Dirvotyra ir dirvodarinės uolienos

 Trumpa dirvotyros raidos apžvalga Dirvotyra – mokslas apie dirvožemį, jo sandarą, sudėtį, savybes, geografinį paplitimą, susidarymo dėsningumus, vystymąsi, reikšmę gamtoje, apie esminę dirvožemio savybę – derlingumą, būdus jam išsaugoti ir didinti. Kaip savarankiškas mokslas atsirado Rusijoje 19 a pa ūsų dienomis – tai kompleksinė mokslo šaka. Pirmasis humusą apibūdino švedas Valerijus XVIII . Vėliau XIX . Vokiečių mokslininkas Tjieras paskelbė augalų mityba humusu (teorija). Dirvotyros istorijoje nemažai pasidarbavo lietuvis K.Giedroicas. Jis išaiškino dirvožemio sorbacijos teoriją. Pirmasis dirvožemininkų kongresas įvyko 1927m. Lietuvos dirvožemiais pradėta domėtis po Valakų reformos. Po I pasaulinio karo, pradėtai Lietuvos žemės reformai, J. Stonkūnas sudarė dirvožemio vertinimo skalę. 1925m. pasirodė pirmoji knygutė “Dirvožemis”(aut. kubeika). 1930m.LŽŪA Dirvotyros mokslo katedros vedėjas prof. S.Ruokis suklasifikavo Lietuvos dirvožemius pagal drėgmės rėžimą, reljefą, granuliometrinę sudėtį, paruošė knygą “Dirvožemio mokslas”.1936m.išleido pietų Lietuvos dirvožemio žemėlapį. Daug prie dirvožemių tyrinėjimo prisidėjo Garunis, Vaitiekūnas, Žemaitis ir kt. Pokario Lietuvoje dirvožemį tirti ir kortagrafuoti pradėjo LŽŪA(įkurta 1946). Lietuvos dirvožemių tipas ir glanuliometrinė sudėtis 1996m. buvo nustatyta pagal Dokučajavo klasifikacija. Dirvožemio susidarymas arba dirvodara - tai sudėtingas natūralus dirvožemio susidarymo , jo vystimosi, funkcionavimo ir evoliucijos žemės paviršių dengiančiose uolienose procesas, vykstantis gamtinėse ir antropogeninėse žemės ekosistemose, veikiant dirvodaros veiksnių kompleksui. Dirvodaros proceso bendra schema. Dirvodara prasideda kai kietose uolienose apsigyvena gyvieji organizmai. Antrinė dirvodaros stadija yra kietų uolienų dūlejimas. Vykstant šiems procesams susidaro dirvožemis - tai naujai susidaręs specifinis gamtinis darinys nuo dūlejimo plutos besiskiriantis ne tik sudėtimi, morfologine sandara, bet ir globalinėmis funkcijomis. Išdūlėjusios kietos uolienos įgyja daug naujų ir svarbių dirvodarai savybių: birumą, poringumą, vandens ir oro laidumą ir kt. Šitos savybės išlieka ir vėliau besiformuojančiuose dirvožemiuose. Lietuvos dirvožemių sistematika ir klasifikacija. Dirvožemių sistematika - tai dirvotyros skyriaus apie pasaulio dirvožemių įvairovę, apie jų tarpusavio santykius ir įvairių jų grupių ryšius, būdingus tik vienai dirvožemio rūšiai, taip pat bendrus keliems aukštesnio rango diagnostinius požymius. Pagrindinis sistematikos tikslas sukurti baigta visu dirvožemiu sistema. Svarbiausias sistematikos uždavinys-nustatyti kokybinius požymius, kad būtų galima atskirti dirvožemius vienus nuo kitu. Antras uždavinys-kiek galima išsamiau ir kiekybiškiau aprašyti dirvožemį. Trečias uždavinys-pateikti logiškai pagrysta tiriamu dirvožemiu išsamu sistematini sąrašą. Dirvožemių aprašymų yra jau antikos (Teofrasto, Katono) darbuose. Moksliškai tirti dirvožemius pradėta XVIII amžiuje. XVIII pabaigoje ir XIX a. pradžioje dirvodaros raidą ypač paspartino A. Tėro (Thear) ir J. Lybigo (Liebig) darbai (humanistinė augalų mitybos ir augalų mineralinės mitybos teorijos). V. Dokučiajevas monografijoje „Rusijos juodžemis“ (1883) suformulavo genetinės dirvotyros svarbiausia teiginį: dirvožemis yra savarankiškas istorinis gamtos kūnas, dėl gyvųjų organizmų poveikio susidaręs paviršiniuose uolienos sluoksniuose. Dokučiajevas taip pat geografinės dirvodaros krypties pradininkas. Rusijoje agronominė dirvotyros kryptis atsirado XIX a. pabaigoje (pradininkas P. Kostyčevas; ištyrė augalų ir mikroorganizmų įtaką dirvožemių raidai, derlingumui), XX a. pradžioje – chemijos kryptis (K. Gedroicas; sukūrė dirvožemių koloidų chemijos pagrindus ir tuo padėjo geriau suprasti dirvodaros procesų esmę). XX a. 3 d - mėtyje atsirado dirvodaros biocheminė kryptis (V. Vernadskis; tyrė, kaip dirvodarą veikia gyvieji organizmai). XX a. IV d - mėtyje atsirado naujos dirvotyros šakos (dirvožemio chemija, fizika, mineralogija, mikrobiologija). Po to susikūrė pasaulyje garsios JAV, Vokietijos, Prancūzijos dirvožemininkų mokyklos. Lietuvoje dirvotyra atsirado 1819 m., kai Vilniaus universitete buvo įsteigta ž. ū. mokslų katedra, kurios profesorius A. Očapovskis tyrė dirvožemių susidarymą, jų granuliometrinę sudėtį, suklasifikavo krašto dirvožemius pagal jų tinkamumą auginti tam tikrus ž. ū. augalus (1825). XIX a. pabaigoje Lietuvos dirvožemius tyrė V. Časlavskis, XX a. pr. – S. Miklaševskis, 1922-1940 Kauno universitete, Ž. ū. akademijoje – J. Tonkūnas. 1930 m. V. Ruokis suklasifikavo Lietuvos dirvožemius pagal drėgmės režimą, reljefą, granuliometrinę sudėtį, 1936 m. parengė Pietų Lietuvos dirvožemių žemėlapį. 1930 m. išėjo jo knyga „Dirvožemio mokslas“, 1933 m. – „Lietuvos dirvožemių reakcija“, 1939 m. – „Pietų Lietuvos dirvožemiai“. Bandymų stočių dirvožemius tyrė B. Baginskas ir M. Žemaitis. Po II pasaulinio karo Lietuvoje dirvožemius tirti ir kartografuoti pradėjo Ž. ū. institutas (įkurtas 1946 m.). 1952-1956 tą darbą dirbo Žemdirbystės ir dirvožemio institutas, nuo 1956 m. Žemdirbystės institutas, jo Vokės filialas, bandymų stotys, nuo 1961 m. ir Žemėtvarkos institutas. Dirvožemius tiria ir šalies universitetų dirvožemininkai. 1946-1953 buvo parengta Lietuvos dirvožemių genetinė klasifikacija. 1951 m. išleistas pirmasis Lietuvos dirvožemių žemėlapis. 1961 m. baigta rengti Lietuvos dirvožemių bonitavimo metodika. Iki 1970 m. parengtas Lietuvos žemės kadastras, iki 1973 sudaryti visų Lietuvos ūkių dirvožemių žemėlapiai, parengtos dirvų kalkinimo ir jų maisto medžiagų kartogramos. Lietuvos dirvožemiai tiriami dar ir Vandens ūkio institute (melioracijos ir dirvožemių erozijos stabdymo problemos). Miškų institutas parengė dirvožemių tyrimo, kartografavimo ir bonitavimo metodiką, sudarė miškų dirvožemių ir miško augaviečių klasifikacijas. Kristalinės pamato magminės ir metamorfinės uolienos. Nuosėdinės uolienos Uolienos– geros kokybės smėlio, žvyro, molio, klinties ir dolomito telkiniai. Jie naudojami daugiausia kaip statybinės medžiagos. Klintis yra žaliava cemento gamybai, iš dolomito skaldoma skalda. Tai išties didelis turtas. Šių uolienų klodai slūgso tiesiog žemės paviršiuje, todėl kasami didžiuliuose karjeruose, pvz., Karpėnų klinties, Šaltiškių molio, Petrašiūnų dolomito karjeruose. Visi jie yra šiaurinėje Lietuvoje. Prie Anykščių yra kvarcinio smėlio telkinys. Tai labai švarus, beveik vien iš kvarco smiltelių sudarytas smėlis, suklostytas upių neogene dar prieš ledynmetį. Jis tinka aukštos kokybės stiklui gaminti. Bet Lietuvoje turime tik vieną tokį telkinį, todėl jo naudojimas ribojamas. Iš ardomų kristalinių uolienų susidarė ir pirmosios nuosėdinės uolienos, susiklosčiusios ant aplyginto kristalinio pamato, – konglomeratas, gravelitas, rupus smėlis. Šių uolienų amžius yra apie 600–700 mln. m. Jos ištisai dengė tik Rytų Lietuvą, o Vakarų Lietuva vis dar iro. Uoliena sudaro pirminiai ir antriniai mineralai. Mineralai- tai žemės plutos cheminių elementų junginių, mišiniai ar gryni elementai, susidarę įvairių fizikinių, cheminių procesu metu. Geologinių procesu metu susidaro mineralai ir įvairios uolienos. Jie skirstomi į:1)Endogeninius 2)Egzogeninius 3)Metamorfinius 4)Homogeninius. Endogenniai procesai. Tokiems kaip žemės plutos kilimas, skilimas, magnetizmas didžiausią poveikį daro vidinės žemės jėgos. Šių jėgų šaltinis-magma. Ji yra suspausta žemės gelmėse, todėl stengiasi prasiveržti į mažesnio slėgio vietas. Taip deformuojama žemės pluta. Susidaro raukšlės, kalnai. Iš magmos, veikiant aukštai temperatūrai ir didelėm slėgiui , formuojasi mineralai. Jie sudaryti iš sunkiai besilydančių silikatinių medžiagų ir lakiųjų komponentų. Egzoterminiai procesai- vyksta žemės paviršiuje, nelygiuose sluoksniuose dėl saulės radiacijos energijos, mikroorganizmų ir kt. Veiksnių. Dėl temperatūros svyravimų uolienos dyla t.y. smulkiąja. Vėjas , tekantis vanduo, ledynai atlieka didžiulį geologinį darbą. Jie skirstomi į dūlėjimo metu susidariusius ir nuosėdinius. Uolienos trupa besikeičiant temperatūrai , įsiterpiant augalų šaknims. Metamorfiniai procesai- tai yra uolieną sudarančių mineralų kitimas veikiant endogeninių procesų visumai. Jei metomorfizmas vyksta uždaroje sistemoje, uolienų cheminė sudėtis nekinta, šis procesas vadinamas izocheminiu. Kai uolienos metomorfuojasi cheminė sudėtis kinta atviroje sistemoje, tai šis procesas vadinamas metomorfizmu. Homogeniniai procesai- tai mineralai ir uolienos susidarę kosminėje erdvėje. Tyrimai rodo, kad mėnulyje yra susidarymas panašus į žemėje vykstantį magnetizmą ir metomorfizmą. Uolienos - tai žemės plutoje esantys vieno ar kelių mineralų agregatai susidarę geologinių procesų metu. Žemės plutoje pamatinės uolienos skirstomos: 1.Magminės erupcinės. 2. Metamorfinės. 3. Nuosėdinės. Magminės uolienos susidarė kietėjant išsilydžiusiai magmai; kai išsilydžiusi magma išsilieja į paviršių, vadinama-lava. Jai lėtai auštant susidaro stambiagrūdės uolienos. Labiausiai paplitusi magminė uoliena - bazaltas - turi daug molio mineralų. Granitas - jam dūlant susidaro smėliai, žvyrai, vyrauja kvarcas. Magminių uolienų dūlėjimo stadijos: nuolaužinė; sialitė ;rūgštinė sialitinė; alitinė. Nuolaužinės stadijos metu uolienose vyrauja fikinis dūlėjimas,-kaupiasi įvairaus dydžio nuolaužos, o mineralai lieka nepakitę. Nuolaužinė stadija būdinga poliarinėms zonoms, dykumoms, jaunų kalnų sritims. Sialitinė yra cheminio-biologinio dūlėjimo pradžia, kai pradeda skaidytis silikatai ir aliumosilikatai. Jie sukuria šarminę aplinka. Susikaupęs kalcio korbonatas neišsiplauna į dirvožemį giliau, nes ši stadija vyksta drėgmės trūkumo zonose. Rūgščioji sialitinė stadija vyksta drėgno ir šilto klimato zonose, čia jie plaunami. Šarminę terpę keičia rūgšti aplinka. Molio mineralai įra, tai dirvožemio granuliometrinė sudėtis lengvėja. Alitinės stadijos metu toliau irsta molio mineralai, susidaro pastovūs geležies, silicio oksidai ir hidroksidai. Vyksta drėgnų tropikų zonose. Dūlėjimas - tai uolienų pasikeitimas, ardymo ir sintezės mišinys, kuriame dažnai dalyvauja gyvieji organizmai. Dūlėjimas skirstomas:1)fizinis-mechaninis;2)cheminis-biologinis. Nuosėdinės uolienos yra susidariusios susicementavus įvairių uolienų dūlui. Suklostytos birios uolienos, vėjo, vandens ,ledo ir gravitacijos jėgos veikiamos, virsta kietosiomis nuosėdinėmis uolienomis dėl uolienų įvairovės cemantacijos laipsnis ir atsparumas dūlėjimui labai nevienodas. Smulkiagrūdės uolienos sukietėja ir be sujungiančių medžiagų. Metamorfinės uolienos. Tai senesni uolienų klodai gali būti palaidoti po naujų nuosėdinių ar magminių uolienų sluoksniais. Magminės ir nuosėdinės uolienos žemės gelmėse esant dideliam slėgiui ir aukštai temperatūrai, metamorfizuojasi, pamažu pakinta. Karštis ir slėgis tokie dideli, kad pakeičia uolienų mineralų prigimtį, bet medžiagos neišlydo. Kai metamorfizuojasi magminės uolienos susidaro gneisai, o metamorfizuojant nuosėdinėms uolienom - klintys virsta marmuru. Dirvodarinių uolienų klasifikacija. Geologinių dirvodarinių uolienų klasifikacija: 1) Dūlėjimo pluta; 2) Sąnašinės skirstomos pagal tai kas jas sunešė ir suklostė; a) gravitacijos jėgų veikiamos, koliuvinės, deliuvinės; b) vandens-aliuvinės, jūrinės ,ežerų; c) ledo - moreninės, fliuvioglacialinės, limnoglacialinės, liosai; d)vėjo - eolinės, vulkaniniai pelenai. Dirvodaros veiksniai. Dirvodarines uolienos. Dirvodaros veiksniai. Dirvodarinės uolienos. Dūlant įvairioms magminėms, nuosėdinėms ir metamorfinėms uolienoms, pirmiausia dėl fizikinio dūlejimo uolienos sutrupa į guralą, mažėja jų dalelių dydis. Tolesnio dūlejimo metu, susidariusių dirvodarinių uolienų svarbiausias savybes lemia jų susiklostymas ir mineralinė sudėtis. Jas paveldi dirvožemiai. Dirvožemio susidarymas ir jų vystymasis bei savybės yra susiję su fizine – geografine vietoves aplinka, bei jos vystymosi istorija ir priklauso nuo dirvodaros veiksnių. Tai klimato erozijos-uolienų ir dirvožemių dalelių pernešimo ir suklostymo kitose vietose, kaip palaidojami senesni po naujų sanašų klodais. Dirvodarinės uolienos. Dirvožemiai iš dirvodarinių uolienų paveldi įvairių metalų. Šie mineralai yra skirtingos struktūros - tai kristalinės arba kristalinės-amorfinės medžiagos, kurių pavienių dalelių dydis ir forma labai įvairios. Dirvodarinės uolienos kilmė turi įtakos ne tik brandžiu dirvožemių savybėms. Pvz. drėgmės laidumas dirvožemį daugiausia priklauso nuo dirvodarinių uolienų struktūros ir tekstūros, t.y. dirvožemius sudarančių elementariųjų dalelių dydžio ir jų išsidėstymo. Cheminė ir mineralinė dirvodarinių uolienų sudėtis sąlygoja dūlejimo intensyvumą ir iš dalies lemia naturalios augmenijos sudėtį. Kai kurios dirvodarinės uolienos turi molio mineralų, susidariusių geologiniais periodais vykusio dūlėjimo metu. Taigi dirvodarinės uolienos kilmę lemia molio mineralų sudėtį. Dirvodaros veiksnys: Klimatas. Geologinio laiko atžvilgiu, klimato įtaka nevienoda dirvodarai. Klimatas – tai daugiametė, meteriologinių sąlygų kaita, viena iš pagrindinių tam tikros vietovės geografinių charakteristikų. Tai kokybiniu atmosferos ir dirvožemį veikiančių atmosferinių procesų visuma, visų pirma, šilumos ir vandens patekimas į dirvožemį. Nuo klimato sąlygų priklauso dirvodaros procesų energetika. Temperatūra ir krituliai lemia vykstančio dūlejimo pobūdį, nes kiekvieną kartą temperatūrai pakilus 10 laipsnių C, cheminės reakcijos vyksta dvigubai greičiau. Dirvožemio temperatūra -a taip pat priklauso nuo dirvožemio sudėties ir jo drėgnumo. Labai svarbu, kokia kritulių forma, koks intensyvumas bei kritulių ir temperatūros santykis. Taigi klimatas turi didele įtaka, o ši – svarbus dirvodaros veiksnys. Dirvodaros veiksnys: Reljefas. Nuo žemes reljefo labai priklauso klimato veiksnių įtaka dirvodarai. Žemose, lygiose vietose lietingais laikotarpiais gali susidaryti drėgmės perteklius, į pašlaites tekantis vanduo gali nunešti susidariusio dirvožemio horizontus. Skiriamos 3 reljefo formų grupes:1 Makroreljefas - tai pačios stambiausios reljefo formos - lygumos, plynaukštės ir kalnų masyvai. 2 Mezoreljefas - tai vidutinių matmenų reljefo formos - įdubos, kalvos, griovos, uždari slėniai ir terasos. 3 Mikroreljefas - tai smulkios reljefo formos-nedideli pažemėjimai, pakilimai, kauburėliai, susidarė lygumose. Reljefas, augalija ir dirvožemio susidarymas taip pat yra susiję. Užmirkusiose žemumose auga drėgmę mėgstantys augalai ir lėčiau skaidosi organinės medžiagos. Stačių šlaitų dirvožemiai yra sausesni, daugiau paveikti erozijos. Dirvodaros veiksnys: Geologinis laikas. Dirvožemio susidarymas yra lėtas, bet nuolatinis procesas. Labai glaudus laiko ir kitų dirvodaros veiksnių ryšys. Tam tikro laiko tarpo reikia dirvožemio horizontams susidaryti ir tai susiję su dirvodarine uoliena, klimatu, augalija ir gyvūnija. Laiko trukmės įtaka, per kurį dirvodarinės uolienos buvo dūlejimo objektu, ypač ryški lyginant ledyninių regiono dirvožemius su tais, kurie susidarė vietovėse, kur nebuvo ledynų. Mineraliniai dirvožemiai yra pietrytineje Lietuvos dalyje, kur nebuvo paskutinio apledėjimo. Dirvodaros veiksnys: Gyvieji organizmai. Dirvožemyje gyvena įvairių mikroorganizmų: bakterijos, grybai, aktinomicetai ir dumbliai. Jei aktyviai dalyvauja dirvodaroje ir sąlygoje derlingumą. Dėl gyvųjų organizmų ir jų gyvybinės veiklos susiformuoja prielaidos visoms pagrindinėms dirvodaros proceso sudėtinėms grandims vystytis - organinių medžiagų sintezei ir skaidymuisi, tam tikrų biologiškai svarbių elementų koncentracijai, pirminių mineralų ardymui ir antrinių sintezei, medžiagų judėjimui ir kitiems reiškiniams nusakantiems dirvodaros proceso esmė ir sąlygojantiems pagrindinės dirvožemio savybės - derlingumo atsiradimą. Gyvųjų organizmų dėka visuotiniuose dirvodarinės uolienos sluoksniuose nuolat kaupiasi organinių medžiagų sintezės irimo produktai, sąveikaujantys su uolienos mineraliniais junginiais. Tai iš esmės nulemia dirvodaros procesą. Dirvodaros veiksnys: Žmogaus ūkinės veiklos įtaka dirvodarai. Nors žmogaus veikla prasidėjo, palyginti, nesenai, jei imtumėm geologinį laiką, kai kuriose vietovėse turi didžiulę įtaką. Lietuvoje per pastaruosius 1000 metų, natūralios augmenijos sudėtis dėl žmogaus veiklos labai pakito. Formavosi laukų, pievų, ganyklų augalija. Dirvodarą veikia melioracija, tręšimas ir kalkinimas. Didelės įtakos ne tik dirvodarai, bet ir aplinkai turi žemės dirbimas, bei cheminių priemonių vartojimas augalų apsaugai. Labai intensyviai naudojant žemę, suardomos nusistovėjusios ekologinės sistemos, jos darosi lengvai pažeidžiamos - sutrikdomi dirvodaros procesai. Žmogaus ūkinė veikla turėtų būti tokia, kad būtų gerinami nederlingi dirvožemiai ir palaikomas stabilus derlingumas gerų dirvožemių, nes derlingumas nėra neišsemiamas, o žemė - mūsų tradicinis nacionalinis turtas. Dirvožemio sorbcija. Sorbcijos rūšys Dirvožemio sorbcija – tai dirvožemio galėjimas prisitraukti iš dirvožemio tirpalo įvairias medžiagas ir jas sulaikyti. Skiriamos kelios sorbcijos rūšys: mechaninė, biologinė, fizikinė, cheminė, fizikinė-cheminė. Dirvožemiuose didelę reikšmę turi fizikinė-cheminė, arba mainų sorbcija, tai yra dirvožemio sugebėjimas sugerti tirpalo jonus (katijonus ir anijonus) ir atiduoti tirpalui kitus anksčiau sorbuotus jonus. Sorbavimo galią turi ne visa dirvožemio masė, bet tik jo dalis, sudaryta iš smulkiausių (0,00025 mm) mineralinių bei organinių dalelių – koloidų. Ji vadinama sorbuojančiuoju kompleksu (sorbentu). Neutraliame dirvožemyje paprastai esti sorbuoti šarminių metalų (bazių) (pvz., kalcis (Ca), magnis (Mg), natris (Na) ir amonis (NH4)) jonai. Sorbuotų bazių suma parodo, kiek dirvožemis turi sorbavęs šarminių metalų katijonų [išreiškiama miliekvivalentais (mekv.) 100 g dirvožemio]. Katijonų ir anijonų sorbcija dirvožemyje. Kadangi dirvožemyje vyrauja neigiamo krūvio koloidai, vyrauja katijonų sorbcija, kai jie sorbuojami koloidų difuziniame sluoksnyje, turime mainų, o kai adsorbciniame, tai napakeičiamų katijonų sorbciją. Katijonų sorbuojamoji galia priklauso nuo katijono valentingumo. Kuo didesnis valentingumas, tuo didesnė galia, tuo aktyviau katijonas iš dirvožemio tirpalo pereina į sorbuojamąjį kompleksą. Dirvožemiuose dažniausiai randami katijonai sudaro tokią didėjančio aktyvumo sorbuotis eilę: Na+

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!