Топырақтың физикалық және химиялық қасиеттері

Топырақтың  физикалық және химиялық қасиеттері.

        Жоспары;

1. Топырақтың ылғал тартқыштық қасиеті

2. Топырақтың ауа өткізгіштігі

3. Топырақтың жылулық қасиеттері

    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.

Топырақ - табиғат туындысы, табиғи әрі тарихи дене. Бір кездерде жер  беті қазіргі ай планетасының ландшафты  сияқты топырақсыз, өсімдіктерсіз, ауасыз, тіршіліксіз тып - типыл, мүлгіген дүние болған. Жер бетінің жамылғысы бастапқыда тығыз қатты тау жыныстарынан тұрады. Бұл ту жыныстары алғаш өздері пайда бола бастасымен - ақ, үздіксіз үгілу құбылыстарына ұшырады. Қатты тау жынысының үстіне топырақ түзіле қоймайтыны белгілі. Топырақтың түзілуі үшін, ең алдымен, қатты тау жыныстары майда ұнтақталған, кеуекті тау жыныситарына айналуы керек. Жер бетіндегі қатайғкан тау жыныстары табиғат күштерінің ғасырлар бойы үздіксіз әсерінен бірте - бірте қирап, бұзылып, қопсыған жыныстарға айналады. Бұл құбылысты геологияда үгілу (выветривание) деп атайды. Үгілу құбылысы тарихи топырақ түзілуден бұрын болған, сөйтіп ол топырақтың түзілуіне жағдай жасады. 
Табиғат күштерінің, әсіресе температураның, судың, желдің, күн сәулесінің, көшпелі мұздардың топыраққа әсері зор. 
Үгілудің физикалыық, химиялық және биологиялық түрлері бар. Тау жыныстарының физикалық жолмен үгілуі деп оның химиялық құрамы өзгермей, тек әртүрлі механикалық бөлшектерге бөлінуін айтады. Физикалық үгілуге қатысатын негізгі күштер – температура, жел күштері, тасқын сулар, көшпелі мұздар. Физикалық үгілудің қарапайым мысалын келтірейік. Мәселен, әр түрлі температура әсерінен тау жынысында жарылған сызат пайда болды делік. Уақыт өте келе оған ауадан ылғал кіріп, қыста мұзға айналып, ісінеді де әлгі сызат үлкен жарықшаға айналып, қатты жынысын әрі қарай бұзады. Таулы аймақтарда диі-жиі жаңбырдан немесе қар қабаттарының көктемде бір мезгілде тез еруінен сел тасқындары болмай тұрмайды. Оның күшімен тіпті ірі – ірі тастар да допша домалайды. Бір – біріне соғылған тсатар жаңғақша шағылып, майда жыныстарға айналады. 
Химиялық үгілу – тау жынстары құрамындағы суда, қышқыл мен сілтіде еруінен және ауадағы оттегімен тотығуынан пайда болатын құбылыс. Мұның нәтижесінде химиялық құрамы жағынан жаңадан минералдық заттар пайда болады. Бұл заттар өздерінің суда ерігіштік қасиетіне, өзіндік салмағына қарай әр жерлерге түрліше шөгеді. Фихикалық және химиялық үгілу табиғи ортаның климат жағдайларына тікелей байланысты. Алайда, әр аймақтың климат жағдайларына қарай оның бір түрі екіншісіне қарағанда басым болуы заңды. Мысалы, ылғалы мол, әрі күні жылы тропиктерде химиялық үгілу құбылысы белсендірек өтеді. Ал ауа райы ас а суық тундыра немесе күні аса ыстық, ылғалы өте аз шөлді аймақтарда физикалық үгілу құбылыстары басымырақ жүреді. 
Физикалық және химялық үгілулердің нәтижесінде таулар бұзылып, су күшінің кемуіне және жер бедерінің ыңғайына қарай шөгеді. Жел күшімен ауаға ұшады, шөгеді. Бұл ғасырлар бойы үздіксіс құбылысты ештеңе де тоқтата алмайды. Нөсерлетіп құйған жаңбырдан қатты соққан желден жер беті шамалы өзгеріске түседі.. 

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

1. Жамалбеков- топырақтану географиясы

2.Білдебаева- топырақтану экологиясы