Мақсаты: Топырақтың химиялық және физикалық, механикалық жұту қабілетін анықтау тәсілдерімен таныстыру.
Қажетті құралдар мен заттар: Әр түрлі топырақ үлгісі, көлемі 250 және 500 мл колба, стақан, сұйық құйғыш, сүзгі, дәке, фарфор табақшалар, 5К2НРО4, қымыздық қышқыл алюминий, көк метилен ерітіндісі немесе көк сия, безбен.
Тапсырмаға түсінік: Топырақтың құнарлылығын қамтамасыз ететін әр топырақтың өзіне тән физикалық, химиялық, физикалық-химиялық қасиеттері болады.
Топырақтың жалпы физикалық қасиеттеріне оның бөлшектерінің тығыздығы, өзара байланысы, борпылдақтығы т.б. жатады. Топырақ бөлшек- терінің тығыздығы — оның құрамындағы қарашірік пен органикалық (органикалық заттар мен қарашірік неғұрлым көп болса, топырақ бөлшек- терінің тығыздығы төмен болады) заттар мен органикалық емес заттардың (минералдардың) мөлшеріне байланысты. Олай болса, топырақ бөлшектерінің тығыздығы белгілі бір дәрежеде топырақтардың химиялық құрамын сипаттайды. Екінші жағынан топырақтардың түзілуі кезінде оның құрамында жиналатын минералдық және азоттық заттардың мөлшері топырақтың өз құрамына суда еріген қосылыстарды, булар мен газдарды жұту және ұстау, бекіту қасиеттеріне де байланысты. Топырақтың осы сипатталған қасиетін оның жұту қабілеті деп атайды да, оның бес түрін ажыратады: механикалық, биологиялық, физикалық, химиялық және физикалық-химиялық жұтулар.
Жұмыс реті:
Ι. Топырақтың химиялық жұту қабілетін анықтау.
1. Көлемі 250 мл колбаға 20 мл 5К2НРО4 ерітіндісін құйған соң 20 гр. топырақ үлгісін салып, 30 мин. мұқият араластырады да, сұйықты тұндырған соң фильтр арқылы сүзеді.
2. Алдын-ала өлшенген фарфор табақшаға 10 мл сүзгіні құяды да, оны жоғарғы температурада кептірген соң, төмендегі тұжырым бойынша есеп жасайды;
20 мл К2НРО4 ертіндісінде бір грамм тұз болса,10мл сүзгіде 0,5 гр. К2НРО4 болуға тиіс.Тәжірибе бойынша өлшенген фарфор табақшадағы минералдық қалдықтың салмағы 0,2 гр. болу керек. Олай болса, 10 гр. топырақ 0,3 гр. К2НРО4 бойына жұтқан болады. Сонда 20 гр. топырақ 0,6 гр. тұзды жұтады, яғни 60 процент. Осы көрсеткіш анықталған топырақтың жұту қабілеті болып табылады.
ΙΙ. Топырақтың механикалық жұту қабілетін анықтау. Ол үшін сұйық құйғышқа салынған топырақ арқылы кез-келген топырақты (2-3 гр) алдын-ала суда ерітіп, сұйық құйғыштағы топырақтың үстіне құйғанда сұйықтың құрамындағы топырақтың бөлшектері сұйық құйғыштағы топырақта сүзіліп, қалатындықтан сүзіндінің таза болатындығы байқалады. Бұдан біз ерітіндідегі топырақтың бөлшектерінің сұйық құйғыштағы топырақтың саңылауларында ұсталып (жұтылып) қалатынын көреміз.
ΙΙΙ. Топырақтың физикалық жұту қабілетін анықтау. Ол үшін сұйық құйғышқа салынған топырақ арқылы көк метилен ерітіндісімен бояған суды өткіземіз. Бояу молекулаларының топырақ каллоидтарының бетінде жұтылуына байланысты сүзіндінің таза болатынын байқаймыз.
ΙV. Топырақтың физикалық-химиялық жұту (алмасу) арқылы жұту қабілетін анықтау.
Сұйық құйғышқа салынған кәдімгі қара топырақты хлорлы калий ерітіндісімен суарады. Нәтижесінде топырақ каллоидтарының құрамындағы Са++ катиондары К+ катиондарымен ығыстырылады, сүзіндінің құрамына өтеді. Бұл химиялық қатынасты төмендегіше өрнектеуге болады:
(ТЖҚ) Са2++ КСl ® (ТЖҚ) 2К++СаСl2
сүзіндінің құрамында Са бар екендігіне сұйыққа бірнеше тамшы қымыздық қышқылы аммоний ерітіндісін қосқанда түзілетін ақ тұнба арқылы көз жеткізуге болады. Тәжірибе дәләлді болу үшін осы реакцияны сүзінді орнына тазаланған суды пайдаланып орындаңыздар.
Топырақтың табиғи зоналары.
Топырақ зоналары – топырақ түрлерінің түзілуі мен генетикалық қасиетте-
рі өзіндік биоклиматтық жағдайына сай қалыптасқан табиғи аймақтар. Терістік-тен оңтүстікке қарай топырақтың өзгеріп, әртүрлі зоналарға бөлінуін топырақтың көлденең (ендік) зоналығы дейді. Ал биік таулы аймақтарда табиғат жағдайы жазық алқаптарға қарағанда өзгеше. Таулы аймақтардың ауа райы да, өсетін ағаш, өсімдіктері мен жан-жануарлар дүниесі де басқаша. Бұл өзгерістер тау етегінен жоғары көтерілген сайын анық білінеді.Осындай өзгерістерді топырақтан да көруге болады. Топырақтың бұлай өзгеріп, әр түрлі зоналарға бөлінуін топырақтың тік (белдеулік) зоналылығы деп атайды. Жер бетінде таулы алқаптардың аздығына байланысты топырақта көлденең зоналылық басым. Өз кезінде жинақтаған материалдарды пайдалана отырып, В.В.Докучаев әлемдік топырақ зоналарын беске бөлген: бореальдық (арктикалық), орман, дала – қаратопырағы, аэральдық(шөл), және латериттік топырақ зонасы. Кейін келе ғалым топырақ түрлерінің планетада жалпылама таралмайтындығын анықтады.
Әрбір топырақ зоналары топырақ жамылғысының құрамына, экологиялық жағдайлар кешеніне, сол зоналарда өсірілетін ауылшаруашылығы дақылдары- ның түрлеріне, қолданылатын агрономиялық және мелиорациялық шаралар- дың өзгешелігіне қарай бөлінді. Кезінде ТМД елдерінің территориясы 15 агротопырақтық зоналарға бөлінген, олар ендік бағытта созылып, ретті, кең белдеулі жайласқан. Олар: полярлық тундра зонасы; солтүстік тайга зонасы; орталық тайга зонасы; оңтүстік тайга зонасы; қоңыр топырақты орман зонасы; орманды дала зонасы; дала зонасы; құрғақ дала зонасы; қоңыржай белдеудің шөлейт зонасы; шөл зонасы; тау етегіндегі жартылай шөлді зона; субтропиктік белдеудің шөлді зонасы; субтропиктік тау етегіндегі жартылай шөлді зона; субтропиктік бұталы дала және құрғақ орманды зона; субтропиктік ылғалды орман зонасы. Таулы өңірлердің топырақ зоналары – тау беткейлерінде биіктік бағытта құралған бес таулық облыстан тұрады. Олар: 1) Карпат-Кавказдық (жылы, ылғалды), 2) Орта Азиялық (құрғақ, жылы), 3) Оңтүстік Сібірлік (суық, ылғалды), 4) Солтүстік Сібірлік (өте суық, орташа ылғалды), 5) Камчаткалық
Курильдік (өте ылғалды, суық ).