Т. Р. Рыспеков, Б. Д. Балғышева
жүктеу/скачать 0,83 Mb.
|
treatise140794
| Топырақтың физикалық сіңіру қабілеті. Топырақтану топырақ туралы ғылым ретінде іргелі, табиғи-тарихи және қолданбалы ғылымдармен, соның ішінде, химиямен, биохимиямен, агрохимиямен және т.б. тығыз байланысты. Коллоидты химияның көптеген түсініктері мен заңдылықтары топырақты коллоидтар мен топырақтардың сіңіру қабілетін зерттеу кезінде сәтті қолданылды.
Топырақ түзу үдерісінің сипаты топырақ реакциясының қалыптасуына елеулі із қалдырады. Бір жағдайларда осы үдеріс негіздердің жоғалуы мен қышқылдануға әкеледі, басқа жағдайларда топырақтың негіздермен біртіндеп толықтырылуы байқалады. Су режимінің шаюшы сипаты топырақтан тұздардың шығуына әкеледі, сутекті иондардың орнына ерітіндіге сіңірілген Са2+, Мg2+ иондарының шығуына және олардың әрі қарай сілтісіздендірілуіне ықпал етеді. Физикалық сіңіру негізінен топырақтың қатты бөлшектерінің жиынтық бетіне тәуелді келеді. Топырақта майда дисперсті бөлшектер неғұрлым көп болса, сіңіру орын алатын жиынтық бет те соғұрлым көп болады. Егер ерітілген заттың молекулалары су молекулаларына қарағанда топырақ бөлшектерімен күштірек тартылса, онда бөлшектердің бетінде, оларды қоршап тұрған ерітіндінің қабықшасында осы заттың концентрациясы жоғары, ал бөлшектердің бетінен кейбір арақашықтықта концентрация төмен болады. Осы жағдайда молекулалық адсорбция, физикалық сіңіру жақсы байқалады. Демек, көптеген органикалық қосылыстардың – спирттердің, органикалық қышқылдар мен негіздердің, жоғары молекулалық органикалық заттардың молекулалары сіңіріледі. Минералды қосылыстардан топырақ тек сілтілерді ғана физикалық түрде сіңіреді. Еритін минералды тұздар мен бейорганикалық қышқылдар үшін керісінше молекулалық адсорбция төмен. Минералды тұздар ерітіндісінің топырақ бөлшектерімен өзара әрекеттесуі кезінде олардың бетіне су молекулалары қаттырақ тартылады, сондықтан, топырақ бөлшектерінің бетіне тікелей келетін ерітіндіде тұздардың концентрациясы қоршаған ерітіндіге қарағанда төмен болады. Теріс ионды физикалық сіңіру топырақтың хлоридтер мен нитраттар ерітінділерімен өзара әрекеттесуі кезінде байқалады, бұл олардың жоғары қозғалғыштығына байланысты. Олар топырақ ылғалымен бірге топырақта оңай қозғалады. Химиялық сіңіру қабілеті. Сіңіру қабілетінің келесі түрі топырақтағы жекелеген еритін тұздар арасындағы химиялық реакциялар нәтижесінде судағы ерімейтін немесе қиын еритін қосылыстарды түзумен байланысты. Демек, еритін аммоний фосфатының кальций бикарбонатымен өзара әрекеттесу кезінде аз еритін кальций дифосфаты түзіледі және фосфор қышқылының аниондары топырақ ерітіндісінен топырақтың қатты фазасына ауысады: (NH4)2HPO4 + Ca(HCO3)2 → CaHPO4↓ + 2NH4HCO3 Топырақтағы қандай да бір аниондардың химиялық сіңіруі топырақтардың құрамына кіретін иондармен өзара әрекеттесу кезінде олардың ерімейтін немесе қиын еритін тұздарды түзу қабілетіне байланысты. Азот және тұз қышқылының аниондары (NO3-және Cl-) топырақта таралған катиондардың (Ca2+, Mg2+, K+, Al3+, Fe3+, NH4+) бір де біреуімен суда ерімейтін қосылыстар түзбейді, сондықтан, химиялық тұрғыдан олар сіңірілмейді. Ол топырақтағы нитраттар мен хлоридтердің жоғары жылжымалдығымен байланысты. Көмір және күкірт қышқылдарының бір валентті катиондармен аниондары (CO32- және SO42-) еритін тұздарды береді, топырақта басым болатын екі валентті катиондармен (Ca2+, Mg2+) бірге суда қиын еритін қосылыстар береді. Сондықтан кальцийдің немесе магнийдің көп мөлшері бар топырақтарда осы аниондар химиялық тұрғыдан сіңіріледі. Фосфор қышқылының аниондары (Н2РО4- және НРО42-) бір валентті катиондармен бірге жақсы еритін тұздарды (КН2РО4, Na2НРО4, NH4H2PO4 және т.б.) түзеді, ал, кальций мен магнийдің катиондарымен – ерігіштігі бойынша бірдей емес бір орынбасқан, екі орынбасқан және үш орынбасқан тұздар түзеді. Бір орынбасқан кальций мен магний фосфаттары, мысалы, Са(Н2РО4)2, суда ериді, СаНРО4 екі орынбасқан және Са3(РО4)2 үш орынбасқан фосфаттары аз ериді. Алюминий мен темірдің үш валентті катиондарымен бірге фосфор қышқылы да аз еритін қосылыстар түзеді. Құрамында топырақ ерітіндісіндегі (қара топырақ, сұр топырақ) алмаспалы-сіңіретін кальций немесе кальций бикарбонаты бар бейтарап немесе әлсіз сілтілік реакциясы бар топырақтарда фосфор қышқылы мен оның суда еритін тұздардың химиялық бекінуі кальций мен магнийдің әлсіз еритін фосфаттарының түзілуі нәтижесінде жүреді. Осылайша, суперфосфатты қолдану кезінде реакциялар жүреді: Са(Н2РО4)2 + Ca(HCO3)2 → 2CaHPO4↓ + 2Н2СО3; Са(Н2РО4)2 + 2Ca(HCO3)2 → Ca3(PO4)2↓ + 4Н2СО3 Фосфор қышқылының суда еритін тұздары алмаспалы-сіңіретін кальциймен өзара әрекеттесуі кезінде де химиялық тұрғыдан сіңіру мүмкін: (топырақ) Са + Са(Н2РО4)2 → (топырақ)2Н + 2CaHPO4↓; (топырақ) 2Са + Са(Н2РО4)2 → (топырақ)4Н + Ca3(PO4)2↓ Топырақтағы суда еритін немесе алмаспалы-сіңіретін кальцийдің мөлшеріне байланысты СаНРО4 немесе Са3(РО4)2 түзіледі. Екі орынбасатын кальций фосфаты (СаНРО4) әлсіз қышқылдарда ериді. Үш орынбасатын кальций фосфаты елеулі түрде әлсіз ериді. Алайда, топырақ ерітіндісін қышқылдандыру кезінде қиын еритін кальций фосфаттары біртіндеп ериді. Құрамында көп еркін жартылай оксидтер бар күлгін түсті шымды топырақтар мен қызыл топырақтарда фосфор қышқылының химиялық сіңіруі көбінесе алюминий мен темір фосфаттарының түзілуі жолы бойынша жүреді: Al(OH)3 + H3PO4 →AlPO4↓ + 3H2O Fe(OH)3 + H3PO4 →FePO4↓ + 3H2O Жаңадан тұндырылған алюминий мен темір фосфаттарын өсімдіктер сіңіруі мүмкін, бірақ, тұнбалар ескірген кезде олар кристалданады және ерігіштігі азаяды әрі өсімдіктер үшін қол жетімділігі төмендейді. Сондықтан, қызыл топырақтар мен күлгін түсті шым топырақтардағы фосфор қышқылы берік бекінеді және сұр және қара топырақтарға қарағанда анағұрлым күштірек болады. Фосфор қышқылының қарқынды химиялық сіңірілуі топырақтағы фосфаттардың әлсіз жыжымалдығына себепші болады және өсімдіктер үшін фосфорлы тыңайтқыштардан фосфордың қолжетімділігін төмендетеді. Фосфор қышқылының химиялық сіңірілуі қарқындылығының артуы бойынша топырақтар осындай реттілікте орналасады: қара топырақ < сұр топырақ< күлгін түсті шымды топырақ<қызыл топырақ. Топырақтың әрбір тобынан Р және К-ны бөліп алу үшін әр түрлі ерітінділерді пайдаланылды. 0,2 М НСl және 0,05 M H2SO4 күшті қышқылдарын Кирсанов пен Ониани қолданды (9-кесте). 9-кесте
жүктеу/скачать 0,83 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|