Топырақтану оқулық
Топырақтың жылулық режимі жəне оның экологиялық маңызы
жүктеу/скачать 6.35 Mb.
|
Топырақтың жылулық режимі жəне оның экологиялық маңызыТопырақтардың дамуы мен өсімдіктердің өмірі үшін жылу ке- рек. Топырақтың жылулық қасиеті де оның қажетті қасиеттерінің бірі. Топырақ жылуы белгілі бір мөлшерге жеткен кезде ғана онда өсімдіктер тамыры өсе бастайды. Жылу əсерінен микробиологиялық жəне химиялық процестердің қарқыны өзгереді. Топырақ жылуды негізінен күн сəулесінен, оған қоса топырақтың жоғарғы қабатынан, жердің ішкі қызған қабаттарынан да, сонымен бірге топырақтағы микробиологиялық процестерден, тірі жəндіктердің тыныс алуынан, өсімдіктер мен жануарлар қалдықтарының шіруінен, топырақтың құрамындағы кейбір заттардың өзара қосылысқа түсуінен, су буларының суға айналуынан, судың булануынан алады. Сонымен топырақтағы жылу режимі – жылулық күн сəулесінің топыраққа түсіп, оның қабаттарына еніп, жоғарыдан төмен қозғалып, қайтадан ауаға оралу процесі. Топырақтың жылулығы топырақтың температурасымен белгіленеді. Температура тəуліктік, апталық, айлық, маусымдық жəне жылдық көрсеткіштермен ажыратылады. Топырақтың жылулық режимінен ауа райы, өсімдік, жер бедері, қар жамылғысы, топырақтың механикалық құрамы, ылғалдылық пен түсі əсер етеді. Əртүрлі топырақ күн сəулесінен əртүрлі қызады. Ашық-түсті топырақтарға қарағанда, қара шіріндіге бай қара топырақ пен қара қоңыр топырақанағұрлымтез жы- лынады. Ал құмдақ топырақтар балшықты топырақтарға қарағанда тез жылынады. Дегенмен, ол топырақтар тез арада суиды. Ылғал топырақтармен салыстырғанда құрғақ топырақтар тез жылына- ды. ЬІлғал топырақтар баяу жылынады, өйткені ондағы суды жы- лытып, буландыру үшін көп жылу жұмсалады. Құм топырақтар саз топырақтардан құрғақтау болғандықтан, анағұрлым тезірек жы- лынады. Топырақтың жылулығына оның орналасқан жері де əсер етеді Мысалы, оңтүстік баурайдағы топырақтар солттүстік жағымен салыстырғанда жақсырақ жылынады. Топыраққа берілген жылу оның бөлшектерімен, су жəне ауа арқылы төменгі қабаттарға тарайды. Топырақтың қатты бөлшектері су, жылуды жақсы өткізеді. Ал ауа жылуды нашар өткізеді. Түнде топырақ бетінен бастап салқындайды, ал күндізгі жылу толқыны тереңірек қабатқа өтеді. Жылудың толқындары осы- лайша күнбе-күн тереңірек қабаттарға өтіп отырады. Топырақ бөлшектері жылудан біресе ұлғайып, біресе суықтан кішірейіп отырады. Бұл олардың тез жəне толық үгілуіне көмектеседі. Жылы топырақ өсімдіктермен бірге тірі жəндіктердің дамуы үшін де қолайлы. Қыста топырақты қар басып, ондағы су қатқан кезде жəне жылу толқындарының орнын суық толқындар басқанда топырақтағы тіршілік едəуір бəсеңдейді. Топырақтың жоғарғы сипатталған физикалық қасиеттерінен басқа кейбір топырақтарға тəн жəне оның құнарлылығына едəуір нұқсан келтіретін жағдайлар да болады. Мысалы, топырақтардың сортаң немесе сорланған болып келетін жағдайлары. Мұндай топырақтар оңтүстік жəне кейбір солтүстік зоналарда кездеседі. Ол топырақтарды тиімді пайдалану оларды алдын ала мелиорациялау қажет. Топырақтың сіңіру қасиеті. Топырақ қопсыған кеуекті дене болғандықтан, оның түйірлерінің арасында əр уақытта бос кеңістіктер болады. Топырақтың сіңіру қасиеттерінің қалыптасуына топырақ құрамындағы ең майда ұнтақталған, көлемі 0,0001 мм-ден төмен коллоидты бөлшектер шешуші рөл атқарады. Бұл бөлшектер топырақтың əртүрлі органикалық жəне минералдық қосылыстарынан тұрады. Топырақтың сіңіру қасиеті деп, оның топырақ ішіндегі ерітінділерінің кейбір қосылыстарды, майда ұнтақталған мине- ралдарды жəне органикалық қосылыстарды, микроорганизмдерді жəне ұнтақталмаған ірі заттарды өзіне сіңіріп, ұстап қалуын ай- тады. Топырақтың сіңіру құбылысы жалпы топырақтың даму- ымен жəне топырақта өсетін өсімдіктерде күлді элементтердің (азот, т.б. қоректік заттардың) жиналуымен қатар жүреді. Əсіресе, өсімдіктердің қоректік элементтерінің жиналуы топырақтың сіңіру қасиетімен тығыз байланысты. Осы қасиеті арқылы топырақта өсімдіктерге керекті элементтер жиналады. Бұл салада орыстың ірі ғалымдары К. К. Гедройц, Д. И. Прянишников, А. И. Со- коловский, И. Н. Антипов-Каратаев, В. А. Чернов, И. И. Горбу- нов, т.б.көп еңбек сіңірген. Əртүрлі топырақтардың сіңіру қасиеттері əр деңгейде болады. Ол көбінесе, топырақтағы өте жоғары бөлшектерге (дисперсті), түйірлерге, коллоидты бөлшектердің мөлшеріне байланысты. Топырақ неғұрлым қарашіріндіге бай жəне механикалық құрамы ауырлау балшықты болса, соғұрлым оның сіңіру қасиеті де мол, ал топырақта қара шірінді аз, құрамы жеңіл құм немесе құмдақ болса, оның сіңіру мүмкіндігі де шамалы болады. Топырақ коллоидтарының диаметрлері шамамен микронмен есептелетін əр текті заттардың бөлшектерін құрайды: 1 мкр - 0,01 мм тең, оны миллимикрон дейді. Коллоидты бөлшектердің ірілігі 0,1 мкр - 1 ммкр. В. Оствальдің тұжырымы бойынша коллоидтердің пайда болуының жолы бар: 1) бөліну арқылы, яғни топырақтың бөлініп жатқан бөлшектерінен шығуы; 2) конденсация арқылы, яғни заттардың бірнеше молекулаларынан қосылып үлкейіп шығуы. 17–1427 257 Сонымен топырақ коллоидтарының бір бөлігі минералдардан физикалық үгілу арқылы бөлініп, тозаңданып құралады да, екінші бөлігі конденсация арқылы органикалық қалдықтардан өзгеріп, химиялық үгілу нəтижесінде түзіледі. Топырақта коллоидтар екі түрде коллоидтік ерітінді жəне коллоидты қоймалжың, тұнба күйлерінде кездеседі. Коллоидтар бір күйден екінші күйге көше береді. Олардың ерітіндіден тұнбаға көшуін коагуляция (жиыры- лу), керісініше тұнбадан ерітіндіге көшуін пептизация (бытырау) дейді. Коллоидтардың бір күйден екінішісіне көшуі қайталанатын немесе қайталанбайтын болады. Топырақтың қалыптасуына кол- лоидтар коагуляциясының маңызы үлкен, өйткені коллоидтар топырақта тек золь (ерітінді) күйінде жылжып, жиыла алады да, гель (тұнба) күйінде топырақта бекиді. Коллоидтар топырақтың қандай жағдайы болса да, топырақтың температурасы жоғары немесе төмен болса да, қызғанына немесе кепкеніме, суығына қарамай коагуляцияланады. Бірақ коагуляция процесінде электролиттердің де (тұздар, қышқылдар, негіздер) əсері зор. Электролит дегеніміз – заттар суға ерігенде оң немесе теріс за- рядты иондарға бөлінуі. Коагуляция электролиттердің ең аз «коа- гуляция босағасы» деп аталатын қоюлауында өтеді. Топырақтары коллоидты бөлшектер электр зарядты (көбінесе, олар теріс за- рядты). Коагуляция процесі негізінен коллоидтардың зарядта- рын жоғалтуына байланысты өтеді. Теріс зарядты коллойдтар оң зарядты каллоидармен, ал темір мен алюминий коллоидтері теріс зарядты аниондармен кездескенде коагуляцияланады. Коа- гуляциялану қасиеті катиондардың валенттілігіне, оның атомдық салмағына байланысты. Белсенді коагулянттарға үш валентті темір мен алюминий, содан кейін екі валентті кальций мен маг- ний катиондары жатады. Ал бір валентті катиондар калий, аммо- ний, натрий аз коагуляцияланады, кейде керісінше, коллоидтарды бытыратады (пептизациялайды). Тек сутегі катионы коагуляция- лау қабілеті жағынан екі валентті катиондарға жақын. Коллоид- тар коагуляциясында топырақта кең тараған кальций катионының рөлі өте үлкен. Ол коллоидтарды қайталанбайтындай етіп берік коагуляциялайды. Коллоидтар негізі тау жыныстарынан жəне органикалық заттардан шығатын болғандықтан, олардың құрамында органикалық жəне минералды заттар бар. Органикалық заттар топырақ шіріндісінің құрамында, ал минералды зат- тар балшық құрамында болады. Топырақта катиондардың жəне коагуляцияның пайда болуына байланысты коллоидтар көбінесе, тұрақты тұнба-гель, күйінде кездеседі. Ал коллоидтардың золь (ерітінді) күйінде болуы – уақытша, тұрақсыз. Катиондардың гель түрінен зольге айналдыру үшін, оларды байланыстырып тұрған катиондарды басқа катиондармен ығыстыру керек. Мысалы, К. К. Гедройц топыраққа сіңірілген катиондарды ығыстыру үшін ас тұзын қолдануды ұсыған. Сіңірілген катиондарды ығыстыру кезінде топырақ коллоидтары пептизацияланып, ерітінді күйіне айналады. Жоғарыда айтылғандай, коллоидтарға өте майда күйін- дегі заттар жатады жəне соның əр бөлшегі көп молекула жинағы болып саналалы. Казіргі көзқарастар бойынша (проф. Н. И. Гор- бунов) коллоидты бөлшектің немесе мицелланың құрылысы күрделі, ол төрт құрамды қабаттан: 1) коллоидты күйдегі заттың ішкі ядросынан; 2) ішкі ядросы тығыз байланысып тұратын сол коллоидты бөлшектің зарядын анықтайтын ионды немесе ішкі қос электр қабатшадан; 3) сыртқы қарама-қарсы зарядты иондар қабатшасынан; 4) диффузиялық иондар қабатшасынан тұрады. Сонымен, коллоидтар заряды деген түсінік түгел мицеллаға жат- пайды. Мысалы, кремний қышқылының мицелласының ядросы SiO3 молекулаларының агрегаттарынан, яғни зарядты анықтайтын иондардан SiO3 тұрады. Коллоидты бөлшектің заряды теріс, оның сыртында оң зарядты теңгеру Н иондары орналасады. Теріс қабатты диффузды қабатында Н иондары бар коллоиттарды ацидоидтер дейді. Гумин қышқылы - СОО-, кремний қышқылы SiO2, Оң зарятты, диффузды қабатында ОН иондары бар колло- идтарды базоидтер дейді (А1 жəне Fe гидрокситтері Al (ОН) 3, Fe(ОН) 3). Академик К. К. Гедройцтың тұжырымдамасында топырақтың сіңіру қасиеті деп, оның топырақ ішіндегі ерітінділерінің кейбір қосылыстарын, майда ұнтақталған минералды жəне оргалникалық қосылыстарды, микроорганизмдерді жəне ұнтақталмаған ірі зат- тарды өзіне сіңіріп, ұстап қалу мүмкіншілігін айтады. Сіңіру оның тəсілдеріне қарай, бірнеше түрге: механикалық, физикалық, физика- химиялық, химиялық жəне биологиялық сіңірулерге бөлінеді (К. К. Гедройц. 1933). жүктеу/скачать 6.35 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|