Топырақтану оқулық
жүктеу/скачать 6.35 Mb.
|
| Əртүрлі топырақтағы гумустың мөлшері
(М. В. Тюриннің мəліметтері)
Алғашқы органикалық қалдықтарға қарағанда, гумус ұзағырақ ыдырайды. Органикалық қалдықтарда азоттың мөлшері көп болса, ыдырау жылдамырақ өтеді. Азоттың жетіспеушілігібайқалса, ыдырау процесі бəсеңдейді жəне ысырабы да көп болады, себебі микробтық синтез нашарлайды. Ыдыраудың жылдамдығы топырақтың ауа 18–1427 273 тəртібіне жəне ылғалдану дəрежесіне байланысты болады. Былайша айтқанда, аэробтың жəне анаэробтың процестердің арақатынасына тəуелді өтеді. Аэробтық ыдырау гумустың толық минералдануын қамтамасыз етуі мүмкін. Гумус өсімдіктердің минералдық заттарды сіңіруін жақсартады, топырақтың борпылдақтығын, ылғал сиымдылығын, күн сəулесін сіңіруін арттырады. Гумус жеңіл топырақтардың біріккіштігін жақсартып, ауыр топырақтардың біріккіштігін төмендетеді. Ол топырақтың қолайлы ылғалдылықта болуына ықпал жасайды. Гумустық заттардың бір бөлігі полимеризацияланудың əсерінен тығыздалады жəне топырақта жиналады да өсімдіктер үшін қоректік элементтердің қорын құрады. Топырақтағы гумустың мөлшері топырақ өңдеу жүйесіне, өсімдіктерге жəне микроорганизмдерге байланысты болады. Топырақтағы аэробтың жəне анаэробтық процестерді реттеп басқарып отырса, гумустың жиналуына жағдай жасалынады. Топыраққа гумусты жинап қор жасау топырақтарды түбегейлі жақсартудың негізгі мəселелерінің бірі болып табылады. Гу- мус түзілудің негізгі заңдылықтарын біле отырып, егіншіліктің жəне топырақтанудың мəселелерін шешу бағытында топырақ құнарлығын реттеуге болады. Бірақ органикалық заттардың ыды- рауына қолайлы жағдайлар жасаумен ғана шектелуге болмайды. Себебі гумус минералданып, топырақ ерітіндісімен бірге шайы- лып кетуі де мүмкін. Мұны болдырмау үшін гумусты топырақтың минералды саз тұнбалы коллоидты бөлігімен комплекс түзетіндей етіп біріктіру қажет. Топырақтағы органикалық заттардың мөлшерін торф, компост, көң төгу арқылы көбейтуге болады. Төменгі батпақтардың торфы- мен бірге топыраққа табиғи гумус енгізіледі. Осының арқасында микроорганизмдердің тіршілік іс əрекетін күшейтетін топырақтың биогендігі артады. Минералдық тыңайтқыштарды енгізгенде де, гу- мификация процесі жақсарады. Топырақ коллоидтары. Қазіргі кезде ауыл шаруашылығында көп мөлшерде минералдық тыңайтқыштар қолданылып жүр. Топыраққа енгізілген тыңайтқыштар өсімдіктер үшін қосымша қоректену көзі ғана болып қоймай, топырақтың табиғи құнарлығын төмендетпейтін, қайта арттыратын болуы қажет. Осы мəселені агрономиялық жəне жерге орналастыру тұрғысынан шешу, топырақ коллоидтарының қасиеттерін жəне топырақтың сіңіру қабілеттерін білу арқылы жүзеге асырылады. Табиғаттағы заттар екі: кристалдық (анизотроптық) жəне кристалдық емес (аморфты) күйімен ерекшеленеді. Аморфты заттар- ды изотроптық заттар деп атайды. Анизотроптық күйдегі заттардың жарық, жылу өткізуі жəне басқа қасиеттері əр түрлі бағыттарда бірдей емес. Осындай заттарға ас тұзы, мыс купоросы, кварц, гипс, далалық шпаттар, слюдалар, т.б. жатады. Изотроптық күйдегі аморфты заттардың жоғарыда көрсетілген физикалық қасиеттері барлық бағыттарда бірдей. Мұндай заттарға жұмыртқа белогы, кау- чук, қойыртпақ, сілікпе, т.б. жатады. Бұларды коллоидтар бар. Коллоидтар – дисперстік орта жəне осы ортада шашырап таралған коллоидты-дисперстік фазадан тұратын жүйелер. Орта, фаза, қатты, сұйық, газ тəріздес немесе осылардың əртүрлі мөлшерде араласқан күйінде болуы мүмкін. Коллоидтар өлшемдері əртүрлі түйіршіктерден құралса – полидисперстік жүйе, немесе салыстыр- малы түрде алғанда, өлшемдері бірдей түйіршіктерден құралса– монодисперстік жүйе деп аталады. Екі фазаның бөліну аймағында кездесетін коллоидтық түйіршіктерде еркін беттік энергияның біраз қоры бар. Бұл сіңіру энергиясының құрылуына себепші болады. Оның шамасы үлестік беттің жалпы жиынтық мөлшеріне байланыс- ты. Топырақ түйіршіктерінің жалпы бетінің ауданы (үлестік бет) олардың ұсақтану дəрежесі өскен сайын артады. Үлестік бет заттың дисперстігіне байланысты, оның өсуі түйіршіктердің ұсақтану дəрежесіне тура пропорционал түрде өтеді. Топырақ коллоидтарының негізгі бөлігі гумустық түйіршіктерден жəне негізінен қалыңдығы 0,01-0,05 ммк пластина тəріздес кристалдық құрылысы бар саз түйіршіктерден құрылады. Бұл түйіршіктердің бетінің жалпы ауданы 15-100м2/г құрайды. Коллоидтарға броундық қозғалыс тəн. Бұл қозғалыс – дисперсті ортаның қозғалыстағы молекулаларының коллоидты түйіршіктерге жасайтын соққыларының нəтижесінде судағы түйіршіктердің өздігінен пайда болатын үздіксіз, ретсіз орын ауыстырулары. Дисперстік фазаның ұсақ түйіршіктері, күштілігі əртүрлі сансыз соққылардың əсерінен қозғалысқа түседі. Олардың өлшемдері неғұрлым ұсақ болса, қозғалыс соғұрлым белсенді өтеді. Броундық қозғалыс дисперсті фазаның түйіршіктерінің қалқып шығуына не- месе тұнбаға түсуіне жол бермейді. Коллоидтар ерімей жатып-ақ молекулалармен немесе беттік қабаттың иондарымен жанасатын ерітінділердің қосылыстарымен химиялық реакцияға түсе алады. Электрлік бейтарап заттардың өзара əрекеттесуінен жəне оларға зарядталған иондардың қосылуынан коллоидтар иондардың заря- дына сай зарядқа ие болады. Бірақ бір таңбалы зарядты иондардың белгілі мөлшері, заряды басқа таңбалы иондардың осындай мөлшерінсіз күнелте алмайды. Кез келген заттың ядросының айна- ласында иондардың екі: ішкі жəне сыртқы қабаты болады. Осы екі қабаттың қосындысы коллоидтық мицелланы құрайды. Ядро жəне иондардың ішкі қабаты грануланы (түйіршікті) құрайды. Ол иондардың сыртқы қабатымен қосыла келе коллоидтық бөлшекті түзеді. Ішкі иондық сфера сыртқы қабаттың ядросының молекулаларының ұсақ түйіршіктерге ыдырауының нəтижесінде пайда болады. Бөлшектердің электрлік зарядына байланысты барлық коллоидтар ацидоидтер, базоидтер, амфолитоидтер деп бөлінеді. Ацидоидтер – теріс зарядты коллоидтық бөлшектер. Бұлардың диффуздық қабатында катиондар бар. Базоидтер – диффуздық қабатында аниондар бар оң зарядты коллоидтық бөлшектер. Ам- фолитоидтер – ортаның реакциясына байланысты өзінің зарядын өзгертіп тұратын коллоидтық бөлшектер. Қышқылды ортадағы оң заряд сілтілік ортада теріс зарядқа өтеді немесе керісінше. Электролиттердің бейтараптандыру рөлінің əсерінен коллоидтық бөлшектер зарядтарын жоғалтады, бір-бірімен қосылып жылдам іріленеді, қоюланады, сөйтіп золь (ерітінді) күйінен гель (тұнба) күйге өтеді. Осы құбылысты коагуляция деп атайды. Коагуля- ция кезінде бірінші, екінші, үшінші реттегі бөлшектер құрылады. Олар серпімсіз соққылардың нəтижесінде бір-біріне қосылады да, іріленеді. Коагуляцияға қажетті электролиттің концентрациясы – коагуляция табалдырығы деп аталады. Коагуляция кезінде коллоид, коагулятордың иондарының бір бөлігін ұстап алып қалады. Олар сумен жуылып шайылмайды. Олар- ды тек басқа электролиттің ерітіндісімен шаю арқылы бөліп алуға болады. Коагуляция қайтымды жəне қайтымсыз болуы мүмкін. Қайтымсыз коагуляция процесі – топырақтың цементтенуінің қуатты факторы. Қайтымды коагуляция кезінде коллоидтар еріткіштермен орнықсыз қосылыстар түзеді. Осы кезде коллоидтар еріткіштердің молекулаларын гель (тұнба) құрамында ұстап қалады. Коагуляцияға ұшыраған бөлшектер өздерінің зарядын қалпына келтіріп қайтадан золь (ерітінді) күйіне өтеді. Коагуляцияға кері процесс, бөлшектердің гель күйінен золь (ерітінді) күйіне өту құбылысын пептизация деп атайды. Бұл процесс гель жас жəне сумен жақсы қаныққан күйде болғанда оңай жүзеге асады. Пептизацияның бірінші басқышы – коллоидтардың ісінуі. Топырақтағы көптеген физикалық-химиялық құбылыстар, негізінен, əртүрлі топырақ коллоидтарының қасиеттерінің білінуіне байланысты. Топырақта ең көп тараған коллоид SiO2 минералдық жолмен пайда болған. Кремний қышқылы үгітілу жəне топырақ түзілу кезінде ерітіндіге өтеді. Содан кейін полимеризация процесінде ми- целлалар пайда болады. SiO2 коллоиды – кəдімгі ацидоид. Белоктық заттармен əрекеттесе отырып, ол күрделі белоктық-кремнийлік қосылыстар түзеді. Күшті дəрежеде суланған гидрофильді коллоид SiO2 бір жарым тотықты коллоидтар үшін қорғаныш рөлін атқарады. Бірақ R2O3 мөлшері артық болса, ол өзінің теріс зарядын оң зарядқа ауыстыра алады. Теріс зарядталған минералдық коллоидтардан марганецтің қосылыстары белгілі. Кейде олар топырақтың иллю- виальды қабатынан көп мөлшерде кездеседі. Осы қосылыстар Fe2O3 өзара тұнбаға түсіп, темірлі-марганецтік конкрецияларды береді. Оң зарядталған минералдық коллоидтардан, бірінші ретте, бір жарым тотықтың гидраттарын атауға болады. Қышқыл орта- да R2O3 коллоиды оң заряд, сілтілік ортада теріс заряд əкеледі. Оң зарядталған коллоидтар аниондарды сіңіреді, мысалы P2O5. R2O3 ги- драты теріс зарядталған минералдық жəне органикалық коллоидтар- мен əрекеттесе отырып, күрделі комплекстік қосылыстар түзеді. Топырақта минералдық коллоидтармен қатар органикалық жəне органо-минералдық коллоидтар бар. Соңғы коллоидтар – теріс зарядталған шіріген заттар. Ионогендік қабатта гумустық қышқыл (COOH), ядроға бекіген COO жəне диффуздық қабаттағы Н+ ыдырайды. Органикалық жəне органо-минералдық коллоидтардың гидрофильдік қасиеттері бар. Осы қасиеттері арқылы олар сазды коллоидтарға үлкен орнықтылық беріп, олардың жоғарғы қабаттан иллювиальдық қабатқа қарай орын ауыстыруына себепші болады. Осылайша орын ауыстырған коллоидтар коагуляцияланып топырақта бекиді. Топырақтың барлық коллоидтары, коллоидтық комплекстің құрамдас бөліктері, топырақтық сіңіру комплексі – сіңіру құбылысына себепші болатын топырақтың жоғары дисперсті бөлігі. Коллоидтық комплекс сазды, шіріген заттарға бай топырақтарда жəне қара топырақтарда мол болады да, құмды топырақтарда аз мөлшерде кездеседі. Топырақтықсіңірукомплексіколлоидтық күйдегі қосылыстардың: ұсақ уатылған минералдардың бөлшектері, олардың SiO2, Al(OH)3, Fe(OH)3, MnO2 алюмокремнийлік, ферроалюмокремнийлік қосылыстар жəне басқа минералдық коллоидтар түріндегі ыдырау өнімдері (комплекстің цеолиттік бөлігі); органикалық қалдықтардың ыдырау өнімдері жəне синтезі – органикалық коллоидтар (комплекстің гуматтық бөлігі); органо-минералдық коллоидтардың өзара коагуляциялануы нəтижесінде түзілген, органикалық жəне минералдық коллоидтар жəне комплекстердің өзара əрекеттесуінің өнімдері (комплекстің цеолитті-гуматтық бөлігі) сияқты қоспасынан тұрады. жүктеу/скачать 6.35 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||