Топырақ экологиясы

КІРІСПЕ 

Жұмыстың өзектілігі: Топырақ ресурстары жер бетіндегі тіршілікке қажетті ең маңызды алғы шарттардың бірі болып табылады. Алайда оның шын мәніндегі маңызы мен рөлін өз дәрежесінде бағалай алмай келеміз. Топырақ биосфераның компоненттерінің бірі ретінде адам, жануарлар мен өсімдіктер үшін биохимиялық орта болып саналады, ол энергетикалық симдылығы жоғары, топырақ биотасы мен адамдар арасындағы тікелей және жанама әсерлерді тепе – теңдікте сақтап түра алатын өздігінен тазару процестерінің механизмдерінің аса маңызды резерві болып табылады. Адамдарға азық – түлік пен жануарларға қоректі өндіру үшін қажетті жағыдай тек топырақ арқылы ғана жасалыныды.         

 Топырақтану  ғылымының негізін салушылардың  бірі В.В.Докучаев ХХ ғ басында  топырақты өзіне тән өзара  байланыстары, тіршілік ету заңдылықтары  мен өзін - өзі реттеуге қаблиетті  табиғи – тарихи дене деп  қарастырады, топырақтың планетаның  тарихы мен тау жыныстармен,  климатымен, өсімдіктерімен, тығыз  байланысты болатындығын атап  көрсеткен.        

 Топырақ  ешнәрсеге айрбастамайтын табиғи  ресурс. Қазіргі таңда, ғылми әлі  күнге дейін топырақтың орнын  баса алатын жасанды материал  таба алған жоқ. өсімдіктерді  топырақсыз өсірудің кез келген  әдісі топырақтың рөлін дәл өз мәнінде орындай алмайды . сондықтан адамзат қоғамы алдында тұрған және әлі де маңызды болып қала беретін аса маңыздаы проблема топырақтың топырақ түзілу процесіндегі өздігінен қалпына келу сақтап қалуға барынша жағыдай жасау.Тақырыптың өзектілігіне қарай жұмыстың мақсатыайқындалды: топырақты ластау көздерін қарастырып сипаттау

Жұмыстың міндеті:

1.Топырақтың  құрамын қарастыру;

2. Топырақты  ластану көздерін анықтау;

3. Жұмыс  бойынша қорытынды жасау

Гипотеза:  егер топырақ ластанатын болса, онда топырақтағы тірі ағзалар жойылып кетуі мүмкін

Зерттеу әдісі: әдебиетті талдау; салыстыру, жалпылау, бақылау

Жұмыстың жаңашылдығы мен практикалық маңызы: зерттеу жұмысында топырақты ластау көздері айқындалып көрсетілген. Жұмыс нәтижелерін дүниетану сабағында экология байланысты тақырыптырды оқаған кезде пайдалануға болады

Топырақтың  қорғау мен бақылау обьектісі  ретінде қоршаған ортаның басқа  обьектілерімен салыстырғанда бірқатар өз ерекшеліктері бар. Ең алдымен  топырақ атмосфералық ауа менжер бетілік суларға қарағанда әлде қайда қозғалссыз орта, соған байланысты басқа орталарға тән аса қуатты табиғи өздігінен тазару қасиеті  жоқ. Топыраққа түскен атропогендік ластаушылар онда жинақталып, көбеие береді.        

 

 

                

                          

 

 

 

 

 

 

НЕГІЗГІ БӨЛІМІ

1. Топырақтың  сипаттамасы         

  Топырақ – барлық материалдық игіліктердің көзі. Ол азық-түлік, малға жем, ким үшін талшық, құрылыс материалдарын береді. Топырақтың ең маңызды байлық екенін айта отырып, К.Маркс, еңбек – байлықтың әкесі болса , топырақ – анасы деген. Топырақтың физикалық  касиеттері су, ауа өткізгіштігі, су сақтағыштиғы, құрамы мен құрылым ерекшелігіне байланысты. Топырақтын негізгі бөлігін бастапқы Топырақ түзуші аналық жыныстан бастау алатын минералды құрамы анықтаса (85 — 99%), біршама бөлігін топырақ түзілу процесінде, негізінен осында өскен өсімдіктер қалдықтары (шіріген тамыр, түскен жапырақ, т.б.) ыдыраған кезде синтезделіп түзілетін органикалық. (қара-шірінді) заттар кұрайды (1 — 15%). Жануарлар дүниесі (негізінен омырткасыздар) тіршілігінің өрекетінен органик. заттардың ыдырауы жылдамдайды. Адамның шаруашылық әрекеті (орманды кесу, шеп егу, жер жырту, мелиорация, органик., мипералды тыңайт-кыштар қодцану) топырақ түзуші кейбір факторларға (мыс, өсімдікке) әсер етіп, топырақ түзілу процесінің бағытына тез өзгертеді[1].        

 Топырақтың  қатты, сұйық, газ қүрамды және  тірі организмдерде бөліктерден түрады. Олардың ара-қатынасы әр түрлі,топырақта ғана емес, тіпті бір топырақтың әр қабаттарында әр түрлі болады. Топырақтың жоғары қабатынан  төмен қабатына қарай органикалық заттар мен заттар мен тірі организмдер азая түседі, ал  жыныстардьң  түзілу қарқьндылығы төмен  қабатынан жоғарғы қабатына қарай арта түседі.        

 Топырақтың  қатты бөлігінде алғашқы (кварц,  дала шпаты, слюда, т.б.) және  екінші ретті минералдар (гидрослюда, монтмориллонит, каолинит, т.б.) басым  келеді. Топырақ борпылдақтығының  қалыптасуы осы қатты бөлігінің  кұрамы мен оның кұрылымының  ерекшеліктеріне байланысты. Топырақтың  негізгі массасын, негізінен түйірлері  1 мм-ден кіші болатын ұсақтопырақтар  құрайды. Табиғи түріндетопырақ  массасы көлемінің бір бөлігін  — қатты бөлігі, ал қалған бөліктерін  топырақ ерітіндісі ментопырақ  ауасынан тұратын бөлігі құрайды.         Топырақтың қатты бөлігінің минералды және химиялық құрамына қарай көбіне оның құнарлылығын анықтауға болады. Органикалық заттар ыдыраған кезде оның құрамындағы азот өсімдіктердісіңіре алатындай түрге айналады.        

 Топырақтың  сапасы морфологиялық, генетикалық,  химиялық және физикалық қасиеттеріне  байланысты болады. Осы қасиеттерге  сәйкес топырақтың сапасын анықтауға  қажетті негізгі табиғи диагностикалық  белгілерге мыналар жатады: қарашірік  қабатының қуаты (қалыңдығы); қарашіріктің, тұнбаның және саз балшықтың  проценттік мөлшері; топырақтың  қарашірінділігі; топырақтағы қозғалмалы  қоректік элементтердің (фосфордың  және калцийдің) қоры (запасы); топырақтың  механикалық құрамы, қышқылдығы  және тағы басқалары.        

 Адамның  жерді өңдеуінің нәтижесінде,  топырақ құрғақта, ылғалды да  құнарлы не құнарсыз да болуы  мүмкін. Бірақ, қандай жағдайда  да тегі әр түрлі минералды  және органикалық бөлшектерден  тұрады. Қабат-қабат болып жатқан  бөлшектердің аралығында ауа,  су және көптеген организмдер  толы саңылаулар болады. Осы бөлшектердің  үлкен-кішілігіне қарай ірі және  ұсақ түйірлі топырақ деп бөлінеді. Ұсақ түйірлі топырақтар саңылаулығы  ірі түйірлі топыраққа қарағанда  жоғары болады. Егер ұсақ түйірлі  топырақ саңылаулығы 85 пайызға  жетсе, ірі түйірлі топырақ  саңылаулығы 30 пайыздан кем.

Саңылаулықтың санитариялық мәні зор. Мәселен, жекелеген  саңылау көлемі мен топырақ бөлшектерінің  көлемі үлкен болған сайын ауа  және су жақсы өтеді. Дәлірек айтқанда, ірі түйірлі құмдақ топырақтың су өткізгіштігі ұсақ түйірлі сазды  топыраққа қарағанда көп есе  артық. Ірі түйірлі топырақтан белгілі 

 

 

 

бір уақыт  өлшемінде ұсақ түйірлі топыраққа  қарағанда ауа көптеген есе көп  өтеді.Топырақ саңылауы 60-65 пайыз  болса онда биологиялық және химиялық ластанудан өздігінен тазару процестері үшін қолайлы жағдай туады.               

 Топырақтың ылғал тартқыштық қасиеті. Топырақ түйірлерінің беткейі ауадағы су буын, яғни ылғалдылығьш тартатын әрі топырақ саңылауларында кептіретін қабілеті бар үлкен жазықтықты құрайды. Топырақ қаншалықты ұсақ түйірлі болса, оның ылғал тартқыштығы соншалықты жоғары болады. Сондай-ақ, топырақта шірінді және коллоидты заттар көп болса да және ауаның атмосфералық ылғалдылығы жоғары болса да өседі. Органикалық заттармен ластанған сазды топырақтың да ылғал тартқыштықтары жоғары келеді.Топырақтың коллоидты заттары суды өзіне ең көп сіңіреді. Фермалардың ластанбаған территориялары мен шаруашылықтардың жайылымдық учаскелерінің ірі түйірлі топырақтарының ылғал тартқыштығы өте аз.        

 Топырақтың  булану қабілеті қаншалықты нашар  болса, оның құрамындағы ылғал  да соншалықты көп ұсталады. Сөйтіп, ол анағұрлым сызды болады. Мысалы, ұсақ түйірлі өсімдік аз шығатын,  күн сәулесі нашарлау түсетін  сұр(боз) топырақта ірі түйірлі  топыраққа қарағанда ылғал тартқыш  қабілетін арттыратын еріген  тұздар болса, ауа ылғалды келсе,  жауын-шашын және қар суы топырақты  шайып жатса топырақ бетінде  ылғалдың булану деңгейі төмендейді.         

 Топырақтың  ауа өткізгіштігі деп — топырақтың  өз бойынан ауа өткізу қабілетін  айтады. Ауа топырақтың су болмаған  саңылауында, ал сіңірілген күйінде  топырақ бөлшектерінің құрамында  болады. Сонымен, жер асты суында  ауа еріген күйінде болатыны  белгілі. Құрамы жағынан топырақ  ауасы атмосфералық ауадан біраз  айырмашылығы бар: мысалы топыраққа  тереңдеген сайын оттегі мөлшері  азаяды, органикалық заттарды тотықтыруға  көп жұмсалады, ал көмір қышқылы  құрамы керісінше көбейеді.

Органикалық заттарға бай топырақтарда оттегі мөлшері 10 пайызға дейін, тіпті одан да азаяды да, көмір қышқылы құрамы 15 пайызға  дейін және одан да артық көбейеді. Ластанған топырақтарда газ тәрізді  қоспалар (СН4, Н28, N11,), сондай-ақ , май  қышқылдары т.б. болуы мүмкін.        

 Топырақтың  ауа өткізгіштігі барометрлік  қысымның өсуіне байланысты артып,  топырақтың үстіңгі қабатының  қалыңдығы және ылғалдылығы ұлғайған  сайын кемиді. Саңылауларды толтыратын  су олардан ауаны сығып шығарады  да, ауаның топыраққа енуіне кедергі  жасайды. Топырақ ауасының құрамыңда  шаң да, микроорганизмдер де болмайды. Олар ауа топырақта сүзілген  кезде ұсталып қалады да, топырақ  бөлшектері ыдыратып жібереді.        

 Топырақтың  ауа өткізгіштігінің және оның  оттегімен баюының топырақта  өтетін тотығу және оны адам  мен жануарлар енгізетін органикалық  лас затгардан босату тәрізді  биохимиялық процестерге байланысты  гигиеналық маңызы зор. Тағы  топырақ түйірлі ірі және құрғақ  болуға тиіс.Өйткені, ылғал және  ұсақ түйірлі топырақ өте нашар  желдетіледі. Сондықтан да онда  өздігінен тазару процесі айтарлықтай  жүрмейді.        

 Топырақтың  жылулық қасиеттері -топырақ негізінде  күннен қызуы. Бұл процесс топырақтың  жылу сыйымдылығына, жылу өткізгіштігіне  және радиациялау қабілетіне  көп байланысты болады.Сыртқы  ауа температурасынан топырақ  температурасының едәуір айырмашылығы  бар. Тәулік және жыл бойында  онша көп ауытқымайды және  топырақ тереңдеген сайын бірте-бірте  азая береді. Тереңдеген сайын  топырақтың тәуліктік және жылдық  ең жоғары температурасы ауа  температурасынан едәуір төмен.  Қыстыкүні топырақ температурасы  ауа температурасынан жоғары, ал  жаздыкүні керісінше салқын болады.         

 Топырақтың  жылу өткізгіштігі нашар болады. Әсіресе, борпылдақ, ұсақ түйірлі,  ылғалды шірінді заттары  көп, ақ шағыл, шөп өспейтін түсті топырақтар аз қызады. Ірі түйірлі, құрғақ, қоңыр түсті және шөп жақсы өсетін топырақтар, сондай-ақ тасты, тығыз топырақ нағыз жылу аккумуляторы болып табылатын таулы жер топырақтары жылуды тым-тәуір өткізеді. Борпылдақ топыраққа қарағанда тығыз топырақта жылу тереңге енеді. Топырақ саңылауларын толтыратын су сол саңылауларды толықтыратын ауаға қарағанда жылуды 21-26 есе көп өткізеді екен. Жылуды ылғал топырақтың оңай да терең өткізетіні сондықтан[2].        

 

 

 Топырақ  температурасының өте үлкен  маңызы бар. Ол жергілікті жердің климатына, ал жергілікті климат-микроклиматқа әсер етеді. Топырақ температурасы ерекшеліктерінің өсімдік тіршілігі үшін маңызы зор. Олардың тамырлары қыстыгүні топырақтың жылы қабатында жатады да, суықтан сақталады. Ол, яғни топырақ температурасы сол топырақтың өзінде жүрілетін физико-химиялық және биологиялық процестеріне де әсер етеді.

Жануарлар, әсіресе олардың төлдері мен  әлсіздерінің денсаулығы үшін күннің суығы, яғни үсік айтарлықтай қауіп  төндіреді. Ол ауаның суық массасы келіп, жиналып тұрып қалатын ойпат  жерлерде жиі байқалады. Суық, қатып  қалған жемшөптің қаупі де ешнәрседен кем емес. Ол да жануарлардың ішін кептіреді, іш тастатады, тағы басқа жағдайларға  ұрындырады. Топырақтың қатқақ болып  келетін беті, әсіресе жер асты суының деңгейі өте жоғары болған жағдайда құрылыстың іргетасын бүлдіріп ғимаратқа зиян тигізеді. Сондай-ақ топырақ температурасына қарап  суы қатып қалмас үшін канализация  мен су құбырларын салу терендігі  анықталады.        

 Топырақ минералды және органо-минералдық заттардан тұрады. Минералдық заттардың көзі  жер қабатының қатты қабығын (литосфера) құрайтын таулы породалар. Минералдық бөлік топырақтың 80-90 пайызын құрайды, ал органикалық заттар топырақта 10 пайыздан кем болады. Топырақтың органикалық бөлігі  өсімдік пен жануарлар тектес заттардың ыдырауынан және осы процесс кезінде жүретін реакциялар арқасында пайда болатын заттардың өнімдерінен тұрады. Топырақтың құрамында барлық белгілі химиялық элементтер анықталған.        

 Топырақтың  химиялық қосылыстарының ішінде  үлесі жағынан ең көбін кремний  тотығы, содан кейінгі орындарды   алюминий, темір, калий, натрий тотықтары иеленеді. Карбонатты топырақтарда бәрінен де кальций мен магний тотықтары, ал сор топырақтарда — хлорлы калий және хлорлы натрий тотықтары көп болады. Топырақта өте аз кездесетін микроэлементтер: кобальт, мыс, марганец, бор, йод, фтор, бром, никель, стронций, селен, молибден, мырыш, литий, барий т.б. неорганикалық қосылыстардың көзі тек топырақ пайда болатын породамен шектелмей, сонымен бірге микроорганизмдер әсерімен ыдырайтын өсімдік және жануарлар тектес органикалық қалдықтар болып табылады.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Топырақтың механикалық  құрамы 

 

Топырақтың  механикалық құрамы оның сулы-физикалық, физикалық-механикалық, ауалық және жылулық  қасиетіне, қышқылдану  қалпына келу жағдайына, сіңірулік қасиетіне, топырақта, азоттың жиналуына әсер етеді.

Механикалық құрамына байланысты топырақта оны  өңдеудің, егістік жұмыстардың жүргізілуіне, тыңайтқыш шашу мөлшеріне және ауылшаруашылық өнімдерін себу жағдайлары өзгереді: Егер құмды және құмдақ топырақтар жылдам өңделгенмен, оларда гумуспен пен  ылғал аз болады және олар жел эррозиясына  төзімсіз келеді.

Топырақ бөлшектерінің көлденеңі 1 мм-ден  артық болса, онда оларды топырақтың қаңқасы  деп атайды, ал 1 мм-ден кем болса, ол бөлшектерді топырақтың ұлпасы (мелкозем) деп атайды. Топырақтың қаңқасына жататын механикалық бөлшектер тастар (көлденеңі 10 мм-ден ірі), ірі қиыршық (5—10 мм), орташа қиыршық (3—5 мм) және ұсақ қиыршық (1—3 мм). Топырақтың ұлпасына кіретін бөлшектер ірі құм (0,5 мм), орташа құм (0,25—0,5 мм), майда құм (0,05— 0,25), ірі шаң (0,001-0,005 мм), тозаң (0,001-0,0001 мм) және коллоидтар (0,0001 мм-ден аз бөлшектер)[3].