Топырақтың құрамды бөліктері

Топырақ дегеніміз – тірі және өлі ағзалар мен табиғи сулардың тау жыныстарының беткі қабатына, әрі климат пен жер бедері жағдайында тигізетін әсерлері нәтижесінде құралған дербес тарихи жаратылысты, органикалық-минералды табиғи дене.

Топырақ – көп фазалы, күрделі жүйе. Ол төрт фазадан тұрады: қатты фаза (минералдық және оргнаникалық), ылғал фаза (топырақ ерітіндісі), ауа фазасы (топырақ ауасы) және тірі фаза (топырақтағы тірі ағзалар). Бұл фазалар бір-бірімен өте тығыз байланыста болады.

Сонымен бірге топырақ ашық жылжымалы жүйе, өйткені ол биосфераның басқа жүйелерімен үздіксіз қарым-қатынаста болады.

Минаралды құрамы.

Топырақтың басым көпшілігінің қатты бөлігінің негізін минералды бөлшектер құрайды. Олардың мөлшері топырақтың қарашірінді қабатының қатты бөлігінің салмағының 90-95% алады.

Топырақ минералдары пайда болуына және көлеміне байланысты екі топқа бөлінеді. Бірінші топқа алғашқы минералдар жатады. Олар магмалық, метаморфты және шөгінді тау жыныстарының үгіліп майда бөлшектерге айналуынан пайда болған. Ал екінші топқа туынды минералдар жатады. Олар - алғашқы минералдардың әр түрлі бұзылу және топырақ түзілу процестерінің әсерінен өзгеріп туындаған минералдар.

Алғашқы минералдардың бөлшектерінің көлемі 0,001 мм-ден үлкен, ол туынды минералдарға қарағанда басым болады. Топырақ құрамына кіретін алғашқы минералдарға кварц, дала шпаты, амфиболдар, пироксендер және слюдалар жатады. Олардың бұзылу процестеріне төзімділігі әр түрлі болғандықтан топырақ құрамындағы мөлшері де бірдей емес. Бұзылу процестеріне төзімді кварцтың мөлшері 40-60%, ал дала шпатының мөлшері 20% болады. Олар мөлшері ірі және құм, шаң бөлшектер құрамына кіреді. Ал амфиболдар, пироксендер және слюдалар бұзылу процестеріне төзімсіз, сондықтан олардың мөлшері топырақта аз болады және майда бөлшектер құрамында кездеседі.

Топырақ құрамындағы алғашқы минералдардың мөлшері оның агрофизикалық қасиеттеріне ықпалын тигізеді және қоректік заттардың, туынды минералдардың көзі ретінде маңызы бар.

Топырақ құрамына енетін туынды минералдарға қарапайым тұздар, тотық және гидрототық минералдар мен балшықты минералдар жатады.

Қарапайым тұз минералдар алғашқы минералдардың бұзылуы және топырақ түзілуі процесінің әсерінен пайда болған кальцит, магнезит, доломит, гипс, мирабилит, галит фосфоттар, нитраттар жатады.

Балшықты минералдар бастапқы минералдардың бұзылуынан пайда болған қарапайым өнімдерден синтезделініп пайда болады. Сонымен бірге өсімдік қалдықтарының минералданып ыдырауы арқылы биогендік жолмен де пайда болады. Көп тараған балшықты минералдарға монтмориллонит, каолинит, гидрослюдалар, хлорит, аралас қатпарланған минералдар топтарының өкілдері жатады. Олардың құрылымы қатпарлы кристалды, бөлшектері өте майда болып үгілген, жақсы сіңіру қабілеті және құрамында байланысқан ылғал бар.

Топырақтағы туынды минералдардың ішінде көп тарағаны балшықты минералдар. Олардың ең басты маңызы топырақтың сіңіру қабілетін арттырып, оның құрамындағы қоректік заттардың мол болуына ықпал жасауы.

Топырақтың минералдық құрамы осы топырақ түзілген аналық тау жынысының құрамымен тығыз байланысты болады, және ол топырақ түзілуі кезінде әр түрлі өзгерістерге ұшырайды. Топырақтың минералдық құрамы оның көптеген басты қасиеттеріне, соның ішінде құнарлығына, ылғалдылық, физикалық, сіңіру қасиеттеріне үлкен әсерін тигізеді.

Механикалық құрамы.

Топырақтың қатты бөлігі әр көлемді бөлшектерден құралған. Олардың жиынтығын механикалық элементтер дейді. Механикалық элементтер пайдаа болуына байланысты минералды, органикалық және органо-минералды болады. Олар тау жыныстарының сынықтарынан, минералдардан, қарашірінді заттардан, органикалық және минералды заттардың әрекеттесуінен пайда болған қосылыстардан құралады.

Н.А.Качинскийдің жіктеуі бойынша топырақтың механикалық элементтері төмендегідей топтарға бөлінеді:

Механикалық элементтің атауы	Көлемі, мм
Тас	>3
Қиыршық тас	1-3
Ірі құм	1-0,5
Орташа құм	0,5-0,25
Ұсақ құм	0,25-0,05
Ірі шаң	0,05-0,01
Орташа шаң	0,01-0,005
Ұсақ шаң	0,005-0,001
Ірі тозаң	0,001-0,0005
Майда тозаң	0,0005-0,0001
Коллоидтар	<0,0001

Топырақтың механикалық құрамы оның пайда болу процестеріне, оның ауыл шаруашылығында пайдалану кезінде және топырақтың экологиялық төзімділігіне үлкен әсер етеді. Топырақтың механикалық құрамы өзгеше болса, онда табиғи жағдайлар бірдей болып келгеннің өзінде қасиеттері әр түрлі топырақтар құралады. Топырақтың ылғалдылық, физикалық, физикалық-механикалық, ауа, жылу қасиеттері, сіңіру қабілеті, қоректік заттар мөлшері оның механикалық құрамымен өте тығыз байланысты.

Органикалық құрамы.

Топыратың құрамындағы тірі ағзалар, өсімдіктің, жәндіктердің, микроағзалырдың қалдықтарымен олардың әрекетінің өнімдері және топырақ түзілу кезінде пайда болған ерекше зат – қарашірінді оның органикалық бөлігін құрайды. Топырақтың дамуына, көптеген қасиеттерінің қалыптасуына оның органикалық бөлігі әсер етеді. Топырақтағы қоректік затар қорының мол болуы оның қолайлы физикалық қасиеттерінің қалыптасуы, топырақтың санитарлық қорғау әрекетінің жақсы дамуы топырақтың органикалық бөлігінің мөлшерімен тығыз байланысты.

Топырақ құрамындағы органикалық заттардың басым бөлігі ерекше органикалық қосылыс – қарашірінді болып келеді. Орташа есеппен оның мөлшері барлық органикалық заттардың 85% құрайды. Ал органикалық заттар құрамына кіретін әлі толық ыдырамаған, көзге көрінетін өсімдіктер мен жәндіктердің қалдықтары оның 10% құраса, тірі ағзалар шамамен 5% құрайды.

Қарашірінді – пайда болу тегінің, кейбір жалпы қасиеттері мен құрыламының, құрылысының ұқсастығына байланысты топтастырылған, бірақ әрқайсысының қасиеттері мен құрамының, құрылысының өзгешелігі бар жоғары молекулалы азотты органикалық заттардың қосылысы. Қарашіріндінің құрамына кіретін заттарды екі топқа ажыратады. Бірінші топқа ерекше емес органикалық қосылыстар (аминоқышқылдар, ақуыз, органикалық негіздер мен қышқылдар, сахароза) жатады. Олардың мөлшері қарашірінді құрамында аз – бірнеше % қана. Ал оның екінші, негізгі бөлігін ерекше қарашірінді қосылыстары құрайды.

Қарашірінді қосылыстары ерігіштігіне ажыратып, бөлініп алуына қарай келесі топтарға бөлінеді: фульвоқышқылдар, гумин қышқылдары және гуминдер.

Фульвоқышқылдар – жылжымалы, ерігіш қасиеттері жақсы, гумин қышқылдарымен салыстырғанда молекулалық массасы және құрамында көміртегі азырақ болатын қарашірінді құрамындағы заттар тобы. Қышқылдық қасиеті айқын сақталған. Күлгін, сұр және қызыл топырақтар құрамында мол болады.

Гумин қышқылдары – суда аз еритін минералды және органикалық қышқылдарда ерімейтін заттар тобы. Молекулалық массасы жоғары, құрамында көміртегі молырақ, қышқылдық қасиеттері аса байқалмайды. Сілтілерде ериді. Гумин қышқылдары қара, қоңыр топырақ типтерінің қарашіріндісінде мол болады.

Гумин – ерімейтін, топырақтағы қосылыстардан бөлініп алынбайтын қарашірінді құрамындағы заттар тобы. Олар топырақтың минералды бөлігімен тығыз байланысқан гумин және фульвоқышқылдарынан, өсімдік қалдықтарының баяу ыдырайтын қосылыстарынан тұрады.