кесте Кебірлерді классификациялау

Кебірлерді классификациялау

Қазақстанның жазықтық жерінде сортаң топырақтар төмен орналасқан нашар құрғатылған алқаптарда, ащы көлдердің жағалауында, өзендер аңғарында, көне өзен, теңіз террассаларында, кеуіп тартылып қалған көлдер орнында кездеседі.

Сортаң топырақтар мол мөлшерде тұздардың жиналуы әсерінен яғни сортаңдану процесі ықпалынан түзіледі. Сортаң топырақ түзілуі үшін біріншіден, ландшафта еркін күйінде тұздар пайда болуы, ал екіншіден, олардың топырақта жиналуы байқалуы керек.

Топырақ құрамына тұздардың түсу көздері келесідей:

• 
  тау жыныстарының үгілу процестерінің өнімдері;
  
• 
  құрамында тұздары мол аналық тау жыныстары;
  
• 
  жанартаулардың өнімдері;
  
• 
  желмен теңіздерден ұшып жер бетіне тұздар түсуі;
  
• 
  атмосферадан түсетін ылғалмен келуі;
  
• 
  минералданған (тұзы бар) ыза сулардың жер бетіне жақын орналасып физикалық немесе өсімдіктер арқылы булануы;
  
• 
  құрамында көп күлі және Na, Cl, S элементтері бар өсімдіктер ықпалы;
  
• 
  қайта сорлану процесі (дұрыс суландыру тәсілдерін қолданбағанда адам әрікетінен жүретін құбылыс).
  

Топырақтарда тұздардың жиналуы атмосферадан түсетін ылғалдың және оның булану мөлшеріне байланысты. Егер булану мөлшері түсетін ылғал мөлшерінен артық болса ғана топырақта тұздар жиналады. Ал керісінше болған жағдайда топырақта шайылмалы ылғал режимі қалыптасып тұздар жиналмай, астыңғы терең қабаттарына өтіп кетеді. Әсіресе тұздар топырақта шөл, шөлейт аймақтарда мол жиналады.

Тұздардың жиналуына жер бедері де әсер етеді. Ойпат жерлерде сумен шайылған тұздар жиналады, ал дөң, көтеріңкі жер бедері бар алқаптар сумен шайылып тұздан тазарады.

Құрамында тұздары мол ыза су буланғанда топырақ кескінінде әр гектарға 500т тұз жиналуы, ал сортаңда өсетін өсімдіктер ыдырағанда әр гектарға 0,5т тұз тусуі мүмкін.

Сортаң топырақтың айрықша морфологиялық белгілері келесідей:

• 
  топырақтың тік кескінінің өн бойында жеңіл еритін тұздар жиынтығының белгілері болады, соның әсерінен топырақ қабаттарының түсі ақшылт тартады;
  
• 
  генетикалық қабаттарға әлсіз жіктеледі;
  
• 
  тұз қышқылы ерітіндісінен топырақ үстіңгі бетінен бастап қайнайды;
  
• 
  топырақ үстінде 0,5-1 см тұз қабыршақ болады.
  

Сортаң топырақтың өсімдік жамылғысы кедей болады. Онда тұзға төзімді галофит өсімдіктер (кермек, қара жусан,ши) өсіп, оның бетін 20-40%-ға дейін жабады. Кейде олардың үстінде тұзға төзімді астық тұқымдас шөптер өседі, ал өте тұзы көп сор топырақта өсімдік жамылғысы болмайды.

Сортаң топырақтың А қабаты жұқа болады. Одан кейін жеңіл еритін тұздар жиналған В қабаты орналасады. Осы қабат біртіндеп аналық тау жынысы қабатына ауысады (6 сурет).

Бұл топырақта қарашірінді мөлшері аз болады, үстіңгі қабатта оның мөлшері 0,5-1,5%, ал астынғы қабаттарда оның мөлшері күрт төмендейді. Азот және басқа қоректік элементтермен сортандар аз қамтамасыз етілген. Топырақ ортасының реакциясы сілтілі, алмаса сіңген катиондар көлемі 100г топырақта 10-20 м-экв., олардың құрамында Na, Mg иондары басым.

Бейтарап тұздармен сортаңданған топырақтардың физикалық ылғалдылық касиеттері жаман емес, өйткені, бейтарап тұздар топырақта коагуляция процесінің жүріп, жақсы микроқұрылым пайда болуына ықпалын тигізіп, топырақтың кеуектілігін және су өткізгіштігін жақсартады. Ал сілтілі тұздармен сортаңдаған топырақтардың касиеттері өте қолайсыз болады. Сілтілі топырақ реакциясы коллоидтарды бұзып, топырақтың құрылымсыз болуына әсерін тигізеді. Құрғак кезде бұл сортаңдар өте тығыздалған кесектерге жарылады, ал ылғалданғанда топырақ беті езіліп кетеді.

Сортаң топырақтар автоморфты және гидроморфты типтерге бөлінеді. Автоморфты сортаң топырақ екі типшеге бөлінеді. Олар: нағыз және тақырланған сортаң. Гидроморфты сортаңдар келесі типшелерге бөлінеді:

• 
  нағыз сортаң
  
• 
  шалғындық сортаң
  

• 
  батпақты сортаң
  

• 
  сор топырақ
  

• 
  жанартаулы- батпақты сортаң
  
• 
  төмпешікті сортаң
  

Сортаңдар түрлерге, тік кескінінде тұздардың жиналу сипатына байланысты 2-түрге бөлінеді:

6. 
   үстінен сортаңданған (тұздар 0-30 см үстіңгі қабатта жиналған);
   

• 
  терең сортаңданған (тұздар оның тік кесінінде үстінен бастап терең астынға қабаттарына дейін жиналған, 7 сурет).
  

• 
  қабыршақты (NaCl тұзы әсерінен қабыршақ пайда болады);
  
• 
  үлпілдеген (Na₂SO₄ тұзы әсерінен үлпілдек кристалдар пайда болған);
  
• 
  ылғалданған (CaCl₂ және MgCl₂ ылғал жұтқыш тұздары болып, әрқашан ылғалды болады);
  
• 
  қара сортаң (Na₂CO₃- тұзы әсерінен қарашірінді еріп топырақтың тік кескіні қараға боялған).
  

Ылғалды сортаң топырақтар гидроморфты немесе жартылай гидроморфты топырақтар қатарына жатады. Оның тік кескінінің генетикалық қабаттарға жіктелуі айқын байқалады. Ақ түсті сортаңданған А₂қабаты жақсы ажыратылады. Иллювальды В қабатында алмаса сіңген натрий иондары бар, реакциясы сілтілі болып келеді және топырақтың астыңғы қабаттарында карбонаттармен жеңіл еритін тұздар жиналған.

Ылғалды сортаң топырақтың түзілуі туралы тұжырымдаманы К.К.Гедройц (1912) және Т.И.Попов (1914) бірінші болып қалыптастырған. Осы тұжырымдама бойынша ылғалды сортаң топырақтар кебірлердің тұщыланып сілтісізденуінен түзілген. Кебір

топырақтардың үстіңгі қабаты мол ылғалданғанда оның құрамындағы натрий иондары сутегі ионына алмасып, топырақтың құрамындағы минералдар ыдырайды. Шала тотықтар топырақтың астыңғы қабатына шайылады , ал кремнезем тотығы сортаңданған қабатта жиналады. Сонымен бірге топырақтың органикалық заттары да төменгі қабаттарға жылжиды. Сөйтіп кебір қабат және кебірленген астыңғы қабаттың бір бөлігі ылғалды сортаңданған қабатқа айналады.

Ылғалды сортаң топырақтың құрылысы және басқа морфологиялық белгілері мынандай:

А₀- орман өсімдіктері немесе шөптесін өсімдіктер төсеніші; қалыңдығы 1-5 см.

А₁- қарашірінділі қабат. Қуаты 10-15 см. Түсі сұр немесе қошқыл сүр. Келесі қабатқа ауысуы анық байқалады.

А₂- элювиальды ылғалды сортаң қабат. Түсі ақшыл , күлгін қатпарланған немесе құрылымсыз, қарашіріндісіз қабат.

В- иллювиальды қабат. Күрең немесе қара- күрең түсті болады, тығыздалған, жаңғақша немесе призмалы құрылымды. Артық ылғалдану іздері – сұр- жасыл немесе тот басқан дақтар, темір конкрециялары байқалады. Қабаттың астынғы жағында карбонаттар , глей және түздар жиналғаны байқалады. Осы қабат біртіндеп аналық тау жынысы қабатына айналады.

Ылғалды сортаң топырақтың үстінгі А₁ қабатында 3-5% қарашірінді бар, ал А₂ – элювиальды ылғалды сортаң қабатта оның мөлшері күрт төмендейді. Үстіңгі қабатта топырақ ерітіндісі реакциясы қышқыл (рН 5-6), ал астыңғы В қабатында сілтілі болады. Алмаса сіңген катиондар көлемі үстіңгі қабатта 100г топыраққа шаққанда 15-20м-экв болса, А₂ қабатында ол 10-12м-экв-ке дейін кемиді. Алмаса сіңген катиондар құрамында А₁ және А₂ қабатында сутегі және алюминий иондары да бар. Иллювиальды қабаттың кеуектілігі және су өткізгіштігі жоғарғы қабатқа қарағанда төмен болады. Сондықтан ылғалдың астыңғы қабаттарға өтуі тежеліп, топырақтың үстіңгі бетінің артық ылғалдануы байқалады.

Ылғалды сортаң топырақтар үш типшеге бөлінеді . Олар:

• 
  шалғынды далалық;
  
• 
  шалғынды;
  
• 
  шалғынды- батпақты.
  

Шалғынды ылғалды сортаң топырақ үстіндегі шымды қабаттың қуатына байланысты келесідей түрлерге бөленеді: әлсіз шымданған – А₁ қуаты 5-10 см, орташа шымданған – А₁ қуаты 10-20см, терең шымданған- А₁ қуаты 20 см-ден үлкен.

Үстінгі А₁ қабаттағы қарашірінді мөлшеріне байланысты ылғалды сортаң топырақ түрлерге келесідей болып жіктеледі: аз қарашірінділі –3% дан аз; орташа қарашірінділі –3-6%; көп қарашірінділі ->6%.

Ылғалды сортаң топырақтың табиғи құнарлылағы төмен. Әсіресе, А₂ ылғалды сортанданған қабатта қоректік заттар аз. Үстінгі қабаттың реакциясы қышқыл . Сонымен бірге физикалық- ылғалдылық қасиеттері нашар. Сондықтан бұл топырақтар егістікке игерілмеген. Тек қана шалғынды ылғалды сортаң топырақтар, жақсы дамыған шөптесін өсімдік жамылғысы болса, шабындық немесе мал жайылымы ретінде пайдаланылады.

Бонитировка мақсаты – бір топырақтың екінші топырақтан өз қасиеттері бойынша артық не кемдігін ұпай түрінде көрсету.

Топырақ құндылығын салыстыру, оның құнарлылығын сандық бағалау ең алдымен жер ауыл шаруашылығындағы негізгі өндіргіш құрал. Сонымен қатар өз қасиеттерінің әртүрлілігімен ерекшеленетін болғандықтан қажет. Бұл маңызды жұмысты атқару үшін топырақ жайында нақты ғылыми білім, оны тиімді пайдалану үшін жердің потенциалды қорлары туралы топырақ бүркеуі туралы статистикалық мәліметтер қажет.

Мұның бәрі біздің елімізде топырақ бонитировкасын жүргізуді қажет етеді.

Топырақ бонитировкасы көрсеткіштері мыналарды анықтауға мүмкіндік тудырады.

6. 
   Әрбір шаруашылықтың топырақ бүркеінің сапасын өндірістік мүмкіншіліктерін бағалау
   
7. 
   Әр түрлі облыстардың, аудандардың, шаруашылықтардың егістік алқаптарының сапасын салыстыру
   
8. 
   Әртүрлі ауыл шаруашылық дақылдарын өсіру үшін қолайлы топырақтарды анықтау
   
9. 
   Топырақтың климаттық жағдайларды ескере отырып, ауыл шаруашылығын орналастыру және мамандануының қолайлы жағдайларын анықтау
   
10. 
    Топырақ сапасының негізінде ауыл шаруашылығы дақылдары өнімділігін жоспарлаудың ғылыми негізін қамтамасыз ету
    
11. 
    Жеке аудандардың, шаруашылықтардың, шаруашылықтың әрекетіне баға беру
    
12. 
    Шаруашылықтың әрекетке жер бөлудің тиімділігін жоғарылату
    

Қазақстанда топырақ бонитировкасының бірнеше әдісі ұсынылған. Ғылыми мекемелердің зерттеуімен, соның ішінде ЦСХИ Солтүстік Қазақстан топырақтарының бонитировкасының әдістемесі жасалынған. Бұл әдістеме бойынша бағалау объектісі болып топырақ әртүрлілігінің бонитировкалық ұпайын белгілі жағдайда ауыл шаруашылығы дақылдары өнімділігіне ықпалы жоғары қасиеттері және белгілерінің сандық көрсеткіші негізінде есептейді. Солтүстік Қазақстан топырақтары үшін ондаи қасиеттер мыналар.

6. 
   Қарашірінді горизонты қалыңдығы А+В₁ см
   
7. 
   А+В₁ горизонтындағы қарашірінді қоры т/га
   
8. 
   Механикалық құрамы (А горизонтындағы балшық мөлшері)
   
9. 
   Топырақтың кебірлену дәрежесі
   
10. 
    Карбонаттылығы
    
11. 
    Ащылануы
    

Мысалы. А+В₁ горизонты қалыңдығы эталон топырақта 60см 100 ұпай деп бағаланады, А+В₁-50см болатын топырақ әртүрлілігінің бонитет балы мынаған тең.

60 см – 100 ұпай

50 см – х х=50*100/60=83 ұпай

Осындай жолмен А+В₁ горизонтындағы қарашірінді қорының т/га бонитет ұпайын есептейді. Топырақ зерттеу деректерінде қарашірінді мөлшері процент есебімен көрсетіледі, ал бонитет ұпайын оның т/га есебіндегі қорымен шығарады. т/га есебінде қарашірінді мөлшерін есептеу үшін формула қолданылады:

I=h*v*p

һ - горизонт қалыңдығы, см

v - көлемдік массасы г/см³ осы горизонттың

р – қарашірінді мөлшері %

Қарашірінді қорын т/га жеке А горизонтына және В₁ есептейді.

Механикалық құрамын бағалау топырақтағы жоғарғы горизонтындағы физикалық балшық мөлшерімен жүргізіледі. Физикалық балшық мөлшері 52% топырақ 100 ұпай деп бағаланады. Осы эталоннан (52%) физикалық балшықтың 1%-ке жоғарылауы не кемуі бағалау ұпайын 2-ге кемітеді. Мысалы: бағаланатын топырақтың А горизонтында физикалық балшық 60%, яңни эталон топырақтан 8%-ке жоғары механикалық құрамы бойынша ұпайы 100-(8*2)=84 ұпай.

Топырақтағы А горизонтында физикалық балшық 42%, яғни эталон топырақтан 10%-ке төмен ұпай саны 10-(10*2)=80 ұпай. Үш көрсеткіш бойынша топырақтың ұпай санының орташа көрсеткішін былай есептейміз. Мысалы. Горизонт қалыңдығы бойынша 100 ұпай қарашірінді мөлшері бойынша 98 ұпай механикалық құрамы бойынша 96 ұпай

100+98+96/3=98 ұпай

Кебірленуін түзетукоэфициентін ендіру арқылы шығарамыз.

Сәл кебірленген түзету коэфициенті 0,9

Орташа кебірленген – 0,8

Жоғары кебірленген – 0,6

Карбонатты топырақтар үшін түзеті коэфициенті 0,95

Ащыланған топырақтар үшін түзету коэфициенті төмендегідей.

Сәл ащыланған – 0,8

Орташа ащыланған – 0,6

Ащылануы жоғары – 0,3

Сорлар – 0,1

Топырақ әртүрлілігінің нақты ұпай саны орташа ұпай санын түзету коэфициентіне көбейту арқылы шығарамыз.

Ауданның, шаруашылық топырақ бүркеуін бағалау үшін мына формуланы қолданамыз.

В_орташа=В₁Р₁+В₂Р₂+т.с.с./Р₁+Р₂+т.с.с.

Мұнда: В_орташа- топырақ бүркеуінің орташа бағалық ұпайы

В₁- топырақ әртүрлілігінің бонитет ұпайы

Р₁- топырақ әртүрлілігінің ауданы

Н.4.02-02
Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі

Ш.Уәлиханов атындағы Көкшетау мемлекеттік университеті

БЕКІТЕМІН

ОӘК шешімімен

Төраға

Молдагулова Б.А.

Өсімдік шаруашылығы, топырақтану және агрохимия кафедрасы

Мемешов Сансызбай Койшыбайулы

5В080100-Агрономия

Көкшетау 2012 ж.

Өсімдік шаруашылығы, топырақтану және агрохимия кафедрасының отырысында бекітілген

«_01___» ___09____________ 2012 ж. /№ _1_________хаттама/
Кафедра меңгерушісі Мемешов С.Қ.

.

С. Садуакасов атындағы Аграрлы техникалық институт оқу-әдістемелік комиссиясымен мақұлданған

2. Тау жыныстарын түзуші минералдарды және агрорудаларды ажырату және минералдардың кейбір қасиеттерін сипаттау.

Топырақтың туынды минералдарын 4 топқа бөледі. Монтмориллиниттік (монтмориллоний, бейделлит, нонтронит т.б.) каолиниттік (каолинит, диккит, галлуазит) гидрослюдалар және жартылай тотық минералдар (гематит, бемит, гидрогиллит, гетит т.б). Бұл аталған туынды минералдар ішінді сіңірімділігі ең жоғарысы монтмориллонит, ең төмені каолинит тобындағы минералдар. Барлық аталған туынды минералдар кристал табиғатты. Аморфты минералдар және басқа заттар ішінен сіңірімділігі маңызды заттар аллофон, бос күйіндегі кремний қышқылы, аморфты жартылай тотықтар, әртүрлі қышқылдар және олардың тұздарын атауға болады.

Минералдар диагностикасы физикалық қасиеттерінің жиынтығына байланысты (түсі, жылтырлық, жымдастық, қаттылығы, қышқылдардан қайнауы).

Түс – маңызды диагностикалық белгі болып табылады. Кейбір минералдардың түсі тұрақты (пирит, малахит, алтын). Көпшілік минералдарда бұл белгі тұрақсыз болады.

Метал жылтырлығы бар минералдар түсінің атауына қосымша кең таралған метал атауы бірге аталынады (мыс қызыл). Минералдар бояуы негізінен сол бояудың тасымалдаушысы болып табылатын минералдың химиялық құрамына және элементтер қосындысына байланысты (темір, кобальт, мыс, т.б.). Сызық түсі (ұнтақ күйіндегі минерал түсі), көпшілік минералдардың үгітілген, немесе ұнтақ күйіндегі түсі тас тәріздес күйіндегі түсінен өзгеше. Тегіс емес ақ түсті фарфор пластинкасын минерал кесегімен сызу арқылы, минерал ұнтағын алуға болады. Егер минерал қаттылығы фарфор пластинкасының қаттылығынан жоғары болса пластинка бетінде сызат қалдырады, ал керісінше болса сызық (ұнтақ) қалады.

Жылтырлық – бұл минерал бетінің жарық (сәуле) шағылыстыру қасиеті. Бұл белгісіне байланысты минералдарды екі топқа бөледі: металдық жылтырлық және металдық емес жылтырлық.

1. Металдық-жылтырлық жаңа сынған (омырылған) метал жылтырлығын еске түсіреді, әр түрлі метал рудаларына тән (пирит, магнезит), табиғи тума (алтын) түрінде кездесетін элементтерде де байқалады. Бұл топқа жартылай металдық жылтырлығы бар (графит, т.б.), метал жылтырлығына жақын, бірақ ондай айқын емес минералдар жатады.

2. Металдық емес жылтырлық бірнеше түрге бөлінеді:

• 
  алмаз тәріздес – айқын, ұшқын атқан жылтырлық, алмаз, мырыш алдамшасына тән;
  
• 
  Шыны тәріздес – шыны бетінің жылтырлығын еске түсіреді, бұл түрге көпшілік минералдар кіреді (тау хрусталі, кальцит т.б.);
  
• 
  Құлпырма жылтырлық бірнеше құлпырып тұрады слюда, талькте байқалады;
  
• 
  Жібек тәріздес – жібек жіптерінің жылтырлығы тәріздес талшық және ине тәріздес құрылысты минералдарда байқалады (ине тәріздес гипс);
  
• 
  Майлы – минерал бетінің май жаққандай болуымен сипатталады. Жұмсақ минералда (тальк) байқалады;
  
• 
  Солғын – бетінің жылтырамауымен сипатталады (боксит, каолин т.б.). Жылтырлықты жаңа сынған (омырылған) минералға қарап анықтайды;
  

Минералдар жымдастығы бойынша бес түрге бөлінеді:

Аса жетілген - минерал жеке жапырақшаларға және пластинкаларға өте оңай (тырнақпен) ыдырайды. Айна тәріздес жылтыр тегіс жымдастық пайда болады (слюда, гипс т.б.);

Жетілген – ақырын соққы әсерінен бөлшектенеді, бөлшек беттері тегіс кейбір бөліктерінде тегіс болмауы мүмкін (кальцит, галит);

Орташа – пайда болған бөлшектердің тегіс және тегіс емес жымдастығы орташа бірдей мөлшерде;

Жетілмеген –минералды бөлшектегенде бөлшек беттері негізінен тегіс емес белгілі бағытсыз сынады;

Аса жетілмеген – минералдар еш бағытсыз сынады (кварц).

Қаттылық – бұл сыртқы механикалық әсерлерге минералдың (қарысу) кедергі жасау дәрежесі. Оны Моос шкаласының келісімді бірлігі бойынша анықтайды.

Минералдардың жаңа сынған (омырылған) бетіне қаттылық шкаласының эталон минералының сүйір-өткір бұрышымен сызық жүргізеді. Анықтауды қаттылық шкаласының ең жұмсақ минералымен бастайды, минерал қаттылығына байланысты біртіндеп ілгерілейді. Егер Моос шкаласының минералы сыналушы минералдан жұмсақ болса сызық қалдырады, ал керісінше болса сызат қалдырады.

1 кесте -Минералдардың қаттылық шкаласы

Қаттылығы	Эталон минерал	Басқа минералдар
1.	Тальк
2.	Гипс
3.	Кальцит
4.	Флюорит
5.	Апатит
6.	Ортоклаз
7.	Кварц
8.	Топаз
9.	Корунд
10.	Алмаз

Қышқылдардан қайнау карбонаттар тобының минералдарына тән. Қайнау 5-10 % НСІ ерітіндісімен әсер еткенде байқалады. Айырылу реакциясы жүреді, көмір қышқыл газы бөлінуі қосар жүреді:

СаСО₃ + 2HCl=CaCl₂ +H₂O+ CO₂

Көмір қышқыл газы бөлінгенде қайнау байқалады. Қайнауды анықтау үшін жаңа сынған (омырылған) минерал бетінде 5% НСІ ерітіндісінен тамшылатқыш арқылы бірнеше тамшы түсіреміз.

Мысалы : Кварц қаттылығы -7, тығыздығы -2,6-2,8г/см³, жылтырлығы – шыны тәріздес, түсі – түссіз, ақ, сары, қызғылт, қара, суда ерімейді, қышқылдармен реакцияға түспейді.

Кальцит қаттылығы -3, тығыздығы -2,7г/см³, жылтырлығы шыны тәріздес, түсі – түссіз, ақ, сарғыш, көгілдір, суда ерімейді, қышқылдардан қайнайды

CaCO₃ + 2HCl =CaCl₂ +H₂CO₃
2 кесте - Химиялық құрамы бойынша минералдар классификациясы.

Минерал атауы	Химиялық формуласы	Шығу тегі	Маңызы
1	2	3	4
Жай қосындылар (табиғи кесек элементтер)
Күкірт	S	Магмалық, метаморфтық биологиялық	Улы химикат, микротыңайтқыш ретінде сирек қолданады.
Сульфидтер
Пирит	FeS2	Магмалық метаморфтық гидротермальды шөгінді	Ылғалдылығы жоғары топырақтарда жиналады (ақшыл дақтар).

2- кестенің жалғасы

1	2	3	4
Галоидтар (галоген тұздары)
Галит	NaCl	Шөгінді	Сортаң топырақтарда жиналады, топырақ құнарлығын төмендетеді.
Сильвин	KCl	Шөгінді	Калий тыңайтқыштарын өндіруге қолданылады.
Карналлит	KCl*MgCl2 *6H2O	Шөгінді	Калий-магнийлі тыңайтқыштар өндіруге қолданылады.
Тотықтар мен гидрототықтар
Кварц	SiO2	Магматикалық Гидротермалды Шөгінді	Жыныс түзуші минерал, кварцтың басым болуы топырақ құнарлығын төмендетеді
Опал	SiO2*nH2O	Шөгінді	Жыныс түзуші минерал, топырақта гель түрінде жиналады
Гематит	Fe2O3	Метаморфтық	Жыныс түзуші минерал, фосфат-иондарын өсімдік үшін сіңімсіз формаға байланыстырады.
Лимонит	Fe2O3*nH2O	Шөгінді	Жыныс түзуші минерал, фосфат-иондарын өсімдік үшін сіңімсіз формаға байланыстырады.
Боксит	Al2O3*nH2O	Шөгінді	Жыныс түзуші минерал, фосфат-иондарын ерімейтін қосылыстарға байланыстырады.
Оттектік қышқылдар тұздары
Кальцит	CaCO3	Биологиялық, метаморфтық	Топырақ құрылымының түзілуіне ықпал етіп, қарашірік жоғалуын азайтады, қышқыл топырақтарды әктеуде қолданылады
Доломит	CaCO3* Mg CO3	Шөгінді, метаморфтық	Топырақ құрылымының түзілуіне ықпал етіп, қарашірік жоғалуын азайтады, қышқыл топырақтарды әктеуде қолданылады
Сода	Na2CO3*10H2O	Шөгінді	Тұзданған топырақтарда жиналады. Сілтілікті жоғарылатып, топырақ құнарлығын төмендетеді

2- кестенің жалғасы

• 
  Минералдардың негізгі қасиеттерін сипаттап беріңдер.
  
• 
  Химиялық құрамы бойынша минералдар қандай топтарға бөлінеді ?
  
• 
  Минералдардың маңызы және топырақ қасиеттеріне әсері қандай?
  

1. 
   Тау жыныстарының негізгі сыртқы белгілерін сипаттау, зерттеу нәтижесі бойынша тау жыныстарының үлгілік коллекциясын топтарға бөлу (магмалық, метамофтық, шөгінді).
   
2. 
   Магмалық, метаморфтық, шөгінді тау жыныстарын классификациялау негізімен танысу (1, 2, 3 кесте).
   
3. 
   Тау жыныстарының коллекция үлгілерін сипаттап беру, кестелерді қолдану және тау жыныстарының сыртқы белгілерін ажырату.
   

Тау жынысы – дегеніміз, жер қыртысын құраушы минералдық бір тектес заттар. ПЕТРОГРАФИЯ - тау жыныстарын зерттейтін ғылым.

Жер қабаттарын құрайтын барлық тау жыныстары үш топқа бөлінеді: магмалық, метаморфтық, шөгінді тау жыныстары.

Магмалық жыныстар. Магмалық жыныстар дегеніміз, жер астынан балқып шыққан тас заттардың, яғни магманың қатаюынан пайда болған тау жыныстары.

• 
  Мономинералдар – құрамында бір ғана минерал бар (мысалы, мрамор құрамында кальцит минералы ғана бар);
  
• 
  Полиминералды - құрамында бірнеше минерал кіреді.
  

• 
  Түйіршікті, немесе толық кристалданған;
  
• 
  Афаниттік – қарусыз көзбен көрінетін, кристал түйіршіктері жоқ;
  
• 
  Шыны тектес – аморфты, кристалданбаған зат (вулкандық шыны);
  
• 
  Порфирлік шыны тектес немесе жасырын кристалды зат жеке кристал түйіршіктерінің бедері байқалады;
  
• 
  Пегмативтік – қосындының екі компонентінің біз мезетте кристалдануынан пайда болады. Минералдар өскін тәрізді болып көрінеді.
  

• 
  Тереңдік (интрузивтік) егер магма жердің ішкі қабатында қалатын болса, ол келешекте бірте-бірте суынады да, оның жақсы кристалдануына мүмкіншілік туады, сондықтан тереңдік магмалық жыныстарда түйіршік кристалды құрылыстар пайда болады;
  
• 
  Салалы – магма бұрын пайда болған тау жыныстарының жарықшақтарында суынып қатайғанда пайда болады (пегматиттер);
  
• 
  Төгілме (эффузивтік) егер магма жер бетіне төгілсе, ол тез салқындайды да, көбінесе кристалсыз шыны немесе порфир құрылыс түзіледі. Олардан төгілмелі жыныстардың вулкандық түрлері пайда болады.
  

Өздерінің жаратылысына қарай шөгінді жыныстар үш түрге бөлінеді:

1. механикалық шөгінділер

2. балшық тектес шөгінділер (0,01 мм ұсақ)

3. химиялық және биохимиялық шөгінділер
4 кесте - Шөгінді тау жыныстары классификациясы

№ п/п	Тау жыныстары	Бөлшектер диаметрі, мм	Жыныстардың атауы
			Бос күйінде		кіріккен
			Жұмырланбаған	Жұмырланған	Жұмырланбаған	Жұмырланған
1	2	3	4	5	6	7
1	Кесек шөгінділер (псефитер)	100-10	Тоң кесектер ұсатылған тас қиыршық	Қойтас		конгломерат
2	Орташа шөгінділер (сынықтар)	2-0,05	құм		құмтас	құмтас
3	Шаң тәріздес (алевтиттік)	0,05-0,01	Лесстер, лесстектес құмбалшықтар, Вулкан күлдері (алевриттер)			Алевролиттер.

6. 
   Механикалық жолмен (үгілу, ұсатылу әсерінен) пайда болған кесекті шөгінділер механикалық болып саналады. Мысалы құм, қиыршықтас, малтатас, қойтас және осы айтылғандардың біріккен түрі құмтас, женттас, конгломерат т.б. механикалық шөгіндіге жатады;
   
7. 
   Балшық тектес диаметрі 0,01 мм-ден кіші түйіршіктерден құралған. Физикалық әсерлерден шағылып немесе химиялық іруден пайда болады;
   
8. 
   Химиялық және биохимиялық шөгінді жыныстар, химиялық бұзылудан және жануарлар мен өсімдіктердің тіршілік әрекетінен бұзылып шөгеді. Химиялық құрамына қарай былай бөлінеді:
   
9. 
   Карбонаттық (известняк, доломит);
   
10. 
    Кремний тектес (диатомиттер, трепельдер);
    
11. 
    Күкірт қышқыл (мирабилит, гипс, ангидрит);
    
12. 
    Темір тектес (сидерит, темір рудалары, пирит);
    
13. 
    Фосфатты (фосфориттер);
    
14. 
    Көміртектес, немесе жанғыш, қазбалар (торф, қазба көмірлер, жанғыш тақта, мұнай)
    

Барлық метаморфтық тау жыныстарының құрылысы кристалданған. Түйіршіктер пішіні жапырақ, қабықша және ине тәріздес болуы мүмкін.

Текстура. Жыныстың құралуы, яғни жыныс құрамына кіретін минералдардың орналасу тәртібі және тығыздық дәрежесі төмендегідей болады:

• 
  Жолақты – минерал құрамы, қалыңдығы әртүрлі жолақтардың кезектесін орналасуы;
  
• 
  Талшықты – көпшілік талшық тәріздес кристалдардың түйісіп-айқасып орналасу;
  
• 
  Қомақты – беріктігі жақсы тығыз минерал түйіршіктері;
  
• 
  Тақталанған – созыңқы пішінді минералдардың параллель орналасуы.
  

2. Тау жыныстарының құрылысының және текстурасының негізгі түрлерін сипаттап беріңіздер?

3. Магмалық, метаморфты, шөгінді тау жыныстары қандай жолдармен пайда болады?

Зертханалық жұмыс №3
ТОПЫРАҚ ТҮЗУШІ ЖЫНЫСТАР
Жұмыс мақсаты: Негізгі топырақ түзуші жыныстармен танысу, қасиеттерін, классификациясын және өз бойында дамушы топырақтардың сапасына әсерін анықтау.

Тапсырма.

1. Топырақ түзуші жыныстардың классификациясы негізімен танысу (6 кесте);

2. Жыныстар коллекциясымен және анықтағышпен танысу, кесте қолданып қасиеттерін сипаттау.

3. Қазақстанның негізгі топырақ түзуші жыныстарын анықтап атау.

12. 
    біртекті (шығу тегі және механикалық құрамы бір);
    
13. 
    қостекті (2 қабаттан құралған);
    
14. 
    көптекті (шығу тегі және механикалық құрамы әртүрлі 2-ден артық қабаттан құралған);
    

Химиялық құрамына қарай топырақ түзуші жыныстар былайша бөлінеді:

• 
  карбонатты (HCl-нан қайнайды);
  
• 
  лезде еритін тұздармен қаныққан;
  
• 
  гипсті (құрамында созыңқы сары кристалл түріндегі гипс бар);
  
• 
  глейленген (өте ылғалды, байланысты, көк жасыл түсті балшық топырақ оның түсі құрамында темірдің шала тотық тұздарының көп болуына байланысты);
  
• 
  карбонатсыз (HCl-нан қайнамайды).
  

6-Кесте -Топырақ түзуші жыныстарды анықтағыш

6- кестенің жалғасы

6- кестенің жалғасы

6-кестенің жалғасы

• 
  Қандай жыныстар топырақ түзуші деп аталады? Олардың классификациясына не негіз болады?
  
• 
  Олар топырақ қасиеттеріне қалай әсер етеді, олардың химиялық құрамы құралуы?
  
• 
  Аллювиальды, эолды, элювиальды жыныстардың негізгі ерекшеліктері қандай?
  
• 
  Топырақ дамуына қандай жыныстар қолайлы, неліктен?
  
• 
  Қазақстанда кездесетін негізгі топырақ түзуші жыныстарды атап беріңіздер.
  

1. Морфологиялық белгілерді білудің құндылығын анықтау.

2. Монолитті сипаттауға дағдылану.

Қажетті құралдар мен материалдар: Топырақ үлгілері, монолиттер, топырақ құрылымы үлгілері.

Қажетті құралдар мен материалдар: Топырақ үлгілері, монолиттер, топырақ құрылымы үлгілері, Захаровтың бояу түсі ұшбұрышы, кестелер.

Тапсырмаға түсініктеме.

Топырақты зерттеудің маңызды бөлімі топырақ кескінін морфологиялық (сыртқы) белгілеріне қарай сипаттау.

Морфологиялық белгілері арқылы топырақты жыныстан, бір топырақты басқа топырақтардан айыруға және топырақ түзілу процесінің бағытын, оның байқалу дәрежесін ажыратуға болады.

Топырақтың құрылысы – топырақтың генетикалық қабаттарының вертикал бағытта кезектесіп орналасуы. Топырақтың генетикалық қабаттарының геологиялық қабаттардан айырмашылығы олардың бір-бірімен тығыз байланыстылығында. Топырақ қабаттарында ауа, су, жылу, еріген тұздар және газдар бір қабаттан екінші қабатқа өтіп жиі алмасып отырады. Мынадай генетикалық қабаттарға бөледі.

Топырақты қабаттарға бөлгенде қабаттар алмасуына көңіл бөлу керек. Бір қабаттан екінші қабатқа алмасу сипатына қарай түзу, түзу емес, біртіндеп, анық және бірден деп бөлінеді. Бір қабат бояуының екінші қабат бояуына алмасуы 5 см созылса біртіндеп алмасу, 2-5 см анық, 2 см ге дейін бірден алмасу деп аталынады.

Топырақ түсі көзге ең бірінші байқалатын морфологиялық белгі. Басқа белгілерді ескере отыра топырақ түсі топырақтың типін анықтайтын негізгі белгі. С.А. Захаровтың анықтауы бойынша топырақ бояуы негізінен төмендегі қосындылардың үш тобына байланысты: 1) гумус; 2) темір қосындылары; 3) кремний қышқылы, көмір қышқыл әк пен каолин. Гумусты заттар қара, күңгірт сұр және сұр бояу береді.

Топырақ құрылымы – топырақ бөлшектене алатын түйіршіктер (агрегаттар). Олар бір-бірімен байланысқан механикалық элементтер және ұсақ агрегаттар. С.А. Захаровтың анықтауынша, негізгі үш құрылым типі бар: 1) Куб тәріздес – құрылым бөлшері бір – біріне перпендикуляр үш ось бойымен қалыптасқан; 2) призма тәріздес – бөлшектер негізінен вертикаль ось бойымен қалыптасқан; 3) тақта тәріздес – бөлшектер негізінен горизонталь екі ось бойымен қалыптасқан (7-кесте).

Бірігуі — тығыздықпен кеуектіліктің сыртқы байқалуы. Ол механикалық құрамына құрылымына топырақ фаунасының әрекеті және тамыр жүйесінің жетілуіне байланысты. Тығыздық дәрежесіне қарай топырақтарды былай бөледі: құйма, тығыз, қопсынды, бытыраңқы.

Кеуектілік құрылым бөлшектерінің ішіндегі және олардың арасындағы түтіктердің көлемі мен мөлшеріне байланысты.

Жаңа жарандылар — пішіні және химиялық құрамы әртүрлі заттардың жиналуы. Физикалық, химиялық, биологиялық процесстердің әсерінен және өсімдіктер мен жануарлардың тіршілік ету әрекетінен химиялық және биологиялық текті жаңа жарандылар жиналады.

Химиялық жаңа жарандыларды пішініне қарай былай бөлшектейді:

1. Жарғақтар мен қонымдар — топырақ бетіне жұқа пленка түрінде шыққан химиялық заттар.

2. Қабыршақтар, жұғындар — топырақ бетінде немесе жарықшақтарында жұқа қабат түрінде болады.

3. Арна, түтікше — құрт жолдары мен тамырлар жолдарына толған химиялық заттар.

4. Қабаттық — қабаттарда көп мөлшерде жиналады.

Топырақтағы жаңа жарандылар арқылы генезис және агрономиялық қасиеттерін бағалауға болады.

Егер жаңа жарандылар — топырақ түзілу процесі кезінде емес жаңа түзілген болса, онда ол агрономиялық қолайсыз қасиеттерге нұсқайды.

Кіріспелер — топырақ қалыптасу процесіне қатыссыз органикалық және минералдық заттар. Бұларға өсімдік қалдықтары, көң, жануарлар сүйектері, жыныстар сынығы, археологиялық қазбалар, кірпіш, көмір тағы сол сияқты заттар жатады.

2. Топырақ кескіні дегеніміз не?

3. Топырақтың құрылым классификациясы?

4. Жаңа жарандылар топырақ қасиеттеріне қалай әсер етеді?

1. 
   «Гранулометриялық элемент», «гранулометриялық элементтер фракциясы» - деген ұғымдарға анықтама беру.
   
2. 
   Фракциялар құрамына енетін гранулометриялық элементтерді (топырақ қаңқасы, ұсақ топырақ, физикалық балшық) ұғыну;
   
3. 
   Зертханалық талдау негізінде жазық жерде түзілген топырақ пен кебір топырақтың (9-кесте) гранулометриялық құрамын анықтау, гранулометриялық құрамына байланысты классификациялау.
   
4. 
   Қасиеттеріне байланысты жеңіл құмбалшықты және балшықты топырақтарды айыра білуге үйрену.
   
5. 
   Кестелерді қолдану арқылы топырақтың гранулометриялық құрамын танап басында қолданылатын әдістер арқылы анықтау.
   

Топырақ және топырақ түзуші жыныстардың қатты фазасы әртүрлі көлемді бөлшектерден құралған бұлар гранулометриялық элементтер деп аталынады.

Гранулометриялық элементтер топырақтарда бос немесе агрегаттарға біріккен күйінде болады. Гранулометриялық элементтерді сандық анықтау гранулометриялық талдау деп аталады.

Гранулометриялық элементтердің қасиеттері мөлшеріне тәуелді өзгереді. Мөлшері немесе қасиеттері жақын бөлшектерді фракцияларға біріктіреді. Мөлшері бойынша бөлшектерді фракцияларға топтау гранулометриялық элементтер классификациясы деп аталынады.

Н.А.Качинский бойынша келесі фракцияларды айырады (8-кесте).

Мөлшері 0,01 мм–ден ұсақ барлық гранулометриялық элементтер қосындысын физикалық балшық деп атайды, ал 0,01 мм-ден ірі бөлшектерді физикалық құм деп атайды. Сонымен қатар 1 мм-ден ірі барлық бөлшектер топырақтың қаңқа бөлігі деп аталады, 1 мм-ден ұсақ бөлшектер топырақтың ұсақ бөлігін құрайды.

Жеке фракциялар топырақтар мен жыныстардың қасиеттеріне әртүрлі ықпал етеді. Бұл фракциялардың әртүрлі минералогиялық, химиялық құрамымен, олардың әртүрлі физикалық, физика-химиялық қасиеттерімен түсіндіріледі.
8-кесте – Топырақтың гранулометриялық элементтерін ірілігіне қарай классификациялау

Фракция	Фракция мөлшері, мм
Тастар	>3
Қиыршық тас	3-1
Құм: ірі	1-0,5
орташа	0,5-0,25
ұсақ	0,25-0,05
Тозаң: ірі	0,05-0,01
орташа	0,01-0,005
ұсақ	0,005-0,001
лай: ірі	0,001-0,0005
майда	0,0005-0,0001
коллоидтер	0,0001

Салыстырмалы түрде топырақ немесе жыныстағы гранулометриялық элементтер құрамы гранулометриялық құрам деп аталынады (9-кесте).

Қандай фракцияның басым болуына тәуелді 10-кестеде көрсетілген топырақ атауына, сол фракция атауы қоса айтылады. Мысалы: Кәдімгі қара топырақтың құрамында 60,7% физикалық балшық (0,01 мм ұсақ гранулометриялық элементтер) бар. Топырақ атауы: орташа құмбалшықты қара топырақ.

Топырақ гранулометриялық құрамының барлық топтарын бірқатар белгілер бойынша анықтауға болады. Бұл белгілерді білу және жеткілікті машықтық болғанда, танап басында топырақтың гранулометриялық құрамын жылдам және нақты анықтауға мүмкіндік туады.

2. Қандай фракциялардың ылғалды ұстауы, су өткізгіштігі, коагуляцияға қабілеттілігі, топырақта жүретін құрылым түзілу, физико-химиялық процесстерге қатысуы жақсы ?

3. Топырақ гранулометриялық құрамы классификациясы қандай бөлшектер мөлшерімен анықталады ?

4. Топырақтар мен жыныстардың гранулометриялық құрамы зертханалық жағдайда және танап басында қандай жолдармен анықталады ?

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.

8. 
   Гумин қышқылдары.
   
9. 
   Фульво қышқылдары.
   
10. 
    Гумин.
    

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.

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 ?

1. Топырақ колллоидтарының құрылысы мен қасиеттеріне сипаттама беру.

2. Топырақтан минералды коллоидтарды алып, қасиеттерін зерттеу.

3. Топырақтан органикалық коллоидтарды бөліп алу.

4. Әртүрлі электролиттердің әсерімен коллоидтардың пептизация, коагуляция құбылыстарын зерттеу.

Қажетті құралдар мен материалдар: Қара топырақ, алюминий стакан, диаметрі 1мм торкөздер, 250 мл колбалар, воронкалар, қағаз сүзгі, электр плитка, дистилденген су, 0,1 H NaOH, 0,1 H H₂SO₄

Тапсырмаға түсініктеме.

Топырақ күрделі табиғи дене, бір—бірімен тығыз байланысқан қатты, сұйық және газ тәрізді фазалардан құралған, топырақтың қатты фазасы электронды микроскоп арқылы ғана көрінетін бөлшектерден құралған. Бөлшектердің жеке топтары минералдық, химиялық құрамы және физикалық қасиеттерімен ерекшеленеді. Күлдік қоректің көпшілік маңызды элементтері ұсақ фракцияларда шоғырланған. Майда фракциялар маңызды дәрежеде топырақтың басты қасиеттерін анықтайды. Бұлардың ішінде коллоид бөлшектер маңызды орын алады, бұлардың мөлшері (Гедройц К.К. бойынша) 0,2 микроннан ұсақ (0,0002 мм).

Топырақ коллоидтары органикалық, минералдық және органо-минералдық болуы мүмкін. Органикалық коллоидтарға гумин қышқылдары және фульвоқышқылдары жатады. Минералдық коллоидтарға—балшықтық минералдар (гидрослюда, каолинит, монтмориолинит және т.б.) темір гидрототығы және алюминий гидрототығы жатады.

Топырақта коллоидтар ірі бөлшектердің ұсақталуы немесе молекулярлық деңгейде ұсақталған заттардың қосылуы нәтижесінде пайда болады.

Ұсақталған дене дисперсиялық орта құрады (бөлшектерден жиналған сұйық, газ тәрізді немесе қатты заттар). Топырақ ерітіндісі топырақта дисперсиялық орта болып табылады. Ұсақталған коллоид бөлшектер электрлік зарядқа ие. Негізінен барлық топырақ коллоидтары теріс зарядты, тек темір және алюминий гидрототықтары оң немесе теріс зарядты болулары мүмкін.

Егер коллоид бөлшектер үлкен көлемде (топырақ ерітіндісі) біркелкі таралып бір—бірінен дараланып тұрса, онда коллоидтардың мұндай күйі золь деп аталады. Бұл мысалда су дисперсиялық орта деп, ал онда таралған қатты бөлшектер—дисперсиялық фаза деп аталынады.

Коллоид бөлшектердің дараналып тұруы электрлік зарядтың және бөлшектер бетіндегі су қабыршағының болуына байланысты. Электрлік заряд олардын тебілуіне, ал су қабыршағы жабысып қалуына кедергі жасайды.

Кептіру, тұздар қосу, қыздыру нәтижесінде коллоид бөлшектердің заряды және су қабыршағы кішірейеді, олар бірігіп үлпілдек тұнба түзуі мүмкін. Коллоид жүйе золь күйінен келесі күй гель-ге ауысады. Коллоид бөлшектердің бірігу коагуляция деп, ал оның соңынан жүретін тұну—седиментация деп аталынады.

Коагуляция жүретін тұздардың ең төмен концентрациясы коагуляция шекарасы деп аталынады, катиондар әртүрлі коагуляциялық қасиетке ие, ол валенттілікпен атомдық салмақтың жоғарылауымен артады. Коагуляциялық қасиетіне қарай катиондарды мынадай қатар түрінде көрсетуге болады: Na⁺, K⁺, NH₄⁺, Mg⁺, Ca⁺, H⁺, Ge⁺⁺⁺, Al⁺⁺⁺, мұнда Na ең әлсіз, ал алюминий ең күшті коагулятор болып табылады. Гель—ден зольға айналу қайтарма процесі пептизация деп аталынады.

Егер коллоидтар гель күйінен золь күйіне айнала алмаса коагуляция қайтарымсыз деп аталынады. Егер коллоидтар золь-дан гель-ге айналып қайтадан бастапқы күйіне келе алатын болса, онда мұндай коагуляция қайтарымды деп аталынады.

Коллоид бойындағы су мөлшеріне қарай оларды екі топқа бөледі: гидрофильді және гидрофобты.

Гидрофильді коллоидтарда су мөлшері көп, сондықтан олардың коагуляциясы үшін коллоидтардағы су мөлшерін азайту қажет.

Гидрофобты коллоидтардың су қабыршағы жұқа, олардың коагуляциясын әлсіз концентрациядағы тұздармен жүргізуге болады.

Гидрофильді коллоидтарға органикалық коллоидтар жатады, гидрофобты-ға—темір гидрототығы, каолинит тобындағы минералдар жатады.

Топырақта коллоидтар негізінен коагуляцияланған түрде болады. Ылғалды топырақта коллоидтардың тек аз ғана бөлшегі золь күйінде болады. Егер гель суда ерімесе золь күйіне айналмаса, онда оларды ұсақтағандағы құрылымдық бөлшектер суға төзімді деп аталынады. Суға төзімді құрылымға көпшілік қара топырақтар ие. Егер гель суда золь күйіне ауысса, онда топырақ бөлшектері ыдырап өзінің бастапқы формасын жоғалтады.

Лабораториялық жұмысты орындау кезінде студенттер:

• 
  Минералды коллоидтар алуға.
  
• 
  Органикалық және минералды коллоидтардың коагуляция және пептизация құбылыстарымен танысуға және бұл процесстерге әртүрлі катиондардың әсерімен танысуға тиісті.
  

Топырақта коллоид күйінде темірдің және алюминийдің гидрототығы болуы мүмкін. Темір гидрототығының коллоид ерітіндісін алу үшін әйнек стаканға (100 мл) 50 мл 0,1Н FеCl₃ ерітіндісін құямыз. Түсін анықтаймыз және лакмус қағазымен орта реакциясын анықтаймыз, содан кейін ерітіндіні электроплиткада қайнағанынша қыздырамыз. Түсінің, мөлдірлігін және орта реакциясының өзгеруін бақылаймыз. Нәтижесін және реакцияны дәптерге жазыңыздар.

7 пробиркаға бірдей мөлшерде органикалық коллоид құямыз, барлық пробиркаға 5 мл ден төмендегі электролиттер ерітіндісін құямыз.

NaCl, KCl, NH₄Cl, HCl, MgCl₂, CaCl₂, FeCl₃ (ерітінді концентрациясы 0,1Н). пробиркалардағы ерітінділерді шайқап коагуляцияны бақылап кестеге жазамыз.
16-кесте- Органикалық коллоидтар коагуляциясы

№ пробирка	Коллоидтар	Электролит	Коагуляция
1.	Органикалық коллоидтар	KCl
2.	Органикалық коллоидтар	NaCl
3.	Органикалық коллоидтар	HCl
4.	Органикалық коллоидтар	NH4Cl
5.	Органикалық коллоидтар	MgCl2
6.	Органикалық коллоидтар	CaCl2
7.	Органикалық коллоидтар	FeCl3

Нәтижесін, әртүрлі катиондардың коагуляциялау қасиетін дәптерге жазыңыз.

Әртүрлі катиондардың топырақ коллоидтарына коагуляциялау және пептизациялау әсері.

Үш стаканға бірдей мөлшерде Са катионды қара топырақ салынған 50 мл ден төмендегі реактивтерді құямыз.
17-кесте- Әртүрлі катиондардың топырақ коллоидтарына коагуляциялау және пептизациялау әсері.

№ стакан	Топырақ	Электролит	Пептизациясы немесе коагуляция
1	қара топырақ	H2O
2	қара топырақ	Na2CO3
3	қара топырақ	CaCl2+CaSO4

Келесі үш стаканға сондай мөлшерде кебір топырақ саламыз (топырақ Na катиондарымен қаныққан), сол реактивтерді құямыз.

Стакандарды жақсылап шайқап бір тәулікке қоямыз. Нәтижесін кестеге толтырып қорытынды шығарамыз.

2. Топырақ коллоидтары қандай жолдармен пайда болады ?

3. Коллоидтардың пептизация және коагуляция құбылыстары қандай жағдайлармен анықталады ?

4. Коагуляция шекарасы дегеніміз не ?

1. Топырақтың механикалық, физикалық, физика-химиялық, химиялық, биологиялық сіңіру қасиеті түрлерін зертханалық тәжірибелер жүргізу арқылы зерттеп нәтижесін қорытындылау.

Топырақ өз бойымен молекулаларды, иондарды, еріген заттарды, газдарды, коллоидтарды және қатты заттарды сонымен қатар тірі организмдерді ұстап қалу қасиетіне ие. Топырақтың бұл қасиеті сіңіру қасиеті деп аталады.

Сіңіру құбылысы өте күрделі және әрқилы. К.К. Гедройц іліміне байланысты сіңірудің бес түрі бар: 1. Механикалық, 2.Физикалық, 3.Физика-химиялық, 4. Химиялық, 5. Биологиялық.
Механикалық сіңіру—бұл топырақтың су құрамындағы мөлшері топырақтың түтікшелерінен диаметрі ірі заттарды ұстап қалуы. Сіңірудің бұл түрі топырақтың механикалық құрамымен байланысты.
1-тәжірибе.

Екі үлкен воронка алып, екеуіне де қиыршық тас салыңдар, үстіне біреуіне жұқа етіп құм, екіншісіне балшық салыңдар.

Жеке колбаға ұсатылған қара топырақ салып су құйып жақсылап араластырамыз. Суспензияны дайындалған воронкалардан өткіземіз. Тәжірибе нәтижесін дәптерге жаз және түсіндір.
Физикалық сіңіру—топырақтың қатты фазасының өз беткейімен еріген заттармен газдарды ұстап қалу қасиеті, бұл заттар топырақ құрамына кірмейді. Бұл құбылыс топырақтың еркін беткейлік энергиясының болуымен түсіндіріледі. Механикалық және физикалық сіңірудің маңызы мынада. Топырақтан ұсақ бөлшектер және көпшілік еріген заттар жуылып кетпейді.

2-тәжірибе.

Бірінші тәжірибедегідей воронкалар дайындаймыз, біріншісінде-қиыршық тас + құм, екіншіде—қиыршық тас + құм + балшық, бұлар арқылы молекулярлы сия ерітіндісін өткіземіз. Тәжірибе нәтижесін дәптерге жаз және түсіндір.
Физика-химиялық сіңіру—Топырақтың иондарды физика-химиялық немесе алмаса сіңіруі. Ерітінділер иондары топырақта көбінесе теріс зарядты коллоид бөлшектермен сіңіріледі. Мұнда қанша катион сіңірілсе сонша катион коллоид бөлшектерден ығыстырылады, алмасу эквивалентті қатынаста жүреді. Алмаса сіңіруді мынадай түрде бейнелеуге болады (сурет-1).
CaCl₂

MgCl₂

+ nNH₄Cl + NaCl

(n-16)NH₄Cl

-Са²⁺, - Mg²⁺, - Na⁺, - NH⁴⁺

Екі колбаға 20 г-нан қара топырақ саламыз. Бір колбаға 50 мл I H КСl ерітіндісін құямыз. Екі колбаны да 3 минут шайқаймыз. Таза колбаға сүземіз. Филтратта Са⁺⁺ катионы барлығын анықтаймыз. Ол үшін фильтратқа NH₄ (C₂ PO₄ ) құямыз, егер Ca⁺ болса ақ тұнба немесе ерітіндінің лайлануы байқалады. Нәтижесін түсіндір.

Топырақта көбінесе Н₂РО₄ тұздары Са (РО ₄) ₂ түрінде сіңіріледі.

Фосфор қышқылының топырақпен қатты сіңірудің жағымсыз жағы фосфаттар өсімдіктер үшін сіңірімсіз болып қалады. Бірақ топырақтан жуылудан сақталады.

4 тәжірибе.

Қағаз сүзгілі воронкаға ұсатылған І мм ситодан өткізілген қара топырақ саламыз топырақ арқылы еппен тамшылатып 0,05 Н концентрациялы (NH₄ )C₂ O₃ өткіземіз.

Фильтратта және воронкаға құйылатын ерітіндіде CO₃ анионын анықтау. Ол үшін 10% Ва Сl₂ ерітіндісін құямыз.

Биологиялық сіңіру – топырақтың өн бойындағы микроорганизмдер тіршілік әрекетімен кейбір заттарды сіңіруге қабілетті.

Биологиялық сіңіру нәтижесінде топырақта қоректік элементтер жиналады.

3. Топырақта физика-химиялық сіңіру қалай жүреді ?

4. Топырақтағы химиялық сіңірудің жағымды жақтары қандай ?

5. Топырақтың өн бойындағы микроорганизмдердің тіршілік әрекетімен кейбір заттарды сіңіруге қабілеті қалай аталады ?

1. Пикнометрлік әдісті қолданып, топырақ үлгісінде қатты фазасының тығыздығын анықтау.

Топырақтың қатты фазасының кеуектілігі деп, құрғақ күйіндегі қатынасын айтады. Бұл көрсеткіш топырақ құрамына енетін минералды және органикалық заттардың мөлшеріне байланысты.

Топырақ қатты фазасы тығыздығының көрсеткіші топырақтың кеуектілігін шығару үшін қажет. Топырақтың көлем бірлігіндегі түтікшелердің жиынтық көлемі топырақ кеуектілігі деп аталады.

Жалпы кеуектілік қылтүтікті кеуектілік және қылтүтікті емес кеуектілік (аэрация қуыстары) болып бөлінеді.

Қылтүтікті емес қуыстар негізінен топырақ ауасымен толтырылған. Оларда су гравитациялық күшпен ұсталынып тұрмайды. Қылтүтікті қуыстар суға толтырылған оларда су беттік керілу (минискілік) күштермен ұсталынып тұрады.

Жалпы кеуектілікті қатты фазаның тығыздығымен және топырақ тығыздығынан есептеп шығаруға болады.



Р_Ж – жалпы кеуектілік % көлемімен

d – қатты фазаның тығыздығы

55-65- өте жақсы

• 
  Колбаға 250 мл қайнатылған су құйып, одан еріген оттегіні шығару үшін жарты сағат қайнатамыз және үй температурасына дейін суытамыз.
  
• 
  100 мл пикнометрге белгіге дейін қайнатылып суытылған су құйып температурасын өлшеп аналитикалық таразыларда салмағын анықтаймыз.
  
• 
  Миллиметрлік елеуіштен өткізілген құрғақ топырақтан аналитикалық таразы көмегімен әйнек ыдысқа 9-10г өлшеп саламыз. Бір уақытта гидроскопиялық ылғалдылығын өлшеу үшін үлгі аламыз.
  
• 
  Өлшенген пикнометрден жартысынан жоғары суды төгіп өлшенген топырақты саламыз. Ішінде топырақ болған ыдысты қайта өлшеп салынған ыдыспен бос ыдыстың арасындағы айырмашылық арқылы топырақ массасын шығарамыз.
  
• 
  Пикнометрдегі топырақ пен суды 30 минут қайнатамыз, құрамындағы ауаны шығару үшін үстінен дистилденген су құйып отырамыз. Қайнатқаннан кейін пикнометрді бөлме температурасына дейін суытамыз үстіне белгіге дейін қайнатып суытылған су құямыз, сыртын сүзгі қағазбен сүртеміз де аналитикалық таразыларда өлшейміз.
  

Мұнда:

А – құрғақ топырақ өлшемі.

W – гидроскопиялық ылғалдылық,%

2. Топырақтың көлем бірлігіндегі түтікшелердің жиынтық көлемі қалай аталады ?

3. Топырақтың жалпы кеуектілігі қандай жолмен анықталады ?

4. Топырақ қатты фазасының тығыздығы қандай жолмен анықталады ?

Зертханалық жұмыс №10
ТОПЫРАҚТЫҢ СУ ӨТКІЗГІШ ЖӘНЕ

СУ КӨТЕРГІШ ҚАСИЕТТЕРІ
Жұмыс мақсаты: Топырақтың су өткізгіштік және су көтергіш қасиеттерінің механикалық құрамнан, топырақ түзуші жыныстардың құралуынан, қарашірік мөлшерінен, сіңірілген негіздер құрамынан қалай байланыстылығын талқылау.

Тапсырма:

1. Топырақтың су өткізгіштік және су көтергіш қасиеттері ұғымына түсінік беру.

2. Бірінші тәжірибені жүргізу арқылы топырақтар мен жыныстардың су өткізгіштік көрсеткіштерін анықтау.

3. Екінші тәжірибені жүргізу арқылы топырақтар мен жыныстардың су көтергіш көрсеткіштерін анықтау.

Қажетті құралдар мен материалдар: Топырақ үлгілері, түтіктер, штативтер, Петри шашкалары, стакандар, өлшегіш цилиндрлер, құмбалшық, құрылымы бұзылған (үгітілген) қара топырақ, құрылымы бұзылған кебір топырақ.

Тапсырмаға түсініктеме.

Топырақтың негізгі су қасиеттері: су ұстау қасиеті, су өткізгіш қасиеті, су көтергіш қасиеті.

Су ұстау қасиеті сорбциялық және капиллярлық күштер әсерімен қалыптасады. Әртүрлі күштермен топырақта ұсталынып тұратын ылғалдың ең жоғары мөлшері ылғал сиымдылық деп аталынады. Топырақтың бу тәрізді ылғалды сіңіруі гигроскопиялық деп аталынады. Ауаның салыстырмалы ылғалдылығы 100%-ке жақындағанда топырақ максималды гигроскопиялыққа дейін қанығады.

Адсорбциялық күштермен ұсталынатын тығыз байланысқан ылғалдың ең жоғары мөлшері максималды адсорбциялық ылғал сиымдылық деп аталады. Сорбциялық немесе молекулярлық тартылу күштерімен ұсталынып тұратын бос байланысқан ылғалдың ең жоғары мөлшері максималды молекулярлық ылғал сиымдылықты сипаттайды. Топырақтың барлық түтіктері суға толғандағы ылғалдың ең жоғары мөлшері толық ылғал сиымдылық деп аталады. Көлдете суарудан кейін гравитациялық ылғал ағып жер асты суларының тірек әсері болмаған жағдайда топырақта қалатын ылғал мөлшері ең аз немесе қаныққан-далалық ылғал сиымдылық деп аталады. Капиллярлардағы толған ылғалдылық үзіктерге бөлінуіне сәйкес ылғалдылық капиллярлардың үзілу ылғалдылығы деп аталынады. Жер асты суларының үстіндегі капиллярлық тірек ылғалының ең жоғары мөлшері капиллярлық ылғал сиымдылық деп аталынады.

Су өткізгіштік – топырақтың суды сіңіру және өткізу қасиеті. Топырақтың сумен толық қаныққандағы судың ауырлық күшімен төмен қарай жылжуы фильтрация деп аталады. Су өткізгіштік уақыт бірлігінде топырақ беткейін аудан бірлігінен өтетін су көлемімен түтіктердің жалпы ауданына, мөлшеріне тәуелді. Сондықтан жеңіл механикалық топырақтарда су өткізгіштік жоғары.

Н.А.Качинский су өткізгіштігіне қарай топырақ градациясын ұсынған. Егер топырақ 10⁰С температурада 5 см ағыста бір сағатта 1000 мм-ден жоғары су өткізсе, су ұстауы жоқ болып саналады. 1000-нан 500мм-ге дейін шектен тыс жоғары, 500-ден 100мм-ге дейін ең жақсы, 70-30 қанағаттанарлық, 30мм-ден төмен қанағаттанымсыз.

Суды жоғары көтергіштік қасиеті – топырақтың капиллярлар арқылы жоғарыға су өткізгіштігі жатады. Ол топырақ құрылымына, механикалық құрамына, органикалық зат мөлшеріне байланысты. Суды ең жақсы көтеретін топырақтарға құрамында ірі шаң бөлшектері көп құмбалшықты топырақтар жатады. Капиллярлармен су көтеру арқылы топырақ құрғақшылық жерлерде өсімдіктерді сумен қамтамасыз етіп отырады.

3. 
   
   жүктеу/скачать 3,79 Mb.
   
   Достарыңызбен бөлісу: