Дәріс №5. Топырақ морфологиясы, оны зерттеу әдістері. Топырақтағы зиянды заттарды нормалау.

Дәрістің мақсаты –топырақтың морфологиялық құрылымы, оны зерттеу әдістерін, топырақтағы зиянды заттарды нормалауды анықтау.

Негізгі сұрақтар:

1. Топырақтың морфологиясы, оны зерттеу әдістері

2. Топырақтағы зиянды заттарды нормалау

Топырақтың морфологиясы –оның сыртқы белгілерінің(түсі, құрылысы, құрамы, құрылымы, жаңа түзінділер мен қосылыстар) жиынтығы. Топырақта физико-химиялық және биологиялық үрдістердің нәтижесінде топырақ түзілу үздіксіз жүріп жатады. Топырақтың морфологиясын зерттеу далалық және зертханалық әдістер бойынша жүргізіледі.

Далалық әдісті топырақ кесіндісін (көлденең қимасын) шұңқыр қазу арқылы жүргізеді. Топырақтың морфологиясын білу үшін оның құрылысын (қабаттарын және олардың қалыңдығын), түсін, құрылымын, әр түрлі қосылыстарды, жаңа түзінділерді анықтайды. Сондай-ақ, топырақтың гранулометриялық құрамын топырақ түзуші тау жыныстарының сипатына, ылғалдылығына, органикалық заттарға , судың дәміне (тұщы, ащы, кермек және т.б.) қарай белгілейді.

Зертханалық әдіс бойынша жоғарыда келтірілген морфоогиялық анықтаулар топырақ құрылысын бұзбай, жәшікпен алынған үлгілерде, монолиттерде жүргізіледі.

Топырақтың құрылысы деп топырақ кесіндісін құрайтын генетикалық (шығу тегі бір-біріне байланысты) қабаттардың жиынтығын атайды. Әрбір топырақ типтерінің құрылыстары, қабаттарының кезектесуі бір-бірінен өзгеше болады. Топырақтану ғылымының негізін қалаушы В.В. Докучаев топырақты негізгі үш генетикалық қабаттарға жіктеді: А – қарашірік аккумулятивтік; В – аралық (иллювиалдық), С – топырақ түзуші немесе аналық жыныс қабаттары.

Топырақтың түсін анықтау аса қиындық тудырмайды. Н.А. Сабаниннің пікірі бойынша, топырақта ашық жасылдан қара түске дейін, одан ақ түсті де кездестіруге болады. Ал батпақты топырақта жаңадан алынған топырақ кесіндісінен ашық жасыл және көк түстерді д көруге болады.Топырақ типтері оның түсіне байланысты айтылады: күлгін топырақтар, қара топырақтар, сұр топырақтар, қызыл топырақтар және т.б.

Топырақтың құрылымы деп оның тығыздығының және кеуектілігінің сырт көрінісін атайды. Топырақтың тығыздығы далалық жағдайда оны өңдеуші құралдарға тигізетін теріс әсерімен анықталады. Топырақ құрылымын бос (пышақ, күрек жеңіл кіреді), тығызданған (аталған құралдар біраз күш салғанда кіреді), тығыз (құралдар күшпен кіреді) құрылымдар деп бөледі. Топырақтың кеуектілігін мөлшеріне, құрылымаралық жарықтардың еніне қарай анықтайды. Ұсақ қуысты құрылымда топырақ қуысының диаметрі 1,0мм-ден кем, қуысты құрылымда қуыстар ірі, тар жарықты құрылымда жарықтың ені 3,0мм-ден кем, жарықты құрылымда ол 3,0мм-ден артық болады.

Тығыз және қатты топырақтарда ағашты, шөптесін өсімдіктердің тамырлары жайылып өсе алмайды. Қаттылығы 60-65кг/см² (Н.А. Качинскийдің, Ю.Ю. Ребякиннің аспаптарымен анықталады), тығыздығы 1,9 г/см³ топыраққа өсімдік тамыры кірмейді.

Топырақты зерттегенде өсімдік тамырларының тереңдеп жайылуын да белгілеу керек. Шөптесін өсімдіктердің тамырлары топырақтың беткі қарашірікті қабаттарды түзуге қатысса, ал ағашты өсімдіктердің тамыр жүйесі топырақтың қарашірік қабатын жасауда рөлінің аз екенін байқаймыз.

Топырақ жабыны ондағы жүріп жатқан үрдістер мен өзгерістер туралы ақпараттарды жинақтайды, яғни, топырақ қоршаған орта жағдайының индикаторы ғана емес, сонымен бұрын болған процестер туралы да сипаттайды. Сондықтан топырақ мониторингі (агроэкологиялық) жан-жақты сипатқа ие және болжамдық міндеттерді шешуде ауқымы кең. Агроэкологиялық мониторинг үрдісінде сипатталатын негізгі көрсеткіштерге: топырақтың қышқылдығы, қарашірік құрамы, оның мөлшері, тұздануы, мұнай өнімдерімен ластануы жатады.

Топырақтың қышқылдануы топырақтың су тартылымдарындағы сутектік көрсеткіштерінің (рН) мәні бойынша сипатталады. рН мәні рН-метр ион өлшегіш құралмен немесе потенциометр көмегімен өлшенеді. рН-тың оңтайлы диапазоны өсімдік үшін 5,0-тен 7,5-ке дейін.

Қазіргі уақытта қарашірік құрамын бақылау бірінші кезектегі міндеттердің біріне жатады. Топырақтағы органикалық заттардың санының өзгеруі топырақ ерекшеліктері мен олардың құнарлылығының өзгеруімен ғана емес, сондай-ақ топырақтың азуына ұшырауының сыртқы теріс процестердің әсерін де бейнелейді.

Қарашіріктің құрамы органикалық заттардың қышқылдылығы бойынша анықталады. Топырақ алындысына қышқылдағышты (көбінесе хромпикті) үстемелейді және қайнатады. Мұнда қарашірік құрамына кіретін органикалық заттар СО₂ және Н₂О-ге дейін қышқылданады. Жұмсалған қышқылдағыштың санын титрометрлік немесе спектрофтометрлік әдіспен анықтайды. Қышқылдағыштың санын білгеннен кейін органикалық заттардың санын анықтайды.

Соңғы уақыттары бөлінетін СО₂-ні анықтаумен жалғасатын оттегі органикалық заттардың құрғақ жануы өтетін көміртегі анализаторлары қолданылады.

Топырақтың антропогендік тұздануы каналдар мен су сақтағыштардың құрылысында, жеткіліксіз ғылыми негізделген суландыруда көрінеді – олар NaCl, Na₂SO₄ MgCl₂, MgSO₄. Тұздануды табудың ең қарапайым әдісі электр өткізгіштің өлшеуге негізделеді. Топырақ суспензиясы, су түтікшелері, топырақ ерітінділері және тікелей топырақтың өзінің электр өткізгіштігін анықтау қолданылады. Бұл процесс арнаулы тұз өлшегіш көмегімен су суспензиясы электр өткізгіштігі үлесін анықтау жолымен бақыланады. Топырақтың мұнай өнімдерімен ластануын бақылауда әдетте үш негізгі міндеттер шешіледі: ластану ауқымы (көлемі) анықталады, ластану дәрежесі бағаланады, канцерогенді ластану мен уланудың болуы анықталады.

Алғашқы екі міндет топырақтың спектралды көрініс қабілетін аэрокосмостық өлшеу жататын дистанциондық әдістермен шешіледі. Аэрофототүсірілімдерде қаралану тығыздығы мен бояуы өзгеруіне қатысты ласталған аумақ мөлшерін, ластану алаңы конфигурациясын, ал көрініс беру коэффициентін төмендету бойынша ластану дәрежесін бағалауға болады. Топырақтың ластану дәрежесін хроматография әдісімен анықтайтын топырағындағы көмірсутегі құрамы бойынша анықтауға болады.