Тапсырма.
1. Топырақтың органикалық құрамы мен гумусты заттар топтарын сипаттау.
2. Тәжірибе жүргізу арқылы қарашірік қышқылдарының және олардың
тұздарының суда еруін бақылау.
3. Тәжірибе жүргізу арқылы қарашірік заттардың сілтілерде еруін бақылау.
4. Тәжірибе жүргізу арқылы қарашірік қышқылдарын бөліп алу.
5. Тәжірибе жүргізу арқылы Гумин қышқылдарының еруін анықтау.
Қажетті құралдар мен материалдар:Қаратопырақ, алюминий стакан, диаметрі 1мм торкөздер, 250 мл колбалар, воронкалар, қағаз сүзгі, электр плитка, дистелденген су, 0,1 H NaOH, 0,1 H H2SO4
Тапсырмаға түсініктеме.
Топырақтың органикалық бөлігі—бұл топырақ қабатындағы тірі организмдермен байланысын үзген барлық органикалық қосылыстар мен заттар. Топырақтың органикалық бөлігі ыдырап болмаған өсімдіктер мен жануарлар қалдығынан жалпы органикалық заттың 5-10% құрайда, және қарашіріктен құралады.
Қарашірік—бұл топырақтың органикалық затының негізгі ерекше әрі аса маңызды бөлігі. Алғашқы топырақ түзу процесінің дамуы және аналық жыныстан топырақтың түзілуі, қарашіріктің пайда болуы және жиналуымен сипатталады. Қарашірікпен топырақтың көпшілік қасиеттері байланысты, қоректік элементтер қоры, топырақ ерітіндісі реакциясы.
Қарашірік құрамында қарашіріктік заттар және басқа да өсімдіктер мен жануалардың қалдықтарынан құралған органикалық заттар бар. Қарашіріктік заттар қарашіріктің 80—90% құрайды оларды бір—бірінен қасиеттеріне және ең алдымен қышқылдар мен сілтілерде еруіне қарай 3 ірі топқа бөледі.
1. Гумин қышқылдары.
2. Фульво қышқылдары.
3. Гумин.
Әрбір аталған топ заттары таза немесе топырақ минералдарымен қоспа күйінде болуы мүмкін.
Гумин қышқылдары—бұл жоғары молекулярлы азот құрамды органикалық цикл құрылысты қышқылдар. Олар күйдіргіш сілтілердің әлсіз ертінділерінде жақсы ериді (натрий пирофосфаты). Олардың ерітінділер түсі шие-сұрдан қараға дейін. Суда және минералдық қышқылдарда ерімейді. Топырақтан бөлініп алынған гумин қышқылдары препараттары сұр немесе қара түсті.
Гумин қышқылдарының негізгі бөлігі кез-келген топырақта гель түрінде болады және әртүрлі сілтілермен әсер еткенде пептизация оңай жүріп молекулярлы және коллоид ерітінділер түзеді.
Аммоний катиондарымен, сілтілік металдармен әсер еткенде гумин қышқылдары гумат—тұздарын түзеді. Аммоний және натрий гуматтары суда жақсы ериді, коллоид және нағыз ерітінділер түзеді, атмосфералық жауын шашынмен топырақтан оңай жуылады. Кальций және магний гуматтары суда ерімейді, суда суға төзімді гель түзеді, олар топырақтың минерал бөлшектерін жұқа қабыршақпен қаптап кіріктіріп тастайды.
Фульвоқышқылдары—суда, қышқылдарда, күйдіргіш және көмірқышқыл сілтілердің әлсіз ерітінділерінде аммиактың судағы ерітіндісінде, натрий пирофосфатында жақсы ериді. Топырақтан бөлініп алынған фульвоқышқыл препараттары ашық қоңыр түсті ал олардың ерітінділері сабан сары түсті. Минерал бөлікпен араласқанда фульвоқышқылдар әртүрлі органо-минералды қосындылар түзеді. Аммоний катиондарымен, сілтілік металдармен фульват-тұздарын түзеді. Аммоний және сілтілік металдар фульваттары суда кез келген реакцияда ериді, сілтілік жер металдардың фульваттары қышқыл және әлсіз сілтілік реакцияларда ериді. Жартылай тотықтармен еритін және ерімейтін комплексті тұздар түзеді.
Фульвоқышқылдар топырақтың минерал бөлігін тез бұзады. Фульвоқышқылдардың бұзу дәрежесі фульвоқышқылдардың әсерін төмендететін гумин қышқылдары мөлшеріне байланысты.
Қарашіріктік заттарды топырақтан алып, оларды топтарға бөлу әдісі негізіне гумин, фульвоқышқылдарының және олардың тұздары гумат, фульваттардың суда және сілтілерде еру қасиетіндегі айырмашылық алынған.
I—тәжірибе қарашірік қышқылдарының және олардың тұздарының суда еруін бақылау.
1. 250 мл колбаға 1 алюминий стакан, үгілген және торкөздер диаметрі 1мм торшадан өткізілген топырақ саламыз (тәжірибеге қарашіріктің көп бөлігі гумин қышқылы түріндегі қара топырақ аламыз).
2. Осы колбаға 150 мл дистилденген су құйып 5 минут бойы шайқап қағаз сүзгі арқылы өткіземіз.
Орындау жолын және нәтижесін дәптерге жазыңдар.
II —тәжірибе қарашірік заттардың сілтілерде еруін бақылау.
1. 250 мл колбаға 1 алюминий стакан топырақ саламыз.
2. Осы колбаға 150 мл 0,1 H NaOH (ыстық) құямыз, 5 минут бойы шайқап қағаз сүзгі арқылы өткіземіз.
3. Бірінші және екінші тәжірибелердің нәтижелерін салыстырамыз (сүзінділерді келесі тәжірибелерге сақтау қажет).
III —тәжірибе қарашірік қышқылдарын айыру.
1. 2—тәжірибеде алынған сүзіндісі бар колбаға тұнба пайда болғанша 0,1 H H2SO4 ерітіндісін құямыз 5 минут тұндырамыз.
2. Қағаз сүзгі арқылы тұнбаны сүзіп аламыз.
Тәжірибенің орындалу барысын жазып нәтижесін түсіндіріңіз.
IV—тәжірибе. Гумин қышқылдарының еруі.
1. Тәжірибедегі сүзгілі воронканы таза колбаға ауыстыр.
2. Сүзгідегі тұнбаны 0,1 H NaOH (ыстық) ерітеміз.
3. Түсі бойынша 3-ші тәжірибеден кейінгі сүзіндімен салыстырыңыз.
Қарашірік қышқылдары және олардың тұздарының еруі туралы қорытындыны дәптерге жазыңыз.
БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ:
1. Топырақтың органикалық заттары құрамына қандай қосылыстар енеді ?
2. Қарашіріктік заттарды топтарға бөлу оның құрамындағы қосылыстардың қандай қасиеттеріне негізделген ?
3. Қарашірік құрамындағы қандай топ заттарының топырақтың басты құнарлылық көрсеткіштерін жоғарылатуға ықпалы жоғары ?
4. Гумин қышқылын, фульво қышқылын топырақтан бөліп алып зерттеу қандай жолдармен жүргізіледі ?
ТОПЫРАҚ ҚҰНАРЛЫҒЫ ЖӘНЕ ТОПЫРАҚТАҒЫ ҚАРАШІРІК БАЛАНСЫ
Жұмыс мақсаты: Топырақ құнарлығындағы органикалық заттардың маңызын анықтау. Топырақтағы қарашірік балансын есептеу және оны қадағалаудың жолдарын қарастыру.
Тапсырма:
1. Топырақ құнарлығы түрлерімен танысу және топырақ құнарлығын қалпына келтіру өндірісінің толық емес, қарапайым және кең ауқымды ұғымдарымен танысу.
2. Кестелерді қолдана отыра қарашірік балансын мына дақылдар үшін есептеп шығару бидай, жүгері және көп жылдық шөптер.
3. Органикалық тыңайқыштардың қарашірік мөлшерін бірқалыпты ұстап тұру үшін қажет мөлшерін анықтау.
Тапсырмаға түсініктеме.
Құнарлық – бұл топырақтың өсімдіктерді қалыпты жетілу үшін қоректік элементтер, су, жылу және қолайлы физико-химиялық ортамен қамтамасыз ету қасиеті.
Құнарлық –топырақты тау жыныстарынан айыратын, айрықша сапалық қасиеті. Топырақ құнарлығы – табиғи топырақ түзілу процесінің нәтижесі, ал ауыл шаруашылығында өңдеу процесі. Топырақ құнарлығының факторлары мен жағдайларын айырады. Факторларға өсімдік қорегінің күлдік элементтері азот, су, ауа, жылу, өсу және жетілу факторлары жатады.
Жағдайлары – қасиеттер мен режимдер жиынтығы олардың күрделі қарым қатынасы өсімдіктің факторлармен қамтамасыз етілу мүмкіншілігінен тұрады.
Құнарлық деңгейіне тәуелді болатын басты өлшемдер топырақ режимінің нақты көрсеткіштері: температуралық, ауа, су, қоректік, физико-химиялық, биохимиялық, тұз және тотығу-тотықсыздану. Құнарлықтың мынадай түрлерін айырады: табиғи құнарлық және жасанды құнарлық, тиімді немесе экономикалық құнарлық потенциальды құнарлық деген де ұғым бар.
Топырақ құнарлығын қалыптастыру кезінде құнарлық бастапқы деңгейден төмен болса толық емес деп аталынады. Топырақ құнарлығын қалыптастыру кезінде бастапқы деңгейге теңелсе ол қарапайым деп аталынады. Топырақ құнарлығының бастапқы деңгейден жоғарылауы кең ауқымды қалыптастыру деп аталады.
Мәдени топырақ түзілу процесінің дамуы адам әрекетінің саналы мақсатты бағытталған жағдайында жүрсе, онда жақсарып құнарлығы артады.
Бұл принциптің бұзылуы топырақ құнарлығының жойылуына әкеліп соғуы мүмкін ( эрозияның дамуы, тұздану процесі, гумустың жоғалуы және т.б.).
Топырақты тиімді пайдаланудың бастапқы міндеті –топырақ құнарлығын қең ауқымды қалыптастыруды қамтамасыз ету, яғни тиімді және потенциалды құнарлықтың біруақытта артуы.
Қарашірік балансын есептеу мына формуламен шығарылады.
Б = А * Q - 20 У*Н
Мұнда: Б – қарашірік балансы, кг/га
А – тамырлар және басқа қалдықтар, ц/га
Q – изо қарашіріктік коэффициент
У – негізгі өнім, ц/га
Н – негізгі өнімнің 1 ц-мен шығарылатын азот
20 – топырақтан карашіріктің шығындалуын ескеретін коэффициент.
14-кесте – Қарашірік балансын есептеу үшін бастапқы мәліметтер
| Варианттар | Бидай | Көп жылдық шөптер | Сүрлемдік жүгері | |||
| Ауданы, га | Өнімділігі, ц/га | Ауданы, га | Өнімділігі, ц/га | Ауданы, га | Өнімділігі, ц/га | |
| 21,0 | 14,3 | |||||
| 23,2 | 14,1 | |||||
| 24,1 | 14,0 | |||||
| 20,5 | 15,0 | |||||
| 23,9 | 14,5 | |||||
| 24,0 | 14,3 | |||||
| 22,1 | 14,9 | |||||
| 25,1 | 14,2 | |||||
| 25,0 | 15,1 | |||||
| 27,0 | 15,3 |
15-кесте – Қарашірік балансын есептеу үшін анықтамалық көрсеткіштер
| Көрсеткіштер | Бидай | Сүрлемдік жүгері | Көп жылдық шөптер | |
| астық тұқымдас | бұршақтық | |||
| Өсімдік қалдықтары, ц/га | 40,0-47,0 | 45,0-47,0 | 150-200 | 150-200 |
| Өніммен азоттың шығарылуы, кг | 4,0 | 0,52 | 1,55 | 2,60 |
Изоқарашіріктік коэффициент: өсімдік қалдықтары үшін-18;
көң үшін-30;
сабан үшін-18.
Органикалық тыңайткыштардың ендірілу нормасын мына формуламен анықтайды:
О = БП /75
Бұнда: О – егістік айналымындағы көңнің ендіру нормасы.
Б – қарашірік балансы кг/га
П – егістік айналымдағы танаптар саны
75 - көңдегі құрғақ зат құрамын ескеретін коэффициент және
Изоқарашіріктік коэффициент.
Болжамдағы қарашірік балансын мына формуламен есептейді.
Бп = А* Q + 75 * О – 20 Уп * Н
мұндағы: Бп – болжамдағы қарашірік балансы, кг/га
Уп – болжамдағы өнім, ц/га
О – егістік айналымының әр танабына шаққандағы органикалық тыңайтқыш нормасы, т/га
БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ:
1. Топырақ құнарлығының қандай түрлері бар, құнарлықты анықтаушы факторлар?
2. Мәдени топырақ түзілу процесінің дамуы адам әрекетінен қалай өзгеруі мүмкін?
3. Топырақтағы қарашірік балансын есептеудің маңызы қандай және ол қандай жолмен жүргізіледі?
ТОПЫРАҚ КОЛЛОИДТАРЫНЫҢ ПЕПТИЗАЦИЯСЫ ЖӘНЕ КОАГУЛЯЦИЯСЫ
Жұмыс мақсаты: Топырақ коллоидтарының пайда болу жолы, құрылысы, қасиеттері және коллоидтардың пептизация, коагуляция құбылыстарымен танысу.