Топырақтың құрылысы және фазалық құрамы

Топырақ қатты, сұйық және газ тәріздес араласқан бөлшектерден тұратын үш фазалы дисперсиялы орта. Топырақта өсімдік қалдықтары (өсімдік қалдықтары мен тамырлары) және тірі организмдер болады.

Топырақтың құрылысының негізгі сипаттамалары – қуыстылығы және тығыздығы.

Қуыстылық – топырақтың тесіктерінің көлемінің оның жалпы көлеміне қатынасы, пайызбен бағаланады. Қуыстылық топырақтың құрамына байланысты, ол құмды топырақта 40...50% арасында, ал торфтық топырақта 80...90%-ке тең болады.

Тығыздық – абсолюттік құрғақ топырақ массасының m оның көлеміне V қатынасы:

(1)

Топырақтың тығыздығы оның механикалық құрамына, гумус мөлшеріне және қуыстылығына тәуелді. Топырақтың өңделетін қабатының тығыздығы 0,6-дан 1,6 г/см³ дейін өзгереді.

Топырақтың тығыздығы өсімдік тамырларының дамуына, ауалық және азықтық режиміне әсер етеді. Тәжірибелер әртүрлі өсімдіктер мен әртүрлі топырақтардың сәйкес қолайлы тығыздығы болатынын көрсетеді. Сондықтан топырақ тығыздығы оның құнарлылығын анықтайтын маңызды фактор болып саналады.

Топырақтың тығыздығы механикалық өңдеу арқылы реттеледі.

Топырақтың қатты фазасы «қаңқа» түріндегі тасты түйіршіктерден (диаметрі 1 мм-ден артық) және ұсақ құм бөлшектерден (диаметрі 1 мм-ден кем) тұрады.

«Қаңқаның» массасының ұсақ құм массасына қатынасы топырақтың тастылығын, ал ұсақ құм оның механикалық құрамын анықтайды.

Тастылығына қарай топырақты келесі категорияларға бөледі:

Тассыз – құрамындағы тас - 0,5 %-тен аз;

Төмен тастылы – 0,5...5 %;

Орташа тастылы – 15...10 %;

Жоғары тастылы – 10 %– тен көп.

Топырақты механикалық құрамына қарай класқа бөлгенде ұсақ құмды шартты түрде екі фракцияға айырады: «физикалық саз» (түйіршіктер 10 мкм-ден кіші) және физикалық «құм» (түйіршіктер 10 мкм-ден үлкен). Топырақтар осы фракциялардың мөлшеріне қарай бірнеше түрлерге бөлінеді (1 кесте).

1 кесте – Топырақ атауы

Топырақ атауы	«Физикалық саз» мөлшері, %	«Физикалық құм» мөлшері, %
Саз	50-ден жоғары	50-ден төмен
Саздауыт	50....20	50... 80
Құмдауыт	20....10	80....90
Құм	10-нан төмен	90-нан жоғары

Құрамында сазды бөлшектері көп топырақ ауыр болып саналады. Ылғалды жағдайында олар механикалық өңдеуде жұмыс органына жабысып қалады, ал құрғақ жағдайында ірі кесек құрайды. Мұндай топырақтар ылғал жұтпайды, бірақ оны жақсы ұстайды, өсімдік қалдықтары мен органикалық тыңайтқыштар нашар сіңіріледі.

Құрамында құм бөлшектері көп топырақтар жеңіл топыраққа жатады. Олар оңай ұсақталады және ылғалды жақсы өткізеді, бірақ ылғалды нашар ұстайды, ал өсімдік қалдықтары мен тыңайтқыштар тез сіңіріледі.

Саздауыт және құмдауыт топырақтар оңай ұсақталады, ылғалды жақсы жұтып алады және құнарлығы жоғары болады.

Топырақтың қатты фазасы құрылымды және құрылымсыз болып бөлінеді. Құрылымды топырақтың массасы жеке агрегаттарға бөлінеді, ал құрылымсыз топырақтар жеке қатты агрегаттар, біріккен масса түрінде болады.

0,25 мм-ден кіші агрегаттар микроқұрылымдыға жатады, оларды шаң тәріздес деп атайды. Өлшемдері 1...3 мм агрегаттар аса бағалы, өйткені олар су әсеріне төзімді. Өлшемдері 1мм-ден кіші агрегаттар эрозиялық қауіпті болып келеді.

Топырақта сұйық таза су немесе судағы басқа заттар ерітіндісі ретінде кездеседі. Топырақтағы суды еркін немесе байланысқан түрінде айырады.

Еркін су гравитациялық және капиллярлық болып бөлінеді. Топырақтың үлкен қуыстарындағы ылғалды гравитациялық деп атайды.

Гравитациялық ылғал ауырлық күші арқасында төмен ағады. Топырақтың капиллярлық куыстарындағы ылғалды капиллярлық дейді. Капиллярлық ылғалдың және топырақтың қатты элементтер арасындағы молекулярлық күштің тартуы ауырлық күшінен көп болғандықтан, бұл ылғал топырақта ылғал аз бөлігіне қарай тарайды. Топырақтағы су мөлшерін оның абсолюттік ылғалдылығымен бағалайды.

W_а = (m_b - m_c) (2)

мұнда: m_b, m_{c -} - сәйкес ылғалды және құрғақ топырақ массалары.

Топырақтың ылғалдану дәрежесін оның салыстырмалы ылғалдығымен W_о % бағалайды:

W_о = W_а / W_n (3)

мұнда W_n – топырақтың танаптық ылғал сыйымдылығы.

Топырақтың ылғалдылығы оның технологиялық қасиеттеріне, өңдеу сапасына және энергия шығынына әсер етеді.

Топырақтың газ тәрізді фазасы ауа және басқа газдардан (аммиак, метан және т.б) тұрады. Топырақта ауа еркін және «қысылған» жағдайда болады. Топырақтың үлкен гравитациялық қуыстарындағы ауа атмосферамен еркін байланыста болғандықтан, оның ылғалдылығын төмендетеді.

Кіші капиллярлық қуыстардағы ауа герметикалық жабық болады.

Дата добавления: 2015-10-28