын бөледі.

Түзілген гумус қышқылдары жүйесі өсімдік қалдықтары күлдік элементтерімен топырақтың минералды бөлігімен қарым-қатынасқа түсіп органо-минералды түрленулер қатарын түзеді. Мұнда біртұтас жүйе еру дәрежесі мен молекуланың құрылыс деталіне қарай біртіндеп бірнеше фракцияға ыдырайды. Жүйенің дисперстілігі төмен бөлігі суда ерімейтін кальций ұздары мен жартылай тотықтар түзіп, гумин қышқылдары тобы ретінде қалыптасады. Дисперстілігі жоғары жақсы еритін тұздар беретін фракция фульвоқышқылдарын түзеді.

1.Топырақтың органикалық бөлігінің құрамы.

2. Гумин қышқылдары құрамы, қасиеттері.

3. Фульво қышқылдары құрамы, қасиеттері.

4. Қарашірік түзілудің конденцациялық, биохимиялық, биологиялық концепциясы.

Лекция №6

Су топырақта үш күйде болуы мүмкін: қатты, сұйық, газ тәрізді. Сұйық және газ тәрізді суға топырақта әртүрлі табиғи күштер әсер етеді: сорбциялық, капиллярлық, осмостық, гравитациялық. Топырақ бөлшектері беткейі энергияға ие болуына байланысты судың дипольды молекулаларын тарта алады. Топырақтың қатты бөлшектері мен сұйық және бу тәрізді суды сіңіруі су сорбциясы процесі деп аталады. Капиллярлық күштер топырақ қатты фазасы шектеуінде капиллярлық түтіктерде пайда болады. Судың беттік керілуі мен ылғалдануы негізделген. Судың беттік керілуі – бұл беттік қабатта молекулярлық күштердің толықтырылуына байланысты. Су қатты бөлшектерді ылғалдандырып капиллярларда дөңес менискілер түзеді. Бұл беттік керілу күштерінен теріс капиллярлық қысым тудырады. Теріс капиллярлық қысымда су көтеріліп капиллярлық түтіктерде тұрып қалады. Сорбциялық және капиллярлық су ұстау күштері гравитациялық күштерге қарсы тұрады. Гравитациялық күштермен су төмен жылжиды. Осмостық күштер топырақта еріген заттар иондарының су молекулаларымен қарым-қатынасы нәтижесінде қалыптасады.

Жылжымалылығы және топырақ қатты фазасымен байланысу дәрежесіне қарай топырақ ылғалының негізгі категориялары мен формаларын айырады.

Өсімдіктің тұрақты солуы байқалатын топырақ ылғалдылығы тұрақты солу ылғалдылығы деп аталынады. Топырақтағы толық қаныққандағы жалпы ылғал сіңірілу қасиеттерінің өзгеруіне қарай топтарға бөлуге болады. Топырақ ылғалының әртүрлі категориялары пайда болуын сипаттайтын ылғалдың маңыздылық шекараларын топырақтың гидрологиялық константалар деп аталады. Агрономиялық практикада кең таралған мынандай гидрологиялық константаларды қолданады. Максималды гигроскопиялық (МГ), солу ылғалдылығы (ВЗ), капиллярлардың үзілу ылғалдылығы (ВРК), ең аз ылғал сиымдылық (НВ), толық ылғалсиымдылық (ПВ).

Құрғақ топырақ – максималды адсобциялық ылғал сиымдылық диапазонында тығыз байланысқан ылғал тамырдың сору күштерінен көп жоғары. Адсорбциялық күштермен тартылады, сондықтан сіңірімсіз. МАВ максималды адсорбциялық ылғалсиымдылық пен ВЗ солу ылғалдылығы аралығы сорбциялық күштермен тығыз байланысқан өсімдіктер үшін сіңірімсіз. ВЗ – ВРК өсімдіктер үшін аз сіңірімді.

Топырақтың негізгі су қасиеттері: су ұстау қасиеттері, су өткізгіш қасиеті, су көтергіш қасиеті. Су ұстау қасиеті сорбциялық және капиллярлық күштер әсерімен қалыптасады. Әртүрлі күштермен топырақта ұсталынып тұратын ылғалдың ең жоғары мөлшері ылғал сиымдылық деп аталынады. Топырақтың бу тәрізді ылғалды сіңіруі гигроскопиялық деп аталнады. Ауаның салыстырмалы ылғалдылығы 100%-ке жақындағанда топырақ максималды гигроскопиялыққа дейін қанығады (МГ).

Адсорбциялық күштермен ұсталынатын тығыз байланысқан ылғалдың ең жоғары мөлшері максималды адсорбциялық ылғал сиымдылық деп аталады. Сорбциялық немесе молекулярлық тартылукүштерімен ұсталынып тұратын бос байланысқан ылғалдың ең жоғары мөлшері максималды молекулярлық ылғал сиымдылықты сипаттайды (ММВ). Топырақтың барлық түтіктері суға толғандағы ылғалдың ең жоғары мөлшері толық ылғал сиымдылық деп аталады (ПВ). Көлдете суарудан кейін гравитациялық ылғалдылық ағып жер асты суларының тірек әсері болмаған жағдайда топырақта қалатынылғал мөлшері ең аз немесе қаныққан-далалық ылғал сиымдылық деп аталады (ПВ немесе ППВ). Капиллярлардағы толған ылғалдылық үзіктерге бөлінуіне сәйкес ылғалдылық капиллярлардың үзілу ылғалдылығы деп аталынады (ВРК). Жер асты суларының үстіндегі капиллярлық тірек ылғалының ең жоғары мөлшері капиллярлық ылғал сиымдылық деп аталынады (КВ).

Су өткізгіштік – топырақтың суды сіңіру және өткізу қасиеті. Топырақтың сумен толық қаныққандағы судың ауырлық күшімен төмен қарай жылжиды фильтрация деп аталады. Су өткізгіштік уақыт бірлігінде топырақ беткейін аудан бірлігінен өтетін су көлемімен түтіктердің жалпы ауданына, мөлшеріне тәуелді. Сондықтан жеңіл механикалық топырақтарда су өткізгіштік жоғары. Н.А.Качинский су өткізгіштігіне қарай топырақ градациясын ұсынған. Егер топырақ 10⁰С температурада 5 см ағыста бір сағатта 1000мм-ден жоғары су өткізсе, су ұстауы жоқ болып саналады. 1000-нан 500мм-ге дейін шектен тыс жоғары, 500-ден 100мм-ге дейін ең жақсы, 70-30 қанағаттанарлық, 30мм-ден төмен қанағаттанымсыз.
Бақылау сұрақтары:

1.Топырақ ылғалына әсер етуші күштер, топырақтағы ылғал түрлері.

2. Топырақтық гидрологиялық константалар, өсімдікке сіңімділік көрсеткіштері..

3. Топырақтың негізгі су қасиеттері: су ұстау қасиеттері, су өткізгіш қасиеті, су көтергіш қасиеті.

4. Топырақ ылғалы режимі түрлері.

Лекция №7

а. топырақтың қатты фазасының жалпы ауданының негізгі үлесі коллоидтарда;

б. топырақ коллоидтарының бетінің физикалық және химиялық қасиеттері оларда әртүрлі сорбциалық процесстер жүруге қолайлы;

Топырақ колоидтарының қасиеті олардың құрылысы мен құрамына байланысты. Топырақ коллоидтары минералдық, органикалық және органо-минералдық болып келеді.

Бөлшектер өлшемі, мм	Мөлшері, массасына %	Беткі ауданы 1 гр. топырақта, м	Жалпы ауданда үлесі,%
0.25-0.05	17	0.5	0.2
0.05-0.01	50	4.1	1.7
0.01-0.005	20	9.9	4.1
0.005-0.001	6	12.7	5.2
0.001-0.0001	3	18.8	7.8
0.0001	4	194.0	81.0
Жиынтығы	100	240	100

Кейбір балшықты минералдардың теріс зарядтарының қалыптасу механизмі және катиондық алмасу көлемі (КАК)

Кристалды балшықты минералдардың теріс заряды pH көрсеткішіне тәуелді емес. Тек қана теріс зарядқа ие коллоидтары аценоидтар деп аталады. Тек оң зарядқа ие коллоидтарды – базоидтар деп атайды.

Аморфты минералдардың (мысалы оксидтер мен гидроксидтер тобы) зарядтары pH- тәуелді. Бұндай каллоидтарды амфолитоидтар деп атайды. Өте қышқыл ортада амфолитоидтардың зарядтары оң болуы мүмкін. pH 8 болғанда кейбір амфолитоидтарда теріс зарядтар 100 гр. топырақта 20-40 мг-экв жетеді. Минералдардың аморфты түрлері кристалды минералдардың бетін жұқа қабықшамен жауып сорбциялық және коллоидтық қасиеттер береді.

Органикалық коллоидтардың топырақтағы басым тобы гумустық және белоктық заттардан тұрады. Одан басқа коллоидты- дисперсты жағдайдағы полисахаридтер мен басқада қосылыстар болуы мүмкін. Бұлардың бәрі амфолитоидтар, бірақта гумустық заттардың қышқылдығы белоктардан жоғары болатындықтан, оларда ацедоидтардың қасиеттері айқындалады. Органикалық коллоидтардың базоидтық қасиеттері аминтоптарының белсенділігімен байланысты. Гумустық коллоидтардың катиондық алмасу көлемдігі өте жоғары болып келеді, 100 гр. топырақта 400-500 м-экв-ке жетеді. Органикалық коллоидтардың топырақта тұнған түрі басым, себебі олар поливалентті катиондармен байланысады (гель түрі). Олардың пептизациясы немесе каллоидты ерітіндіге көшуі (зольға) сілтілердің әсерінен жүреді, нәтижесінде сілтіті металдардың гумустық тұздары түзіледі.

Органо – минералдық коллоидтар басым көпшілігі гумустық заттардың балшықты минералдар мен жартылай оксидтердің тұнбаларымен қосылыстары. Бұл топтың коллоидтарының катиондық алмасу көлемі (КАК) өте жоғары болады (жүздеген м-экв/100 гр.топырақта). Оларды бөліп алып зерттеу үшін топырақ массасын дисперстеу әдістерін қолданады, мысалы ультрадыбыспен тығыздығына байланысты бөлу. Органо – минералдық коллоидтардың тығыздығы 1.8 -2.4 г/см3 аралығында. Сумен байланысуына қарай гидрофильді (жоғары байланыс) және гидрофобты (төмен байланыс) болып бөлінеді.
Топырақтың сіңіру қасиеті және оның түрлері. Академик К.К.Гедройц тұжырымдауы бойынша, топырақтың сіңіру қасиеті деп оның топырақ ішіндегі ерітінділірінің кейбір қосылыстарын, майда ұнтақталған минералды және органикалық қосылыстарды, микроорганизьдерді және ұнтақталмаған ірі заттарды өзіне сіңіріп, ұстап қалу мүмкіншілігін айтады. Қатты денелердің өзіне газдарды, парларды және еріген заттарды сіңіруін сорбция деп атайды.

Сіңіру оның тәсілдеріне қарай бірнеше түрлерге – механикалық, физикалық, химиялық, физика-химиялық немесе алмасулық және биологиялық сіңірулерге бөлінеді (К.К.Гедройц, 1933).

Топырақтың механикалық сіңіру қабілеті деп, оның сумен немесе желмен бірге келген әртүрлі заттардың топырақ кеуектерінде ұсталып қалуын айтады. Былайша айтқанда, топырақ кеуектері арасында елгезерге еленген кездегі ұннан қалған кебектер сияқты, топырақ арқылы өткен сулардан ұсталып қалған әртүрлі заттар.

Топырақтың физикалық сіңіруі деп, топырақ бөлшектерінің беткі қабатының топырақ ауасы мен ерітіндісінен кейбір молекулаларды сіңіру қасиетін (абсорбция) айтады.

Физика-химиялық сіңіру қабілеті деп қатты фазада сіңірілген катиондардың өзіне жұғысқан топырақ ертіндісіндегі катиондарға эквивалентті санына тең мөлшерде алмастыру қасиетін айтады

Mg

[ППК]Ca + 5NaCl = [ППК] 5 Na + CaCl₂ + MgCl₂ + HCl.

Химиялық сіңіру қабілеті (немесе хемосорбциялық) деп топырақ ертіндісіндегі әртүрлі компоненттердің әрекеттесуінің нәтижесінде суда ерімейтін немесе өте аз еритін тұнба түзілуін айтады. Мәселен карбонаттар мен гипстердің түзілуі.

Топырақтың биологиялық сіңіруі деп – топырақтың тірі бөлігі арқылы микроорганизмдер мен өсімдіктер тамырлары топырақ ертіндісінен әртүрлі заттарды сіңіруін айтады.

Осы сіңірулердің ішінде, топырақтың көп қасиеттеріне өзінің шешуші әсерін тигізетін сіңіру – топырақтың физика-химиялық немесе алмасу сіңіруі. Сондықтан академик К.К.Гедройц баса назар аударған болатын. Оның зерттеуі бойынша алмасу реакцияларына қатысы бар қосылыстарды топырақтың сіңіру кешені деп атайды. Топырақтың сіңіру кешеніндегі (ТСК) катиондар әр уақытта өзіне тең мөлшекрдегі басқа катиондарға алмаса алады.

Топырақтың сіңіру мүмкіндігі әртүрлі топырақтарда әртүрлі. Топырақ неғұрлым қарашірікке бай және механикалық құрамы ауырлау (балшықты) болса, соғұрлым оның сіңіру қабілеті де жоғары, ал топырақ қарашірікке кедей, құрамы жеңіл (құм, құмдақ) болса, оның сіңіру мүмкіндігі де шамалы болады.
Топырақ сіңіру кешені құрылысы. Топырақтың өз денесінде топырақ ерітіндісіндегі иондарды, ұсақталған минералдық және органикалық заттарды, тірі микроорганизмдерді, әртүрлі суспензияларды ұстап қалу қабілетін айтады. Топырақтың сіңіру процесіне қатысатын компоненттер жиынтығын К.К.Гедройц топырақ сіңіру кешені (ТСК) деп атады. ТСК-ның басым бөлігін топырақ коллоидтары құрайды.

Топырақтың сіңіру қасиеттерінің ішінде физика-химиялық сіңіру қабілеті оның құнарлығының қалыптасуында маңызды роль атқарады. Физика-химиялық сіңіру дегеніміз топырақтың қатты фазасының құрамындағы катиондарын топырақ ерітіндісіндегі катиондарына эквивалентті мөлшерде алмастырылуы.

Иондар алмасуының заңдылығы бойынша заряды мен массасы жоғары иондар сіңіру күші жоғары.

Алмасып сіңірілу қабілеттілігіне байланысты топырақ типтерінің көпшілігінде мына қатар келтіріледі:

Катиондар - Na⁺ < NH⁴ ≤ K⁺ < Mg²⁺ ≤ Ca²⁺ ≤ H⁺< Al³⁺ < Fe³⁺

Аниондар - Cl^- ~NO₃^-\< SO₄^2- < PO₄^3-(HPO₄^2-, H₂PO₄^-)
Бірақ та бұл қатар pH, температура, концентрация т.б. өзгерістеріне байланысты құбылмалы болуы мүмкін.
Бақылау сұрақтары:

1. 
   Топырақтың сіңіру қабілетінің түрлері кандай?
   
2. 
   Физика-химиялық сіңіру топырақтың кандай қасиеттеріне байланысты?
   
3. 
   Сорбция деп қандай процесті айтамыз?
   
4. 
   Топырақтағы сорбциялық процестердің негізгі түрлерін атаңыздар.
   
5. 
   Топырақтың сорбциялық процестерінің негізгі заңдылықтары.
   
6. 
   Сіңірілген катиондар суммасы, топырақ сіңіру кешені (ТСК) дегеніміз не, олардың көрсеткіштерін бағалау.
   
7. 
   Сорбциялық процестердің топырақтың дамуы мен құнарлығындағы ролі?
   

Лекция №8

Топырақтың химиялық құрамы.

Топырақтың реакциясы, оның қандай заттарды көбірек сіңіргендігіне байланысты болады. Әдетте қышқылды топырақта сутегі мен алюминий көп болады, ал топырақ реакциясы бейтарап болуы үшін онда кальций элементінің тұздары көп болуы шарт.

Іс жүзінде топырақ реакциясы 1-ден 14-ке дейін құбылады, ол 10 санының теріс көрсеткіші, яғни 1 литр ерітіндідегі болатын сутегі ионының 1 грамм мөлшері. Табиғи жағдайда топырақ реакциясы 3-тен и9-ға дейін құбылады, ол рН – белгіленеді. Олар төмендегідей:

рН 3-4 өте қышқыл. рН 7-8 сәл сілтілі

рН 4-5 қышқыл. рН 8-9 сілтілі

рН 5-6 сәл ғана қышқыл. рН -9-10 күшті сілтілі

рН 6-7 бейтарап.

Әртүрлі өсімдіктер әр мөлшерлі ортада өсе алады. Мысалы, саңырауқұлақтар тек қана қышқылдығы 4-ке тең ортада өссе, бактериялар көптеген мәдени өсімдіктердің өсуі үшін бейтарап орта керек. Соңғы кездердегі деректерге қарағанда өте қышқыл ортада тек шәй өсімдігі ғана жақсы өсетіндігі анықталып отыр. Топырақ ерітіндісінің реакциясына ондағы бос органикалық қышқылдар немесе олардың тұздары себеп болады. Реакциясы аса қышқылды, немесе сәл сілтілі топырақтарда егілетін дақылдардан мол өнім алу үшін түрлі өңдеу жұмыстары жүргізіледі. Мысалы, реакциясы қышқылды күлгін топырақтарды мелиорациялаудың тиімді жолы- оларды әктеу. Сілтілі топырақтарды мелиорациялау оларға күкірт қышқылды кальцийді (гипс) қосу арқылы іске асырылады. Біздің Республикамызда сілтілі топырақтарға көбіне кебірленген және сортаң топырақтар жатады. Оларды өңдеудің негізгі жолы – жырту қабатына гипс пайдалану. Бұл үшін фосфогипс, ұнтақталған күкірт және сода өнеркәсібінің кальцийі бар қалдықтары пайдаланылады.

Топырақтағы бактериялардың алатын орны зор. Бактериялар өте жемқор болады. Егер жоғары топтағы жануарлар тәулігіне өз денесі салмағынан 10-15 еседей көп қоректік заттар пайдаланса, бұлар тәулігіне өз денесінен жүздеген еседей көп заттарды пайдаланады.

Бұл айтылғандардың барлығы топырақтағы микроорганизмдердің үлкен роль атқаратындығын көрсетеді, олардың топырақтың әртүрлі қасиеттерін жоғарылатудағы маңызы да айтарлықтай. Ал, микроорганизмдер болмаса, олар жоғарыдай әрекет етпесе, атмосфера мен жер арасындағы әлемдік айналыс бұзылып , адамзат әрекетіне қауіп төнген болар еді.

Топырақтың химиялық құрамы. Топырақтың химиялық құрамын білудің өсімдіктерді қоректік затпен дұрыс қамтамасыз етуде, тыңайтқыштарды тиімді пайдалануда айтарлықтай маңызы бар. Ғылыми зерттеулерге қарағанда Өсімдіктер топырақтан 74-тей элемент алатындығы анықталып отыр. Бірақ бұл элементтердің көбі топырақта өте аз мөлшерде кездеседі, олардың бірқатары өсімдіктердің өсуі үшін аса жеткіліксіз болады. Ғалымдар жиі айналысатын топырақта кең таралған 15 элемент олардың түрлі қасиеттерін анықтауға көмектеседі. Олардың негізгілері: көміртегі, азот, оттегі, сутегі, күкірт, фосфор, калий, кальций, магний, темір және марганец.

Көміртегі өсімдік қалдықтарындағы элементтердің 45 пайызын құрайды, оның қасылыстары минералды тұздар түрінде жиі кездеседі.

Оттегі мен сутегі топырақ суының құрамын түзеді, түрлі тотықты гидраттар, алюмосиликаттар, минералды қышқылдар тұздарының құрамына кіреді.

Темір және оның қосылыстары – темір тотықтары мен шала тотықтар түрінде кездеседі. Темірдің өсімдік тіршілігінде аса зор маңызы бар. Топырақта темір жетіспесе, өсімдіктер «хлороз» ауруына шалдығады, бұл хлорафильдің түзілмеуінен болады.

Кальций мен магний – түрлі қышқылдармен қосындылар түрінде кездеседі. Кальций қыиыздық қышқылының тұзы ретінде аса қажет, ал магний хлорофильдің құрамын түзуге қатысады, сондықтан да ол өсімдіктер үшін аса қажет.

Калий мен натрий - ортоклаз, миролин, альбит сиқты шпаттардың құрамында кездеседі және бұзылу нәтижесінде минералды қышқылдардың тұздарын түзеді.

Фосфор - фосфорит және апатит атты табиғи минералдардың құрамында және топырақ қарашірігінде кездеседі, топырақта ол фосфор қышқылдары түрінде кездеседі. Қышқыл қосындыларымен қандай қосылыстар болуына қарай фосфор тұздарының өсімдіктерге сіңімділігі де әртүрлі болып келеді. Фосфор өсімдіктер клеткасын
Бақылау сұрақтары:

1. Топырақ реакциясы, қышқыл топырақ, сілтілі топырақ дегеніміз не?

2. Топырақтың микробиологиялық көрсеткіштері құнарлылыққа қалай әсер етеді?

3. Топырақтың химиялық құрамының тау жыныстары құрамынан айырмашылығы.

Лекция №9

Топырақтың физикалық, физико механикалық қасиеттері.
1. Топырақтың жалпы физикалық қасиеттері (тығыздығы, көлемдік массасы, жыртылған қабатының құрылысы).

2. Топырақтың физика – механикалық және технологиялық қасиеттері (байланыстылығы созылмалылығы, жабысқақтығы, жетілуі, қаттылығы, меншікті кедергі).

Топырақтың меншікті массасы деп оның абсолютті құрғақ, қатты фазасы күйіндегі көлемдік бір өлшемінің массасын айтады. Бұл қатты фаза массасының көлеміне қатынасымен аңықталады.

Топырақтың қатты фазасының меншікті массасы, оның құрамына енетін бөліктерінің орта қатынасыны байланысты . мысалы, саздың меншікті массасы 2,7 г/см³, құмдікі – 2,65 г/см³, қарашіріктікі – 1,4 г/см³. Топырақтың меншікті массасы әдетте осы көрсетілген шамада былайша айтқанда оны құрайтындардың меншікті массасының орташа көрсеткішіне тең болады. Тығыздық (р) – біртекті заттың бірлік көлемдегі массасымен анықталатын физикалық шама. Біртекті заттың тығыздығы оның барлық нүктелерінде бірдей болады. Бұл кезде тығыздық зат массасының (m) көлемге (v) қатынасы бойынша анықталады: p=m/ v.

Біртекті емес заттың тығыздығы оның барлық нүктесінде бірдей болмайды. Бұл жағдыйда тығыздықтың орташа деңгейі есептеліп шығарылады :( p=m/ v).

Топырақтың жыртылған қабатының тығыздығы 0,б – ден 1,5 г/см³ аралығында өзгереді, оған себеп болатын топырақтың қасиеті мен ауыл шаруашылық дақылдарын өсіру технологиясы. Құмдақ топырақтың бұл көрсеткіші 1,82 г/см³ болса, нығыз қара топырықты жердің көрсеткіші -1 г/см³. Топырақты өндеген кезде оған органиқалық тыңайтқыштар енгізілсе, оның тығыздығы кемиді. Топырақ қасиетеріне, өсімдіктің өсіп жетілуіне тығыздық жан- жақты әсер етеді. Су тәртібіне, ауа айналымына және биологиялық белсенділігіне топырақтың аса тығыз болуы тым қолайсыз. Өйткені, топырақ неғұрлым құрғақ болса, соғұрлым өсімдіктерге жайсыз тиеді. Топырақ тығыздығы 0,1 г/см³ артса, өсімдік пайдаланбайтын ылғал мөлшері 10 процент кобейеді. Егер топырақ тығыздығы 1,45 г/см³ асатын болса, онда қолайла газ алмасу жағдайы бұзылады. Топырақ тығыздығы шамадан тыс болса, себілген тұқымының далалық шығымы төмендейді, өсімдік тамырларының топырақ қабатында терең бойлауы мен оның жан-жақа жайылу көлемі кемиді. Тығыздық 1,4 - 1,55 г/см³ шамасына жеткен кезде –ақ тамыр жиелерінің өсуі тежеле бастайды, ал 1,6 г/см³ асатын болса, онда мүлдем өспейді. Осының бәрі дақылдардын биологиалық өнімділігін және өнімін төмендетеді.

Шамадан тыс қопсытылған топырақ құрылысы да өсімдікке қолайсыз келеді. Топырақ қабатыныың ең қолайлы тығыздығы – белгілі бір өсімдіктерге есептегенде 1 – 1,3 г/см³ болып саналады.

Қолайлы тығыздық топырақтың әр қабаты үшін бірдей болмайды. Топырақтың үстіңгі қабатындағы ылғалдың буға айналып кетпеуі үшін оның 4 -5 см дейінгі қыртысының тығыздығы мейліншекем болғаны орынды.

Отамалы дақылдар (картоп, жүгері, т. б.) үшін топырақтың орташа тығыздығы , дәнді дақылдарға қараганда әдетте 0,1 – 0,2 г/см³ төмен болады. Көпжылдық шөптер, тары, зығыр дақылдары тығыздығы жоғары топырақты қажет етеді.

Топырақтың көлемдік массасы бір мағыналы көрсеткіш емес, ол тек топырақтың орналасуымен (түйірлердің өз ара орналасуы), сол сияқты оның қатты бөлігіне де байланысты.

Көлемдік масса топырақ кеуетігінің жалпы кеуек көлемі мен оның жіктелуінің сандық және сапалық жағын көрсетеді.

Алайда өсімдіктің өнімділігі үшін олардың шешуші маңызы бар.

Топырақ негізі үш фазадан ( бөлетен) тұрады: топырақтын қатты бөлегі топырақ ауасы және оның ылғалы. Топырақтың қатты фазасындағы бөлшектердің аралығындағы кеуектік көлемінің жиынтығын топырақтың жалпы көлеміне ( барлық үш фазасына) шыққандағы проценті жалпы кеуектік ( ұсақ кеуектік) немесе кеуектік деп аталады.

Топырақ қыбатындағы жұмыста кеуектердің мәні ерекше зор. Топырақ түйіршіктері аралығындағы кеуек куыстарға су мен ауа орналасып, олар әрі алмасып отырады. Топырақтың қатты фазасының жоғарғы қабатындағы кеуек куыстарда қоректік заттарды сіңімді түрде айналдыру процесі жүргізіледі.

Топырақ түйіршіктері аралығындағы кеуек куыстарда өсімдік тамырлары, микроорганизмдер және басқа да тірі жәндіктер орналасады. Сондықтан бұлардың саны мен сапасына топырақ құнарылылығы да тығыз байланысты деуге болады.

Әр түрлі топырақтар мен дақылдар үшін кеуектердің ең қолайлы мөлшері -48 – 65 процент аралығында болады. Бұл, әрине, механикалық құрамы женіл, қарашірігі тапшы, құрылымы төмен, ылғалы шамалы топырақтар үшін жеткіліксіз. Топырағының жалпы кеуек қуыстылығы 50 – 60 процентке дейін болатын егіс танаптары жиі кездеседі, ал зерттеу натижелеріне қарағанда ең қолайлысы оның 53 – 58 проценттей деңгейде болғаны жөн.

Топырақтың жыртылған қабатының құрылымы. Топырақтың жыртылатын қабатының құрылымы ең маңызды бөлігі екені белгілі. Ал оның негізгі көрсеткіші капиллярлы және капиллярсыз топырақтағы кеуек қуыстылықтардың арақтынасы болып табылады. Топырақтың жыртылған қабатының құрымы - өңделетін жердің негізгі сапалық қасиетінің өлшемі. Топырақтағы ылғал мен ауа рехимінің қолайлы болуы үшін топырақтың кеуекті қуысты топтарының өзара қатынасы болуы шарт: топырақтағы капиллярлы кеуек қуыстарда ылғалды минискілі күші арқылы ұстайтын болса, ал капиллярсыз кеуекті қуытықта ылғалды гравитациялақ күштынң әсерімен төмен қарай жылжытады.

Капиллярлық қуыстар топырақ түйіршіктердің (агрегатының) ішінде капиллярсыз қуыстықтар топырақ түйіршіктерінің аралықтарында орналасқан. Топырақтары кеуек қуыстардың жалпы саны мен капиллярлы және кипиллярсыз кеуектілінің арақатасы өңделген топырақ құрылымының көрсеткіші болып саналады.

Капиллярсыз топырақ кеуектілігінің саны топырақтың ылғал өткізгіштігін, газ алмасуын (аэрациясын) және диффузиялы конвенция арқылы ылғалдың жойылуын анықтаса, капиллярлы топырақ кеуектілігің саны оның ылғал сыйымдылығым көрсетеді. Жерді өңдеудегі басты мақсаттың бірі – топырақтың жыртылатың қабатының құрылымын реттеп жөнге келтіру. Ылғалы жеткілікті, мол және артық аймақтарда, топырақты аэрациямен қамтамасыз ету оның су мен ауа режиміне ең қолайлы жағдай туғызады.

Топырақтың физика – механикалық және технологиялық қасиеттері. Жер өңдеу сапасына топырақтың физика – механикалық және технологиялық қасиеттері үлкен әсер етеді. Топырақтың мынандай технологиялық қасиеттері бар,байланыстылығы, созылмалылығы, жабысқақтығы, жетілуі, қаттылығы, меншікті кедергі. Енді осыларға тоқталып өтейік.

Топырақ байланыстылығының ең аз шегі оны созғанда, ең көп шегі оны сыққанда, орта шегі ол ығысқанда байқалады . сазды құрылымды қара топырақтың байланыстылығы құрылымсыз топырақтарға қарағанда әлдеқайда төмен. Егіс танабында сазды топырақты ығыстырғанда оның ылғалдылығы молайған сайын байланыстылығының шегі азаяды және өсімдік тамырларының барлығы да ,топырақ байланыстылығына үлкен әсер етеді. Топырақ байланыстылығының мөлшері топырақтың механикалық құрамына және оның ылғалдылығына байланысты. Саз балшық ,саздақ топырақтардың байланыстылығы құмдық және құмды топырақтарға қарағанда көбірек. Құрылымдық топыраққа қарағанда үгітілген топырақтың байланыстылығы күштірек болады. Топырақ байланыстылығы неғұрлым жоғары болған сайын, оны бұзуға соғұрлым көбірек күш жұмсайды.

Топырақтың пісіп – жетілуі дегеніміз оның өңдеуге дайындығы, өйткені белгілі бір ылғалдықта құрылымды топырақ женіл де және жақсы түйіршіктенеді, оны өңдеуге қуат мөлшері де аз жұмсалады. Топырақтың механикалық құрамына байланысты оның пісіп-жетілу жағдайы, салыстырмалы ылғалдық 40...70 процент, соған сәйкесті абсолюттік ылғалдық 15...30 процент болғанда пайда болады.

Топырақты піссіп-жетілген мезгілінде өңдегенде, оның құрылымдарының да пайда болатыны белгілі. Сондықтан топырақты

«пісіп-жетілген» кезінде механикалық өңдеу- оның құрылымын жақсартудың бірден-бір тәсілі. Топырақтың «пісіп-жетілуі» оның механикалық құрамына байланысты. Мысалы, механикалық құрамы саздақ қара топырақтардың жетілуі, далалық ылғал сыйымдылық шегі 40 – 70 процентке, ал сазды топырақтың бұл көрсеткіші – 50 – 65 процентке жеткенде басталады.

Топырақ қаттылығы өсімдіктердің өніп - өсуіне үлкен әсерін тигізеді. өйткені топырақ қаттылағы тым жоғары болса, солғұрлым өсімдіктердің өсуіне, оның тамырларына үлкен кедергі туғызады. Топырақ қаттылығы 25 – 30 кг/см² ден жоғары болса, өсімдіктердің өсуі нашарлайды. Топырақ қаттылағын білу, оның физикалық жагдайы туралы толығынан пікір айтуға мүмкіндік береді. Топырақтың қатты кезіндегі бөлшектерінің түйіршіктерінің бір – біріне өзара ілініскіштік күші, оның механикалық құрамына, қарашіріктігіне, құрылымына және ылғалдығына байланысты. Әсіресе, топырақ ылғалдылығы мен топырақтың ұсақ түйіршіктері, ұнтағы оның қаттылығына әсер етеді.
Лекция №10
Топырақтың ауа және жылу қасиеттері

1. Топырақтың ауа қасиеттері ауа режимі.

Топырақтың жылулығы топырақтың температурасымен белгіленеді. Температура тәуліктік, апталық, айлық, маусымдық және жылдық көрсеткіштермен ажыратылады.

Топырақтың жылулық режиміне ауа райы, өсімдік, жер бедері, қар жамылғысы, топырақтың механикалық құрамы, ылғалдылық пен түсі әсер етеді. Әр түрлі топырақ күнсәулесінен әр түрлі қызады. Ашық-түсті топырақтарға қарағанда, қара шіріндіге бай қара топырақ пен қара қоңыр топырақ анағұрлым тез жылынады. Ал құмдақ топырактарда балшықты топырақтарға қарағанда тез жылынады. Дегенмен ол топырақтар тез арада суиды. Ылғал топырақтармен салыстырғанда құрғақ топырақтар тез жылынады. ЬІлғал топырақтар баяу жылынады, өйткені ондағы суды жылытып, буландыру үшін көп жылу жұмсалады. Құм топырақтар саз топырақтардан құрғақтау болғандықтан, анағұрлым тезірек жылынады. Топырақтың жылулығына оның орналасқан жері де әсер етеді Мысалы, оңтүстік баурайдағы топырақтар солттүстік жағымен салыстырғанда жақсырақ жылынады. Топыраққа берілген жылу оның бөлшектерімен, су және ауа арқылы төменгі қабаттарға тарайды. Топырақтың қатты бөлшектері су, жылуды жақсы өткізеді. Ал ауа жылуды нащар өткізеді. Түнде топырақ бетінен бастап салқындайды, ал күндізгі жылу толқыны тереңірек қабатка өтеді. Жылудың толқындары осылайша күнбе-күн тереңірек қабаттарға өтіп отырады. Топырақ бөлшектері жылудан біресе ұлғайып, біресе суықтан кішірейіп отырады. Бұл олардың тез және толық үгілуіне көмектеседі. Топырақтары өсімдіктермен бірге тірі жәндіктердің дамуы үшін жылы топырақ қолайлы. Қыста топырақты қар басып, ондағы су қатқан кезде және жылу толқындарының орнын суық толқындар басқанда топырақтағы өмір едәуір бәсеңдейді. Топырақтың жоғарғы сипатталған физикалық қасиеттерінен басқа кейбір топырақтарға тән және оның құнарлылығына едәуір нұқсан келтіретін жағдайлар да болады. Мысалы, топырақтардың сортаң немесе сорланған болып келетін жағдайлары. Мұндай топырақтар оңтүстік және кейбір солтүстік зоналарда кездеседі. Ол топырақтарды тиімді пайланау оларды алдын ала мелиорациялау қажет.

Лекция №11
Топырақ генезисі мен классификациясы туралы ілім.

1. В.В.Докучаевтің топырақ түзілу факторлары, генезис және топырақ зоналары туралы ілімі.

2. Адамзаттық өндірістік әрекетінің топырақ түзілу процесіне ықпалы.

3. Топырақ классификациясы таксономикалық генетикалық белгілер.

Топырақ классификациясы деп топырақтарды басты қасиеттері, пайда болуы мен құнарлылық ерекшеліктеріне қарай топтауды атайды.

В.В.Докучаев, Н.М.Сибирцев топырақты қоршаған ортамен тығыз қарым-қатынаста дамитын ерекше табиғи органо-минералды дене деп танитын көзқарасты бекітті. Олар топырақтың генетикалық типтері туралы ілімді қалыптастырды. Олардың классификациясы генетикалық деп аталды.

Топырақтанудың дамуына байланысты мынандай классификациялаулар қалыптасты: эколого-генетикалық, факторлы-генетикалық, морфо-генетикалық, эволюциялы генетикалық, тарихи-генетикалық.

Эколого-генетикалық классификацияны Докучаев құрып Сибирцев толықтырды. Оның классификациясында топырақтың 3 ірі бөлімі көрсетілген: А-толық топырақтар немесе аймақтық; В-интрозональды немесе жартылай аймақтық; С-толық емес (тау жыныстарына ауысу);

Морфогенетикалық классификация. Топырақтың басты қасиеттеріне негізделген және түзілу жағдайларын да ескереді.

Эволюциялы-генетикалық классификация. Топырақ түзілу процесінің уақытта дамуын қарастырады.

Тарихи-генетикалық классификация. В.Р.Вильямс құрды. Ол топырақ типтері үздіксіз бір қатарды құрылады деп санайды.

Топырақтың географиялық таралу заңдылықтары жер беткейінде табиғи жағдайлардың әртүрлі орналасуымен анықталады. Осы таным топырақ географиясының келесі басты бөлімдерінің дамуында жатыр: ендік аймақтылық, бойлық аймақтылық, топырақтық климаттық фракциялармен провинциялар топырақ жабынының құрылымымен әртүрлілігі.

Топырақтар ааймақтылығы туралы ілім Докучаевтың топырақ түзілу табиғи тарихи концепциясының соңғы бөлімі. Докучаев алғашқы рет орыс жазықтығында топырақтардың орналасуындағы аймақтылықты зерттеуі солтүстік оңтүстікке жылжығанда топырақ түрлері біртіндепөзгеріп отырады. Тундра топырақтары, күлгін, орман сұр, қаратопырақтар, қоңыр топырақтар, бурыл топырақтар, шөлейт топырақтары.

Докучаевтің топырақтардың орналасуындағы жалпы принцип кең мағыналы болып терең бекіді, бірақ ендік аймақтылықта біраз өзгерістер де енгізілді.

Қазіргі кезде құрылық топырақтары климаттық термиялық ерекшеліктеріне қарай топырақтық климаттық белдеулерге бөледі (полярлық, бореальды, суббореальды, субтропиктік, тропиктік). Топырақтық климаттық белдеулерді атмосферлік ылғалдану режимі өсімдіктер типіне қарай топырақтық-биоклиматтық облыстарға бөледі. Мынандай областарды айырады: ылғалды орманды, тайгалы немесе тундралы өсімдік жабыны; аралық далалық, ксерофитті орманды және саваналы өсімдік жабынды, құрғақ шөлейт және шөл өсімдік жабыны.

Топырақтық-биоклиматтық областар тұрақты болғанымен бірнеше топырақ типінен құралады, сондықтан оларда 2-3 топырақ зонасын айырады.

Топырақ зонасы бір немесе екі топырақ типі ішінде орналасқан интрозональды топырақтардан тұрады. Топырақ зонасын топырақ тип тармақтарының зона аймақтарына бөледі.

Топырақ фациясы - температуралық режиміне мерзімдік ылғалдануына қарай зона бөлшегі.

Топырақ провинциясы – белгілердің айқын білінуіне қарай топырақ фациясы бөлігі. Топырақ провинциясы округтерге, округ аудандарға бөлінеді.

Докучаевпен Кавказда жүргізілген зерттеулері нәтижесінде тауларды топырақтардың бойлық аймақтылық ілімі құрылады. Бойлық аймақтылық құрылымы келесі факторлармен анықталады: таулы мекеннің ендік топырақ зонасында орналасу мекені, тау биіктігі, ауа массасының басты қозғалысына қарай таулы мекеннің орналасуы, температуралық инверсиялардың болуы, яғни жыл мерзіміне қарай суық ауаның тау беткейімен жылжуы.

1. Қара топырақтар классификациясы

2. Орманды дала қара топырақтары

3. Далалы аймақ қара топырақтары

25 см жұқа өте аз қалыңдықты;

25-40 см аз қалыңдықты

40-80 см орташа қалыңдықты

80-120 см қалың

120 см жоғары өте қалың

Қара шірік мөлшері бойынша: аз қарашірікті 6% төмен

орташа қарашірікті 6-9%

жоғары қарашірікті 9% жоғары

Күлгінденген қаратопырақтар қарашірікті қабатында кремнезем ұнтағының болуымен сипатталады. Ол негізінен ақшыл зең түрінде В₁ қабатында құрылым бөлшектерінде көрініс береді, күлгіндену жоғары болғанда ақшыл зең А қабатында да байқалады. Қарашірікті қабат қалыңдығы (А+В₁) 30-50 см карбонаттар 1,0-1,5 м тереңдікте орналасқан.

Сілтісізденген қаратопырақтар А, В₁, В₂, В₃, С. Күлгінденген қаратопырақтардан айырмашылығы қарашірікті қабатында кремнезем ұнтағының болмауы. Басты морфологиялық ерекшелігі қарашірік қабатында бос корбонаттардың болмауы. А қабатының қалыңдығы 30-50 см.

Нағыз қаратопырақтар А, АВ₁, В₂, С. Қарашірікті қабатының қалың болуы (А+АВ₁+В₁) 80 см-ден жоғары және қарашірікті қабатта карбонаттардың блуымен ерекшеленеді.

Кәдімгі қаратопырақтар А, В₁, В_2(к), ВС, С. А горизонты күңгірт сұр немесе қара анық байқалған дәнді немесе түйіртпекті дәнді құрылымды, қалыңдығы 40-60 см. Біртіндеп күңгірт сұр түсті бурыл реңді түйіртпекті, түйіртпекті призмалы құрылымды В₁ горизонтына өтеді. Гумус ақпалары бар В₂ горизонты жиі В_к карбонатты горизонтымен бірігіп кетеді. Карбонаттар ақ көзшелер түрінде. В₂, В_к горизонттары призма құрылымды.

Туыстықтар:

Шалғынды қара топырақта жер асты сулары 2-5 м тереңдікте, Қара топырақты шалғынды жер асты сулары 1,5-3 м және одан жақын орналасқан.

Кәдімгі қара топырақ тың жерде астық тұқымдас және аралас шөпті өсімдіктердің әсерінен дамиды. Топырақ түзуші тау жыныстары лесске ұқсас бүркенші саздақтар мен балшықтар. Кәдімгі қара топырақтың кескіні А₁В₁В_кС, қарашірік қабаты (А+В₁)-40-60 см, ал жеке А қабаты 23-30 см қалыңдықты, қошқыл сұр түсті, дәнді кесекті түйіршікті болып келеді.

В қабаты бір түсті емес: жалпы қошқыл сұр түсті ортада қызғылт қоңыр аналық тау жыныстарының сынашалары кездеседі. Осы қабатты көбінесе В₁ және В₂ қабаттарына жекелейді (В₁ – ауыспалы қабат, В₂ – қарашірік тілдері кездесетін қабат)

В₁ қабатының қалыңдығы 17-24 см, ал В₂ қабатының қалыңдығы 10-35 см кесекті немесе әлсіз кесекті түйіршікті болып келеді. Ауыспалы ВС қабатының қалыңдығы 16-45 см, қызғылт қоңыр түсті, сирек қарашірік тілдері кездеседі. С қабаты орташа есеппен 97 см тереңдіктен басталады.

Бұл топырақтың НСІ ерітіндісінен қайнауы және көзге көрінетін карбонаттардың байқалуы В₁ қабатынан басталады. Орташа қарашірікті кәдімгі қаратопырақтың А қабатында 6,1-9%, аз қарашірікті 4,1-6,0%, ал әлсіз қарашіріктісінде 4% аз қарашірік болады. Қарашірік құрамында гумин қышқылдарының мөлшері фульвоқышқылдардан басым келеді.

Топыраққа сіңген негзідер А қабатының 100 г 34-38мэкв болады. Топырақтың сіңіру комплексі кальций және магний иондары мен толық қаныққан. Бұл топырақтың жалпы құрамы біркелкі болып келеді және тозаңның мөлшері топырақтың қабаттарында біркелкі таралған.

Топырақ ортасының реакциясы А қабатында бейтарап немесе сәл сілтіленген болып келеді. Кәдімгі қара топырақтар көбінесе сортаңданбаған болады. Кәдімгі қара топырақ мынандай туыстықтарға бөлінеді:карбонатты, кебірлі, терең қайнайтын;

Кәдімгі карбонатты қара топырақ сарғыш күрең карбонатты балшықтар немесе карбонатты ауыр саздақтар үстінде түзіледі. Бұл топырақтың айрықша белгісі тұз қышқылы ерітіндесінен осы топырақтық А қабатының қайнауы болып саналады.

Бұл топырақтың үстіңгі қабаты шаңданып, түйіршіксізденеді.Кебірленген кәдімгі қара топырақтардың айырмашылығы оның құрылысының өзгешелігінде. Бұл топырақта анық белгілі иллювиальды В₁ қабаты кездеседі. Осы қабат өте тығыздалған, кесекті-призмалы немесе кесекті-жаңғақты түйіршікті болып келеді. Натрий иондарының болуына байланысты осы түйіршіктер қабырғасында сәл жалтырлық байқалады.

Жалпы алғанда кәдімгі қара топырақтың қарашірік қабаты жақсы дамыған. Онда қарашіріктің, қоректік элементтердің мол қоры бар. Су және физикалық қасиеттері қолайлы.

Оңтүстік қара топырақ негізінен бетегелі бозды шөптер тобы жамылғысы астында құралады. Топырақ түзуші тау жыныстары элювий, элювилі-делювий, лесске ұқсас саздақ болып келеді. Орташа қалыңдықты оңтүстік қара топырақтың гумус қабаты 41-52 см болады. Қарашірік қабатының түсі біркелкі емес: жалпы қара сұр түсті топырақ қабатында күрең сұр, қошқыл күрең дақтар кездеседі.

Бұл топырақтың А қабаты орташа есеппен 24 см, түйіршігі тың жерде кесекті болып келеді.

В₁ қабатының қалыңдығы 16-29 см, түсі қошқыл күреңнен сұр күреңге дейін өзгереді. Түйіршіктігі кесекті, әлсіз кесекті……

Қоңыр топырақ ұзақ жылы жазды, суық және аз қарлы қысты құрғақ континентальды ауа райының әсерімен дамиды. Жылдық ылғал мөлшері 250-300 мм, ал ауаның жылдық орташа температурасы 3⁰С жуық болады. Жиі байқалатын аңызғақ жел өсімдіктердің өнім өсуіне кері әсерін тигізеді.

Құрғақ далада дамитын өсімдіктерден жердің беткі қабатына аз мөлшерде қалдық түседі. Осы өсімдік қалдықтарының ыдырауы жеткіліксіз және тұрақсыз ылғалдың әсерімен жүреді. Сөйтіп топырақта қарашірік құрылуы баяулайды. Құрамында кремний, магний және сілтілік металдар бар жусан тобының өсімдік қалдықтарының жер бетіне түсіп ыдырауынан топырақта кебірлену процесстері байқалады. Сондықтан қоңыр топырақты аймақта шымдану процесіне кебірлену процесі қосарланады. Бұл аймақтың топырақ жамылғысының бір өзгешелігі, оның көп жиынтықтығы (комплекстілігі). Оның себептері жер бедерінің өзгергіштігі, аналық тау жыныстарының әр түрлі қасиетті болуы және осы аймақтың беткі жер қабатының жауын-шашын суымен қатар шайылып жуылуы болып табылады. Қоңыр топырақ А_д-А-В₁-В₂-В_к-С үш тип тармағына бөлінеді. Олар мыналар: күңгірт қоңыр топырақ, нағыз қоңыр топырақ, ашық қоңыр топырақ;

Күңгірт қоңыр топырақ.

Күңгірт қоңыр топырақ Целиноград, Павлодар, Қостанай, Торғай облыстарында және Көкшетау облысының қиыр оңтүстік шығысында таралған. Күңгірт қоңыр топырақ аймақшасының табиғи өсімдіктері ксерофитті астық тұқымдас шөптер және құрғақшылыққа төзімді аздаған аралас шөптер болып келеді. Топырақ түзуші тау жыныстары лесске ұқсаған саздақ, үштік кезеңнің балшығы, элювилі-делювий және көне дәуірдің аллювиіне жататын құм, құмдақ, жеңіл саздақ болып келеді.

Қарашірікті А қабаты күрең реңді қошқыл сұр түсті, тың жерде кесекті түйіршікті, ал егістік жерде шаң тозаңды кесекті түйіршікті болады. А+В₁ қабатының қалыңдығы 34-45 см-ге жетеді.

В₁ қабатының қалыңдығы 12-24 см, түсінің күрең реңі өте айқын байқалады. Үстіңгі А қабатына қарағанда бұл қабаттың тығыздығы басымдау келеді. В₂ қабаты біркелкі емес қошқыл күрең түсті болады, тығыздығы жоғарылайды, түйіршіктігі бекіген кесекті, призмалы кесекті немесе жаңғақты кесекті болып келеді.

Орташа және ауыр саздақты күңгірт қоңыр топырақтың А қабатында 2,1-4,2% қарашірік болады. Осы қабаттың тығыздығы 1,0-1,2 г/см³.

Күңгірт қоңыр топырақ төмендегідей туыс түрлерге бөлінеді: кебірленген, карбонатты, тереңнен қайнайтын, жетілмеген.

Күңгірт қоңыр топырақтың кебірленген туыс түрі кеңінен таралған. Мұндай топырақтың В₁ қабаты тығыздалған, құрамында натрий иондары және коллоид бөлшектер шоғырланған. Бұл қабат кесекті призмалы, тоң немесе тоң түйіршікті болып келеді. Карбонатты күңгірт қоңыр топырақ күңгірт күрең карбонатты балшықты жазықтарда дамыған. Осы топырақ түрінің карбонаттылығы топырақтың үстіңгі бетінен бастап байқалады.

Күңгірт қоңыр топырақтың негізгі түрлері егіншілікте кеңінен қолданылады. Жетілмеген күңгірт қоңыр топырақта қыраттар беткейінде кездеседі. Олар әлсіз дамыған шеміршекті тастақ бейнелі және жұқа қарашірікті қабатты болып келеді. Бұл топырақтар негізінен мал жайылымына пайдалынады.

Нағыз қоңыр топырақ.

Нағыз қоңыр топырақ Павлодар, Торғай облыстарында кеңінен таралған, ал Целиноград, Қостанай облыстарында шамалы аумақта дамыған. Өсімдік жамылғысы құрамына астық тұқымдас шөптерімен қатар жусан, түймешектер кіреді. Нағыз қоңыр топырақтың құрылысы күңгірт қоңыр топырақтың құрылысына ұқсас келеді. Бірақ карбонаттар жиналған қабат және топырақтың тұз қышқылы ерітіндісінің қайнау сызығы жоғарырақ орналасқан.

Механикалық құрамы балшық немесе саздақ нағыз қоңыр топырақты қарашірік мөлшері 2,5-3,5%, ал құмдақты, құмды қоңыр топырақта 1,5-2,5% болып келеді.

Нағыз қоңыр топырақтың реакциясы бейтарап немесе әлсіз сілтіленген болады. Жеңіл механикалық құрамды нағыз қоңыр топырақтың беткі қабатының тығыздығы 1,30-1,40 г/см³, ал 1 м қабатының табиғи су сиымдылығы 170-190 мм болады. Күңгірт қоңыр және нағыз қоңыр топырақтар егіншілік дамыған.

Бірақ бұл топырақтарда су қорының аздығынан өсімдіктер құрғақшылықтан және аңызақ желдің әсерінен өнімділігін күрт азайтады.

Сондықтан тұрақты өнім алу үшін топырақта мал ылғал қорын жинау керек. Солтүстік Қазақстанда күңгірт қоңыр және нағыз қоңыр топырақтың жеңіл механикалық құрамды түрлері кең таралған. Олар жел эрозиясына төзімсіз келеді. Сондықтан мұндай алқаптарда эрозияға қарсы қолданылатын шаралар мұқият жүзеге асырылуы шарт.

Ашық қоңыр топырақ.

Ашық қоңыр топырақ шөлейт аймағында дамыған. Ол Павлодар, Целиноград және Торғай облыстарының оңтүстігінде кездеседі. Бұл топырақ аймақшасының өсімдіктері жусанды, бозды, бетегелі шөптер тобы.

Топырақ түзуші тау жыныстары қатты, тығыз тау жыныстарының бұзылуынан пайда болған. Олардың құрамында қиыршық тас басым болады. Ашық қоңыр топырақта қарашірік мөлшері аз……

Қазақстанның жазықтық жерінде аймақтық топырақ типтерімен қатар аймақаралық (интрааймақтық) топырақтар кездеседі. Олар кебілер, сортаң және ылғалды сортаң топырақтар. Бұл топырақтардың жекелей үлкен ауданды алпып орналасуы сирек байқалады. Көбінесе олар шамалы ауданды алып аймақтық топырақтар ішінде кездесіп, кешенді немесе үйлесушілікті топырақ жымылғысы құрылымын құрайды. Сонымен бірге кебірлер және сортаң топырақтар бірнеше топырақ аймақтары ішінде таралып кездесе береді. Бұл топырақтар құрамында тұздары көп топырақтар қатарына жатады.

Кебірлер тегіс немесе ойпаттау жер бедері бар алқаптарда, аумақты Батыс Сібір жазықтығы, Каспий маңы ойпаты сияқты өңірлерде, өзен, көл жайылмасынан жоғарылау орналасқан террассаларда жиі кездеседі.

Кебір топырақ үстіндегі өсімдік жамылғысы кебірге бейімделген ерекше өсімдіктер тобына жататын жусан, изен, кермек сияқты шөптердің басым болуымен сипатталады. Кебірде өскен өсімдіктердің жер астында дамыған биомассасы жер үстіндегі биомассасынан үлкен (20 еседен аса), құрамында күлі мол (жусан, кермекте- 10%) және күлінде Na, S, Cl элементтері молырақ болады.

Кебір топырақтағы микроорганизмдер мөлшері мен түр саны аймақтық топырақтағыдан біршама кем, және топырақтың биологиялық белсенділігі де шамалы. Әсіресе бұл көрсеткіштер кебір қабатта күрт кемиді. Осы топырақтың үстінде балдырлар көп. Олар топырақ үстіндегі минералдардың ыдырауына ықпал жасауы мүмкін. Бұл топырақта омыртқасыз жануарларда шамалы дамыған, яғни топырақты қопсытуға, араластыруға қатысушлардың аз екендігі байқалады.

Кебірдің құрылысы келесідей қабаттардан құрылған:

А₁- қарашірінділі- элювиальді қабат немсе кебірдің үстінгі қабатты.

В₁- иллювиальді кебір қабат

В₂- кебірдің астынғы қабатты

С – аналық тау жынысы.

Бұл топырақтың морфологиялық белгілерінің ерекше өзгешеліктері бар. А₁- қарашірінділі- элювиальді қабатының қуаты әр түрлі болады (2-18см), түсі аймақтық топырақ түсіне сәйкес келеді, құрылымы қаптарланған тақталы немес шаңды кесекті. Келесі қабатқа ауысуы айқын байқалады. Кейде бұл қабат А₁-қарашірінділі және А₂-сортанданған қабатшаларға жіктеледі.

В₁- кебір иллювиальді қабат түсі күңгірт-күрең болады (үстінгі қабаттан түсі қоюлау). Құрылымы бағаналы, призмалы немесе жаңғақша тәрізді, түйіршіктердің қабырғасында коллоидтар әсерінен пайда болған жылтырлық көрінеді, өте тығыздалған, жарықшақты келеді. Қуаты орташа есеппен 7-22 см-ге жетеді.

В₂- кебірдің астынғы қабатында қарашірінді мөлшері кемиді, түсі күрең, тоң кесекті құрылымды, тығыздылығы кеміген болады. Көбінесе бұл қабатта жиналған карбонаттар ақ дақтар күйінде кездеседі, кейде түздардың жиналған белгілері көрінеді. Бұл қабат біртінден аналық тау жынысы қабатына ауысады (6 сурет).

Жалпы кебір топырақтардың ерекшеліктері келесідей:

• 
  құрылысының қабаттарға анық жіктелуі;
  
• 
  топырақ ортасының реакциясы сілтілі болуы;
  
• 
  иллювиальды қабаттың құрылымы бағаналы, призмалы немесе жаңғакша тәрізді, тығыздылығы өте жоғары және құрамында натрий иондары мол (алмаса сіңген иондар 10-40%;
  
• 
  иллювиальді қабаттатың астында түздардың жиналуы.
  

6 – сурет. Ылғалды сортаң (1), кебір (2), және сортаң (3) топырақтар

Кебірлердің классификациясы 13- кестеде келтірілген. Кебірдің астында ыза су 6 м тереңдіктен әрі жатып, оның түзілуіне әсер етпесе ондай кебір автоморфты немесе далалық кебір типіне жатады. Ыза су 3-6 м тереңдікте болса, онда кебір жартылай гидроморфты немесе шалғынды-далалық, ал ыза су 3 м тереңдіктен жоғары орналасса- кебір гидроморфты немесе шалғындық кебір типіне жатады.

Кебір типшелерге аймақтық топырақтар ішіне орналасуына сәйкес жіктеледі. Мысалы, қара топырақты дала аймағында ол- кебір қара топырақ, ал шөл аймағында ол- кебір құба топырақ болып аталады.

Кебірлер тектерге, түрлерге оның құрамындағы тұздарға, олардың орналасу тереңдігіне, натрий иондарының мөлшеріне, қарашірінділі элювиальды қабаттың қуатына, В₁-қабатының құрылымына байланысты жіктеледі.

Кебірлер және кебірленген топырақтар алабы Қазақстанда мол таралған. Сондықтан оларды ауыл шаруашылығында пайдаланғанда олардың қасиеттерін жақсарту үшін мелиорациялау тәсілдерін қолдану керек. Кебірлерді жақсарту тәсілдері келесідей:

• 
  құрамында натрий иондары шамалы болғанда олардың иллювиалді кебір қабатын топырақ өңдегіш құралдармен қопсытып, майдалап оның құрылымын және ылғал өткізгіштік қабілетін жақсартады(агротехнкалық тәсіл);
  
• 
  құрамында натрий иондары мол кебірлерге гипс (СаSО₄) шашып оның құрамындағы натрий иондарының біраз мөлшерін кальций иондарына алмастырады (химиялық тәсіл- гипстеу);
  
• 
  кебірдің В₂ қабатында саяз тереңдікте (40 см-ден жоғары) кальций тұздары (СаSО₄, СаСО₃) болса топырақты терең жыртып, В₂ қабатымен В₁ қабатын араластырады (өзіндік мелиорация тәсілі);
  
• 
  кебір топырақтарда оған төзімді, оның қасиеттерін жақсартатын өсімдіктер (түйе жоңышқа,қыша т.б) өсіреді (фитомелиорация тәсілі).
  

2. 
   
   жүктеу/скачать 3,79 Mb.
   
   Достарыңызбен бөлісу: