Тақырыбы: Топырақтың гранулометриялық құрамы және оның маңызы

Лекция жоспары:

1.Топырақтың гранулометриялық құрамы (механикалық). Механикалық элементтердің классификациясы.

2.Топырақтың гранулометриялық құрамының классификациясы, топырақтарды түзудегі маңызы.

3.Топырақтың механикалық құрамының топырақтардың биологиялық, физикалық, химиялық қасиеттеріне әсері.

Лекция мақсаты:Топырақтың гранулометриялық құрамы, оның жіктелуі, ол құрамның топырақ түзілуіндегі маңыздылығы, топырақтың механикалық құрамының оның қасиеттеріне әсері туралы түсінік қалыптастыру.

Қолданылатын әдістер: Лекция –консультация, сұрақ-жауап-талдау.

Лекция мәтіні:Әртүрлі мөлшерлі түйіршектерден тұратын топырақ түзетін жыныстардың және топырақтардың қатты фазасы механикалық (гранулометриалық) элементтер деп аталады. Олар шығу тегі бойынша минералды, органикалық, органо-минералдық түйіршіктер болып бөлінеді: механикалық элементтерге сандық зерттеу жүргізу механикалық талдау деп аталады.

Механикалық элементтердің қасиеттері олардың мөлшелеріне байланысты өзгеріп отырады. Мөлшерлері, қасиеттері ұқсас болып келетін түйіршіктер фракциаларға топтастырылады.

Түйіршектердің мөлшерлері бойынша фракциаларға топтастырылуы механикалық элементтердің классификациясы деп аталады.

Н.А.Качинский бойынша келесі фракциялар бар.

Фракция Фракция мөлшері, мм

Тастар >3

Қиыршық тас 3-1

Құм:

ірі 1-0,5

орташа 0,5-0,25

майда 0,25-0,05

Шаң:

ірі 0,05-0,01

орташа 0,01-0,005

майда 0,005-0,001

Тұнба шөгінділер:

ірі 0,001-0,0005

майда 0,0005-0,0001

Коллоидтар <0,0001

Физикалық балшық <0,01

Физикалық құм >0,01

1 мм-ден жоғары түйіршіктер қаңқа бөлігін, ал 1 мм-ден төмендері – ұсақ топырақтар деп аталады.

2.Фракциялардың сипатталатын қасиеттерін қарастырайық.

Тастар (>3мм) – негізінен тау жыныстарының сынықтары. Топырақтарда тастар-дың болуы ауылшаруашылық машиналары және құралдарын пайдалануды қиындатады, өсімдіктердің көктеуіне, өнуіне кедергі жасайды.

Тастылықты 3 мм-ден жоғары түйіршіктердің мөлшеріне байланысты классифика-циялайды.

Әлсіз тасты топырақтарда өңдеу құралдарының бөлшектері тез ескіреді, ал орташа- және қатты тасты топырақтар мелиоративті жұмыстар – тастан тазарту шараларын жүргі-зуді қажет етеді.

Топырақтардың тастылық дәрежесін 3 мм-ден жоғары түйіршіктер (топырақ массасының %) бойынша жүргізеді:

тастары жоқ – 0,5%

әлсіз тасты – 0,5-5%

орташа тасты – 5-10%

күшті тасты - >10%.

Қиыршық тас (3-1 мм) – алғашқы минералдардың түйірлерінен тұрады. Топырақтардағы гравийдің жоғары мөлшері өңдеуге кедергі болмаса да, су қткізгіш, су көтергіш қасиеттерін нашарлатып, су сыйымдылығын төмендетеді.

Құмды фракция (1-0,5мм)– алғашқы миенралдарға жататын кварц, дала шпаты, слюдаладың сынықтарынан тұрады. Бұл фракцияның су өткізгіштігі жоғары, ісінбейді, пластикалылығы төмен, бірақ қиыршық тасқа қарағанда капиллярлылығы мен су сыйымдылығы жоғары. Сондықтан да, табиғи құмдар, әсіресе майда түйіршіктілері ауылшаруашылық дақылдарын өсіруге жарамды болып келеді. Дала дақылдары үшін су сыйымдылығы 10% жуық болатын, ал орман өсімдіктері үшін – 3-5% болатын құмдар жарамды.

Ірі және орташа шаң (0,05-0,05) - ірі шаңның фракциясы (0,05-0,01мм) минерало-гиялық құрамы бойынша құмнан айырмасы аз, сондықтан оның кейбір физикалық қасиеттері құмдыкіне ұқсас: пластикалы емес, ісінуі әлсіз, су сыйымдылығы онша жоғары емес.

Орташа шаңның құрамында (0,01-0,005мм) фракцияға жоғары пластикалық, байланыстылық қасиет беріп тұратын слюдалар бар. Орташа шаң ылғалды жақсы ұстап тұрады, дисперсті, бірақ су өткізгіштігі төмен, коагуляцияға қабілетсіз топырақтың құрылымын түзуде, топырақта болып жатқан физика-химиялық процестерге қатыспайды. Сондықтан, ірі және орташа шаңды фракциясы басым топырақтар оңай ұшады, тығызда-нады, су өткізгіштігі төмен болып келеді.

Майда шаң (0,005-0,0001мм) жоғары дисперстілігімен сипатталады, алғашқы және екіншілік минералдардан тұрады. Осыған байланысты, ірі фракцияға қарағанда келесі қасиеттермен сипатталады: коагуляцияға қабілетті, топырақтың құрылымын құруға қаты-сады, сіңіргіштік қасиеті жоғары, гумусты заттардың мөлшері көп. Бірақ, топырақтың құрамында бос, майда шаңның көп болуы төмен су өткізгіштік, сіңімсіз судың көп мөлшері, ісіну және кемуге қабілеттілігі, жабысқақтығы, жарықшақтылығы, тығыз орналасу сияқты қасиеттер береді.

Тұнба шөгінділер (ил) (<0,001мм) негізінен жоғары дисперсті екіншілк ми-нералдардан тұрады. Алғашқы минералдардан тек кварц, мусковит, ортоклаз кездеседі.

Мұндай фракцияның топырақ құнарлылығын түзуде маңызы зор. Сіңіргіштік қасиеті өте жоғары, гумусты заттары және өсімдіктердің қорегіне қажет күлдік және азотты элементтер бар. Бұл фракцияның коллоидты бөлігі топырақтар құрылымын түзуде ерекше орын алады.

Тұнба шөгінділер фракциясы басым топырақтардың су-физикалық, физика-механикалық қасиеттері механикалық элементтерді жабыстыру және коагуляциялау қабілеттіліктерімен анықталады. Бұл қабілеттілік топырақтың минералогиялық, химиялық құрамына, гумустың мөлшеріне, кальций, темір қосылыстарына, сіңірілген катиондардың құрамына байланысты болады.

2.Механикалық элементтердің фракциялары әртүрлі ара қатынастағы топырақтар-ды құрайды. Топырақта немеес тау жынысында механикалық элементтердің фракцияла-рының салыстырмалы мөлшері механикалық немесе гранулометриялық құрамы деп аталады.

Топырақтағы әр түрлі механикалық элементтердің фракциялары түрлі қасиеттер-мен сипатталатын болғандықтан, нәтижесінде топырақтар немесе тау жыныстарының да қасиеттері бірдей болмайды.

Топырақтарды және тау жыныстарын механикалық құрамы бойынша классифика-циялағанда негізіне физикалық құм мен балшықтың ара қатынасы алынған. Ең алғаш ғылыми тұрғыдағы классификацияны Н.М.Сибирцев ұсынған болатын. Қазіргі топырақ-тардың, тау жыныстарының механикалық құрамы бойынша классификаицляған Н.А.Качинскийдің жүйесі кең қолданылуда.

Бұл классификация бойынша физикалық құм мен физикалық балшықтың ара қатынасы берілген. Мысалы, шымды-күлді топырақтың құрамында физикалық балшық-тың мөлшері 28.1%, құм – 37, ірі шаң – 34.9, орташа және майда шаң – 16, тұнба шөгін-ділер – 12.1% құрайды.

Бұл классификацияның негізі агрегаттылыққа қабілетті балшықты фракцияның, топырақтың генетикалық табиғатын ескере отырып жасалға-нын, сонымен бірге оның гумустың мөлшеріне, ауыспалы катиондардың құрамына, минералогиясына байланысты. Бұл қабілеттілік жоғарылаған сайын құрамында физикалық балшығы бар топырақтардың балшықты қасиеттері әлсіз болып келеді. Сондықтан дала топырақтары, қызыл, сары топырақтар, физикалық балшығы өте көп ауыр топырақтар категориясына өтеді.

3.Топырақтардың механикалық құрамы топырақ түзу құбылысына және топырақ-ты ауылшаруашылығында пайдалануға үлкен әсерін тигізеді. Топырақ түзетін жыныстар-дан және механикалық құрамнан көптеген топырақ түзетін құбылыстардың қарқынды-лығы, топырақтағы органикалық және минералдық заттардың айналымы, жылжуы, жинақталуы тәрізді құбылыстары тәуелді. Нәтижесінде бірдей табиғи жағдайларда әр түрлі механикалық құрамды жыныстардан қасиеттері бердей емес топырақтар қалыптаса-ды.

Механикалық құрам су-физикалық, физика-механикалық, ауалық, жылу қасиетте-ріне, тотығу-тотықсыздану жағдайына, сіңіру қабілеттілігіне, топырақта гумустың, күлдік элементтердің, азоттың жинақталуына әсер етеді.

Топырақтың механикалық құрамына байланысты өңдеу жағдайлары, дала жұмыс-тарының мерзімі, тыңайтқыштардың нормасы, ауылшаруашылық дақылдарын орналасты-ру ауысып отырады.

Құмды және құмдауыт топырақтар (супесчаные) оңай өңделеді, сондықтан да оларды ежелден жеңіл топырақтар деп атап кеткен. Олардың су өткізгіштігі жоғары және қолайлы ауа тәртібімен сипатталып, тез жылынады. Бірақ олардың төмен ылғал сыйым-дылығы кері қасиеттерінің қатарына жатады. Сондықтан да, құмды және құмдауыт топы-рақтарда ылғалды аймақтардың өзінде өсімдіктерде ылғалдың жетіспеуі байқалады. Жеңіл топырақтарда гумус, қоректік элементтер қоры өте аз, сіңіру қабілеті төмен, жел эрозия-сына жиі ұшырайды.

Ауыр саздақ және балшықты топырақтар едәуір байланыстылығымен, су сыйым-дылығымен ерекшеленеді, қоректік заттарға, гумусқа бай келеді. Ондай топырақтарды өңдеу үшін өте көп энергетикалық шығын қажет, сондықтан оларды ауыр топырақтар деп атайды.

Құрылымсыз ауыр топырақтар жағымсыз физикалық, физика-механикалық қасиет-термен сипатталады. Олардың су өткізгіштігі төмен, оңай шайылады, қабықша түзіп, жоғары тығыздықпен, жабысқақтықпен ерекшеленеді, ауа және жылу тәртібі жағымсыз болып келеді. Құмды және құмдауыт топырақтар ауылшаруашылығында пайдалануға қолайсыз болып табылады.

Құрылымсыз және әлсіз құрылымды топырақтардың ішінде жоғары, қолайлы қасиеттермен жеңіл саздақ және орташа саздақ топырақтар сипатталады.

Қолайлы құрылыммен сипатталатын қара топырақтар кең таралған далалы аймақ-тарда механикалық құрамы жағынан ауыр топырақтар құнды болып есептеледі. Олар – ауыр саздақ, балшықты топырақтар, бұл топырақтар ылғалдың қоры болатын түрлерге жатады.

Солтүстік аймақтарда ылғалы жеткілікті және артық болатын - жеңіл саздақ топырақтар кездеседі.

Бақылау сұрақтары:

1.Механикалық элементтер дегеніміз не?

2.Механикалық талдау деп нені айтады?

3.Механикалық элементтердің классификациясы дегеніміз не?

4.Н.А.Качинский бойынша қандай фракциялар бар?

5.Фракциялар қандай қасиеттермен сипатталады?

6.Механикалық немесе гранулометриялық құрам деп нені айтады?

7.Жеңіл, ауыр топырақтар деп қанадй топырақтарды атайды?

Дебиеттер

1. Е.Жамалбеков, Р.Білдебаева. Топырақтану және топырақ геологиясы мен экологиясы. -Алматы, 2000.

2. Почвоведение. Под ред. проф. С.И.Кауричева. -Москва, 1998.