ПОӘК «Топырақтану» пәнінеіне арналған оқу-әдістемелік материалдар

3.Климат

4.Биологиялық фактор

5.Жер бедері. Аймақтың геологиялық жасы

6.Адамзат қоғамының әсері

Жер бетінің жамылғысы бастапқыда тығыз қатты тау жыныстарынан

тұрды. Бұл тау жыныстары алғаш пайда бола бастасымен-ақ үздіксіз үгілу құблыстарына ұшырады. Қатты тау жынысының үстіне топырақ түзіле

алмайды. Топырақтың түзілуі үшін, ең алдымен, қатты тау жыныстары

борпылдақ жынысқа айналуы керек. Жер бетіндегі қатты тау жыныстары

табиғат күштерінің ғасырлар бойы үздіксіз əсерінен бірте-бірте қирап,

бұзылып, қопсыған жыныстарға айналды. Бұл құблысты үгілу деп атайды.Үгілу

құблысы топырақтың түзілуіне жағдай жасайды.

Тау жыныстарының үгілуінің физикалық, химиялық жəне биологиялық

түрлері бар.

өзгермей, тек əр түрлі механикалық бөлшектерге бөлінуін айтады. Физикалық

үгілуге қатысатын күштер - температура, желдің күші, жауын-шашын, тасқын

сулар мен көшпенді мұздар.

немесе басқа қосылыстардың суда, қышқыл мен сілтіде еруінен жəне ауадағы

оттегімен тотығуынан пайда болатын құбылыс. Мұның нəтижесінде химиялық

құрамы жағынан жаңадан минералдық заттар пайда болады. Бұл заттар

өздерінің суда ерігіштік қасиетіне, өзіндік салмағына қарай əр жерлерге

түрліше шөгеді. Физикалық жəне химиялық үрдістері қосарласа жүреді.

Бұлардың өту жылдамдығы табиғи ортаның климат жағдайларына тікелей

байланысты. Алайда, əр аймақтың климат жағдайларына қарай оның бір түрі

екіншісіне қарағанда басым болады. Мысалы, ылғалы мол, күні жылы

тропиктерде химиялық құбылысы белсендірек өтеді. Ал ауа райы аса суық

тундра немесе күні аса ыстық, ылғалы өте аз шөлді аймақтарда физикалық

үгілу құблыстары басымырақ жүреді.

жəне жер бедерінің ыңғайына қарай шөгеді. Жел күшімен ауаға ұшады, шаңданады. Нөсерлетіп құйған жаңбырдан, соққан желден жердің беті өзгеріске түседі. Бұл ғасырлар бойы үздіксіз құблысты ештеңе де тоқтата алмайды. Ескі дəуірде тірі жəндіктер мен өсімдіктер болмаған кезде майда ұнтақталған жыныстарды біріктіріп, желімше ұстап тұратын ештеңе болмаған, топырақ шіріндісі түзілмеген. Сондықтан топырақ та пайда болмады. Физикалық үгілу болсын, химиялық үгілу болсын өзінше топырақ түзе алмайды. Топырақ түзілу құблысы – физикалық та, химиялық та емес, биологиялық құблыс.

ылғал сіңіргіштік, су өткізгіштік қасиеті бар ұнтақталған жыныстар пайда болады. Осы қопсыған, ұнтақталған жыныстарға тірі организмдер қоныстана бастаған уақыттан бастап олардың денесіне керекті заттар өсімдіктер мен микроорганизмдердің таңдамалы сіңірулерінің нəтижесінде көлемді геологиялық айналымнан кіші биологиялық зат айналымына көшеді. Органикалық заттар суда нашар еритін болғандықтан, бұл заттардың қоры жыл сайын молая береді. Сонымен құрамында қоректік заттары жоқ тау жынысы тірі организмдер мекендегеннен кейін қоректік биофильді минералды жəне

органикалық азотты заттардың қорына айналады. Басқаша айтқанда, құнарсыз тау жынысының орнына құнарлы топырақ пайда бола бастайды.

Үгілген тау жыныстарында өсімдіктердің өсе бастауы – топырақ түзілу құблысының бастамасы. Қопсыған тау жынысында өсімдіктердің мекендей бастауы жалпы физикалық, химиялық үгілулерді шапшандатып, топырақ түзілу құблысын тездетеді. Ең негізгісі өсімдіктер өсе бастағаннан кейін олар тау жыныстарынан көптеген биофильді элементерді өз денелеріне жинап, ал күн сəулесінің күшімен жапырақтары арқылы (фотосинтез) көптеген органикалық

заттар түзіп, жер бетіне, өзінің тамырлары тараған қабатына, олардың қорларын жинайды. Ал органикалық заттар ыдырап, шіріп алғашқы топырақ шіріндісін – гумусты түзеді. Бұл құблыс – топырақ түзілуінің алғашқы шарты. Топырақ түзілуге негізгі бес факторларына топырақ түзуші жыныс, климаты, жер бедері, жоғарғы жəне төменгі сатыдағы өсімдік пен жəндіктер, топырақтың геологиялық шағы жəне соңғы жылдары алтыншы фактор ретінде 11антропогенді ықпал, яғни адамның əрекеті жатады. Топырақ құралу процесінің негізі - жер бетіндегі тау жыныстарды өсімдіктер, жан-жануарлар жəне климаттың, бедері əртүрлі жерлерде, белгілі бір шақта, бірлесіп əсер етіп, өзгертуінде. Оны В. Доқучаевтың берген анықтамасынан-ақ білуге болады: «Əртүрлі тірі жəне жансыз организмдердің, судың жəне ауаның бірлескен салдарынан табиғи өзгеріліп шықан тау жыныстарының (мейлі қандай тау жынысы болмасын) беткі немесе сыртқы

горизонтын топырақ деп атауымыз керек».

Тау жынысын бірлесіп өзгертіп, топыраққа айналдырушы факторлар бес түрлі кешеннен (алғашқы тау жынысы, климат, өсімдіктер, бедер, шақ)

тұрады. Аналық тау жынысының топырақ қүраудағы ролі екі жақты. Ең

алдымен тау жынысының беткі қабаты топырақұрушы дене болып саналады.

Келешекте құралатын топырақтың қасиеттері сəл құрушы жынысының

гранулометриялық, агрегеттық, минерологиялық жəне химиялық қүрамына

байланысты болады. Ал гранулометриялық жəне агрегаттық қүрам топырақтан

Жыныстың минералдық тегі топырақтың химиялық қүрамын, ондағы

химиялық процестердің бағытын, керекті заттардың (N, P, K, Ca, т.б.) бастапқы

мөлшерін анықтайды.

Топырақ құралу процесі жыныстың жоғарғы қабатында аяқталғанда

жыныс, төсеніш болып, топырақ астында қалады. Бірақ ол топырақпен тығыз

байланысты – екеуі газ, су, көректік заттар жəне жылу алмастырып түрады.

Барлық жер бетіндегі бұзылуға шалдықан таулы жыныстар аналық

топырақүраушы жыныстар (гранит, кварцит, құмтастар) үгінділер – элювиі

қүрай береді. Ал тегіс жерлерде көбінесе аналық жыныстарды көп тараған

борпылдақ шөгінді жыныстар қүрайды. Əр топырақ аймағына сəйкес жыныстар

болады. Бұрынғы КСРО-дағы орман аймағының – басты топырақүраушы

жыныстары сапасында мұз жəне мұз суларында шөгінділері, дала аймағында

лөсті құмбалшықтар көп тараған, ал тропиктер мен субтропиктердің

топырақтары кристалдық жəне метаморфтық (гранит, ферросиликаттары көп

жыныстар, сланецтер) жыныстардың үгінділерінен қүралады.

Аса құнарлы, бағалы жыныстарға карбонатты лесты құмбалшықтар, су

жайылмаларының аллювиялық шөгінділері, құнарсыз жыныстарға негізгі тау

жыныстарының үгінділері мен кварцты құмдар жатады. Сор, сортаң

топырақтарды құраушы тұзды жыныстарға құрамында ерітінді тұздарды көп болғандықтан, құнсыз, өндірістік маңызы жоқ жыныстар жатады. Топырақұралу процесінің негізі – құрлықтың жоғарғы қабатында мениралдық қосындылардан органикалық заттардың құралуы мен керісінше олардың қайтадан минералдануы болып табылады. Сондықтан топырақтың жаралуындағы басты жағдайы болып, биологиялық фактор (өсімдіктер мен

жан-жануарлар жəне микроорганизмдер топтары) есептеледі. Өсімдіктердің топырақұралу процесіне тигізетін əсері үлкен, жажақты,

тікелей жəне жанамалы болады.

сəйкес, сəл жасалған органикалық заттарды бұзатын микрооранизмдерді төрт топтарға (формацияларға) бөлген. Бұл өсімдіктер формациялары топырақкүралу процесінің дамуын əржақты анықтайды. Қылқан жапырақты (бүрі) ағашты ормандарда, ылғалы мол жағдайда, саңырауқұлақтар қатысуымен, күлгін (шымды-күлгін) топырақтар

қүралады. Шөп тектес өсімдіктер формациясыньң астында топырақтың шымды жəне далалық типтері пайда болады. Солтүстік шабындықтар астында - анаэробты бактериялардың қатысуымен шым-шабынды, ал далаларда аэробтардың қатысуымен - кара, қара қоңыр топырақтар жаралады. Топырақа əсерін тигізетін жануарларды зерттеуде Ч. Дарвин (жауын құрты), М. Гиляров (төменгі сатыдағы жануарлар), Г. Высоцкий, Н. Димо (құрт-құмырсқалар) көп еңбек сіңірген. Топырақта өмір сүретін жəндіктер əрлі-

берлі қозғалып, топырақты қопсытады да, оның қуысын көбейтіп, ауа, су сіңіру

қабілетін арттырады. Топырақты өз денелерінен өткізіп, оның химиялық

құрамын өзгертеді, микробиологиялық процестердің бағытын анықтайды,

топырақ түйіртпектерін құрауға қатысады (жауын кұрттар). Кейбір құрттар мен

насекомдар өсіп тұрған өсімдіктерге зиян келтіреді.

қарқынына əсер етеді. Метеорологиялық элементтердің (жағдайлардың) ішінде

Осы климат элементтерінің мөлшері мен олардың өзара септесулері б. КСРО

территориясының əр жерінде əртүрлі.

Топырақ ылғалының сарқылмас көзі жəне топырақ құнарлылығының

элементі - жауын-шашын. Топырақтың ылғалдылығын, оның режимін

(құбылымын), жылдық жауын-шашынның жалпы саны емес, олардың жыл

маусымдарындағы мөлшері мен қарқындылығын анықтайды. Жауын

суларының бір бөлігі қүрлық бетінен буланатын болса, екінші бөлігі ылдиға

қарай ағып кетеді. Тек үшінші бөлігі ғана топырақа сіңеді. Сəл топырақа сіңген

су ылғал қорын жасай, оны өсімдіктер пайдаланады. Топырақтану өткен су

ондағы жылжымалы заттарды ерітіп жəне сілтісіздендіріп, топырақтағы

химиялық процестерді бағыттайды. Ал топырақ үстімен ақан су оның бетінің

органикалық жəне механикалық бөлшектерін жуып-шаяды да, эрозияға

шалдықтырады. Топырақа сіңген су мөлшері жалпы жауын-шашын мөлшерімен ғана

анықталмайды. Топырақтағы ылғал қоры булануға, ауа температурасына, жер

бетіндегі ағысқа да байланысты болады. Сондықтан жылдық жауын-шашын

мөлшерін ауа температурасымен, жер бедерімен жəне топырақтың

қасиеттерімен байланыстарын бағалаған жөн. Табиғи жағдайлар өзара шартты

байланыста болады жəне өзара тəуелді келеді.

Ауаның температурасы топырақтағы физикалык, химиялық бүзылудың

карқынына жəне биохимиялық процестердің шапшандығына тікелей əсер етеді. Сонымен бірге топырақтағы ылғал мөлшері, оның булануы да температураға байланысты. Температура жоғарылаған сайын, топырақтағы барлық химиялық жəне биологиялық процестер үдеп, химиялық реакциялар тездетіледі, топырақтағы микроорганизмдердің белсенділігі артады. Ал температура төмендесе, топырақтағы барлык, процестер бəсеңдеп, микроорганизмдер əрекеті сөніп, онан əрі қыс түсісімен топырақұралу процестері тоқтайды. Желде топырақтың құралуына қатысады. Ол топырақтың əртүрлі бөлшектерін ұшырып əкетеді немесе үшырып əкеледі. Жел көбінесе өсімдіктер жамылғысы мен қорғалмаған үстірттердегі борпылдақ жыныстарды ұшырады (дефляция немесе жел эрозиясы). Бір жерден жел ұшырған шаң, тозаң жəне

құмды заттар басқа ойлы жерлерге жиналады. Жел қарды да, сор жерлердің бетіндегі тұздарды да, ұшырып əкетеді. Қарды ұшырғанда жел арқылы топырақтағы ылғал қайта бөлінетін болса, тұздарды ұшырғанда басқа жерлер сортаңданады. Температура жоғары болса,

жел ылғалдың булануын үдетеді жəне жалпы жылылық пен ылғалдылықтың реттеуші тетігі болып саналады. Далалық аймақта, топырақты көптіріп, егістікті құрғататын, зиянды аңызақ (ыстық) жел жиі соғады. Жауын-шашын, температура жəне жел бірлесіп жалпы топырақтық су жəне жылулық құбылымын анықтайды. Солардың бірлескен нəтижесінде кейбір топырақтар жеткілікті, басқалары жеткіліксіз ылғалданып, кей жер жылынып, кей жер жылынбай, өсімдіктердің дамуына əртүрлі қолайсыз жағдайлар туады. Территориялық жағынан климат макро (үлкен) жəне микро (кіші) болып бөлінеді. Макроклимат табиғи аймақтарға сəйкес белгілі тұрақты элементтерден қүралады. Солтүстік-температурасы төмен, ылғалы көп климат аймағы болса, оңтүстік-жоғары температуралы, ылғалы аз қүрғақ аймақа жатады. Бірінші аймақта булану жауын-шашын мөлшерінен төмен болса, екінші аймақта булану жауын-шашынмөлшерінен 5-9 есе артық болады. Микроклимат деп əр аймақтағы жергілікті (жер бедеріне, өсімдік жамылғысына т.б.) жағдайларға байланысты көлемі шағын жерде байқалатын температураның, ылғалдың жəне желдің өзгешіліктерін айтады. Мысалы, дала аймағында көлемі кішкентай ойпаң жерлерде ылғал көбірек жиналып, топырақ жақсы ылғалданып, шабындық өсімдіктер жамылғысы пайда болады да, айнала дала реңінен ерекшеленіп түрады. Бүл жердіңылғалы жазда аса көп буланбай, 14тұрақты сақталады.

Жер бедері (рельеф) топырақұраушы басты факторлардың бірі болып

есептеледі. Рельеф деп құрлық беті құрылысының түрлері мен ерекшеліктерін

айтады. Жер бедерінің негізгі екі түрі бар: макро (үлкен) жəне микро (кіші) рельеф. Жалпы жер бедерінің ойлы-қырлы немесе тегіс жерінің көлемі үлкен (бірнеше жүз шақырымға созылған) болатын бөлігін макрорельеф дейді. Микрорельеф деп көлемі шағын жер бөлігінің ойпаң немесе дөңес жерлерінің тіктік айырмашылығы бірнеше метрден аспайтын бедерін айтады. Бұл екі рельеф түрінің арасында мезорельеф бар. Мүндай жер бедерінің ойпаттары мен дөңестері кезектесіп келеді, бірақ макрорельефтен айырмашылығы - құламалы беткейлері болмайды. Мезорельефке дөңесті дала, шағыл қүмдар, макрорельефке таулы, тегістік өлкелер, микрорельефке шұқанақтар мен төмпешіктер жатады. Топырақұралу процесіне рельефтің қатысы жанамалы болады. Оның рөлі - климат элементтерінің əсерлерін топырақа жеткенше өзгертіп отыруында. Тегіс жерлерде жауын-шашын, жылулық жəне жарық бірдей, ал дөңесті, таулы өлкелерде ала-қүла болады. Сондықтан рельефті бейнелеп айтқанда, климат жағдайларын қайта бөлуші фактор дейді. Соларға сəйкес жер бедерінің əр бөлігіне тəн топырақтар жаралады. Тегіс жерлерде топырақ түрлері біркелкі де,

ойлы-қырлы жерлердің топырақтары əртүрлі болады. Топырақ шағы - топырақтың жаратылуы мен эволюциялық даму кезеңін көрсетеді. Топырақтың абсолюттік жəне салыстырмалы шақтарын бөледі.

Уақыт факторына В. Доқучаев көп кеңіл бөліп, топырақ шағы деген түсінікті ілімге енгізіп, оны жер бетінің мұз немесе су астынан шықан мезгілінен бастап есептеген. Бұл ілімді академик В. Вильямс дамытып, жоғарыда аталған топырақ шағының түрлерін бөлген. Абсолюттік топырақ шағын жер беті қаптаған мұздан босаған мезгілден есептейді. Орыс жазығын, үлкен Днепрді мұздық кезеңде басқан мұздар оңтүстіктен солтүстікке қарай жылжығандықтан ең алдымен мұздан оңтүстік аймақтар, содан тейін тундра босаған. Сондықтан, В. Вильямстің айтуы бойынша, оңтүстік пен солтүстік топырақтарының жаралу уақытының (шақтарының) айырмашылығы бірнеше он мың жылдарға белгілі абсолюттік жасы бар аймақтың ішіндегі, рельеф жəне аналық жыныстардың айырмашылығынан пайда болған топырақ түрлерінің шағына сəйкес. Рельеф элементтері жəне түрлері салыстырмалы жас немесе егде келеді де, топырақтары соған сəйкес болады. Мысалы, өзен жайылмаларының топырағы мен жайылмадан жоғары жерлердің топырақтарын салыстырсақ, біріншілерінің топырағы жаңа құрылған жас шақты, екіншісінің топырағы салыстырмалы егде жақтық болады.Сондай-ақ Солтүстік Каспий ойпатының топырағы теңіз суынан жуырда босаған. Сондықтан оның салыстырмалы шағы бар. Топырақұралу процесінің бағытын жəне топырақ санасын өзгертуде “адамдардың өндірістік қызметінің“ маңызы үлкен. Бұл факторға В. Вильямс

көп көңіл бөлген. Адамның топырақа тигізетін əсері көп жəне жан-жақты. Механикалық өңдеу, шөп егу, орман алқаптарын жасау, тыңайту, ауыспалы егіс енгізу, суару, құрғату - осылардың барлығы топырақүралу процесінің бағытын тез өгертеді. Игерілген топырақа, əсіресе мəдени өсімдіктің əсері өте зор. Ол топырақпен қосылып агроценоз қүрайды.

тұрғысынан алғанда өсімдік өніп-өсу жағдайын (фотосинтез) жəне егістік

жердің өнімділігін (немесе топырақтың органикалық затты түзуін, қүнарлығын) талдау деген сөз. Оған жақын термин - агроэкожүйе деп егістік жерді жүйемен (табиғи жəне жасанды жағдайларды есептей) талдап, өніп (органикалық зат) алу жəне іске асыру əдістерін айтады. Агроэкожүйеге агроценоз жəне онымен байланысты, оны анықтайтын табиғи-əлеуметтік жағдайлар жатады. Табиғи биоценоздарға қарағанда агроценозда немесе жасанды экологиялық жүйелерде адам топырақ қүрамын, жағдайы мен қасиеттерін, сондай-ақ тірі организмдер (өсімдік пен микроорганизмдер) түрлерінің санын, бағыттай (талдай) алады. Адамның агрожүйелер (агроценоздар) құрудағы мақсаты - егістік өнімділігін көтеру, ауылшаруашылық продукциясын өндіру жəне табиғат (соның ішінде

топырақты) қорғау болып саналады. Табиғи экожүйелер сияқты агроценоз да күн энергиясын пайдаланады, бірақ одан мынадай айырмашылығы бар: 1/ өнікті арттыру үшін қосымша күш (отын, адам еңбегі мен машиналар, мал) қолданады; 2/ өнім алу үшін адам агроценоздық жүйелер жан-жақтылығын

(оның ішінде ауылшаруашылық өсімдіктер түрлері мен топырақ типтерін) азайтады, мыс, бір табиғи алаңда өсімдіктердің бірнеше түрлері болса, егіс танабында бірақ өсімдік түрі болады; 3/ Агроценоз қүрайтын басты өсімдіктер мен организмдер түрлерін қолдан іріктеп алады - бүл ауылшаруашылығының жоғары өнікті өсімдік сорттары мен мал түқымдары; 4/ агроценоздағы барлық басқару (өзін-өзі реттейтін биогеоценоздарға қарағанда) сырттан болады жəне ол сыртқы мақсатқа бағынады; оған мысал: əлемде өсіп отырған табиғаттықорғайтын агротехникаға жəне қазір кеңінен қолданылып отырған топырақорғау Егіншілік жүйесіне деген ынталық АҚШ-та ХХ ғасырдың 30-шы, б. КСРО-да 60-шы жылдарында топырақ эрозиясы (шаңды борандар) салдарынан туған агроценоздағы су мен қоректік заттар қүбылысы туралы білімді тереңдететін жəне ауыл шаруашылығын жүргізудің жаңа əдістерін игеретін уақыт енді келді. Соның нəтижесінде: біз жылу сəулесін тиімді пайдалана аламыз - қазір өсімдіктер күн энергиясының тек 2 %-ін пайдаланса, келешекте 3-4 %-ке жеткізе алсақ, соншама мөлшерге өнікте артар еді; суармалы егістікте су шығынын азайту керек; тыңайтқыштардағы қоректік заттар тиімділігін арттырып, оның шығынын төмендетуге, аңыздық органикалық заттарды топырақ жамылғысына, сүрлемге немесе энергияқорына айналдыруға болады; жан-жақты дақылдар мен ауыспалы егісті көбейте отырып, орынсыз көп химикаттар (минералдық тыңайтқыш, гербицид пен пестицид) пайдалануды азайта аламыз; топырақты нольдік немесе минималдық өңдеуге көшіру керек.

ДӘРІС 5 Топырақтың морфологиясы

Мақсаты: Топырақтың морфологиялық белгілерін түсіндіру

Міндеті: Топырақтың морфологиялық белгілерін таныстырып үйрету

Түйінді сөздер: топырақтың морфологиялық белгілері
Дәріс жоспары:

1. Топырақтың морфологиялық белгілері

2.Аналық тау жыныстары