Тапсырмаға түсініктеме

Топырақтын реакциясы – топырақ ерітіңдісіндегі Н⁺ және ОН^- иондары мөлшерінін арақатынасы. Топырақтын реакциясы рН белгісімен көрсетіледі. рН – сутегі катиондары мөлшерінін теріс логарифмі – рН = Log 1 / [H⁺].

Топырақ қышқылдылығы деп топырақтын суды немесе бейтарап тұздын ерітіңдісін қышқылдату қабілеті аталады. Топырақ қышқылдылығынын негізгі екі түрі болады: Белсенді (актуальді) қышқылдылық, көрінбейтін (потенциалды) қышқылдылық.

Топырақтын белсенді қышқылдылығы – (топырақ ерітіңдісінің қышқылдылығы) топырақ ерітіңдісіңдегі Н⁺ катиондары мөлшерімен анықталады.

Көрінбейтін қышқылдылық – топырақтын қатты бөлімі тарапынан сіңірілген Al⁺⁺⁺, Cr⁺⁺⁺, Fe⁺⁺⁺ және H⁺ катиондарынын әсерінен пайда болады. Көрінбейтін қышқылдылықты табу үшін белгілі тұздын ерітіңдісі қолданылады. Қолданылатын тұз түріне қарай ауыспалы және гидролитикалық қышқылдылық түрлері ажыратылады. Ауыспалы қышқылдылықты табу үшін бейтарап тұздын (KCl) ерітіңдісі, ал гидролитикалық қышқылдылықты табу үшін сілтілі тұздын (CH₃COONa) ерітіңдісі қолданылады.

Топырақтын рН = 1 – 14 арасында өзгереді. Бұл көрсеткіштін мөлшеріне қарай келесі топырақ түрлері болады (кесте 1).

Кесте 1.

Топырақтардын рН мөлшеріне қарай жіктелуі

рН мөлшері	Топырақ түрі
3	Тым қышқыл
4	Өте қышқыл
5	Қышқыл
6	Сәл қышқыл
7	Бейтарап
≥ 8	Сілтілі

Өсімдіктердін жақсы өркендеуі үшін топырақтын рН бейтарапқа жақын болуы керек. Бұл шарттарда топырақ құрамындағы қоректік заттар өсімдіктерге пайдалы түрде табылады. Қышқыл топырақтарында нитраттар тапшылығы, фосфор элементінін сіңірілуінін төмендеуі байқалады. Сілтілі топырақтарда нитрат, фосфор, микроэлементтер тапшылығы мен жеңіл еритін тұздардын молшылығы көрінеді. Бірақ кейбір өсімдіктер қышқыл және сілтілі топырақ реакциясына төзімді болады (кесте 2).

Кесте 2.

Негізгі ауыл шаруашылық дақылдары мен басқа организмдердін төзетін рН көрсеткіштері

Өсімдік, организм	рН	Өсімдік, организм	рН
Бидай	6,6 – 8,5	Шай бұтасы	4,8 – 6,3
Арпа	6,1 – 7,2	Зығыр	5,0 – 6,0
Қант қызылшасы	5,2 – 6,8	Саңырауқұлақтар	3,5 – 6,0
Картоп	5,3 – 8,0	Азотобактерин	6,8
Мақта	8,0 – 8,5

Топырақ ерітіңдісінде Н⁺ катионы өте аз мөлшерде табылады. Ал Н⁺ мол мөлшері топырақтын қатты бөлімінде табылады да ауыспалы қышқылдылықты құрастырады. Бұл себептен топырақтын суда және тұз ерітіңдісіңдегі (KCl) ерітілген үлгілері талданады. Тұз ерітіңдісі арқылы анықталған қышқылдылық ауыспалы қышқылдылық деп аталады:

[Топырақ] H⁺ + KCl <=> [Топырақ] K⁺ + HCl

K⁺

[Топырақ]Al⁺⁺⁺ + 3 KCl <=> [Топырақ] K⁺ + AlCl₃

K⁺

AlCl₃ + 3H₂O <=> Al (ОH)₃ + 3HCl

Ауыспалы қышқылдылық топыраққа тыңайтқыш қолданылған уақытта өте маңызды болады. Ауыспалы қышқылдылығы белгіленбеген топыраққа калий тыңайтқышы ретінде (КСl) қолданатын болсақ онын қышқылдылығын өз қолымызбен көтеріп аламыз.

Қышқыл топырақтарды жақсарту үшін әктас қолданылады:

Н⁺

[Топырақ] Н⁺ + Ca(HCO₃)₂ <=> [Топырақ]Cа²⁺ + 2 H₂CO₃;

Топырақтын сілтілігі топырақ құрамындағы сілтілі тұздар мен сілтілі металлдардын табылуымен анықталады. Топырақ сілтілігінін де екі түрі болады. Актуальді сілтілігі топырақ ерітіңдісіндегі сілтілі тұздардын болуымен сипатталады (Na₂CO₃ , NaHCO₃ ,CaHCO₃.). Потенциалді сілтілігі топырақтын сіңіру кешеніңде табылатын ауыспалы натрий катиондарынын мөлшерімен сипатталады. Топырақтын сілтілігі өсімдік үшін өте зиянды болып келеді. Себебі: сілтілі топырақтын осмостық қысымы жоғары болып өсімдіктін сумен қамтамасыз етілуі нашарлайды. Бұл топырақтарда белгілі өсімдіктер ғана өсе алады. Мысалы: сораң-солянка сілтілі, тұзды топырақтын индикаторы болып табылады. Қостанай облысында кебірлі және сортаң топырақтардын рН сілтілі болып келеді. Кебірлі топырақтарды химиялық жолмен жақсарту үшін гипс қолданылады.

Na⁺

[Топырақ] Na⁺ + CaSO₄ <=> [Топырақ] Ca²⁺ + Na₂SO₄

NaCO₃ + Ca SO₄ <=> CaCO₃ + Na₂SO₄;

Ион алмасу процесстерімен топырақтын буферлілігі деп аталтын қасиеті байланысты болады. Топырақтын сіңіру кешені топырақ ерітіңдісінің концентрациясын реттеуші кешен болып табылады. Топырақтын өз рН өзгертілуіне қарсы тұру қабілеті – буферлілігі деп аталады. Топырақтын сіңіру сыйымдылығы жоғары, органикалық заты мол, сілтілермен қанығу дәрежесі жоғары болса онын буферлілігі де жоғары болады.

Колориметр әдісі арқылы топырақ рН анықтау:

Әдістін принципі: Әдісте индикатордын түрлі ортамда боялу ерекшелігі қолданылады. Зерттелетін топырақ ерітіңдісінін түсі Алямовский аспабынын түсті шкаласымен салыстырылады.

Талдау жұмысын жүргізу тәртібі: Топырақтын актуальді қышқылдылығын анықтау үшін 20 г топырақ үлгісі 100 мл колбаға салынып үстіне 50 мл таза су құйылып араластырылады. Топырақтын көрінбейтін қышқылдылығын анықтау үшін 20 г топырақ үлгісі 50 мл 1 Н KCl ерітіңдісі мен араластырылады. Екі колбада 5 мин шайқалады. Сонан кейін фильтрден өткізіледі. Фильтраттан 5 мл үлгі пробиркаға алынып үстіне 0,3 мл Гроак индикаторы (универсалды индикатор) қосылады. Біраз шайқалып пробирканын түсі Алямовский аспабынын түсті шкаласымен салыстырылады. Тпырақтын рН осы түске байланысты болады.

Жұмыстын сонында топырақ үлгісінін белсенді және ауыспалы қышқылдылығы туралы қорытынды жасалады.

Бақылау сұрақтары:

1. Топырақ реакциясы деп не аталады?

2. Топырақ қышқылдылығы деп не аталады?

3. Топырақ сілтілігі деп не аталады?

4. Топырақ буферлілігі деп не аталады?

5. Топырақ қышқылдылығынын түрлері.

6. Ауыл шаруашылық дақылдарынын талап ететін рН көрсеткіштері.

7. Топырақ рН өзгерту әдістері.

№7 Лабораториялық жұмыс

Тақырыбы: Топырақтың қатты фазасының үлестік салмағы

Тапсырма:

а) Топырақтың қатты фазасы тығыздығымен (үлестік салмағымен) танысу;

б) Топырақтын қатты фазасының тығыздығына әсерлі факторларды табу;

Құралдар: Пикнометр, топырақ үлгілері, таразы, дистилденген су, термометр;