Қазақстан Республикасының Ғылым және білім министрлігі Ш. Уалиханов атындағы Көкшетау мемлекеттік унивеситеті


I Тарау. Топырақтың агрофизикалық және су қасиеттерін



бет9/19
Дата29.03.2017
өлшемі9,45 Mb.
#12535
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   19

I Тарау. Топырақтың агрофизикалық және су қасиеттерін

зерттеу

1- зертхана

Тақырып: Целиндірде топырақты сумен қанықтыру тәсілі бойынша оның жыртылған қабатыының құрлысын анықтау

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.



Суда елегенде астыңғы елек бітеліп қалмау үшін, болса да електен өтіп кететін 0,25 мм < фракцияны орташа сынамаға қоспаған дұрыс. Бұл жағдайда шөкімі 50 граммнан аз болады, бірақ келесі есептерде суға төзімді агрегаттардың шамасын, анализге алынған (50) пайызбен санағанда, жалпы шөкімімен аналады.

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


Топырақты цилиндрге салып ауаны ығыстыруын жылдамдату үшін 1-2 минөттен оны шынымен немесе тығынмен жабу керек, абайлап көлденең еңкейтіл барып кайтадан тігінен қояды. Бұл процедураны екі рет жасайды. Содан кейін цилиндрге төбесіне дейін су құйып, үстінен қолмен қысым тұрып, жаңа полиэтиленді пленкамен немесе шынымен жабады, астын үстіне аударады, агрегаттар астына түскенше, осы күйде бірнеше секунд ұстап тұрады, содан кейін топырақ цилиндрдің астына түскенше, цилиндрді бірінші жағдайға келтіреді. Топырақты 10 рет толық аударғаннан кейін цилиндрден алдын-ала сумен толтырылған ваннадагы електер тізбегіне аударады.

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).



21-кесте. Құрғақ және сумен елеудің мәліметтерінен топырақ құрылымдылығын бағалау[12].

Ауалы құрғақ топырақтың салмағының пайызйнан, көлемі 0,25-10 мм көлемді агрегаттардың құрамы.

Топырақтың құрылымдық күйі.

Құрғақ елеу

Суда елеу



> 80

60-80


40-60

20-40


< 20

>70

55-70


40-55

20-40


<20

өте жақсы

жақсы қанағаттанарлық қанағаттанарлықсыз

Жаман

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.


Топырақтың аты ___________

Үлгінің алынған терендігі ______________

Мезгіл_________________________________



Електің номері

Фрақцияның көлемі, мм

Құрғақ елеу

Суда елеу

Ыдыс (кесе)

Агрегаттармен бірге кесенің салмағы, г

Агрегаттар салмағы, г

Агрегаттар мөлшері, %

Ыдыс (кесе)

Агрегаттармен бірге кесенің салмағы, г

Агрегаттар салмағы, г

Агрегаттар мөлшері, %

номер

Салмақ, г

номер

Салмақ, г

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

10

7

5



3

2

1



0,5

0,25


табаңдық

>10

7-10


5-7

3-5


2-3

1-2


0.5-1

0,25-0,5


<0,2

5
































Барлығы

































Құрғақ елеудің мәліметтері бойынша түйіршіктілік пен құрылымдылық коэффициенті есептеледі.



3-зертхана

Тақырып:А.В. Николаев әдісі бойынша топырақтың Максималды гигроскопиялық ылғалдылығын анықтау

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.



Вакум құру үшін эксикатордан су ағызатын насоспен ауаны шығарады. Эксикаторда топырақтың бу ылғалымен қанығуы тұрақты салмаққа дейін өткізіледі. Бірінші өлшеуді 3-4 күннен кейін өткізеді, ол үшін эксикатордағы қысымды біртіндеп ішіне ауа жіберіп теңестіреді, содан кейін эксикатордың қақпағын ашық, бюксты жауып салмағын өлшейді. Өлшегеннен кейін топырағы бар бюксты толық қанығу үшін қайтадан эксикаторға салады. Толық қаныққан соң топырағымен бюксті құрғататын шкафта 101-105°С температурада тұрақты салмаққа дейін құрғатады, оларды СаС12 бар эксикаторда суытып қайтадан салмағын өлшейді. Максималды гигроскопиялықты формула бойынша есептейді:

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


Топырақтың типі,

типшесі, түршесі



Бюкстың нөмірі

Бос бюкстың

салмағы , г



Қаныққаннан

кейінгі бюкс-тың

топырақпен салмағы, г


Құрғатқаннан кейін

бюкстың топырақпен

салмағы, г


Буланып кеткен

ылғалдың салмағы, г



Мүлде құрғақ

топырақтың салмағы, г



Максималды

гагроскопиялық, %


























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].



Механикалық құрам

Максимадцы гигроскопиялық, %

Механикалық құрам

Максималды

гигроскопиялық,

%


Құм

0,1-1,5

Ауыр құмбалшық

6,0-6,8

Қумайт

1,5-3,0

Шаңды балшық

8,0-12,0

Жеңіл

Құмбалшық



3,0=5,0

Ауыр балшық

12,0-18,0

Орта

Құмбалшық



5,0-6,0








4-зертхана.

Тақырып: Топырақтың далалық ылғал сиымдылық шегін су құйылған алаң тәсілімен анықтау .

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, %',



П- Жалпы қуыстылық, %;

У - топырақтың қатты фазасының салыстырмалы салмағы, /см3.

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).




9 сурет. Рама әдісімен топырақтың су өткізгіштігін анықтайды

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:




Мұнда, V10- 100 топырақтың су өткізгіштігі, мм/мин.

Q - сіңген судың көлемі, см3

S — санайтын раманың алқабы, см2

Т — санау уақыты, мин;



Мәліметтердің су жылулығы 10°С дейінгі санау мына формуламен жүргізіледі:

(5)

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].



Судың кетерілу жылдамдығы капилярлардың радиусына температурасына байланысты өзгеретін судың тұтқырлығына байланысты болады. Капиллярлардың радиусы азайған сайын капиллярлы көтерілу биіктігі жоғарыласа, көтерілу жылдамдығы кірісіпе, азаяды (Жюрен формуласы).

,

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.



Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   19




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет