Т. Р. Рыспеков, Б. Д. Балғышева
Топырақтағы тотығу-тотықсыздану жүйелерінің KMnO
жүктеу/скачать 0,83 Mb.
|
treatise140794
Топырақтағы тотығу-тотықсыздану жүйелерінің KMnO4 және K2Cr2O7 реакцияларындағы бөлшектік құрамы
Тотығу-тотықсыздану буферлігі негізінен топырақтың тотығу-тотықсыздану тепе-теңдігін бұзатын әртүрлі факторлардың әсерінен ТТҮ-ның өзгеруіне қарсы тұру қабілетімен түсіндіріледі. Ылғалдау, аэрация және температураның дәл сол жағдайларында генетикалық қасиеттермен ерекшеленетін топырақтар ТТҮ-нің өзгеруінің, тотықсыздану үдерістері дамуының әр түрлі «сәйкестігіне» ие. Осылайша, артық ылғалдануы бар шым-күлгіндеу топырақтарда тотықсыздану үдерістері артық ылғалдану жағдайында ТТ-дың өзгеруіне төзімді болып табылатын қара және күрең топырақтарға қарағанда тезірек дамиды және керісінше бастапқы мәніне дейін біртіндеп кептіру арқылы потенциалын тез қалпына келтіреді. Топырақтың әртүрлі ТТ-буферлігі негізінен қарашірік мөлшері мен оның сапалық құрамының айырмашылығына, сондай-ақ темірдің силикатты емес түрлерінің мөлшері мен олардың гидратациялану дәрежесіндегі айырмашылықтармен байланысты. Шым-күлгіндеу топырақтардың қара шірігінің аз болуы, қара шіріктің фульваттық сипаты, силикатты емес темір қосылыстарының жинақталуы осы топырақтардың артық ылғалдану кезіндегі ТТҮ-нің өзгеруі төмен буферліктің себебі болып табылады. Қара және күрең топырақтар үшін аз қозғалатын қарашіріктің гуматты түрі, темірдің минералды түрлерінің консервативтік сипаты тән. Сондықтан олардың артық ылғалдануы кезінде ТТҮ баяу өзгереді, яғни олар тотықсыздану үдерістерін дамытуда жоғары буферлікке ие. Топырақ рН-қа Eh-тың тәуелділігі. Ережеге сәйкес, қышқыл ортада тотығу сілтілік жағдайларымен салыстырғанда Еһ жоғары мәндерінде жүреді, яғни топырақта рН мәні жоғары болған сайын, әртүрлі элементтер қосылыстарының тотықсызданған түрлері басқа жағдайларда соншалықты төмен болады. Топырақтың қышқылдануы кері реакцияны - тотығудың ең төменгі дәрежесімен сипатталатын қосылыстардың жинақталуын тудыруы қажет. Әртүрлі рН мәндері бар ортада тотығу-тотықсыздану жағдайының болжамды мәндерін алу үшін, шарттылығын ескере отырып сутек потенциалы (rH2) түсінігін жиі пайдаланады: rH2 = + 2рН rН2 сутек потенциалы молекулалық сутек концентрациясының теріс логарифмі болып табылады. rН2 27-ден жоғары мәні тотығу үдерістерінің басымдылығын сипаттайды. Топырақта тотықсыздану ортасын құруда rН2 22-25 мәндері аралығында өзгереді; тотықсыздану үдерістерінің қарқынды дамуында оның мәні 20-дан төмен болады. Топырақтың тотығу-тотықсыздану күйі. Eh мәні әртүрлі топырақта және топырақ қабаттарында әдетте 100-750 мВ аралығында болады, кейде теріс мәндерге түседі. Топырақтар ТТ күйіне қарай үлкен 2 топқа бөлінеді:1) тотығу жағдайы басым және 2) тотықсыздану жағдайлары басым. Тотығу жағдайлары басым топқа Еһ мәні өте тар шекте өзгеретін аморфтық топырақтардың басым көпшілігі жатады. Әдеттегі ылғалдандыру режимінде орналасқан осы топтың топырақтары үшін келесі орташа Еһ (мВ) мәндері тән: - шым-күлгіндеу және сортаң топырақтары үшін 450-600; - орманды сұр топырақ, қара топырақ және сұр топырақ үшін 500-650. Шамадан тыс ылғалдылық кезінде, осы топырақтардың потенциалы, әсіресе қарашірік қабаттарында 350-250 мВ дейін төмендеуі мүмкін. Жай вегетативті суару кезінде суармалы қара топырақта ТТҮ (600-650-ден 400-300 мВ-қа дейін) төмендеуі мүмкін, бірақ ол қысқа мерзімді және бірнеше сағат ішінде немесе топырақты суарғаннан кейін Еһ мәні 1-2 күн ішінде өзінің бұрынғы мәніне жетеді. Тотықсыздану жағдайлары басым топқа жартылай гидроморфтық және гидроморфтық топырақ, яғни жер асты суларына (шалғынды, жайылмалы, батпақты және күріш дақылдарында су тасқыны арқылы суарылатын су қоймалары мен су басқан топырақ) жақын жерлердегі топырақ жатады. Шалғынды және жайылмалы топырақтарда 450-ден 300 мВ-қа дейін ТТҮ-ның ауытқуы байқалады. ТТҮ-ның ең төменгі мәндері төменгі қабатты аймақтары мен жер асты суларының аймақтарына тән (+ 100 ÷ -100 мВ). Батпақты топырақтар көбінесе Еһ-тің тұрақты төменгі (Еһ=-200) және одан төменгі мәндерімен сипатталады. Топырақтың ТТҮ-ның оның күйіне тәуелділігі. Топырақтың ТТҮ өте динамикалық болып келеді. Ол қандай да бір немесе бірнеше факторларға емес, топырақтың барлық қасиеттерінің жиынтығына және ондағы өтетін үдерістердің динамикасына тәуелді. Тотығу-тотықсыздану үдерістерінің қарқындылығын және бағытын анықтайтын негізгі шарт - ылғалдылық пен аэрация режимдері және микробиологиялық әрекетінің қарқындылығы болып табылады. Топырақтың ылғалдану дәрежесінің ТТ жағдайына әсер етуінің негізгі ерекшелігі топырақ ылғалдылығының динамикасы оның аэрациясымен, яғни ТТ үдерісінің дамуын анықтайтын маңызды фактордың динамикасымен – топырақ ерітіндісіндегі және топырақ ауасындағы еркін оттек концентрациясымен тығыз байланыста болуымен анықталады. Сондай-ақ топырақ ылғалдылығының мөлшері оттекті тұтыну жылдамдығын анықтайтын микробиологиялық үдерістердің қарқындылығына тікелей әсер етеді. Сонымен қатар, топырақтың ылғалдылығын жоғарылату топырақтың ТТҮ-на тікелей немесе жанама әсер ететін әр түрлі органикалық және минералды қосылыстардың жылжымалы күйге көшуіне ықпал етеді. Топырақ ылғалдылығының жоғарылауы немесе оның тығыздалуы нәтижесінде, жер бетінде қыртыс қалыптасуына және атмосфералық ауамен қалыпты газ алмасуына кедергі келтіретін басқа себептерге байланысты аэрацияның нашарлауы, сондай-ақ топырақтың ТТҮ-ның төмендеуіне әкеледі. Топырақтағы ауа алмасу негізінен аэрацияның кеуектілігі арқылы анықталады. ТТҮ елеулі өзгерістерге ұшырамаған қалыпты ауа алмасу аэрация кеуектілігі 20% болғанда қамтамасыз етіледі. Аэрацияның кеуектілігін 10% -ға немесе одан да төмендеуі топыраққа оттектің түсуін күрт бұзады, бұл оның ТТҮ-ның тез төмендеуін тудыратын диффузия жылдамдығын бәсеңдетеді. Шамамен, топырақтың қара шірік қабаттары үшін тотыққан күйден тотықсызданған күйге ауысу кезіндегі топырақ ауасындағы оттек мөлшерін 2,5-5% деп қабылданған. Температура көрсеткіші топырақтың ТТҮ-на тікелей әсер етуімен қатар жоғары дәрежеде биологиялық үдерістердің қарқындылығын күшейте немесе төмендете отырып жанама әсер етеді. ТТҮ-ның төмендеуі әдетте топырақтың қара шірік қабаттарында жоғары температурада (20-30ºС) және топырақтың ылғалдылық интервалында ең төмен ылғалдылықтан жоғары ылғалдылыққа дейін байқалады. Мұндай жағдайларда микробиологиялық белсенділіктің жоғарылауы байқалады, ол оттекті сіңіру және микроорганизмдердің тіршілік әрекетінен алынған өнімдердің – тотықсызданған қосылыстардың жинақталуымен бірге жүреді. жүктеу/скачать 0,83 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||