Негізгі бөлім: Қарашірінді

Кіріспе

1. Қарашірінді

2.Топыпақ түзілуі

3. Топырақ түзілу үрдісі

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

Қарашірінді (Гумус; лат. humus - жер, топырақ) — өсімдіктекті және жануартекті қалдықтардың биохимиялық ыдырауы нәтижесінде түзілетін, топырақтың жоғары қабатында жиналатын топырақтың қарақоңыр түсті органикалық заттегі. Топырақ құнарлылығы осыған байланысты. Қарашірінді органикалық қосылыстардың екі тобынан тұрады. Бірінші топ өсімдіктекті және жануартекті қалдықтарда (топырақтағы органикалық заттектің барлық массасының 10—15%-ы) болатын қосылыстар: белоктар, көмірсулар, майлар, шайырлар, лигнин және т.б. Екінші топ қарашіріндінің негізгі қорын құрайды. Органикалық қалдықтар (гумин, гумин қышқылдары, фульвоқышқылдар және т.б.) синтезделген кезде түзілетін қарашірікті заттектерден тұрады. Топырақтың белдемдік типіндегі қарашірінді мөлшері физикалық-географиялык жағдайлармен тығыз байланысты. Қарашірінді мөлшері (тайгадағы) күлгін топырақтан (4—5%) даладағы қара топыраққа (10—15%) қарай артып, шөлдегі сұр топырақта 1—2%-ға дейін төмендейді. Жер шарының әр түрлі биоклиматтық өңірлерінің топырағы Қарашірінді қоры бойынша айтарлықтай ерекшеленеді; топырақтың 1 м-лік қабатындағы т/га есебімен алғанда бұл көрсеткіштер мынадай: тундрадағы топырақтағы Қарашірінді — 73, күлгіндеу топырақта — 99, орманның сұр топырағында — 215, орманның құба топырағында — 263, қара топырақта — 500, қоңыр топырақта — 160, сұр-құба сұр топырақта — 40, қызыл және сары топырақта — 282, қошқыл топырақта — 253, ферралитті, тропиктік қара топырақта — 300 т/га. Қарашіріндінің жиналуының ең үлкен мөлшері қара топырақта орташа 500 т/га, ең аз мелшері сұр топырақта — 40 т/га болады. М.М.Кононовтың есептеулері бойынша дүние жүзіндегі топырақтағы Қарашіріндінің жалпы қоры (1 метрлік қабатта) 2561 • 10⁹ т (немесе 2561 млрд т) құрайды. Алайда топырақты өңдеу процесінде Қарашіріндінің мөлшері кемиді. Сондықтан оның орнын толтыру үшін өңделетін жерге минерал жоне органикалық тыңайтқыштар сіңіріледі.

Табиғатта топырақтың құралуы күрделі жағдайда жүреді. Сондықтан топырақтың құралуын, оның даму кезеңдерін шартты нұсқа (модель) түрінде қарап пайымдауға ғана болады.

Топырактың құралу процесінде келесідей басты буындар бар деп есептеленеді:

- тау жыныстары минералдарының, кейіннен топырақ минералдарының өзгерістерге ұшырауы;

- топырақта органикалық заттардың шоғырлануы және олардың өзгерістерге ұшырауы;

- топырақтағы минералды және органикалық заттардың әрекеттесіп күрделі органикалық- минералды қосылыстар түзуі;

- топырақтың үстіңгі қабатында біршама қоректік заттар мөлшерінің шоғырланып жиналуы;

- топырақ құралуы кезінде пайда болған заттардың ылғалдың әсерімен онын тік бойында және үстіңгі бетінде жылжуы.

Аталып өткен топырақ кұралу процесінің негізгі буындарының жүру карқыны топырақтың пайда болуы, дамуы кезінде әр түрлі болып келеді. Сондықтан топырақтың пайда болуын үш кезеңге бөлуге болады:

Бірінші - топырақ құралуының алғашкы кезеңі.

Екінші - топырақтың даму кезеңі.

Үшінші - топырақтың кемелденіп жетілген кезеңі.

Топырақ құралуының алғашкы кезеңі тау жыныстарына тірі ағзалардың қоныстануынан басталып, топырақ түзілуіне себепкер факторлардың катысуымен жүреді. Осы алғашқы кезеңнің өзінде заттардың биологиялық айналымы қалыптасады. Бірак бұл айналымның көлемі шамалы болады. Өйткені тау жыныстарына ең бірінші қарапайым өсімдіктер (саңырауқұлактар, кыналар, балдырлар), микроорганизмдер қоныстанады. Осы кезеңде физикалык, физикалық-химиялык, химиялық процесстер (заттардын еруі, шөгуі, булану, конденсациялануы, сіңуі т.б.) жүреді. Осы құбылыстардын әсерінен заттардын өзгеруімен козғалып жылжуы байқалады. Биогеохимиялык зат айналымы әлі калыптаспаған болады. Топырак құралуынын алғашкы кезеңі барысында оның қатты бөлігінін көптеген белгілері болмайды. Топырак әлі калыптаспаған, тек оның құралуына дайындықтар жүріп жатқан кезең болып есептелінеді.

Топырақтың даму кезеңінің басталуы жер бетіндегі экожүйелердің биологиялык өнімінің ұлғаю кезеңінен басталады деп есептеуге болады. Осы кезеңде жоғары сатыдағы өсімдіктердің әрекетінің көлемі жоғарылап, биологиялык зат айналымның мөлшері ұлғаяды. Биологиялық зат айналымның әсерінен топырақта жаңа қосылыстар пайда болады және олар ағзалардың келесі тобына тиімділігі жақсы болып, келесі биологиялык айналымның көлемінің тағыда үлғая түсуіне мүмкіндік туғызады. Осы кезеңде топырақта қоректік заттардың жинақталған қоры түзіледі. Биогеохимиялык зат айналымы қалыптасады. Физикалык қасиеттері өзгеріп, топыраққа тән қасиеттер эпайда болып, оның заттық құрамы айқындалады. Сонымен катар осы кезеңде топырақтардың әр типіне тән қасиеттер де пайда болады. Соңғы бұл сатыда топырақ өзіне тән ерекшеліктерінің барлығын өз бойына қалыптастырып, топырақ түзілді деп атай аламыз.

Топырақтың даму сатысы күрделі құбылыс және ол үзақ уақыт аралығында байқалып, одан әрі қарай жалғаса береді. Топырақтың даму сатысы тіршілік көзі құрығанда ғана тоқталады деп есептеуге болады. Топырақтың кемелденіп жетілген кезеңіне көшуіне келесі себептер себептер бар. Топырақтың дамуы барысында бір мезгілде табиғаттың, коршаған ортаның жағдайлары ұзақ жылдар бойы бір қалыпты болуы ықтимал. Сол себепті топырақтың қоршаған ортамен байланысы оның қасиеттері өзгермей, ондағы құбылыстардың тұрақтылығымен сипатталады. Табиғи жағдайдағы биогеоценозда биологиялык зат айналымның кезекті сатысы, онын алдындағы айналымдарына сәйкес және оған қатысатын косылыстар алдыңғы айналымдарына қатысқан болып келеді. Сонымен бірге тау жыныстарының минералдарынан зат айналымына қосылатын элементтер өте шамалы болады. Көрсетілген себептердің салдарынан топырақтың құрамы, негізгі қасиеттері көп уақыт бойы тұрақты болып қалыптасады. Сондықтан топырақты кемелденіп жетілген кезеңіне жетті деп санаймыз. Топырақтың кемелденіп жетілген кезеңінде топырақ бойында түрлі құбылыстар өзара үйлесімді кеңістікте және белгілі бір уақыт аралығында өтіп, заттардын биогеохимиялық айналымын құрайды. Оның әсерінен топырақтардың қасиеттерінің ұдайы толысып отыруы байқалады. Сөйтіп топырақтың қасиеттерінің бір қалыпты, оның экожүйеде қалыптасуының тұракты болуын камтамасыз етеді.

Топырақты агроэкологиялық жүйеде пайдаланғанда ондағы үйлесімді қатынастар бұзылып, оның касиеттері өзгереді. Топырақтың оның қасиеттеріне, пайда болу заңдылықтарына, аймақтың топырақ құралу жағдайларына сүйене отырып, оны жаксарту шараларын қолданатын мәдени агроэкологиялык жүйелерді жүзеге асырған жағдайда топырактың кұнарлылығы ұдайы жоғарылай түседі.

Жер бетінде топырақ құралу факторларының өзара қарым-қатынасының алуан түрлі болып үйлесім табуы әсерінен табиғатта түрлі топырақ құралу процестері жүріп түрлі топырактар қалыптасады. Солай бола тұрса да әдемдегі барлык топырақтардың типтері құралуы кезінде бір-бірінен аздаған өзгешеліктері бар, бірак жалпы бағыты ұқсас процестер жүреді. Топырақ құралуының негізін қарама-қарсы бағытталған және бір-бірімен тығыз байланыста болатын биохимиялық, химиялық, физикалык, физикалық-химиялық процестер тірі организмдердің қоршаған ортадан минералды элементтерді сіңіруі және коршаған ортаға өздерінің, сонымен бірге, өнімдері мен қалдықтарының тигізетін әсері аныктайды. Топырақ кұралу процестері үш топқа бөлінеді. Олар:

- қарапайым микроүрдістер немесе процестер

- топырақ түзілуінің құрамды процестері (элементарные почвенные процессы)

- жалпы макропроцестер.

Қарапайым микропроцестерге қарама-карсы бағытта жүретін келесідей құбылыстар жатады:

- тірі организмдердің топырақтан минералды заттарды сіңіруі және органикалық заттарды синтездеуі. Организмдердің топырақка және атмосфераға органикалық және минералды заттарды бөліп шығаруы;

- органикалық заттардың ыдырауы мен минерализациялануы. Органикалық және минералды заттардың гумусты заттардың пайда болуы;

- топырақ ерітіндісінің кьшқылдануы. Топырақ ерітіндісінің бейтараптануы;

- топырақ түзуші тау жыныстарының бастапқы минералдарының ыдырауы. Туынды минералдардың және органикалық-минералды кешендердің пайда болуы;

- коллоидтардын коагуляцияға ұшырап, тұрақты түйіршіктер құрауы. Коллоидтардың пептизацияға ұшырап, түйіршіктердің бұзылуы;

- минералды қосылыстардың сумен қосылуы. Осы заттардың судан арылуы;

- тотығу құбылыстары, тотықсыздану құбылыстары; .

- еріген заттардың топырақтың үстіңгі кабаттарына көтеріліп, шоғырлануы. Ерітіндінің топырақтың астынғы қабаттарына жылжып, ерігіш заттардың шайылып кетуі;

- топырақтың газдарды өзіне сіңіруі (адсорбция) және топырақтан газдардың бөлініп шығуы (десорбция);

- топырақтың әр түрлі қабаттарының жіктеліп пайда болуы. Топырақ қабаттарының әр түрлі әсерлер ңәтижесінде бұзылуы.

Қарапайым микропроцестер топырактың белгілі ерекше морфологиялық белгілерін, қасиеттерін қалыптастыра алмайды.

Жалпы макроүрдістер белгілі бір топырақты (типін, типшесін) қалыптастыруға қатысады. Оларға кара топырақ түзілу үрдістері, генетикалық қабаттардың қалыптасуы, күлгін топырақ, кебірлер түзілу процестері т.б. жатады. Топырақ типтері (мысалы, қара топырақ, күлгін топырақ, немесе кебір) топырақ түзілуінің құрамды процестерінің бірнешеуінің қосарлана жүруі әсерлерінен пайда болады.

Топырақ түзілуінің құрамды процестері - топырақтың пайда болуына басты себебін тигізетін, топырақта үйлесімді, өзара байланысты жүретін биологиялық, химиялық және физикалык құбылыстар. Олар топырақтың басты белгілерін қалыптастыруға қатысады. Мысалы: гумусты қабаттың немесе кебірленген қабаттың пайда.болуына себепші болатын кұбылыстар. Қазіргі уакытта топырақ түзілу құрамды процестерінің толық тізімі қалыптасқан жоқ. Ғалымдардың осы мәселеге кез карасы әр түрлі болып отыр.

И.П.Герасимов, М.А.Глазовская топырақ түзілуінің құрама процестерін (1960) 10 түрін атап, оларды үш топка бөлді.

I топ – топырактың минералды бөлігінің өзгерістерге ұшырауға қатысты процестер: бастапқы карапайым топырак құралу; топырақтың балшықтануы; латериттену.

А.А. Роде (1971), И.П. Герасимов (1973,1980) жоғарыда көрсетілген процестерге тағыда бірнеше процестер түрін қосты. Топырақтағы органикалык заттардың өзгерістерге ұшырау процестері. Фотосинтез арқылы және микроорганизмдер жан-жануарлардың өсімдіктерді пайдалануы кезінде қалыптасқан органикалык заттар биоценоздың құрамды бөліктерінің өнімдері ретінде топыраққа қайтарылады. Олар мен бірге фотосинтез әсерінен шоғырланған энергия, биогенді элементтер және қарашірінді құралуына қажет органикалық заттар топыраққа түседі. Осы органикалық заттар топырақ түзілу процесі кезінде екі бағытта өзгерістерге ұшырайды. Олар минералдану және қарашірінді немесе гумус түзілуі.

• 
  Минералдану құбылысы кезінде күрделі органикалык затгар әр түрлі микроорганизмдердің қатысуымен қарапайым химиялық қосылыстарға дейін ыдырайды (су, көмірқышқыл газы, түрлі аниондар мен катиондарға). Органикалык заттардың 80-90% минералдану құбылысына ұшырайды. Пайда болған өнімдер топырақ ерітіндісі құрамына көшіп өсімдіктер үшін қайтадан қоректік зат болып биологиялық зат айналымына қосылады.
  
• 
  Гумус түзілу құбылысы барлық топырақ типтері қалыптасу кезінде байқалады. Бұл топырак кұралуының басты көрсеткіші, осы құбылыс әсерінен топыраққа түскен органикалық қалдыктардың бір бөлігі ерекше зат карашіріндіге немесе гумуске айналады. Қарашірінді тек топырақтарға ғана тән зат. Топырақ құралуы кезінде минералдану мен қарашірінді түзілуі кұбылыстары оңтайлы жағдайда жүргеңде топырақта қарашірінді қабаты түзіледі және оның қалыңдығының артқаны байкалады. Топырақта қарашірінді мөлшері арткан сайын оның құнарлылығы молайып, касиеттері жақсара түседі. Қоршаған ортанын жағдайлары, топырак түзуші факторлар қолайсыз болған жағдайда топырактағы карашірінді түзілуі, жиналу процестерінің қарқыны бәсеңдейді, қарашіріндінің және басқа органикалық аттардың минералдануының артуы байқалып, құнарсыз топырақтар түзілуі ықтимал.
  
  Шымтезек түзілу құбылысы – ылғалдылық артық жағдайда анаэробты ортада әлсіз ыдыраған органикалык қалдықтардың жинақталуымен сипатталады. Бұл процесс әсерінен топырақта шымтезек қабаты қалыптасады. Батпақты топырақтар түзілу процесіне қатысады.
  

Бастапқы топырақ құралу жалаңаш аналық тау жыныстары үстінде өтеді. Бұл күрделі, кешенді бір уақытга жүріп жататын биологиялық, физикалық және химиялық процестер жиынтығы. Тау жыныстарына қарапайым организмдер қоныстануынан басталады және олар тау жыныстарының минералдарының ыдырауына, үгілуіне әсер етеді. Кейінірек бірте-бірте майда үгінділер, биогенді элементтер мен гумустың жиналуы байқалады. Бұл кұбылыс әсерінен өте жұқа қабатты, әлсіз дамыған топырақтар түзіледі. Топырақ түзілуінің үрдістері:

• 
  Шымдану үрдісі -шөптесін есімдіктер қалдықтары ыдырау әсерінен гумустың, азоттың және күлді элементтердің топырақтың үстіңгі қабатына шоғырлануымен, топырақтың дәнше-кесекті құрылым қалыптасуымен сипатталады. Шымдану процесі әсерінен топырактың потенциалды құнарлылығы қалыптасып, өсімдіктердің өсіп-өнуіне қолайлы жағдай туады.
  
• 
  Балшықтану үрдісі - топырақта туынды балшықты минералдар: монтмориллонит, гидрослюдалар, каолин, вермикулит т.б. түзілуі құбылыстармен сипатталады. Олар бастапқы, кейде туынды минералдардың үгілуімен, ыдырауынан пайда болады. Бұл құбылыс биогеохимиялық процестер қатарына жатады. Балшықты минералдардың түзілуіне биологиялық үгілудің үлкен әсері бар.
  
• 
  Глейлену үрдісі (қопалану) топырақта шала темір тотығы (ҒеО), темір және марганецтің тұздары ҒеС0₃ сидерит, Ғе₃ (Р0)⁴*8Н₂0 вивианит қосылыстары бар балшықты минералдардың артық ылғалдылық және оттегі тапшылығы қалыптасқан анаэробты жағдайда түзілуімен айкындалады. Жоғарыда көрсетілген қосылыстар топырақта глейленген (қопа) қабатын немесе глей дақтарын түзейді. Бұл дақтар ақшылт-жасыл, көкшіл-жасыл, көкшіл-қара түсті больш келеді. Қопа түзілу процесі батпақты, артық ылғалдылығы бар аймақтар топырақтары құралуы құбылыстарына тән болып келеді.
  
• 
  Аллиттену (ферралиттену) үрдістері үгілу және топырак түзілуі кезінде топырақта темірдің және алюминийдің тотықтары минералдарының (гетит, гидрогетит, лимонит, гидрогелит, гиббсит), туынды каолиниттің жиналуы, ал басқа тотықтардың, кремнеземнің кемуі байқалатын құбылыс. Бұл процесс тропикалық және субтропикалық ылғалды аймақтарда байқалады. Қызыл және сары топырақтар түзілуі құбылыстарына катысады. Аллиттену (ферралиттену) процестері әсерінен қалыптасқан топырақтар қызыл немесе сары түс болады, бұлар темірленген микроқұрылымды, аз сіңіру қабілеті бар, біріккіштігі немесе иленгіштігі жақсы және ылғалданғанда өте ісінетін болып келеді.
  
• 
  Латериттену үрдісі топырақта темірлі, темірлі-кварцты болып қатқан түйіршіктермен қабаттардың (жабындының) пайда болуы құбылыстары жатады. Бұл процесс топыракқа темір және алюминий қосылыстары бар сулардың әсері арқылы жүреді. Латериттену зат айналымынан көп мөлшерде темір косылыстарын ығыстырады. Бұл процесс мерзімді ылғалды тропикалык аймақтар топырақтарында байқалады.
  

Күлгіндену-тайгалы орман ішінде ағаш жапырақтары ыдырап қышқылды өнімдер калыптасып, топырақтың минералдарын ыдырататын мол жауын-шашын суымен еріген заттардың үстінгі кабаттардың астыңғы қабаттарға шайылуы нәтижесінде топырақта қоректік заттар кедей, құрамында қышкылдарға төзімді кремний тотығы жиналған қышқыл реакциясы бар қабаттың пайда болу процесі.

Лессиваж-топырақ түзілуі кезінде балшықты бөлшектердің құрамын өзгертпей су ағысымен топырақтың астыңғы қабаттарына көшуі. Нәтижесінде топырақтың үстіңгі қабаттарында балшықты-тозаңды бөлшектер кемиді, ал астыңғы иллювиалды қабатта осы бөлшектер мөлшері молаяды, яғни топырактың үстіңгі қабаттарында құнарлылықты арттыратын маңызды бөлшектер мөлшері кемиді.

Қорыта айтқанда, топырақ құралуы кезінде оның бойында әр түрлі процестер қалыптасады және олардың қарқындылығы, косарлана жүруі топырақтың түрлі қасиеттерін, морфологиялық белгілерін қалыптастырады. Топырақтың белгілі бір түрінің түзілуіне ықпал жасайды.

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі: