«Топырақтар географиясы» пәнінің оқу-әдістемелік кешені

1. 
   Шөлейттің құба топырағы. Шөл зонасының топырақтары. Шөлді сұр-құбы топырағы, тақырлар. Сортаң, кебірлер, солодьтар.
   
2. 
   Субтропиктік құрғақ дала, тау етегі, шөлді боз топырағы.
   
3. 
   Тау топырағы. Құрғақ субтропиктік даланың сұр-күрең топырағы. Қызыл, сары топырақтар.
   
4. 
   Ауыспалы – ылғалды ксерофитты-орман және саванналық субтропикалық және тропикалық облыстардың топырақтары.
   

Топырақ немесе топырақ жынысы механикалық құрамының барлық топтарын (құм, құмдақ, құмды саздақ, шанды саздақ және т.б.) қасиеттер тізімі бойынша ажыратуға болады. Осы қасиеттерді біліп және сәйкес дағды болуына байланысты, дала жағдайында тез және керекті нақтылықпен механикалық құрамын анықтауға болады.

Топырақ немесе топырақ жынысының механикалық құрамын ұнтақтау кезіндегі сезімі, құрғақ топырақтың жағдайы, құм мөлшері бойынша анықтайды

(№ 1 кесте).

№ 1 кесте. Топырақтың механикалық құрамының органолептикалық қасиеттері

Карбонатты топырақ және топырақ жыныстарының механикалық құрамын анықтауда суға мықты агрегаттарды бұзу мақсатымен судын орнына 10 % - ті HCl қышқылын қолданады. Дайын топырақтан алақан үстінде домалақ жасап, оны шамамен 3 мм қалындығы бар бауға жаяды, содан кейін 2-3 см диаметрі шығыршыққа орайды. Топырақ немесе топырақ жынысының механикалық құрамына байланысты «ылғалды» әдістің көрсеткіштері әр түрлі болады.

Шанды саздақтармен құмдақтардың механикалық құрамын анықтауда ықылас болу керек. Ұнтақтау кезінде олар ірі шанның көп мөлшерінен (40 % жоғары) ұнтақты сезімін береді, құм сезілмейді немесе өте аз болады. Осы әртүрлілікті «құрғақ» әдәсәмен анықтайды.

Топырақ немесе топырақ жынысының механикалық құрамын коробка үлгілерінде дала әдістерімен анықтау нәтижелері 1 және 2 түрлерімен көрсетіледі.

2 түрі. «Ылғалды» әдісімен топырақтардың және жыныстардың механикалық құрамының диагностикасы

1. 
   Топырақтың механикалық элементтерінің түсінігі.
   
2. 
   Топырақтың механикалық элементтерінің сипаттамасы: пайда болуы бойынша; күйі бойынша; формасы, мөлшері және төзімділігі бойынша.
   
3. 
   Механикалық анализ дегеніміз не?
   
4. 
   Механикалық элементтердің классификациясы дегеніміз не?
   
5. 
   Топырақтың механикалық элементтерінің Н.А. Качинский бойынша классифкациясы.
   
6. 
   Топырақтың механикалық құрамының маңызы.
   

Екі шешілетін қақпағы бар анықталған көлемі металлдық цилиндрдің массасын анықтайды (№ 1 сурет).

№ 1 сурет. Топырақтың көлемдік бірлігінің массасын анықтауға арналған сынамаларды алатын шешілетін қақпағымен цилиндр

Цилиндрді топырақ кесіндісінің қабырғасына немесе ылғалды монолитке кіргізеді. Топырақты астынан пышақпен кесіп, цилиндрді бөліп алады. Цилиндр астынан шығып тұрған топырақ массасын цилиндр шетімен бірдей ғылып кеседі.

Алдын ала берілген әдістеме бойынша топырақтың ылғалдылығын анықтайды.

Цилиндрге қақпақтарды кийгізіп, тарелкалық таразда массасын өлшейді.

Көлем бірлігінде топырақ массасының мөлшерін формула бойынша есептейді:

P₁

d ₁ = ---------

V ,

P₁ – құрғақ топырақтың массасы, г,

V – цилиндрдің көлемі, см³.

P₁ = 100 (P – P₀)/100 + W

бұнда P - цилиндрдегі ылғалды топырақтың массасы, г,

P₀ – топырақсыз цилиндрдің массасы, г,

1. 
   Цилиндрдің көлемі – 502 см³
   
2. 
   Топырақсыз цилиндрдің массасы – 29,4 г
   
3. 
   Цилиндрдегі ылғалды топырақтың массасы – 889,4 г
   
4. 
   Топырақтың ылғалдылығы – 7 %
   
5. 
   Құрғақ топырақтың массасы:
   

6. 
   Көлем бірлігінде құрылысы бұзылмаған топырақтың массасы, г/см³:
   

1. 
   Біріншілік минералдардың сипаттамасы.
   
2. 
   Екіншілік минералдардың сипаттамасы.
   

1. 
   Техникалық таразда қақпағымен металлдық бюкстың массасын анықтайды.
   
2. 
   Бюксты топырақ кесіндісінің қабырғасына немесе ылғалды монолитке кіргізеді. Топырақты пышақпен кесіп, бюксты шығарады және ішіндегі топырақты бюкс шетімен бірдей ғылады. Бюксқа қақпақты кійгізеді (ол цилиндрге өте тығыз келу керек). Осындай түрінде алынған үлгіні алу орынынан зертханаға әкелуге болады. Жеткізу уақыты 1 – 2 сағаттан аспау керек. Осылай алынған үлгі тек қана дала ылғалдылығын анықтау үшін ғана емес, сонымен бірге топырақтың көлемдік массасын анықтауға да алынады.
   
3. 
   Бюкстың топырақпен массасын өлшейді және оны қақпақсыз термостатқа шамамен 2 сағатқа +105 - + 110 ^оС жағдайында ұстайды. Содан кейін эксикаторда суытады. Эксикатор – бұл арнайы ыдыс, түбінде суды жақсы сіңіретін заттар (концентрлі күкірт қышқылы, хлорлы кальций және т.б.) орналасады. Сосуд массивті қақпақпен жабылады, оның жабысатын шеттері вазелинмен жағылған, бұл эксикатордың ішіне ауадан сырттай су булары түспеу үшін жасалған. Сонымен, эксикатор ішінде толық сусыз құрғақ атмосфера орналасады, топырақ өлшемі гигроскопиялық ылғалдылықпен қанығуға қауіпсіз жағдайда суытылады.
   
4. 
   Суыған бюкстың массасын анықтайды және оны қайтадан 2 сағатқа термостатқа қояды, содан кейін суытып массасын анықтайды. Егер бірінші және екінші массаның арасында айырмашылық 0,5 % аспаса, жұмысты аяқтайды. Одан үлкен айырмашылықта жұмысты қайталайды.
   
5. 
   Ылғалдылықты (W) формула бойынша есептейді:
   

бұнда P₁ – бюкстың топырақпен массасы құрғатылуға дейін,

P₂ – бюкстың топырақпен массасы құрғатылғаннан кейін,

P₀ – бюкстың топырақсыз массасы (кіші мөлшері).

1. 
   Бюкстың топырақсыз массасы (P₀) - 10,63 г;
   
2. 
   Бюкстың топырақпен массасы құрғатылуға дейін (P₁) - 26,15 г;
   
3. 
   Бюкстың топырақпен массасы 1-ші құрғатылғаннан кейін - 24,85 г;
   
4. 
   Бюкстың топырақпен массасы 2-ші құрғатылғаннан кейін - 24,83 г;
   

1. 
   Массасы өлшенген металлдық бюксқа 10 – 15 г топырақ салынады. Топырақпен бюкстың массасын анықтайды.
   
2. 
   Анализге жататын топырақты бюкспен спирт шамының астына құрғақ спирт үшін қояды. Спирт шамының түбінде құрғақ спирттың 2 таблеткасын әр біреуінің массасы шамамен 3 г бірақ жағады. Құмды (жеңіл) топырақтарға 2 таблетка, балшықты (ауыр) топырақтарға – 4 таблетка спирт жағады. Содан кейін бюксты суытады және массасын өлшейді.
   
3. 
   Ылғалдылықты (W) формула бойынша есептейді:
   

P₁ – бюкстың топырақпен массасы спиртты жағуына дейін,

P₂ – бюкстың топырақпен массасы спиртты жаққаннан кейін,

P₀ – бюкстың топырақсыз массасы.

1. 
   Топырақтың сулы тәртібінің түсінігі.
   
2. 
   топырақпен судың сорбциясы дегеніміз не?
   
3. 
   Топырақ ылғалдығының категорияларының сипаттамасы.
   

Топырақта судың капиллярлы көтерілуінің биіктігі және жылдамдығы әр түрлі факторларға байланысты, олардың арасында негізгі – топырақтың гранулометриялық құрамы. Құрылысы кіші түйірлі топырақта кіші мөлшерлі саңылаулар, керісінше, ірі түйірлі топырақта ірі саңылаулар болады. Неғұрлым саңылаулар кіші болса, соғұрлым капиллярлы көтерілудің биіктігі жоғары болады. Көтерілудің жылдамдығы, керісінше, саңылаулар үлкейуімен өседі.

Топырақта судың капиллярлы көтерілуі процессі туралы көріністі әр түрлі топырақ және грунт материалдарымен толтырылған шыны түтігінде судың капиллярлы көтерілуін бақылау арқылы алуға болады.

Құралдар: фарфор ступкасы пестигімен, темір штатив зажиммен, 2-3 см диаметрі шыны түтігі, химиялық стакан, судың көтерілуін өлшейтін сызғыш.

Зертханалық жұмыстың орындалу барысы:

1. 
   Құрғақ-ауа жағдайындағы зерттеленетін материалды фарфор ступкасында мұқият ұнтақтайды, оны диаметрі 2-3 см, биіктігі 50 см шыны түтігіне салады. Түтіктің төменгі ұшін алдымен марлямен байлайды, сонда топырақ шашылып қалмайды (№ 1 сурет). Топырақ массасын тығыздау үшін түтікті толтырғанда оны беттік резенкеге әлсін-әлсін соғып отырады.
   

№ 1 сурет. Шыны түтікте судың капиллярлы көтерілуінің биіктігін анықтау құралы

2. 
   Топырақпен түтікті штативке орналастырады, оның төменгі ұші банкадағы судың деңгейінен 1 см терең түсіріледі. Судың алғашқы деңгейін барлық тәжірибе бойы сақтау қажет.
   
3. 
   Түтіктің суға батыру уақытың көрсету қажет, топырақ массасының түсі бойынша (ол ылғалдану нәтижесінде қоюланады) судың көтерілу биіктігін бақылайды. Судың көтерілу биіктігін судың бетінен капиллярлы көтерілудің беткі деңгейінен дейін сызғышпен өлшейді. Суланған массанын беті тегіс болмаса, оның максималды және минималды есебінен орташа саны алынады. Астыда көрсетілген схема бойынша уақыттың анықталған интервалдарында судың деңгейін анықтайды (№ 1 кесте).
   

4. 
   Бақылау нәтижелері бойынша график сызады. Графиктің тік бағыты бойынша масштабпен судың капиллярлы көтерілуінің биіктігін, горизонталды бағыты бойынша – сәйкес уақыт салады. Су көтерілу қисығының конфигурациясы топырақтың гранулометриялық құрамына байланысыты: неғұрлым құрамы ірі түйірлі болса, соғұрлым қисық тік болады. Бірақ, ірі түйірлі грунттардың қисығы капиллярлы көтерілу тоқталуынан тез жайпақтанады.
   

№ 2 сурет. Топырақта судың капиллярлы көтерілуінің қисығы