Оқулық Алматы, 2013 Əож кбж қ Қазақстан Республикасы Білім жəне ғылым министрлігінің «Оқулық»

жүктеу 3,79 Mb.

бет	94/140
Дата	09.12.2023
өлшемі	3,79 Mb.
	#44625
түрі	Оқулық

1 ... 90 91 92 93 94 95 96 97 ... 140

kabysheva-topyraktanu

ТАРАУ ТОПЫРАҚТЫҢ ФИЗИКАЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ ЖƏНЕ ОНЫҢ ЭКОЛОГИЯЛЫҚ МАҢЫЗЫ
Топырақ құрылымы.

Өзін-өзі тексеру сұрақтары:

Топырақ температурасы дегеніміз не?
Топырақтың температуралық жағдайы немен байланысты?
Топырақтың жылу физикалық көрсеткіштері неге байланыс- ты жүреді?
Топырақтың жылу сыйымдылығы дегеніміз не?
Ауаның температуралық ережесі дегеніміз не?
Топырақтың жылулық режимі жəне оның экологиялық маңыздылығы қандай?
Топырақтың сіңіру қасиеті дегеніміз не?
Топырақ жылу режимін реттеу шаралары дегеніміз не?

ТАРАУ

ТОПЫРАҚТЫҢ ФИЗИКАЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ ЖƏНЕ ОНЫҢ ЭКОЛОГИЯЛЫҚ МАҢЫЗЫ

Топырақтың физикалық қасиеттері. Топырақтың физикалық қасиеттеріне оның құнарлылығын сипаттайтын маңызды көрсеткіштер: топырақ құрылымы, су – ауа режимі, жылылық, меншікті жəне көлемдік салмағы, сонымен қатар өндірістік құрылыс жол салуға топырақтың қаттылығы, иленгіштігі, жабысқақтығы сияқты қасиеттері жатады

Топырақ құрылымы. Топырақ үгілу нəтижесінен пайда болғандығы, əр түрлі механикалық бөлшектерден тұратыны жа- йында жоғарыда айтылды. Осы механикалық бөлшектер топырақ түзуші жəне оның əрі қарай даму процестерінде топырақ шіріндісі, өсімдік тамырлары, топырақтағы жəндіктер əрекеттері арқылы бір-біріне желімденіп, жабысып, əртүрлі топырақ түйіртпектерін – агрегаттарын құрады. Топырақ құрылымы (структурасы) дегеніміз осы. Топырақ құрылымы оның су – ауа алмасуына, т.б, көптеген физикалық қасиеттеріне əсер етіп, оның құнарлылығына өте үлкен септігін тигізеді. Топырақ құрылымы төмендегідей болады:

Құрылымы жоқ, шаң-тозаңды, борпылдақ;
Құрылымы майда түйіртпекті, оқ дəрісіндей, мөлшері 0,5-1 мм;
Дəнді түйіртпекті, диаметрі 1-5 мм;
Жанғақты құрылым, бөлшектері 5-10 мм;
Майда кесекті құрылым 10 мм-ден ірі;
Ірі кесек құрылым, топырақ бөлшектерінің көлемі бірнеше см- ге жетеді.

Сонымен, шамалы ылғалданбаған топырақтар өздері орналасқан табиғи жағдайларына қарай осы жоғарыда айтылған құрылымдардың біреуіне ыңғайлана бастайды. Игерілген жерлерде топырақ құрылымы адам əрекетіне, яғни өңдеу, қандай егістіктерге пайда- лану жағдайларына тікелей байланысты. Топырақ құнарлылығына, ондағы ылғал ауа режиміне майда-түйіртпекті, дəнді-түйіртпекті құрылым жақсы əсер етеді. Топырақтардың мұндай құрылымдары топырақ қара шіріндісіне бай, топырақ сіңіру кешені (комллексі), негізінен, кальций катионына қаныққан қара топырақ пен қара қоңыр топырақтарға тəн. Ал толырақ сіңіру кешені натрий катионы-
на қаныққан сортаң топырақ қара шіріндісі аз, құрғақ жəне шөлейтті топыраққа тəн. Топырақ құрылымы оның құнарлылығының бір шарты болғандықтан, игерілген жерлерде оны қолдан жасау шара- лары да қарастырылады. Мəселен, академик Р. В. Вильямс топырақ құрылымын жақсарту үшін егіншіліктің шөптанапты жүйесін енгізді. Бұл əдіс еліміздің көптеген жерлерінде қолдау тапты. Оның мəні: егісті жерлерге шөптанапты емес бір дақылды жылма-жыл егіп, оны өңдеген кездерде, топырақтың құрылымы бұзылып, егістік өнімі кемиді. Мұны болдырмас үшін негізгі дақылды міндетті түрде шөптанапты егістіктермен ауыстырып, кезектестіріп егу қажеттігін (мəселен, шөптанапты егістіктер үшін, бұршақ тұқымды дақылдар мен дəнді шөптерді араластырып егуді) ұсынды. Сонда топырақтың əрі құрылымы жақсарып, əрі оның құрамына азот көп жиналады.
Топырақ құнарына жəне ондағы болатын процестерге топырақтың құрылымы мен оның физикалық қасиеттерінің əсері көп. Топырақтың үйлесімді су – ауа режимі да, оның көп физикалық қасиеттеріне тікелей байланысты. Топырақта қоректік заттар жеткілікті болғанымен, онда ауа немесе су тапшы болса, өсімдіктердің нашар өсетіні, ал кейде тіршілігі тіптен тежелетіні мəлім. Топырақта ауаның жəне судың үйлесімді мөлшерде болуы оның кеуектілік дəрежесімен анықталады. Ал кеуектілік топырақтың түріне карай əртүрлі болады. Адамдар топырақты кеуектілігін жасау үшін оны қолдан өңдейді. Топырақтың қопсыған, жыртылған қабатындағы топырақта, оның жартысына дейігі кеуектер болады да, қалғаны топырақтың қатты бөлігінің үлесіне тиеді. Шымтезекті топырақтарда кеуектілік одан артық, ал құм топырақтарда 30-40%-дай болады. Өсімдіктер тамыр- лары кеуекті топырақтарда жақсы өсіп, оңай таралады.
Топырақтың су өткізгіштігі де оның кеуектілігіне тікелей бай- ланысты. Құрылымы (структурасы) жақсы топырақтарға су оңай сіңіп, өсімдік тамырларына тез жетеді. Мұндай топырақтарда су- мен қатар жеткілікті мөлшерде ауа да сақталады. Сондықтан да бұл топырақтарда судың булануы төмендейді де, топырақ сіңірген ылғал ысырап болмай біраз уақытқа шейін дұрыс сақталады.
Топырақтың суды өз денесіне сіңіріп, ұстап қалу қасиетін оның су сыйымдылығы деп атайды. Əртүрлі топырақтың су сыйымдылығы əртүрлі болады.
Топырақтың су сыйымдылығына оның кеуектігімен қатар меха- никалык құрамы, топырақтары қара шіріктің мөлшері де əсер етеді.
Мысалы, қара шірікке бай 100 грамм балшықты топырақ 50 грамдай суды бойына ұстаса, 100 грамм құмдақ топырақ не бары 5-25 грамм суды ғана ұстай алады. Ал органикалық заттарға өте бай шымтезекті топырақтардың 100 граммы өзінен екі-үш есе артық көлемдегі суды сіңіре алады.
Топырақтың дұрыс құрылымы бұзылып, қажетті кеуектілігі сақталмаған жағдайда топырақ нығыздалып, ондағы қылтүтіктер бір-бірімен жалғасып, топырақ ішіндегі сулар осы қылтүтіктер арқылы тез буланып кетеді. Мұны болдырмас үшін топырақты дер кезінде өңдеу қажет. Ал суармалы жерлерде топырақты суару шара- лары қалай болса, солай жүргізілмей, мұнда оның су сыйымдылығы, су өткізгіштігі, т.б. сияқты қасиеттері ескеріледі.
Топырақтың суды көтергіш қасиеті де оның механикалық құрамына тікелей байланысты. Мəселен, құрамы ірі құмдақ топырақтар жерасты ыза суларынан ылғалды не бары 50-60 см-ге ғана көтереді. Ал механикалық құрамы ауырлау саз балшықты топырақтар өздерінің майда қылтүтіктері арқылы жерас- ты ыза суларының ылғалын 3-3,5 метрге шейін көтере алады.
Топырақ суы – топырақ қыртысындағы əртүрлi минералдық тұздарға бай сұйық. Топырақ суын ауыз су ретiнде, не шаруашылық мақсаттарға пайдалануға болмайды. Топырақ суы – өсiмдiктер əлемінің негiзгi қорегi, өсiп етуiне қажеттi су көзi. Құм топырақтарда салмағының 4-10 пайызын, құмайт, құмды саздардың 10-30 пайы- зын, саз топырақтардың 25-30 пайызындан астамы топырақ суы құрайды. Топырақ суының мөлшерi ауа райына, жыл маусымда- рына сəйкес өзгерiп отырады. Топырақ ылғалдылығы өсiмдiктерге екi түрлі əсер етедi: бiрiншiден, тамырдың өсуi мен тармақталуы топырақ ылғалдылығына байланысты; екiншiден, өсiмдiктің ылғалды қабылдауы топырақтағы судың мөлшерiне де байланысты. Топыраққа су жаңбыр, қар, бұршақ, не шық түрiнде түсiп отырады. Кейде ол топырақтың беткi қабаттарына төменнен көтерiледi. Бұл жер астындағы су немесе ыза суы топырақтың беткi қабатына таяу орналасқанда кездеседi. Қандай топырақта болмасын азды көптi ылғал болатыны белгiлi. Топырақта кездесетiн су түрлi құрамда болады, ол жыл мезгiлiне, ауа температурасының өзгеруiне қарай түрлiше күйге ауысып отырады. Мысалы, топырақ кесектерiнің арасындағы ауада кездесетiн су топырақ температурасы жоғары болса, көбiне, бу күйiнде болады, ал температура төмендесе, ол
су тамшысына айналады. Топырақта кездесетiн бу күйiндегi суды өсiмдiктер пайдалана алмайды, оны топырақтағы судың пайдасыз қоры деп атайды. Аталған су өсiмдiктерге тиiмдi болу үшiн, топырақ түйiршiктерiнiң сыртын толығымен қапталдап мөлшерi өскенде ғана, ол топырақ түйiршiктерiнiң аралықтарындағы қылтүтiкке енедi де, өсімдіктердің қоректік минимумынан қолайлы режимiн реттеуге көмектеседi. Құбылыстар жиынтығы арқылы анықталатын топырақ ылғалының жиналуы, жылжуы, жұмсалуы жəне оның физикалық жағдайын өзгерту топырақтың су режимi деп аталады. Топырақтың су тəртiбi топырақтың құралуындағы ең маңызды фактордың бiрi, ал оның құнарлылығын арттыратын басты жағдайлардың бiрi бо- лып саналады. Топырақтың су тəртібінің мөлшер көрсеткiшi, яғни ылғалдың жиналуы мен жұмсалуы жиынтығының барлық шама- сын жəне белгiлi бiр кезең аралығында оның қорының өзгеруін су тепе-теңдігі деп атайды. Су тепе теңдігінің көпжылдық орта- ша мөлшерi, топырақтың су тəртiбiнiң түрлерін сипаттайды. Су – табиғатта ең көп таралған, сонымен бiрге нағыз ерекше зат. Өсiмдiк тiршiлігiне қажеттi су қорын негiзiнен топырақтан алады. Топырақ ылғалды жинайтын, сақтайтын жəне өсімдіктерді барлық даму кезеңдерiнде 20 ылғалмен қамтамасыз ететiн орын болып табыла- ды. Су өсiмдiкте өсетiн барлық тiршiлiк процестерiне мiндеттi түрде қатысады. Көптеген өсімдіктердің клеткаларында 80-90 пайыз, ал тұқымдарында 10-15 пайыз су кездеседi. Өсiмдiк табиғатында су айналымы да елеулi рөл атқарады. Топырақтағы судың мөлшерi оның құнарлылық тиiмдiлiгiн анықтайтын судың технологиялық қасиетiне, химиялық, физикалық-химиялық жəне микробиологиялық процестердiң қарқынды өтуiне байланысты.
Топырақтағы судың түрлері. Топырақ ылғалы əртүрлi күйде бо- лады. Олардың барлығы бiрдей өсiмдiкке сіңе бермейдi. Жалпы топырақ суларын төмендегі түрлерге бөлуге болады.
Химиялық байланыс күйіндегі су. Су көбiнесе əртүрлі минерал кристалдарымен байланысты болады. Бұл су заттың молекуласы- на гидроксил (ОН) ион тобымен кiредi. Мысалы, Fe2O3+ НО=2Ее (ОН)3. Ол топырақтан 400-800 0С градуста ажыратылады, сондықтан топырақтағы биологиялық процестерге тiкелей қатыса алады.
Гравитациялык су деп топырақтың түйірлерінің аралықтарын жайлап өз салмағымен (гравитация аралық) көбiнесе төмен қарай жылжитын суды айтамыз. Мұны өсiмдiктер оңай сіңіре алады. Де-
генмен, оның ағысы қылтүтік судан гөрi шапшаңырақ болғандықтан, өсiмдiктердi ылғалмен қамтамасыз етуге тiкелей қатыспайды.
Қылтүтiк (капилляр) суы. Топырақ түйірлерінің iшiндегi су барлық бағытта қозғалады. Соның iшiнде, топырақтың төменгi қабатынан жоғары қарай түйiршiк қуыстарындағы сорғыштық (ме- ниск) күштер арқылы ылғалданған жерден құрғаққа қарай жылжи- ды. Сондықтан бұл судың өсiмдiктер үшiн маңызы зор. Бұл суды өсiмдiктер оңай сіңіре алады.
Жарғақты су. Топырақтың қатты бөлшектерінің сыртын молекулалық тартылыс күшiмен, жарғақты қабат күйiнде қоршап тұрады. Ол молекулалық тартылыс күшінің көмегiмен қалың жарғақтанған күйiнен жұқа жарғағына қарай жылжиды. Топырақ түйiршiктерiне 6-10 мың атмосфералық күшпен байланысып тұрғандықтан, жарғақты суды өсiмдiктердiң тамырлары сіңіре алмайды. Бұл өсiмдіктерге сіңбейтін күйiндегi су болып та- былады. Гигроскопиялық су – гигроскопиялық ылғал топырақ түйiршiктерiнің бетiнде молекулалық тарту күшiмен будан жиналған су, ол қозғалмайды, өсiмдiкке пайдасыз. Ауыр жəне қарашірікке бай топырақтарда гигроскопиялық су көп болады. Топырақтан оны ажы- рату үшін оны 105 градус ыстықта 5– 6 сағат кептiредi.
Қатты ылғал. Мұз төмен температурада (0° төмен) пайда болады.
Ал жарғақты сулар 78 градуста мұзға айналады.
Топырақтың су қасиеттерi мен ылғалдылығы. Топырақтың су қасиеттерiне су сыйымдылығы (топырақ өзінің құрамындағы судың белгiлi бiр мөлшерiн ұстап, сақтап тұруы) жатады. Топырақтың қабатындағы судың осы қасиеттерi түрлі физикалық күйiне жəне оның түрлерiне тығыз байланысты.
Топырақтың су сыйымдылық шегі – оның өз бойына белгiлi мөлшерде суды сіңіріп ұстай алатын қасиетi. Ұсталған (сақталған) су түрлеріне қарай топырақтың су түрлеріне бiрнеше түрлерiн ажы- ратады. Ең көп немесе толық су сыйымдылық деп топырақтың табиғи кеңістегі сумен толған жағдайын айтады. Ауылшаруашылық дақылдарының өсiп, өнiм бере алатын топырақ ылғалдылығының шегi егiстiктiң далалық толық су сыйымдылығының 50-ден 80 пайызға дейiнгi аралығында жатады. Дақылдардың əрбiр түрлерi мен сорттарына, алынатын өнiмнің мөлшерiне қарай топырақтың тиімді ылғалдылығы тəжiрибе арқылы белгiленедi. Мысалы, Орта Азияның сұр топырағында өсетiн мақта дақылының суға деген
қажеттілігі гүлденгенге дейiнгi кезеңде топырақтың ылғалдылығы

75 процент, гүлдеу жəне жемiс түзу кезеңінде – 60 процент болған жағдайда қанағаттандырылады.

Топырақтың барлық қуыстары жаңбыр суымен жəне көктемде қар суымен толады. Бұл өсiмдiкке зиян су топырақтағы барлық ау- аны ығыстырады да, өсімдіктердiң тамырлары ауасыз тұншығады. Далалық су сыйымдылық шегі топырақтың табиғи құрылымында бос су өз салмағымен топырақ қабатына сiңiп кетедi. Осы жағдайда жерасты суы тереңде жатса, ал топырақ қабатындағы су буға ай- налмайтын болса, топырақ бойында ұсталып қалатын су мөлшерiн далалық су сыйымдылық шегi деп атайды. Капиллярлық су сыйымдылық шегi деп судың топырақ түйiршiктерiнiң iшiнде ұсталып қалатын қабiлетiн айтады. Капиллярлық су сыйымдылық шегi жерасты суының тереңдiк деңгейiне жəне жоғарыдан келетiн табиғи су мөлшерiне байланысты. Мұндай сулар капилляр түтiктерi арқылы жоғары көтерiледi жəне керiсiнше, жоғарыдан төмен қарай жылжиды. Соның нəтижесiнде өсімдіктердің əртүрлi тереңдікте орналасқан тамырларына, кезiнде олардың өсiп-дамуына елеулi əсер етедi. Сонымен капиллярлық суды өсімдіктер пайдаланып, оның мөлшерiн азайтады да, топырақта жарғақты су қалады. Бұл – су қорының шегi немесе топырақтың ең аз су сыйымдылық қасиеттi. Ауаның су буымен толық қанған кезiндегi, топырақта ұсталатын ең жоғары гигроскопиялық су мөлшерiн максималдық гигроскопиялық дейдi. Топырақ өзінің құрамындағы судың белгiлi бiр мөлшерiн ұстап тұра алады. Оның бұл қабiлетiн су ұстаушылық күшi деп атайды. Бұл күш топырақтағы коллоидтық бөлшектерінің гидратта- луына байланысты. Судың бұл бөлiгi коллоидтың байланысқан су немесе гигроскопиялық су деп аталады. Мұны ылғалдың пайдасыз қоры деп атайды. Кейiнiрек ылғалдың пайдасыз қоры топырақтың екi еселенген максималдық гигроскопиялығына тең болатындығы анықталды. Топырақта өсiмдiктер қабылдай алмайтын белгiлi бiр мөлшерi бар кезде ақ олардың сола бастайтындығы байқалады. Бұл шама солу коэффициентi деп аталған. Бұл ұғым ылғалдың пайдасыз қоры ұғымына ұқсас.
Топырақ коллоидтары өздерi байланыстырып тұрған гидроскопиялық суды атмосфераға дейiнгi күшпен ұстап тұрады. Тамырдың сору күшi топырақтағы бұл суды соруға жеткiлiксiз.
Топырақтың су өткізгіші деп оның жоғарыдан төмен қарай
су өткiзу қасиетін айтады. Ол топырақтың түйiртпектігiне, механикалық құрамына, органикалық қорына байланысты жəне мұның өзi сiңiру, ылғалдану мен өткiзу кезеңдерiнен құралады.
Суды жақсы өткiзгiш топырақтарға құм, құмай, ең аз су өткiзгiш топырақтарға балшықтар жатады. Топырақтың су өткiзгiш қабiлетi деп өзінің капиллярлары (түтiктерi) арқылы оның төменгi қабатынан жоғары қабатына су көтергiштiгiн айтады. Бұл қасиет топырақтың түйіртпектігіне, механикалық құрамына бай- ланысты. Құмдар суды тез, бiрақ аз биіктікке көтерiледi (тəулiгiне 30-60 см-ге дейiн ғана), балшықтар керiсiнше, суды баяу со- рып, биiкке (3-4 м дейiн) көтерiледi. Капиллярлы суды көтеру арқылы топырақ құрғақшылық аймақтарда өсімдіктерді өзінің төменгі қабатындағы сумен қамтамасыз етiп тұрады. Ал шөлдi аймақтарда жақын жататын ащы жер суларының буға айналуы- нан топырақ сортаңдана бастайды. Көптеген ауылшаруашылық дақылдары кұрғақ заттарды құрау үшiн судың орасан көп мөлшерiн жұмсайды. Мəселен, бидай өсiмдiгi, өзінің жер бетiндегi масса- сымен салыстырғанда тəулiк бойында шамамен, 1,3-1,5 есе артық суды жұмсайды жəне сіңірілген 90-95 пайыз құрғақ заттың пайда болуы үшiн (транспирация) жұмсалады. Өсімдіктерде бір грамм құрғақ заттардың пайда болуы үшiн жұмсалатын судың үлгiлiк мəнi бірнеше дақылдар үшiн мынадай: жоңышқа – 858, сұлы – 636, мал азықтық бұршақ –372, тары – 287 грамм. Бұл көресеткіштер өсімдік өсетiн топырақ-климат жəне басқа жағдайларға бай- ланысты едəуiр ауытқып отырады. Өсімдіктер транспирация жолымен өте көп мөлшерде су жұмсайды. Өсiмдiк бойына сiңірген 1000 г судың небары 1-2 грамын ғана пайдаланады, судың 998 грамы өсiмдiк арқылы өзгермей өтедi. Топыраққа тыңайтқыштарды, əсiресе, фосфор тыңайтқышын еңгiзу, су, ауа режимiн ретке келтiруi арқылы жəне басқа шаралардың көмегiмен, өсімдіктердің қоректену жағдайын жақсарта оты- рып, 1 грамм құрғақ заттың пайда болуы үшін жұмсалатын су ша- масын азайтуға болады. Алайда, құрғақ заттың пайда болуы үшiн жұмсалатын судың азайғанына қарамай, тыңайтылған жердің бiр гектарға жұмсалатын жалпы ылғалдың қоры ұлғаяды, өйткенi оның өнiмi өседi. Мұндай жағдайда ылғал мейлінше, тиімді пайдаланы- лады.

жүктеу 3,79 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 90 91 92 93 94 95 96 97 ... 140