Қазақстандағы минералды тыңайтқыштар өндірісін дамыту
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
I. ӘДЕБИЕТТІК ШОЛУ
I.1 Гуминді заттарға жалпы сипаттама және биосферадағы қызметі ... ... ... ... ... .8
I.2. Гуминді заттардың физикалық және химиялық қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... 11
I.3.Гуминдік беттік .активті заттарды алудың мәселесі жайында ... ... ... ... ... ...15
I.4. Гуминді беттік . активті заттарды қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 20
I.5. Тыңайтқыш қолдануға байланысты топырақ қасиеттерінің өзгеруі ... ... ... ..22
II. ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ
II.1.Гуматтар алу үшін көмірді зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 37
II.2.ИҚ спектроскопия әдісімен көмірдің функционалды топтарын анықтау ... .42
II.3.Көмір өндірісінің қалдықтары негізінде кешенді гуминді тыңайтқыш алу. 43
II.4. Алынған гелтектес кешенді гуминді препаратын визкозиметрлік зерттеу.45
II.5. Препараттың беттік және көлемдік қасиеттерін зерттеу ... ... ... ... ... ..., ... .. 48
II.6.Кешенді гуминді препаратының сутектік көрсеткіші ... ... ... ... ... ... ... ... ... 48
II.7. Кешенді гуминді препаратының электрөткізгіштігін зерттеу ... ... ... ... ... ...50
III. НӘТИЖЕЛЕРДІ ТАЛДАУ
III.1.Көмірді ауылшаруашылығында қолдану мақсатында оның активті.сорбциялық қасиеттерін бағамдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...52
III.2.Зерттелуші кешенді гуминді препараты ерітіндісімен топырақ
агрегаттарын өңдеу кезінде олардағы суғаберіктік өзгерісін анықтау ... ... ... ... 55
III.3.Полимерлік препараттар қатысында топырақ сынамасының сүзу жылдамдығының өзгеруі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..59
III.4.Ауыл шаруашылығы дақылдарына тыңайтқыш қолданудың экономикалық тиімділігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .62
III.5. Тыңайтқыш қолдану және қоршаған ортаны қорғау ... ... ... ... ... ... ... ... ... 65
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...70
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .72
ҚОСЫМШАЛАР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 75
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
I. ӘДЕБИЕТТІК ШОЛУ
I.1 Гуминді заттарға жалпы сипаттама және биосферадағы қызметі ... ... ... ... ... .8
I.2. Гуминді заттардың физикалық және химиялық қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... 11
I.3.Гуминдік беттік .активті заттарды алудың мәселесі жайында ... ... ... ... ... ...15
I.4. Гуминді беттік . активті заттарды қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 20
I.5. Тыңайтқыш қолдануға байланысты топырақ қасиеттерінің өзгеруі ... ... ... ..22
II. ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ
II.1.Гуматтар алу үшін көмірді зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 37
II.2.ИҚ спектроскопия әдісімен көмірдің функционалды топтарын анықтау ... .42
II.3.Көмір өндірісінің қалдықтары негізінде кешенді гуминді тыңайтқыш алу. 43
II.4. Алынған гелтектес кешенді гуминді препаратын визкозиметрлік зерттеу.45
II.5. Препараттың беттік және көлемдік қасиеттерін зерттеу ... ... ... ... ... ..., ... .. 48
II.6.Кешенді гуминді препаратының сутектік көрсеткіші ... ... ... ... ... ... ... ... ... 48
II.7. Кешенді гуминді препаратының электрөткізгіштігін зерттеу ... ... ... ... ... ...50
III. НӘТИЖЕЛЕРДІ ТАЛДАУ
III.1.Көмірді ауылшаруашылығында қолдану мақсатында оның активті.сорбциялық қасиеттерін бағамдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...52
III.2.Зерттелуші кешенді гуминді препараты ерітіндісімен топырақ
агрегаттарын өңдеу кезінде олардағы суғаберіктік өзгерісін анықтау ... ... ... ... 55
III.3.Полимерлік препараттар қатысында топырақ сынамасының сүзу жылдамдығының өзгеруі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..59
III.4.Ауыл шаруашылығы дақылдарына тыңайтқыш қолданудың экономикалық тиімділігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .62
III.5. Тыңайтқыш қолдану және қоршаған ортаны қорғау ... ... ... ... ... ... ... ... ... 65
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...70
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .72
ҚОСЫМШАЛАР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 75
КІРІСПЕ
Минералды тыңайтқыштар және фосфор элементін алудың Қазақстандағы шикізат көзі – Қаратау фосфориттері. Бұл фосфаттардың химиялық және минералдық құрамы күрделі және ауыспалы. Соңғы жылдары сапасы жоғары шикізат (26-28% Р2О5) мөлшерінің азаюы байқалуда және оларды техноло-гиялық жолмен өңдеу нәтижесінде әр түрлі қалдықтар түзілуде. Сонымен бірге республикада тыңайтқыштарды өндіру және пайдалану күрт төмендеп кетті. Алайда ауыл шаруашылығында негізінен минералды тыңайтқыштар (жай және қос суперфосфат, аммофос) және органикалық тыңайтқыштардан көң қолда-нылды. Осылардың әсерінен топырақтың құрылымы өзгеріп, оның құнарлылығы нашарлап, ондағы гумустың мөлшері азайды. Ал өсімдіктің дұрыс өсіп-өнуі үшін азот, фосфор, калий, макро-, микроэлементтер мен органикалық заттар – гуминді қосылыстар қажет. Көңдегі гуминді заттардың мөлшері өсімдік дамуы үшін жеткіліксіз.
Гуминді қосылыстар дегеніміз – құрамында әр түрлі функционалды топтары бар жоғары молекулалы окси - және оксикарбон қышқылдары. Олар топырақ гумусының құрамына кіреді. Көміртегі, сутегі, оттегі, азоттан, макро- және кальций, магний, темір, бор, марганец, мырыш, мыс, молибден, кобальт, иод, т.б. микроэлементтерден тұрады.
Жұмыстың актуальдылығы: Қазақстандағы минералды тыңайтқыштар өндірісін дамытуда құрамына негізінен қоректік элементтер мен микроэлементтер кіретін, ұзақ әсер етуші кешенді тыңайтқыштар шығару көзделген. Осы міндеттер шеңберінде адсорбциялық қасиетті көмірді қолдану үлкен көңіл аудартады. Гуминді қосылыстар - қоңыр көмірдің құрамды бөлігі, осыған орай болашақта көмір өндіру өнеркәсібіндегі қалдықтарды пайдалану мен химиялық түрлендіру арқылы аймақтардағы тыңайтқыштардың түрлерін көбейтуге және экологиялық мәселелерді шешуге болады.
Гуминді қосылыстар-қоңыр көмірдің құрамды бөлігі, ал еліміздің облыс-тарында (Қарағандыда–Шұбаркөл, Павлодарда–Екібастұз, Майкөбе, Алматыда Ойқарағай және т.б.) бұл көмірдің бай кен орындары бар. Алайда Қазақстанда
Минералды тыңайтқыштар және фосфор элементін алудың Қазақстандағы шикізат көзі – Қаратау фосфориттері. Бұл фосфаттардың химиялық және минералдық құрамы күрделі және ауыспалы. Соңғы жылдары сапасы жоғары шикізат (26-28% Р2О5) мөлшерінің азаюы байқалуда және оларды техноло-гиялық жолмен өңдеу нәтижесінде әр түрлі қалдықтар түзілуде. Сонымен бірге республикада тыңайтқыштарды өндіру және пайдалану күрт төмендеп кетті. Алайда ауыл шаруашылығында негізінен минералды тыңайтқыштар (жай және қос суперфосфат, аммофос) және органикалық тыңайтқыштардан көң қолда-нылды. Осылардың әсерінен топырақтың құрылымы өзгеріп, оның құнарлылығы нашарлап, ондағы гумустың мөлшері азайды. Ал өсімдіктің дұрыс өсіп-өнуі үшін азот, фосфор, калий, макро-, микроэлементтер мен органикалық заттар – гуминді қосылыстар қажет. Көңдегі гуминді заттардың мөлшері өсімдік дамуы үшін жеткіліксіз.
Гуминді қосылыстар дегеніміз – құрамында әр түрлі функционалды топтары бар жоғары молекулалы окси - және оксикарбон қышқылдары. Олар топырақ гумусының құрамына кіреді. Көміртегі, сутегі, оттегі, азоттан, макро- және кальций, магний, темір, бор, марганец, мырыш, мыс, молибден, кобальт, иод, т.б. микроэлементтерден тұрады.
Жұмыстың актуальдылығы: Қазақстандағы минералды тыңайтқыштар өндірісін дамытуда құрамына негізінен қоректік элементтер мен микроэлементтер кіретін, ұзақ әсер етуші кешенді тыңайтқыштар шығару көзделген. Осы міндеттер шеңберінде адсорбциялық қасиетті көмірді қолдану үлкен көңіл аудартады. Гуминді қосылыстар - қоңыр көмірдің құрамды бөлігі, осыған орай болашақта көмір өндіру өнеркәсібіндегі қалдықтарды пайдалану мен химиялық түрлендіру арқылы аймақтардағы тыңайтқыштардың түрлерін көбейтуге және экологиялық мәселелерді шешуге болады.
Гуминді қосылыстар-қоңыр көмірдің құрамды бөлігі, ал еліміздің облыс-тарында (Қарағандыда–Шұбаркөл, Павлодарда–Екібастұз, Майкөбе, Алматыда Ойқарағай және т.б.) бұл көмірдің бай кен орындары бар. Алайда Қазақстанда
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
1. Батюк В.П. Применение полимеров и ПАВ в почвах.– М.: Наука.–1978.-241с.
2. Благовещенский А. Предисловие к статье Прозоровской «Влияние гуминовой кислоты и ее производных на поступление в растения азота, фосфора, калия и железа». Сб.НИУИФ, вып. 127., 1936.
3. Власюк П.А. Улучшения условий питания растений отходами бурых углей. –В сб.: Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения. –Харьков. Изд-во Харьковского университета,1957, с.127-144.
4. Горовая А.И., Грановский Н.М., Кравцова Л.В. и др. Влияние физически активных гуминовых веществ на радиорезистентность клеток млеко-питающих и микроорганизмов. В сб. «Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения. T.V. -Днепропетровск, издание Днепропетровского сельхозинститута, 1975, с.224 - 234.
5. Гуминовые вещества в биосфере / Под ред. Д.С. Орлова.- М.: Наука, 1993. - 238 с.
6. Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения / Отв. ред. В.П. Попов. – Киев: Гос.изд. с/х лит., 1962. – 649с.
7. Ғ.Б.Н. Қазақстан Республикасының орталық ғылыми кітапханасы www.libraly.ru.
8. Иванов Н.Г. и Трушкина Н.И. Бурый уголь как удобрение. Труды НИУИФ, вып. 127, 1936. С.98-131.
9. Кистер Э.Г., Жванецкий Е.Ф. О рациональной технологии производства углещелочного реагента. - Нефтяное хозяйство № 2, 1959, с. 33-37.
10. Қазақстан Республикасының Ғылыми-техникалық кітапханасы www.rntb.kz
11. Қазақстан Республикасының патенттік орталығы www.kazpatent. kz
12. Қобланова О.Н., Қадырова Г.А. “Көміргуминқышқылдары негізінде алынған тыңайтқыштардың ауылшаруашылық дақылдарына әсерін байқау және көмірдің активті сорбциялық қасиеттерін зерттеу ”,
Халықаралық ғылыми-практикалық конференциясының еңбектері, Шымкент – 2008ж.
13. Қобланова О.Н., Дүйсебаев Ш.Е., Есенов Ч.К. “ Гумин қышқылы негізінде алынған тыңайтқыштарды ауыл шаруашылығы дақылдарының өнімділігін арттыруда қолдану”, Халықаралық ғылыми-практикалық конференция-сының еңбектері, Шымкент – 2008ж.
14. Ларина В.А., Мирошниченко Л.А., Киструсская Т.В. Опыт применения углегуминовых удобрений в условиях Восточной Сибири. В сб. Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения., ч.П. - Киев; Госсельхозиздат УССР, 1962, с. 405-421.
15. Лозановская И.Н. и др. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. – М.: Высшая школа, 1998. – 287с.
16. Забрамный Д.Т., Победоносцева О.И., Победоносцева Н.И., Умаров Т.Ж. Углегуминовые кислоты и их использование.-Ташкент, Изд-во «Фан» Узбекской ССР, 1980. 153 с.
17. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М.: Изд-во МГУ, 1990. 325 с.
18. Орлов Д.С., Безуглова О.С. Биогеохимия. Учебник. – Р-н-Д.: ФЕНИКС, 2000. – 317с.
19. Орлов Д.С., Гришина Л.А. Практикум по химии гумуса. - М.: Изд-во МГУ, 1981. - 272 с.
20. Орлов Д.С. Гуминовые вещества в биосфере //Статьи Соровского Образовательного журнала в текстовом формате. Химия. – МГУ им. М.В. Ломоносова, 1997 // Интернет-сайт http//www.
21. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. - М.: Изд-во МГУ, 1990. - 325 с.
22. Орлов Д.С. Химия почв. – М.: МГУ, 1992. – 400с.
23. Патент № JAP 02336. UZ - Способ получения удобрений, приоритет изобретений 14.01.1999. 2003 .
1. Батюк В.П. Применение полимеров и ПАВ в почвах.– М.: Наука.–1978.-241с.
2. Благовещенский А. Предисловие к статье Прозоровской «Влияние гуминовой кислоты и ее производных на поступление в растения азота, фосфора, калия и железа». Сб.НИУИФ, вып. 127., 1936.
3. Власюк П.А. Улучшения условий питания растений отходами бурых углей. –В сб.: Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения. –Харьков. Изд-во Харьковского университета,1957, с.127-144.
4. Горовая А.И., Грановский Н.М., Кравцова Л.В. и др. Влияние физически активных гуминовых веществ на радиорезистентность клеток млеко-питающих и микроорганизмов. В сб. «Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения. T.V. -Днепропетровск, издание Днепропетровского сельхозинститута, 1975, с.224 - 234.
5. Гуминовые вещества в биосфере / Под ред. Д.С. Орлова.- М.: Наука, 1993. - 238 с.
6. Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения / Отв. ред. В.П. Попов. – Киев: Гос.изд. с/х лит., 1962. – 649с.
7. Ғ.Б.Н. Қазақстан Республикасының орталық ғылыми кітапханасы www.libraly.ru.
8. Иванов Н.Г. и Трушкина Н.И. Бурый уголь как удобрение. Труды НИУИФ, вып. 127, 1936. С.98-131.
9. Кистер Э.Г., Жванецкий Е.Ф. О рациональной технологии производства углещелочного реагента. - Нефтяное хозяйство № 2, 1959, с. 33-37.
10. Қазақстан Республикасының Ғылыми-техникалық кітапханасы www.rntb.kz
11. Қазақстан Республикасының патенттік орталығы www.kazpatent. kz
12. Қобланова О.Н., Қадырова Г.А. “Көміргуминқышқылдары негізінде алынған тыңайтқыштардың ауылшаруашылық дақылдарына әсерін байқау және көмірдің активті сорбциялық қасиеттерін зерттеу ”,
Халықаралық ғылыми-практикалық конференциясының еңбектері, Шымкент – 2008ж.
13. Қобланова О.Н., Дүйсебаев Ш.Е., Есенов Ч.К. “ Гумин қышқылы негізінде алынған тыңайтқыштарды ауыл шаруашылығы дақылдарының өнімділігін арттыруда қолдану”, Халықаралық ғылыми-практикалық конференция-сының еңбектері, Шымкент – 2008ж.
14. Ларина В.А., Мирошниченко Л.А., Киструсская Т.В. Опыт применения углегуминовых удобрений в условиях Восточной Сибири. В сб. Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения., ч.П. - Киев; Госсельхозиздат УССР, 1962, с. 405-421.
15. Лозановская И.Н. и др. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. – М.: Высшая школа, 1998. – 287с.
16. Забрамный Д.Т., Победоносцева О.И., Победоносцева Н.И., Умаров Т.Ж. Углегуминовые кислоты и их использование.-Ташкент, Изд-во «Фан» Узбекской ССР, 1980. 153 с.
17. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М.: Изд-во МГУ, 1990. 325 с.
18. Орлов Д.С., Безуглова О.С. Биогеохимия. Учебник. – Р-н-Д.: ФЕНИКС, 2000. – 317с.
19. Орлов Д.С., Гришина Л.А. Практикум по химии гумуса. - М.: Изд-во МГУ, 1981. - 272 с.
20. Орлов Д.С. Гуминовые вещества в биосфере //Статьи Соровского Образовательного журнала в текстовом формате. Химия. – МГУ им. М.В. Ломоносова, 1997 // Интернет-сайт http//www.
21. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. - М.: Изд-во МГУ, 1990. - 325 с.
22. Орлов Д.С. Химия почв. – М.: МГУ, 1992. – 400с.
23. Патент № JAP 02336. UZ - Способ получения удобрений, приоритет изобретений 14.01.1999. 2003 .
РЕФЕРАТ
Магистрлік жұмыстың көлемі 97 беттен, 17 кестеден, 8 суреттен,
кіріспеден, қорытындыдан, қосымшалардан, 35 қолданылған әдеби материалдар
тізімінен тұрады.
Негізгі терминдер: гумус, гуминді заттар, гумин қышқылдары, гимато-
меланды қышқылы, фульвоқышқылы, кешенді гуминді препарат, химиялық
тұрақтылық, топырақтың құрылым түзгіштігі, қасиеттер.
Магистрлік жұмысты зерттеудің мақсаты: Қазақстандағы минералды
тыңайтқыштар өндірісін дамытуда құрамына негізінен қоректік элементтер мен
микроэлементтер кіретін, ұзақ әсер етуші кешенді тыңайтқыштар шығару
көзделген. Осы міндеттер шеңберінде адсорбциялық қасиетті көмірді қолдану
үлкен көңіл аудартады.
Зерттеу объектісі: зерттеу объектісі ретінде Ленгір, Шұбаркөл және
Екібастұз қоңыр көмірлері құрамы зетттеліп, гумин қышқылы негізінде кешенді
гуминді препарат алынды.
Зерттеудің ғылыми жаңалығы: көмір өндіру өнеркәсібіндегі қалдықтарды
пайдалану мен гуматтарға жаңа функционалдық топтарды енгізу, олардың
құрамын өзгерту жолымен химиялық түрлендіру арқылы ауыл шаруашылығы
дақылдарының өнімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Микроэлементтер көзі
ретінде түсті металлургия мен химиялық өнеркәсіптің өнеркәсіптік суларының
кейбір қалдықтарын қолданылу ұсынылады.
Магистрлік жұмысты зерттеудің әдістері: зерттеу барысында аналитикалық
(экстракциялау, шаймалау) электрохимиялық (потенцио-метриялық) және
коллоидты химиялық (визкозиметрлік, беттік керілу активтілігі), ИҚ-
спектроскопия әдістері қолданылды.
Алынған нәтижелер: көмірді химиялық өңдеу өзіндік артықшылықтарға ие:
көмірдің сорбциялық қасиеттері жақсарып, ондағы гумин қышқылдарының құрамы
жоғарылайды, сондай-ақ бұл қышқылдар өсімдік үшін сіңірілетін формаға
өтеді.
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .5
I. ӘДЕБИЕТТІК ШОЛУ
I.1 Гуминді заттарға жалпы сипаттама және биосферадағы
қызметі ... ... ... ... ... .8
I.2. Гуминді заттардың физикалық және химиялық
қасиеттері ... ... ... ... ... ... . ...11
I.3.Гуминдік беттік –активті заттарды алудың мәселесі
жайында ... ... ... ... ... ...15
I.4. Гуминді беттік - активті заттарды
қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 20
I.5. Тыңайтқыш қолдануға байланысты топырақ қасиеттерінің
өзгеруі ... ... ... ..22
II. ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ
II.1.Гуматтар алу үшін көмірді
зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
7
II.2.ИҚ спектроскопия әдісімен көмірдің функционалды топтарын
анықтау ... .42
II.3.Көмір өндірісінің қалдықтары негізінде кешенді гуминді тыңайтқыш
алу. 43
II.4. Алынған гелтектес кешенді гуминді препаратын визкозиметрлік
зерттеу.45
II.5. Препараттың беттік және көлемдік қасиеттерін
зерттеу ... ... ... ... ... ..., ... .. 48
II.6.Кешенді гуминді препаратының сутектік
көрсеткіші ... ... ... ... ... ... . ... ... ... 48
II.7. Кешенді гуминді препаратының электрөткізгіштігін
зерттеу ... ... ... ... ... ...50
III. НӘТИЖЕЛЕРДІ ТАЛДАУ
III.1.Көмірді ауылшаруашылығында қолдану мақсатында оның активті-сорбциялық
қасиеттерін
бағамдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ...52
III.2.Зерттелуші кешенді гуминді препараты ерітіндісімен топырақ
агрегаттарын өңдеу кезінде олардағы суғаберіктік өзгерісін
анықтау ... ... ... ... 55
III.3.Полимерлік препараттар қатысында топырақ сынамасының сүзу
жылдамдығының
өзгеруі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... .59
III.4.Ауыл шаруашылығы дақылдарына тыңайтқыш қолданудың экономикалық
тиімділігі ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 62
III.5. Тыңайтқыш қолдану және қоршаған ортаны
қорғау ... ... ... ... ... ... ... . ... ...65
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .70
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН
ӘДЕБИЕТТЕР ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... 72
ҚОСЫМШАЛАР ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...75
Қысқартылған сөздер
ГЗ - гуминді заттар
ГҚ – гумин қышқылы
ГМҚ – гиматомеланды қышқылы
ФҚ – фульвоқышқылы
ГБАЗ - гуминдік беттік – активті заттар
КСР - көмірсілтілі реагент
TCP - торфсілтілі реагент
КІРІСПЕ
Минералды тыңайтқыштар және фосфор элементін алудың Қазақстандағы
шикізат көзі – Қаратау фосфориттері. Бұл фосфаттардың химиялық және
минералдық құрамы күрделі және ауыспалы. Соңғы жылдары сапасы жоғары
шикізат (26-28% Р2О5) мөлшерінің азаюы байқалуда және оларды техноло-гиялық
жолмен өңдеу нәтижесінде әр түрлі қалдықтар түзілуде. Сонымен бірге
республикада тыңайтқыштарды өндіру және пайдалану күрт төмендеп кетті.
Алайда ауыл шаруашылығында негізінен минералды тыңайтқыштар (жай және қос
суперфосфат, аммофос) және органикалық тыңайтқыштардан көң қолда-нылды.
Осылардың әсерінен топырақтың құрылымы өзгеріп, оның құнарлылығы нашарлап,
ондағы гумустың мөлшері азайды. Ал өсімдіктің дұрыс өсіп-өнуі үшін азот,
фосфор, калий, макро-, микроэлементтер мен органикалық заттар – гуминді
қосылыстар қажет. Көңдегі гуминді заттардың мөлшері өсімдік дамуы үшін
жеткіліксіз.
Гуминді қосылыстар дегеніміз – құрамында әр түрлі функционалды
топтары бар жоғары молекулалы окси - және оксикарбон қышқылдары. Олар
топырақ гумусының құрамына кіреді. Көміртегі, сутегі, оттегі, азоттан,
макро- және кальций, магний, темір, бор, марганец, мырыш, мыс, молибден,
кобальт, иод, т.б. микроэлементтерден тұрады.
Жұмыстың актуальдылығы: Қазақстандағы минералды тыңайтқыштар
өндірісін дамытуда құрамына негізінен қоректік элементтер мен
микроэлементтер кіретін, ұзақ әсер етуші кешенді тыңайтқыштар шығару
көзделген. Осы міндеттер шеңберінде адсорбциялық қасиетті көмірді қолдану
үлкен көңіл аудартады. Гуминді қосылыстар - қоңыр көмірдің құрамды бөлігі,
осыған орай болашақта көмір өндіру өнеркәсібіндегі қалдықтарды пайдалану
мен химиялық түрлендіру арқылы аймақтардағы тыңайтқыштардың түрлерін
көбейтуге және экологиялық мәселелерді шешуге болады.
Гуминді қосылыстар-қоңыр көмірдің құрамды бөлігі, ал еліміздің облыс-
тарында (Қарағандыда–Шұбаркөл, Павлодарда–Екібастұз, Майкөбе, Алматыда
Ойқарағай және т.б.) бұл көмірдің бай кен орындары бар. Алайда Қазақстанда
органо-минералды тыңайтқыштар мен гуминді заттар алу бағытында зерттеулер
жүргізілмеген, оларды алудың технологиясы жасалмаған және бұларды шығаратын
өндіріс жоқ.
Жұмыстың мақсаты мен міндеттері:
• бастапқы шикізат пен гуматтарды алудың қолайлы жағдайлары мен
технологияларын жақсарту;
• гуматтарды басқа реагенттермен құрамалау;
• гуматтарға жаңа функционалдық топтарды енгізу мен олардың құрамын
өзгерту жолымен химиялық түрлендіру. Микроэлементтер көзі ретінде
түсті металлургия мен химиялық өнеркәсіптің өнеркәсіптік суларының
кейбір қалдықтары қолданылуы мүмкін.
• түрлендірілген гуматтардың физикалық және коллоидты-химиялық
қасиеттерін зерттеу;
Жұмыстың жаңалығы: көмір өндіру өнеркәсібіндегі қалдықтарды пайдалану
мен гуматтарға жаңа функционалдық топтарды енгізу, олардың құрамын өзгерту
жолымен химиялық түрлендіру арқылы ауыл шаруашылығы дақылдарының
өнімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Микроэлементтер көзі ретінде түсті
металлургия мен химиялық өнеркәсіптің өнеркәсіптік суларының кейбір
қалдықтарын қолданылу ұсынылады.
Жұмыстың практикалық манызы:
• құрамында гумин қышқылдары бар кен орындарының қоңыр көмірінің
тотыққан беткі қабаттарын жаңаша пайдалануға;
• қоңыр көмірдегі гуминді қышқыл тұздарының сапасын жоғарылатуға;
• көмірді химиялық өңдеу өзіндік артықшылықтарға ие: көмірдің сорбциялық
қасиеттері жақсарып, ондағы гумин қышқылдарының құрамы жоғарылайды,
сондай-ақ бұл қышқылдар өсімдік үшін сіңірілетін формаға өтеді.
Тақырыпты ашуға өз бетінше келу: ғылыми жұмыстың тақырыбын ашу
барысында, жалпы гумин қышқылдарының алыну жолдары, химиялық қасиеттері
және олардың қолданылуы, әсіресе ауыл шаруашылығы дақылдарына әсері туралы
мәліметтер жан-жақты (интернет, патент, статьялар, реферативтік журналдар,
авторлық куәліктер және оқулықтар) жинақталды.
Гуматтардың тиімді әрекетін жоғарылату мақсатында біз гуматты
реагенттердің құрамын өзгерту және жаңа қызметтік топтарды ендіру жолымен
оларды түрлендіруді ұсынамыз.
Тәжірибелер сериясы негізінде орнатылған кешенді гуминді тыңайтқыш
алудың қолайлы жағдайы компоненттердің қатынасы (салмағы,%): көмір
өндірісінің қалдықтары :КН2РО4 : формалин : NH4OH : Na2SO3 =
1:1:0,5:0,2:0,25 қатынасында 5 сағат уақыт бойы реакцияны жүргізу болып
табылады. Кешенді гуминді тыңайтқышпен өңдегеннен кейін судың шаю әрекеті
әлсіреп, топырақ басқа құрылымдық жағдай – суға берік түйіршікті күйге
өтеді.
А.В.Петербургскийдің мәліметтері бойынша көмірдің рН-ы белгілі
ортада қолдану кейбір өсімдіктердің өсу жағдайын жақсартып, тотығу-
тотықсыздану процестері кезінде тек катализдеуші әсер ғана емес, сондай-ақ
топырақтағы кейбір улы заттардың көмірге адсорбциялануы арқасында
залалсыздандыру әсерін де көрсетеді.
Қазақстандағы минералды тыңайтқыштар өндірісін дамытуда құрамына
негізінен қоректік элементтер мен микроэлементтер кіретін, ұзақ әсер етуші
кешенді тыңайтқыштар шығару көзделген. Осы міндеттер шеңберінде
адсорбциялық қасиетті көмірді қолдану үлкен көңіл аудартады.
I. ӘДЕБИЕТТІК ШОЛУ
I.1. Гуминді заттарға жалпы сипаттама және биосферадағы қызметі
Гуминді заттарды зерттеумен органикалық химия, топырақтану,
агрономия, экология және биосфераны қорғау, өсімдіктердің минералды
қоректенуінің теориясы салалары шұғылданады.
Гуминді заттарды ашудың бастамасы XVIIIғ. басталады. Зерттеулердің
бірінші нәтижесі топыраққа және торфқа сілтімен әсер ету арқылы қара-қоңыр
түсті ерітінді алған Ф.Ахардтың жұмыстарымен байланысты. 10 жылдан соң
Л.Вокелен ескі томардың өзегінен сондай зат бөліп алады. Т.Томсон
1807 жылы бұл затты ульмин (Ulmus сөзінен шыққан, ulmus -вяз) деп атады.
Гуминді заттарға швед химигі Я.Берцелиус та көп көңіл бөлген.
Соңғы жарты ғасырдан бастап, гуминді заттарды зерттеуге көптеген орыс
және ТМД елдері ғалымдары өз үлестерін қосты. Атап айтсақ топырақтанушы
ғалымдар: И.В.Тюрин, М.М.Кононова, С.С.Драгунов, Л.Н.Александрова, шет ел
ғалымдары В.Фляйг(ФРГ), Ф.Дюшофур (Франция), Т.Хаяси (Япония), М.Шництер
(Канада), Ф.Стевенсон (США), М.Х.Хейес, (Англия) т.б. 1981 жылы гуминді
заттарды зерттеудің Халықаралық қоғамдастығы туралы шешімі шықты
(International Humic Substances Society - IUSS) .
Қазіргі уақытта гуминді заттарды әртүрлі табиғи заттардан бөліп
алудың әдістері жетілдіріліп, химиялық құрамын анықтау, барлық маңызды
қасиеттері топыраққа, өсімдіктерге, микроорганизмдерге, жан-жануарларға
әсері зерттелген. Өнеркәсіп орындарында және ауылшаруашылығында гуминді
заттарды пайдаланудың мүмкіндіктері анықталған. Гуминді тыңайтқыштар туралы
алғашқы жұмыстарын Л.А.Христев (Днепропетровск), С.С.Драгунов т.б. ғалымдар
жүргізді.
Биосфераның маңызды бөлігі топырақ жабындысы болып табылады.
Топырақтың құрамына кіретін топтардың өте көп мөлшерін органикалық заттар
құрайды.
Барлық органикалық заттар өзінің шығу тегіне, қасиеттеріне және
қызметтеріне қарай 2 үлкен топқа бөлінеді: органикалық қалдықтар және
гумус. Біріншісін өзіндік анатомиялық құрылымын әлі де жоғалтпаған тірі
организмдер құрайды. Бұл заттар гумификация процесіне ұшырап, құрғаудың
нәтижесінде гуминді заттардың ерекше формасына айналады.
Гумус – топырақта болатын бүкіл органикалық қосындылардың жиынтығы,
бірақ тірі организмдердің құрамына кірмейді.
Гуминді заттар гумустың құрамында болады. Бұл – топырақта, торфта,
көмірде және басқа да табиғи заттарда болатын ашық не қанық түсті құрамында
азот болатын жоғары молекулалы қосылыс. Олар қоректік элементтерді және
энергияны жинақтайды, катиондардың алмасуына қатысады, улы заттардың кері
әсерін төмендетеді, организмдердің дамуына және планетаның жылу тепе-
теңдігін сақтауға ықпал жасайды. Олар тұрақты, жоғары молекулалы,
полидисперсті, әртүрлі функционалдық топтарды аминқышқылдарын,
полисахаридтерді, бензойн бөліктерін құрамында ұстап тұра алады.
Гуминді заттар гумин қышқылы, гумус түрінде көрсетілген.
Гумус қышқылдары – қара–қоңыр бояумен қаныққан азотқұрамды жоғары
молекулалы оксикарбон қышқылдары.
Гумин қышқылдары - табиғи органикалық қосылыстардың күрделі қоспасы,
өсімдік қалдықтарының ыдырауының және олардың гумификация-лануының
(микроорганизмдердің, ылғалдың және атмосферадағы қышқылдар-дың қатысында
органикалық заттардың ыдырап биохимиялық айналымға түсуі) нәтижесінде
түзіледі.
Жер шарында биосферадағы органикалық көміртегінің жалпы мөлшері 2-3 ·10-
12 т шамасында. Органикалық көміртегінің үлкен бөлігі құрғақ күйінде және 1-
ші кезекте топырақ гумусының құрамына кіреді. Фотосинтез өнімінің
нәтижесінде атмосферадағы 50·109т көміртегі байланысады. Гуминді заттардың
түзілуі жай ғана биосфераға қажетті органикалық қалдықтардан тазарту емес.
Маңыздысы, осыдан тірі организмдерде болмайтын табиғи қосылыстардың жаңа
кластың пайда болатыны, бірақ қазіргі өмір сүру формаларында түзілу мен
қамтамасыз ету үзіліссіз емес.
1-кесте
Топырақ органикалық заттары бөлінуінің номенклатуралық схемасы
Гуминді заттар биосферадағы келесі маңызды көптеген қызметтер
атқарады.
Ол тірі организмдерге қажетті химиялық элементтердің және энергияның
жинақталуын қамтамасыз етеді. Гуминді заттардың құрамынан 40-60%-ке дейінгі
С,3-5% N, 30-40% O, сол сияқты Н, S, P және микроэлементтер деп аталатын
көптеген металдық катиондар кездеседі. Қара-сұр және қара түстегі топырақты
халықтың құнарлы деп санауы кездейсоқ емес, топыраққа мұндай түсті гуминді
заттар береді. Гуминді заттар тірі организмдерге қажетті элементтерді
біртіндеп, олардың қажетінше, келесі буынға осы элементтердің қажеттілігін
сақтай отырып, береді. Осы қасиеттерімен олар көптеген минералды
қосылыстардан ерекшелінеді, яғни өсімдіктерді қоректік элементтермен
қамтамасыз етеді және топыраққа тез тарайтын жеңіл ерітіндіге айналатын
түрде болады. Минералды және органикалық заттардың су ортасының қатысында
гумин қышқылдарының металл катиондарының және гидроксид иондарының
қатысуындағы геохимиялық қалыптасуында маңызды роль атқарады.
I.2. Гуминді заттардың физикалық және химиялық қасиеттері
Химиялық құрылымы жағынан гуминдік заттар – жоғары молекулалы
(молекулалық массасы – 1300-1500) фенолдық, карбоксильдік және
ацетотоптары, жай эфирлі байланыстары бар конденсациялы ароматты қосылыс.
Ф.Ахард өз заманында торфтан гумин қышқылдарын бөліп алу әдісін
жазды. Бұл әдіс әлі күнге дейін гумин қышқылын кез-келген табиғи заттан
бөліп алудың әдісі ретінде қолданылады. Мысалы , келесі теңдікте:
Т + NaOH → ГҚ - COONa + ГМҚ – COONa + ФҚCOONa
Мұндағы: Т – топырақ немесе басқа құрамында гуминді заты бар табиғи
қосылыс;
ГҚ – гумин қышқылы радикалы;
ГМҚ – гиматомеланды қышқылы;
ФҚ – фульвоқышқылы.
Егер, алынған сілтілі экстрактқа рН 1-2–дейінгі қандай да бір қышқыл
қосса, гумин және гиматомеланды қышқылдары тұнбаға түсіп, ал фульво-
қышқылдары ерітіндіге өтеді.
ГҚ COONa + ГМҚ COONa + ФҚ COONa + 3НСl →
ГҚ COOН + ГМҚ COOН + ФҚ COOН + 3NaСl
Гумин және гиматомеланды қышқылдарының тұнбалары оңай бөлінетін,
оларды кептіру нәтижесінде қара-қоңыр немесе тіпті қара түстегі ұнтақ зат
алынады. Фульвоқышқылдарын таза түрде алу үшін, қышқыл ерітіндісін
белсендендірілген көмір үстінен өткізеді, сумен және ацетонмен жуып,
белсендендірілген қышқылды тағы да сілті ерітіндісінде ерітеді. Анализден
соң немесе Н+ катионы арқылы өткізген соң, кептірудің нәтижесінде әдемі
қанық қызыл түстегі фульвоқышқылы алынады.
Гумин заттарының құрамында әртүрлі химиялық элементтер кездесетіні
жақсы зерттелген. Гуминді заттардың түзілуіне және шикізатына байланысты
көміртек мөлшері 40-60% аралығында болады. Азот әрқашан болады, мұны орыс
ғалымы Р.Герман дәлелдеді, бірақ азғана 3-5% аралығында, сутегі 3-6%, ал
қышқыл – 33-37% болады. Міндетті түрде күкірт – 0,7-1,2 және фосфор –
0,5%–ке дейін болады. Әзірге айтуға қиын болса да, әрқашан түрлі металдар
болады.
Табиғи гуминді заттардың құрамы тұрақты емес. Гуминді заттардың
маңызды ерекшелігі – олардың табиғаттағы әртүрлілігі, тек қана элементтік
құрамының ғана емес функционалдық топтарының және де басқа да қасиеттерінің
сан алуандығында.
Гуминді қышқылдар әртүрлі шикізат көздерінен (қоңыр көмірден,
торфтан, сапрофельден және т.б.) алынуына қарай бір-бірінен қасиеттері
бойынша ерекшелінеді.Торф гумин қышқылының молекуласы көмір гумин
қышқылының молекуласына қарағанда әлдеқайда бұтақталған құрылымы мен
ассимметриялық пішінге ие. Бұл айырмашылық көмір түзілудің әрқилы
сатысындағы шикізаттан алынған гуминқышқылдарының тұтқырлық шамасында
көрініс береді.
Гумин қышқылы - әртүрлі молекулалық құрылымдағы өнім қоспасы. Олар
ерігіштігі бойынша 3 топқа бөлінеді: фульвоқышқылдар –су мен спиртте ериді;
гиматамеландылар-суда ерімейді, бірақ спиртте ериді; гумустылар-аталған
еріткіштерде ерімейді.
Кесте - 2
Гуминді заттар түрлерінің түрлі еріткіштермен әсерлесуі
ФРАКЦИЯ СІЛТІ ҚЫШҚЫЛ СПИРТ
Фульвоқышқылы ериді ериді -
Гиматомеланды ериді ерімейді ериді
қышқылы
Гуминді қышқыл ерітінді ерімейді ерімейді
Гумин ерімейді ерімейді ерімейді
Гуминді заттар–молекулалық салмақтары (массалары) 4000-8000 болатын
қоюлатылған ароматты ядролы органикалық коллоидты заттардың қоспасы
түріндегі күрделі табиғатты жоғарымолекулалық қосылыстар болып табылады.
Химиялық әдістермен осы қосылыстардың табиғатын өзгерту қоңыр көмір
гуматының коллоидты тұрақтылығына әсер етуі тиіс. Осымен байланысты,
гуминді заттардың құрылысы мен физика-химиясын зерттеуге арналған атақты
ірі ғалымдардың жұмыстарын қарастырайық. Гуминді жүйелердің құрылысы мен
физика-химиясын зерттеу облысындағы өзіндік жұмыстары С.С.Драгунов,
Д.Т.Забрамный, А.Т.Тәжиев, Т.А.Кухаренко, Л.А.Христова, М.М.Гурьевич,
С.З.Зариков және басқалар орындады.
Кез-келген гуминді заттардың құрамында функционалды топтардың үлкен
жиынтығы болады, олар полифункционалды. Автор гуминді қышқылдар құрамында –
карбоксилді, фенолды, метоксильді және иондық функционалдық топтардың бар
екендігін мақұлдап, қос байланысты және карбонилді топтары бар көміртегі
топтамасының болатындығын ұйғарды. Оның құрамы мына жазылған формулаға
жақын түрде болуы мүмкін:
(СООН)
(ОН)3
С60Н35
(ОСН3)
СН-СНО
Гуминді заттар мен фульвоқышқылдарды шатастырады. 17 бойынша,
фульвоқышқылдар суда, спиртпен сілтіде еркін еритін, тиісінше құрамында
көміртегісі бар жоғары молекулалық қосылыстар. Мәліметтер бойынша,
фульвоқышқылдар мен гуминді қышқылдар сілтімен әрекеттескенде
гуминқышқылдарымен фульвоқышқылдар түзе ыдырайтын күрделі эфирлер типіндегі
қосылыстар түрінде болады. Бұл қышқылдар элементтік құрамы мен дисперстілік
дәрежесі бойынша ыдырайды. Алынған қышқыл фракциялары электролиттердің
ұйыту әрекеттеріне әртүрлі тұрақтылық көрсетеді: әсіресе құрамының
күрделілігі төмен фракциялар үлкен тұрақтылыққа ие.
Гумин қышқылдары катиондық алмасу реакцияларына қабілетті. Гумин
қышқылдарының алмасу сыйымдылығының шамасы 300-400 мг-экв100г құрап,
мұндағы гуматтардың алмасу сыйымдылығы (гумин қышқылдарының натрий тұзы) рН-
тың жоғарылауымен өседі. рН төмен кезде гумин қышқылдары гидрофильді сыртқы
қабықшалы симметриялық құрылымды ірі мицеллаларға бірігеді. Сондықтан
гуматтардың сулы ерітінділерінің тұтқырлығы рН-тың азаюымен төмендеп,
беттік керілу буы кезінде жоғарылайды. 11
В.Ю. Гретенник және басқалар карбоксильдік топты сутегінің Na+, Са 2+,
Mg2+ катионды гумин қышқылдарымен алмасу дәрежесінің сумен қатынасы бойынша
адсорбциялық қасиетке әсерін зерттей келе, алмасу дәрежесінің өсуімен
жұтылатын су мөлшерінің артатынын, сонымен қатар судың көп бөлігінің магний
гуматымен адсорбцияланатынын анықтады.
Қазіргі көзқарастар бойынша гумин қышқылдары құрамында функционалдық
топтары бар, конденсацияланған ядролар мен жанама тізбектерден түзілген,
250-1830 молекулалық массалы кең диапазонды төмен және жоғары молекулалық
қосылыстардың қоспасы болып табылады.
Химиялық табиғаты жағынан гуминді заттар – полимерлер, әртүрлі
молекулалық массадағы құрылымдардың, әсіресе арилгликопротейдтің
фрагменттері. Басқаша айтқанда, гуминді заттардың құрылымы лигнин
(арилдер), сахар (гликозидтер) және аминқышқылдары немесе протеидтер
фрагменттерінен тұрады.
Коллоидты химия тұрғысынан гуминді заттар – эластикалы, яғни
сусыздандырғанда өзінің эластикалығын және ісіну кезіндегі қасиеттерін
сақтай отырып барынша сығылады. Кептіруден соң ылғалдылығы жойылып, суда
ісіну қасиетін жоғалтады. Гуминді заттардың коллоидты қасиеттеріне оның
үштік құрылымнан тұратындығы себепкер. Ресейдің және т.б. шет ел
ғалымдарының электронды микроскопиялық зерттеулеріне қарағанда гуминді
заттардың кеңістіктік құрылымы жүзім сабағының формасын еске түсіреді.
Гуминді заттар оң функционалды топтардан (мысалы, аминотоптары, амидтер,
пептидтер, имидтер), сондай-ақ теріс функционалды топтар (мысалы,
карбоксилды, метоксилды, гидроксилды–спирттер, фенолдар, гидроксо-хинондар,
карбонилді – альдегидті, кетонды және хинонды ) топтардан құрылған 14.
I.3. Гуминдік беттік – активті заттарды алудың мәселесі жайында
Бұл реагенттерді дайындау үшін негізгі материал ретінде қоңыр көмір,
торф немесе құрамында гумусы бар тас көмір мен натрий гидроксидінің
ерітіндісі қолданылады. Гуматтар әрекетінің бастамасы ретінде натрий
гидроксиді ерітіндісімен қоңыр көмірді немесе торфты өңдеу процесінде
бөлініп алынған гуминді заттар пайдаланылады.
Гумин қышқылдары негізінде беттік-активті заттарды қолдануды В.С.
Баранов пен З.П. Букус 1938 жылы ұсынған болатын. Құнының төмендігі мен
материалдардың жеткіліктілігі себебінен гумин қышқылы негізіндегі гуматты
БАЗ-дың кең таралуына жылдам жол ашылды. Гумин қышқылдары негізіндегі ГБАЗ
есебіне көмірсілтілі реагент (КСР) пен торфсілтілі реагент кіріп, олардың
негізгі бастамалық әрекет заттары гуминқышқылының тұздары болып табылады.
Гуминдік беттік активті заттар ГБАЗ дайындау үшін негізінен ылғалдылығы 12%
және құрамындағы гуминді заттары 47% болатын Ленгір кен орнының қоңыр
көмірлері қолданылады. Реагенттегі гумин қышқылының мөлшері шамамен 5%
болуы тиіс.
Алынған көмірсілтілік масса көмір қалдықтарын сілтілеу мен ерімейтін
бос жыныстық шын және коллойдты жағдайдағы гуминді заттардың күрделі
қоспасы түрінде болады. КСР дайындауда қолданылатын қоңыр көмірдің
техникалық талаптары ондағы гуминді заттардың 35-40%-дан кем болмауын,
құрамындағы золь мен ылғалдылықтың артып кетпеуін қадағалайды.
Құрамы бір қалыптағы натрий гидроксидіне қосылатын көмір құрамын
жоғарылатсақ, қоспадағы гуминді заттардың мөлшері ерітіндіде өседі, ең
жоғары шекке барады да, содан кейін төмендейді, құрамы бір қалыптағы
көмірге NaOH қоюлығын өсіре қосар болса, ерітіндідегі гуминді заттар
белгілі бір шамаға дейін өседі де, содан кейін төмендейді. Гуминді заттар
ең жоғары шектер үшін (шамамен 74 %) көмір мен күйдіргіш натр арасындағы
қолайлы қатынас 15:3 құрауы тиіс. Көмірдің мөлшері 15% болған кезде
ерітінді тұтқырлығы баяу өсетіндігі, ал көмір мөлшері 15%-дан артқан
кездегі тұтқырлықтың жылдам өсетіндігі сонша, ерітінді ақпайтын күйге
көшеді.
Көптеген ғалымдар өз зерттеулерінде көрсеткендей қоңыр көмірдің әрқилы
тотықтырғыштармен өзара әсерлесуі күрделілігі төмен заттардың түзілуіне
алып келеді (щавель және басқа да органикалық, карбон қышқылдары
нитрофенолдар және басқалар). Гуминді заттардың құрамын қарапайымдандырудан
электролиттердің ұйыту әрекетіне олардың тұрақтылығы жоғарылайды. Дегенмен
әртүрлі туынды гумин қышқылдарының коллоидты тұрақтылығы мен тұрақтандырғыш
қабілеті әлі де түбегейлі зерттеліп, анықталған жоқ. Сухарев С.С. қоңыр
көмірдің келесі тотықтырғыштық реагенттермен азот қышқылымен, хлормен,
калий перманганаты және сутегі асқын тотығымен өзара әрекеттесу өнімдерін
зерттей келе, нитрогуминді зат қышқыл қоспасының сазбалшық суспензиясын
ұйытатындығы, ал сілтілік қоспасының тұрақтандыратындығы көрсетілген.
Қазіргі кезде гуматтарды қолдану облысын кеңейту мен олардың
тиімділігін арттыру бойынша бірнеше бағыттар бар.
1.Олардың біріншісі - бастапқы шикізат пен гумат дайындау технологиясын
жақсарту.
2. Екінші бағытқа - гуматтарды басқа реагенттермен құрамалау жатады.
З.Үшінші бағытқа - гуматтарға жаңа функционалдық топтарды енгізу мен
олардың құрамын өзгерту жолымен химиялық түрлендіру. Түрлендірудің негізгі
міндетіне гуматтардың көпқызметтік әрекетін жақсарту жатады. Түрлендірудің
бірқатар-әдістері ұсынылған. Олардың көпшілігі натрий бисульфиті және азот
қышқылымен өңделген нитрогуматты немесе сулфонитрогуматты өнімдерді алу
кезіндегідей жаңа функциональдық топтарды енгізумен бірігетін немесе
жекелей жүретін тотықтыру әрекеттеріне жатады. Дегенмен, гуматтарды
жақсартудың жетістіктері өнім қымбаттауы мен өндіріс курделенуін
ақтайтындай соншалықты жоғары емес.
Гуматты БАЗ (КСР, TCP) қасиеттеріне сілті қоюлығының көрсететін
әсері үлкен және гуматтарды сұйық әрі құрғақ түрде алудың бірнеше әдістері
бар.
Сұйық гуматтарды (КСР) тікелей бұрғылау немесе орталықтандырылған
сазбалшық зауыттарында дайындайды. Келесі әдіс ең кең таралған әдіс болып
табылады: сазбалшықараластырғышқа есептелген су мөлшерінің жартысын құяды
да, онда бүкіл сілтіні ерітеді. Осыдан кейін қоңыр көмірдің ұнтақ тектес
есептелген мөлшерін қосып, араластырады. Осындағы сілтінің жоғары
қоюлығының есебінен қоңыр көмір бөлшектерінің дисперстелуі жылдам жүріп,
ерігіш натрий гуматы бөлінеді. Араластырып болғаннан кейін бетіне дейін су
қосып, КСР артық ыдысқа құйылып алынады. Көрсетілгендей 16, температура
сұйық КСР қасиетіне үлкен әсерін тигізеді. Температураны едәуір мөлшерде
жоғарылатқан кезде гумин қышқылдарының толық бөлінуі жүзеге асады. Дегенмен
КСР дайындау үшін суды жылыту мүмкіндігі жақсы жабдықталған сазбалшық
зауыттарында болады.
Дегенмен көрсетілген кәсіпорындардың алғашқы екеуінің 50-60% қуаты
дайын өнімді қоймаларда сақтау мен пайдалануға дейінгі тасымалдау кезіндегі
жоғары сілтілі құрғақ гуматтардың (көмір мен NaOH қатынасы =5:1 немесе 4:1)
өзіндік тұтану жағдайларына қолданылды 25. Көміртау көмірбрикет зауытында
өнімді шығару кезінде құрамы 5:1 жоғары сілтілі құрғақ гуматтардың өзіндік
тұтану жағдайы орын алды. Муның барлығы, зауыттың жобалау негізінде
гуматтардың өзіндік тұтану мүмкіндіктерін есептемегендігімен түсіндіріледі.
Қарабұлақ поселкасы мен Волгоград облысындағы зауыттарда гуматты
ұнтақтарды келесідегідей технология бойынша ылғалды әдіспен шығарады: КСР
көбігі сорғыштармен форсункалық типті тіккептіргіш тозаңдандырғы-шына
беріледі. Тозаңдандырылған өнімнің кебуі 923К температурадағы түтіндік
газдармен жүреді. Түтіндік газдар қоспасы, су, ауа буларымен кептірілген
КСР кептіргіштен 2-сатылы циклонға сорылып алынады. Ұнтақтектес КСР циклон
бункерлерінен сақтау бункерлеріне жіберіледі.
Волгоград облысында қурғақ КСР алу үшін алдымен ылғалды қоңыр көмір
сілтімен араласуға түсіп, содан кейін реттелінген масса кептіргішке түсіп,
ұсақталып, крафтқаптарға салынады.
Шайма сұйықтықтарды өңдеу үшін (әсіресе әлсіз минералданған) 5:1
құрамдағы жоғары сілтілі құрғақ гуматтың тиімділігі белгілі болса да,
Көміртау көмірбрикет фабрикасында технологиялық сызба бойынша құрамы 7:1
төмен сілтілі құрғақ гуматтар шығарады 12. Дегенмен, бұл фабрикадан
құрамы 7:1 құрғақ гуматтың шығарылуы құрамы 5:1 жоғары сілтілі құрғақ
гуматқа қарағанда олардың өзіндіктұтану мүмкіндігінің төмен болу фактысымен
себептендіріледі. Өзіндіктұтану жағдайы құрамы 7:l төмен сілтілі гуматты
шығару кезінде де орын алған. Дегенмен, оның себептері талданбады .
Алу технологиясымен байланысты, құрғақ гуматтардың өзіндікқызу мен
өзіндіктұтануын себептендіретін мәселелерді зерттеу бойынша жұмыстар құрғақ
гумусты БАЗ шығарушы кәсіпорындары мен ҒЗИ жанындағы жұмыстарда айтылып
өтілген жағдайларды шешу тұрғысында жүргізілуде.
Дегенмен, бұл кептіру әдістері сатылай болып сынақтан өткенімен
еңбекті көп қажет етіп, зауыттың өнім өндірушілігін төмендетеді. Сондықтан
олар іс-тәжірибеде кең қолдануға ие болған жоқ. Жұмыста зауытта шығарылған
құрғақ гуматтың (жоғары сілтілі, құрамы 5:2, 4:1) өзіндіктұтануының алдын-
алу үшін көлемді сульфидті кендер мен көмірдің өзіндік тұтануының жылулық
теориясы бойынша түсіндірілетіндей және есептелетіндей болып, жылдық
дайындалған өнімді салқындатуды жүзеге асыру көрсетілген.
Сілті ерітіндісімен көмірді өңдеу жолымен гуминді препараттарды
алып, оларды тыңайтқыштар ретінде қолдануды М.Н.Боранғулова мен оның
әріптес-тері шикізаттың сілтілік реагенттермен өзара әсерлесуін зерттемей
және оның химиялық қүрылуының есебінсіз ұсынған болатын. Технология көмір
мен сілті ертіндісінің 14:1 және 8,5:1 қатынасында көмірді 42%-дық сілті
ертіндісімен қалақшалы араластырғышта 20-30 минут бойы жүргізумен
қамтылады, сондықтан сілтінің көмірге қатынасында алынған 3-12% мөлшері
гумин қышқылдарының ерітінді жағдайына толық айналуын қамтамасыз ете
алмады.
Көміргуминді тыңайтқыштарды алудың технологиясын аммиак суымен ылғалдау
жолымен жасауды В.А.Ларина әріптестерімен бірге ұсынған болатын. Олар
аммиак мөлшерін гумин қышқылдары құрамымен анықтады. Украин көмірі
негізінде гуминді тыңайтқыштарды алудың осыған ұқсас технологиясын
И.И.Ярчук ұсынды. Аммиакпен қанығу 25-тен 200%-ға дейінгі дәрежедегі
препараттарды дайындап, нәтижесінде ол торфтан алуда дәрежесі 75-100 % , ал
қоңыр көмірден алу кезінде 100-125% болуы керек деген қорытындыға келді. Ең
төменгі қанығу кезінде гумин қышқылдарының төмен қозғалғыштығы бақыланған.
В.А.Реутов жылу сыйымдылығының аммиакпен қанығуы 70-80% болса, гумин
қышқылдарының ерітінді күйге келуіне жеткілікті деп есептейді. Ол ұсынған
технология көмірді аммиак суымен өңдеу болып табылады.
Натрий гуматын алу технологиясын жасау кезінде торф, қоңыр және тас
көмір бастапқы шикізаттарын құраушы гумин қышқылдарын активтеу үшін қажетті
аммоний гидрототығы мен натрий гидрототығы шығынының есебін И.И.Ярчук
жүргізді. Сонымен, қоңыр көмірдегі қүрамы 53-59% гумин қышқылдары мен 1,02-
1,14% мөлшердегі аммиак ұсынылады. Құрамында 50,9-73,6% гумин қышқылдары
бар таскөмірде натрий гидрототығы шығыны - 3,2-3,6%, аммиак шығыны -1,5-
1,3% . Бұларды шикізат құрамындағы гумин қышқылдарының тек жартысын ғана
қайнату кезінде ерітіндіге өтетіні тәжірибемен расталып, аммиак бойынша
жұтылу сыйымдылығының шамамен 200% қанығуына ие препараттардан гумин
қышқылдарын бірқайтара бөліп алу кезіндегі тәжірибелік мәліметтері
расталады. Тіпті төртмәртелік бөліп алу кезінде де жалпы гумин қышқылы
құрамындағы шығын 69% -дан асқан жоқ. Гумин қышқылдары қозғалысының ең
төмен көрсеткіштерін автор натрий гуматы деп аталған гуминды тыңайтқыштарды
сақтаудың уақытына әсерін зерттеу кезіндегі жұмысында келтірді. Тіпті
шикізаттың сілтімен 200% қанығуы кезінде суда еритін өнімдер шығыны 6,8-
11,9%-дан асқан жоқ. Көмір сілтілік реагентті алу кезінде көмірді сілтімен
өңдеп, оны қолдануды басқа да зерттеушілер қарастырды.
Хатунцев-Пушкин конструкциясы диспергаторында сілті ерітіндісімен
шикізатты өңдеу жолымен Г.М.Волков пен Л.Я.Хатунцев ұсынған технология
бойынша натрий гуматын өндіру тәсілі ең жетілдірілген әдіске жатады, әрі
шикізатты сілті ерітіндісімен өңдеудегі уақытты едәуір қысқартып, қоюлығы
жоғары гумат ерітінділерін алуға мүмкіндік береді 14. Бірақ қарастырылған
кұрғақ шикізаттағы сілті мөлшері гумин қышқылдарының толықтай гуматтарға
айналуын қамтамасыз ете алмайды, сондықтан да оларды шикізаттан бөліп алу
мүмкін болмайды.
Т.А.Кухаренко мен С.А.Шапиро ұсынған аккумуляторлық өнеркәсіп үшін
гумин қышқылдарын өндірудің технологиялық сызбасында процесс жылдамдығына
әсер ететін барлық факторлар есепке алынбаған .
Көмірсілтілі реагентті алу технологиясын жасау кезінде натрий
гидрототығын өзімен салыстырғанда құны төмен натрий карбонатымен бірге
қолданудың мүмкіндіктерін орнатудың маңызы үлкен.
I.4. Гуминді беттік - активті заттарды колдану
Құрамында гумин қышқылдары көп торф пен қоңыр көмірдің арзандығы,
алудың үлкен мүмкіндігі мен қордың қыруар шикізаттық базасы гуматгы
реагенттер алу үшін оларды ауылшаруашылығында, мұнай бұрғылау техникасы мен
құрылыста кең қолданудың мүмкіндіктерін ашады.
Гуминді қышқылдардың әртүрлі топырақты-климаттық жағдайларда өсімдік
пен ауылшаруашылық дақылдарына әсерін мұқият зерттеу 1960 жылдары
жүргізілді. Көміргуминді тыңайтқыштар әсерінен фосфордың, азоттың , кальций
мен біршама дәрежеде темірдің қозғалысы артады, калий мен магний
қозғалыстары біршама дәрежеде төмендейді . Гуминді кышқылдың мөлшерін
ендіру мен қолдану тәсілдерінің, алудың бірыңғай әдістерінің болмауынан оң
нәтижелермен бірге теріс нәтижелер де аз болған жоқ.
Көміргуминді тыңайтқыштар гектарына 2-тоннаға дейін енгізілді.
Көміргуминді тыңайтқыштарды алудағы зерттеушілер әрекеті сан-алуан болды.
Зерттеушілер натрий немесе аммоний гуматы деп атаған көміргуминді
тыңайтқыштар түрлерін көп алып, олар аммоний немесе натрий гидроксиді
ерітіндісімен өңделген көмір тектес түрінде болды . Олар алған сілтілі
реагент мөлшері төмен болғандықтан гумин қышқылдарының ерітінділік жағдайға
толық өтуін қамти алмай, нәтижесінде дайын өнім құрамындагы еріген гумат
төмен пайыздық үлесті ғана құрады.
Көміргуминді тыңайтқыштардың топырақ құрылымына әсері де зерттелді.
В.М.Мукальянц пен М.А.Панков көміргуминді тыңайтқыштардың топырақгың
макроқұрылымын жақсартпайтындыгын, тек микроқұрылым түзуін себеп-
тендіретіндігін ашып көрсетті. Дәл осындай қорытындыға В.Б.Гуссан мен оның
ізбасарлары да тоқтаған болатын. Н.И.Победоносцева мен Д.Т.Забрамный
көміргуминді тыңайтқыштардың топырақтың кейбір физикалық қасиеттеріне
тигізер әсерін зерттей келе 18,13, оның оң әсер беруі тек жоғары мөлшерде
енгізу кезінде жүретіндігіне, ал мұндай мөлшер өсімдікке теріс ықпал
ететіндігін айырып берді.
А.В.Блогощенский мен А.Ю.Кологорнова гуминді қышқылдар молекуласының
күрделілігін атап көрсете отырып, олармен өсімдікті тікелей қоректендірудің
ешқандай маңызының жоқтығы мен олардың гормонаралық қасиеттері жайлы
ұйғарым айтты. П.А.Власюк қоңыр көмір қалдықтарын қолдану кезінде
өсімдіктің қоректену жағдайын зерттей келе, топырақ пен микрофлораның
биологиялық белсенділігі жоғарылап, өсімдіктің минералдық қоректенуі мен
оның өнім берушілігі жоғарылайды деген тоқтамға келді 13. Дәл осындай
пікірде Н.А.Красильников пен С.Гуминский 13, Л.З.Колесник жүзім сабағына
гумин қышқылдарының әсерін зерттей келе, олардың жоғары физиологиялық
белсенділігіне: тамыр мен сабақтың өсу құнының едәуір жоғарылауына, тотығу
процестері қарқындылығының артуы мен кұрамындағы хлорофилл мөлшерінің
едәуір өсуіне тоқталып өтеді. Гуминді қышқылдар әсерінен өсімдікке
фосфордың келіп түсуі бірден аңғарылады.
Қоңыр көмірдің гуминді қышқылдарынан алынатын гуматты беттік-активті
заттар тек тұрақтандырғыш ретінде ғана емес, сонымен қатар бұрғылық
байланыстырушы, қоспа, пептизатор және құрылым түзуші ретінде де шын
сұйытылған және қоюлатылған суспензия түрінде ауылшаруашылығында, керамика
өндірісінде, құрылыс материалдар технологиясында, суландыру арықтарының
топырағын кольматациялау үшін қолданылады. Гуматтар Қазақстанның құрылымсыз
тақыр топырақтарын құрылымдандыру мен агротехникалық дақылдандыру кезінде
маңызды роль атқарады.
Әдеби мәліметтерден, халық шаруашылығында гумин қышқылдарының көптеген
жан-жақты қолдану мүмкіндіктері көрініп тұр. Осыған байланысты, қолға
түспейтін, зәру импортталушы реагенттердің қазіргі кезге дейінгі
қолданылған түрлерін алмастыру мүмкіндігін, халық шаруашылығында оларды
пайдаланудың мүмкін болатын облысын іздеп, олардың табиғатын, химиялық
құрылысын, химиялық-технологиялық қасиеттерін терең тану мақсатында
зерттеушілер жұмыстарын жалғастыруда.
'¥ .г
I.5. Өсімдіктің қоректенуі мен тыңайтқыш қолдануға байланысты топырақ
қасиеттерінің өзгеруі
Топырақ құрамы. Топырақ негізінен бір-бірімен байланысты үш бөліктен
(фазадан) тұрады: газ немесе топырақ ауасы , сұйық немесе топрырақ
ерітіндісі және қатты бөлігі. Топырақтың осы үш бөлігі оның механикалық ,
химиялық құрамдары мен агрохимиялық қасиеттеріне жақсы әсер етеді.
Топырақ ауасы өсімдік тіршілігіне, және оның тамырларымен аэробты
микроорганизмдердің тыныс алуы үшін маңызды роль атқарады. Топырақ ауасының
құрамы атмосфера ауасымен салыстырғанда өзгешелеу болады. Атап айтқанда,
топырақ ауасының құрамында көмірқышқыл газы көп (проценттің оннан бір
бөлігінен 2-3 процентке дейін), оттегі азырақ болады. Топырақ ауасында
көмірқышқыл газының мөлшерінің жоғары болуына, оны мекендейтін түрлі
аэробты организмдердің оттегіні пайдаланып, бұл газды бөліп шығару мен
органикалық заттардың ыдырауы, атмосфера мен топырақ арасындағы газ алмасу
құбылысы, топырақ ылғалдылығының шамадан тыс жоғары болуы ықпал етеді.
Мұның өзі өсімдіктің дұрыс өніп-өсуі үшін су мен белгілі бір қатынаста
болуы керек екенін көрсетеді.
Топырақ ерітіндісі топырақтың жалпы массасының 20 процентін құрайтын
оның ең жылжымалы, өзгермелі және белсенді бөлігі. Топырақ ерітіндісінің
құрамына минералдық, органикалық заттар мен еріген газдар (оттек, аммиак,
көмірқышқыл газы) енеді. Топырақ ерітіндісінің құрамы мен концентрациясы
тұрақты емес, ол түрлі биологиялық , химиялық физика-химиялық құбылыстардың
әсерінен өзгеріп тұрады. Мәселен, тыңайтқыш қолдану, топырақтағы ылғалдың
азаюы, органикалық заттардың минерализациялануының қарқынды өтуі, оның
құрамындағы тұздардың мөлшерінің көбеюіне, ал өсімдіктің топырақтың
қоректік заттарды пайдалануы, қоректік заттардың топырақтың төменгі
қабатына шайылуы немесе суда еритін қосылыстардың ерімейтін күйге ауысуы,
топырақ ерітіндісіндегі тұздардың концентрациясының төмендеуіне ықпал
етеді. Топырақ ерітіндісінде К+, Са2+, Mg2+, NH4+ , NO3 -, SO42- , H2PO4-
иондарының болуы өсімдіктің қоректенуде маңызды роль атқарады. Бұл иондар
тұздарының жиналуы топырақ құрамындағы минералдың үгілуіне, органикалық
заттардың ыдырауына, қолданылатын тыңайтқыш түріне байланысты. Көпшілік
жағдайда топырақта тұздардың концентрациясы 0,05% шамасында болады. Егер
тұздардың концентрациясы 0,2 % -тен көп болса, өсімдікке зиянды әсер етеді.
Сондықтан топырақ ерітіндісінің құрамын зерттеудің өндірістік маңызы үлкен.
Топырақтың қатты бөлігінің жартысына жуығы (49%) оттек үлесіне, үштен
бірі кремний, 10 проценті темір мен алюминий үлесіне, 7 проценті басқа
химиялық элементтердің үлесіне тиеді.
3-кесте
Топырақтың қатты фазасының элементтік құрамы.
(А.П. Виноградов бойынша)
Элемент % Элемент % Элемент %
Оттек 49,0 0,05 Галий 10-3
Кремний 33,0 Стронций 0,03 Қалайы 10-3
Алюминий 7,10 Цирконий 0,03 Кобальт 8·10-4
Темір 3,70 Фтор 0,02 Торий 6·10-4
Көміртек 2,00 Хром 0,02 Мышяк 5·10-4
Кальций 1,30 Хлор 0,01 Иод 5·10-4
Калий 1,30 Ванадий 0,01 Цезий 5·10-4
Натрий 0,60 Рубидий 6 ·10-3 Молибден 3·10-4
Магний 0,60 Мырыш 5·10-3 Уран 1·10-4
Сутек 0,50 Церий 5·10-3 Берилий ·10-4
Титан 0,46 Никель 4·10-3 Германий ·10-4
Азот 0,10 Литий 3·10-3 Кадмий 5·10-5
Фосфор 0,08 Мыс 2·10-3 Селен 1·10
Күкірт 0,08 Бор 1·10-3 Сынап 10
Марганец 0,08 Қорғасын 1·10-3 Радий 8·10
Жоғарыда аталған химиялық элементтердің барлығы топырақтың минералдық
бөлігінде минералық қосылыстар түрінде кездеседі. Көміртек, сутек, оттек,
күкірт минералық және органикалық, ал азот дерлік тұтас органикалық
бөлігінде болады.
Топырақтың минералдық бөлігі. Топырақтың қатты фазасының 90-99 пайызы
минералдық бөліктен тұрады. Оның минералогиялық және химиялық құрамы өте
күрделі болып келеді. Топырақтағы минералдар шығу тегіне қарай екі топқа
бөлінеді: алғашқы және екінші қатардағы минералдар. Алғашқы минералдың
ішінде топырақта калийлі және натрий – калийлі далалық шпат, калийлі және
темірлі-магнийлі слюдалар, кварцтар кеңінен таралған. Алғашқы минералдар
топырақ түзуші аналық жыныстардың құрамында болады. Химиялық құбылыстардың,
топырақты мекендейтін организмдердің әсерінен алғашқы минералдардан темір,
алюминий гидоксидтері, кремнезем гидраттары, әртүрлі тұздар және екінші
қатардағы минералдар пайда болады.
Екінші қатардағы минералдар химиялық қасиеттері бойынша үш топқа
бөлінеді:
1. Монтмориллониттер (монтмориллонит, бейделлит т.б.). Бұл минералдардың
ісінуі, жабысқақтығы, тұтқырлығы жоғары.
2. Каолиниттер (каолинит, галлуазит). Бұл топқа жататын минералдардың
тұтқырлығы мен жабысқақтығы азырақ болады.
3. Гидрослюдалар (гидромусковит, гидробиотит, вермикулит). Олардың
химиялық құрамы тұрақты емес.Топырақтың минералдық бөлігінің құрамына
аморфты заттар да кіреді.
Сонымен қатар топырақта әртүрлі тұздар: карбонаттар, сульфаттар,
хлоридтер, нитраттар және калий, натрий, кальций, магний фосфаттары
кездеседі. Олардың көпшілігі суда жақсы ериді.
Топырақтың механикалық құрамы физикалық, физика-химиялық, химиялық
қасиеттерін анықтайды. Саз, саздық топырақтар құрамында құм, құмдақ
топырақтарға қарағанда кальций, магний, калий т.б. элементтер көп болады.
Топырақтың органикалық бөлігі. Топырақтың органикалық заттары оның
маңызды құрамдас бөлігі болып табылады. Оларды негізінен екі топқа
жіктейді:
1. Табиғи жағынан ерекше органикалық заттар – қара шірінді немесе гумус.
2. Қара шіріндіге айналмаған өсімдік және жан-жануар тектес органикалық
заттар өсімдік қалдықтары, құрттар, насекомдар, микроорганизмдер .
Қара шірінді құрамында азот болатын жоғары молекулалы, құрылысы өте
күрделі қосылыс. Ол өсімдік қалдықтарының биохимиялық жолмен ыдырауынан
түзіледі. Қара шірінді мөлшері топырақ түріне, аймақтың табиғи климат
жағдайларына, ауыспалы егіс түріне тағы басқа факторларға байланысты
өзгереді.
Қара шірінді – топырақтың жалпы құнарлылығын айқындайтын көрсеткіш.
Оның құрамына гумин қышқылдары, фульвоқышқылдар және гуминдер атты топтар
кіреді. Гумин қышқылдары әлсіз сілті ерітінділерінде, натрий
пирофосфатында, қымыздық қышқыл натрийде жақсы ериді де тұздар – гуматтар
түзіледі. Гумин қышқылдарының құрамында 52-62% көміртек, 2,8-5,8% сутек, 31-
39% оттек, 1,7-5% азот болады. Гумин қышқылдарындағы осы элементтердің
мөлшеріне, топырақ типі, топырақтағы органикалық заттардың химиялық құрамы
және олардың ыдырауы әсер етеді.
Фульвоқышқылдар су мен қышқылдарда жақсы еритін құрамында азот бар
жоғары молекулалы органикалық қышқылдар, олардың құрамында шамамен 40-52%
көміртек, 4-6% сутек, 42-52% оттек, 2-6% азот болады. Фульвоқышқылдарының
қышқылдығы күшті, әрі суда жақсы еритіндіктен, олардың топырақтың
минералдық бөлігін ыдырату қабілеті жоғары болады.
Топырақ қара шіріндісінің гуминдері гумин және фульвоқышқылдарының
мөлшерімен , олардың арақатынасымен бағаланады.
Топырақтың қара шіріндісі өсімдіктің қоректенуі мен топырақ құнарлылығы
үшін маңызды роль атқарады:
• Органикалық зат өсімдік үшін қоректік элементтердің көзі болып
саналады. Өйткені оның құрамына топырақтағы жалпы азоттың 98-99%-ті,
фосфордың 30-40%-ті, күкірттің 90%-ті енеді.
• Гумин қышқылдары, фульвоқышқылдар, органикалық заттардың ыдырауынан
пайда болған көмір қышқылы силикаттар мен алюмосиликаттарды бірте-
бірте үгіту арқылы және кальций, магний карбонаттарын, фосфаттарды,
тағы – басқа тұздарды ерітіп олардың құрамындағы элементтерді
өсімдікке сіңімді күйге ауыстырады.
• Органикалық заттар микроорганизмдер үшін қорек көзі болып есептеледі.
• Органикалық заттар адсорбция процесіне қатысады, топырақтың сіңіру
қабілеті мен буферлігін жоғарылатады, топырақтың физикалық қасиеттерін
(ылғал сиымдылығы, су, ауа өткізгіштігі, жылу режимі ) жақсартады.
Әр түрлі топырақ құрамындағы қоректік заттардың мөлшері
Топырақтар бір-бірінен механикалық бөлігінің құрамы және органикалық
заттардың мөлшері мен құрамы жағынан ажыратылады. Сондықтан әрбір топырақта
негізгі қоректік элементтердің мөлшері бірдей болмайды. Топырақ неғұрлым
қара шіріндіге бай болса, оның құрамында азот пен фосфордың жалпы қоры көп
болады. Ал калийдің жалпы мөлшері топырақтың механикалық құрамымен
айқындалады. Атап айтқанда құм, құмдақ топырақтарда саз саздық топырақтарға
қарағанда калий мөлшері аз. Топырақта қоректік заттардың көпшілік бөлігі
өсімдік қабылдай алмайтын формада кездеседі. Азот негізінен күрделі
органикалық заттардың (қара шірінді , белок т.б.), фосфордың көп бөлігі
қиын еритін минералдық және органикалық қосылыстардың, калийдің басты
бөлігі ерімейтін алюмосиликат минералдардың құрамында болады.
Топырақтың құнарлылығын қоректік заттардың жалпы қоры анықтайды.
Өсімдіктің қоректенуіне топырақтағы қоректік элементтердің жылжымалы
түрлерінің мөлшері, яғни топырақтың тиімді құнарлылығы маңызды роль
атқарады. Элементтердің жылжымалы түріне олардың суда, әлсіз қышқылдарда
еритін қосылыстары мен алмаспалы күйдегі катиондар жатады. Қиын еритін және
ерімейтін қосылыстар микроорганизмдердің, физика-химиялық, химиялық
қосылыстардың әсерінен өсімдікке сіңімді түрге ауысады. Қоректік заттардың
сіңімді түрінің пайда болуы қосылыс түріне, климат жағдайларына, топырақ
түріне, агротехника деңгейіне байланысты. Сондықтан топырақтың тиімді
құнарлылығын арттыруда органикалық және минералдық тыңайтқыштар қолданудың
маңызы зор. Тыңайтқыш қолдануда агрохимиялық картограмманы пайдалану керек.
Агрохимиялық картограмма топырақтың қоректік заттармен қамтамасыз ету
дәрежесін, тыңайтқышты қаншалықты қажет ететінін көрсетеді.
Картограмма аймақтың топырақ-климат жағдайына сәйкес келетіндей етіп
жасайды. Мысалы, Қазақстанның оңтүстік және оңтүстік – шығыс аудандары үшін
топырақтағы қоректік элементтердің түрлері мен мөлшері , топырақтың
қаншалықты сортаң тартып, қандай дәрежеде эрозияға ұшырағаны туралы мәлімет
беретін картограмма керек.
4-кесте
Қазақстан топырағын қоректік заттардың жылжымалы түрлерінің мөлшеріне қарай
топтастыру(мгкг)
Мөлшерінің Жылжымалы Алмаспалы калий Жеңіл Тыңайтқышты
деңгейі фосфор ыдырайтықажет етуі
н азот
Мачигин Чириков Мачигин Чириков
бойынша бойша бойша бойша
Өте төмен 15 20 200 20 60 Өте жоғары
Төмен 16-15 21-50 201-300 21-50 61-70 Жоғары
Орташа 26-35 51-100 301-400 51-80 71-80 Орташа
Көтеріңкі 36-50 101-150 401-600 81-120 81-120 Әлсіз
Жоғары 51-60 151-200 601-800 121-150 121-140 Өте әлсіз
Өте жоғары 60 200 800 150 140 Қажет емес
Топырақтың сіңіру қабілеті. Өсімдікке қажетті қоректік заттардың
топырақта жиналуы, оның сіңіру қабілетімен тығыз байланысты болады.
Топырақтың сіңіру қабілеті деп, оның ерітіндідегі түрлі заттардың
молекулалары мен иондарын өз бойына сіңіріп, және оларды ұстап қалуын
айтады.Топырақтың бұл қасиеті ертеден белгілі болған. 1850-1854 жылдар Д.
Уэй өзінің зерттеу жұмыстарында топырақ бүкіл тұзды сіңірмей, тек оның
негіздік тобын ғана қабылдайтынын дәлелдеді.
Топырақтың сіңіру қабілетін зерттеуге К.К.Гедройц, Г.Вагнер,
С.Маттсон, Д.Н.Прянишников сияқты ғалымдар көп үлес қосты. Мұндай
құбылыстарды зерттеу әрбір топырақ – климат аймақтарында тыңайтқышты
қолданудың теориялық және практикалық негіздерін, топырақты химиялық жолмен
мелиорациялау өсімдіктің қоректенуі туралы ілімнің дамуына үлкен
мүмкіншілік жасады.
К.К.Гедройц топырақтың сіңіру қабілетінің механикалық, физикалық,
химиялық және физика-химиялық түрлері болатынын ашты. Механикалық сіңіру
қабілеті деп топырақтың басқа қуыс денелер сияқты, өзінен өткен судың
құрамындағы заттарды (құм, лай т.б.) ұстап қалуын айтады. Топырақтың бұл
сіңіру қабілеті оның механикалық құрамы мен түйіртпектігіне байланысты
болады. Мәселен, саздақ , саз топырақтардың механикалық сіңіру қабілеті
құм, құмдақ топырақтарға қарағанда жоғары болады. Механикалық сіңіру
қабілеті топырақтың коллоидты бөлшектерін сақтауда үлкен роль атқарады.
Өсімдік пен микроорганизмдердің іс-әрекеттерінің арқасында, топырақтың
құрамында азот және күл элементтері бар органикалық заттардың жиналуын,
оның биологиялық сіңіру қабілеті дейді. Топырақты мекендейтін әрбір
организм қоректік элементтерді сіңіруде талғампаздық танытады. Атап
айтқанда, өсімдік тамыры мен микроорганизмдер топырақтан тек қана өздеріне
қажетті элементтерді сіңіреді.
Топырақтағы түйнек және еркін тіршілік ететін бактериялардың
атмосферадағы азоттты байланыстыру құбылысы да биологиялық сіңіру болып
саналады.
Сыртқы тарту күшінің әсерінен топырақ бөлшектерінің әртүрлі
заттардың молекулаларын сіңіріп, өз бойында ұстап тұру қабілетін физикалық
сіңіру деп айтады. Қатты заттардың бөлшектері неғұрлым майда болған сайын
олардың сыртқы тарту күші үдейді. Бұл тұрғыдан, майда дисперсті коллойдты
бөлшектердің тарту күші зор, сондықтан топырақ бөлшектерінің бетінің көлемі
үлкен болса, оның фиизикалық сіңіру қабілеті жоғары болады. Егер топырақ
бөлшектеріне еріген заттардың молекулалары су молекуласына қарағанда
күштірек тартылса, онда бөлшек бетіндегі заттың концентрациясы жоғары
болады да, мұны оң молекулалық адсорбция дейді. Минералдық тұздардың
ерітіндісі топырақ бөлшектерімен әрекеттескенде олардың бетіне су
молекулалары күштірек тартылады. Мұны теріс молекулалық адсорбция дейді.
Теріс физикалық сіңіру құбылысын топырақ хлорид және нитрат тұздарының
ерітінділерімен әрекеттескенде байқауға болады.
Физикалық сіңіру қабілеті тыңайтқыштарды қолданудың мерзімін белгілеуге
көмектеседі. Мысалы, хлор ионы бар тыңайтқыштарды күзде, ал нитратты
тыңайтқыштарды тұқым себер алдында немесе үстеп қоректендіруде берген жөн.
Себебі хлор ионының топырақтағы мөлшерінің көп ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Магистрлік жұмыстың көлемі 97 беттен, 17 кестеден, 8 суреттен,
кіріспеден, қорытындыдан, қосымшалардан, 35 қолданылған әдеби материалдар
тізімінен тұрады.
Негізгі терминдер: гумус, гуминді заттар, гумин қышқылдары, гимато-
меланды қышқылы, фульвоқышқылы, кешенді гуминді препарат, химиялық
тұрақтылық, топырақтың құрылым түзгіштігі, қасиеттер.
Магистрлік жұмысты зерттеудің мақсаты: Қазақстандағы минералды
тыңайтқыштар өндірісін дамытуда құрамына негізінен қоректік элементтер мен
микроэлементтер кіретін, ұзақ әсер етуші кешенді тыңайтқыштар шығару
көзделген. Осы міндеттер шеңберінде адсорбциялық қасиетті көмірді қолдану
үлкен көңіл аудартады.
Зерттеу объектісі: зерттеу объектісі ретінде Ленгір, Шұбаркөл және
Екібастұз қоңыр көмірлері құрамы зетттеліп, гумин қышқылы негізінде кешенді
гуминді препарат алынды.
Зерттеудің ғылыми жаңалығы: көмір өндіру өнеркәсібіндегі қалдықтарды
пайдалану мен гуматтарға жаңа функционалдық топтарды енгізу, олардың
құрамын өзгерту жолымен химиялық түрлендіру арқылы ауыл шаруашылығы
дақылдарының өнімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Микроэлементтер көзі
ретінде түсті металлургия мен химиялық өнеркәсіптің өнеркәсіптік суларының
кейбір қалдықтарын қолданылу ұсынылады.
Магистрлік жұмысты зерттеудің әдістері: зерттеу барысында аналитикалық
(экстракциялау, шаймалау) электрохимиялық (потенцио-метриялық) және
коллоидты химиялық (визкозиметрлік, беттік керілу активтілігі), ИҚ-
спектроскопия әдістері қолданылды.
Алынған нәтижелер: көмірді химиялық өңдеу өзіндік артықшылықтарға ие:
көмірдің сорбциялық қасиеттері жақсарып, ондағы гумин қышқылдарының құрамы
жоғарылайды, сондай-ақ бұл қышқылдар өсімдік үшін сіңірілетін формаға
өтеді.
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .5
I. ӘДЕБИЕТТІК ШОЛУ
I.1 Гуминді заттарға жалпы сипаттама және биосферадағы
қызметі ... ... ... ... ... .8
I.2. Гуминді заттардың физикалық және химиялық
қасиеттері ... ... ... ... ... ... . ...11
I.3.Гуминдік беттік –активті заттарды алудың мәселесі
жайында ... ... ... ... ... ...15
I.4. Гуминді беттік - активті заттарды
қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 20
I.5. Тыңайтқыш қолдануға байланысты топырақ қасиеттерінің
өзгеруі ... ... ... ..22
II. ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ
II.1.Гуматтар алу үшін көмірді
зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
7
II.2.ИҚ спектроскопия әдісімен көмірдің функционалды топтарын
анықтау ... .42
II.3.Көмір өндірісінің қалдықтары негізінде кешенді гуминді тыңайтқыш
алу. 43
II.4. Алынған гелтектес кешенді гуминді препаратын визкозиметрлік
зерттеу.45
II.5. Препараттың беттік және көлемдік қасиеттерін
зерттеу ... ... ... ... ... ..., ... .. 48
II.6.Кешенді гуминді препаратының сутектік
көрсеткіші ... ... ... ... ... ... . ... ... ... 48
II.7. Кешенді гуминді препаратының электрөткізгіштігін
зерттеу ... ... ... ... ... ...50
III. НӘТИЖЕЛЕРДІ ТАЛДАУ
III.1.Көмірді ауылшаруашылығында қолдану мақсатында оның активті-сорбциялық
қасиеттерін
бағамдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ...52
III.2.Зерттелуші кешенді гуминді препараты ерітіндісімен топырақ
агрегаттарын өңдеу кезінде олардағы суғаберіктік өзгерісін
анықтау ... ... ... ... 55
III.3.Полимерлік препараттар қатысында топырақ сынамасының сүзу
жылдамдығының
өзгеруі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... .59
III.4.Ауыл шаруашылығы дақылдарына тыңайтқыш қолданудың экономикалық
тиімділігі ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 62
III.5. Тыңайтқыш қолдану және қоршаған ортаны
қорғау ... ... ... ... ... ... ... . ... ...65
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .70
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН
ӘДЕБИЕТТЕР ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... 72
ҚОСЫМШАЛАР ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...75
Қысқартылған сөздер
ГЗ - гуминді заттар
ГҚ – гумин қышқылы
ГМҚ – гиматомеланды қышқылы
ФҚ – фульвоқышқылы
ГБАЗ - гуминдік беттік – активті заттар
КСР - көмірсілтілі реагент
TCP - торфсілтілі реагент
КІРІСПЕ
Минералды тыңайтқыштар және фосфор элементін алудың Қазақстандағы
шикізат көзі – Қаратау фосфориттері. Бұл фосфаттардың химиялық және
минералдық құрамы күрделі және ауыспалы. Соңғы жылдары сапасы жоғары
шикізат (26-28% Р2О5) мөлшерінің азаюы байқалуда және оларды техноло-гиялық
жолмен өңдеу нәтижесінде әр түрлі қалдықтар түзілуде. Сонымен бірге
республикада тыңайтқыштарды өндіру және пайдалану күрт төмендеп кетті.
Алайда ауыл шаруашылығында негізінен минералды тыңайтқыштар (жай және қос
суперфосфат, аммофос) және органикалық тыңайтқыштардан көң қолда-нылды.
Осылардың әсерінен топырақтың құрылымы өзгеріп, оның құнарлылығы нашарлап,
ондағы гумустың мөлшері азайды. Ал өсімдіктің дұрыс өсіп-өнуі үшін азот,
фосфор, калий, макро-, микроэлементтер мен органикалық заттар – гуминді
қосылыстар қажет. Көңдегі гуминді заттардың мөлшері өсімдік дамуы үшін
жеткіліксіз.
Гуминді қосылыстар дегеніміз – құрамында әр түрлі функционалды
топтары бар жоғары молекулалы окси - және оксикарбон қышқылдары. Олар
топырақ гумусының құрамына кіреді. Көміртегі, сутегі, оттегі, азоттан,
макро- және кальций, магний, темір, бор, марганец, мырыш, мыс, молибден,
кобальт, иод, т.б. микроэлементтерден тұрады.
Жұмыстың актуальдылығы: Қазақстандағы минералды тыңайтқыштар
өндірісін дамытуда құрамына негізінен қоректік элементтер мен
микроэлементтер кіретін, ұзақ әсер етуші кешенді тыңайтқыштар шығару
көзделген. Осы міндеттер шеңберінде адсорбциялық қасиетті көмірді қолдану
үлкен көңіл аудартады. Гуминді қосылыстар - қоңыр көмірдің құрамды бөлігі,
осыған орай болашақта көмір өндіру өнеркәсібіндегі қалдықтарды пайдалану
мен химиялық түрлендіру арқылы аймақтардағы тыңайтқыштардың түрлерін
көбейтуге және экологиялық мәселелерді шешуге болады.
Гуминді қосылыстар-қоңыр көмірдің құрамды бөлігі, ал еліміздің облыс-
тарында (Қарағандыда–Шұбаркөл, Павлодарда–Екібастұз, Майкөбе, Алматыда
Ойқарағай және т.б.) бұл көмірдің бай кен орындары бар. Алайда Қазақстанда
органо-минералды тыңайтқыштар мен гуминді заттар алу бағытында зерттеулер
жүргізілмеген, оларды алудың технологиясы жасалмаған және бұларды шығаратын
өндіріс жоқ.
Жұмыстың мақсаты мен міндеттері:
• бастапқы шикізат пен гуматтарды алудың қолайлы жағдайлары мен
технологияларын жақсарту;
• гуматтарды басқа реагенттермен құрамалау;
• гуматтарға жаңа функционалдық топтарды енгізу мен олардың құрамын
өзгерту жолымен химиялық түрлендіру. Микроэлементтер көзі ретінде
түсті металлургия мен химиялық өнеркәсіптің өнеркәсіптік суларының
кейбір қалдықтары қолданылуы мүмкін.
• түрлендірілген гуматтардың физикалық және коллоидты-химиялық
қасиеттерін зерттеу;
Жұмыстың жаңалығы: көмір өндіру өнеркәсібіндегі қалдықтарды пайдалану
мен гуматтарға жаңа функционалдық топтарды енгізу, олардың құрамын өзгерту
жолымен химиялық түрлендіру арқылы ауыл шаруашылығы дақылдарының
өнімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Микроэлементтер көзі ретінде түсті
металлургия мен химиялық өнеркәсіптің өнеркәсіптік суларының кейбір
қалдықтарын қолданылу ұсынылады.
Жұмыстың практикалық манызы:
• құрамында гумин қышқылдары бар кен орындарының қоңыр көмірінің
тотыққан беткі қабаттарын жаңаша пайдалануға;
• қоңыр көмірдегі гуминді қышқыл тұздарының сапасын жоғарылатуға;
• көмірді химиялық өңдеу өзіндік артықшылықтарға ие: көмірдің сорбциялық
қасиеттері жақсарып, ондағы гумин қышқылдарының құрамы жоғарылайды,
сондай-ақ бұл қышқылдар өсімдік үшін сіңірілетін формаға өтеді.
Тақырыпты ашуға өз бетінше келу: ғылыми жұмыстың тақырыбын ашу
барысында, жалпы гумин қышқылдарының алыну жолдары, химиялық қасиеттері
және олардың қолданылуы, әсіресе ауыл шаруашылығы дақылдарына әсері туралы
мәліметтер жан-жақты (интернет, патент, статьялар, реферативтік журналдар,
авторлық куәліктер және оқулықтар) жинақталды.
Гуматтардың тиімді әрекетін жоғарылату мақсатында біз гуматты
реагенттердің құрамын өзгерту және жаңа қызметтік топтарды ендіру жолымен
оларды түрлендіруді ұсынамыз.
Тәжірибелер сериясы негізінде орнатылған кешенді гуминді тыңайтқыш
алудың қолайлы жағдайы компоненттердің қатынасы (салмағы,%): көмір
өндірісінің қалдықтары :КН2РО4 : формалин : NH4OH : Na2SO3 =
1:1:0,5:0,2:0,25 қатынасында 5 сағат уақыт бойы реакцияны жүргізу болып
табылады. Кешенді гуминді тыңайтқышпен өңдегеннен кейін судың шаю әрекеті
әлсіреп, топырақ басқа құрылымдық жағдай – суға берік түйіршікті күйге
өтеді.
А.В.Петербургскийдің мәліметтері бойынша көмірдің рН-ы белгілі
ортада қолдану кейбір өсімдіктердің өсу жағдайын жақсартып, тотығу-
тотықсыздану процестері кезінде тек катализдеуші әсер ғана емес, сондай-ақ
топырақтағы кейбір улы заттардың көмірге адсорбциялануы арқасында
залалсыздандыру әсерін де көрсетеді.
Қазақстандағы минералды тыңайтқыштар өндірісін дамытуда құрамына
негізінен қоректік элементтер мен микроэлементтер кіретін, ұзақ әсер етуші
кешенді тыңайтқыштар шығару көзделген. Осы міндеттер шеңберінде
адсорбциялық қасиетті көмірді қолдану үлкен көңіл аудартады.
I. ӘДЕБИЕТТІК ШОЛУ
I.1. Гуминді заттарға жалпы сипаттама және биосферадағы қызметі
Гуминді заттарды зерттеумен органикалық химия, топырақтану,
агрономия, экология және биосфераны қорғау, өсімдіктердің минералды
қоректенуінің теориясы салалары шұғылданады.
Гуминді заттарды ашудың бастамасы XVIIIғ. басталады. Зерттеулердің
бірінші нәтижесі топыраққа және торфқа сілтімен әсер ету арқылы қара-қоңыр
түсті ерітінді алған Ф.Ахардтың жұмыстарымен байланысты. 10 жылдан соң
Л.Вокелен ескі томардың өзегінен сондай зат бөліп алады. Т.Томсон
1807 жылы бұл затты ульмин (Ulmus сөзінен шыққан, ulmus -вяз) деп атады.
Гуминді заттарға швед химигі Я.Берцелиус та көп көңіл бөлген.
Соңғы жарты ғасырдан бастап, гуминді заттарды зерттеуге көптеген орыс
және ТМД елдері ғалымдары өз үлестерін қосты. Атап айтсақ топырақтанушы
ғалымдар: И.В.Тюрин, М.М.Кононова, С.С.Драгунов, Л.Н.Александрова, шет ел
ғалымдары В.Фляйг(ФРГ), Ф.Дюшофур (Франция), Т.Хаяси (Япония), М.Шництер
(Канада), Ф.Стевенсон (США), М.Х.Хейес, (Англия) т.б. 1981 жылы гуминді
заттарды зерттеудің Халықаралық қоғамдастығы туралы шешімі шықты
(International Humic Substances Society - IUSS) .
Қазіргі уақытта гуминді заттарды әртүрлі табиғи заттардан бөліп
алудың әдістері жетілдіріліп, химиялық құрамын анықтау, барлық маңызды
қасиеттері топыраққа, өсімдіктерге, микроорганизмдерге, жан-жануарларға
әсері зерттелген. Өнеркәсіп орындарында және ауылшаруашылығында гуминді
заттарды пайдаланудың мүмкіндіктері анықталған. Гуминді тыңайтқыштар туралы
алғашқы жұмыстарын Л.А.Христев (Днепропетровск), С.С.Драгунов т.б. ғалымдар
жүргізді.
Биосфераның маңызды бөлігі топырақ жабындысы болып табылады.
Топырақтың құрамына кіретін топтардың өте көп мөлшерін органикалық заттар
құрайды.
Барлық органикалық заттар өзінің шығу тегіне, қасиеттеріне және
қызметтеріне қарай 2 үлкен топқа бөлінеді: органикалық қалдықтар және
гумус. Біріншісін өзіндік анатомиялық құрылымын әлі де жоғалтпаған тірі
организмдер құрайды. Бұл заттар гумификация процесіне ұшырап, құрғаудың
нәтижесінде гуминді заттардың ерекше формасына айналады.
Гумус – топырақта болатын бүкіл органикалық қосындылардың жиынтығы,
бірақ тірі организмдердің құрамына кірмейді.
Гуминді заттар гумустың құрамында болады. Бұл – топырақта, торфта,
көмірде және басқа да табиғи заттарда болатын ашық не қанық түсті құрамында
азот болатын жоғары молекулалы қосылыс. Олар қоректік элементтерді және
энергияны жинақтайды, катиондардың алмасуына қатысады, улы заттардың кері
әсерін төмендетеді, организмдердің дамуына және планетаның жылу тепе-
теңдігін сақтауға ықпал жасайды. Олар тұрақты, жоғары молекулалы,
полидисперсті, әртүрлі функционалдық топтарды аминқышқылдарын,
полисахаридтерді, бензойн бөліктерін құрамында ұстап тұра алады.
Гуминді заттар гумин қышқылы, гумус түрінде көрсетілген.
Гумус қышқылдары – қара–қоңыр бояумен қаныққан азотқұрамды жоғары
молекулалы оксикарбон қышқылдары.
Гумин қышқылдары - табиғи органикалық қосылыстардың күрделі қоспасы,
өсімдік қалдықтарының ыдырауының және олардың гумификация-лануының
(микроорганизмдердің, ылғалдың және атмосферадағы қышқылдар-дың қатысында
органикалық заттардың ыдырап биохимиялық айналымға түсуі) нәтижесінде
түзіледі.
Жер шарында биосферадағы органикалық көміртегінің жалпы мөлшері 2-3 ·10-
12 т шамасында. Органикалық көміртегінің үлкен бөлігі құрғақ күйінде және 1-
ші кезекте топырақ гумусының құрамына кіреді. Фотосинтез өнімінің
нәтижесінде атмосферадағы 50·109т көміртегі байланысады. Гуминді заттардың
түзілуі жай ғана биосфераға қажетті органикалық қалдықтардан тазарту емес.
Маңыздысы, осыдан тірі организмдерде болмайтын табиғи қосылыстардың жаңа
кластың пайда болатыны, бірақ қазіргі өмір сүру формаларында түзілу мен
қамтамасыз ету үзіліссіз емес.
1-кесте
Топырақ органикалық заттары бөлінуінің номенклатуралық схемасы
Гуминді заттар биосферадағы келесі маңызды көптеген қызметтер
атқарады.
Ол тірі организмдерге қажетті химиялық элементтердің және энергияның
жинақталуын қамтамасыз етеді. Гуминді заттардың құрамынан 40-60%-ке дейінгі
С,3-5% N, 30-40% O, сол сияқты Н, S, P және микроэлементтер деп аталатын
көптеген металдық катиондар кездеседі. Қара-сұр және қара түстегі топырақты
халықтың құнарлы деп санауы кездейсоқ емес, топыраққа мұндай түсті гуминді
заттар береді. Гуминді заттар тірі организмдерге қажетті элементтерді
біртіндеп, олардың қажетінше, келесі буынға осы элементтердің қажеттілігін
сақтай отырып, береді. Осы қасиеттерімен олар көптеген минералды
қосылыстардан ерекшелінеді, яғни өсімдіктерді қоректік элементтермен
қамтамасыз етеді және топыраққа тез тарайтын жеңіл ерітіндіге айналатын
түрде болады. Минералды және органикалық заттардың су ортасының қатысында
гумин қышқылдарының металл катиондарының және гидроксид иондарының
қатысуындағы геохимиялық қалыптасуында маңызды роль атқарады.
I.2. Гуминді заттардың физикалық және химиялық қасиеттері
Химиялық құрылымы жағынан гуминдік заттар – жоғары молекулалы
(молекулалық массасы – 1300-1500) фенолдық, карбоксильдік және
ацетотоптары, жай эфирлі байланыстары бар конденсациялы ароматты қосылыс.
Ф.Ахард өз заманында торфтан гумин қышқылдарын бөліп алу әдісін
жазды. Бұл әдіс әлі күнге дейін гумин қышқылын кез-келген табиғи заттан
бөліп алудың әдісі ретінде қолданылады. Мысалы , келесі теңдікте:
Т + NaOH → ГҚ - COONa + ГМҚ – COONa + ФҚCOONa
Мұндағы: Т – топырақ немесе басқа құрамында гуминді заты бар табиғи
қосылыс;
ГҚ – гумин қышқылы радикалы;
ГМҚ – гиматомеланды қышқылы;
ФҚ – фульвоқышқылы.
Егер, алынған сілтілі экстрактқа рН 1-2–дейінгі қандай да бір қышқыл
қосса, гумин және гиматомеланды қышқылдары тұнбаға түсіп, ал фульво-
қышқылдары ерітіндіге өтеді.
ГҚ COONa + ГМҚ COONa + ФҚ COONa + 3НСl →
ГҚ COOН + ГМҚ COOН + ФҚ COOН + 3NaСl
Гумин және гиматомеланды қышқылдарының тұнбалары оңай бөлінетін,
оларды кептіру нәтижесінде қара-қоңыр немесе тіпті қара түстегі ұнтақ зат
алынады. Фульвоқышқылдарын таза түрде алу үшін, қышқыл ерітіндісін
белсендендірілген көмір үстінен өткізеді, сумен және ацетонмен жуып,
белсендендірілген қышқылды тағы да сілті ерітіндісінде ерітеді. Анализден
соң немесе Н+ катионы арқылы өткізген соң, кептірудің нәтижесінде әдемі
қанық қызыл түстегі фульвоқышқылы алынады.
Гумин заттарының құрамында әртүрлі химиялық элементтер кездесетіні
жақсы зерттелген. Гуминді заттардың түзілуіне және шикізатына байланысты
көміртек мөлшері 40-60% аралығында болады. Азот әрқашан болады, мұны орыс
ғалымы Р.Герман дәлелдеді, бірақ азғана 3-5% аралығында, сутегі 3-6%, ал
қышқыл – 33-37% болады. Міндетті түрде күкірт – 0,7-1,2 және фосфор –
0,5%–ке дейін болады. Әзірге айтуға қиын болса да, әрқашан түрлі металдар
болады.
Табиғи гуминді заттардың құрамы тұрақты емес. Гуминді заттардың
маңызды ерекшелігі – олардың табиғаттағы әртүрлілігі, тек қана элементтік
құрамының ғана емес функционалдық топтарының және де басқа да қасиеттерінің
сан алуандығында.
Гуминді қышқылдар әртүрлі шикізат көздерінен (қоңыр көмірден,
торфтан, сапрофельден және т.б.) алынуына қарай бір-бірінен қасиеттері
бойынша ерекшелінеді.Торф гумин қышқылының молекуласы көмір гумин
қышқылының молекуласына қарағанда әлдеқайда бұтақталған құрылымы мен
ассимметриялық пішінге ие. Бұл айырмашылық көмір түзілудің әрқилы
сатысындағы шикізаттан алынған гуминқышқылдарының тұтқырлық шамасында
көрініс береді.
Гумин қышқылы - әртүрлі молекулалық құрылымдағы өнім қоспасы. Олар
ерігіштігі бойынша 3 топқа бөлінеді: фульвоқышқылдар –су мен спиртте ериді;
гиматамеландылар-суда ерімейді, бірақ спиртте ериді; гумустылар-аталған
еріткіштерде ерімейді.
Кесте - 2
Гуминді заттар түрлерінің түрлі еріткіштермен әсерлесуі
ФРАКЦИЯ СІЛТІ ҚЫШҚЫЛ СПИРТ
Фульвоқышқылы ериді ериді -
Гиматомеланды ериді ерімейді ериді
қышқылы
Гуминді қышқыл ерітінді ерімейді ерімейді
Гумин ерімейді ерімейді ерімейді
Гуминді заттар–молекулалық салмақтары (массалары) 4000-8000 болатын
қоюлатылған ароматты ядролы органикалық коллоидты заттардың қоспасы
түріндегі күрделі табиғатты жоғарымолекулалық қосылыстар болып табылады.
Химиялық әдістермен осы қосылыстардың табиғатын өзгерту қоңыр көмір
гуматының коллоидты тұрақтылығына әсер етуі тиіс. Осымен байланысты,
гуминді заттардың құрылысы мен физика-химиясын зерттеуге арналған атақты
ірі ғалымдардың жұмыстарын қарастырайық. Гуминді жүйелердің құрылысы мен
физика-химиясын зерттеу облысындағы өзіндік жұмыстары С.С.Драгунов,
Д.Т.Забрамный, А.Т.Тәжиев, Т.А.Кухаренко, Л.А.Христова, М.М.Гурьевич,
С.З.Зариков және басқалар орындады.
Кез-келген гуминді заттардың құрамында функционалды топтардың үлкен
жиынтығы болады, олар полифункционалды. Автор гуминді қышқылдар құрамында –
карбоксилді, фенолды, метоксильді және иондық функционалдық топтардың бар
екендігін мақұлдап, қос байланысты және карбонилді топтары бар көміртегі
топтамасының болатындығын ұйғарды. Оның құрамы мына жазылған формулаға
жақын түрде болуы мүмкін:
(СООН)
(ОН)3
С60Н35
(ОСН3)
СН-СНО
Гуминді заттар мен фульвоқышқылдарды шатастырады. 17 бойынша,
фульвоқышқылдар суда, спиртпен сілтіде еркін еритін, тиісінше құрамында
көміртегісі бар жоғары молекулалық қосылыстар. Мәліметтер бойынша,
фульвоқышқылдар мен гуминді қышқылдар сілтімен әрекеттескенде
гуминқышқылдарымен фульвоқышқылдар түзе ыдырайтын күрделі эфирлер типіндегі
қосылыстар түрінде болады. Бұл қышқылдар элементтік құрамы мен дисперстілік
дәрежесі бойынша ыдырайды. Алынған қышқыл фракциялары электролиттердің
ұйыту әрекеттеріне әртүрлі тұрақтылық көрсетеді: әсіресе құрамының
күрделілігі төмен фракциялар үлкен тұрақтылыққа ие.
Гумин қышқылдары катиондық алмасу реакцияларына қабілетті. Гумин
қышқылдарының алмасу сыйымдылығының шамасы 300-400 мг-экв100г құрап,
мұндағы гуматтардың алмасу сыйымдылығы (гумин қышқылдарының натрий тұзы) рН-
тың жоғарылауымен өседі. рН төмен кезде гумин қышқылдары гидрофильді сыртқы
қабықшалы симметриялық құрылымды ірі мицеллаларға бірігеді. Сондықтан
гуматтардың сулы ерітінділерінің тұтқырлығы рН-тың азаюымен төмендеп,
беттік керілу буы кезінде жоғарылайды. 11
В.Ю. Гретенник және басқалар карбоксильдік топты сутегінің Na+, Са 2+,
Mg2+ катионды гумин қышқылдарымен алмасу дәрежесінің сумен қатынасы бойынша
адсорбциялық қасиетке әсерін зерттей келе, алмасу дәрежесінің өсуімен
жұтылатын су мөлшерінің артатынын, сонымен қатар судың көп бөлігінің магний
гуматымен адсорбцияланатынын анықтады.
Қазіргі көзқарастар бойынша гумин қышқылдары құрамында функционалдық
топтары бар, конденсацияланған ядролар мен жанама тізбектерден түзілген,
250-1830 молекулалық массалы кең диапазонды төмен және жоғары молекулалық
қосылыстардың қоспасы болып табылады.
Химиялық табиғаты жағынан гуминді заттар – полимерлер, әртүрлі
молекулалық массадағы құрылымдардың, әсіресе арилгликопротейдтің
фрагменттері. Басқаша айтқанда, гуминді заттардың құрылымы лигнин
(арилдер), сахар (гликозидтер) және аминқышқылдары немесе протеидтер
фрагменттерінен тұрады.
Коллоидты химия тұрғысынан гуминді заттар – эластикалы, яғни
сусыздандырғанда өзінің эластикалығын және ісіну кезіндегі қасиеттерін
сақтай отырып барынша сығылады. Кептіруден соң ылғалдылығы жойылып, суда
ісіну қасиетін жоғалтады. Гуминді заттардың коллоидты қасиеттеріне оның
үштік құрылымнан тұратындығы себепкер. Ресейдің және т.б. шет ел
ғалымдарының электронды микроскопиялық зерттеулеріне қарағанда гуминді
заттардың кеңістіктік құрылымы жүзім сабағының формасын еске түсіреді.
Гуминді заттар оң функционалды топтардан (мысалы, аминотоптары, амидтер,
пептидтер, имидтер), сондай-ақ теріс функционалды топтар (мысалы,
карбоксилды, метоксилды, гидроксилды–спирттер, фенолдар, гидроксо-хинондар,
карбонилді – альдегидті, кетонды және хинонды ) топтардан құрылған 14.
I.3. Гуминдік беттік – активті заттарды алудың мәселесі жайында
Бұл реагенттерді дайындау үшін негізгі материал ретінде қоңыр көмір,
торф немесе құрамында гумусы бар тас көмір мен натрий гидроксидінің
ерітіндісі қолданылады. Гуматтар әрекетінің бастамасы ретінде натрий
гидроксиді ерітіндісімен қоңыр көмірді немесе торфты өңдеу процесінде
бөлініп алынған гуминді заттар пайдаланылады.
Гумин қышқылдары негізінде беттік-активті заттарды қолдануды В.С.
Баранов пен З.П. Букус 1938 жылы ұсынған болатын. Құнының төмендігі мен
материалдардың жеткіліктілігі себебінен гумин қышқылы негізіндегі гуматты
БАЗ-дың кең таралуына жылдам жол ашылды. Гумин қышқылдары негізіндегі ГБАЗ
есебіне көмірсілтілі реагент (КСР) пен торфсілтілі реагент кіріп, олардың
негізгі бастамалық әрекет заттары гуминқышқылының тұздары болып табылады.
Гуминдік беттік активті заттар ГБАЗ дайындау үшін негізінен ылғалдылығы 12%
және құрамындағы гуминді заттары 47% болатын Ленгір кен орнының қоңыр
көмірлері қолданылады. Реагенттегі гумин қышқылының мөлшері шамамен 5%
болуы тиіс.
Алынған көмірсілтілік масса көмір қалдықтарын сілтілеу мен ерімейтін
бос жыныстық шын және коллойдты жағдайдағы гуминді заттардың күрделі
қоспасы түрінде болады. КСР дайындауда қолданылатын қоңыр көмірдің
техникалық талаптары ондағы гуминді заттардың 35-40%-дан кем болмауын,
құрамындағы золь мен ылғалдылықтың артып кетпеуін қадағалайды.
Құрамы бір қалыптағы натрий гидроксидіне қосылатын көмір құрамын
жоғарылатсақ, қоспадағы гуминді заттардың мөлшері ерітіндіде өседі, ең
жоғары шекке барады да, содан кейін төмендейді, құрамы бір қалыптағы
көмірге NaOH қоюлығын өсіре қосар болса, ерітіндідегі гуминді заттар
белгілі бір шамаға дейін өседі де, содан кейін төмендейді. Гуминді заттар
ең жоғары шектер үшін (шамамен 74 %) көмір мен күйдіргіш натр арасындағы
қолайлы қатынас 15:3 құрауы тиіс. Көмірдің мөлшері 15% болған кезде
ерітінді тұтқырлығы баяу өсетіндігі, ал көмір мөлшері 15%-дан артқан
кездегі тұтқырлықтың жылдам өсетіндігі сонша, ерітінді ақпайтын күйге
көшеді.
Көптеген ғалымдар өз зерттеулерінде көрсеткендей қоңыр көмірдің әрқилы
тотықтырғыштармен өзара әсерлесуі күрделілігі төмен заттардың түзілуіне
алып келеді (щавель және басқа да органикалық, карбон қышқылдары
нитрофенолдар және басқалар). Гуминді заттардың құрамын қарапайымдандырудан
электролиттердің ұйыту әрекетіне олардың тұрақтылығы жоғарылайды. Дегенмен
әртүрлі туынды гумин қышқылдарының коллоидты тұрақтылығы мен тұрақтандырғыш
қабілеті әлі де түбегейлі зерттеліп, анықталған жоқ. Сухарев С.С. қоңыр
көмірдің келесі тотықтырғыштық реагенттермен азот қышқылымен, хлормен,
калий перманганаты және сутегі асқын тотығымен өзара әрекеттесу өнімдерін
зерттей келе, нитрогуминді зат қышқыл қоспасының сазбалшық суспензиясын
ұйытатындығы, ал сілтілік қоспасының тұрақтандыратындығы көрсетілген.
Қазіргі кезде гуматтарды қолдану облысын кеңейту мен олардың
тиімділігін арттыру бойынша бірнеше бағыттар бар.
1.Олардың біріншісі - бастапқы шикізат пен гумат дайындау технологиясын
жақсарту.
2. Екінші бағытқа - гуматтарды басқа реагенттермен құрамалау жатады.
З.Үшінші бағытқа - гуматтарға жаңа функционалдық топтарды енгізу мен
олардың құрамын өзгерту жолымен химиялық түрлендіру. Түрлендірудің негізгі
міндетіне гуматтардың көпқызметтік әрекетін жақсарту жатады. Түрлендірудің
бірқатар-әдістері ұсынылған. Олардың көпшілігі натрий бисульфиті және азот
қышқылымен өңделген нитрогуматты немесе сулфонитрогуматты өнімдерді алу
кезіндегідей жаңа функциональдық топтарды енгізумен бірігетін немесе
жекелей жүретін тотықтыру әрекеттеріне жатады. Дегенмен, гуматтарды
жақсартудың жетістіктері өнім қымбаттауы мен өндіріс курделенуін
ақтайтындай соншалықты жоғары емес.
Гуматты БАЗ (КСР, TCP) қасиеттеріне сілті қоюлығының көрсететін
әсері үлкен және гуматтарды сұйық әрі құрғақ түрде алудың бірнеше әдістері
бар.
Сұйық гуматтарды (КСР) тікелей бұрғылау немесе орталықтандырылған
сазбалшық зауыттарында дайындайды. Келесі әдіс ең кең таралған әдіс болып
табылады: сазбалшықараластырғышқа есептелген су мөлшерінің жартысын құяды
да, онда бүкіл сілтіні ерітеді. Осыдан кейін қоңыр көмірдің ұнтақ тектес
есептелген мөлшерін қосып, араластырады. Осындағы сілтінің жоғары
қоюлығының есебінен қоңыр көмір бөлшектерінің дисперстелуі жылдам жүріп,
ерігіш натрий гуматы бөлінеді. Араластырып болғаннан кейін бетіне дейін су
қосып, КСР артық ыдысқа құйылып алынады. Көрсетілгендей 16, температура
сұйық КСР қасиетіне үлкен әсерін тигізеді. Температураны едәуір мөлшерде
жоғарылатқан кезде гумин қышқылдарының толық бөлінуі жүзеге асады. Дегенмен
КСР дайындау үшін суды жылыту мүмкіндігі жақсы жабдықталған сазбалшық
зауыттарында болады.
Дегенмен көрсетілген кәсіпорындардың алғашқы екеуінің 50-60% қуаты
дайын өнімді қоймаларда сақтау мен пайдалануға дейінгі тасымалдау кезіндегі
жоғары сілтілі құрғақ гуматтардың (көмір мен NaOH қатынасы =5:1 немесе 4:1)
өзіндік тұтану жағдайларына қолданылды 25. Көміртау көмірбрикет зауытында
өнімді шығару кезінде құрамы 5:1 жоғары сілтілі құрғақ гуматтардың өзіндік
тұтану жағдайы орын алды. Муның барлығы, зауыттың жобалау негізінде
гуматтардың өзіндік тұтану мүмкіндіктерін есептемегендігімен түсіндіріледі.
Қарабұлақ поселкасы мен Волгоград облысындағы зауыттарда гуматты
ұнтақтарды келесідегідей технология бойынша ылғалды әдіспен шығарады: КСР
көбігі сорғыштармен форсункалық типті тіккептіргіш тозаңдандырғы-шына
беріледі. Тозаңдандырылған өнімнің кебуі 923К температурадағы түтіндік
газдармен жүреді. Түтіндік газдар қоспасы, су, ауа буларымен кептірілген
КСР кептіргіштен 2-сатылы циклонға сорылып алынады. Ұнтақтектес КСР циклон
бункерлерінен сақтау бункерлеріне жіберіледі.
Волгоград облысында қурғақ КСР алу үшін алдымен ылғалды қоңыр көмір
сілтімен араласуға түсіп, содан кейін реттелінген масса кептіргішке түсіп,
ұсақталып, крафтқаптарға салынады.
Шайма сұйықтықтарды өңдеу үшін (әсіресе әлсіз минералданған) 5:1
құрамдағы жоғары сілтілі құрғақ гуматтың тиімділігі белгілі болса да,
Көміртау көмірбрикет фабрикасында технологиялық сызба бойынша құрамы 7:1
төмен сілтілі құрғақ гуматтар шығарады 12. Дегенмен, бұл фабрикадан
құрамы 7:1 құрғақ гуматтың шығарылуы құрамы 5:1 жоғары сілтілі құрғақ
гуматқа қарағанда олардың өзіндіктұтану мүмкіндігінің төмен болу фактысымен
себептендіріледі. Өзіндіктұтану жағдайы құрамы 7:l төмен сілтілі гуматты
шығару кезінде де орын алған. Дегенмен, оның себептері талданбады .
Алу технологиясымен байланысты, құрғақ гуматтардың өзіндікқызу мен
өзіндіктұтануын себептендіретін мәселелерді зерттеу бойынша жұмыстар құрғақ
гумусты БАЗ шығарушы кәсіпорындары мен ҒЗИ жанындағы жұмыстарда айтылып
өтілген жағдайларды шешу тұрғысында жүргізілуде.
Дегенмен, бұл кептіру әдістері сатылай болып сынақтан өткенімен
еңбекті көп қажет етіп, зауыттың өнім өндірушілігін төмендетеді. Сондықтан
олар іс-тәжірибеде кең қолдануға ие болған жоқ. Жұмыста зауытта шығарылған
құрғақ гуматтың (жоғары сілтілі, құрамы 5:2, 4:1) өзіндіктұтануының алдын-
алу үшін көлемді сульфидті кендер мен көмірдің өзіндік тұтануының жылулық
теориясы бойынша түсіндірілетіндей және есептелетіндей болып, жылдық
дайындалған өнімді салқындатуды жүзеге асыру көрсетілген.
Сілті ерітіндісімен көмірді өңдеу жолымен гуминді препараттарды
алып, оларды тыңайтқыштар ретінде қолдануды М.Н.Боранғулова мен оның
әріптес-тері шикізаттың сілтілік реагенттермен өзара әсерлесуін зерттемей
және оның химиялық қүрылуының есебінсіз ұсынған болатын. Технология көмір
мен сілті ертіндісінің 14:1 және 8,5:1 қатынасында көмірді 42%-дық сілті
ертіндісімен қалақшалы араластырғышта 20-30 минут бойы жүргізумен
қамтылады, сондықтан сілтінің көмірге қатынасында алынған 3-12% мөлшері
гумин қышқылдарының ерітінді жағдайына толық айналуын қамтамасыз ете
алмады.
Көміргуминді тыңайтқыштарды алудың технологиясын аммиак суымен ылғалдау
жолымен жасауды В.А.Ларина әріптестерімен бірге ұсынған болатын. Олар
аммиак мөлшерін гумин қышқылдары құрамымен анықтады. Украин көмірі
негізінде гуминді тыңайтқыштарды алудың осыған ұқсас технологиясын
И.И.Ярчук ұсынды. Аммиакпен қанығу 25-тен 200%-ға дейінгі дәрежедегі
препараттарды дайындап, нәтижесінде ол торфтан алуда дәрежесі 75-100 % , ал
қоңыр көмірден алу кезінде 100-125% болуы керек деген қорытындыға келді. Ең
төменгі қанығу кезінде гумин қышқылдарының төмен қозғалғыштығы бақыланған.
В.А.Реутов жылу сыйымдылығының аммиакпен қанығуы 70-80% болса, гумин
қышқылдарының ерітінді күйге келуіне жеткілікті деп есептейді. Ол ұсынған
технология көмірді аммиак суымен өңдеу болып табылады.
Натрий гуматын алу технологиясын жасау кезінде торф, қоңыр және тас
көмір бастапқы шикізаттарын құраушы гумин қышқылдарын активтеу үшін қажетті
аммоний гидрототығы мен натрий гидрототығы шығынының есебін И.И.Ярчук
жүргізді. Сонымен, қоңыр көмірдегі қүрамы 53-59% гумин қышқылдары мен 1,02-
1,14% мөлшердегі аммиак ұсынылады. Құрамында 50,9-73,6% гумин қышқылдары
бар таскөмірде натрий гидрототығы шығыны - 3,2-3,6%, аммиак шығыны -1,5-
1,3% . Бұларды шикізат құрамындағы гумин қышқылдарының тек жартысын ғана
қайнату кезінде ерітіндіге өтетіні тәжірибемен расталып, аммиак бойынша
жұтылу сыйымдылығының шамамен 200% қанығуына ие препараттардан гумин
қышқылдарын бірқайтара бөліп алу кезіндегі тәжірибелік мәліметтері
расталады. Тіпті төртмәртелік бөліп алу кезінде де жалпы гумин қышқылы
құрамындағы шығын 69% -дан асқан жоқ. Гумин қышқылдары қозғалысының ең
төмен көрсеткіштерін автор натрий гуматы деп аталған гуминды тыңайтқыштарды
сақтаудың уақытына әсерін зерттеу кезіндегі жұмысында келтірді. Тіпті
шикізаттың сілтімен 200% қанығуы кезінде суда еритін өнімдер шығыны 6,8-
11,9%-дан асқан жоқ. Көмір сілтілік реагентті алу кезінде көмірді сілтімен
өңдеп, оны қолдануды басқа да зерттеушілер қарастырды.
Хатунцев-Пушкин конструкциясы диспергаторында сілті ерітіндісімен
шикізатты өңдеу жолымен Г.М.Волков пен Л.Я.Хатунцев ұсынған технология
бойынша натрий гуматын өндіру тәсілі ең жетілдірілген әдіске жатады, әрі
шикізатты сілті ерітіндісімен өңдеудегі уақытты едәуір қысқартып, қоюлығы
жоғары гумат ерітінділерін алуға мүмкіндік береді 14. Бірақ қарастырылған
кұрғақ шикізаттағы сілті мөлшері гумин қышқылдарының толықтай гуматтарға
айналуын қамтамасыз ете алмайды, сондықтан да оларды шикізаттан бөліп алу
мүмкін болмайды.
Т.А.Кухаренко мен С.А.Шапиро ұсынған аккумуляторлық өнеркәсіп үшін
гумин қышқылдарын өндірудің технологиялық сызбасында процесс жылдамдығына
әсер ететін барлық факторлар есепке алынбаған .
Көмірсілтілі реагентті алу технологиясын жасау кезінде натрий
гидрототығын өзімен салыстырғанда құны төмен натрий карбонатымен бірге
қолданудың мүмкіндіктерін орнатудың маңызы үлкен.
I.4. Гуминді беттік - активті заттарды колдану
Құрамында гумин қышқылдары көп торф пен қоңыр көмірдің арзандығы,
алудың үлкен мүмкіндігі мен қордың қыруар шикізаттық базасы гуматгы
реагенттер алу үшін оларды ауылшаруашылығында, мұнай бұрғылау техникасы мен
құрылыста кең қолданудың мүмкіндіктерін ашады.
Гуминді қышқылдардың әртүрлі топырақты-климаттық жағдайларда өсімдік
пен ауылшаруашылық дақылдарына әсерін мұқият зерттеу 1960 жылдары
жүргізілді. Көміргуминді тыңайтқыштар әсерінен фосфордың, азоттың , кальций
мен біршама дәрежеде темірдің қозғалысы артады, калий мен магний
қозғалыстары біршама дәрежеде төмендейді . Гуминді кышқылдың мөлшерін
ендіру мен қолдану тәсілдерінің, алудың бірыңғай әдістерінің болмауынан оң
нәтижелермен бірге теріс нәтижелер де аз болған жоқ.
Көміргуминді тыңайтқыштар гектарына 2-тоннаға дейін енгізілді.
Көміргуминді тыңайтқыштарды алудағы зерттеушілер әрекеті сан-алуан болды.
Зерттеушілер натрий немесе аммоний гуматы деп атаған көміргуминді
тыңайтқыштар түрлерін көп алып, олар аммоний немесе натрий гидроксиді
ерітіндісімен өңделген көмір тектес түрінде болды . Олар алған сілтілі
реагент мөлшері төмен болғандықтан гумин қышқылдарының ерітінділік жағдайға
толық өтуін қамти алмай, нәтижесінде дайын өнім құрамындагы еріген гумат
төмен пайыздық үлесті ғана құрады.
Көміргуминді тыңайтқыштардың топырақ құрылымына әсері де зерттелді.
В.М.Мукальянц пен М.А.Панков көміргуминді тыңайтқыштардың топырақгың
макроқұрылымын жақсартпайтындыгын, тек микроқұрылым түзуін себеп-
тендіретіндігін ашып көрсетті. Дәл осындай қорытындыға В.Б.Гуссан мен оның
ізбасарлары да тоқтаған болатын. Н.И.Победоносцева мен Д.Т.Забрамный
көміргуминді тыңайтқыштардың топырақтың кейбір физикалық қасиеттеріне
тигізер әсерін зерттей келе 18,13, оның оң әсер беруі тек жоғары мөлшерде
енгізу кезінде жүретіндігіне, ал мұндай мөлшер өсімдікке теріс ықпал
ететіндігін айырып берді.
А.В.Блогощенский мен А.Ю.Кологорнова гуминді қышқылдар молекуласының
күрделілігін атап көрсете отырып, олармен өсімдікті тікелей қоректендірудің
ешқандай маңызының жоқтығы мен олардың гормонаралық қасиеттері жайлы
ұйғарым айтты. П.А.Власюк қоңыр көмір қалдықтарын қолдану кезінде
өсімдіктің қоректену жағдайын зерттей келе, топырақ пен микрофлораның
биологиялық белсенділігі жоғарылап, өсімдіктің минералдық қоректенуі мен
оның өнім берушілігі жоғарылайды деген тоқтамға келді 13. Дәл осындай
пікірде Н.А.Красильников пен С.Гуминский 13, Л.З.Колесник жүзім сабағына
гумин қышқылдарының әсерін зерттей келе, олардың жоғары физиологиялық
белсенділігіне: тамыр мен сабақтың өсу құнының едәуір жоғарылауына, тотығу
процестері қарқындылығының артуы мен кұрамындағы хлорофилл мөлшерінің
едәуір өсуіне тоқталып өтеді. Гуминді қышқылдар әсерінен өсімдікке
фосфордың келіп түсуі бірден аңғарылады.
Қоңыр көмірдің гуминді қышқылдарынан алынатын гуматты беттік-активті
заттар тек тұрақтандырғыш ретінде ғана емес, сонымен қатар бұрғылық
байланыстырушы, қоспа, пептизатор және құрылым түзуші ретінде де шын
сұйытылған және қоюлатылған суспензия түрінде ауылшаруашылығында, керамика
өндірісінде, құрылыс материалдар технологиясында, суландыру арықтарының
топырағын кольматациялау үшін қолданылады. Гуматтар Қазақстанның құрылымсыз
тақыр топырақтарын құрылымдандыру мен агротехникалық дақылдандыру кезінде
маңызды роль атқарады.
Әдеби мәліметтерден, халық шаруашылығында гумин қышқылдарының көптеген
жан-жақты қолдану мүмкіндіктері көрініп тұр. Осыған байланысты, қолға
түспейтін, зәру импортталушы реагенттердің қазіргі кезге дейінгі
қолданылған түрлерін алмастыру мүмкіндігін, халық шаруашылығында оларды
пайдаланудың мүмкін болатын облысын іздеп, олардың табиғатын, химиялық
құрылысын, химиялық-технологиялық қасиеттерін терең тану мақсатында
зерттеушілер жұмыстарын жалғастыруда.
'¥ .г
I.5. Өсімдіктің қоректенуі мен тыңайтқыш қолдануға байланысты топырақ
қасиеттерінің өзгеруі
Топырақ құрамы. Топырақ негізінен бір-бірімен байланысты үш бөліктен
(фазадан) тұрады: газ немесе топырақ ауасы , сұйық немесе топрырақ
ерітіндісі және қатты бөлігі. Топырақтың осы үш бөлігі оның механикалық ,
химиялық құрамдары мен агрохимиялық қасиеттеріне жақсы әсер етеді.
Топырақ ауасы өсімдік тіршілігіне, және оның тамырларымен аэробты
микроорганизмдердің тыныс алуы үшін маңызды роль атқарады. Топырақ ауасының
құрамы атмосфера ауасымен салыстырғанда өзгешелеу болады. Атап айтқанда,
топырақ ауасының құрамында көмірқышқыл газы көп (проценттің оннан бір
бөлігінен 2-3 процентке дейін), оттегі азырақ болады. Топырақ ауасында
көмірқышқыл газының мөлшерінің жоғары болуына, оны мекендейтін түрлі
аэробты организмдердің оттегіні пайдаланып, бұл газды бөліп шығару мен
органикалық заттардың ыдырауы, атмосфера мен топырақ арасындағы газ алмасу
құбылысы, топырақ ылғалдылығының шамадан тыс жоғары болуы ықпал етеді.
Мұның өзі өсімдіктің дұрыс өніп-өсуі үшін су мен белгілі бір қатынаста
болуы керек екенін көрсетеді.
Топырақ ерітіндісі топырақтың жалпы массасының 20 процентін құрайтын
оның ең жылжымалы, өзгермелі және белсенді бөлігі. Топырақ ерітіндісінің
құрамына минералдық, органикалық заттар мен еріген газдар (оттек, аммиак,
көмірқышқыл газы) енеді. Топырақ ерітіндісінің құрамы мен концентрациясы
тұрақты емес, ол түрлі биологиялық , химиялық физика-химиялық құбылыстардың
әсерінен өзгеріп тұрады. Мәселен, тыңайтқыш қолдану, топырақтағы ылғалдың
азаюы, органикалық заттардың минерализациялануының қарқынды өтуі, оның
құрамындағы тұздардың мөлшерінің көбеюіне, ал өсімдіктің топырақтың
қоректік заттарды пайдалануы, қоректік заттардың топырақтың төменгі
қабатына шайылуы немесе суда еритін қосылыстардың ерімейтін күйге ауысуы,
топырақ ерітіндісіндегі тұздардың концентрациясының төмендеуіне ықпал
етеді. Топырақ ерітіндісінде К+, Са2+, Mg2+, NH4+ , NO3 -, SO42- , H2PO4-
иондарының болуы өсімдіктің қоректенуде маңызды роль атқарады. Бұл иондар
тұздарының жиналуы топырақ құрамындағы минералдың үгілуіне, органикалық
заттардың ыдырауына, қолданылатын тыңайтқыш түріне байланысты. Көпшілік
жағдайда топырақта тұздардың концентрациясы 0,05% шамасында болады. Егер
тұздардың концентрациясы 0,2 % -тен көп болса, өсімдікке зиянды әсер етеді.
Сондықтан топырақ ерітіндісінің құрамын зерттеудің өндірістік маңызы үлкен.
Топырақтың қатты бөлігінің жартысына жуығы (49%) оттек үлесіне, үштен
бірі кремний, 10 проценті темір мен алюминий үлесіне, 7 проценті басқа
химиялық элементтердің үлесіне тиеді.
3-кесте
Топырақтың қатты фазасының элементтік құрамы.
(А.П. Виноградов бойынша)
Элемент % Элемент % Элемент %
Оттек 49,0 0,05 Галий 10-3
Кремний 33,0 Стронций 0,03 Қалайы 10-3
Алюминий 7,10 Цирконий 0,03 Кобальт 8·10-4
Темір 3,70 Фтор 0,02 Торий 6·10-4
Көміртек 2,00 Хром 0,02 Мышяк 5·10-4
Кальций 1,30 Хлор 0,01 Иод 5·10-4
Калий 1,30 Ванадий 0,01 Цезий 5·10-4
Натрий 0,60 Рубидий 6 ·10-3 Молибден 3·10-4
Магний 0,60 Мырыш 5·10-3 Уран 1·10-4
Сутек 0,50 Церий 5·10-3 Берилий ·10-4
Титан 0,46 Никель 4·10-3 Германий ·10-4
Азот 0,10 Литий 3·10-3 Кадмий 5·10-5
Фосфор 0,08 Мыс 2·10-3 Селен 1·10
Күкірт 0,08 Бор 1·10-3 Сынап 10
Марганец 0,08 Қорғасын 1·10-3 Радий 8·10
Жоғарыда аталған химиялық элементтердің барлығы топырақтың минералдық
бөлігінде минералық қосылыстар түрінде кездеседі. Көміртек, сутек, оттек,
күкірт минералық және органикалық, ал азот дерлік тұтас органикалық
бөлігінде болады.
Топырақтың минералдық бөлігі. Топырақтың қатты фазасының 90-99 пайызы
минералдық бөліктен тұрады. Оның минералогиялық және химиялық құрамы өте
күрделі болып келеді. Топырақтағы минералдар шығу тегіне қарай екі топқа
бөлінеді: алғашқы және екінші қатардағы минералдар. Алғашқы минералдың
ішінде топырақта калийлі және натрий – калийлі далалық шпат, калийлі және
темірлі-магнийлі слюдалар, кварцтар кеңінен таралған. Алғашқы минералдар
топырақ түзуші аналық жыныстардың құрамында болады. Химиялық құбылыстардың,
топырақты мекендейтін организмдердің әсерінен алғашқы минералдардан темір,
алюминий гидоксидтері, кремнезем гидраттары, әртүрлі тұздар және екінші
қатардағы минералдар пайда болады.
Екінші қатардағы минералдар химиялық қасиеттері бойынша үш топқа
бөлінеді:
1. Монтмориллониттер (монтмориллонит, бейделлит т.б.). Бұл минералдардың
ісінуі, жабысқақтығы, тұтқырлығы жоғары.
2. Каолиниттер (каолинит, галлуазит). Бұл топқа жататын минералдардың
тұтқырлығы мен жабысқақтығы азырақ болады.
3. Гидрослюдалар (гидромусковит, гидробиотит, вермикулит). Олардың
химиялық құрамы тұрақты емес.Топырақтың минералдық бөлігінің құрамына
аморфты заттар да кіреді.
Сонымен қатар топырақта әртүрлі тұздар: карбонаттар, сульфаттар,
хлоридтер, нитраттар және калий, натрий, кальций, магний фосфаттары
кездеседі. Олардың көпшілігі суда жақсы ериді.
Топырақтың механикалық құрамы физикалық, физика-химиялық, химиялық
қасиеттерін анықтайды. Саз, саздық топырақтар құрамында құм, құмдақ
топырақтарға қарағанда кальций, магний, калий т.б. элементтер көп болады.
Топырақтың органикалық бөлігі. Топырақтың органикалық заттары оның
маңызды құрамдас бөлігі болып табылады. Оларды негізінен екі топқа
жіктейді:
1. Табиғи жағынан ерекше органикалық заттар – қара шірінді немесе гумус.
2. Қара шіріндіге айналмаған өсімдік және жан-жануар тектес органикалық
заттар өсімдік қалдықтары, құрттар, насекомдар, микроорганизмдер .
Қара шірінді құрамында азот болатын жоғары молекулалы, құрылысы өте
күрделі қосылыс. Ол өсімдік қалдықтарының биохимиялық жолмен ыдырауынан
түзіледі. Қара шірінді мөлшері топырақ түріне, аймақтың табиғи климат
жағдайларына, ауыспалы егіс түріне тағы басқа факторларға байланысты
өзгереді.
Қара шірінді – топырақтың жалпы құнарлылығын айқындайтын көрсеткіш.
Оның құрамына гумин қышқылдары, фульвоқышқылдар және гуминдер атты топтар
кіреді. Гумин қышқылдары әлсіз сілті ерітінділерінде, натрий
пирофосфатында, қымыздық қышқыл натрийде жақсы ериді де тұздар – гуматтар
түзіледі. Гумин қышқылдарының құрамында 52-62% көміртек, 2,8-5,8% сутек, 31-
39% оттек, 1,7-5% азот болады. Гумин қышқылдарындағы осы элементтердің
мөлшеріне, топырақ типі, топырақтағы органикалық заттардың химиялық құрамы
және олардың ыдырауы әсер етеді.
Фульвоқышқылдар су мен қышқылдарда жақсы еритін құрамында азот бар
жоғары молекулалы органикалық қышқылдар, олардың құрамында шамамен 40-52%
көміртек, 4-6% сутек, 42-52% оттек, 2-6% азот болады. Фульвоқышқылдарының
қышқылдығы күшті, әрі суда жақсы еритіндіктен, олардың топырақтың
минералдық бөлігін ыдырату қабілеті жоғары болады.
Топырақ қара шіріндісінің гуминдері гумин және фульвоқышқылдарының
мөлшерімен , олардың арақатынасымен бағаланады.
Топырақтың қара шіріндісі өсімдіктің қоректенуі мен топырақ құнарлылығы
үшін маңызды роль атқарады:
• Органикалық зат өсімдік үшін қоректік элементтердің көзі болып
саналады. Өйткені оның құрамына топырақтағы жалпы азоттың 98-99%-ті,
фосфордың 30-40%-ті, күкірттің 90%-ті енеді.
• Гумин қышқылдары, фульвоқышқылдар, органикалық заттардың ыдырауынан
пайда болған көмір қышқылы силикаттар мен алюмосиликаттарды бірте-
бірте үгіту арқылы және кальций, магний карбонаттарын, фосфаттарды,
тағы – басқа тұздарды ерітіп олардың құрамындағы элементтерді
өсімдікке сіңімді күйге ауыстырады.
• Органикалық заттар микроорганизмдер үшін қорек көзі болып есептеледі.
• Органикалық заттар адсорбция процесіне қатысады, топырақтың сіңіру
қабілеті мен буферлігін жоғарылатады, топырақтың физикалық қасиеттерін
(ылғал сиымдылығы, су, ауа өткізгіштігі, жылу режимі ) жақсартады.
Әр түрлі топырақ құрамындағы қоректік заттардың мөлшері
Топырақтар бір-бірінен механикалық бөлігінің құрамы және органикалық
заттардың мөлшері мен құрамы жағынан ажыратылады. Сондықтан әрбір топырақта
негізгі қоректік элементтердің мөлшері бірдей болмайды. Топырақ неғұрлым
қара шіріндіге бай болса, оның құрамында азот пен фосфордың жалпы қоры көп
болады. Ал калийдің жалпы мөлшері топырақтың механикалық құрамымен
айқындалады. Атап айтқанда құм, құмдақ топырақтарда саз саздық топырақтарға
қарағанда калий мөлшері аз. Топырақта қоректік заттардың көпшілік бөлігі
өсімдік қабылдай алмайтын формада кездеседі. Азот негізінен күрделі
органикалық заттардың (қара шірінді , белок т.б.), фосфордың көп бөлігі
қиын еритін минералдық және органикалық қосылыстардың, калийдің басты
бөлігі ерімейтін алюмосиликат минералдардың құрамында болады.
Топырақтың құнарлылығын қоректік заттардың жалпы қоры анықтайды.
Өсімдіктің қоректенуіне топырақтағы қоректік элементтердің жылжымалы
түрлерінің мөлшері, яғни топырақтың тиімді құнарлылығы маңызды роль
атқарады. Элементтердің жылжымалы түріне олардың суда, әлсіз қышқылдарда
еритін қосылыстары мен алмаспалы күйдегі катиондар жатады. Қиын еритін және
ерімейтін қосылыстар микроорганизмдердің, физика-химиялық, химиялық
қосылыстардың әсерінен өсімдікке сіңімді түрге ауысады. Қоректік заттардың
сіңімді түрінің пайда болуы қосылыс түріне, климат жағдайларына, топырақ
түріне, агротехника деңгейіне байланысты. Сондықтан топырақтың тиімді
құнарлылығын арттыруда органикалық және минералдық тыңайтқыштар қолданудың
маңызы зор. Тыңайтқыш қолдануда агрохимиялық картограмманы пайдалану керек.
Агрохимиялық картограмма топырақтың қоректік заттармен қамтамасыз ету
дәрежесін, тыңайтқышты қаншалықты қажет ететінін көрсетеді.
Картограмма аймақтың топырақ-климат жағдайына сәйкес келетіндей етіп
жасайды. Мысалы, Қазақстанның оңтүстік және оңтүстік – шығыс аудандары үшін
топырақтағы қоректік элементтердің түрлері мен мөлшері , топырақтың
қаншалықты сортаң тартып, қандай дәрежеде эрозияға ұшырағаны туралы мәлімет
беретін картограмма керек.
4-кесте
Қазақстан топырағын қоректік заттардың жылжымалы түрлерінің мөлшеріне қарай
топтастыру(мгкг)
Мөлшерінің Жылжымалы Алмаспалы калий Жеңіл Тыңайтқышты
деңгейі фосфор ыдырайтықажет етуі
н азот
Мачигин Чириков Мачигин Чириков
бойынша бойша бойша бойша
Өте төмен 15 20 200 20 60 Өте жоғары
Төмен 16-15 21-50 201-300 21-50 61-70 Жоғары
Орташа 26-35 51-100 301-400 51-80 71-80 Орташа
Көтеріңкі 36-50 101-150 401-600 81-120 81-120 Әлсіз
Жоғары 51-60 151-200 601-800 121-150 121-140 Өте әлсіз
Өте жоғары 60 200 800 150 140 Қажет емес
Топырақтың сіңіру қабілеті. Өсімдікке қажетті қоректік заттардың
топырақта жиналуы, оның сіңіру қабілетімен тығыз байланысты болады.
Топырақтың сіңіру қабілеті деп, оның ерітіндідегі түрлі заттардың
молекулалары мен иондарын өз бойына сіңіріп, және оларды ұстап қалуын
айтады.Топырақтың бұл қасиеті ертеден белгілі болған. 1850-1854 жылдар Д.
Уэй өзінің зерттеу жұмыстарында топырақ бүкіл тұзды сіңірмей, тек оның
негіздік тобын ғана қабылдайтынын дәлелдеді.
Топырақтың сіңіру қабілетін зерттеуге К.К.Гедройц, Г.Вагнер,
С.Маттсон, Д.Н.Прянишников сияқты ғалымдар көп үлес қосты. Мұндай
құбылыстарды зерттеу әрбір топырақ – климат аймақтарында тыңайтқышты
қолданудың теориялық және практикалық негіздерін, топырақты химиялық жолмен
мелиорациялау өсімдіктің қоректенуі туралы ілімнің дамуына үлкен
мүмкіншілік жасады.
К.К.Гедройц топырақтың сіңіру қабілетінің механикалық, физикалық,
химиялық және физика-химиялық түрлері болатынын ашты. Механикалық сіңіру
қабілеті деп топырақтың басқа қуыс денелер сияқты, өзінен өткен судың
құрамындағы заттарды (құм, лай т.б.) ұстап қалуын айтады. Топырақтың бұл
сіңіру қабілеті оның механикалық құрамы мен түйіртпектігіне байланысты
болады. Мәселен, саздақ , саз топырақтардың механикалық сіңіру қабілеті
құм, құмдақ топырақтарға қарағанда жоғары болады. Механикалық сіңіру
қабілеті топырақтың коллоидты бөлшектерін сақтауда үлкен роль атқарады.
Өсімдік пен микроорганизмдердің іс-әрекеттерінің арқасында, топырақтың
құрамында азот және күл элементтері бар органикалық заттардың жиналуын,
оның биологиялық сіңіру қабілеті дейді. Топырақты мекендейтін әрбір
организм қоректік элементтерді сіңіруде талғампаздық танытады. Атап
айтқанда, өсімдік тамыры мен микроорганизмдер топырақтан тек қана өздеріне
қажетті элементтерді сіңіреді.
Топырақтағы түйнек және еркін тіршілік ететін бактериялардың
атмосферадағы азоттты байланыстыру құбылысы да биологиялық сіңіру болып
саналады.
Сыртқы тарту күшінің әсерінен топырақ бөлшектерінің әртүрлі
заттардың молекулаларын сіңіріп, өз бойында ұстап тұру қабілетін физикалық
сіңіру деп айтады. Қатты заттардың бөлшектері неғұрлым майда болған сайын
олардың сыртқы тарту күші үдейді. Бұл тұрғыдан, майда дисперсті коллойдты
бөлшектердің тарту күші зор, сондықтан топырақ бөлшектерінің бетінің көлемі
үлкен болса, оның фиизикалық сіңіру қабілеті жоғары болады. Егер топырақ
бөлшектеріне еріген заттардың молекулалары су молекуласына қарағанда
күштірек тартылса, онда бөлшек бетіндегі заттың концентрациясы жоғары
болады да, мұны оң молекулалық адсорбция дейді. Минералдық тұздардың
ерітіндісі топырақ бөлшектерімен әрекеттескенде олардың бетіне су
молекулалары күштірек тартылады. Мұны теріс молекулалық адсорбция дейді.
Теріс физикалық сіңіру құбылысын топырақ хлорид және нитрат тұздарының
ерітінділерімен әрекеттескенде байқауға болады.
Физикалық сіңіру қабілеті тыңайтқыштарды қолданудың мерзімін белгілеуге
көмектеседі. Мысалы, хлор ионы бар тыңайтқыштарды күзде, ал нитратты
тыңайтқыштарды тұқым себер алдында немесе үстеп қоректендіруде берген жөн.
Себебі хлор ионының топырақтағы мөлшерінің көп ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz