Топырақтың жыртылатын қабатының құрылысын анықтау

1. Топырақтың жыртылатын қабатының құрылысын анықтау әдісін үйрену.
2. Дәнді және отамалы дақылдардың, көп жылдық шөптердің талаптарын ескере отырып қатты фазасының көлемдерін қыл түтікті (капиллярлы) және қыл түтіксіз (капиллярсыз) қуыстылықтардың салыстырмаларын сипаттау.
3. Топырақтың жыртылатын қабатының құрылысын құру үшін агротехникалық шараларды ұсыну.

Топырақтың қатты фазасының және әр түрлі қуыстар түрлері көлемдерінің салыстырмасы топырақтың жыртылатын қабатының құрылысы деп аталады. Бірақ, тәжірибеде өсімдіктердің өмір сүру жағдайын сәл ғана бейнелегендіктен, топырақтың құрылысын сипаттағанда қатты фазаның көлемін қолданбайды. Сондықтан топырақтың жыртылатын қабатының құрылысы деп көбінесе жалпы қуыстылық пен копиллярлы және копиллярсыз қуыстылықтың салыстырмасының шамасын түсінеді.
Топырақтың құрылысы топырақ құнарлығының өте маңызды жағдайы болады. 1924 жылы А.Г. Дояренко жазған: «... егістің бізге қажетті қасиеттерінің барлығын анықтайтын топырақтағы капиллярлы және капиллярсыз қуыстылықтардың салыстырмасы болады ». Соңында топырақтың тиімді құнарлығын көрсететін олар топырақтың сулы, ауалы, жылу, және қоректік режимдерін сипаттайды.

1864 жылы Шумахер қуыстылықты жалпы, капиллярлы және капиллярсызға бөлуді ұсынды. Су ұстау қабілеті жоқ топырақ агрегаттарының арасындағы үлкен қуыстар капиллярлы қуыстар деп, топырақтың жалпы көлеміне пайызбен көрсетілген салыстырмасының көлемін- капиллярсыз қуыстылық деп атайды. Капиллярсыз қуыстар көбінесе ауамен толтырылған болады. Бұл саңылау арасында су ауырлық күшінің әсерінен жылжиды және көпке дейін ұсталынбайды.

Басқа категориялар топырақ бөлшектерінің арасында ғы жіңішке саңылаулармен көрсетілген. Бұл қуыстарда капилляры деп аталатын, ішінде мениск күштерімен ұсталынатын, көбінесе су орналасады. Сонымен бірге топырақ қуыстылығының жалпы, капиллярлы және капиллярсыздарға бөлінуі топырақтағы су мен ауаның шын салыстырмасын сипаттамайды, өйткені капиллярлы қуыстарға тамыр қылдары өте алмайтын, 0,01 мм-ден ұсақ қуыстарда және микроорганизмдердің қолы жетпейтін көлемі 0,003-0,001 мм және одан ұсақ қуыстар жатады. Сонымен қатар молекулалық күшпен ұсталынатын және өсімдіктер ала алмайтын байланысты сумен (гигроскопиялық және пленкалы) толтырылған қуыстар жатады. Бұл белсенді емес қуыстар болып саналады. Ішінде менискілі және гравитациялық күші арқылы бос судың жылжып отыруы мүмкін қуыстар және ішінде ауа микроорганизмдер және өсімдік тамырлары бар қуыстар, белсенді қуыстар болып саналады. Әдетте, бұл қуыстардың диаметрі 3 микроннан ірі болады.

А.П. Дояренко (1963) топырақтың капиллярлы қуыстарын көлемінен агрегаттардың ішіндегі және арасындағыларға бөлу қажеттілігіне келген. Топырақ ішіндегі немесе элементарлы қуыстылыққа топырақтың механикалық құрамы, агрегат арасындағыға- оның құрылысы себеп болады.

Н.А. Качинский (1965) топырақ қуыстарының толығырақ дифференциясын қолданады.Ол жалпы агрегат арасындағы агрегатты, агрегаттағы қосымша қуыстылықты тығыз сумен байланысты, капиллярлы бос байланысты сумен және ауамен толтырылған қуыстарға бөледі. Ең жоғары агрономиялы жағынан бағалы болып капиллярлық қуыстар мен аэрияциялы қуыстар саналады.

Ауамен толтырылған қуыстар бөлігінің бос жері , яғни ең төменгі су сыйымдылыққа тең топырақ ылғалдылығындағы капиллярсыз саңылаулық тұрақты, аэрацияның қуыстылығы (саңылаулығы) деп аталады. Ол капиллярсыз қуыстылыққа сәйкес келеді. Топырақтың жыртылатын қабатындағы дәнді-дақылдар үшін оңтайлы ау мөлшері жалпы қуыстылықтан 15-20%, отамалылар үшін 20-30%, көп жылдық шөптерге 17-21%.

Тек қана капиллярлы қуыстардан тұратын топырақ шамадан тыс тығыз топырақтікіндей дұрыс және теріс қасиеттері болады. Тек қана капиллярсыз қуыс топырақтар үшін артық борпылдақ топырақтардың қасиеттері сәйкес келеді.

Топырақтың жыртылатын қабатының құрылысын анықтау үшін жалпы қуыстылықтан басқа оны құрушы капиллярлы және капиллярсыз қуыстылықтардың бірін білу қажет, оның айырымын басқасын табу үшін. Техника жағынан капиллярлы саңылаулықты табу оңайлау. Көп талдау болғанда тек қана жалпы қуыстылықты ғана анықтауға болады, өйткені капиллярлы қуыстылықты ғана анықтауға болады, өйткені капиллярлы қуыстылық бір топырақ ішінде өте аз өзгереді және В.В. Квасниковтың айтуы бойынша тұрақты сан ретінде қолдануға болады. Сондықтан топырақтың жыртылатын қабатын реттеу дегеніміз, біріншіден, капиллярсыз қуыстылықты өзгерту болады. Топырақтың жыртылатын қабатының құрылысын аспаптың көмегімен және санау жолымен анықтау әдістері бар. Олардың ішінде ең көп тарағаны құрылысы бұзылмаған топырақ сынамаларын капиллярлы толықтыру әдісі болады. Бұл жағдайда топырақ үлгілерінің толықтыруы жоғарыдан және астынан жасалынады. Бұл әдістің кемшілігіне топырақ бөлшектерінің сумен толтырылғанда өз көлемін кеңейту қабілеті жатады. Ол зерттеген топырақтың қуыстылығын кішкене азайтады.

Топырақтың жыртылатын қабатының құрылысын патронда (цилиндрде) толтыру әдісімен анықтау үшін құрылысы бұзылмаған топырақ үлгісін әр түрлі конструкциялыалынатын патрондарымен (цилиндрлерімен) бұрғының көмегі арқылы топырақ үлгілерін алады; Көбінесе биіктігі 5 және 10 см және көлемі 100; 200; 500 және 1000см3. Цилиндрде штангысы бұралатын бұрғылар да бар.

Құрылысы өзгермеген топырақ үлгісін алу үшін тұтқасы бұрандалатын патрон. Топырақ үлгісін алардың алдында үлгінің алу тереңдігі мен жердің атына байланысты патронның (цилиндрдің) номерін жазып алады, ішкі жағынан патронның (цилиндрдің) кесетін жағының диаметрін (Д), оның биіктігін (Н) өлшейдіжәне таразыда қақпағымен бірге өлшеу арқылы салмағын ( ) анықтайды. Топырақың жыртылатын қабатының құрылысын анықтағанда алынған мәліметтерді 3-қалыпқа жазган дұрыс.

Топырақтың үстіне бұрғыны тігінен қойып, тұтқасынан басып, керек тереңдікке дейін топыраққа кіргізеді.Керек тереңдікке жеткен соң, бұрғыны бірнеше рет сағат тілінің бағытымен, потрондағы (цилиндрдегі) топырақ сынамасын басқа топырақтан жұлып алу үшін бұрайды, содан кейін бұрғыны топырақтан суырып алады.Патронның (цилиндрдің) астыңғы жағындағы артық топырақты пышақтың шетімен бірдей қылып кесіп тастайды дақақпағын жабады, паронды(цилиндрді) штангадан бөлек алады да, жабысқан топырақтан тазартады, екінші қақпағымен жауып, жәшікке салып зертханаға апарады.

Қыл түтікті қанығу әдісімен топырақтың жыртылатын қабатының құрылысын анықтау
Зертханада топырағы мен патронда (цилиндрді) қақпақтарымен бірге салмағын өлшейді( ) де, ашық түрде үлгінің сумен капиллярлы қанығуы үшін ваннаға салады.Ол үшін патронды (цилиндрді) аударған күйде ұстап, астыңғы қақпағын алып тастап оның орнына фильтрлі қағазды қояды.Егер топырақ құрғақ және қатты сусымалы болса, фильтрлі қағаздың үстінен дәкені байлайды немесе әдейі торлы-қақпақ кигізеді.Фильтрлі қағаздың диаметрі патрон (цилиндр) диаметрінен кішкене үлкендеу болу керек.Содан кейін патронды (цилиндрді) аударып, тіреуге ванночкаға қойып үстіңгі қақпағын ашады. (8 сурет).
Топырақ үлгісін патронда капиллярлы қанықтыру.

Қақпақтарын шатыстырып алмау үшін , олардың кері жағын патронның (цилиндрдің) үстіне қаратып қояды. Содан кейін патрондағы (цилиндрдегі) топыраққа тигізбей, ванночкаға суды құяды. Шеттері суға тиіп тұрған фильтрлі қағаз арқылы топырақ капиллярлары біртіндеп суды сіңіреді. Тұрақты салмақ оратылғанша қанығы өтеді, ол үшін патронды (цилиндрді) топырақпен кезекпен таразыға салмағын өлшеп отырады. Сосын патронды (цилиндрді) тіреуден алады, үстінен қақпақпен жабады, фильтрлі қағазды астынан ұстап тұрып ваннодан алады, аударып столға жабық жағымен қояды. Содан кейін фильтрлі қағазды алады, оған жабысқан топырақты патронға (цилиндрге) тазартады да қақпақпен жабады, патрннды топырақпен үлкен патрондарға (500см3) 0,1г дәлдігімен кішкентайлармен салмағын өлшейді (Р ).

Ылғалдылықты анықтау үшін патронның (цилиндрдің) биіктігінің бәрінен екі орта топырақ сынамасын алдын-ала салиағы өлшенген аллюминилі стақандарға (m ) салады. Олардың номерлерін патрондардың (цилиндрлердің) нөмерлеріне байланысты жазады. Содан кейін патрондарды (цилиндрлерді) топырақтардан тазартып, жуып құрғатады.
Аллюминилі стақандарды қақпағымен және топырағы мен бірге 0,01г (m ) дәлелдігімен салмағын өлшеп құрғататын шкафқа тұрақты салмаққа дейін 105 градус температурада құрғату үшін қояды.
Құрғағаннан кейін топырағы мен стақандарды құрғататын шкафтан шығарып, эксикаторда суытып салмағын өлшейді (m ).
Қаныққаннан кейін топырақ ылғалдылығы капиллярлы су сыйымдылықты сипаттайды.
Топырақтың жыртылатын қабатының құрлысын анықтау үшін есептер келесі дәйектілікпен жасалынады.
0-10см топырақ қабатының құрлысын санау үлгісі.
Негізгі мәлметтер:

1. Патрон диаметрі Д=5,5см;
2. Патрон биіктігі Н=10см;
3. Патрон салмагы Р =162.8 г;

Қанығуға дейінгі топырақ пен салмағы
Қаныққаннан кейінгі топырақ пен патрон салмағы Р =561,5;
Бос бюкс салмағы m =24,0г ылғалды топырақ пен бюкс салмағы m =40,5г;
Санау тәртібі:
1. Құрылысы бұзылмаған топырақ үлгісінің көлемі (патронның ішкі көлеміне сәйкес келеді - V);
2. Қаныққан кейінгі топырақа ылғалдылығы (W);
3. Патрондағы мүлде құрғақтопырақтың салмағы (М);
4. Топырақтың қатты фазасының көлемі (Vт);
5. Топырақтың жалпы көлеміне пайызбен алынған топырақтың қатты фазасының көлемі (Vt );
6. Капиллярлы және капиллярсыз қуыстардың қосымша көлемі (Vc);
7. Жалпы қуыстылық (О);
8. Капиллярлы қуыстар көлемі (Vk);
9. Капиллярлы қуыстылық (Ok);
10. Капиллярсыз қуыстар көлемі (Он);
11. Капиллярсыз қуыстылықтың капилярлыға қатынасы (С);
12. Топырақтың көлемдік салмағы (d);
13. Үлгіні алғандағы топырақтың ылғалдылығы (W );
14. Қаныққанға дейін топырақ аэрациясының дәрежесі (V үлгіні алғанда ауамен толтырылған бөлігі)
15. Топырақтың сумен қанықтыру дәрежесі (V -жалпы қуыстар көлемімен пайызбен үлгіні алғанда сумен толтырылған қуыстар бөлігі);
16. Үлгіні алғанда топырақтың зерттейтін қабатындағы жалпы су қоры (W );
17. Қаныққаннан кейіенгі аэрация дәрежесі (капиллярлық ылғалдылықта – V );
Үлесті салмақтың ( ) сандық мағынасын оқытушы береді немесе пиккометр арқылы анықтайды.
3 қалып Патронның ішінде қанықтыру әдісімен топырақтың жыртылатын қабатының құрлысын анықтау нәтижесі.

Жер астындағы сулар терең орналасқан жағдайда (3-4м-ден терең), егер жыртылатын және тамыр тарайтын қабат оның бетімен жанаспаса, капиллярлы қанығу Солтүстік Қазақстан жағдайы үшін тиімді емес. Бұл жерде топырақтың жыртылатын қабатының құрлысын дефференциялды қуыстылықтан сипаттау үшін капиллярлы қуыстылықты қолданбау, одан гөрі тұрақты көрсеткішпен – ең төменгі су сыйымдылықты (ЕТСС) қолданған дұрыс. Сондықтан бұл жағдайда топырақтың жыртылатын қабатының құрлысын анықтау үшін ең қолайлысы үлгіні үстінен қанықтыру әдісі болады. Ол құрлысы өзгерген топырақтың ең төменгі су сыйымдылығын анықтауға сәйкес келеді.