Mullateaduse I seminar (0)

Mis on muld ?
Mullaks nimetatakse maakoore pealmist/pindmist kobedat kihti, mida aktiivselt kasutavad kõrgemad taimed ja mikroorganismid ning mida muudetakse organismide ja nende jäänuste laguproduktide poolt.
Kuidas on tekkinud muld?
Muld on tekkinud eluta ja elusa looduse pikaajalisel vastastikusel toimel.
Millal on tekkinud muld?
Mullateke on äärmiselt aeglane protsess ja viljaka mulla kujunemiseks võib kuluda sajandeid, mulda peetakse taastumatuks loodusvaraks.
Millest koosneb muld?
Muld koosneb mineraalsest ja orgaanilisest osast, mis moodustavad umbes pool viljaka mulla pindmisest kihist .
Millistest faasidest koosneb muld, osatähtsus?

Tahke osa 50% ( mineraalid 45%, orgaaniline aine 5%)

Õhk 25%

Vesi 25%
Mida uurib mullateadus ?
Mullateadus on loodusteaduse haru, mis uurib muldkatte ja teda moodust. muldade arengut ehk geneesi, ülesehitust ehk morfoloogiat, mulla koostist, omadusi, geograafilise leviku seaduspärasusi, suhteid ümbritseva keskkonnaga ja kasutamist.
Mullateadus jaguneb:

mullagenees - mullaareng

muldade klassifitseerimine

mullabioloogia

mullamineroloogia - murenemine

mullageograafia - paiknemine
Mullateaduse ajaloost meil ja mujal?
Uurimissuunad XIX sajandi algul:

• agrogeoloogiline
  
• agrokultuurkeemiline
  

 Justus von Liebig - 1840
Geneetilise mullateaduse sünd

• V. V. Dokutšajev (1846...1903)
  

1800ndate algul eksisteeris mullateaduses 2 uurimissuunda: 1) agronoomilne suund
2) agrokultuurkeemiline suund
Viimane hakkas vaatama, mida taim vajab lisaks looduslikele elementidele. Selle suuna rajajaks peetakse Justus von Liebig’it (1840). Kui varem arvati, et taim toitub otse huumusest, siis Liebig tõestas taimede mineraal toitumise - taimed võtavad mullast mineraale, mille töötlevad ümber orgaaniliseks aineks. Geneetilise mullateaduse rajaja V.V. Dokutðajev (1846-1903), tema koolkondlased P.A. Kostõtðev (1845- 1895 ) ja N.M. Sibirtsev (1860-1900) töötasid välja õpetuse mullatekketeguritest. Ta koostas esimese muldade teadusliku klassifikatsiooni. Talle kuulub ka muldade geograafilise seaduspärasuste formuleerimise au. Kostõtðev on Venemaa agromullateaduse rajaja. Sibirtsev koostas esimese geneetilise mullateadus õpiku.
Mujal maailmas.
Edmund Ruffin (1832) avaldas raamatu „An Essay on Calcareous Manures “
Eestis
1806 Johann Krause  hakkas TÜs õpetama mullateadust. 1829 Johann Friedrich Schmalz rajas Vana-Kuuste Põllumajandus Instituudi ja hakkas lugema agrokeemia kursust. 1919 Anton Nõmmik sai TÜs mullateaduste agrokeemia kateedri juhatajaks. 1944  Osvald Hallik jätkas peale sõda Nõmmiku tööd. Tema poolt on kasutusele võetud happelist muldade lupjamine. 1965 jätkas ta tööd Loit Reintam , kes on Eestimaa muldade isa. 1992 Raimo Kõlli juhatab Mullainstituuti.
1687-1697 viidi läbi Lõuna-Eesti adramaade revisjon . 1924 - esimene mullastiku kaart - Anton Nõmmik. Alfred Lillemaa (1897-1965) koostas 1946.a.-l suure mõõtmelise mullastiku kaardi, mis jagas Eestimaa mullastiku 8ks mullastikuvaldkonnaks ja 20 allvaldkonnaks.
Arno Piho  (1924-1975)
Ragnar Kokk  ja Igna Rooma  - Riiklik Projekteerimis Instituut ?Eesti Põllumajandus Projekt? praeguseks RE ?Eesti Maauuringud?
Rein Kask - Eesti Maaviljakuse Instituudi mullauurimis osakonna juhataja.
Endel Kitse - EPMÜ mullateaduse instituudi mees. Mullafüüsika. Mullavesi ja hüdroloogilised konstandid. Sügavkobestamine.
Ragnar Sepp
Erich Lõhmus - EMI
Elmar Kaar - rikutud mullad
Mullateaduse areng maailmas
Esimesed teadmised mullast omandasid inimesed seoses põlluharimisega, kuid sellest hoolimata kujunes mullateadus iseseisvaks teadusharuks alles 19. sajandil. Mullateaduse areng sai alguse põllumajandusega ja maa hindamisega seotud praktiliste ülesannete lahendamisest. Maa hindamise tingis õiglase maksustamise vajadus. Rahvastiku kasvu ja toitumisharjumuste muutumise tõttu suurenes nõudlus toidu järele, mis sundis otsima põllukultuuride saagikuse suurendamise võimalusi. Seetõttu olid esimesed mullateaduslikud uuringud seotud taimede toitumise ja väetamisega (agrokeemia). Murranguliseks etapiks kujunes taimede mineraalse toitumise teooria loomine 19. sajandi esimesel poolel. Selle kohaselt omastavad taimed mullalahusest juurte kaudu toitaineid mineraalsete ühenditena . Mineraalse toitumise teooria sõnastas Saksa teadlane Justus von Liebig (1803-1873) om 1840. aastal ilmunud raamatus „Die organische Chemie in ihrer Anwendung auf Agricultur un Physiologie“.
Mis on mineraal?
Mineraal on maakoores leiduv keemiliselt ühtlane element või ühend. Tal on kindel keemiline koostis ja iseloomulikud omadused. Tänapäeval tuntakse 2200 mineraaliliiki koos teisendite ja variantidega ~4000. Levinumad neist on 50, mis moodustavad 99% maakoore massist.
Mineraalide klassifitseerimine, tähtsamad ?
Mineraalid jaotatakse kahte suurde rühma:

Orgaanilised mineraalid, mis kujutavad endast kõikvõimalikke süsinikuühendeid (v.a karbonaadid ja karbiidid).

Anorgaanilised mineraalid (kõik ülejäänud ühendid ja keemilised elemendid):

Ehedad elemendid

Sulfiidid ehk kalkogeniidid ja nende analoogid

Halogeenid

Hapnikulised ühendid: oksiidid , hüdroksiidid

Oksiidsed soolad ehk hapnkulised soolad: karbonaadid, sulaadid, fosfaadid , silikaadid jne.
Mis on kivim , jaotamine, tähtsamad?
Kivim on ühest või mitmest mineraalist koosnev looduslik keha. Kivimiks nimetatakse vulkaanilise klaasi või orgaaniliste ainete kogumit, mis tekkinud geoloogiliste protsesside käigus. Teadusharu  à petrograafia.
Kivimite jaotus:

tardkivimid , jaotus SiO2 sisaldusel, happelisusel:

happelised kivimid (hele)

neutraalsed kivimid

aluselised kivimid

ultraaluselised kivimid (tume)
Tardkivimite 10 tähtsamat elementi: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, K, Na, Ti, H. Enam levinud: graniidid, mis sisaldavad: 1) kvarts 25-30%, 2) Kna päevakivi 65-70% NaCa päevakivi 3) tumedad mineraalidà biotiit, muskoviit , amfibool, pürokseen.

settekivimid  ( tähtsaimad )
Settekivimid on geoloogilised kehad, mis on tekkinud maapinnal ja ka maakoore ülemises kihis tardkivimite murenemisel, vahel vulkaaniliste tegevuste tulemusena ning ka orgaaniliste ainete tulemusena

purdkivimid

keemilised kivimid

biokeemilised kivimid

organogeensed setted /kivimid
Settekivimid tekivad 3 protsessi tulemusena

mureng materjali settimisel

organismide elutegevusest

lahustunud ühendite settimisel
Settekivimeist võib leida fossiile . Peamised settekivimid:

Savid (üle 50% alla 0,01mm materjali) koosnevad savimineraalidest. Ka orgaanilistest jäänustest. Kaoliin sisaldab räni, alumiiniumi ja hapnikku. Alamkambriumi (enim tuntud savi Eestis, sinaka värvusega) materjal. Lõuna-Eesti savid on Devoni savid à 500 miljonit aastat vanad. Moreensavi on jääsette materjal, mis sisaldab üle poole füüsikalist savi. Uhtsavid - uhutud maakera nõgudesse. Argilliit - tuntuim diktüoneema kiltkivi Põhja-Eestis.

Liivakivid - üle 50% liiva sisaldavad. Mineraalide koostises domineerib kvarts. Põhiliseks värvuse andjaks on raud

Moreenid - mandrijää või jääliustike setted, tekivad jääsulamisel mahajäänud materjalist. Moreene jaotatakse keemilise koostise alusel: 1) kaltsiumkarbonaat, 2) kvarts; ja värvuse järgi: 1) hele ( karbonaatne ), 2) punakaspruun

Fosforiidid - settekivimid, mis sisaldavad kaltsium fosfaati

Lubjakivid - tekkinud meredes settimise tulemusena, koosnevad kaltsiidist, dolomiidist , glaukoniidist, kvartsist ja raudoksiidist.

Dolomiidid - sisaldavad magneesiumi, muidu sarnased lubjakividele.

Merglid  - lubjakivide ja savide vahepealne, 25-50% savikat materjali.

Allika- ja järvelubi - tekkinud veekogudesse

Turvas  - orgaaniline settekivim , mille tekkel eristatakse 2 tüüpi: 1) toitaine rikas - turvas 2) toitainete vaene - raba

Põlevkivi  - merevetikate settimisel ja edasi moondumisel, 50-70% orgaanilist ainet

moondekivimid  - sette või magmaliste kivimite sattumisel muutunud füüsikalis-keemilistesse tingimustesse.

marmor  - lubja kivide dolomiitide moondel (saaremaa, vasalemma , väo marmor)

kildad - kvartsiit
Maakera läbilõige (vöötmed)
Maakoor ?
Maakoor on Maa tahke pindmine kest, litosfääri ülemine (3–75 km paksune) osa, mis koosneb põhiliselt ränirikkaist kivimeist, mida vahevööst eraldab Moho ehk Mohorovičići eralduspind.
Aluskord , pealiskord?
Geoloogiline ajajaotus
Ajastud , mis maha jäänud?
Kvaternaar – kvaternaari setted
Moreenide keemiline koostis
Mulla kores ja selle jaotamine
Mulla kores- mulla osakesed üle 1 mm
Kores
>10 m hiidrahnud (ümaraservaga), hiidpankad (tervaservaga)
1-10 m rahnud , pankad
10-100 cm munakad, kamakad (10-20 väikekivi, 20-100 suurkivi )
10-100 mm veeris (klibu), rähk
1-10 mm kruus, mügi (1-100mm peenkivi)
Mulla peenes ja selle jaotamine
Mulla peenes - mulla osakesed alla 1 mm
Peenes
0,05-1 mm - liivad

• jämeliiv 0,5-1 mm
  
• keskmine liiv 0,25-0,5 mm
  
• peenliiv 0,05-0,25 mm
  

liiva materjal valdavalt kvarts (SiO2)
Tolmud

• jämetolm 0,05-0,01 mm
  
• keskmine tolm 0,01-0,005mm
  
• peentolm 0,001-0,005mm
  

füüsikaline savi on -0,01 mm; 0,01mm - on füüsikaline liiv
ibe ona osake suurusega alla 0,001 mm

• kolloidid 1-250 nm (nm-nanomeeter = 10-9m)
  
• molekul - 1 nm
  

Mulla lõimis ?
Mullalõimised:
NB! „võileib“
Nimetus
Tähis
F-füüsikalise savi sisaldus
liiv
l
0-10%
saviliiv
sl
10-20% Taimekasvuseisukohalt kõige paremad mullad.
liivsavi
ls1
20-30%
ls2
30-40%
ls3
40-50%
savi
s
50-100%
Sõrmeproov?
Lõimise määramine sõrmeproovi meetodil:

• Vajadusel mulda niisutada (vesi ei tohi vastu läikida).
  
• Proovime teha kätega kuulikest. – Kui ei saa, on liiv.
  
• Kui saab kuulikese teha, siis proovime teha 2-3mm nöörikest. – Kui ei saa, on saviliiv.
  
• Kui saab teha nöörikese, proovime painutada. – Kui murdub, on ls1.
  
• Kui saab peaaegu ringiks painutada, kuid siis murudb , on ls2.
  
• Kui saab ringikese teha, aga mõradega, on ls3.
  
• Ringike ilma mõradeta on savi.
  

Muldade jaotamine füüs. savi sisalduse alusel?
Lõimis
Füüs. savi sisaldus
tähistus
nimetus
grupeerimine
0%-5%
l1
sõre liiv
kerged mullad
5%-10%
l2
sidus liiv
10%-20%
sl
saviliiv
20%-30%
ls1
kerge liivsavi
keskmised mullad
30%-40%
ls2
keskmine liivsavi
40%-50%
ls3
raske liivsavi
rasked mullad
50%-65%
s1
kerge savi
65%-80%
s2
keskmine savi
80%-
s3
raske savi
Füüsikaline savi- osakesed alla 0,01 mm