1.3.3 Тапсырма Структуралық агрегаттардың беріктігін н.И.Никольский әдісімен анықтау

1) берік және берік емес фракцияларға бөлмей топырақтың структуралық жағдайын білгеннен кейін (алдыңғы екі жұмысты қара) 1-5 агрегаттан (кесекшеден) екі орташа үлгі алу;

2) әр фракцияны диаметрі 15 см-дей түбі жазық шыны Петри табақшасына немесе фарфор табақшаға ара қашықтығын тең етіп орналастыру;

3) табақшаға агрегаттар үстінен 2 см асатындай етіп дистилгенген су, ол жетіспесе кран суын құю;

4) 20 минуттан кейін шыны таяқшамен аздап басқанда және қозғағанда бұзылып кетпесе берік структураға, ал ұсақталса немесе толық езіліп кетсе, берік емес структураға жатқызу;

5) талдаудың қорытындысын мына формуламен есептеу

А=

а В

 100,

(3)

мұндағы А – фракциядағы берік агрегаттардың шамасы,%;

а – бұзылмай сақталған агрегаттардың саны;

b – талдауға алынған агрегаттардың саны.

6) талдаудың нәтижесін 1.3.2 кестеге түсіру.

1.3.2 кесте – Структуралық агрегаттардың беріктігін талдаудың нәтижесі

Топырақ аты	Агрегаттар диаметрі, мм
	10-нан ірі	10-5	5-3	3-2	2-1	1-0,5	0,5-0,25
	берік агрегаттардың саны, проценті

1.4 Топырақтың физикалық қасиеттері және оларды анықтау

Топырақтардытың физикалық қасиеттері жалпы физикалық қасиеттері және физика­­-механикалық қасиеттері болып екіге бөлінеді. Жалпы физикалық қасиеттеріне топырақтың қатты фазасының тығыздығы, құрылымының тығыздығы, құыстылығы және бөлшектерінің меншікті беттерінің ауданы, ал физика-механикалық қасиеттеріне байланыстылығы, иленгіштігі, көтерілгіштігі, мен семгіштігі жатады.

Топырақтың физикалық қасиеттері оның гранулометриялық, структуралық құрамдарына тікелелей байланысты және сулық, ауалық, жылулық режимдеріне әсер етеді. Сондықтан да бұларды дұрыс реттеп отыру (топырақты уақытылы баптау, қопсыту, органикалық тыңайтқыштарды енгізу, арам шөптерден тазарту, т.б.) ауыл шаруашылығы дақылдарынан мол өнім алуды қамтамасыз етеді.

Сонымен, топырақтың сапасы (құнары) оның физикалық қасиеттеріне де көп байланысты екен. Соңғыларын білу арқылы топырақтың өндірістік бағалылығын анықтауға, баптау жүйелерін, мелиоративтік, ауыл шаруашылықтық және басқа да шараларды белгілеуге болады.

1.4.1 Тапсырма Топырақтың қатты фазасының тығыздығын аңықтау

Кең тараған топырақ түзуші минералдардың (кварцтың, далалық шпаттардың) тығыздығы 2,5-2,6 г/см³, азырақ тараған жыныс түзуші минералдардың (слюдалардың, амфиболдардың, жалған мүйіздің, пироксендердің) тығыздығы 2,7-3,33 г/см³, саз минералдардың тығыздығы далалық шпаттарға жақын 2,6 г/см³ шамасында, жаңа түзілген минералдардың тығыздығы 2,3-тен (гипс) 4,0-ке дейін (гидрогетит), топырақ қарашірігінің, орман төсігінің, дала киізінің тығыздығы 1,4-1,8 г/см³ шамасында болады.

Қарашіріктің тығыздығы минералдық массадан едәуір аз болғандықтан қарашірікпен байыған топырақтың беткі қабатының тығыздығы 2,4-2,6 г/см³-ке дейін кемиді. Топырақтың төменгі қабаттарында органикалық зат аз болғандықтан, олардың тығыздығы жоғарыда аталған көп тараған минералдардың тығыздығына (2,6-2,7 г/см³) жақын.

Табиғатта топырақ қуысты дене. Қуыстарда оның сұйық және газ фазалары орналасады. Қуыстылық қандай ауыр преспен басқайнмен жойылмайды. Сондықтан қуыстарды сумен толтырып, топырақтың қатты фазасының массасын табу үшін пикнометр (арнайы өлшемді колба) әдісі қолданылады.

Бұл әдістің мәні топырақтың қатты фазасының көлемін оның ығыстырған суының көлемі арқылы анықтау. Сонымен, топырақтың қатты фазасының тығыздығы деп абсолютті құрғақ топырақтың қатты фазасы массасының тең көлемдегі температурасы 4⁰С судың массасына қатынасын атайды (осы температурада 1 см³ су 1 грамға тең), яғни бұл ешқандай қуыстылығы жоқ 1 см³ топырақтың граммен алыңған массасы.

Топырақтың қатты фазасының тығыздығы ондағы аналық жыныстың минералогиялық құрамына, гумустың және т.б. органикалық заттардың мөлшеріне байланысты өзгереді. Аналық жыныс жеңіл минералдардан тұрса, органикалық заттар көп болса, топырақтың тығыздығы жеңіл, ал минералдық бөлігі көп, ауыр болса, тығыздығы да ауыр болып келеді. Мысалы, шымтезекті топырақтың тығыздығы шымтезектің тығыздығана жақын – 1,4-1,7 г/см³, ал гумусы аз құм топырақтардың тығыздығы ауыр, кварцтың тығыздығана шамалас – 2,65 г/см³.

Мұнан топырақтың қатты фазасының тығыздығы оның химиялық құрамында жанама сипаттайтыны көренеді. Топырақтың қатты фазасының тығыздығы 2,3-2,9 г/см³ аралығында, ал көп кездесетін егістік топырақтарда ол 2,5-2,7 г/см³ шамасында болады. Топырақтың беткі қабатының тығыздығы аз, төменгі қабаттарында ол көбейе түседі. Топырақтың қатты фазасының тығыздығы оның қуыстылығын есептеуге қолданылады.

Жабдықтар мен заттар: сыйымдылығы 100 мл пикнометр қоятын кристолизатор немесе ұялары бар ағаш қалып, ванна, аналитикалық таразылар (гирлерімен), кептіргіш шкаф, алюминий бюкстері немесе шыны құрғату стаканшалары, эксикатор, электроплитка, саңылауы 1 мм елеуіш, топырақ үлгілері, фарфор келіше мен каучук ұшы бар келсапша, қайнатылып суытылған дистилденген су, су мен эфир үшін тамшылатқыш, сүзгі қагаз, сүлгі.

Тапсырманы орындау

1) кептіргіш шкафта құрғатылған таза пикнометрді 2 сағат бойы қайнатылып, ауасы түгел шығарылған дистилденген сумен мойнындағы сызыққа дейін толтыру, судың температурасын жазу;

2) тығындағы капиллярдан 1-2 тамшы су шығатындай етіп пикнометрді нығыздап тығындау. Мұнда тығын астында және капиллярда ауа көбігі болмауы керек. Судың температурасын жазып қояды;

3) температурасы пикнометрдегі сумен бірдей сумен толтырылған ваннада пикнометрді 15-20 минут ұстау;

4) температурасы өзгермеуі үшін пикнометрді екі саусақпен ұшынан ұстап судан шығару және сүлгімен сүртіп, сүзгі қағазбен құрғату;

5) аналитикалық таразыда пикнометрді суымен қоса 0,001 г дәлдікке дейін өлшеу, судың жартысынан көбірегін басқа ыдысқа (химиялық стақанға) құю;

6) аналитикалық таразыда 8-10 г келішеде ұсақталған саңылауы 1 мм елеуштен өткізілген ауа-құрғақ топырақты өлшеп алу;

7) мұнымен қоса массасы белгілі құрғату стаканшасына 4-5 г топырақ салып, кептіру шкафында температураны 105⁰С дейін көтере отырып, тұрақты массаға дейін кептіру. Бұл талдаулардың нәтижелерін құрғақ топыраққа ауыстыруда қолданылатын түзету коэффициентін (к) табу үшін керек;

8) тығыздықты анықтау үшін өлшенген топырақты (6 пункт бойынша) жарты суы құйып алыңған пикнометрге салу және құм салынған ыдысы бар плитаға қойып, бір сағаттай қатты қайнатпай, топырақтағы ауа көбіктерін шығару. Пикнометр қайнаған сайын оның бос жарты көлеміне аздап дистилденген су құйып отыру;

9) бір сағат бойы қайнаған суы бар пикнометрге мойнындағы сызыққа дейін су құю. Саусақпен немесе қарандашпен пикнометр бүйіріне жай ұра отырып, топырақтағы ауа қалдықтарын шығару. Егер мұнда да пикнометр мойнындағы ауа көпіршігі шықпаса, жіңішке сыммен бетін араластыру, ал мұнда да шықпаса, 1-2 тамшы эфир тамызу. Қалқып шыққан тамырлар болса, сыммен сұйыққа батырып жіберу;

10) ауасынан тазарған пикнометрді тығындап, температурасы тәжірибе басталардағыдай сумен толтырылған ыдысқа салу. Мұнан соң пикнометрді судан алып, сүлгімен сүртіп, сүзгі қағазбен құрғатып, аналитикалық таразыда өлшеу;

11) төмендегі формуламен топырақтың қатты фазасының тығыздығын есептеу

р=

____а____ (a+b) – c

 к ,

(4)

мұндағы р – топырақтың қатты фазасының тығыздығы, г/см³;

а – суы бар пикнометрдің массасы, г;

b – топырақ өлшемі, г;

с – суы, топырағы бар пикнометрдің массасы, г;

к – абсолютті құрғақ топыраққа ауыстыру үшін түзету коеффициенті

Табылған нәтижені 1.4.1 кестеге түсіру

1.4.1 кесте – Топырақтың қатты фазасының тығыздығын анықтау нәтижесі

Үлгі алынған орын, кесінді номері	Үлгі алынған қабат және терендік	Пикнометр номері	Массасы, г			Түзету коэффициенті (к)	Қатты фазаның тығыздығы
			Суы бар пикнометрдің	Топырақтың	Топ-ғы суы бар пикнометрдің