Агротехнологиялық факультеті Агротехнология кафедрасы топырақтану зертханалық жұмыстарды орындау және жүргізу бойынша әдістемелік нұсқаулар Павлодар Кереку 2011

2. Механикалық құрам деп нені айтамыз және механикалық құрам бойынша топырақ пен жыныстардың классификациялау принциптерінің құрылуы қандай?

3. Топырақ түзуші жыныстардың гранулометриялық құрамы топырақ түзуге қандай ықпал жасайды?

4. Топырақтардың механикалық құрамы (жеңіл, орташа, ауыр) олардың агрономиялық қасиеттерге қалай әсер етеді?

Пробиркаға сүзгіштің 1/3 бөлігін құйып, оған HCl-дың 10%-ті ерітіндісін (пробирканың ортасына дейін) құйып шайқап қоя тұру қажет. Мақта тәрізді тұнбаның бар болуы коагуляцияның өткенін көрсетеді: «++» - күшті, «+» - әлсіз, «-» - жоқ. Егер тұңба болмаса, ерітіндіні спирт шамында қыздыр. Жұмыстың нәтижелерін төмендегі 2 кестеге түсіру керек.

2. Топырақтарда қандай гумусты қышқылдар және қай формада жиналады?

3. Топырақтан қандай гумусты қышқылдар және оның қосылыстары шайылады?

4. Қандай жағдайларда (ортаның реакциясы) гумусты қосылыстар топырақтан шайылады, онда жиналады?

5. Гуминды қышқылдар және оның қосылыстары топырақтың қасиеттеріне қалай әсер етеді?

6. Фульвоқышқылдар және оның қосылыстары топырақтың қасиеттеріне қалай әсер етеді?

Топырақтың қатты фазамен жанасатын қатты, сұйық және газ тәрізді заттарды сіңіру қасиеті топырақтың сіңіру қабілеті деп аталады.

Топырақтың сіңіру қабілеті әртүрлі себептермен анықталады. Сіңіруді анықтайтын себептерге байланысты К.К. Гедройц топырақтың сіңіру қабілетінің келесі типтерін көрсеткен.

Механикалық сіңіру қабілеті - сүзгілеу кезінде анықталады, бұл кезде беттік сулардағы ірі бөлшектер (балшықты және құмды) топырақ саңылаулар мен капиллярларда ұсталып қалады. Грунт пен топырақтың механикалық сіңіру қабілеті механикалық қоспасының мөлшері көптігінен көмескі болатын беткі сулардан түзілетін бұлақты ыза сулардың тазалығын қамтамасыз етеді. Механикалық сіңіру қабілеті суды тазартатын жасанды сүзгілерді жасағанда қолданады. Механикалық сініру қасиеті суды тазартатын жасанды фильтірлерде қолданылады.

Молекулярлы-сорбционды немесе физикалық сіңіру қасиеті деп коллоидты бетіндегі әр түрлі заттардың молекуларының концентрацияның артуы деп түсінеміз. Қатты топырақ бөлшектердің бетіне жеке молекулалар тартылуы нәтижесінде сыртқы энергияның пайда болуын ескертуге болады. Мысалы,топыраққа көң сұйығының өтуі, қөң сұйығына органиқалық қосылыстардың молекулары сіңеді, себебі жіңішке бөлшектер бетіне тартылады.Сорбирланған молекулары қатты бөлшектер құрамына кірмейді. Тек қана олардың бетінде концентрацияланады.

Ионды-сорбционды, немесе физика-химиялық (алмасу) сіңіру қасиетін қорыта келгенде иондардың алмасуы, адсорбты топырақтың, топырақ ерітіндінің иондарына. Топырақтың жоғары дисперсионды салмағы мен топырақ ерітінді арасында қозғалмалы тепе-теңдік бар. Топырақ ерітіндінің құрамындағы өзгерістер сіңіру иондардың құрамының өзгеруіне ықпалын тигізеді. Ионды топырақ алмасуда катиондардың маңызы өте зор.

Химиялық сіңіру қасиеті топырақтағы мәні топырақ ерітіндінің жекеленген компонеттері мен нашар еритін тұнбалардың пайда болады. Осындай жағдайда жаңа қатты кезең пайда болады. Осы сіңіру қасиетінің түріне топырақтағы иондардың қатысуымен топырақ бөлшектердің беттерінде тұнбаның пайда болуы жатады

Топырақтың биологиялық жолмен заттарды сіңіруі өсімдік тамырларына байланысты.

Топырақ ерітіндінің құрамын және концентрациясын өзгерсек, көптеген сорбционды тепе-теңдікке әсер етуі мүмкін.Олар топырақта жинақталады және сорбционды топырақ жиынтығына байланысты.

Тәжірибе 1.

Жұмыс барысы: екі колбаға бір өлшеммен қарашіріндіні (А горизонтынан)салыңыз. Бірінші колбаға 3-ретті HO мөлшері, екіншісіне 3-рет KCI мөлшерін құйыңыз. 3 мин бойы шайқаңыз. Қағаз фильтрлері арқылы фильтрлеңіз. Cа фильтрде болуын анықтаңыз. Ол үшін фильтраттарды пробиркаға құйыңыз. Ca бар болса нашар еритін тұз CaCO пайда болады. Ол ақ тұнба түрінде түседі.

Жұмыстың нәтижелерін 1 кестеге жазыңыз. Көрген құбылыс немен байланысты екенін түсіндіріп, талдау жасаңыз.

2- кесте - Топырақтың сіңіру қасиетінің түрлері

3- кесте - Топырақтың сіңіру қасиетінің түрлері

2. Топырақ коллоидтарының шығу тегі, құрамы және негізгі топырақ коллоидтарының қасиеті?

3. Топырақта қандай сорбционды процестердің негізгі заңдылықтарын білесіңдер ?

4. Қандай топырақ қышқылын және сілтінің түрлерін,ата-тегін білесіңдер?

5. Сорбционды процестердің генезисте және топырақ құнарлығында ролі ?

Әдебиет [1], [3], [4], [8]

Н.И.Саввинов( құрғақ тұқым себу) және топырақтың агрегатты құрамын (құрылымын) бағалаңдар.

Топырақ құрылымы. Механикалық элементтер екі жағдайда болуы мүмкін: жартылай –бөлшекті және агрегатты.

Топырақтың қатты кезенің агрегатты қалпы келесі қорытындыға келеді: топырақ горизонттары әр түрлі мөлшердегі кесектерден құралған,олар бір-бірімен байланысқан немесе илмен жабыстырылған құм мен шаң бөлшектерінен тұрады. Түйіршіктер көп немесе аз дәрежеде бір-бірінен ажыратылған. Осындай топырақ түйіршіктердің жиынтығы топырақ құрылымын құрайды.

Құрылымдық топырақта түйіршіктердің мөлшері әр түрлі болады. Агрономиялық бағалы суға төзімді топырақ құрылымы деп саналады,мөлшері әр түрлі түйіршіктерден 10-нан 0,25-мм-ге дейін макроқұрылым тұрады.Түйіршіктер осындай мөлшерде –агрегаттар,ал топырақ құрылымын –агрегатты деп аталады.Ауыл шаруашылықта аса бағалы суға төзімді агрегаттар. Мөлшері 1-ден 4 мм дейін саналады, астықты-агрегатты құрылымның жиынтығын құрайды. Түйіршіктер 0,22 мм кем микроагрегаттар деп аталады.

1. Топырақ үлгілерін қалың емес қабатпен қағаз бетіне немесе картонға салады. Жеңіл құрғақ қалпына дейін кептіреді. Ірі түйіршіктерді кептіру кезінде пайда болған жарықтар трещина бойымен ұсақтарға бөледі. Тастар, ірі өсімдік қалдықтарын және басқа бөгет заттарын алып тастайды.

2. Топырақты елеуіш арқылы кіші порциялармен елейді. Елеуішті 10; 5; 3; 2; 1; 0,5; 0,25 мм алады. Топырақты барлық елеуіштердің жиынтығымен қағуға болмайды. Елеуішті топырақпен қақпайды, үшкір емес бұрышта еңкейтіп, елеуіштің қабырғасына алақанмен барлық топырақ түйіршіктері түспегенше соғады.

3. Елеуіштің 10 мм тесіктер арқылы өткен топырақты, 5 мм тесіктері барлық елеуіш жиынтықтары арқылы елеу керек.

4. Әрбір елеуіште қалған барлық агрегаттарды жеке фасфор ыдыстарға салады және техникалық таразыларда өлшейді. Алған нәтижелерді 1 кесте түсіру.
1- кесте- Топырақ агрегаттарына сипаттама

Фракциялар бойынша агрегаттар мөлшері, мм	Топырақпен ыдыстың салмағы, г	Топырақ салмағы	Фракциялар құрамы
10-нан аса
10-5
5-3
3-2
2-1
1-0,5
0,5-0,25
Жалпы 0,25-тен 10-ға
Барлығы

Алынған нәтижелер негізінде құрғақ себу макроқұрылымның салыстырмалы салмағын келесі формула арқылы аңықтаймыз:

Д=М\а+в, онда Д –макроқұрылымның салыстырмалы салмағы

М –барлық фракциялардың сандық салмағы 0,25-тен 10 мм,г

а- фракция салмағы 0,25-тен кем, г

в- фракция салмағы 10 мм үлкен, г

5. Агрегатты топырақ құрамына баға беру
Бақылау сұрақтары
1.Қандай құрылым агрономиялық бағалы деп есептеледі ?

2.Топырақтың агрегатты құрамын аңықтаудың қажеттілігі қандай?

3.Топырақтың агрегатты құрамының экологиялық маңызы қандай ?
Әдебиет [1], [2], [5]

8 Тақырып. Топырақ ылғалдылығын анықтау
Сабақтың мақсаты: топырақ ылғалдылығын анықтау әдісін үйрену.

Тапсырма:

1) Топырақтың ылғалдылық қасиеттерін зерттеу және оларды бағалаумен танысу;

2) формулалар бойынша топырақтың ылғалдылығын процент және мм өлшемімен анықтау.

3) алынған нәтижелерге баға беру.

Топырақтың құрамында әрқашан да белгілі бір мөлшерде ылғал болады. Топырақта ылғал жауын-шашыннан түскенде, ыза суларының көтерілуі арқылы, атмосфера ауасындағы су буларының конденсациялануы кезінде және топырақты суландыру шараларын жүргізгенде жиналады. Суармалы емес аймақтарда топырақтағы ылғалдың негізгі көзі жауын-шашын ылғалы. Топырақтағы ылғал оның бойында өтіп жататын биологиялық, химиялық, физикалық-химиялық құбылыстардың пәрменділігіне, заттардың жылжуына, ауа, қоректік заттар, жылу режимдеріне және топырақтың физикалық-механикалық қасиеттеріне үлкен әсерін тигізеді. Сөйтіп, топырақтың құнарлылығын анықтайтын көптеген қасиеттерінің дамуына, түзілуіне әсер етеді.

Топырақ ылғалдылығы туралы ілімнің дамуына үлкен үлес қосқан ғалымдар А.А.Измаильский (1851-1914), Г. Н. Высоцкий (1865-1940), А. Г. Дояренко (1874-1958), С. И. Долгов (1905-1977), И. А. Качинский (1894-1976), А. А. Роде (1897-1979).

А. А. Роденің классификациясына сәйкес топырақтағы ылғал бес категорияға бөлінеді. Олар: қатқан су, химиялық байланысқан ылғал, су буы, физикалық байланысқан ылғал, еркін су.

Топырақ құрамындағы ылғалдың қасиеттерін сипаттайтын көрсеткіштер, оның ылғалдылық қасиеттері болып есептелінеді. Негізгі ылғалдылық қасиеттер мыналар: топырақтың су сыйымдылығы, су тұтқыштығы, ылғалды көтергіштігі, су өткізгіштігі.

Табиғи ылғал сыйымдылық топырақтың механикалық құрамына, құрылымына, тығыздығына байланысты. Ауыр механикалық құрамды, құрылымы жақсы топырақта табиғи су сыйымдылығы 30-35, ал құмды топырақта 10-15% болып келеді.

Топырақтың ылғал өткізгіштігі 1 шаршы ауданы бар алаңнан судың бағанасы 5 см, ал оның температурасы 10⁰С болғанда, 1 сағатта топырақта өтетін су мөлшерімен өлшенеді. Н. А. Качинскийдің ылғал өткізгіштілікті бағалауы келесідей:

Ылғал өткізгіштілік,

мм 1 сағатта Бағалау

1000-нан жоғары.........................................құлама

1000-500.......................................................артық, өте жоғары

500-100.........................................................өте жақсы

100-70...........................................................жақсы

70-30.............................................................қанағаттандырарлық

30-дан төмен................................................нашар

Топырақтың ылғал көтергіштігі – қылтүтік күштері арқылы астыңғы қабаттардан жоғары қарай ылғалдың көтерілуін сипаттайды.

Жер асты (ыза) судың деңгейінен қылтүтік күші арқылы құмды топырақ ылғалды 0,5-0,7 м-ге, ал саздақ – 3-6 м-ге көтеруі мүмкін.

Тәжірибе жүзінде топырақты қолданғанда, оның ылғалдылығын анықтап, оған баға беру қажет болады. Іс жүзінде топырақ ылғалдылығын кептіріп өлшеу әдісі арқылы анықтау кеңінен таралған.

Топырақ ылғалдылығын анықтау үшін топырақты бұрғылап алады. Үлгілерді әрбір бөлек қабаттарынан алады. 1-ші қабат 0-10 см аралығынан, 2-шісі 10-20 см дейін, әрі қарай да осылай алынады. Аллюминийдің жасалған стаканды таразыда 0,01 г дейін дәлдігімен өлшейді, одан кейін 1/3 бөлігін топырақпен толтырады, қақпағын жауып қайтадан өлшейді. Сосын оны ашық күйінде кептіргіш шкафқа салып қояды. (t=100-105⁰С) және тұрақты массасына дейін құрғатады. Кептіргеннен кейін жабық стаканды эксикаторда (түбінде СаСІ₂-сі бар) суытады да, өлшейді.

Топырақтың табиғи ылғалдылығын төмеңдегі формуламен анықтайды:

W=100 a/в

Мұндағы: W - табиғи ылғалдылық, %

а – буланған ылғалдылықтың массасы, г;

в – құрғақ топырақтың массасы

Топырақтың ылғалдылығының есептеу көрсеткішінің өлшем бірлігін процентпен (%) мм-ге айналдыруы келесідей анықталады:

Мұндағы: В – топырақ қабатының ылғал қоры, мм;

W – топырақтың % өлшенген ылғалдылығы;

h – ылғалдылық анықталатын қабатының қалыңдығы, см;

v – топырақтың тығыздылығы, г/см³

Егер ылғал анықталатын қабаттың қалыңдығы 10 см-ге тең болса, онда формула келесідей болады:

В=W*V

Тапсырма: келесі кестеде көрсетілген мәліметтер бойынша ылғалдылықты есептеңіздер.

Бақылау сұрақтары
1. Топырақ ылалдылығының тиімділігі қандай формуламен есептеледі?

2. Топырақ ылғалдылығыныі маңызы қандай?

3. Топырақ ылғалдылығы туралы ілімнің дамуына үлкен үлес қосқан ғалымдар?

4. Топырақтағы ылғалдың категориялары, түрлері?

5. Негізгі ылғалдылық қасиеттері?
Әдебиет [1], [4], [6].

1 - кесте- Топырақ ылғалдылығын есептеу