Қазақша рефераттар

Топырақтың органо - минералдық құрамы

Топырақтағы органикалық зат және оның айналымы

Топырақтың қатты фазасының белгілі бір бөлігі органикалық қосылыстардың үлесіне тиесілі. Жыл сайын өсімдіктер, ұсақ жәндіктер мен микроорганизмдер топырақ бетінде және оның қабаттарында әртүрлі қалдықтар қалдырады. Осы органикалық қалдықтар уақыт өте келе екі негізгі бағыт бойынша өзгеріске ұшырайды.

1) Минералдану

Микроорганизмдердің әсерінен органикалық қалдықтар ыдырап, шіріп, жай минералды қосылыстарға дейін ажырайды.

2) Гумификация

Организм қалдықтары күрделі биохимиялық өзгерістерге түсіп, тұрақты органикалық зат — топырақ қарашірігі (гумус) түзеді.

Органикалық қалдықтардың бір бөлігі толық минералданып кетсе, екінші бөлігі биохимиялық синтез арқылы жаңа күрделі түрге айналып, гумус құрамына өтеді. Минералдану мен гумификация үдерістерін негізінен микроорганизмдер жүзеге асырады.

Гумус туралы ғылыми көзқарастардың дамуы

Гумус заттарының түзілуі көптеген зерттеушілердің назарын аударған. Химиялық талдаулар жүргізіліп, мәліметтер жинақталып, түзілу жолдары анықтала бастады. Бұл мәселе бойынша алғашқы көзқарастарын М.В. Ломоносов, П.А. Костычев, С.П. Кравков, А.Г. Трусов және басқа ғалымдар білдірді.

Гумустың құрылуының жалпы сызбасын алғаш жүйелі түрде ұсынған В.Р. Вильямс болды. Ол топырақтың биологиялық жағына ерекше көңіл бөлді.

Кейінірек гумустың негізгі көзі ретінде лигнин қарастырылған көзқарас қалыптасты (Ж. Фишер, 1921; В. Фукс, 1936). Бұл бағыт бойынша гумус ерекше құрылым емес, лигнин мен протеиндердің кешені ретінде түсіндірілді.

ТМД елдері топырақтарындағы органикалық заттарды жан-жақты зерттеуде және гумус мөлшерін анықтау әдістемесін дамытуда И.В. Тюриннің үлесі зор. Ол бұл үдерістің күрделілігін дәлелдеп көрсетті.

И.В. Тюрин еңбектерін М.М. Кононова жалғастырып, гумус заттарының ферменттердің қатысуымен жүретін конденсация реакциялары арқылы түзілетін ароматикалық құрылымдардың жеке молекулалары екенін негіздеді. М.М. Кононова бойынша, өсімдік қалдықтары гумустену кезінде микроорганизмдер арқылы сіңірілу кезеңінен өтеді.

Л.Н. Александрова анықтамасына сәйкес, гумификация — органикалық қалдықтардың күрделі биофизика-химиялық құбылыстар арқылы жоғары молекулалық қосылыстарға айналып, органикалық түзілімдердің ерекше класы — гумусты қалыптастыруы.

Гумус қышқылдары: гумин және фульво қышқылдары

Фульво қышқылдар

Фульво қышқылдар — гумин қышқылдары тұнғаннан кейін ерітіндіде қалатын гумус қышқылдарының тобы. Олар жоғары молекулалы, құрамында азоты бар құрылымдарға жатады.

  • Түсі ашықтау.
  • Көміртегі мөлшері төмендеу.
  • Суда жақсы ериді және қозғалғыш келеді.

Осы қасиеттеріне байланысты фульво қышқылдар топырақтың органикалық және минералдық қосылыстарын ерітіп, катиондармен байланысып фульват тұздарын түзеді де, сумен бірге топырақ қабаттары арқылы төмен қарай шайылып жылжиды.

Гумин қышқылдары және гумин

Гумин және фульво қышқылдары молекулалық салмағына қарай бірнеше фракцияларға бөлінеді. Гумус қышқылдарының едәуір бөлігін гумин құрайды.

Гумин минералды бөлікпен тығыз байланысады және сілтілермен гидролизденбейтін қышқылдардың қалдығы ретінде сипатталады. Оның құрамында гумин және фульво қышқылдарының құрамдастары болады.

Маңызды тұжырым: қышқылдардың жылжымалылығы олардың суда еруіне және топырақ профилі бойынша шайылуына тікелей әсер етеді.

Топырақтың органо-минералдық құрамы

Топырақтағы органикалық заттар оның минералды бөлігімен белсенді өзара әрекеттеседі. Осы байланыс түрлеріне қарай топырақтағы органо-минералдық қосылыстарды шартты түрде үш топқа бөлуге болады:

1) Топыраққа тән емес төмен молекулалы органикалық қышқылдар

Сірке, құмырсқа, лимон және қымыздық қышқылдары сияқты қосылыстар.

2) Гумус қышқылдарының тұздары және олардың кешендері

Гумин қышқылдарының сілтілі (Na) және сілтілі-жерлік металл (Ca, Mg) катиондарымен қосылған тұздары, сондай-ақ темір, алюминий, мырыш сияқты көптеген металдармен түзетін кешенді тұздары.

3) Адсорбцияланған органо-минералдық кешендер

Әсіресе алюминий және темірмен байланысқан қарашірінді кешендері (органо-минералдық комплекстер).

Ерігіштікке байланысты мінез-құлық

Сілтілі металдармен және алюминиймен түзілген гуматтар мен фульваттар суда жақсы еритіндіктен топырақ қабаттарында оңай жылжиды. Ал кальций гуматы суда берік болғандықтан, топырақта тұрақты түрде шоғырланады.

Өзін-өзі қадағалауға арналған сұрақтар

  1. Топырақтағы органикалық заттың айналымын сипаттаңыз.
  2. Гумус сапасының органикалық құрамға байланыстылығы қандай?