Дипломдық жұмыс: Көмір гуминді тыңайтқыштардың топырақ құрамына әсерін зерттеу

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

 

 

ЖАРАТЫЛЫСТАНУ    ФАКУЛЬТЕТІ

 

ОРГАНИКАЛЫҚ ЖӘНЕ ФИЗИКАЛЫҚ ХИМИЯ  КАФЕДРАСЫ

 

 

 

 

 

 

ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС

 

 

 Көмір гуминді тыңайтқыштардың топырақ құрамына әсерін зерттеу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МАЗМҰНЫ

РЕФЕРАТ  ………………………………………………………………………………………….

КІРІСПЕ  ……………………………………………………………………………………………

І. ӘДЕБИЕТТІК ШОЛУ

І.1 Көміргумин  туралы түсінік, олардың маңызы мен қызметі…………….

І.2 Гумин заттарының химиялық құрылымы ………………………………………

І.3 Гумус қышқылдарының құрылысы мен қасиеттері ……………………… 

І.4 Гумус қышқылдарының элементтік құрамы ……………………………….. 

І.5 Көміргумин тыңайтқышының құрылысын зерттеу әдістері……………

І.6 Көміргумин қышқылдарының функционалдық құрамы……………….. 

І.7 ЯМР мәліметі бойынша шығу тегі әртүрлі көміргумин  қышқылдарының құрамының ………………………………………………………………….

І.8 Өсімдіктің қоректенуі мен тыңайтқыш қолдануға байланысты топырақ қасиеттерінің өзгеруі …………………………………………………………………..

І.9 Өсімдіктің әр түрлі өсу кезеңдерінде қоректік заттарды қабылдау ерекшеліктері ………………………………………………………………………………………….

ІІ. ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ

ІІ.1 Зерттелуші  көміргумин ерітіндісімен топырақ агрегаттарын өңдеу кезінде өзгерісін анықтау ……………………………………………………………………….. 

ІІ.2 ЯМР спектроскопиялық әдісімен көміргуминді тыңайтқыштарының құрылымы, топтың құрамын зерттеу ……………………………………………………….

ҚОРЫТЫНДЫ………………………………………………………………………………….

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР…………………………………………………

   ҚОСЫМШАЛАР……………………………………………………………………………….

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

Дипломдық жұмыстың көлемі 38 беттен, 3 суреттен, 12 кестеден, кіріспеден, әдебиеттік шолудан, эксприменттік бөлім мен қорытындыдан, пайдаланылған әдеби материалдар тізімінен тұрады.

Негізгі терминдер: гумин қышқылдары, көміргумин тыңайтқыштары, көміргуминнің химиялық және физикалық қасиеттері, ЯМР спектрі, топырақ, фульфоқышқылдары, химиялық элементтер және басқалар.

Дипломдық жұмыстың зертттеудің негізгі мақсаты: бүгінгі таңдағы Қазақстанның топырағының құрылымына сипаттама бере отырып, оның өнімділікке, өнімнің сапасына, сыртқы әсерлерге тұрақтылығына талдау жасау.

Зерттеу объектісі: зерттеу объектісі ретінде көміргуминнің топырақ құрылымына әсері алынды.

Зерттеудің ғылыми жаңалығы: көмір гумин ерітіндісімен топырақта  суға беріктігі, көміргумин қышқылы мен топырақтың ЯМР спектірі қарастырылды. Көміргумин тыңайтқышының топырақтың құрамына тигізетін әсері зерттелді.

Алынған нәтижелер: зерттеу нәтижесінде көміргуминді тыңайтқыш -тардың топырақ құрылымына тигізетін әсерін анықтау барысында химиялық физика – химиялық жүргізілген зерттеулер жақсы нәтиже көрсетті.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КІРІСПЕ

 

Жұмыстың актуалдылығы: Бүгінгі таңда Қазақстанда ауыл- шаруашылығы өнімділігінің төмендеуіне маңызды себеп топырақтың бүлінуі мен азғындауы, олардың табиғи құнарының таусылуы болып табылады, әрі оған олардың улы химикаттармен ластануы мен жоғары балластты тыңайтқыш мөлшерінің артуы да себеп болуда.

Топырақ құнарының негізгі элементтерінің бірі әрі топырақтың құрылымын түзуінің негізгі шарты оның құрамында гумустың бар болуы болып табылады. Қазақстанның тәуелсіздік алуымен жергілікті табиғи қорлар мен қолда бар мүмкіндіктерді кешенді түрде жаңаша шешу мәселелері мен олардың негізінде химия, ауыл шаруашылығы мен басқа да салаларды қолданылуы мүмкін.

Қазақстанның шикізат потенциялы жеткіліксіз пайдалану жеткілікті себептермен түсіндіріледі, соның ішінде іс-жүзінде нәтижелерді зерттеу мен нақтылау сатысында мәселені кешенді түрде шешудегі химиялық бетбұрыстың жоқтығы болып табылады.

Қазақстанда топырақтың құрылымын жақсартатын көміргумин алудың шикізат ресурстары бола тұрып, қазіргі шетелден әкелінетін қымбат органикалық тыңайтқыштар пайдалануда.

Жұмыстың мақсаты мен міндеттері: Жұмыстың негізгі мақсаты – бүгінгі таңдағы Қазақстанның топырағының құрылымына сипаттама бере отырып, оның өнімділікке, өнімнің сапасына, сыртқы әсерлерге тұрақты-лығына талдау жасау.

Осы мақсаттарды орындау барысында мынадай міндеттерді шешу қажеттіліктері анықталды:

1. Көміргуминді тыңайтқыштардың топырақтың құрылымына әсерін талдау жасау.
2. Көміргуминді тыңайтқыштар өндіруде туындайтын мәселелерді анықтау.
3. Ауыл шаруашылығында көміргуминді тыңайтқыштарды пайдаланудың экологиялық проблемалары, оны шешудің жолдарын құрастыру.

Зерттеу жұмыстарының әдістемесі. Дипломдық жұмыста зерттеліп отырған көміргуминді тыңайтқыштардың топырақтың құрылымына тигізетін әсерін зерттеулердің нәтижелері талданды.

Зерттеудің теориялық және практикалық маңызы: Дипломдық жұмыста көміргумин тыңайтқыштарының топырақтың құрылымына тигізетін әсері жан — жақты зерттелді. Ауыл шаруашылыңында көміргумин препараттар алудың, оны топырақтың оны топырақтың құрылымына тигізетін әсерлері ашылып көрсетілді. Жоғары оқу орындарында. «Топырақтану» пәнінен факультативтік сабақтарда осы дипломдық жұмыс материалдарын пайдалануға болады.

 

 

 

І. ӘДЕБИЕТТІК ШОЛУ

 

І.1 Көміргумин  туралы түсінік, олардың маңызы мен қызметі

 

Саны үздіксіз артып келе жатқан халықты азық — түлікпен қамтамассыз ету мәселесін шешу жердің биологиялық өнімділігін арттыруды қажет етеді. Бұл мақсатқа минералды тыңайтқыштар мөлшерін шексіз арттыру арқылы қол жеткізу мүмкін емес.

Қазіргі минералды тыңайтқыштар мөлшерін арттыру олардың тиімділігін, пайдалану коэфициенттін төмендетуге және қолайсыз экологиялық зардаптарға (өзен көлдердің ластануы, ауыл шаруашылық өнімдеріндегі нитрат құрамының жоғарылығы) алып келеді. Егін шаруашылығы өнімділіктің төмендеуіне маңызды себеп топырақтың бүлінуі және азғындауы, олардың табиғи құнарының таусылуы болып табылады. Олардың улы химикаттармен ластануы жоғары балластты тыңайтқыштар дозасының артуы да себеп болды /4/.

Ауыл шаруашылық өндірісінің өнімділігін ұлғайтуға қол жеткізу топырақтың агрофизика — химиялық жағдайын жақсартуды, шығынды азайтқан кезде минералды тыңайтқыштардың қоректік элементтерін пайдалану коэфициенттін арттыруды, сыртқы ортаның қолайсыз әсеріне төзімділікті арттырған кезде, өсімдіктердің жылдам дамуы үшін химиялық заттармен қоректендіруді қажет етеді /7/.

Топырақ құнарлығының негізгі элементтерінің бірі және олардың өздерінің тіршілік етуінің шарты гумустық бар болуы болып табылатындағы белгілі. Ауыл шаруашылығы өндірісінде көмірлі гуминді препараттарды пайдалану топырақтың агрофизика — химиялық жағдайы және өсімдіктердің өсуіне өзінің сан алуан әсері ертеден-ақ зерттеушілердің назарын аударды. Бірақ түрлі компоненттер мен гуминді заттардың жағдайы топырақ түзу процесінің тиімділігі мен бағыттылығына, өсімдіктердің физиологиялық жағдайына білдей әсер етпейтінін ескеру керек /1/.

Топырақтағы гумус тапшылығы бұл қазіргі мақсатқа одақтың европалық бөлігіндегі қазіргі уақытта қоры таусылуға жақын, сондықтан торф және өсімдік қалдықтарын пайдалануға мәжбүр етті. Ал, гумин қышқылдарын құрайтын қазба көмірдің қоры өте көп. Бірақ топырақтанушылар топыраққа енгізілген гуминді көмірлер топырақ түзу процесіне қатыспайтын инертті заттар болып табылатынын, оларда тек химиялық өңдеуден кейін ғана тыңайтқыштың қасиет пайда болатынын анықтады /12/.

Зерттелген көмірлер арасында Ташкент көмірі және олардың брикеттеу фабрикасында қоңыр көмір бринеті өндіру кезінде фабрикаға жақын территорияға жинақталатын, үлкен аумақты алатын, ал жел тұрған кезде жақын жердегі елді мекен массивінің атмосферасын ластайтын брикет қиқымдары мен ұнтақтары, сулы көмір шламы түріндегі өнеркәсіптік қалдықтар түзіледі /3/.

Шламдарды және брикеттеу фабрикасының қиқымдарын қайта пайдалану мәселесі осы кезге дейін шешімін таппай келеді. Топырақтың құнарын  көтеретін, ауыл шаруашылығы өндірісі тауарларында бірқатар бағалы шикізат болып табылатын, Ташкент қоңыр көмірін отынға пайдалану да оның қорының азаюына алып келеді /27/.

Химия Институның жасаған ұсыныс негізінде, 1978 жылы Башқұрткөмір өндірістік бірлестігінде іріленген лабораториялық қондырғыда 13 тонна аммоний гуматы өндірілді. Алмалық химия зауыты аммоний гуматынан фосфор — аммиак — гумин тыңайтқышының (ФАГУМ) тәжірибелік партиясын дайындайды, оның негізінде эродирленген сұр топырақты жердің құнарын арттыру мақсатында Ташкент облысының егіс даласында сынақ жүргізілді. Сынақ нәтижелері ФАГУМ құрамындағы гумин қышқылдары мақтаның тамыр жүйесінің және жер үсті бөлігінің дамуы мен өсуін күшейтеді және өз кезегінде топырақтың минералды қоректік элементтерін өсімдіктердің, жақсы пайдалануына көмектеседі, нәтижесінде мақтаның дамуы мен өсуіне қолайлы жағдай туғызылады және мақта шикізаттың өнімін 2,5-3,0 ц\га артуын қамтамассыз етеді /21/.

Қазіргі заманғы аналитикалық химияның қарқында дамып келе жатқан бағыттарының бірі күрделі органикалық матрицалар анализі — тірі организмдердің тіршілік ету және ыдырау өнімдері болып табылады. Осы нысаналардың маңызды өкілі гумин заттарын (латын сөзінен — “humus” — жер, топырақ) болып табылады. Олар организмдердің ыдырау нәтижесінде түзіле отырып, органикалық көміртегі құрамын құрайды. Гумин заттарының ерекшелігі тұрақты структуралардың табиғи іріктеу нәтижесінде түзілуіне негізделген стехостикалық сипаты болып табылады. Гумин заттарының фундаментальдық қасиеттеріне құрамның стехиометриялы еместігі, құрылыстың ретсіздігі, структуралық элементтердің гетерогенді және полидисперстілік жатады /18/.

Көрсетілген қасиеттерге ие бола отырып, гумус қышқылдары маңызды биосфералық қызметтің толық жиынтығын орындайды. Олардың қатарына топырақты структуралау; өсімдіктер үшін қолайлы түрде қоректік элементтер мен микроэлементтерді жинақтау; су және топырақ экожүйесіндегі металдардың геохимиялық ағынын реттеу жатады. Қоршаған ортаның химиялық ластануы негізгі мәселердің бірі болып табылатынын ғасырдың аяғына қарай оларға тағы да қышқылдарының протекторлық әсері деп метал иондары сияқты ластанған топырақ және сулы ортадығы органикалық токсиканттарды берік комплекстерге байланыстыруға қабілеттілігін айтады. Ондай байланыстырудың экологиялық зардаптары — экотоксиканттар түрі мен олардың миграциялық қабілетінің өзгеруі, биологиялық қолайлықтың және токсиндіктің азаюы. Соңғысы өте мағызды және токсинанттық бос түрі максималды белсенділікке ие екендігімен байланысты. Байланысқан заттар өзінің уыттылығын жоғалтады. Осының негізінде гумус қышқылдарын табиғи додиксанттар ретінде қарастыруға болады /14/.

Гумин заттарын зерттеумен органикалық химия, топырақ химиясы, биогеохимия, топырақтану, агрономия, экология және биосфераны қорғау, өсімдіктерді минералды қоректендіру теориясы және басқалар шұғылданады.

Гумин заттарының ашылу тарихы өзінің бастауын XVIII ғасырлардан алады. Осы саладағы алғашқы зерттеу қорытындылары Ф.Ахард жұмыстарымен байланысты, ол топырақ және торфқа сілті ерітіндісімен әсер ету арқылы қара-қоңыр ерітінді алды. Осыдан он жыл өткеннен кейін Л.Вокелен кәрі шегіршен діңінен осыған ұқсас зат бөліп алды. 1807 жылы Т.Томсон бұл затты ульмин деп атады. Гумин заттарына ұлы швед химигі Я.Берцелиус көп көңіл бөлді /8/.

Соңғы жарты ғасырда гумин заттарын зерттеуге орыс және кеңес ғалымдары, әсіресе топырақ танушылар: И.В.Тюрин, И.М.Кононова, С.С.Драгунов, көптеген шетел зерттеушілері, оның ішінде В.Фляиг (ГФР) Ф.Дишофуп, Ф.Стевенсон басқалар үлкен үлес қосты. 1981 жылы гумин заттарын зерттеу бойынша Халықаралық қоғам құру туралы шешім қабылдады /25/.

Қазіргі уақытта түрлі табиғи обектілерден гумин заттарын бөліп алудың әдістері жасалды, олардың химиялық құрамы, барлық маңызды қаситтері анықталды топыраққа, өсімдіктерге, микроорганизмдерге, балықтар мен жануарларға әсері зерттелді /22/.

Гумин заттарын өнеркәсібтік өндірісте және ауыл шаруашылығында пайдалану мүмкіндіктері анықталды. Гумин тыңайтқыштары бойынша алғашқы жұмыстар Л.А.Христева, С.С.Драгунов және басқа ғалымдардың меншігіне жатады /12/.

Соңғы 10 — 15 жылда гумин заттарын зерттеумен шұғылданатын ғалымдар арасында 500-ден астам ғылыми жұмыстардың авторы, 1995 жылғы ғылым және техника саласындағы РФ үкіметі сыйлығының, акамедик К.К.Гедройц атындағы алтын медаль иегері, акамедик В.Р.Вильямс атындағы сыйлықтың, Ломоносов сыйлығының екі рет лауреаты, РФ еңбек сіңірген қайраткер, МГУ еңбегі сіңген профессор, биология ғылымдарының докторы, И.В.Ломоносов атындағы Мәскеу мемлекеттік университетінің топырақтану факультеті топырақ химия кафедрасының меңгерушісі Д.С.Орловтың атын атауға болады /20/.

Гумин заттарының химиялық құрамы мен биологиялық қызметі, табиғи пайда болуын ашып көрсету болып табылады.

Гуминді заттар ұғымы, олардың табиғи шығу тегі және биосфералық қызметтері /21/.

Биосфераға үш негізгі компонеттер: тірі заттар; биогенді заттар (тірі заттардан құралған органо — минералдың және органикалық өнімдер); биологиялық қатты заттар (тірі организмдердің өлі табиғатпен өзара әрекеттесуі нәтижесінде түзілген, минералды заттар) кіретіні белгілі /22/.

Биосфераның маңызды компонетті топырақ жабындысы болып табылады. Топырақ құрамына кіретін органикалық заттар жиынтығы өте көп  барлық органикалық заттар өзінің шығу тегі, сипаты және қызметі бойынша  гумин екі топқа бөлінеді: органикалық қылдықтар және гумус. Олардың біріншісін өзінің анотологиялық құрылысын жоғалтпаған, тірі организмдердің өлген бөліктері құрайды. Бұл компонеттер топырақта бірінші реттік процесс гумификацияға ұшырайды, оған ерекше гумин заттарының түзілуі кіреді /22/.

Гумус (қара шірік) — топырақтағы, бірақ тірі организмдер құрамына кірмейтін бүкіл органикалық қосылыстар жиынтығы.

Гуминді заттар гумус құрамында болады. Ол — қоңыр түсті, топырақта, торфта, көмірде және басқа табиғи денелерде түзілетін, азот құрайтын жоғары молекулалық қосылыстар. Олар энергия және қоректік элементтерді жинақтайды, катиондар миграциясына қатысады, токсинді заттардың жағымсыз әсерін төмендетеді, организмдердің дамуына және планетаның жылу баланысына әсер етеді. Олар тұрақты, жоғары молекулалық, жартылай дисперсті, түрлі функциональдық топтарды, амин қышқылдарын, полисахаридтерді, бензоидтық фрагменттерді құрайды /27.

Гумин заттары гумусты қышқылмен, прогуминді заттармен және гумендермен көрсетіледі.

Гумусты қышқылдар интенсивті қара — қоңыр түсті, құрамында азот бар жоғыра молекулалық оксикарбон қышқылдары болып табылады /6/.

Гумус қышқылдарын ерігіштігі бойынша гумин қышқылдары, гиматолиган қышқылдары және фульфоқышқылдар деп бөлінеді /6/.

 

1-кесте. Топырақ органикалық заттары  бөлінуінің номенклатуралық схемасы

Топырақ

Топырақтың органикалық бөлігі (Топырақтың органикалық заттары)

Органо-минеральды қосылыстар

Гумус

Анатомиялық құрылымын жоғалтпаған қалдықтар

Гуминді заттар

Гумус қышқылы

Ыдырау және гумификация  аралық  өнімдері

Гуминді емес заттар

Гумин

Гуминді заттар туралы

1

 

	Топырақтың бейорганикалық бөлігі
				Тірі организмдр (Топырақтың мекендеушілері)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гумин қышқылдары — жойылған өсімдіктердің ыдырау және олардың гумификациялау негізінде түзілетін табиғи органикалық қосылыстардың күрделі қоспасы (микро — организмдер, ылғал және атмосферадағы оттегінің қатысуымен гумустағы органикалық  қалдықтардың ыдырау өнімдерін биохимиялық түрлендіру). Құрғақ күйінде  — балқымайтын аморфты қара — қоңыр ұнтақ тәрізді өнім /42/.

Жер планетасында биосферадығы органикалық көміртегінің жалпы мөлшері 2-3-10¹² тоннамен бағаланады.

Органикалық көміртегінің үлкен бөлігі құрылыққа және бірінші кезекте топырақ гумусына келеді. Фотосинтез нәтижесінде атмосферадан жыл сайын шамамен 50·10⁹ тонна көміртегі түзіледі. Организмдер жойылған кезде топырақ бетіне шамамен – 40·10⁹ тонна көміртегі түзеді. Оның бір бөлігі СО₂ және Н₂О минералданады, едәуір үлкен үлесі гумин заттарына айналады. Гумин заттарының түзілуі биосферада қажетті жай ғана органикалық қалдықтарды утилизациялау емес. Ең маңыздысы, бұл кезде тірі организмдерде болмайтын, бірақ қазіргі заманғы өмір сүру формаларының болуына және үздіксіздігіне қажетті табиғи қосылыстардың жаңа класы пайда болды /18/. Гумин заттары биосферада көптеген функцияларды орындайды, олардың ішіндегі маңыздылары келесі:

1. Аккумулятивті (жинақтау). Ол тірі организмдерге қажет, химиялық элементер мен энергия жинағынан тұрады. Гумин заттарының құрамынан 40-60% C, 3-5% N, 30-40% O сондай-ақ, сутегі, күкірт, фосфор көптеген металдық катиондар, оның ішінде микроэлементтер деп аталатын катиондар табылды. Түсі -қара сұр және қара топырақты халық кездейсоқ құнарлы деп санап, қара топырақты деп атаған жоқ. Ондай топырақтың түсін гумин заттары берді.

Гумин заттары тірі организмдерге оларға қажетті қоректік элементтерді мұқтаждығына қарай, келесі буын үшін осы элементтердің қажетті қорын сақтай отырып біртіндеп береді. Олар осы арқылы көптеген минералдық қосылыстардан ерекшеленеді. Олар өсімдіктерді қоректік элементтермен қамтамассыз ете алады, бірақ әдеттегідей, тез жұмсалатын немесе топырақтан шайылып кететін оңай еритін заттар ұсынылады. Сол уақытта минералдық элементтердің бір бөлігі алюмасиликаттардың кристалдық торына кіреді, олар тірі организмдерге жетпейді және тек минералдар жойылғаннанкейін ғана оларды өсімдіктер тұтынады. Азот өсімдіктер қорегінің маңызды элементті. Азот қосылыстары фотосинтез, зат алмасу, жаңа клеткалардың түзілу процесінде үлкен қызмет атқарады, жердегі азоттың негізгі қоры атмосферада болады. Ол топырақтың 3-5 пайызын құрайды. Бірақ топырақтағы азоттың негізгі көзі гумус болып табылады.

2. Тасымалдау қызметі. Ол сулы ортада артықшылықпен тұрақты, бірақ салыстырмалы түрде метал катиондары немесе гидроксидтермен бірге гумус қышқылдарының оңай еритін комплексті қосылыстарын түзуі есебінен минералды және органикалық заттардың геохимиялық ағымын қалыптастырудан тұрады. Тасымалдау қызметі аккумулятивтік (жинақтау) қызметіне біршама дәрежеде қайшы келеді, әрі нәтижелер қарама — қарсы болғандықтан қарама — қайшылық әрекет тау жыныстары мен топырақтың минералды компонеттеріне гумин заттары әсерінің әртүрлілігін қамтамассыз етеді.
3. Жүйелеу қызметі. Бұл қызмет көптеген түрлі құбылыстар мен процестерді біріктіреді және топырақ, су және басқа табиғи денелерге қатысты. Реттеу қызмеінде гумин заттарын бірнеше негізгі құрамдастарға бөлуге болады: топырақтың структурасы мен топырақтың сулы физикалық қасиетін қалыптастыру; қатты және сұйық фаза арасында ион алмасу реакциясын реттеу; қышқылдың негізінде және тотығу – тотықсыздану режимдеріне әсері; минералды компоненттердің ерігіштігін өзгерту жолымен, тірі организмдерді қоректендіру жағдайын реттеу; булану эффектісінің пайда болуын қосқанда, атмосфераның және топырақтың жылу режимін реттеу.
4. Протекторлық қызмет. Ол токсинді және радиоактивті элементтер-дің аз қозғалатын немесе қиын диссоцацияланатын құбылыстарын байланыстыруға қабілеттілігінен, сондай-ақ табиғаттагы экалогиялық жағдайға жағымсыз әсер ететін қосылыстардан, оның ішінде олар кейбір пестицидтерді, көмірсутектерді, фенолдарды бір құрамға біріктіре алады. Гумин заттарының қорғаныштық қызметі соншалықты үлкен, оған бай топырақ жер асты суларына қорғасын иондарының және басқа токсинді заттардың түсуін болдырмайды.
5. Физиологиялық қызметі. Көптеген зерттеушілер түрлі гумин заттарының, әсіресе гумин қышқылы мен олардың тұздарының ұрықтық өнуіне дем беретіндігін, өсімдіктердің тыныс алуын күшейтетін, ірі қара малдың, құстардың саңғырығы өнімділікті арттыратынын анықтады /24/.

Бұдан басқа, гумин заттарының кейбір препараттары қатерлі ісіктің дамуын тежейтінін, организмнің түрлі қабыну процестеріне төзімділігін арттыратынын көрсетті. Бұл жерде табиғи ортада гумин заттары орындайтын қызметтің барлығы аталмауы мүмкін, бірақ келтіріген мысалдар биосферадағы гумин заттарының ерекше маңызды және теңдеу жоқ қызметін атап көрсету үшін жеткілікті /31/.

 

І.2  Гумин заттарының химиялық құрылымы

Гумин заттары химиялық структурасы бойынша — жоғары молекулалық (молекулалық масса 1300-1500) қоюландырылған ароматтық қосылыстар оларда фенлоды гидроксилдер, корбоксил, карбонил және жай эфирлі байланыстар бар екені анықталды.

Торфтан гумин қышқылын бөліп алу тәсілі туралы өз уақытында Ф.Ахард жазды және бұл тәсілді кез — келген табиғи денеден гумин заттарын бөліп алу үшін осы кезге дейін қолданылады.

Гумин заттарын алу реакциясы келесі қарапайым теңдеумен беріледі:

П+NаОН

ГК-СООNа+ГМК-СООNa+ФК-СООNа

Мұндағы П — топырақ немесе гумин заттарын құрайтын басқа бір табиғи түзіліс.

ГК — гумин қышқылының радикалы;

ФК — фульфоқышқылдар

ГМК — гиматолилон қышқылы

Егер алынған сілті экстрактіне қандай — да бір қышқылды рН 1-2 дейін қосса, онда тұнбаға гумин және гиматилилон қышқылы түзеді, ал фульфоқышқылдар ерітіндіде қалады.

ГК-СООNа+ГМК-СООNa+ФК-СООNа + + 3HCLГК-СООН + ГМК – СООН + + + ФК – СООН + 3NaCL

Гумин және гемотомеган қышқылдарының тұнбалары оңай бөлінеді. Олар кептіріп қара қоңыр немесе қара ұнтақ алады. Фульфоқышқылды таза күйінде алу үшін, қышқыл ерітіндіні активтелген көмір арқылы өткізеді, сумен және ацетонмен жуады, сонан соң адсорбцияланған қышқылды сілті ерітіндісімен қайтадан ерітеді. Анализден немесе Н — катионит арқылы қышқылдар өткізгеннен және кептіргеннен кейінгі әдемі ине тәрізді (бірақ кристалдық емес) қанық қызыл фульфоқышқылдарды алады. Жалпы алғанда схема қарапайым, көп жағдайда оны тек гумин заттарының жиынтық мөлшерін алу үшін ғана емес. Алюмосиликаттардың,  байланыстарының сипаты бойынша ерекшеленетін олардың фракцияларын алу үшін күрделендіріледі. Кез — келген табиғи денеден гумин заттарын толығымен алу ешқандай тәсілдің қолынан келмейді. Гумин заттарының қалған ерімеген бөлігін гуминдер деп атайды. Олардың қасиеттері гумин қышқылдарының қасиетіне өте ұқсас /32/.

Бұл заттардағы түрлі химиялық элементтердің құрамы жақсы зерттеледі. Гумин заттарының көзіне және пайда болуына байланысты көміртегі қышқылдар құрамының массалық үлесі 40-60% аралығында болады. Азот барлық уақытта да бар, бірақ оның аз 3-5% екенін өткен ғасырдың ортасында орыс ғалымы Р.Герман дәлелдеді. Қышқылдар әдетте сутегі құрамы 3-6%, ал оттегі – 33-37%; міндетті түрде күкірт -0,7-1,2% және фосфор 0,5% дейін кіреді. Олар гумин заттары үшін міндетті немесе гумин заттарын олардан тазарту қиын жай ғана қоспа екенін әзірге айту қиын болса да, барлық уақытта түрлі металдар бар.

Табиғи гумин заттарының құрамы тұрақты емес. Гумин заттарының маңызды ерекшелегі — олардың табиғаттығы сан алуандығы, ол туралы тек элементтік құрам бойынша ғана емес, функционалдық топтар жиынтығы және басқа қасиеттері бойынша жорамалдауға болады. Кез — келген гумин заттары функционалдық топтардың үлкен жиынтығын құрайды, олар жартылай функционалды. Олардың молекулалары карбоксил топтарын — СООН, фенол — ОН, хинон — =C=O, амин топтарын – NH₂ және басқаларды құрайды. Біріншіден олардың мөлшері үлкен, екіншіден олардың мөлшері әртүрлі молекулалар бойынша біркелкі таралмаған, тіпті мөлшері бірдей молекулалар да функционалдық топ құрамы бойынша ерекшеленеді. Бұдан басқа гумин заттарының молекуласы олардың құрамына кіретңн амин қышқылы қалдықтарының мөлшері бойынша  (олардың барлығы – 17-20), көмірсу қалдықтарының мөлшері және олардың орналасу сипатына қарай ерекшеленеді /17/.

ММ — да берілетін функционалдық топ құрамы гумин қышқылдарында келесі: -СООН-1500-1700 қышқыл, –OH-2100-5700 әлсіз қышқылдың және спирттің –OH-200-4900, хиниодтың –C=O-100-5600, кетондық –C=O- шамамен 1700, -OCH₃ – 300-800 аралығында болады.

Бұлардан басқа NH₂ — топтары үлкен қызмет атқарады. Қышқыл функционалдық топтың түрі өте көп.

Гумин заттарының молекуласының құрылысы туралы түсінік айқын болуы үшін, олар қандай фрагменттерден тұрғызылған және олардың негізіне не жататынын анықтау қажет. Бұл үшін екі тәсілмен жүргізілетін үлкен молекулаларды құрамдас бөліктерге бөлуге сүйенеді:

1. Салыстырмалы түрде жұмсақ — қышқыл немесе сілті ерітінділері-мен гидролиздеу;
2. Қатаң — гумин заттарын марганец қышқылды калиймен немесе мыс окисі ерітіндісімен тотықтыру;

Гидролиз кезінде ерітіндіге гумин заттары молекуласынан бөлінген төменгі молекулалық фрагменттер, аминосахаридтер және моносахаридтер өтеді. Амин қышқылдары 17- ден 22- ге дейін болады. Олардың барлығы шамамен осындай қатанастағы өсімдіктерде де, бактериялық плазмаларда да бар альфа — аминқышқылдары.

Амин қышқылдары құрамында (азаю ретімен) барлығынан жиі кездесетіні аспарагин қышқылы  НООС, глютамин қышқылы, глицин, аланин, валин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, пролин, серин, треонин, метионин, тирозин, цистин, гистидин, лизин, аргинин.

Гумин заттарындағы амин қышқылдарының массалық үлесі 6-10% құрайды. Гумин қышқылының заттары гидролизаттарының құрымындағы моносахаридтер қатарында гликоза, арабиноза, рибоза, галактоза, манноза, ксилоза, фруктоза және басқалар идентификацияланған. Бұлардың бәрін гумин заттары массасының 25% құрайды. Ал моносахаридтер құрамындағы глюкозаның  үлесіне 20%-ға дейін иеленеді. Барлық гумин заттары жоғары молекулалық қосылыстар деп есептеуге болады,  бірақ молекулалық массаның (ММ) мөлшері туралыдискуссия осы кезге дейін жалғасуда. Осыған байланысты тарихи бірнеше кезеңдер пайда болды. Ертеректегі кездегі гумин қышқылдарына ММ төменгі және тұрақты шамаларын жатыстырды. 80-90 жыл бұрын оларды массаның 1400 атомдық  бірлігіне тең деп санады. Сонан соң гумин заттары полидисперсті, сондықтан оған ММ ұғымы қолданылмайды деген пікір пайда болды. Жоғары молекулалық қосылыстар химиясы мен жаңа аналитикалық техниканың пайда болғаннан кейін, фульфоқышқылдардың молекулалық массасы 10-15 мың массаның атомдық бірлігіне жақын, ал гумин қышқылдары 20-30 мыңнан 100-150 мың массалық атом бірлігіне жақын деп есептеді /19/.

Кез — келген гумин заттары үшін дәл молекулалық формула жоқ, барлық ұсынылған нұсқаулар схема түрінде, атомдардың және атомдық топтардың орналасуы бұл кезде белгісіз болғанда, қосылыстардың тек құрамы мен кейбір қасиеттері ғана ескерілетіндіктен, олар гипотетикалық. Осыған қарамастан, гуминді заттардың молекулалық формуласын құру әрекеті ғылым тарихында аз болған жоқ: қазір ондай формулалардың саны ондаған, олардың бір бөлігі блок — схема түрінде, ал қалған бөлігі гумин қышқылдарының нақты құрамы мен қасиетін бейнелейді. Гумин заттары структуралық формуласын құруға әрекет жасаған кездегі теріс нәтижелер, олардың кристалдар түзбейтіндігімен, құрамы ауспалы екендігін және ең біртекті деген препараттарда полидисперсті екендігінмен түсіндіріледі. Әзірге гумин заттарының мономолекулалық фракцияларын алу мүмкін болған жоқ. Сондықтан оларға әдетте табиғи және жоғары молекулалық бейорганикалық молекулалар формуласын құру үшін пайдаланатын әдістер мен тәсілдер қолданылмайды /33/.

Гумификация — қорытынды гумин заттарындағы органикалық қалдықтардың түрлену процесі табиғаттың ұлы жаңалығы. Егер ондай механизм болмаса, онда екі тікелей қарама — қарсы процестердің бірін күтуге болар еді:

1. Органикалық қалдықтардың оксидтерге дейін толық минералдануы — онда жерде үздіксіз өмір болуы үшін негіз де болмас еді;
2. Егер ондай қалдықтар толық сақталмаса, онда жер беті олармен толық жабылған болар еді.

Табиғат басқа жолды таңдады — органикалық қалдықтардың минералдануы жартылай жүреді. Әрі СО₂ атмосфераға, су — өсімдіктерге қайтарылады. Қалдықтардың бір бөлігі гумин заттарында өзгеріске ұшырайды, олардың төзімді бөліктерін ыдырату үшін табиғатта арнайы ферменттер жоқ. Түзілген гумин заттары тірі мен өлінің аралығында болады, сондықтан академик В.И.Вернадский топырақты биоқатты денелер, яғни түзілген кезде бір мезгілде тірі негіз – «био», өлі минералды – «қатты» негіз қатысатын денелер деп атайды. Гумин заттарының практикалық маңызы өте зор. Бірінші кезекте — ауыл шаруашылығында. Топырақ құнарлығы ондағы гумус құрамымен өзара байланысты. Топырақ гумусы — бұл азот пен фосфор қорының табиғи көмбесі. Бұл — қазіргі заманғы ауыл шаруашылығы өнімділігі тәуелді — тыңайтқыштар қоры. Олардың өнімділікті арттыру шарасындағы меншікті үлесі 41%-дан 70%-ға дейін жетеді. Гумин заттарын білу, кез — келген экологиялық жағдай гумин заттарымен тығыз байланысты болғандықтан, тек маманлар мен агрономдар ғана емес, әрбір адамға қажет, оларға жер және су ландшафты, топырақ және биоценоз тұрақтылығы байланысты /22/.

 

І.3 Гумус қышқылдарының құрылысы мен қасиеттері

Гумин заттары (ГЗ) — бұл өсімдік және жануар қалдықтарының микроорганизмдержәне ортаның абиотикалық фанторларының әсерімен ыдырауы кезінде түзілетін, биодеструкцияға төзімді жоғары молекулалық  қоңыр түсті органикалық қосылыстардың күрделі қоспасы. ГЗ топырақ және су экожүйесінің, сондай — ақ қатты қазба отындардың органикалық  заттарының микрокомпонентті деп саналады. Топырақ және судағы олардың құрамы жалпы органикалық заттардың 60-80% құрайды, торф пен көмірде ол 20-90% аралығында болады. ГЗ жалпы қабылданған классификациясы қышқылдар мен сілтілердегі ерігіштіктің айырмашылығына негігделген. Осы классификацияға сәйкес ГЗ үш құрамаға бөлінеді: гумин — қышқылда да, сілтідіде  ерімейтін өндіріліп алынбаған қалдық; гумин қышқылдары (ГҚ) сілтіде еритін және қышқылда ерімейтін ГЗ фракциясы; гумин және фулфоқышқылдар (ФҚ) — сілтіде де, қышқылда да еритін ГЗ фракциясы. Гумин және ФҚ білдіретін жалпылама атау ретінде “гумус қышқылдары” термині қолданылады. Гумус қышқылдары экожүйеде өтетін химиялық процестерге белсенді қатысатын ГЗ ең қозғалғыш және реакцияға қабілетті компонентті болып табылады. Сондықтан біз негізінен ГЗ осы фракциясын қарастыруға ден қоямыз.

Гумин заттарын зерттеу тарихы екі жүз жылдан астам уақыт бұрын басталған. Осы заттар алғаш рет торфтан бөлініп алынды және ол туралы 1786 жылы неміс химигі Ахард жазды. ГЗ классификациясын және бөліп алудың алғашқы схемасын жасау неміс зерттеушілерінің мектебіне тиісті. Олар латын тілінен аударылған “humus” сөзінен шыққан “топырақ” немесе  “жер” дегенді білдіретін — гумин заттары термині енгізді. ГЗ химиялық қасиеттерін зерттеуде өткен ғасырдың ортасында швед химигі Я. Берцелиус көп көңіл бөлді.

ХХ ғасырда гумин заттарын зерттеуге орыс жіне кеңес ғалымдары, әсіресе топырақ танушылар: И.В.Тюрин, И.М.Кононова, С.С.Драгунов, көптеген шетел зерттеушілері, оның ішінде В.Фляиг (ГФР) Ф.Дишофуп, Ф.Стевенсон басқалар үлкен үлес қосты. 1981 жылы гумин заттарын зерттеу бойынша Халықаралық қоғам құру туралы шешім қабылдады /19/.

Құрылысының күрделілігіне қарай ГЗ, әсіресе олардың ең реакцияға қабілетті бөлігі — гумус қышқылдары түсетін өзара әрекетесу спектрі өте кең. Карбоксил, гидроксил, карбонил топтарының ароматтық структуралармен бірмесе қатысуы гумус қышқылдарының иондық және донорлық — акцепторлық әрекеттесуге, сутегі байланыстарын түзуге, сорбциялық процестерге белсенді қатысуға қабілеттілігін қамтамассыз етеді. Сонымен гумус қышқылдары суды жақсы байланыстырады, иондық алмасуға қабілетті, металдармен комплекс түзеді. ХХ ғасырдың соңына қарай басқа елдерде гумус қышқылдарының химиялық қасиеттерін зерттеуге химиктердің қызығушылығы төмендеді, оған негізгі себеп, 1970 жылы Кляинхемпел жариялаған құрылысының күрделілігі жақсы көрсертілген топырақтағы гумус қышқылдарының структуралық фрагментті моделі ГЗ стохастикалық сипаттағы обьектілер болып саналатындығының дұрыс анақталуы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Топырақтағы гумус қышқылдарының гипотетикалық құрылымының фрагментті

1 – сурет.

ГЗ стохастикалық сипаты олардың түзілу процесі ерекшелігінің әсерінен болып табылады, оның тірі заттың боихимиялық синтезінен айырмашалығы, гинетикалық коды болмайды. ГЗ синтезінің структураның биоыдырауға неғұрлым төзімді табиғи іріктеу принціпі бойынша жүреді:  олардың қоршаған ортадағы өмір сүру уақыты жүздеген және мыңдаған жылдармен есептеледі. Келтірілген структуралық фрагменттен көрініп тұрғанындай, олар өздерінің химиялық табиғаты бойынша азот құрайтын және көмір сулы фрагменттер иіретін ароматтық оксиполикарбон қышқылдарының ретсіз сополимерлері болып саналады. Алкил және функционалдың топтармен орын басқан, ароматтың көміртегі қаңқасының болуы /5/.

 

1.4 Гумус қышқылдарының элементтік құрамы

Шығу тегі әртүрлі гумус қышқылдарының элементтік құрамы әдетте гумус қышқылдарының элементтік құрамы деп көміртегі, сутегі және оттегі атомдарының салыстырмалы мөлшерімен түзілген олардың органикалық бөліктерін айтады. Міндетті минарлық элемент азот болып табылады, шамамен барлық препараттардан күкірт де табалады. Бірақ органикалық бөліктермен қатар, барлық бөлініп алынған гумус қышқылдары препараттың құрамына бейорганикалық бөлігі де кіреді. Ол күлді элементтерден метал иондарынан, кремний және алюминий оксидтерінен және құрамы 10% жететін, гигроскопиялық ылғалдан түрады. Сондықтан жалпы түрде гумус қышқылдарының брутто — формуласын келесі түрде жазуға болады:

Мұндағы  М — метал иондары

x, y, z, p, q, l, m, n – стехиометриялық коэфиценттер

Шығу тегі әртүрлі гумус қышқылдары орташа элементтік құрамы 2  кестеде келтірілген. Гумус қышқылдарының екі препаратының элементтік құрам бойынша мәлеметтерін статистикалық өңдеді, бірақ өкінішке орай, олар тек топырақтың гумус қышқылдарына жатады.

 

2-кесте. Алынған гумин қышқылының орташа элементтік құрамы (есептеулер зольсіз ыдыста жүргізілді, n – препараттың саны, ± стандарты айырмашылық) /35/.

Препарат	Элементтік құрамы, % (масс)					Атомдық қатынасы
	С	H	O	N	S	O/C	H/C
Гумин қышқылы (n=4)	55,4±3,8	4,8±1	36,0±3,7	3,6±1,3	0,8±0,1	0,50±0,09	1,04±0,25
Гумин қышқылы (n=23)	57,1±2,5	5,0±0,8	35,2±2,7	2,8±1,0	0,4±0,5	0,47±0,06	1,04±0,17

 

 

 

 

І.5 Көміргумин тыңайтқышының элементтік құрамын зерттеу әдістері

Ылғалдылықты анықтау. Ылғалдылықты анықтау үшін негізгі екі әдіс: Фишердің титриметрлік әдетте кептіру кезінде үлгінің салмағының жоғалтуы бойынша әдісті пайдаланады. Фишер әдісі метанольдық ортада судың қатысуымен SO₂ және I₂ арасындағы тотығу — тотықсыздану реакциясына негізделген.

Әдістің артықшылығы бұл жерде тек зат структурасына кірмейтін су анықталады. Кемшілігіне реагент тұрақтылығының аздығын, қондырғыны ылғалды ауадан оқшаулаудың қажеттігін, сондай -ақ иодпен әрекеттесетін қоспалардың кедергі болатын әсерін жатқызуға болады. Соңғысының қатарына белсенді корбанил қосылыстары, хинондар мен меркаптандар, яғни гумус қышқылдарына қатыса алатын топтар жатады /19/.

Гумус қышқылдары үшін Фишер әдісінің қолданылуын шектейтін тағы бір себеп, — олардың сусыз метанолда ерігіштігінің жеткіліксіздігі.

Екінші әдіспен ылғалдылықты анықтау үшін гумус қышқылдарының үлгісін салмақ тұрақты болғанша Р₂О₅ үстінде жоғары температурада (40-60%) кептіреді немесе салмақтың жоғалуын тіркей отырып, ұзақ уақыт бойы (~24 сағат) сол температураға дейін қыздырған кезде  вакумдайды. Бұл әдісті тағы да бірнеше иодифицирленген түрде қолданылады. Үлгіні кептіргеннен кейін атмосфералық ылғалда көрмеге қояды және үлгінің салмақ жинауының уақытқа тәуелділігін тіркейді. Осы уақыт сәтіне t=0 тәуелділік кестесін түсіре отырып, абсолютті құрғақ үлгі мен салмақ арасындағы айырым бойынша оның ылғалдылығын табады.

Салмақ — жоғалту жинау әдісі Фишер әдәсәмен салыстырғанда көп еңбекті қажет етпейді және иодқа қатынасы бойынша белсенді заттардың қатысуына сезімтал емес. Негізгі қиындық гумус қышқылдары сынамасын кептіру үшін қолайлы температура таңдау. Салмақтың жоғалуы температураны 800⁰C-қа дейін арттырған кезде баяу өседі, содан кейін біраз өзгеру байқалады.

Байқауымызша, гумус қышқылдары структурасына кіретін суды жоюға бірте — бірте өте отырып, затпен берік байлынысқан судың десорбциялануы жүреді, фишер әдісі мәліметтері арқылы салмақты жоғалту бойынша анықтау нәтижелерін салыстырған кезде, кептіру температурасы 40-60⁰C болған кезде олардың арасында жақсы сәйкестік байқалатыны анықталды.

Күлділігін анықтау. Көмігумин препаратының күлділігін ауада немесе оттегі ағынында үлгілі толық жандарғаннан кейін, жанбай қалған қалдықтардың салмағы бойынша анықтайды. Сонымен жұмыста төрт түрлі лаборатория алған, гумус қышқылы үлгілерінің күлділігін анықтау келтірілген. Күлділікті анықтау жеке тәртіпті ұстана отырып орындалды. Нәтижесінде бір ғана күлділігі жоғары үлгі үшін мәндерді тарату шаманың 20% құрады. Ендеше күлділігі жоғары үлгілер үшін дәл анықталмаған күлділік шамасы негізгі элементтер құрамы мәндерінің едәуір ауытқуынша әкеп соқтыруы мүмкін.

Осылайша, күлсіз, сусыз сынамаға есептегенде гумус қышқылының элементтік құрамын анықтау үшін CH, N, S ылғалдылық және күлділікті анықтауды жүргізу керек. Бұл кезде гумус қышқылы сынамасындағы гигроскопиялық су құрамын және Н мен О анықтау нәтижесінде оның әсерін есептеу тәсілін анықтау дереу әдістемелік негіздеуді қажет етеді. Күлділігі жоғары препараттардың анализі, әсіресе анықталатын көміртегі құрамына күл элементтері құрымының әсер ету сипаты шешілмеген мәселе болып саналады /16/.

 

1.6 Көміргумин қышқылдарының функционалдық құрамы

Қазіргі уақытта гумус қышқылдарында оннан астам түрлі оттегі, азот және күкірт құрайтын функциональдық топтары табылды: карбоксил, фенол және спиртті, хинон, гидроксилді, метоксил, күрделі эфир, амин, амид, сулфо — тиольдік және дисульфидтік топтар.

Оттегі құрайтын топтар. Оттегі гумус қышқылының каркастық және перифериялық бөлігі құрамына кіреді. Соңғы жағдайда ол көміртегі фрагменттерінде артықшылықпен болады. Топырақтың гумус қышқылдарындағы түрлі функционалдық топтар бойынша оттегінің таралуы туралы жалпылама мәліметтер 3-кестеде келтірілген.

 

3-кесте. Топырақ гумус қышқылдарынлағы функционалдық топтар арасында оттегінің таралуы.

Оттегінің жалпы құрамы	COOH	CArOH	CAlkOH	C=O	Оттегінің таралуы
%	%  оттегі				%
Топырақтығы көміргумин қышқылы
37.2 36.8 35.4	24 26 18	33 25 38	10 15 13	8 7 4	75 74 73
Топырақтағы фульфоқышқылы
47.3 44.8 47.7	58 65 61	19 12 9	12 13 16	6 9 4	95 99 90

 

Күкірт құрайтын топтар. Осы мәселеге арналған, торфты гумус қышқылдарында күкірттің таралуын келесі түрде көрсетуге болады (жалпы торфтан): 3-6% аминқышқылдары, 4-19% күкірт қышқылының эфирлері, 54-70% тиолдар,  гетороциклдер, тұрақты сульфонаттар, 3-23% алифатты сульфидтер. Өкінішке орай, авторлар күкірттің тиолдар, гетероциклдер және сульфонаттар арасында таралуын зерттеген жоқ. Сондай ақ дисульфидтер мен гидролизденбейтін сульфидтердің бар болу мүмкіндігін ескеріледі сол кезде, бүл топтардың Hq(11) байланыстыруға қабілеттілігі бойынша айырмашылылығы байқалады /34/.

 

І.7 ЯМР мәліметі бойынша шығу тегі әртүрлі көміргумин қышқылдарының құрамы

ЯМР мәліметтерінің анализі түрлі табиғи шикізат көздерінен алынған ГҚ және ФҚ структурасындағы айырмашылықты анықтауға мүмкіндік береді. Сонымен зерттеу мәліметтеріне сәйкес, сұр орман топырағындағы ГҚ, ФҚ салыстырғанда екі есе көп ароматтық фрагменттерді құрайды. Жұмыста осындай мәліметтер алында. Сонымен қатар топырақтағы ФҚ СООН тобының неғұрлым жоғары құрамымен сипатталады. Бұл жерде ондағы алифаттық фрагменттердің құрамы ГҚ салыстырғанда біршама төмен. Қара топырақтағы ГҚ және ФҚ үшін осыған ұқсас заңдылықтар байқалады. Жарияланған мәліметтердің басым бөлігіне сәйкес топырақтағы ФҚ үшін 1,5-3 есе артық, бірақ бірқатар жұмыстарда топырақтағы ГҚ және ФҚ карбогидраттарының құрамы іс жүзінде ұқсас екендігі туралы зерттеу нәтижелері келтіріледі. Келтірілген мәліметтердің мүмкін болатын қарама — қайшылық себептерінің бірі жұмыста көрсетілді. Автор екі түрлі жалпы қолданыстағы әдістеме бойынша бөліп алынған топырақтың ФҚ структурасын зерттеді, олардың біріншісіне қышқыл ерітіндіде ГҚ тұндырылған кезде қалған топырақтығы, сілті экстракцияның бір бөлігін ФҚ фракциясы ретінде бөліп алу кіреді, ал екіншісін ХАД — 8 амберлитіндегі сорбциялау стадиясы құрайды. ХАД–8-ге бөлінген топырақ ФҚ — да карбогидраттық құрамы бойынша 1,5-2 есе төмендейтіндігі көрсетілді. Автор полисахарид қоспаларынан тазарту үшін ФҚ бөліп алған кезде амберлиттесорбция стадиясының қажетті туралы қорытынды жасады.

Осындай қорытындыны қосымша дәлелдеу, бөліп алуға екі жағдайда да ХАД — 8 сорбциялау кіретін табиғи сулардағы ГҚ және ФҚ структураларын салыстырмалы зерттеу нәтижелері болып табылады. Мәлімет бойынша табиғи сулардағы ФҚ карбогидраттық құрылымы құрамы ГҚ карбогидраттық структурасы құрылымының деңгейінде немесе біршама төмен. Сол уақытта топырақ ГҚ және ФҚ үшін анықталған басқа заңдылықтар табиғи судағы ГҚ және ФҚ үшін сақталады. Сонымен табиғи су ФҚ -ғы СООН тобының құрамы, ГҚ-н салыстырғанда жоғары, ал ароматтық фрагменттер құрамы төмен. ФҚ құрамындағы алкил фрагменттері көп, бірақ мәліметтер бұл қорытындыға қарама — қайшы болып табылады. Бірқатар жұмыстарда шығу тегі әртүрлі гумус қышқылдарының фрагменттік құрамы салыстырылды. Сонымен, табиғи су және қызғылт — сары топырақтың ФҚ препаратарының  ЯМР структураларын зерттеу нәтижелерін салыстыру негізінде (Malcolm, 1990), соңғысы алифаттық фрагменттер құрамының жоғарылығымен сипатталады. Бұл кезде осы табиғи ортаның ГҚ фрагменттік құрамы өте жақын. Осыған ұқсас мәліметтер (Shin, 1996) жұмыста алынды /13/.

Көміргумин  қатысында топырақ сынамасының сүзу жылдамдығының өзгеруі.

Суғармалы жер ісі жағдайындағы топырақтың сүзгілік қасиеті қалыпты су режимін жасауда үлкен маңызға ие. Топырақ арқылы өтуші судың сүзілу жылдамдығы топырақтың дисперстілігіне, механикалық құрамы мен оның құрылымдық жағдайына байланысты өзгеруі мүмкін [1]. Сүзілу жылдамдығын анықтауда біз Оңтүстік Қазақстанның кәдімгі суғармалы сұртопырағына, ашық сұртопырағы мен шөлейтті жерлердің ең көп тараған типтегі топырақтарына көміргумин препаратпен әсер ете отырып, ондағы құрылым түзілу процестерін зерттедік.

Қоспа ретінде отандық препараттардан – көміргумин, ал шетелдіктен –гафс-17 қолданылды. Жоғарыда көрсетілген препараттардың барлығы да суда жақсы ериді. Оларды сулы ерітінді түрінде құрғақ топырақ сынамасына қостық.

Топырақты талдауға дайындадық. Тәжірибе жүргізу үшін 4г. топырақ сынамасын 40 см³ сумен өңдеп, адсорбциялық тепе-теңдік орнауы үшін бір тәулікке қалдырып, содан соң Оствальд аппаратында сүздік.

Кәдімгі суғармалы сұртопырақтағы сүзілуді жоғарыда аталған барлық көміргумин препараттар қоспасымен зерттедік. Келтірілген тәжірибелік мәліметтерден кәдімгі суғармалы сұр топырақта судың сүзілу жылдамдығының ең үлкен жоғарылауы көміргумин қосу кезінде, екінші кезекте гафс ендіруде байқалатындығын көреміз. Сонымен полимерлерді сүзу жылдамдығы бойынша: көміргумин >  гафс-17 түрінде орналастыруға болады.

Көміргумин қосу кезінде кәдімгі суғармалы сұртопырақтағы сүзілу жылдамдығының ұлғаюы полимер мен топырақ бөлшектерінің өзара әрекеттесу процесіндегі олардың агрегаттану салдарынан жүзеге асады.

Агрегаттардың жинақталу процесінде суды сүзгі-топырақ арқылы өте жылдам өткізетін едәуір ірі кеуектер түзіледі. Жоғарыда келтірілген барлық көміргумин ішінде өте күшті құрылымдандырғыш қасиетке ие: мысалы, топырақ сынамасына 0,06% мөлшерлеуде 8,86% бақылаудағы 0,25 мм < өлшемдегі 94,6% су агрегаттар (Павлов әдісі бойынша) алынады /26/.

Ашық сұртопырақтағы сүзілу жылдамдығын анықтау үшін судаерігіш тұздарының мөлшері бойынша әртүрлі екі топырақ үлгісі алынды (2-кесте). Қоспа ретінде топырақ сынамасына 0,0006-дан 0,15%-ға дейінгі мөлшердегі көмір гумин препараты қолданылды. Көмір гумин мен топырақ бөлшектерінің өзара әрекеттесуі әртүрлі  өлшемдегі агрегаттардың түзілуімен түсіндіріледі.

 

І.8 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 көмір қышқыл 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 ^—, SO₄^2-, 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 /28/.

Топырақтың қатты бөлігінің жартысына жуығы (49%)  оттек үлесіне, үштен бірі кремний, 10 проценті темір мен алюминий үлесіне, 7 проценті басқа химиялық элементтердің үлесіне тиеді.

  

4 – кесте. Топырақтың қатты фазасының элементтік құрамы.

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	2·10-4
Титан	0,46	Никель	4·10-3	Германий	1·10-4
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 /36/.

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 минерал — дардың 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 /14/.

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 маңыззды 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 /21/.

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:

1. 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.

2.`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.

3. Органикалық заттар микроорганизмдер үшін қорек көзі болып есептеледі.
4. 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 /3/.

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. 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 /25/.  

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 /12/.

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 /17/.

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 болуы өсімдіктер үшін зиянды. Мұндай тыңайтқыштарды күні бұрын қолдану хлор ионының топырақтың астыңғы қабатына шайылуына әкеп соғады.

Топырақтағы физикалық сіңіруді бөліп ажырату өте қиын. Ол әрдайым химиялық және физика-химиялық  сіңіру құбылыстарымен өзара тығыз байланыста болады.

Химиялық реакциялар нәтижесінде пайда болған, суда қиын еритін немесе ерімейтін қосылыстарды топырақтың ұстап тұруын оның  химиялық сіңіруі деп атайды.

Физика-химиялық сіңіру құбылысының бірнеше заңдылықтары:

1. Топырақтың қатты бөлігінің катиондары мен ерітінді катиондарының өзара алмасуы эквивалентті болады. Мұнда топырақ пен ерітінді арасында жылжымалы тепе-теңдік орнайды.
2. Катиондардың алмасуы қайтымды реакция. Сондықтан катиондардың алмасу реакциясын мынадай түрде өрнектейді.

         (Т.С.К) Са + 2 КСl ↔ (Т.С.К)К + CaCl₂

3. Ерітінді концентрациясы тұрақты болған жағдайда топырақтың сіңіру комплексіндегі катиондардың ерітіндіге ауысуы ерітінді көлеміне байланысты. Яғни, ерітінді көлемі артқан сайын топырақтан оған катиондар көбірек өтеді. Ерітінді көлемі өзгермеген жағдайда, концентрациясы жоғары ерітінді катиондарды көбірек ығыстырады.
4. Катиондардың алмасу реакциясы өте жоғары жылдамдықпен жүреді де, реакцияға майда дисперсті коллоидты бөлшектердің бетінде орналасқан катиондар қатысады.
5. Катиондардың сіңірілу энергиясы бірдей емес. Неғұрлым элементтің атомдық массасы мен катионының заряды көбірек болса, соғұрлым ол күштірек сіңіріледі және топырақтан оларды басқа катиондардың ығыстыруы  қиынырақ өтеді. Демек, катиондардың сіңірілу энергиясы валенттілігі өскен сайын жоғарылайды. Екі және үш валентті катиондар бір валентті катиондарға қарағанда топырақ коллоидтарына күштірек тартылады. Ал, катиондар валенттілігі бірдей болған кезде сіңірілу энергиясы валенттілігі өскен сайын артады. Мысалы, бір валентті катиондар сіңірілу энергиясының өсуіне қарай мынадай ретпен орналасады: Li⁺ < Na⁺ < NH₄⁺ < K⁺ < Pb⁺  .  Екі валентті катиодар :    Mg²⁺ < Ca²⁺  < Co²⁺  ,  үш валентті катиондар:  Al³⁺ < Fe³⁺   ретпен сіңіріледі. Сонымен бірге жеке катионның өзі топыраққа әртүрлі дәрежеде сіңіріледі. Н.И.Горбунов зерттеуі бойынша топырақ құрамындағы катиондардың 80-85 % -ті жақсы алмасатын болса, 15-20% -ті топыраққа  берік сіңірілген күйінде сақталады /36/.

Құрамындағы алмасу реакциясына бейім катиондардың жалпы мөлшерін

топырақтың сіңіру сиымдылығы деп атайды. Топырақтың сіңіру сиымдылығының мөлшері оның механикалық құрамына, майда дисперсті бөлшектердің жалпы мөлшері мен олардың химиялық және минералогиялық құрамына , топырақ реакциясына байланысты. Топырақта майда дисперсті бөлшектер көп болған жағдайда оның сіңіру сиымдылығы жоғары болады. Сол сияқты саз топырақтың сіңіру сиымдылығы құмдақ топырақпен салыстырғанда жоғары. Монтмориллонит тобына жататын минералдар ең үлкен сіңіру сиымдылығымен ерекшеленеді. Қара шіріндіге бай топырақтың да сіңіру сиымдылығы жоғары болады. Топырақ реакциясы ( рН) көтерілген сайын  оның сіңіру сиымдылығы артады. Сонымен бірге топырақтардағы сіңірілген катиондар құрамы әртүрлі болып келеді. Барлық топырақтарда сіңірілген катиодар арасында кальций мен магний мөлшері көп болады. Мысалы, кәдімгі қара топырақта сіңіру сиымдылығындағы катиондардың 80-90 проценті  кальций мен магний үлесіне келеді. Оңтүстік қара, қара қоңыр, боз топырақтарда аз мөлшерде сіңірілген натрий кездеседі. Олардың құрамында сутек катиондары болмайды. Сор, сортаң топырақтарда кальций , магниймен бірге сіңірілген натрий көп болады. Калий және аммонй катиондары барлық топырақтарда аз мөлшерде кездеседі /31/.

 Топырақтың негіздермен қанығу дәрежесі және буферлігі. Топырақ ерітіндісінің гидролитикалық реакциясының мәні құрамындағы сутек иондарына ғана емес, оның негіздермен қанығу дәрежесіне де байланысты болады. Егер топырақ қышқылдығын Н әріпімен, сіңірілген негіздердің қосындысын  S  әрпімен белгілесек  топырақтың сіңіру сиымдылығы Т= S + H болады. Сіңірілген негіздердің сіңіру сиымдылығына қатынасын топырақтың негізбен қанығу дәрежесі (V) дейді. Топырақтың негізбен қанығу дәрежесін процентпен өрнектейді.

 

         V =          немесе    V =

Гидролитикалық қышқылдығы бірдей болуына қарамастан негізбен қанығу дәрежесі  төмен топыраққа қолданылатын әк мөлшері көп болуы керек.

Топырақ реакциясы түрлі биологиялық, химиялық және физика-химиялық құбылыстардың әсерінен өзгеріп тұрады.

Топырақтың ерітіндісі реакциясының қышқылдық немесе сілтілік жаққа өзгеруіне қарсы тұра алатын қабілетін, оның буферлігі деп атайды. Топырақ буферлігі топырақтың негізбен қанығу дәрежесі мен сіңіру сиымдылығына байланысты. Негізбен қанығу дәрежесі жоғары, гидролитикалық қышқылдығы аз  топырақтың  орта реакциясының қышқылдық бағытқа жылжуына қарсы тұруы артады. Егер топырақтың негізбен қанығу дәрежесі төмен болса, оның реакциясының сілтілік жаққа өзгеруіне қарсы тұру қабілеті күшейеді /28/.

Топырақ буферлігі тыңайтқыштарды дұрыс қолдану әдістерін таңдауға көмектеседі. Мәселен, буферлігі төмен топырақтарға физиологиялық қышқыл тыңайтқыштарды қолдану, дақылдардың өсіп-дамуына қолайлы жағдай  жасамайды.     

Қазақстан топырақтарының агрохимиялық қасиеттері.

Қазақстан топырағы құрамы мен түрі жағынан сан алуан. Ауыл шаруашылығында тыңайтқыштарды тиімді пайдалану үшін әрбір аймақ топырақтарының ерекшеліктерін жете білу керек. Ол ауыл шаруашылығы дақылдардан мол өнім жинауға кепілдік береді.

 Топырақтың агрохимиялық қасиеттеріне оның құрамындағы қара шірік, қоректік заттардың  жалпы және жылжымалы түрінің мөлшері, реакциясы, сіңіру сиымдылығы, негізбен қанығу дәрежесі, механикалық құрамы жатады.

Қара топырақ. Бұл топырақтың басқа топырақтарға қарағанда табиғи құнарлылығы  жоғары болады.

Қара топырақтың негізгі типшелерінің агрохимиялық көрсеткіштері кестеде көрсетілген.

Сілтісізденген қара топырақта 8-9 %- тей қара шірінді мөлшері болады және оның мөлшері төменгі қабаттарға қарай бірте-бірте азая береді. Қара шірінді көп қабаттың қалыңдығы 50-60см-ге дейін жетеді. Бұл топырақ қоректік элементтерге едәуір бай, құрамында 0,5-0,6 процент шамасында жалпы азот, 0,3-0,4 процент жалпы фосфор болады.

Кәдімгі қара топырақ ең құнарлы болып саналады. Оның қара шірінді қабатының қалыңдығы 45-85 см-ге жетеді. Карбонат  тұздары 40-50 см-ден басталады. Бұл топырақ қоректік заттарға бай . Жыртылатын қабатының 1 га-да 160 т. Қара шрінді, 8-10 т.  Азот қоры бар екендігі  анықталып отыр. Кәдімгі қара топырақта жалпы және алмаспалы калий мөлшері жоғары, ал фосфордың жалпы қоры біршама мол болғанымен жылжымалы түрі аз. Сондықтан оған фосфор тыңайтқышарын қолданудың маңызы орасан зор.

Оңтүстік қара топырақта қара шірінді мөлшері аздау болады да , қара шірінді қабатының қалыңдығы 40-50 см-ден аспайды.

Ақ түйіршіктер түріндегі карбонаттар топырақтың 60-70см тереңдігінен бастап анық көріне бастайды, ал 100-120 см төмен гипс кездеседі. Оңтүстік қара топырақ жағдайында егіншіліктің тиімді жүйелерін қолдану арқылы. егіске берілетін тыңайтқыштардың тиімділігін арттырады.

 

5– кесте. Қара топырақтың агрохимиялық сипаттамасы.   

Топырақ типшелері	Қарашірін ді, %	Қоректік элементтердің жалпы мөлшері, %			Реакция  рН	Сіңіру сыйымдылы ғы Мгэкв/100г
		Азот	Фосфор	Калий
Сілтісізденген қара Кәдімгі қара Оңтүстік қара топырақ	8-10   5-6 4,5-5,0	0,42-0,56   0,25-0,28 0,22-0,25	0,33-0,28   0,12-0,17 0,13-0,15	2,1-2,5   1,5-2,2 1,5-2,1	6,8-7,1   7,1-7,4 6,8-7,0	45-50   30,37 27-30

 

     Қара қоңыр топырақ қара топыраққа қарағанда құнарлылығы  төмен болып келеді. Қара шірінді қабатының  қалыңдығы 40-50 см аспайды, ал құрамындағы қара шірінді 3-4% мөлшерінде болады. Қара қоңыр топырақтың да күңгірт қара қоңыр, ашық қара қоңыр сияқты түрлері кездеседі. Бұл аталған қара қоңыр топырақ түрлері агрохимиялық қасиеттері жөнінен  бір-бірінен едәуір өзгеше келеді. Күңгірт қара қоңыр топырақтың қара шірінді қабатының қалыңдығы 35-45см, оның ішіндегі неғұрлым құнарлы, өсімдікке пайдалы қара шіріндінің қалыңдығы – 12-15см. Карбонаттар негізінен 45-50см тереңдікке орналасқан. 100г топырақта 30-35 мг/экв алмаспалы негіздер болады. Құрамында орта есеппен 0,2-0,3% азот, 0,1-0,2% фосфор болады /33/.

    Қара қоңыр топырақ өзінің барлық қасиеттері жағынан күңгірт топыраққа ұқсас болғанымен құнарлылығы сәл төмендеу болып келеді. Құрамында қара шірінді аздау және оның қалыңдығы 25-30см-ден аспайды.  Механикалық құрамы жағынан әртүрлі болып келеді. Әсіресе  құм,  құмдақ қара қоңыр  топырақ  қоректік заттармен нашар қамтамасыз етілген. Сондықтан мол өнім алу үшін топырақта ылғал жинау және тыңайтқыш қолдану шараларын жүзеге асырудың маңызы үлкен.

 

6 – кесте. Қара – қоңыр топырақтардың агрохимиялық сипаттамасы

Топырақ типшелері	Қара шірін ді, %	Қоректік элементтердің жалпы мөлшері, %			Реакциясы,рН	Сіңіру сиымдылы ғы Мгэкв/100г
		Азот	Фосфор	Калий
Күңгірт қара қоңыр Қара қоңыр Ашық қара қоңыр	4-5   3-4 2-3	0,20-0,25   0,15-0,20 0,10-0,15	0,1-0,2   0,1-0,2 0,08-0,15	2,9-3,8   1,8-3,4 1,6-1,9	7,0-7,2   7,1-7,5 7,2-7,5	18-20   17-24 17-20

 

7 – кесте. Боз  топырақтардың агрохимиялық сипаттамасы

Топырақ типшілері	Қара шірінді, %	Қоректік элементтердің жалпы мөлшері, %			Реакция сы, рН	Сіңіру сиымдылығы Мгэкв/100г
		Азот	Фосфор	Калий
Күңгірт боз Кәдімгі боз Ашық боз	1,5-2,5   1,1-1,8   0,6-1,0	0,07-0,12   0,15-0,18   2,8-25,9	0,05-0,10   0,12-0,15   1,9-2,2	0,03-0,05   0,12-0,15   1,5-1,7	7,4 -7,7   7,0-7,4   7,2-7,4	15-18   16-18   11-13

 

Қара қоңыр топырақ территориясының оңтүстігіне қарай, үлкен алқапты боз топырақ аймағы алып жатады. Боз топырақтағы қара шіріндінің мөлшерінде 0,7-1,5 процент болады, қабатының қалыңдығы 10-12  см-ден аспайды. Бұл топырақтың механикалық құрамы көбінесе орташа және ауыр саз балшықты болып келеді. Боз топырақты құрайтын аналық тау жынысы карбонатты және майда саз балшықтардан тұратындықтан, олар көбінесе карбонатты болып келеді /13/.

Боз топырақтың агрохимиялық ерекшелігі – калий элементіне бай, ал азот өте аз болады. Бұл топырақ фосформен орташа дәрежеде қамтамасыз етілген.

Сондықтан бұл жерлерде егіншілікке азот және органикалық тыңайтқыштарды пайдаланудың маңызы үлкен.

Сор және сортаң топырақтар тұзды болып келеді, қара шірінді мөлшері аз, әрі оның қабаты жұқа, өсімдіктер үшін қоректік заттары шамалы. Тұздардың көптігі сонша, олар кейде жер бетіне шығып  қар сияқты ағарып жатады.

Сор және сортаң топырақтарды пайдалану, өте күрделі мелиорациялық жұмыстарды жүзеге асыруды талап етеді /36/.

 

І.9. Өсімдіктің әр түрлі өсу кезеңдерінде қоректік заттарды қабылдау ерекшеліктері

Тыңайтқыш қолдану жүйесін (тыңайтқыштың мөлшері, беру мерзімі, әдісі ауыспалы егістегі жеке дақылдардың әр түрлі өсу және даму кезеңдеріндегі қоректену ерекшеліктерін ескере отырып жасайды. Өйткені өсімдіктер қоректік заттарды бүкіл вегетациялық дәуірінің барысында бірдей мөлшерде пайдаланбайды. Жалпы өсімдік қоректенуінде жауапты (аумалы) және қоректік элементтерді  барынша көп пайдаланатын кезең болады. Жауапты кезеңде өсімдіктің қоректік заттарды аз мөлшерде пайдалануына қарамастан сыртқы ортада олардың жетіспеушілігі немесе тапшылығы  оның өсіп-дамуына теріс әсер етеді. Бұл кезеңде өсімдіктің қоректік заттарды сіңіруі оның бойында құрғақ заттың түзілуінен қарқынды жүреді. Әрбір дақыл үшін жеке қоректік элементтермен қамтамасыз етілуі түрліше болады. Азот үшін жауапты кезең фосформен салыстырғанда кешірек басталады және ұзаққа созылады. Мысалы, астық дақылдарында 3-4 жапырақ пайда болған кездегі азоттың жетіспеушілігі, масақта дәннің толық қалыптаспаушылығына әкеп соғады.

Егістікте өсмдіктің қоректенуінің жауапты кезеңі, әсері ерте көктемде сыртқы орта температурасы мен топырақтағы органикалық заттарды ыдырататын (минерализация) микроорганизмдердің белсенділігінің төмендеуіне сәйкес келеді. Өсімдіктің қоректенуінің  жауапты кезеңінде оны фосформен қамтамасыз ету керек. Өйткені фосфор өсімдіктің тамыр жүйесінің дамуында шешуші роль атқарады /14/.

Өсімдіктің қоректік заттарды барынша көп пайдалану кезеңінде оның өсуі мен денесінде құрғақ заттардың қорлануы және қоректік заттарды қабылдау қарқыны шұғыл жоғарылайды. Бұл кезеңде тыңайтқыш тиімділігі жоғары дәрежеде байқалады. Н.С.Авдонин (1954) көпшілік ауыл шаруашылығы дақылдарының қоректік заттарды барынша көп пайдаланатын кезеңін тәжірибе жүзінде дәлелдеді. Мысалы, асбұршақ үшін 15-40 күн аралығы, жаздық бидай үшін 20-45 күн аралығы  (түтіктенуден толық масақтану), тары үшін 30-45 күн аралығы /25/.

Өсімдіктердің әр түрлі даму  кезеңінде қоректік заттарды сіңіру қарқыны және оларды қабылдау ұзақтығы бірдей емес. Жоңышқа, қант қызылшасы, жүгері дақылдары қоректік заттарды  түтіктену мен масақтану аралығында  көп мөлшерде қабылдайды. Капуста қаудан түзу кезеңінде қоректік заттарды барынша көп пайдаланады. Жеке қоректік элементтерді өсімдіктердің қабылдау қарқыны бірдей емес.

Өсімдіктің өсуінің бастапқы кезеңінде қоректік заттар жетіспесе, бұл оның тіршілігіне елеулі зиян келтіреді. Мәселен, мақта өсімдігіне өсуінің бастапқы кезеңінде азот немесе фосфор жетіспегендіктен зардап шексе, кейін минералдық қоректік зат мол берілсе де ол оңалып кете алмайды. Мақта көптеп шыққаннан шанақтанғанға дейін тезірек өсуі үшін азотты молырақ қажет етеді. Әсіресе екі жапырағы пайда болған кезде азоттың жетіспеуі мақта өнімін күрт кемітеді. Гүлдеу кезеңінен бастап, пісіп-жетілгенге дейін фосфор мен калий жеткілікті болуы керек. Қант қызылшасы алғашқы өсу кезеңінде (көктеу) фосфорды көбірек, азот пен калийді орташа талап етеді. Жапырақтарын жайған кезде қант қызылшасы барлық қоректік элементтердің мол болуын ұнатады, ал вегетативтік кезеңінің соңғы мерзімінде азотты қажетсінуі біраз кемиді.

Астық дақылдарының ішінде қоректік заттарға көбірек талап қоятындарға күріш пен күздік бидай жатады. Жалпы астық дақылдары, әсіресе, түптену кезеңінде минералдық тыңайтқышты көбірек қажет етеді.

А.В.Соколов топырақтағы қоректік заттардың қайсысы өсімдіктің өсіп-жетілуі үшін оның қай мүшесіне тиімді әсер ететінін анықтады. Мәселен, азот пен фосфор жер бетіндегі және топырақтағы бөліктеріне (мүшелеріне) әртүрлі әсер етеді. Фосфордың әсерінен өсімдіктің жер бетіндегі бөлігінің салмағы мен тамырының салмағы бірдей артса, азот берілгенде өсімдіктің жер бетіндегі бөлігі тамырынан гөрі басымырақ өседі /26/.

Ауыл шаруашылығы дақылдарының топырақтағы қоректік заттардың концентрациясына қатынасы бірдей емес. Мысалы, қияр топырақтағы минералдық заттардың жоғарғы концентрациясына шыдамайды, бірақта органикалық тыңайтқыштың жоғарғы нормасына төзеді. Қант қызылшасы, керісінше, топырақтағы минералдық заттардың жоғарғы концентрациясына төзімді келеді /13/.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ІІ. ЭКСПРИМЕНТТІК БӨЛІМ

ІІ.1 Зерттелуші  көміргумин ерітіндісімен топырақ агрегаттарын өңдеу кезінде өзгерісін анықтау

Топырақ құрылымының агрономиялық құнды, түйіршікті бөлігі деп мөлшерлері 0,00025-тен 0,0010 м-ге дейінгі болатын түйіршіктерді айтады. Топырақтың ең ірі агрегаттары болып түйіртпекті бөлігі, ал ең ұсағы болып топырақтың тозаңданған бөлігінің шаңы саналады.

  Топырақтың құрылымының агрономдық өте маңызды қасиеті болып оның суғаберіктігі – судың шаю әрекетіне қарсы тұру қабілеті болып табылады.

Топырақ агрегатының суға беріктігі өзгерісіне зерттелуші көміргумин әсерін анықтау үшін анықталатын топырақтың әртүрлі концентрациядағы көміргумин ерітінділерімен (30^.10^-3м³) өңдейміз. Ары қарай өлшеуіш цилиндрге су 200^.10^-6м³ белгісіне дейін құйылып, топырақ үлгілері тәулікке қалдырылды. Топырақтың суда бірнеше тәулік бойы тұруы табиғи жағдайға біршама жақындайды. Бұдан соң топырақ үлгісімен  суды стаканнан  сақтықпен толықтай суға батырылған елек жинағына (0,0010-нан 0,00025 м-ге дейін саңылаулы) көшіріп, түйіршіктер судан толқымауы үшін сынаманы елек арқылы жайменен елейміз. Бұл үшін елек жинағы суда баяу көтеріліп, жылдам серпінмен төмен түсірдік. Електің жалғаспалы мұндай елеуі елек саңылаулары мөлшерімен салыстырғанда мөлшері үлкен агрегаттар електе қалғанға дейін жалғастырымыз. Електе қалған суға берік агрегаттар көшірілгенге дейінгі топырақ қозғалмасының нөмірі, алынған сынама тереңдігі, суға берік агрегаттар мөлшері мен ауалы-құрғақ жағдайдағы сүзгі салмағы жазылуы тиіс.

 

 

 

 

 

8 – кесте. Зерттелуші топырақ үлгілерінің бастапқы механикалық құрамы (%)

Үлгі	Терең дік,м	Бөлшектер мөлшері, 10-3м
		10-7	7-5	5-3	3-2	2-1	1-0,5	0,5-0,25	0,25
1	0-0,25	_	_	_	2,5	5,1	13,3	47,0	32,1
2	0-0,25	_	_	2,0	5,5	12,8	20,1	40,9	18,7
1-                      ОҚО, Отырар ауданының кәдімгі суғармалы сұр топырағы 2-                      ОҚО, Шымкент қаласы, Әл — Фараби ауданының топырағы

 

Суға берік агрегатты сүзгілер воронкада біршама кептіріліп, содан соң бір үлгінің бүкіл фракциялары жіпке түзіліп, түбегейлі кебу үшін  (тұрақты салмаққа дейін) ілініп қойылды. Ары қарай сүзгілерді өлшеу мен суға берік топырақ агрегаттарының пайыздық құрамын анықталды.

 

9-кесте. Шымкент қаласының топырағы

Бөлшектер мөлшері, мм	Көміргумин ерітіндісінің концентрациясы (%) 1 мг көміргумин /1г  топырақта
	0	0,010-0,06	0,025-0,15	0,050-0,30	0,100-0,60	0,250-1,50	0,500-3,00
5-3	—	—	—	—	—	—	—
3-2	_	_	_	_	1,5	1,7	1,3
2-1	2,3	2,6	2,8	4,4	5,0	6,4	6,2
1,-0,5	5,5	8,1	8,3	9,5	9,7	10,4	11,9
0,5-0,25	45,8	57,0	60,6	59,4	61,5	64,3	61,0

 

10-кесте. Отырар ауданының топырағы

Бөлшек тер мөлшері, мм	көміргумин ерітіндісінің концентрациясы (%) 1 мг көміргумин /1г  топырақта
	0	0,010-0,06	0,025-0,15	0,050-0,30	0,100-0,60	0,250-1,50	0,500-3,00
5-3	—	—	—	0,5	0,9	1,5	1,7
3-2	1,3	2,6	2,5	3,0	4,1	4,2	4,6
2-1	4,1	7,1	9,3	10,2	11,7	12,5	14,2
1,-0,5	10,6	12,5	13,5	14,9	14,3	20,4	21,9
0,5-0,25	44,2	47,5	50,2	47,5	50,0	50,4	49,5

 

 

 

ІІ.2. ЯМР спектроскопиялық әдісімен көміргуминді тыңайтқыштарының құрылымы, топтың құрамын зерттеу

Көміргуминді тыңайтқыштар мен топырақтың ЯМР спектірінде осы заттардың түрлі фрагменттеріне жататын (белгілер) сигналдар анықталды.

 

Көміргумин тыңайтқышының және топырақтың ЯМР спектрі

2 — сурет

Әдеттегі көміргуминді тыңайтқыштар мен топырақтың ЯМР спектрі 2 — суретте келтірілген. Суреттен көрініп тұрғанындай, көміргуминді тыңайтқыштар мен топырақтың полидисперстілігі мен химиялық гетерогендігі осы қосылыстардың ЯМР спектірінде анықталды.

 

 

 

 

 

 

 

 

Топырақтың көміргумин әдеттегі ЯМР спектірі

3- сурет.

3 — суретте көрсетілгендей, әдеттегі көміргумин тыңайтқышы мен топырақтың ЯМР спектірінде 90 м.д. кезде интенсивтілігі мол тек бір ғана есепті минимум байқалды, қалған жағдайларда олардың жартылай жабылуы себепті түрлі белгі топтарын дәл бөлуді жүргізу мүмкін емес. Көміргуминді тыңайтқыштары мен топырақ спектірін белгілер тобына бөлшектеуді, таңдау жан — жақты міндет болып есептеледі. Бөлшектеу шекарасын таңдау үшін көміргуминді тыңайтқыштары мен топырақ спектіріндегі жергілікті минимумды анализдеу және көміргуминді тыңайтқыштары мен топырақ негізгі структуралық элементтері туралы ақпарттармен бірлесе органикалық қосылыстарның кестеде мәліметтері берілген. Көміргуминді тыңайтқыштары мен топырақтардың ЯМР спектіріндегі орын баспаған және О — орын басқан алифатты, ароматты, карбоксилді және карбоксилді көміртегі атомдарына сәйкес келетін, неғұрлым қанағаттандырыла бөлінген химиялық ауытқулардың бес диапозанын бөліп алдық.  (11- кесте).

 

11- кесте. Көміргуминді тыңайтқыштары мен топырақ спектіріндегі белгілердің негізгі диапозандары.

Көміртегі атомының түрлері	Белгіленуі	Белгілер диапозаны м.д.
С – және Н- орын басқан көміртегінің алифатты амомдары	СAlk	0-50
О- орын басқан көміртегінің алифатты атомдары	СAlk-o	50-110
Көміртегінің ароматты атомдары	СAr	110-165
Карбоксил тобының көміртегі атомдары және олардың туындылары	СCOOH	165-180
Карбонил тобының көміртегі атомдары	СC=O	180-220

 

Зерттеу мақсаты 11 — кестеде келтірілген, алынған ақпаратты талдауға байланысты негізгі спектралды диапозондарды көп жағдайда неғұрлым тар диапозондарға бөлді. Бұл кезде спектральды ақпаратты талдау анықталатын құрамның сандық сипаттамасының дұрыстығы төмендеумен қоса бірге жүреді. Бұл қазіргі уақытта әр зерттеуші жеке шешімін, гумус қышқылы мен топырақтың ЯМР спектрін өңдеу кезінде ақпараттылық пен дұрыстылық қатынасын таңдау мәселесін оптизациялауға негіз болды.

 

12- кесте. Көміргумин мен топырақ  ЯМР спектріндегі белгілерді тар диапозондарға бөлді.

Диапозон, м.д.	Белгілердің жатқызылуы
10-25	Алкил тізбегінің соңғы метил топтары
15-50	Алкил тізбегінің метилен топтары
25-50	Алкил тізбегінің метин топтары
29-33	СООН — топқа β — және γ- жағдайындағы метилен топтарындағы көміртегі
35-50	Тармақталған алкил тізбектерінің метилен топтарындағы көміртегі
41-42	СООН — топқа α — жағдайындағы метилен топтары
51-61	Метоксил және этоксил топтарындағы көміртегі
57-65	CH2-OH тобындағы көміртегі
65-85	СН(ОН) тобындағы көмңртегі, полисахарид сақинасындағы көміртегі, жай және күрделі эфирлердегі метинді көміртегі
90-110	Ацетальды көміртегі
118-122	О орын басарға орта жағдайындағы ароматтық сақинадағы көміртегі
120-140	Орын баспаған немесе алкил орын басқан ароматтық сақиналардағы көміртегі
140-162	О және  орын басқан ароматтық сақиналардағы көміртегі
162-190	Күрделі эфир және анидтердегі карбоксил тобындағы көміртегі
190-220	Кетон және альдегид топтарындағы көміртегі

 

Сигнал топтарын жабудың сандық есебі мүмкін болмағандығына байланысты көміргуминді тыңайтқыштары мен топырақ спектрін диапозондарға бөлген кезде сандық анализі қатаң болмағандығын атап өту керек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ҚОРЫТЫНДЫ

1. Көміргумин туралы түсінік, олардың маңызы мен қызметі жайлы әдеби шолу жасалынды.
2. Гумин заттарының химиялық құрылымы ғылыми негіздер қарастырылып енгізілді.
3. Гумус қышқылдарының құрылысы мен қасиеттері, элементтік құрамы жайлы мәліметтер жанақталды.
4. Көміргумин тыңайтқышының құрылысын зерттеу әдістері және функционалдық құрамына әдеби мәліметтер жинақталды.
5. ОҚО Шымкент қаласының топырағының құрылымы бойынша ЯМР спектрі түсірілді.
6. Көміргумин тыңайтқышы мен топырақтың араластырғандағы ЯМР спектірі түсіріліп, ондағы функционал топтарды анықтадық.
7. Сонымен қатар көміргуминді топырақпен араластырдық және суға беріктігін анықтадық.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР

1. 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.
2. Волков Т.М., Хотунцев Л.Л. В сб. Гуминовые удобрения, г. П, Киев, 1962, с. 533
3. Волков Г.М. О технологии производства гуминовых кислот, Тр.ИГИ, т,ХП, М., 1961, с.65.
4. Горовая А.И., Орлов Д.С., Щербенко О.В. Гуминовые вещества. – Киев: Наук. думка, 1995. – 304с
5. Гуминовые вещества в биосфере /Под ред. Д.С.орлова.-М.: Наука, 1993. -238с.
6. Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения /Отв. Ред. В.П.попов. – Киев: Гос.изд. с/х лит., 1962. – 649с.
7. Горовая А.И., Грановский Н.М., Кравцова Л.В. и др. Влияние физически активных гуминовых веществ на радиорезистентность клеток млекопитающих и микроорганизмов. В сб. «Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения. T.V. — Днепропетровск, издание Днепропетровского сельхозинститута, 1975, с.224 — 234.
8. Гуминовые препараты. Научные труды Тюменского сельскогохозяйственного ин-та. Т ХІV, Тюмен, 1971.
9. Драгунов С.С. Исследование гуминовых кислот. Труды МТИ, Вып. 3, 1955

10.Драгунов С.С. Строение гуминовых кислот и приготовление гуминовых удобрений. Труды МТИ, вып. 8, 1958

11. Драгунов С.С. В сб. Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения, и. 2. Киев, 1962, с.ІІ.
12. Драгунов С.С. Строение гуминовых кислот и приготовление гуминовых удобрений. Тр. Московского торфного ин-та, вып. 8.М., 1958.
13. 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.
14. Иванов Н.Г. и Трушкина Н.И. Бурый уголь как удобрение. Труды НИУИФ, вып. 127, 1936. С.98-131
15. Кальнин М.М. В сб. Гуминовые удобрение, ч.2, Киев, 1962, с.527ү
16. Кистер Э.Г., Жванецкий Е.Ф. О рациональной технологии производства углещелочного реагента. — Нефтяное хозяйство № 2, 1959, с. 33-37.
17. Кухаренко Т.А., Екатерина Л.Н. «Почвоведение», 1965, № 11, с.66.
18. Лозановская И.Н. и др. Экология иохрана биосферы при химическом загрязнении. – М.: Высшая школа, 1998. – 287с.
19. 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.
20. Орлов Д.С., Безуглова О.С. Биогеохимия. Учебник. – Р-н-Д.: ФЕНИКС, 2000. – 317с.
21. Орлов Д.С., Гришина Л.А. Практикум по химии гумуса. – М.: Изд-во МГУ, 1981. – 272с.
22. Орлов Д.С. Гуминовые вещества в биосфере //Статьи Соровского Образовательного журнала в текстом формате. Химия . – МГУ им. М.В.Ломоносова, 1997 //Интернет-сайт// pereplet.ru./obrazovanie/stsoros/260.html
23. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М.: Изд-во МГУ, 1990. 325 с.
24. Патент № JAP 02336. UZ — Способ получения удобрений, приоритет изобретений 14.01.1999. 2003 .
25. Пивоваров Л.Р. О природе физиологической активности в связи с их строением. Сб. «Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения»., ч.П, Киев: Госсельхозиздат УССР. 1962, с.101-121.
26. Попов B.C. Создание промышленного производства бактериальных гуминовых удобрений — веление времени / Тез.науч.-практ. конф.мин.водн. и сельск. хоз-ва. — Ташкент, 2000.
27. Предисловие редакторов Н.В. Милетенко и М.А.Комарова к совместному проекту стран СНГ «Агрономические руды и минеральные удобрения в обеспечении продовольственной безопасности» /Материалы к V сессии Межправительственного совета по разведке, использования и охраны недр. — Москва — Жанатас. 2001.
28. Попов B.C., Борминский С.И., Юсупходжаев М. Сохранение и восстановление содержаний гумуса в почвах // Современные проблемы развития минерально-сырьевой базы Республики Узбекистан /Тез.науч.практ. конф. (2 октября 2001 г.) -Ташкент; ИМР, 2001. С.238-239.
29. Реутов В.А. Использование бурых углей Днепровскоого бассейна в качестве сырья для производства гуминовых удобрений в степной зоне УССР. Веб.: Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения», ч.2. — Киев: Госсельхозиз-дат, 1962, с.445-467.
30. Фокин А.Л., Бобырь Л.Ф., Епишина Л.А. и др. О проникновении гумусовых веществ в клетки растений, т. V — Днепропетровск, Изд-во Днепропетровского сельскохозяйственного института, 1975, с. 38-56.
31. Химическая энциклопедия в 5 томах. Т.1. – М.: «Сов. Энциклопедия», 1988. – 623с.
32. Христева Л.А. Роль гуминовых кислот в питании растений. Труды почвенного института АНСССР, т.38, 1951.
33. Христева Л.А., Ярчук И.И., Кузько М.А. Физиологические принципы технологии гуминовых удобрений В сб. Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения. — Харьков, Изд-во Харьковского университета, 1957, с. 163-184.
34. Ярчук И.И. Данные к технологии получения гуминовых удобрений из различных каустобиолитов. Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения. Кн.2. — Киев: Госсельхозиздат УССР, 1962, с.433-443.
35. Қобланова О.Н., Дуисебаев Ш.Е., Есенов Ч.К. Гумин қышқылы негізінде алынған тыңайтқыштарды ауыл шаруашылығы дақылдарының өнімділігін қолдану. /Труды междунородной научно-практической конференции «Совроменные проблемы подготовки педагогических кадров и перспективы развития естественных наук-2» Шымкент, 2008
36. Ш.Есенов., Г.Кадирова., О.Н.Қобланова Гумин қышқылы негізінде алынған тыңайтқыштарды ауыл шаруашылығы дақылдарының өнімділігін қолдану. /Материалы/ Студенческой научно-практической конференции «Әлем таныған Астана» Шымкент, 2008
37. google.ru
38. humate.ru
39. pereplet.ru
40. agrolibkz.narod.ru
41. biotehnogya.narod.ru
42. humus.ru