I Тарау. Топырақтың агрофизикалық және су қасиеттерін

Суға төзімділікті анықтау үшін барлық фракциялардан орташа сынама құралады құрғақ електен алынған мөлшерде, олардың пайыздық шамасының жартысына тең - барлығы 50 г, мысалы, егер диаметрі 3-5 мм агрегаттар шамасы топырақта 22 % болса, оны орташа сынамаға 11 г мөлшерде алады; көлемі 2-3 мм фракцияның шамасы 15% - 7,5 г. т. с. с.Орташа сынаманы абайлап, көлемі 2/3 сумен толтырылған литрлік цилиндрге төгеді, агрегаггардағы және олардың арасындағы ауа топырақтан түгел шығу үшін оны 10 минөтқа қалдырады. Жоғары шеті тығыз кіретін шүмегі жоқ цилиндрмен жұмыс істеген ыңғайлы.

7 сурет. Н.И. Савинов әдісі бойынша топырақты цилиндірден елекке тұсіру

Електер тізбегі, қақпақ пен табандықсыз тесіктер диаметрі 0,25; 1; 2; 3; 5 мм, бес електен құрылады. Ваннадағы су мөлшері жоғарғы електің қабырғасынан 5-6 см жоғары болу керек.

Төңкерілген цилиндрді жоғарғы електің үстінен суға малады. Су астында, цилиндрді судан алмай тұрып және електің астын тигізбей, пленканы немесе шыныны алып тастайды, ақырын дөңгелетіп отырып топырақты електің үстінде шаяды. Елекке түскен топырақты суда елейді; ол үшін оны судан алмай тұрып (жоғарғы електегі топырақ түйіршіктерін су бетінен шығармай ақырын електер тізбегін 5-6 см-ге көтереді, одан кейін 3-4 см-ге тез түсіреді, топырақ түйіртпектері електің үстіне түскенше 2-3 секунд күтеді. Содан кейін елек тізбегін тағы да ақырын көтеріп тез астыка түсіреді. Бұны 10 рет қайталағаннан кейін 2 мм- ден ірі диаметрлі електі тізбекті судан шығармай алады, қалған елекгерді тағы 5 рет сілкігеннен кейін судан шығарады. Елекгің үстінде қалған агрегаттарды ағынды сумен үлкен фарфорлы кеселерге шайып түсіреді. Тұнғаннан кейін артық суды төгіп тастайды, топырақты агрегаттарды алдын-ала салмағы өлшеніп нөмір қойылған алюминийлі шыны ыдыстарға аударады. Түнған соң алюминийлі стақандағы суды төгеді, топырақ пен чашкелерді су моншасына суы булануы үшін, немесе 104° С жылылықта өзгермейтін салмаққа дейін құрғату үшін құрғататын шкафқа қояды.

Құрғатқаннан кейін суға төзімді агрегаттардың әр фракциясын таразыға тартып олардың пайыздық мөлшерін санайды. Суда елеу үшін алынған топырақтың орташа сынауының салмағы 50 грамм болғандықтан, есептегенде әр фракцияның салмағын екіге көбейтіп, сәйкесті фракцияның пайызын санайды. 0,25 мм-ден майда фракцияны 100-ден 0,25 мм-ден ірі агрегаттардың пайыздық шамасының қосымын алумен есептейді. Топырақтың құрылымдылық дәрежесін бағалау үшін келесі шкала қолданады (1кесте).

Суға төзімділік критериін санау үшін агрофизика институтының қызметкерлері келесі формуланы ұсынды:

А=( Сст/С)*100

Мұнда А —суға төзімділік критериі, %

С —құрғақ елегенде алынған, көлемі 0,25 тен 1 мм-ге дейінгі топырақтағы фракцияның мөлшері, %Сст — суға елегеннен кейінгі, көлемі 0,25 тен 1 мм-ге дейінгі суға төзімді агрегаттар мөлшері, %
2- зертхана

Тақырып: Н.И. Савинов әдісі

Топырақтың агрегаттық құрамы мен суға төзімділігін анықтау.

Қазіргі уақытта ең кең тараған: Н.И.Савинов әдісі болып табылады.

Ол үшін зерттеген жердің қиғашымен күрекпен немесе арнайы бұрғымен үлгі алынады. Алынған сынамаларды зертханаға әкеліп фанер немесе қағаз бетіне салып ауа-құрғақтық күйіне дейін келтіреді. Сонымен қатар тастарды, өсімдік тамырларын және басқа қосылыстарды алып тастайды. Үлгіден 500 г-нан кем емес салмақпен орта сынамасын алады (әдетте 0,5-2,5 кг). Шөкімі көп болған сайын нәтиже де жоғары болады. Содан кейін диаметрі 20 см, қабырға биіктігі 3 см және тесіктерінің диаметрі 10; 7; 5; 3; 2; 1; 0,5 және 0,25 мм-лі елекгер тізбегінен топырақ үлгісін елеп өткізу керек.

Топырақ үлгісінің салмағы көп болса, оны 100 граммдық өлшеммен елекке салады. Електер тізбегін елегенде 0,25 мм фракцияларды жинау үшін табандығы және топырақ шанданбау үшін қақпағы болу керек ( 2 сурет).

Елеуді 1-3 минут бойы електер тізбегін жеңіл қозғалыспен ақырын оңға және солға еңкейтіп (шамамен 10 еңкейту) жасау керек. Агрегаттардың механикалы бұзылмау үшін електі сілкімеу керек. Дұрыс және біркелкі болып еленуі үшін кейде автоматты түрдегі сілкілеуішті қолданады.

Елегеннен кейін фракцияны бөлек фарфорлы немесе алюминий кесеге немесе қағаз бетіне салады, оны таразыға тартып көлем пайызын есептейді, Табандықтағы 0.25мм < фракцияны таразыға тартпайды, оның салмағын зерттеуге алынған топырақ шекімі мен 0,25мм > францияның қосымының айырмашылығынан есептейді. Талдау алынған шөкім салмағы 100% болып алынады. Алынған мәліметтерді мына түрмен жазу керек:

8 сурет. Топырақ үлгісін құрғақ елеу үшін электер тізбегі

1 түр

Топырақтың құрылымдық құрамын анықтау.

Үлгінің алынған терендігі ______________

Мезгіл_________________________________

Құрғақ елеудің мәліметтері бойынша түйіршіктілік пен құрылымдылық коэффициенті есептеледі.

Жоғарыда айтқандай, егер құрғақ топырақты су булары бар ауаға енгізсе, будың бір бөлігін топырақтың бөлшектері сіңіріп алады. Максималды гагроскопиялық деген - су буымен байытылған ауадан топырақ сіңіре алатын ең жоғары су көлемі. Ол мүлде құрғақ топырақтың салмағына пайызбен көрсетіледі. Оның көлемі топырақтың механикалық құрамынан және органикалық заттың көлеміне байланысты болады. Топырақтың механикалық құрамы ауыр болып, сайын және онда көп болған сайын, максималды гигроскопиялық саны да жоғары болады. Ол құмды топырақтарда 1%-дан ауыр қарашірікті топырақтарда 12-18%-ға дейін ауытқиды. Максималды гигроскопиялықтың ең көп тараған әдісі, түбіне 10%-дық күкірт қышқылын 20°С құйылған эксикаторда ауалы құрғақ топырақтың сіңуі болады (Митчерлих әдісі). Бұл жағдайда ауаның салыстырмалы ылғалдылығы 96% болады, ол жобалап 50 атм қысымына тең болады [4].

1 мм-ден ірі топырақ бөлшектері өзіндік салмағы аз болғандықтан, гигроскопиялық емес, сондықтан максималды гигроскопиялық топырақтың ұсақ бөлігі үшін ғана, яғни диаметрі 1 мм-ден ұсақ бөлшектерге ғана анықталады.

Сол үшін келіде езіп, диаметрі 1 мм електен өткізген 10-15 г топырақтың ауалы-құрғақ өлшемін құрғатылған және аналитикалы таразыда 0,001 г дәлдігімен өлшенеген сәйкес келетін қақпағымен бюкске салады. Қақпақты бюкстің астына кигізіп қояды.

Мұнда, МГ — максималды гидроскопиялық, %.

m₁ -құрғатқанға дейінгі топырақпен стақанның салмағы, г;

m₂ —құрғаған соң топырақпен стақанның салмағы, г;

m - мүлде құрғақ топырақтың салмағы, г.

Мәліметтерді мына турмен жазады.

2-түр

Топырақтың максималды гигроскопиялығын табу

Жеңіддеу, бірақ дөлдігі төмен МГ анықтау бұл А.В.Николаевтың әдісі. Бұл әдіс бойынша топырақ эксикатордың ішінде күкіртті қышқыл калий ерітіндісінің әсерімен Бұл жағдайда вакуум болмағандықтан топырақ асықпай, 30-40 куннің ішінде қанығады. Топырақпен бюксты 5-7 күннен кейін салмағын өлшейді [4].

2 кестеде механикалық құрамынан ерекшеленетін әр түрлі топырақтардың максималды гигроскопиялығы көрсетілген. Агрономиялық тәжірибеде ТСЫ; КБҮЫ және ЕТСС ең көш қолданылады.

22-кесте. Механикалық құрамы әр түрлі топырақтардын максималды гигроскопияльны (С.И.Долгов бойынша) [7].

Барлық қуыстар толтырылған жағдайдағы топырақтың ен жоғары су ұстап тұру мөлшері, шекті далалы су сыйымдылық деп аталады. Егер оны мүлдем құрғақ топырақтың салмағыңан көрсетсе, келесі формуланы қолданады:

Мұнда, ЩДСС - шекті далалы су сыйымдылық, %',

Егер шекті далалы су сыйымдылықты пайызбен топырақтың көлемінен көрсетсе ШДСС=П.Сонымен, топырақтағы өнімді ылғал ТСЫ пен ЕТСС арасында болады, есімдіктер жеңіл сіңіре алатын ылғал КБҮЫ мен ЕТСС арасында болады.Топырақтың су қасиеттеріне су ұстап тұру қасиеті, су өткізгіштік және су көтеру қасиеттері жатады.Топырақтың сорбциялы, осмостық және су ұстап тұру қасиеттерінің әсерінен топырақтың біраз суды ұстап тұруын топырақтың суды ұстап түру қасиеті деп атайды. Топырақтың өз денесінен суды қабылдал және өткізу қасиетін су өткізу қасиеті деп атаймыз. Ол фильтрация мен сіңіруден құрылады.Бос қуыстар болған жағдайда судың топыраққа кірісін сіңіру деп атаймыз, жер толық қаныққанда болса — фильтрация дейміз. Су өткізгіштік топырақтың механикалық құрамына құрылымдылығына, құрылыстың тығыздығына, топырақтың ылғалдылығына, қуыстылығына байланысты болады. Ол уақытпен өзгеріп отырады, өйткені ол топырақтың ылғалдылығының ауытқуына, топырақ коллоидтарының әр түрлі ісінуіне, құрылымды күйінің өзгерістеріне байланысты болады.Топырақтың су өткізгіштігі далалы жағдайда көбінесе құйылған алаң әдісімен анықтайды. Ол үшін топыраққа 5-10 см терендікке көлемі 50x50 см және ұзындығы 20-25 см, ішкі көлемі 25x25 см (12-сурет) сыртқы раманы (металды немесе темірден жасалған).

Екі раманың қабырғасының жаныңдағы топырақты тығыздайды, әр раманың ішінде су деңгейін белгілеу үшін сызғыш қояды. Екі раманын ішіне 5 см қабатпен бір уақытта су құяды, сосын оны әлсін-әлсін құйып сол деңгейде ұстап отыру керек.

Белгілі уақыт кезеңінде сіңген суды есепке алуды қосып отырған судың шамасымен білеміз. Бірінші есепті бақылау басынан 2 минуттан кейін өткізеді, сосын 3 минут, сосын 5-10 минуттан кейін. Кейін аралық 30-60 минутқа дейін кеңейеді. Бақылауды сіңіру жылдамдығы тұрақтағанша өткізеді, суарылмайтын жерлерде 3 сағаттан кем емес, суармалы жерде 6 сағат.

Уақыттың әр кезеніне су өткізгіштікті мына формуламен есептейді:

Q - сіңген судың көлемі, см³

S — санайтын раманың алқабы, см²

Т — санау уақыты, мин;

Мұнда, V₁₀ - 10° С су жылулығындағы су өткізгіштік

Vt - С су жылулығындағы су өткізгіштік

Т - анықтаған уақыттағы судың жылулығы;

Топырақтың су өткізгіштігін бағалау үшін И.А.Качинский ұсынған шкаланы қолданады. Егер топырақ сағатына судың күші 5 см және 10° С температурада 1000 мм-ден асса ол су өткізгіштік құламалы болады. 1000- нан 500-ге дейін — артығымен жоғары, 500 ден 100-ге дейін өте жақсы, 100 - 70 - жақсы, 70 -30 -қанағаттанарлық, 50 мм-ден кем болса қанағатсыз болып саналады.

Топырақтың өз ішіндегі ылғалдың капиллярлы күші арқылы үстіне қарай жылжу қасиеті су көпгеру қабілеті болып саналады. Ол топырақтың механикалық құрамына, Қуыстылыққа, құрылыстың күйіне, капиллярлардың диаметріне байланысты болады. Құмды топырақтардың капиллярлы көтерілуінің максималды биікгігі 0,5 - 0,7 м тең, құмбалшықтарда 3 — б м тең болады [14].

Мұнда, Н— судың капиллярлы көтерілу биіктігі, см;

а — судың сыртқы тартысының көлемі — 74 дин/см;

r - капиллярлы қуыстың радиусы, см;

g — су тығыздығы — 1г/см³.

Бұл формулаға белгілі сандарды қоямыз

Формула бойынша су көтерілу жылдамдылығы оның температурасымен ескертілетін, судың түтқырлығына және капиллярлардың радиусына байланысты болады. Егер капиллярлы котерілу мөлшері радиустың азаюымен жоғарыласа, көтерілу жылдамдылығы, керісінше, азаяды. Су температурасы көтерілсе судың көтерілу жылдамдылығы және биіктігі көтеріледі, және керісінше.

Егер топырақ ылғалдылығы ЕТСС нан 60% болса (КБЫ жақын) судың капиллярлы көтерілуы тоқтайды.

Судың капиллярлы кетерілуінің ең жоғарғы көрсеткіші балшықты топырақтарда байқалады, ол 8 м болды (14).

Топырақтағы ылғалдың капиллярлы көтерілуінің биктігінің тәжірибелі биіктігі және жыддамдылығы екі жақты. Жоғары температуралық жағдай желдің жылдамдануымен қабыстырылған. Себу алдында астыңғы қабаттардан ылғалдың тез көтерілуінен. топырақтың бетінен ылғалдың қарқынды булануына және оның жоғалуына әкеліп соғады. Өсімдіктердің вегетация кезеңінде, әсіресе олардың өсуінің алдынға фазаларында, тамыр жүйесі кезінде, ылғалдың капиллярлы тамыр жүйесінің аймағына жылжуы дұрыс әсер етеді.