Guliston davlat universiteti musurmanov. A. A agrokimyoviy tekshirish usullari

O’qituvchi-talaba,
40 minut

4	Mustahkamlash va baholash bosqichi: 4.1. Berilgan ma’lumotni talabalar tomonidan o’zlashtirilganini aniqlash uchun quyidagi savollar beriladi: 1. Lizimetrik tajribalar to’grisida tushuncha, ularning maqsadi vazifasi, ahamiyati va roli. 2. Lizimetrik tajribalarga quyiladigan talablar. 3. Lizimetrlarning turlari 4.Nishon atom uslubi 5. Laborotoriya tajribalari 4.2. Eng faol talabalar (baholash mezoni asosida) baholanadi.	O’qituvchi, 15 minut
5	O’quv mashg’ulotini yakunlash bosqichi: 5.1. Talabalar bilimi tahlil qilinadi. 5.2. Mustaqil ish topshiriqlari beriladi . 5.3. O’qituvchi o’z faoliyatini tahlil qiladi va tegishli o’zgartirishlar kiritadi.	O’qituvchi, 10 minut

REJA:
1. Lizimetrik tajribalar to’grisida tushuncha, ularning maqsadi vazifasi, ahamiyati va roli.
2. Lizimetrik tajribalarga quyiladigan talablar.
3. Lizimetrlarning turlari.
4. Nishon atom uslubi
5.Laborotoriya tajribalari


TAYaNCh TUShUNChALAR:


Lizimetr, betonli va g’ishtli lizimetrlar, metall va Rux konstruksiyali lizimetrlar, lizimetrik voronkalar, tabiiy tuzilishli va aralash tuproqli lizimetrlar.


savol bo’yicha dars maqsadi: Lizimetrik tajribalar haqida talabalarga tushunchalar berish.
Identiv o’quv maqsadlari;
1.1 Lizimetrik tajribalar usullarini sanab beradi.
1.2 Lizimetrik tajribalar O’zbekistonda rivojlanishini ilmiy asoslari


4. Lizimetrik tajribalar tabiiy sharoitda tuproqda suvni harakatlanishi va dinamikasini o’rganishga imkon beradigan maxsus priborlar-lizimetrlar yordamida dalada tuproq xossasi va o’simlik hayot faoliyatini tadqiqot qilish uslubidir. Lizimetrik tadqiqotlarini birinchi bo’lib atmosfera yog’ingarchiliklarini sizot suvlarini oziqlantirishdagi rolini aniqlashda ingliz olimi Jon Dalton qo’lladi. Uning ishlari 18 asr oxiri va 19 asr asrning boshlariga taalluqli. Tuproqni suv rejimini o’rganish uchun Dalton tomonidan foydalanilgan pribor lizimetr deb ataldi. Lizimiyetr so’zi grekcha “lysos” - erish yoki xalos qilish so’zidan kelib chiqqan.
Agrokimyoda lizimetrik tadqiqotlar tuproq namligi dinamikasi, atmosfera yog’inlarini pastki qatlamlarga shimilishini kuzatish, filtirlanayotgan suv tarkibini aniqlash uchun qo’llaniladi. Lizimetrik usul tuproqdan va qo’llanilgan o’g’itlardan mineral tuzlarning yuvilib ketishini o’rganishga imkon beradi. Lizimetrik uslubni qo’llash bilan bog’liq bo’lgan agrokimyoning asosiy masalalaridan bittasi o’g’itlarni qo’llash bilan bog’liq bo’lgan oziq moddalarni yo’qolish muammosini o’rganish.
Lizimetrik tadqiqotlar tuproq oziq moddalari, o’g’it va o’simlik o’rtasidagi bog’liqlikni ochishga imkon beradi. Tuproqqa kelib tushayotgan oziq moddalar bilan Xamda hosil bilan olib chiqib ketilayotgan oziq moddalarni bir-biri bilan solishtirish tuproqda bu oziq moddalar balansini o’rnatish imkonini beradi. Bundan tashqari lizimetrik metod o’g’itlarning tuproq xossalariga ta’sirini o’rganishda, ayrim o’simliklarni tabiiy sharoitda transpirasion koeffisiyentlarini aniqlashda qo’llaniladi. Keyinchalik lizemitrik usul gidrogeologiyada, agrometerologiyada, meliorasiyada va o’simliklar fiziologiyasida qo’llanila boshlandi. Lizimetrlarning bir qancha konstruksiyalari taklif etilgan. Ular atmosfera yog’inlari bilan namlanishi ta’siri ostida tuproq, jins, grunt qatlamidan suv va unda erigan moddalarning sizib (yuvilib) o’tishini o’rganish uchun moslama qurilmalari bilan farq qiladi.
Lizimetrik qurilmalar sug’oriladigan dehqonchilikda suv balansini, sho’r yuvishni, qishloq xo’jalik ekinlarini sug’orish rejimlarini o’rganishda ham qo’llaniladi.
Lizimetrik tadqiqotlar prinsipi laboratoriya sharoitida tuproq, torf, grunt kabilarni ma’lum bir qatlamida suv va unda erigan moddalarni harakatlanish qonuniyatlarini o’rganishda, tuproqni suv o’tkazuvchanlik xossasini va tuproqda o’g’it oziq moddalarini harakatlanish qonuniyatlarini ochish uchun har xil omillarga bog’liq ravishda filtrasiyalanish tezligini o’rganishda ko’p qo’llaniladi. Bularning hammasi o’g’itlardan foydalanishni rasional tadbirlarini ishlab chiqishda muhim ahamiyatga ega.
Lizimetrik metod vegetasion metoddan shunisi bilan farq qiladiki, tekshirish dalada, yerga chuqur qilib joylashtirilgan maxsus lizimetrlarda o’tkaziladi. Lizimetr ichidagi tuproq qatlamining qalinligi 25-30 sm dan 1-2 m gacha bo’ladi. Lizimetrik tajribalar tabiiy sharoitda transpirasiya koeffisiyentini aniqlash, atmosfera yog’in-sochinlarida oziq moddalarning harakatlanishi hamda yuvilishi, turli xil ekinlarda suv balansini belgilash masalalarini aniqlash uchun dehqonchilik, tuproqshunoslik, fiziologiya, agroximiya va seleksiya sohalarida qo’llaniladi. Lizimetrlarda tabiiy tuproq yoki boshqa tuproqlar to’ldirilgan bo’lishi mumkin. Lizimetrlar 1-3 m kub hajmli qilib beton va g’ishtdan qurilgan yoki radiusini 10 dan 40-50 sm gacha qilib metalldan yasalgan bo’lishi mumkin. Lizimetrda tuproq va o’simliklardagi namlik hamda oziq elementlarni hisobga olish oson. Dala sharoitida eksperimentlar o’tkazish sharoitini keyinchalik yaqinlashtirish maqsadida vegetasion dala tajribalari o’tkaziladi. Bu xildagi tajribalar tagsiz silindr yoki kvadrat idishlarda bevosita dalada o’tkaziladi. Idishdaga tuproq yon tomonlardagi tuproqdan faqat 20x30sm chuqurlikda ajratilgan bo’lib qolgan qismi hamma vaqt tuproq bilan bevosita bog’liq holda turadi. Vegetasion dala tajribalaridan har xil maqsadlarda o’g’itlarning samaradarligini tuproqning turli genetik gorizontlari unimdorligini baholashda foydalanish mumkin va hokazo. Bu tajribalarni o’tkazish vegetasion va lizimetrik tajribalar qo’yishda maxsus asboblarni talab etmaydi, shuningdek ishlab chiqarish sharoitida ishlash uchun juda qulay.
Tajribalar maxsus ajratilgan uchastkalarda, shuningdek oddiy dalalarda ham o’tkazilishi mumkin. Tuprog’i bir xil bo’lgan tekis maydonchada, idishlarni joylashtirish sxemasi belgilanadi. Belkurakda tuproqning haydalma qavati olib tashlanadi, uning tagi esa 10-15sm chuqurlikda yumshatiladi, yaxshilab aralashtiriladi va tabiiy holatga kelguncha zichlanadi. Tajriba sxemasiga muvofiq o’yilgan chuqurchalarga idishlarni tushirib ularni tuproqqa 3-5 sm chuqurlikda joylashtiriladi. Idishlar orasiga ham tajriba sxemasiga muvofiq tuproq to’ldiriladi. Tuproq to’ldirish ham vegetasion tajribalar qo’yishdagi singari bo’ladi. Idishlarning yon devorlari ruxlangan tunuka, qalin qog’oz, karton, eguluvchan fanerdan, qilinib, parafin qoplangan bo’lishi kerak.
5. Lizimetrlar kerakli yordamchi moslamalar bilan qurilganda va joylashtirilganda quyidagi albatta talab qilinadigan talablarni hisobga olish kerak.
1. Tabiiy sharoitga juda ham yaqin bo’lgan kuzatish olib borish imkoniyati ta’minlangan bo’lishi kerak. Buning uchun chuqur qazilib, lizimetrlar chuqurga o’rnatiladi, undagi tuproq sathi atrof joyning yuzasi bilan bir bo’lishi kerak.
2. Qiyosiy tadqiqotlar olib borish uchun yoki lizimetrlarda tajribalarni ma’lum bir sxemada qo’yish uchun lizimetrlar 10 ta va undan ortiq bo’lgan guruh-guruh holida qo’yiladi. Ko’pincha lizimetrlar ikki qatorga joylashtiriladi va qatorlar orasida ma’lum bir masofa qoldiriladi. Lizimetrlarda hatto bitta almashlab ekish to’lig’icha o’rganilishi mumkin. Lizimetrlar oldiga odatda tushgan yog’in miqdorini hisobga olish uchun yomg’ir o’lchagichlar o’rnatiladi.
3. Lizimetr tuproq qatlami orqali sizib o’tayotgan suvni yig’ish uchun uskunalar tagida drenaj qilinadi keyin qisqa trubachalar orqali drenajdan sizib chiqayotgan suv maxsus qabul idishlariga keladi. Karidor tabiiy va sun’iy yo’l bilan yoritiladi, bu esa sutka davomida ishni olib borishga imkon beradi. Yerosti xonasi yaxshilab izolyasiya qilinadi, u yerda harorat ayniqsa qishda keskin tebranmasligi kerak, atmosfera yog’inlari u yerga tushmasligi kerak.
4. Tajribaning mavzusiga qarab lizimetrlar o’simliksiz yoki har xil o’simliklar bilan band etilgan bo’lishi mumkin. Ayrim hollarda lizimetrlarga daraxt o’tqaziladi (V.R.Vilyams). Lizimetrlarni shunday joylashtirish kerakki, ularni “normal yoritilishi”, hayvon va qushlardan zararlanishdan himoyalanishi ta’minlansin. Ayrim hollarda lizimetrlar ustidan vegetasion tajribalardagi kabi setka tortiladi.
5. Lizimetrlar laboratoriyaga yaqin joyda o’rnatiladi. Bu katta hajmdagi suyuqliklarni tashib yurishdan xoli qiladi. Bundan tashqari sutkani har qanday vaqtida va har qanday ob-havo sharoitida kuzatish olib borishga imkon beradi.
Tuproq bilan to’ldirish uslubi bo’ycha lizimetrlar ikki tipga bo’linadi. 1) tabiiy tuzilishiga ega bo’lgan tuproqli lizimetrlar, 2) sochma, aralash tuproq bilan sun’iy to’ldirilgan lizimetrlar. Keyingi holatda tuproqni tabiiy tuzilishi buziladi. Lekin g’alvirdan elab o’tkazilgan tuproq genetik qatlamlari bo’yicha alohida olinib tabiiy ketma-ketlikda o’zining joyiga qo’yiladi. Keyin tuproq bosilib zichlashtiriladi. Bunda xar bir tuproq qatlami o’zining tabiiy hajmigacha zichlashtiriladi.
6. Konstruksiyasining o’ziga xosligi bo’yicha lizimetrlar quyidagi turlarga bo’linadi:
1. Betonli va g’ishtli lizemetrlar
2.Metall, jumladan, rux konstruksiyali lizimetrlar
3. Lizimetrik voronkalar yoki ebermayer lizimetrik voronkalari. Oxirgi yillarda plastmassa qoplamadan yasalgan lizimetrlar keng tarqalmoqda.
Izotoplar uslubi tuproq, o’simlik, o’g’it o’rtasidagi o’zaro ta’sirni o’simliklar oziqlanishidagi murakkab hodisalarni o’rganish uchun muhim vosita hisoblanadi. Radioaktiv izotoplar yangi navlarni yaratishda va o’simlilar o’sishini kuchaytirish uchun muvaffaqiyat bilan ishlatilmoqda. Hozirgi vaqtda qishloq xo’jaligi bo’yicha olib boriladigan tadqiqotlarda 2 ta stabil izotop qo’llanilmoqda: azotning og’ir izatopi ¹⁵N va kaliyning shartli stabil izotopi ⁴⁰K (yarim yemirilish davri 1,2 mlrd yil bo’lgan tabiiy radioizotop). ¹³S, ²N, ³⁶Cl va boshqa stabil izotoplardan foydalanish juda chegaralangan. Azotning stabil izotopi ¹⁵N eng ko’p va keng qo’llanilmoqda. Agrokimyoviy tadqiqotlarda izotoplar qo’llaniladigan asosiy yo’nalishlar quyidagilar:

1. 
   Har xil ekinlar tomonidan o’g’it va tuproq azotining o’zlashtirilish darajasi, tuproq-o’simlik sistemasida organik va mineral o’g’itlardagi azot balansi;
   
2. 
   Tuproqda o’g’it azotining migrasiyasi va aylanishini tadqiqot qilish;
   
3. 
   O’simliklar oziqlanish fiziologiyasini tadqiqot qilish;
   
4. 
   Azotning biologik fiksasiya qilinish miqdori va mexanizmini o’rganish;
   
5. 
   O’g’it va tuproqdagi azotning gaz holdagi yo’qolish kattaligi va yo’qolayotgan azotning tarkibi: ularni yo’qolishini kamaytirish yo’llarini ishlab chiqish;
   
6. 
   ¹⁵N dan foydalanib yangi tadqiqot usullarini yaratish va mavjud bo’lgan usullarni mukammallashtirish;
   
7. 
   Ammiakli, nitratli azotlarni o’simliklar tomonidan o’zlashtirilishini o’rganish
   

Azotning tabiiy izotopi ikkita stabil izotoplardan tashkil topgan. Havo (atmosfera) azotining 99,635 at % ¹⁴N va 0,365 at % ¹⁵N tashkil etadi. Lekin tuproq uchun massasi 15 bo’lgan azot miqdori 0,3651 dan 0,3729 at % gacha bo’ladi.
Agrokimyoviy tadqiqotlarda ¹⁵N bilan undan 99 at % miqdorda nishonlangan birikmalar ishlatiladi: (¹⁵NN₄)₂SO₄, ¹⁵NN₄NO₃, NN₄¹⁵NO₃, CO(¹⁵NN₂)₂, K¹⁵NO₃ va boshqalar.
Tadqiqot maqsadi va vazifasiga qarab (bog’liq ravishda) izotoplar bilan yuqori darajada boyitilgan tuzlardan ularga nishonlanmagan xuddi shunday birikmalar qo’shish yo’li bilan kam boyitilgan birikma olish mumkin. Misol uchun, boyitilganligi ¹⁵N 50 at % bo’lgan (¹⁵NN₄)₂SO₄ tuzga ega bo’lib, undan boyitilganligi 25 at % bo’lgan (¹⁵NN₄)₂SO₄) o’g’it olish mumkin. Buning uchun teng miqdorda nishonlangan va nishonlanmagan tuzlarni olish kerak va distillangan suvda eritish kerak. Keyin esa ehtiyot bo’lib suvni bug’latib yuborish kerak va quritish kerak yoki eritma holida tajribaga ishlatish mumkin.
O’zlashtirish koeffisiyentini aniqlash uchun 5 at %, tuproqda o’g’it azotini aylanishini va tuproq-o’simlik sistemasida azot balansini o’rganish uchun 10-15 at % (chim, podzol, bo’z tuproqlarda), chirindilarga boy tuproqlarda 20 – 30 at % bo’lsa yetarli.
Yuqori darajada boyitilgan o’g’itlarni ishlatmaslik kerak, ular qimmatbaho. Umumiy qabul qilingan dozalarda ular qo’llaniladi. Vegetativ tajribalarda ekinga qarab 100 – 200 mg/kg tuproqqa bo’lishi mumkin.
Dala tajribalarida tuproqqa karkas qo’yiladi, polietilen plyonkasidan yoki tagsiz idishdan foydalaniladi ular maydoni – 0,1 – 0,25 m² va balandligi 30 – 50 sm bo’ladi nishonlangan o’g’itlar o’sha yerga qo’yiladi va maydonlarga boshqa o’sha dozada nishonlanmagan odatdagi o’g’itlar qo’llaniladi. Tuproq, o’simlik analizi uchun namunalar o’sha mikropaykaldan olinadi, hosilni hisoblash esa katta paykalda o’tkaziladi.
Azot aylanishi o’simliklarning har xil organlarida va turli xil shakldagi moddalarda N yo’qolishi, uchib ketishi, yuvilishi tekshirilayotgan namunada izotop tarkibini o’lchashga asoslangan. Ular radioaktiv izotoplarda ishlatiladigan uslubdan mutloq farq qiladi. Bu usulda o’g’itni katta darajada suyultirish mumkin emas. Ammo maxsus xavfsizlik texnikasini qo’llash shart emas. Undan tashqari ularni biologik jarayonlarga ta’sir qilish xavfi yo’q.
Hozirgi paytda izotop analizi ikkita yo’l bilan olib boriladi: mass-spektrometrik va emissionno-spektrometrik. Ikkala holda ham bu elementning izotop tarkibini analiz qilish uchun ung’ay modda bo’lib gaz shaklidagi azot (N₂) hisoblanadi. Agrokimyoviy tadqiqotlarda eng istiqbollisi mass-spektrometrik uslub hisoblanadi, u ikki (2) tartibga (pog’onacha) optik usulga qaraganda sezgir. Bu esa nishonlangan o’g’itlar sarfini kamaytiradi.
Mass-spektrometrda yaxshi natija olish uchun 1-3mg azot talab qilinadi. Namunani kimyoviy analizga tavsiya qilgan dozada olish kerak va keyin izotop tarkibini aniqlash uchun kerakli miqdorda azot bor bo’lgan namunani ishlatish kerak.
Izotop analizidan tashqari umumiy azot miqdorini ham aniqlash kerak. Gaz holidagi azot ikki stadiyada olinadi (o’simlik va tuproq namunalarini analiz qilganda):
1) analiz qilinayotgan azot birikmalarini ammoniy formasiga o’tkazish va ammakni haydash;
2) ammiakni natriy gipobromit (NaB₂O ) yordamida molekulyar azotga aylantirish.
Birinchi konsetrlarngan H₂SO₄ selek. kuydirish. Nitratlar ko’p bo’lsa, organik moddani oksidlash uchun fenolsulfat kislotasi qo’llaniladi, bu nitratlarni ammiakka qaytarishga imkon beradi.
Alohida olingan azotli birikmalarni izotop tarkibini aniqlash uchun (misol, ammoniy, nitrat, oqsil birikmalaridagi N ni) ular oldin ajratib olinadi, keyin ammoniy formasiga o’tkaziladi va Kyeldalning mikrouslubida haydaladi. Qabul qilish kolbasida 0,03 n H₂SO₄ kislota bo’lsa yaxshi. Bo’g’latilgan disstilyatda ammoniyli azotning miqdori 1 mg/ml dan (yaxshisi2-3 mg/ml)kam bo’lmasligi kerak. Mass-spektrometrda ¹⁵N:¹⁴N nisbati aniqlanadi.

2HN₃ + 3NaBrO = N₂ + 3H₂O + 3NaBr

O’g’it azotining o’simlikdagi va tuproqdagi absolyut miqdori quyidagi izotop suyultirish tenglamasi bo’yicha hisoblanadi.

, bu yerda U – o’simlikdagi (mg/idish) yoki tuproqdagi (mg/idish yoki mg/kg) o’g’it azotining miqdori

x – o’simlik yoki tuproqdagi umumiy azot (mg/idish, mg/kg)

a – tuproq yoki o’simlikdagi ¹⁵N ning atom foizi
A – o’g’itdagi ¹⁵N azotining atom %

Tabiiy ¹⁵N – 0,36 – 0,38 at %

Misol. 1) 300 mg/idish azot o’g’it sifatida berildi.

2) O’g’itning boshlang’ich boyitilganligi 15,37 at % ¹⁵N
3) Don hosili 15 g/idish
4) Somon massasi – 30 g/idish
5) Dondagi N miqdori – 2 %
6) Somondagi N miqdori – 0,5 %
7) Donda ¹⁵N azotining boyitilganligi – 6,67 atom %
8) Somondagi ¹⁵N bilan boyitilganligi – 3,87 atom %
9) Salt namunasining boyitilganligi – 0,37 at % ¹⁵N

I) Azotning olib chiqib ketilishi

a) don bilan
b) somon bilan
II) ¹⁵Nning atom foizi
a) o’g’itda – 15,37 % - 0,37 % = 15 atom %
b) donda – 6,67 % - 0,37 % = 6,3 atom %
v) somonda – 3,87 % - 0,37 % = 3,5 atom %
III) O’g’itdagi azotning hosil bilan olib chiqib ketilishi
a) don bilan
b) somon bilan
v) jami o’simlik massasi bilan

IV) O’g’itdagi azotning o’simlik tomonidan o’zlashtirish koeffisiyenti

³²R bilan tajriba

1. 
   Bir idishga 3 kg tuproq
   
2. 
   50 m Na₂H³²PO₄ eritmasi, unda0,5 mg R2O5
   
3. 
   Sulining yer ustki massasi – 5,95 g/idish
   
4. 
   Ekilgan donida - ,9 mg R₂O₅ bor edi (urug’ida)
   
5. 
   Olingan hosilda 19,8mg R₂O₅
   
6. 
   Shuning uchun tuproqdan 14,9 mg R₂O₅ o’zlashtirilgan (19,8-4,9)= 14,9
   
7. 
   0,2 g quruq maydalangan namunada analiz o’tkaziladi
   
8. 
   Misol uchun unda 1510 impuls/minut radiaktvlik bor
   
9. 
   Unda (5,95 g) hamma hosilga impuls to’g’ri keladi
   
10. 
    50 ml nishonlangan Na₂H³²PO₄ idishga solib, og’zi yaxshi yopilishi kerak.
    
11. 
    Analiz o’tkaziladigan kun bu eritmadan 2 ml olib, undagi impuls/minut aniqlanishi kerak. Misol 2 ml eritmada 24400 imp/min bo’lsa, 50 ml niki impuls/min
    
12. 
    O’zlashtirish koeffisiyenti (nishonlangan fosforning)
    

610000 imp/min – 100 %
44922 imp/min – X

13. 
    Sokolov ifodasiga qo’yib tuproqdagi o’zlashtirila olinadigan fosfotlar miqdorini hisoblash mumkin:
    

(3 kg tuproqdan mavjud bo’lgan R₂O₅ miqdori)
1 kg tuproq uchun= mg R₂O₅