С. Қ. Мемешов. Топырақтану практикумы



жүктеу 2.07 Mb.
бет1/10
Дата04.03.2018
өлшемі2.07 Mb.
түріПрактикум
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10



Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі

Ш.Уәлиханов атындағы Көкшетау мемлекеттік университеті

С. Қ. Мемешов.

Топырақтану практикумы


(Оқу құралы)

Көкшетау 2009

ББК 40.3 я 73 (5к)

М44

Пікір жазғандар:

әль-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университетінің профессоры, биология ғылымдарының докторы С.С. Айдосова.

А. Мырзахметов атындағы Көкшетау университетінің профессоры, ауыл шаруашылығы ғылымдарының докторы С.З. Елюбаев

Ш. Уәлиханов атындағы Көкшетау мемлекеттік университетінің профессоры, биология ғылымдарының докторы А. Т. Хусаинов.

ISBN 9965-00-551-6

Баспаға Ш. Уәлиханов атындағы Көкшетау Мемлекеттік университеті Ғылыми кеңесі ұсынып бекіткен №4 хаттама 28.01.09ж.

М 44 Мемешов С.Қ. Топырақтану практикумы. Оқу құралы.

- Көкшетау. 2009. - 118 бет.

Оқу құралы «Топырақтану» пәнінің университеттерге арналған бағдарламасы негізінде кұрылған.

Оқу кұралында топырақтардың түзілу процесі, морфологиялық белгілері, гранулометриялық құрамы, топырақтың құрам бөліктері және олардың қасиеттері, топырақ классификациясы мен аймақтық таралу заңдылықтары бөлімдерінен практикалық сабақтар мен лабораториялық жұмыстарды орындау әдістемелері толық баяндалған.

ISBN 9965-00-551 -6 ББК 40.3 я 73 (5к)

© Ш.Уәлиханов атындағы Көкшетау

мемлекеттік университеті

© Мемешов С.Қ., 2009



МАЗМ¥НЫ
Алғы сөз

I тарау. Топырақтану - топырақ туралы ғылым, топырақ түзілу процесі

Минералдар

Тау жыныстары

Топырақ түзуші жыныстар

II Тарау. Экологиялық факторлардың топырақтың морфологиялық белгілеріне әсері

III Тарау. Топырақтың гранулометриялық құрамы және оның маңызы

IV Тарау. Топырақтың құрам бөліктері және олардың қасиеттері

Топырақтар мен топырақ түзуші жыныстардың химиялық құрамы

Топырақтың органикалық заттары

Топырақ құнарлығы және топырақтағы қарашірік балансы

Топырақ коллоидтарының пептизациясы және коагуляциясы Топырақтың сіңіру қасиеті

Топырақтың қатты фазасының тығыздығы мен кеуектілігін анықтау

Су ерітіндісін талдау

Топырақтың су өткізгіш және су көтергіш қасиеттері

V ТАРАУ. Топырақ түзілудің экологиялық факторлары және олардың

аймактылыққа әсері

Топырақ классификациясы принциптері таксономикалық бірліктер

Тайгалы орман аймағы топырақтары

Күлгін топырақтар

Шымды топырақтар

Шымды күлгін топырақтар

Батпақтық топырақтар

Ормандық қоңыр топырақ

Ормандық сұр топырақ

Қара және шалғынды қара топырақтар

Қара-коңыр және шалғынды қара-қоңыр топырақтар

Тұзданған топырақтар

Сорлар

Кебірлер

Солодтар

Қоныр шөлейт топырақ

Сұр қоңыр топырақтар мен тақырлар

Тау етегіндегі шөлді далалар топырақтары

Құрғак және ылғалды субтропик топырақтары

Жайылма топырақтары

Таулық аймақтар топырақтары

Топырақтарды агрономиялық сипаттау

Топырақ бонитировкасы

Топырақтану пәнінен тесттер

АЛҒЫ СӨЗ
Оқу құралында лабораториялық - практикалық жұмыстардың мазмұны «Топырақтану» пәнінің мемлекеттік университеттерге арналған бағдарламасы негізінде құрылып, мемлекеттік тілде оқитын студенттердің бұл пәнді игеруді жеңілдету мақсатын көздейді.

Оқу құралы 5-тараудан құралған. Бірінші тарауда топырақтың түзілу процесі, минералдардың, тау жыныстарының, топырақ түзуші жыныстардың қасиеттері, классификациясы, оларды анықтау жолдары көрсетілген. Екінші тарауда экологиялық факторлардың топырақтардың морфологиялық белгілеріне әсері баяндалады. Үшінші тарауда топырақтардың гранулометриялық құрамы және оның топырақ құнарлығы мен қасиеттеріне әсері, гранулометриялық құрамды анықтау тәсілдері келтірілген. Төртінші тарауда топырақтардың құрам бөліктері, құнарлығын қалыптастыратын режимдері мен қасиеттері және оларды зертханалық жағдайда анықтау тәсілдері толық көрсетілген. Бесінші тарауда топырақ түзілудің экологиялық факторларының топырақтардың аймақтық орналасуына әсері, топырақтардың географиялық таралу заңдылықтары, топырақ типтері мен типшелерінің классификациясы, олардың басты морфологиялық ерекшеліктері, диагностикалық анықтау жолдары сипатталған. Топырақтың сапасын, бонитеттік ұпайын есептеу жолдары көрсетілген.

Барлық тарауларда практикалық сабақтар мен лабораториялық жұмыстарды орындау әдістемелері толық баяндалған. Студенттердің өткен материалды толық түсінуі үшін теориялық мәліметтер мен бақылау сұрақтары берілген. Ол студенттердің дайындығына байланысты материалды талдауға және салыстыруға, қорытындылауға мүмкіндік береді.

Оқу құралы университеттердің «Экология» мамандығы типтік бағдарламасына сәйкес жазылган, сонымен қатар агрономия, орман шаруашылығы мамандықтары студенттеріне пайдалануға болады. Оқу құралы жоғарғы оқу орындарында мемлекеттік тілде оқитын студенттерге көмекші құрал ретінде ұсынылып отыр.

Оқу құралын пайдаланған студенттер мен оқытушылар және басқа да оқырмандар пікірлерін төмендегі мекен-жайға хабарлауға болады:

Ш. Уәлиханов атындағы Көкшетау мемлекеттік университеті, Өсімдік шаруашылығы, топырақтану және агрохимия кафедрасы, Көкшетау қаласы, Қуанышев көшесі, 170.


Автор.

3

1 ТАРАУ. ТОПЫРАҚТАНУ – ТОПЫРАҚ ТУРАЛЫ ҒЫЛЫМ,



ТОПЫРАҚ ТҮЗІЛУ ПРОЦЕСІ
Топырақтану - топырақ туралы олардың түзілуі, құрылысы, құрамы мен қасиеттері; географиялық таралу заңдылықтары; оның басты қасиеті құнарлықтың қалыптасуы және дамуын анықтайтын сыртқы ортамен өзара қарым-қатынас процестері; тиімді пайдалану жолдары, игеру жағдайында топырақ жабынының өзгеруі туралы ғылым.

Топырақтың негізгі қасиеті оның құнарлығы - өсімдіктің тіршілігі мен өнім құруы үшін қоректік элементтерге, суға, тамыр жүйесін жеткілікті мөлшерде ауаға, қалыпты тіршілігі үшін жылуға сұранысын қанағаттандыруы, осы қасиеттеріне сүйеніп В.Р.Вильямс «Топырақты өсімдік өнімін өндіру қасиетті, құрылықтың беткі қабаты» деп атады.

Топырақтық дамуы табиғи топырақ түзуші факторларға және адам әрекетіне тәуелді. Топырақ түзілуінде тірі ағзалар маңызды орын алады. Олардың әсерінен тау жыныстарының бұзылып топыраққа айналу процесстері және оның кұнарлығының қалыптасуы: күлдік және азоттық элементтердің жиналуы, органикалық заттар синтезі мен бұзылуы жүреді.

Топырақ түзілу факторлары туралы ілім негізін В.В. Докучаев құрды, ол топырак ерекше табиғи дене ретінде келесі факторлардың тығыз қарым-қатынасы нәтижесінде қалыптасатындығын анықтады - климат, өсімдік, топырақ түзуші жыныстар, мекен бедері және уақыт. Осы бес фактормен қатар алтыншы фактор адамзаттың өндірістік әрекетін бөледі, ол топырақ түзілу мен топырақ жабынына тура және жанама түрде әсер етеді.

Топырақтанудың ең маңызды бөлімдері: 1) Топырақтың дамуы (генезис) мен қалыптасуы туралы ілім; 2) Сыртқы ортамен қарым-қатынаста болатын бүтін кеңістіктің түзіліс ретінде топырақ бүркеуі туралы ілім; 3) Топырақ құнарлығы мен топырақ бүркеуі (жабыны) және агротехникалық мелиоративтік тәсілдер мен оларды реттеу принциптері туралы ілім. Осы аталған басты бөлімдермен қатар топырақтану құрамында топырақ массасы қасиеттеріне байланысты негізгі бөлімдерін айырады (топырақ физикасы, топырақ химиясы, топырақ биологиясы т.б.) және қолданбалы бөлімдер (агрономиялық, ормандық және мелиоративтік топырақтану).

Ерекше бөлім топырақ классификациясы ол барлық бөлім материалдарын пайдаланып топырақ картографиясы, сипаттау және оларды комплексті бағалау, мемлекеттің тұтас жер кадастрын құру және математикалық өңдеу мақсатында мәліметтер жинау үшін құрылатын тұтас таксономиялық жүйе.

Топырақ түзілу процесі физико-химиялық процесстер категориясына жатады. А.А.Роде анықтауынша топырақ түзілу процесі деп, топырақ қабатында жүретін заттар мен энергия жылжуы және түрлену құбылысы жиынтықтарын айтады.Топырақ түзілу процесінің негізгі кезеңдері: 1) тау жынысы минералдарының өзгеруі; 2) оларда органикалық калдықтардың жиналып, біртіндеп тасымалдануы; 3) органо-минералды қосылыстар күрделі жүйесін түзе минералды және органикалық заттардың қарым-қатынасы; 4) Топырақтың жоғарғы бөлігінде биофильді элементтер қатары, ең алдымен

4

Барлық қоректік элементтердің жиналуы; 5) қалыптасушы топырақ кескінінде су ағынымен топырақ түзілу өнімдерінің жылжуы.


МИНЕРАЛДАР
Жұмыс мақсаты: Топырақ минералдарымен танысу.

Тапсырма.

1. Минералдардың морфологиялық белгілерін және физикалық қасиеттерін зерттеу.

2. Тау жыныстарын түзуші минералдарды және агрорудаларды ажырату және минералдардың кейбір қасиеттерін сипаттау.

Қажетті құралдар мен материалдар: Бастапқы және туынды минералдардың коллекциясы.

Тапсырмаға түсініктеме.

Топырақта бастапқы және туынды минералдар кездеседі. Бастапқы минералдар жер қыртысынан өзгеріссіз енген минералдар. Бұларға топырақ қаңқасы минералдары кварц оның түрлері, дала шпаттары, плагиоклаз, слюдалар, мүйіз алдамшасы, авгит, турмалин, магнитит, доломит, т.б. Туынды минералдар аналық жыныста бастапқы минералдардың химиялық және биохимиялық өзгерістері нәтижесінде пайда болған минералдар.

Топырақтың туынды минералдарын 4 топқа бөледі. Монтмориллиниттік (монтмориллоний, бейделлит, нонтронит т.б.) каолиниттік (каолинит, диккит, галлуазит) гидрослюдалар жэне жартылай тотық минералдар (гематит, бемит, гидрогиллит, гетит т.б). Бұл аталған туынды минералдар ішінді сіңірімділігі ең жоғарысы монтмориллонит, ең төмені каолинит тобындағы минералдар. Барлық аталган туынды минералдар кристал табиғатты. Аморфты минералдар және басқа заттар ішінен сіңірімділігі маңызды заттар аллофон, бос күйіндегі кремний қышқылы, аморфты жартылай тотықтар, әртүрлі қышқылдар және олардың тұздарын атауға болады.

Минералдар диагностикасы физикалық касиеттерінің жиынтығына байланысты (түсі, жылтырлық, жымдастық, каттылығы, қышқылдардан қайнауы).



Түс - маңызды диагностикалық белгі болып табылады. Кейбір минералдардың түсі тұрақты (пирит, малахит, алтын). Көпшілік минералдарда бұл белгі тұрақсыз болады.

Метал жылтырлығы бар минералдар түсінің атауына қосымша кең таралган метал атауы бірге аталынады (мыс қызыл). Минералдар бояуы негізінен сол бояудың тасымалдаушысы болып табылатын минералдың химиялық құрамына және элементтер қосындысына байланысты (темір, кобальт, мыс, т.б.). Сызық түсі (ұнтақ күйіндегі минерал түсі), көпшілік минералдардың үгітілген, немесе ұнтақ күйіндегі түсі тас тәріздес күйіндегі түсінен өзгеше. Тегіс емес ақ түсті фарфор пластинкасын минерал кесегімен сызу арқылы, минерал ұнтағын алуга болады. Егер минерал қаттылығы фарфор пластинкасының қаттылығынан жоғары болса пластинка бетінде сызат қалдырады, ал керісінше болса сызық (ұнтақ) қалады.

5

Жылтырлық - бұл минерал бетінің жарык (сәуле) шағылыстыру касиеті. Бұл белгісіне байланысты минералдарды екі топқа бөледі: металдық жылтырлық және металдық емес жылтырлық.

1. Металдық-жылтырлық жаңа сынған (омырылған) метал жылтырлығын еске тусіреді, әр түрлі метал рудаларына тән (пирит, магнезит), табиғи тума (алтын) түрінде кездесетін элементтерде де байқалады. Бұл топқа жартылай металдық жылтырлығы бар (графит, т.б.), метал жылтырлығына жақын, бірақ ондай айқын емес минералдар жатады.

2. Металдық емес жылтырлық бірнеше түрге бөлінеді:

- алмаз тәріздес - айқын, ұшкын атқан жылтырлық, алмаз, мырыш алдамшасына тән;

- Шыны тәріздес - шыны бетінің жылтырлығын еске түсіреді, бұл түрге көпшілік минералдар кіреді (тау хрусталі, кальцит т.б.);

- ұүлпырма жылтырлық бірнеше кұлпырып тұрады слюда, талькте байқалады;

- Жібек тәріздес - жібек жіптерінің жылтырлығы тәріздес талшық және ине тәріздес құрылысты минералдарда байқалады (ине тәріздес гипс);

- Майлы - минерал бетінің май жаққандай болуымен сипатталады. Жұмсақ минералда (тальк) байқалады;

- Солғын - бетінің жылтырамауымен сипатталады (боксит, каолин т.б.). Жылтырлықты жаңа сынған (омырылған) минералға қарап анықтайды;
Жымдастық - минералдың тегіс параллель жіктері бойынша бөлшектену қасиеті жымдастық кристал минералдарда байқалады, себебі бұл қасиет кристал торшасының құрылысына байланысты.

Минералдар жымдастығы бойынша бес түрге бөлінеді:

Аса жетілген - минерал жеке жапырақшаларға жэне пластинкаларға өте оңай (тырнақпен) ыдырайды. Айна тәріздес жылтыр тегіс жымдастық пайда болады (слюда, гипс т.б.);

Жетілген - ақырын соқкы эсерінен бөлшектенеді, бөлшек беттері тегіс кейбір бөліктерінде тегіс болмауы мүмкін (кальцит, галит);

Орташа - пайда болған бөлшектердің тегіс және тегіс емес жымдастығы орташа бірдей мөлшерде;

Жетілмеген -минералды бөлшектегенде бөлшек беттері негізінен тегіс емес белгілі бағытсыз сынады;

Аса жетілмеген - минералдар еш багытсыз сынады (кварц).

Қаттылық - бұл сыртқы механикалық эсерлерге минералдың (қарысу) кедергі жасау дәрежесі. Оны Моос шкаласының келісімді бірлігі бойынша анықтайды.

Минералдардың жаңа сынған (омырылған) бетіне қаттылық шкаласының эталон минералының сүйір-еткір бұрышымен сызық жүргізеді. Анықтауды каттылық шкаласының ең жұмсақ минералымен бастайды, минерал қаттылығына байланысты біртіндеп ілгерілейді. Егер Моос шкаласының минералы сыналушы минералдан жұмсақ болса сызық қалдырады, ал керісінше болса сызат қалдырады.

6

1 кесте -Минералдардың қаттылық шкаласы



Қаттылыгы

Эталон минерал

Баска минералдар

1.

Тальк




2.

Гипс




3.

Кальцит




4.

Флюорит




5.

Апатит




6.

Ортоклаз




7.

Кварц




8.

Топаз




9.

Корунд




10.

Алмаз



Қышқылдардан қайнау карбонаттар тобының минералдарына тән. Қайнау 5-10 % НСІ ерітіндісімен эсер еткенде байқалады. Айырылу реакциясы жүреді, көмір қышқыл газы бөлінуі қосар жүреді:

СаСОз + 2НС1=СаС1220+ С02

Көмір қышқыл газы бөлінгенде қайнау байқалады. Қайнауды анықтау үшін жаңа сынған (омырылған) минерал бетінде 5% НСІ ерітіндісінен тамшылатқыш арқылы бірнеше тамшы түсіреміз.

Мысалы: Кварц каттылығы -7, тығыздығы -2,6-2,8г/см3, жылтырлығы -шыны тәріздес, түсі - түссіз, ақ, сары, қызғылт, қара, суда ерімейді, қышқылдармен реакцияға түспейді.

Кальцит қаттылығы -3, тығыздығы -2,7г/см3, жылтырлығы шыны тәріздес, түсі - түссіз, ақ, сарғыш, көгілдір, суда ерімейді, қышқылдардан қайнайды

СаСОз + 2НС1 =СаС122С03
2 кесте - Химиялық құрамы бойынша минералдар классификациясы.


Минерал атауы

Химиялық

формуласы



Шығу тегі

Маңызы

1

2

3

4

Жай қосындылар (табиғи кесек элементтер)

Күкірт

S

Магмалық,

метаморфтық

биологиялық


Ұлы химикат, микроты-ңайтқыш ретінде сирек қолданады.

Сульфидтер

Пирит

FeS2

Магмалық

метаморфтық гидротермальды

шөгінді


Ылғалдылығы жоғары топырақтарда жиналады (ақшыл дақтар).

1

2

3

4

Галоидтар (галоген тұздары)

Галит

NaCI

Шөгінді

Сортаң топырақтарда жиналады, топырақ құнарлығын төмендетеді.

Сильвин

КС1

Шөгінді

Калий тыңайтқыштарын өндіруге қолданылады.

Карнал-лит

KCl*MgCl

2 *6Н20

Шөгінді

Калий-магнийлі тыңайтқыштар

өндіруге қолданылады.



Тотықтар мен гидрототықтар

Кварц

Si02

Магматикалық

Гидротермалды



Шөгінді

Жыныс түзуші минерал, кварцтың басым болуы топырақ құнарлығын төмендетеді

Опал

Si02.nH20

Шөгінді

Жыныс түзуші минерал, топы-рақта гель түрінде жиналады

Гематит

Fe203

Метаморфтық

Жыныс түзуші минерал, фосфат -иондарын өсімдік үшін сіңімсіз формаға байланыстырады.

Лимонит

Fe203.nH2 0

Шөгінді

Жыныс түзуші минерал, фосфат -иондарын өсімдік үшін сіңімсіз формага байланыстырады.

Боксит

А1203.пН2 О

Шөгінді

Жыныс түзуші минерал, фосфат-иондарын ерімейтін қосылыстарға байланыстырады.

Оттектік қышқылдар тұздары

Кальцит

СаСОз

Биологиялық, метаморфтық

Топырақ құрылымының түзілуіне ықпал етіп, қарашірік жоғалуын азайтады, қышқыл топырақтарды әктеуде қолданылады

Доломит

СаС03. Mg СОз

Шөгінді, метаморфтық

Топырақ құрылымының түзілуіне ықпал етіп, қарашірік жоғалуын азайтады, қышқыл топырақтарды әктеуде қолданылады

Сода

Na2CO3.10 Н20

Шөгінді

Тұзданған топырақтарда жиналады. Сілтілікті жоғарылатып, топырақ құнарлығын төмендетеді

8
2- кестенің жалғасы

1

2

3

4

Сульфаттар

Ангидрит

CaS04

Шөгінді

Сор және содалы сортаң топырақтарды гипстеуге қолданылады.

Гипс

CaS04.2H2 О

Шөгінді топырақтық

Топырақта сары түсті кристал түрінде жиналады. Сор және содалы сортаң топырақтарды гипстеуге қолданылады.

Мираби- лит

Na2 SO4. 10H2O

Шөгінді

Ащы топырақтарда жиналады және сорларды гипстегенде

Нитраттар

Натрий силитрасы

NaN03

Шөгінді

Азот тыңайтқыштарын өндіруге қолданылады.

Калий силитрасы

KNO3

Шөгінді

Азот - калий тыңайтқыштарын өндіруге қолданылады.

Фосфаттар

Апатит

Ca5(P04)3(F.C1.0 Н)

Магмалық

Фосфор тыңайтқыштарын өндіруге қолданылады.

Фосфорит

Ca5(P04)3. (F.C1)

Шөгінді

Фосфор тыңайтқыштарын өндіруде қолданылады.

Вивианит

Fe3 (Р04)2 .8Н20

Шөгінді

Фосфор тыңайтқыштарын өндіруде қолданылады.

Силикаттар және алюмосиликаттар.Силикаттар

Оливин

(Mg.Fe)2. Si04

Магмалық

Жыныс түзгіш минерал.

Авгит




Магмалық

Жыныс түзгіш минерал.

Мүйіз ал-дамшасы




Магмалық, метаморфтық

Жыныс түзгіш минерал, кальций және магний көзі.

Серпентин

3MgO.SiO4.2Н20

Метаморфтық

Жыныс түзгіш минерал, магний және кремний көзі.

Алюмосиликаттар

Мусковит (ақ слюда)

KH2Al3

Si3012



Магмалық, метаморфтық

Жыныс түзгіш минерал, топырақтағы калий қорының көзі.

Биотит (кара слюда)

KH2(Mg.Fe)3Al3 Si3012

Магмалық, метаморфтық

Жыныс түзгіш минерал, топырақтағы калий қорының көзі.

Ортоклаз

K2Al2

Si6016



Магмалық, гидротермалды

Жыныс түзгіш минерал, топы-рақтагы калий қорының көзі.

9

2- кестенің жалғасы



1

2

3

4

Альбит

Na2Al2Si6016

Магмалық, гидротермалды

Жыныс түзгіш минерал, топырақтағы калий қорының көзі.

Лабрадор




Магмалық

Бағалы әшекей тас.

Балшықтық минералдар

Гидромус ко

вит





Шөгінді

Өсімдіктерге калий қорының көзі болып табылады сіңіру мөлшері 10-30 мэкв/100 г. топыраққа.

Гидробиотит




Шөгінді

Өсімдіктерге калий қорының көзі болып табылады сіңіру мөлшері 10-30 мэкв/100 г. топыраққа.

Каолинит

H2Al2Si208 *Н20

Шөгінді

Сіңіру мөлшері төмен 15 м экв/100г топыраққа.

Монтмо

рил лонит



(Ca.Mg)Al

24012*nH2 О

Шөгінді

Сіңіру мөлшері жоғары 150 м экв/100 г топыраққа.



Достарыңызбен бөлісу:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


©kzref.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет