Зертханалық сабақтын тапсырмасын орындау

Топырақтың механикалық құрамын далалық және зертханалық әдістермен анықтайды.

Далалық әдіс топырақтың иленгіштік дәрежесіне негізделген және жақсы нәтиже береді деуге болады. Далалық әдістің екі түрін ажыратады: құрғақ және сулы.

Құрғақ әдісі:

Құм – құмды масса, лупамен құм дәндерінен тұратыны көрінеді;

Құмайт – массасы біркелкі емес, негізінен құм және шамалы байқалатын құмбалшық, құмның ұсақтаулары көбірек, қоспа, кесек қолда қысқанда жеңіл бөлінеді;

Жеңіл құмбалшық – массасы біркелкі емес, балшықты бөлшектер көбіректеу, ал құм массасы көбірек, жалпы массасның 20-30 % балшықты бөлшектер, қолда бұзу үшін күш жұмсау керек;

Орташа құмбалшық – құм мен балшықтар бірдей, құмды бөлшектер әліде байқалады, құрғақ кесектердің қолда күшпен бұзылуы қиынға түседі;

Ауыр құмбалшық – құмды бөлшектер қоспасы аз мөлшерде, тіпті құмды бөлшектер жоқтың ғасы, шаңды (тозаңды) бөлшектер басым, құрғақ кесектерді қолда бұзуға болмайды;

Балшық - өте жіңішке біркелкі масса, үзілмейді, құмды бөлшектер жоқ, қатты кесектер құрайды, балғамен ұрсада бұзылмайды.
Сулы әдісі. Орындау реті:

1 5 г шамасындағы топырақ м ассасын алақанға салып саусақтармен үгеді, соңында қолда оның түйіртпектері байқалмауы керек.

2 Топырақ массасын сулайды және қамыр тәрізді күйге дейін илейді.

3 Суланған топырақ массасынан алақанда шарик немесе жіңішке жіпше (диаметрі 3 мм), сонан кейін жіпшені сақинаға аударуға тырысады.

Сулы әдісте аспап қолданылмаса да нәтижесі өте сенімді болып шығады.

Жіпшемен сақинаның пішініне қарап топырақтың механикалық құрамы туралы қорытынды жасалады (1 сурет).

Сулы әдісте аспап қолданылмаса да нәтижесі өте сенімді болып шығады.
Бақылау сұрақтары:

1 Топырақтын механикалық құрамы туралы не білесіз?

2 Физикалық құм деп не аталады?

3 Топырақ қаңқасы деп не аталады?

4 Топырақтын механикалық құрамынын маңызын атаңыз.

5 Агрономиялық көзқарастан механикалық құрамы ең жақсы топырақ.

6 Топырақтың механикалық құрамын өзгерту мүмкін бе?

1 Сурет «Сулы» әдіс арқылы топырақтын механикалық құрамын анықтау (Н.А. Качинский әдісі).

№4 Лабораториялық жұмыс

а) Топырақ түйіртпегін айыруды үйрену;

в) Топырақ түйіртпегіне агрономиялық баға беру;

с) Топырақ түйіртпегінің маңызымен танысу;

Табиғи шарттарда қалыптасқан топырақтын әр өлшемдегі бөлшектерінің жиынтығы – топырақ түйіртпегі деп аталады. Ал топырақтын осы бөлшектерге ыдырау қабілеті – топырақ түйіртпектілігі деп аталады. Әр топырақ түріне және топырақ қабатына тән ерекше түйіртпек түрі болады. Топырақ бөлшектері өлшемдері арқылы 3 топқа жинақталады:

• 
  Микробөлшектер - < 0,25 мм;
  
• 
  Мезобөлшектер – 0,25 – 10 мм;
  
• 
  Макробөлшектер - > 10 мм;
  

Агрономиялық көзқарастан топырақ түйіртпегі деп мезобөлшектер аталады (0,25 – 10 мм). Бұл бөлшектердін қуыстылығы ен аз 45 % болу керек, жәнете бөлшектер механикалық әсерге тұрақтылы, судын бұзу әсеріне тұрақтылы болулары керек. Бұл ерекшеліктері болмаған топырақ бөлшектері жауындарда, өнделгенде тез ыдырап түйіртпексіз топыраққа көшеді. Нәтижеде топырақтын ісіну қасиеті өсіп, құрғаған уақытта қабықша құрастырады.

Топырақ түйіртпегінің маңызы:

• 
  Топырақтын физикалық және физикалы-механикалық қасиеттеріне оң әсер етеді;
  
• 
  Топырақтын су, ауа, жылу, микробиологиялық және қоректік зат режимдеріне оң әсер етеді;
  
• 
  Топырақтын эрозияға тұрақтылығын көтереді;
  

в - макро және микробөлшектер мөлшері; Бұл сан жоғары болса топырақтын түйіртпегі де жақсы болады.

Кейде топырақ түйіртпегі түрлі бөлшектерден құрамалы болады. Бұл жағдайда топырақ түйіртпегі күрделі атпен аталады. Мөлшері мол болған түйіртпек аты сөздін сонына қойылады. Мысалы: топырақ түйіршіктерінін жартысынан көбі тозаңды, ал қалғаны кесекті болса – кесекті – тозаңды түйіртпек деп аталуы керек.

Ең бағалы түйіртпек ретінде кесекті – дән тәрізді түйіртпек саналады.

Топырақтын түйірпегін жақсарту үшін көп жылдық шөп егу керек, топырақты уақытында(піскен уақытында) өндеу керек, органикалы тыңайтқыш енгізу керек.

Топырақ түйіртпегіне әсер ететін факторлар:

1 Өсімдік тамырлары;

2 Топырақ жануарлары;

3 Гумус, кальций гуматы;

4 Балшықты заттар;

5 Темір және алюминий гидрототықтары;

6 Карбонаттар;

7 Микроорганизмдер;

8 Органикалық тыңайтқыштар;
Топырақ түйіртпегінін жіктелуі

4 Кесте

Қосымша 1 суретті қара.

I тип: 1 – ірі кесекті; 2 – орта кесекті; 3 – ұсақ кесекті; 4 – тозаңды; 5 – ірі жаңғақты; 6 – жаңғақты; 7 – ұсақ жаңғақты; 8 – ірі дән тәрізді; 9 – дән тәрізді; 10 – үгінді тәрізді; 11 – топырақ түйіршіктерінің моңшақтары;

II тип: 12 – бағаналы; 13 – бағана тәрізді; 14 – ірі призмалы; 15 – призмалы; 16 – ұсақ призмалы; 17 – жіңішке призмалы; III тип: 18 – қабатты; 19 – күйтабақты; 20 - жапырақты; 21 – ірі қабыршақты; 22 – ұсақ қабыршақты;

Н.И. Саввинов әдісі бойынша топырақтын агрегатты талдануы

Агрегатты талдаудын мақсаты – топырақ құрамындағы 0,25 – 10 мм арасындағы бөлшектерінін мөлшерін есептеп шығару. Табиғи құрылысы бұзылмаған топырақ үлгісінен 0,5 – 2,5 кг топырақ алынады. Өсімдік тамырларымен тас және басқа кірмелі заттар теріп алынады. Осы топырақ диаметрі 10; 7; 5; 3; 2; 1; 0,5; 0,25 мм елек жүйесінен өткізіледі. Төменгі електен кейін түбі жабық ыдыс орнатылып ұсақ түйіршіктер соған жинақталады. Топырақты 100 – 200 г бөліп аз мөлшермен кенет шайқамастан електен өткізу керек. Әр електін үстінде жиналған топырақ үлгілері бөлек ыдысқа жиналып салмағы өлшеніп, мөлшері % арқылы есептеледі. Талдау жұмысынын қорытыңдысы 5 кестеде толтырылып, бағаланады. Топырақтын түйіртпектілігіне келесі мәліметтер бойынша баға беріледі:

6 Кесте

Петри табақшасына фильтр қағазы орналастырылады. Топырақ үлгісінен 25 дана (1 – 3 мм өлшемдегі) бөлшек алынып, қағаздын үстіне тізіледі. Пипеткамен қағаз тамшыланып таза сумен суланады. Қағаз толық суланғаннан кейін топырақ түйіршіктерін судын астына қалдырып су толтырылады. 10 минут өткеннен кейін суда бұзылмаған түйіршік саны процент арқылы есептеледі: А = а х 100 % / в;

А – суда бұзылмаған түйіршіктердін мөлшері , %; а – суда бұзылмаған түйіршіктердін саны, дана; в – талдау жұмысына алынған түйіршік саны, дана.

А көрсеткішінін мөлшері арқылы топырақ түйіртпегіне баға беріледі:

Топырақ түйіртпегіне баға беру

Талдау жұмысынын қорытындысын 8 кестеде толтырыңыз.

Талдау жұмысынын қорытындысы

1 Топырақ түйіртпегі деп не аталады?

2 Топырақ түйіртпектілігі деп не аталады?

3 Топырақ түйіртпегінін морфологиялық түсінігі.

4 Топырақ түйіртпегінін жіктелуі;

5 Топырақ түйіртпегінін агрономиялық түсінігі.

6 Топырақ түйіртпегін жақсартуға арналған шаралар.
№5 Лабораториялық жұмыс

Тақырыбы: Топырақтың сіңіру қабілеті

Тапсырма:

а) Топырақтың сіңіру қабілетін анықтау

Құралдар: топырақ үлгісі, суреттер, воронкалар, қиыршық тас, құм, балшық, сияның ерітіндісі, КCL ерітіндісі, 10% ВаС ерітіндісі, қымызды қышқыл ммоний, фильтр

Тапсырмаға түсініктеме

Топырақ күрделі полидисперсті жүйе, әртүрлі мөлшердегі бөлшектерден тұрады. Топырақтың ең дисперсті бөлігі коллоидтар (бөлшектердің мөлшері немесе көлемі 0,0001 мм-ден төмен) түрінде болады. Олар топырақ салмағының 1-2%-нен -30-40%-на дейігні, бірақ олардың топырақтың қасиеттері мен құнарлылық деңгейіне деген әсері өте үлкен.

К.К.Гедройц топырақтың сіңіру қабілетінің бес түрін бөліп көрсетті: механикалық, физикалық, физико-химиялық (алмаспалы), химиялық және биологиялық.

Топырақтың бұл сіңіру қабілеті ондағы дисперсті бөлшектерге, оның ішінде көбінесе коллоидтарға байланысты, топырақ бетіндегі бұл сіңіруді адсорбция деп атайды.

Химиялық сіңіру қоректік элементердің бір қатарының өсімдіктерге сіңіру жағдайын төмендетеді.

Топырақтың сіңіру сиымдылығын К.К.Гедройц былай түсінген: топырақтың алмасу-сіңіру күйінда ұстап тұра алатын катиондардың максималды мөлшері. Қазіргі уақытта бұл өлшемді катиондық алмасу сиымдылығы (ЕКО) деп атайды, мг. экв/100 г. топырақта есептеледі.

Алмаспалы катиондар құрамы әртүрлі топырақтарда бірдей емес және топырақтың түзілу түріне байланысты болады. Барлық топырақтардың сіңіру кешенінде кальций және магний болады. Кебірлерде натрий, ал қышқыл топырақтарда сутегі және алюминий болады. Қара топырақтарда кальций және магний өте басым болады.

К.К.Гедройц алмаспалы катиондар құрамына қарай барлық топырақтарды екі топқа бөлді: негіздермен қаныққан топырақтар (құрамында кальций, магний және натрий ) және негіздермен қанықпаған топырақтар (кальций, магний мен қатар сутегі және алюминий катиондары бар).

Топырақтың сіңіру қабілеті оның ең бір негізгі қасиеті болып саналады. Ол топырақтың құнарлылығын қалыптастырады, өсімдіктер мен микроорганизмдердің қоректік заттар режимін реттейді, сонымен қатар топырақтың реакциясын, буферлік дәрежесін және су-физикалық қасиеттерін де реттейді. Топырақтың сіңіру қабілетінің жекеленген топырақ процестерінде де рөлі маңызды. Мысалы, топырақ түзілу өнімдерінің жиналу қарқындылығы, гумусты-аккумулятивтік қабатының қалыптасуы және т. б.

Орындау реті:

1. 
   Топырақтың механикалық сіңіру қабілетін көру: 2 воронкаға 1 қабат қиыршық тас, 1 қабат құм салынады. Сонан кейін 1-ші воронкаға 1 қабат құм 2-ші воронкаға 1 қабат балшық салынады. Екі воронкадан да лайлы су өткізіледі. Балшық салынған воронкадан да лайлы су өткізіледі. Балшық салынған воронкадан таза су ағады.
   
2. 
   1-ші талдау жұмысындай 2 воронка дайындалады. Сонан кейін сияның ерітіндісі өткізіледі. Балшық салынған воронкадан таза су шығады, құм салынған воронкадан сиялы су ағады. Топырақтың физикалық сініруін көрсетеді. Қорытынды жасаңыз.
   
3. 
   Топырақтың физикалы-химиялық сіңіру қабілеті – 2 колбаға 20 грамнан қара топырақ салынады. 1-ші колбаға 50 мл таза су, 2-ші колбаға 50 мл 1н КCl ерітіндісі құйылады. 3 мин шайқалады. Фильтрленеді. Таза фильтрленген колбаларда Са катионын анықтау үшін қымызды қышқыл аммоний қолданылады. Ерітіндіде Са катионы болса ерітінді лайланады. Қорытынды жасаңыз.
   
4. 
   Химиялық сіңіру қабілетін көру: Воронкаға фильтр қағаз, оның үстіне топырақ салынады. Бұл топырақтан ерітіндісі өткізіледі. Фильтрленген ерітіндіні пробиркаға құямыз. 2 пробиркаға таза ерітіндісі құйылады. Екі пробиркаға да 10% ВаСl₂ ерітіндісі қосылады. Пробиркада бос СО₂ иондары болса ВаСО₃ түзіліп ақ түсті шөгінді пайда болады. Қорытынды жасаңыз.
   

1 Қандай бөлшектерді коллоидтар деп атайды?

2 Коллоидтардың негізгі қасиеттерін атаңыз.

3 Коллоидтық бөлшектің құрылысы қандай?

4 Сіңіру қабілеті дегеніміз не? К.К.Гедройц сіңіру қабілетін қандай түрлерге бөлді?

5 ТСК дегенімз не?

6 Әртүрлі топырақтардың алмаспалы катиондар құрамын атаңыз.

7 Негіздермен қаныққан және қанықпаған топырақтарды атаңыз.

8 Топырақтың қышқылдылығы мен сілтілігін сипаттаңыз және олар неге байланысты.

9 Ортаның реакциясын нейтралдау үшін қандай шаралар қолданылады?

10 Буферлік дегеніміз не және ол неге байланысты?
№6 Лабораториялық жұмыс

Тақырыбы: Топырақтын реакциясы

Тапсырма:

а) Топырақтын реакциясымен танысу;

б) Топырақ қышқылдылығынын себептері, топырақ қышқылдылығынын түрлері және оны жою әдістері;

в) Топырақ сілтілігі, себептері, жою тәсілдері;

Құралдар: Топырақ үлгілері, кестелер, Алямовский аспабы.
Тапсырмаға түсініктеме

Топырақтын реакциясы – топырақ ерітіңдісіндегі Н⁺ және ОН^- иондары мөлшерінін арақатынасы. Топырақтын реакциясы рН белгісімен көрсетіледі. рН – сутегі катиондары мөлшерінін теріс логарифмі – рН = Log 1 / [H⁺].

Топырақ қышқылдылығы деп топырақтын суды немесе бейтарап тұздын ерітіңдісін қышқылдату қабілеті аталады. Топырақ қышқылдылығынын негізгі екі түрі болады: Белсенді (актуальді) қышқылдылық, көрінбейтін (потенциалды) қышқылдылық.

Топырақтын белсенді қышқылдылығы – (топырақ ерітіңдісінің қышқылдылығы) топырақ ерітіңдісіңдегі Н⁺ катиондары мөлшерімен анықталады.

Көрінбейтін қышқылдылық – топырақтын қатты бөлімі тарапынан сіңірілген Al⁺⁺⁺, Cr⁺⁺⁺, Fe⁺⁺⁺ және H⁺ катиондарынын әсерінен пайда болады. Көрінбейтін қышқылдылықты табу үшін белгілі тұздын ерітіңдісі қолданылады. Қолданылатын тұз түріне қарай ауыспалы және гидролитикалық қышқылдылық түрлері ажыратылады. Ауыспалы қышқылдылықты табу үшін бейтарап тұздын (KCl) ерітіңдісі, ал гидролитикалық қышқылдылықты табу үшін сілтілі тұздын (CH₃COONa) ерітіңдісі қолданылады.

Топырақтын рН = 1 – 14 арасында өзгереді. Бұл көрсеткіштін мөлшеріне қарай келесі топырақ түрлері болады (9 кесте).

Топырақтардын рН мөлшеріне қарай жіктелуі

Негізгі ауыл шаруашылық дақылдары мен басқа организмдердің төзетін

рН көрсеткіштері