Содержание

1. Актуальность исследований………………………………2 стр.
2. Цель, задачи………………………………………………..3 стр.
3. Общая характеристика объекта…………………………...4 стр.
4. Подготовка почвы к анализу………………………………5 стр.
5. Изучение почвенного профиля……………………………6 стр.
6. Определение механического состава……………………..9 стр.
7. Определение количества гумуса по методу ИВТюрина..13 стр
8. Морфологическое строение и описание профиля……….14 стр.
9. Определение водопрочности структуры почвы…………15 стр.
10. Определение водопроницаемости………………………17 стр.
11. Исследование почвы на воздухопроницаемость……….18 стр
12. Определение уровня кислотности почвы………………18стр
13. Выводы………………………………………………….21стр
14. Литература………………………………………………22стр
15. Приложение…………………………………………….23стр

Актуальность исследований

      Сегодня как никогда перед человечеством стоит вопрос о необходимости изменения своего отношения к природе. Основой развития любого общества должна стать гармония человека и природы.

     Почва- основное средство сельскохозяйственного производства.

    Почва - плодородный поверхностный слой земной коры, созданный под совокупным влиянием внешних условий: тепла, воды, воздуха, растительных и животных организмов, особенно микроорганизмов. Живые организмы способствуют развитию основного свойства почвы- плодородия.

    Почва не стабильная и не инертная масса. Она представляет сложную, постепенно меняющуюся среду, где непрерывно совершаются синтез и разрушение органического вещества, круговорот элементов зольной и азотной составляющих.

    Почва и ее плодородие - важнейший и незаменимый источник пищевых ресурсов для человечества. Она требует ухода и эксплуатация её должна осуществляться на научных основах. Хорошая обработка, своевременное внесение удобрений, задержка влаги и чередование сельскохозяйственных культур препятствуют истощению почвы.

     Увеличение производства сельскохозяйственной продукции возможно двумя путями – экстенсивным и интенсивным. Экстенсивный (за счет расширения площади сельскохозяйственных угодий) к настоящему времени в нашей стране практически себя исчерпал. Интенсивный путь заключается в резком подъеме урожайности сельскохозяйственных культур и основан на химизации земледелия (производство минеральных удобрений, средств борьбы с болезными и вредителями растений, а также сорняками); комплексной автоматизации и механизации производственных процессов для повышения производительности труда; мелиорации земель для коренного повышения плодородия почв.

Наша школа имеет пришкольный участок с площадью 1 гектар. Каждый год силами учеников и учителей получают неплохой урожай с/х культур.

Отчет пришкольного участка за 3 года

         На цветочном отделе выращиваются 35 разновидности  цветов. Некоторые культуры за последние годы снизили свой урожай. Как нам известно урожайность на прямую связано с плодородием почвы. А плодородие почвы зависит от гумусного состава, кислотности, водопроницаемости, механического состава почвы. Изучение этих показателей является целью моей работы. По результатам исследований можно было бы судить о состоянии почвы и рекомендовать мелиоративные мероприятия. Практика Российских ученых доказало, что каждый мелиорированный гектар почвы дает продукции в 4-5 раз больше, чем немелиорированный.

 Цель:

     Оценить состояние почвы на пришкольном участке Черки-Гришинской средней школы

Задачи:

1. Научиться  определять состав и свойства почв;
2. определять тип почвы;
3. определять плодородие почвы различными методами;
4. исходя из результата исследования, дать рекомендации по мелиорации почвы для улучшения плодородия почвы;

Общая характеристика объекта

       Почвоведение – естественноисторическая наука, предметом изучения которой являются почва, ее происхождение, развитие, строение, состав и свойства, закономерности распространения, способы рационального использования. Почвоведение как наука возникла во второй половине XIX в. Родина генетического почвоведения, изучающая почву  в ее развитии, явилась наша страна. Основатель почвоведения как наука выдающийся русский ученый Василий Васильевич Докучаев дал следующее определение почвы: «Почвой следует называть «дневные», или наружные, горизонты горных пород, естественно измененные совместным воздействием воды, воздуха и различного рода организмов, живых и мертвых». Почвы возникают и развиваются в результате сложного взаимодействия между почвообразующей горной породой, растительными и животными организмами в конкретных климатических, рельефных условиях и в результате производственной деятельности человека.

    Павел Андреевич Костычев (1845-1895), Николай Михайлович Сибирцев (1860-1900), Петр Самсоновия Коссович (1862-1915), Константин Дмитриевич Глика (1867 – 1927) вот список некоторых выдающих ученых-почвоведов.

       Почва является природным образованием, обладающим особым свойством – плодородием, т.е. способностью  обеспечивать потребности растений в факторах и условиях жизни и развития. Этим она принципиально отличается от других природных тел. Другой важной особенностью почвы является способность к постоянному развитию, что дает возможность человеку целенаправленными действиями улучшать ее состав и, следовательно, повышать плодородие.

      Образование почвы на Земле обязано живым организмам (главным образом растениям и микробам), поселившимся в разрушенной выветриванием горной породе. В результате жизнедеятельности организмов, разложения отмерших их остатков поверхностные горизонты суши обогащались органическим веществом, содержащим элементы питания для растений. Таким образом образовалось особое природное органо – минеральное тело со свойственным ему строением, физическими, химическими свойствами, процессами перемещения веществ и энергии

     Почва – достаточно сложный объект, сочетающий в себе признаки живой и неживой природы. Тем не менее при правильном выборе методики изучение почв может быть доступным для начинающего исследователя.

      По мнению президента Международной ассоциации почвоведения А.Руэллана, «… если мы хотим говорить о почве с людьми, которые о ней ничего не знают, мы должны в первую очередь начинать с того, что достаточно легко наблюдать в почве – цвет, агрегаты, поры, корни…». Уже эти простые сведения, полученные только путем полевого наблюдения, позволяют узнать о почве.

     Вертикальная толща всякой почвы (до материнской породы), называемая почвенным профилем, расчленена на ряд почвенных горизонтов (почвенных слоев различной окраски и структуры). В полевых наблюдениях почвенных объектов обычно закладываются так называемые почвенные разрезы. Их делят на основные (глубокие) глубиной до 150-300, полуразрезы  (полуямы) глубиной до 75 – 100 см и прикопки (25 – 75 см). Понятно, что такие методы сложно использовать в школьной практике, но работа с верхними горизонтами посев вполне доступна.

      Почвенные горизонты различают по цвету, плотности, влажности, структуре, химическому составу, кислотности, солености и другими характеристиками. Они представляют собой «отпечатки» процессов, протекающих в почве. Например, верхний горизонт свидетельствует об образовании гумуса. Горизонты, лежащие под ним, отражают изменения минеральной части почвы. В то же время кислотность, степень солености, влажность, активность почвенных микроорганизмов, насыщенность органическими и минеральными веществами и другие свойства почв влияют на состав и структуру растительных сообществ, заселяющих данную местность.

     Важная особенность почвы заключается в том, что ее свойства сильно зависят от географического положения и других условий. Невозможно указать универсальные для всех местностей почвенные характеристики, с которыми можно было бы сопоставлять результаты исследования данного конкретного участка почвы. Поэтому при работе с почвами следует сравнивать между собой почвенные объекты определенной местности, например почвы, в разной степени подверженные антропогенному влиянию или развитые под лесом и под луговой растительностью и т.д.

Техника отбора образцов для лабораторных исследований

       При работе с верхними горизонтами почв образцы следует отбирать в 4-5 кратной повторности. На расстоянии  нескольких шагов (по сторонам воображаемого квадрата и посередине него) изымают 4-5 проб на глубину равную штыку лопаты. Верхнюю часть, представленную подстилкой (дерном), обычно не используют для анализа. Если образцы отбирают из почвенного разреза, следует их изымать из средней части каждого горизонта и непременно записывать глубину взятия.

Подготовка почвы к анализу

      Образцы, доставленные в лабораторию, необходимо немедленно подвергнуть анализу или довести до воздушно-сухого состояния (большинство опытов проводят на заранее собранных и высушенных образцах). Хранение сырых образцов не допускается, так как под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов, обитающих в субстракте, и тех , которые заселяются в него из  воздуха, свойства почвы изменяются.

     Для подготовки воздушно-сухого образца каждую взятую пробу почвы рассыпают тонким слоем на большом листе плотной бумаги. Пинцетом удаляют корни и другие растительные остатки и, прикрыв сверху другим листом бумаги, оставляют на 2-3 дня. Помещение для подготовки образцов должно быть сухим и защищенным от доступа аммиака, паров кислот и других газов.

      Высушенный образец делят по диагонали на четыре части. Две противоположные части берут для растирания, а две другие сохраняют в неизмененном состоянии. Почву растирают в фарфоровой ступке пестиком и просеивают через сито с отверстием 1 мм. Растирание и просеивание повторяют до тех пор, пока на сите не останутся лишь твердые каменистые частицы крупнее 1 мм (скелет почвы). Почву, пропущенную сквозь сито, хранят вместе с необработанными фрагментами в коробке или бумажном пакете.

      Лесные подстилки и образцы торфа сушат в течение нескольких суток, так как благодаря высокой влагоемкости они содержат большое количество воды. Все пробы раскладывают тонким слоем на больших листах бумаги в хорошо вентилируемых помещениях, ежедневно многократно перемешивая. По окончании просушивания образцы измельчают растиранием в фарфоровых ступках, затем просеивают через сито с отверстиями диаметром 2-3 мм. Затем берут один из образцов массой 50-200 г, вновь измельчают и просеивают через сито с отверстиями диаметром 1 мм. Частицы, оставшиеся на сите, снова растирают и просеивают до тех пор, пока не будет просеян весь образец. Готовые образцы хранят так же, как и образцы почв.

Фото смотрите приложение №1

Изучение почвенного профиля

    Характеристики почвы, оцениваемые в исследовании

     Цвет: основными соединениями, обусловливающими цвет почвы, являются: черные или коричневые гумусовые соединения; окисные соединения железа и марганца, окрашенные в красные или оранжевые тона; закисные соединения железа (соединения двухвалентного железа), имеющие сизоватую или голубоватую окраску; кремнезем, углекислая известь и каолинит, окрашенные в белый цвет. Например, верхние горизонты почв почти всегда темно-серые или коричневые, что свидетельствует о накоплении гумуса.

    Обычно, чем интенсивнее цвет, тем больше органических веществ в почве. Богатые гумусом горизонты называют гумусово-аккумулятивными горизонтами. В описании их обозначают латинской буквой А с индексом. Выделяют собственно гумусово-аккумулятивные горизонты (А1), торфяные горизонты (Ат), дерновые (Ад), пахотные (А п ), лесные подстилки (А0) и т. д.

     Белесый цвет горизонта чаще всего связан с присутствием карбонатом. Вторая возможная причина – внутрипочвенные выветривание, при котором в горизонте накапливаются весьма устойчивые соединения кремния, а менее устойчивые соединения разрушаются и вымываются осадками в нижнюю часть почвенного профиля. Такие горизонты называются подзолистыми и обозначаются А2. они существенно обеднены элементами питания для растений. Горизонты с присутствием карбонатов получают дополнительный индекс «к» (например, Ак – верхний горизонт карбонатной почвы)

     Горизонты ниже горизонта А – это переходные горизонты, свойства которых существенно зависят от свойств материнской породы (т.е. той, на которой сформировалась почва). Переходные горизонты обозначают латинской буквой В. В одном почвенном профиле может быть несколько переходных горизонтов – В1, В2 и т. д. Материнскую породу обозначают буквой С.

    Некоторые горизонты влажных почв (например, болотных) имеют сизоватый оттенок, что свидетельсьвует о накоплении соединений двухвалентного железа. Сизый или голубоватый оттенок почвы – признак переувлажнения. Такие горизонты называют глеевыми. При описании разрезов глеевый горизонт обозначают буквой G . если пятна сизоватого цвета не образуют сплошного слоя, а встречаются разрозненно, то горизонт называют оглеенным и при описании разреза а основному обозначению (букве) добавляют индекс g . например, оглеенный переходный горизонт болотной почвы обозначают Вg .

    Красноватые горизонты характерны для почв, в которых накапливается железо. Иногда соединения трехвалентного железа и марганца могут образовывать яркие пятна или «зерна». Это также отмечают в бланке.

     В почвенных профилях редко встречаются яркие и чистые цвета. Поэтому при описании окраски часто используются двойные названия цвета, добавляют к названию «темно-« или «светло-«, дополнительно детализируют, например «светло-серая с буроватым оттенком».

     Переход одного горизонта в другой может быть постепенным, почти незаметным. Поэтому иногда выделяют двойные горизонты, например А1 А2, АВ, ВС и т.д.

      Структура. Структурой почвы называют совокупность почвенных отделиностей (агрегатов), состоящих из соединенных между собой частиц. В описании разреза отмечают размеры и формы агрегатов. Кубовидной называют структуру, в которой агрегаты имеют примерно одинаковые размеры по трем осям (т.е. выглядят как круглые комки, зерна и т.д.).

Основные типы почвенной структуры:

             а – кубовидная

             б – призмовидная

             в - плитовидная

       У агрегатов призмовидной структуры размеры по вертикальной оси (т.е. и направлении «верх-низ» при расположении в почвенном профиле) превышают размеры по двум другим осям (т.е. образуют «столбики»). Агрегаты плитовидной структуры, наоборот, «сжаты» по горизонтальной оси (они выглядят как отдельные пластинки, чешуйки и т.д.)

     Хорошо выраженные кубические агрегаты присутствуют в пахотной почве и являются признаком высокого плодородия. Агрегаты призмовидной структуры часто формируются при засолении почв, плитовидной – при интенсивном вымывании минералов из почвенного горизонта.

     Сложение. Оно может быть слитным (очень плотным), плотным, рыхлым и рассыпчатым. При слитном сложении почвенный нож очень трудно воткнуть в горизонт, а сухой образец невозможно разломить руками. В горизонт с плотным сложением почвенный нож входит с усилием 2-5 см, в рыхлый на глубину 10-15 см. при рассыпчатом сложении отдельные почвенные частицы почти не связаны между собой и практически не создают препятствий для ножа.

     Новообразования. В результате естественных процессов в почве формируются новообразования, отличающиеся от основной массы почвы по цвету и химическому составу. Например, часто встречаются новообразования, состоящие из соединений железа и марганца. Они имеют ржаво-бурый, охристый и черный цвет и встречаются в виде пятен, «зерен» темного цвета или даже в виде почти сплошных, очень твердых прослоек. Еще один распространенный тип новообразований – белые образования карбонатов. Они встречаются в виде пятен или заполняют почвенные поры, повторяя их форму.

      Оглеение. Глеевый горизонт выявляют по наличию сизоватых или голубоватых пятен (см. выше)

      Включения. Под включениями понимают иногородные тела в профиле почв, например каменистые включения, остатки животных и растений (раковины, корни и т.д.), следы деятельности человека (обломки кирпича, кусочки угля, черепки посуды ит.д.)

     Механический состав. Этим термином называют относительное содержание в почве почвенных частиц (механических элементов) различных размеров  - от нескольких микрометров до нескольких миллиметров. Методика определения состава приведена ниже (см. стр.  )

    Вскипание. Этот показатель свидетельствует о наличии в почве карбонатов (солей углекислого кальция), разрушающихся при взаимодействии с кислотой:

CaCO3 + 2HCI = CaCI2 + H2O + CO2

Углекислый газ выделяется из почвы в виде пузырьков с характерным шипением, а при небольшом количестве – протескиванием.

Техника закладки разреза

       Оборудование: лопата штыковая, лопата совковая, три куска полиэтиленовой пленки (примерно 2 x 2 м ).

      Как правило, если цель работы не предусматривает другое, почвенные разрезы закладывают в типичных для исследуемого участка условиях, в стороне от дорог, канав, бугров или западин, не характерных для данного участка. Данные полевых исследований заносят в специальный бланк. (приложение 4)

1. В начале работы наметить штыковой лопатой контур разреза (прямоугольник) длиной 90-100 см и шириной 60-70 см. одна короткая сторона разреза служит лицевой стороной, по которой будет проводиться описание почвы. Эта сторона должна быть обращена к солнцу.
2. Квадратиками  вынуть дерн и отложить на заранее подготовленное место (на полиэтиленовую пленку). По сторонам разреза поместить остальные два куска пленки.
3. Углубить разрез на длину штыка лопаты, остатки почвы вынуть совковой лопатой. Гумусовый горизонт складывать по одну сторону разреза, нижние горизонты – по другую.
4. Лицевую стенку, а также две боковые делать совершенно отвесными. Со стороны, противоположной лицевой, оставить ступеньку шириной примерно 30 см. на остальном пространстве разреза продолжить работу.
5. Когда разрез достигнет желаемой глубины, зачистить (выровнять с помощью лопаты) лицевую стенку.

Процедура описания разреза

       Оборудование: сантиметровая лента, булавка, нож с широким лезвием, пузырек  с 10 % соляной кислотой, ручка или карандаш, типовой бланк для описания почвенного разреза.

1. Осуществить привязку почвенного разреза к местности: зафиксировать в бланке область, район, румб по сторонам света, расстояние в километрах (метрах) от населенного пункта, реки, озера. Расстояние можно измерять шагами, заранее установив длину шага.
2. Охарактеризовать особенности рельефа: мезорельеф – равнина, часть полого склона, западина и т.д.; микрорельеф – элементы рельефа диаметром 2-50 м и высотой 1-1,5 м (бугры, блюдца и т.д.) нанорельеф – элементы рельефа диаметром 10-200 см и высотой 1 м); степень каменистости (определяют визуально, чаще – для пахотных почв) – если на поверхности пашни валуны (камни) составляют менее 10%, каменистость считают слабой, при 10-20 % - средней, более 20 % - сильной.
3. Составить схему расположения разреза по рельефу: начертить профиль участка и крестиком показать местоположение разреза.
4. Прикрепить к верхней части лицевой стенки разреза сантиметровую ленту так, чтобы ее нулевое деление совпадало с верхним уровнем почвы, и измерить общую мощность профиля.
5. по цвету, сложения и другим признакам определить почвенные горизонты. Очертить их границы ножом. Измерить мощность каждого горизонта и зафиксировать результат в бланке.
6. Провести описание каждого горизонта по форме, указанной в приложении 4. для оценки структуры, механического состава и других характеристик почвы из середины каждого горизонта отобрать небольшой образец (на ладонь). Для оценки присутствия карбонатов накапать на образец несколько капель соляной кислоты. Отметить присутствие новообразований и оглеения.
7. На бланке описания выполнить мазки: из каждого горизонта отобрать щепоть почвы и растереть ее по бумаге в месте, соответствующем описанию горизонта. В результате на бумаге получится схематическое изображение профиля с естественной окраской горизонтов.
8. Закопать разрез: засыпать нижние горизонты, затем верхние и утрамбовать почву. После этого разместить в прежнем порядке снятый дерн.
9. Определить рабочее название почвы при помощи специальной литературы, в которой описаны основные типы почвенных профилей (например, Александрова Л.Н., Найденова О.А., 1986

Определение механического состава почвы

       Вводная информация

       В почвенных исследованиях механический состав почвы оценивают по содержанию в ней обособленных частиц различных размеров. Частицы крупнее 0,01 мм обьединяют во фракцию физического песка, частицы мельче 0,01 мм – во фракцию физической глины. По отношению этих фракций почвы делят на песчаные, супесчаные, суглинистые и глинистые. В каждой группе есть более мелкие подразделения (например, легкие, средние и тяжелые суглинки).

     Определение механического состава почв очень важно для оценки экологических и сельскохозяйственных характеристик. Известно, что песчаные почвы (содержание глинистых частиц менее 10%) обычно бедны питательными элементами для растений плохо удерживают влагу, быстро и глубоко промерзают, неблагоприятны для развития почвенных бактерий. Загрязнители (например, тяжелые металлы или пестициды), попавшие в песчаную почву, ею практически не удерживают и легко переходят в природные воды и растения.

     Почвы, содержащие преимущественно глинистые частицы (от 50 до 85 %), также имеют отрицательные свойства: сильно набухают во время дождя, долго удерживают влагу на поверхности и не пропускают ее к корням растений, как правило, имеют мало промежутков, заполненных воздухом, необходимым для почвенных обитателей.

     Наиболее благоприятны по свойствам супесчаные почвы (содержание глины – 10-20 %) и суглинистые почвы (содержание глины – 20-30 % в легком суглинке, 30-40 % - в среднем суглинке, 40-50% - в тяжелом суглинке). Эти почвы хорошо впитывают и удерживают влагу в толще почвы, а не на поверхности, содержат питательные элементы в форме, доступной для растений, и препятствуют их вымыванию, богаты микроорганизмами.

     Гранулометрический (механический) состав- это относительное (в процентах) содержание в почвообразующей природе и почве частиц различных размеров.

Для определения механического состава почвы на пришкольном участке можно применять следующий метод. (Н. А. Качинского)

Техника постановки опыта

     Оборудование: воздушно-сухой образец почвы, лупа, фарфоровая чашка, фарфоровая ступка.

1. Небольшое количество почвы осторожно растереть в фарфоровой ступке. Это необходимо для того, чтобы разрушить почвенные агрегаты, т.е. разделить отдельные слипшиеся частички.
2. Растертую почву поместить на лист белой бумаги и с помощью лупы определить наличие или отсутствие песчаных частиц. Частицы менее 0,01 мм с помощью лупы различить нельзя, поэтому глинистые частицы выглидять как однородной порошок.
3. Еще одну порцию почвы (примерно 8-10 г) насыпать в фарфоровую чашку и осторожно смачивать водой до тестообразной состоянии. Воду приливать постепенно, наблюдая за полным впитыванием каждой порции, тщательно размешивая ее с почвой до получения как можно более вязкого «теста». При избытке воды масса почвы становится жидкой и текучей, расплывается. В таком случаи следует добавить еще одну порцию почвы.
4. Из полученного «теста» скатать шарик диаметром 1,5 – 2 см. и растянуть его в жгут. Соотнести наблюдаемое с данными таблицы и определить механический состав почвы.

Определение механического состава почвы

          Следующая таблица помогает определить механический состав почв (по Н. А.         Качинскому):

                                      Определение почвы по количеству фракций

                   Классификация почв по механическому составу (по Н. А. Качинскому)

Фото смотрите приложение №2

Определение количества гумуса по методу И.В.Тюрина

       В процессе разложения растительных и животных остатков т.е. одновременно с минерализацией органических веществ, в почве идет процесс образования сложных органических соединений, процесс гумификации (образование почвенного гумуса или перегноя). Перегнойные вещества почвы имеют сложное химическое строение, более сложное, чем исходной материал. Почвенный перегной содержит гуминовые и ульминовые кислоты, фульвокислоты, аминокислоты, высвобождаются углерод, нитраты, фосфаты и т.д. в состав гумуса входит около 5% азота. Поэтому перегнойные вещества служат источником обогащения почвы элементами зольной и азотной пищи. Кроме того перегнойные вещества – важнейший фактор образования почвенной структуры, они и другие: физические и химические свойства, определяющие плодородие почвы.

       В различных почвах состав и количество образующегося гумуса неодинаково.

             1. определение плодородия почвы по ее цвету и продуктивности растений (простейший способ).

        Одним главных признаков плодородия почвы является наличие в ней гумусовых веществ, которые обуславливаются окраску. По цвету можно условно разделить на категории по содержанию гумуса и плодородию, берем верхний слой почвы после дерна:

Морфологическое строение и описание профиля (результаты исследования)

Определение водопрочности структуры почвы.

     Вводная информация.

       Черезвычайно важным свойством почвенной структуры является её – водопрочность устойчивость почвенных агрегатов против размывающего действия воды( о структуре почвы см. В методике изучения почвенного профиля. ) водопрочная структура почвы обеспечивает благоприятные условия для растений – достаточное количество влаги, воздуха и питательных веществ. Если структура почвы неводопрочная, то при осадках возникает заливание ( в просторечий – образуется грязь непролазная), а при высыхании почва может даже растрескиваться.

     Техника постановки опыта

      Оборудование :воздушно – сухой образец почвы, фильтровальная бумага или ткань 15 Х 15 см, расчерченная на квадраты со стороной 1 см; подставка ( например, перевернутое сито),кристаллизатор.

1. Отобрать 100 почвенных агрегатов одинакового размера и поместить по одному в каждый квадратик на ткань или бумагу уложенную на подставку., так чтобы края свисали.
2. Подставку поместить в кристаллизатор, наполненный водой таким образом, чтобы смачивались свободные края ткани или бумаги. Выждать три минуты, чтоб почвенные агрегаты насытились влагой.
3. Долить в кристаллизатор воды так, чтобы агрегаты были накрыты слоем толщиной0,5 см. с этого момента начинается учет водопрочности агрегатов.
4. На странице рабочей тетради, где расчерчена такая же сетка, как и на ткани в соответствующих клетках проставлять время расплывания того или иного агрегата. Общая  продолжительность опыта 10 минут. Пометкой 10 мин обозначить и совсем распавшиеся на 10-ый минуте агрегаты, и частично распавшиеся.
5. Для каждой минуты опыта подсчитать  распавшиеся агрегаты ( п) а также агрегаты , не распавшиеся в опыте, и занести полученные данные в таблицу. За общее число агрегатов, распавшиеся на 10-ый минуте, принять  сумму распавшихся за это время агрегатов и половины частично распавшихся.
6. Рассчитать показатель водопрочности (ПВ). Он равен отношению общего числа распавшихся в опыте агрегатов с учетом поправочного коэффициента к изначальному числу агрегатов – n (согласно предлагаемой методике n  равно 100)

Водопрочность почвенных агрегатов выражают в процентах. При ПВ, равным 50, говорят, что наблюдается 50%-я водопрочность агрегатов, при ПВ, равным 40, - что 40% - я и т.д.

Схема опыта по определению водопрочночти агрегатов: а – приспособление для увлажнения агрегатов; б – участок фильтра с агрегатами: 1 – почвенные агрегаты; 2 – фильтровальная бумага или ткань; 3 – грузик; 4 – начальный уровень воды; 5 – уровень воды в опыте; 6 – нераспавшиеся агрегаты, 7 – частично распавшиеся агрегаты, 8 – полностью распавшиеся агрегаты

Результаты

Фото. Приложение №3

Динамика разрушения агрегатов при размокании в воде

Примечание: поправочный коэффициент (  ) позволяет  сравнить агрегаты, распадающиеся в разное время. Например если  равно 100, это означает что, агрегат который не распался после 10 минут замачивания, в 100 раз прочнее того который распался сразу.

Вычисление

ПВ = 59%

Определение водопроницаемости почвы

         Вода одна из важнейших факторов плодородия почвы и урожайности культурных растений находиться в различных состояниях: в одних -она доступна для растений, в других - недоступна им.

         Водопроницаемость- способность почвы впитывать и пропускать через себя воду из верхних слоев в нижние. Процесс этот складывается из поглощения воды почвой, прохождение ее от  слоя к слою в ненасыщенной почве  и фильтрации воды сквозь толщу почвы.

          Водопроницаемость зависит от гранулометрического состава, структурности, наличия перегнойных веществ и степени увлажнения почвы. Песчаные и супесчаные почвы более проницаемы для воды, чем глинистые и суглинистые. В структурных почвах по сравнению с бесструктурными водопроницаемость лучше. Насыщенные почвы влагой постепенно уменьшает водопроницаемость.

        Материалы и оборудования: 4-5 образцов почвы разного гранулометрического состава и структуры, просеянных через сито с ячейками 2 мм, стеклянные трубки высотой 25-30 см и диаметром 3-4 см, стаканы, штатив для трубок, марля, картон, часы

       Ход работы.

       1.Взять 4-5 стеклянных трубок и снизу обвязать марлей.

       2.Насыпать в каждую из них на высоту 20 см одну из разновидностей почвы для уплотнения почвы слегка постучать по трубкам. Лучше всего почву в трубки загружать послойно (по 2-3 см) уплотняя ее постукиванием трубки обо что-либо мягкое (тетрадь, книгу) или с помощью деревянной палкой.

       3.Положить на почву картонные кружки с отверстиями, чтобы предохранить ее от размыва.

       4.Закрепить трубки в штативе и подставить под них стаканы.

       5.Налить в трубку воды на высоту 5 см, заметить время и доливая воду поддерживать 5- сантиметровый столб воды до тех пор, пока она не пройдет через весь слой почвы.

       6.Высчитать время, за которое вода прошла 20- сантиметровый слой почвы  в трубке. это и будет показать водопроницаемость почвы.

         Водопроницаемость зависит от химического и механического состава, ее структурного состояния, пористости, плотности, влажности. Суглинистые и глинистые почвы, обладающие водопрочной, а также комковато-зернистой структурой отличаются высокой водопроницаемостью. Знание величины и характера водопроницаемости имеет большое значение для агрономической и мелиоративной оценки почв. По таблице легко определять водопроницаемость почвы

Оценка водопроницаемости тяжелых почв при напоре воды 5 см и температуры ее 10 0 С по Н.А. Качинскому

Результаты исследований

Время за которое вода прошла 20 – сантиметровый слой почвы составляет – 15 минут. По таблице легко определять водопроницаемость: составляем пропорцию

За 15 минут   -    20 см

За 60 минут   -   X см

X = 80

Это соответствует хорошей водопроницаемости

Фото смотрите приложение №4

Исследование почвы на воздухопроницаемость

     Поры в почве, не занятые водой, заполняет воздух. Почвенный воздух отличается от атмосферного тем, что содержит больше углекислого газа и меньше кислорода. Содержание их в почвенном воздухе сильно колеблется, что обусловливается интенсивно биохимических процессов в почве и условиями газообмена почвенного воздуха с атмосферным. При низкой влажности, близкой к влажности завядания, состав почвенного воздуха в различных почвах близок к атмосферному. В благоприятных гидротермических условиях в почве активно потребляется кислород и выделяется углекислый газ в результате жизнедеятельности микроорганизмов, корней растений, почвенных животных.                 В почвах с затрудненным газообменом количество углекислого газа может возрасти до 19 – 20 %, а кислорода упасть до нуля (дерново-глеевые почвы). Из пахотных земель наиболее высокое концентрация СО2 и низкие О2 характерны для осушенных торфяных почв. Во влажные годы содержание углекислого газа в почвенном воздухе этих почв может достигнуть 8 – 10%. В дерново-подзолистых почвах нормального увлажнения максимальные концентрации СО2 редко превышает 3-4 %.

      Воздухопроницаемость является важным показателем плодородия почвы. Воздух необходим корням растений, как перегной, минеральные удобрения и вода. То, что в почве содержится воздух, можно легко доказать.

     Если взять горсть сухой почвы и насыпать ее в стакан с водой, то заметно, что из почвы выходит большое количество пузырьков газа. Это выделяется воздух.

Данный опыт можно проводить с 1 класса начальной школы.

При исследовании выделилась много газа. Это доказывает, что почва горизонта А содержит достаточно много воздуха, это способствует развитию корней и росту растений, а также развитию микроорганизмов.

Определение уровня кислотности почвы (по водной суспензии)

      Вводная информация

      В зависимости от географического положения, климат, состава растительности, наличия водоемов и близости подземных вод, влияния хозяйственной деятельности человека и  других факторов в почвах устанавливается разный химический состав. От него зависит уровень кислотности почв. Во время дождя или при поливе ионы водорода, содержащиеся в почве, высвобождаются в почвенной раствор и поглощаются клетками и тканями живых веществ. Многие из них очень чувствительны к концентрации протонов в среде и при отклонении уровня кислотности от нормы гибнут. Поэтому данный экологический фактор в значительной мере определяет состав и структуру растительного сообщества, а также характер использования территории человеком (анализ кислотности почв обязателен при ведении сельского хозяйства).

     Для определения уровни рH почвы  готовят водную суспензию почвенного образца и измеряют ее кислотность (pHH O) с помощью рH-метра.

Почвы с разными уровнем кислотности

(по книги Химический анализ почв, 1995)

  С помощью этой методики можно сравнивать разные почвенные образцы, проверять прогнозы о пробах, взятых на территории города и т.д.

     Техника постановки опыта

     Оборудование: образец почв, дистиллированная вода (предварительно освобожденная от растворенного углекислого газа, с рН 6,6- 6,6), мерные стаканы на 50 мл, пипетка ( дозатор, мерный цилиндр), весы, сито с ячейкой 1 мм ( если для опыта взят сырой образец), рН- метр со стеклянными электродами.

   Внимание! Посуда, используемая в опыте, обязательно должна быть чистой, так как ничтожные примеси сильно изменяют величину рНн2о. При работе со стеклянной посудой и электроприборами соблюдайте технику безопасности (см. Приложение 2).

1. На технических весах взвесить 8- 10 г почвы и поместить в стаканчики на 50 мл ( если образец свежий, его перед этим нужно просеять через сито ). Прилить пипеткой (дозатором, мерным цилиндром ) 20- 25 мл дистиллированной воды ( соотношение почвы и воды в испытуемой водной суспензии должно составлять 1: 2,5 ).
2. Содержимое стаканчиков перемешивать энергичными круговыми движениями в течение 5 минут. За это время в раствор из почвы переместятся катионы, в том числе относительно свободные ионы водорода, которые задают рН водной суспензии. Если перемешивание продолжить, между частицами почвы и жидкостью установятся обменные процессы: катионы раствора начнут вытеснять ионы водорода, которые закреплены на поверхности почвы,  и те частично перейдут в раствор, изменяя его кислотность. Чтобы это исключить, необходимо по истечении указанного времени сразу же измерить рН  водной суспензии.
3.  Поместить электроды рН- метра непосредственно в стаканчики с почвенной взвесью. Записать показания прибора с точностью до 0,01 единицы рН. После измерения электроды обмыть дистиллированной водой и вернуть в специальный сосуд, где они хранятся. Прибор выключить.

      Кислотность – важнейшая агрономическая характеристика почвы и экологический фактор, который необходимо учитывать в практике сельского хозяйства. Повышенная кислотность почвы ухудшает рост и развитие растении, подавляет жизнедеятельность полезных бактерии способствует развитию почвенных грибков и болезнетворных микроорганизмов, ухудшает физика – химические свойства почвы и. т. п.

Реакция почвенной среды определяется соотношением в ней водородных и гидроксильных ионов. Обычно для характеристики реакции раствора  ( кислотности) пользуются величиной рН( отрицательный логарифм концентрации водородных ионов)

Для каждого растения существует определенные, наиболее благоприятные значения кислотности.

Оптимальные значения р Н для сельскохозяйственных культур

        Различают два вида почвенной кислотности активную и потенциальную ,или пассивную.

     Активной кислотностью называют концентрацию ионов водорода в почвенном растворе органических и минеральных кислот создающих определенную степень подкисления. Для определения активной кислотности почву промывают водой и водной вытяжке устанавливают концентрацию водородных ионов (рН водной вытяжке)

Однако есть почвы которые не дают с водой кислых вытяжек, а при обработке растворами  солей показывают кислую реакцию. Это уже другая форма кислотности- пассивная(потенциальная).

    Потенциальной кислотностью  называют способность твердой фазы почвы подкислять раствор при взаимодействии с солями. Она обусловлена ионами Н* или Аl которые находятся в поглощенном почвой состоянии.

    Материалы и оборудование.

Образцы почвы, сита с диаметром отверстии 1 мм, технические весы с разновесами, колбы 250 мл, мерные цилиндры , пипетки бюретки, воронки, фильтры ротатор или качалка для взбалтывания.

    Реактивы: раствор   KCL        раствор   NAOH        , 1% фенолфталеина

    Ход работы:

       Из средней пробы воздушно- сухой почвы просеянной через сито с отверстиями 1мм,отвесить на технохимических весах 8 г почвы, (для торфа). Навеску почвы поместить в стаканчик вместимостью 50 мл, прилить 20 мл дистиллированной воды (при определении рН солевой вытяжки). Значение рН раствора КС должно быть около 5,6 кислотная реакция воды – нейтральная или близкая к ней. Закрыть колбу чистой пробкой и хорошо взболтать в течение 5 минут . дать жидкости отстоятся. Измерить рН с помощью рН метра.

     Главная цель известкования состоит в устроении избыточной кислотности и улучшении других свойств почвы. При внесении извести в почву она нейтрализует кислоты в почвенном растворе, а также ионы водорода в почвенном поглощающем комплексе. Таким образом известь устраняет активную и обменную кислотности

    Приблизительно необходимость в известковании можно определить по данным изучения дикой и культурной растительности поля. Если на участке растет щавелек, едкий лютик,  хвощ, осока, мох, то почву следует известковать, на это же указывает сильная изреженность клевера, люцерны заболевание капусты килой, ржавая окраска воды, ( в кислой почве растворяются соли железа) и. т. д.

Выводы

         По результатам исследований на пришкольном участке школы тип почвы: обыкновенный чернозем. Имеются горизонты А, В, С. Горизонт А – рыхлый, переход в нижележащий горизонт постепенный, содержание гумуса 6-9%. Между горизонтом В и С имеется переходной горизонт ВС.

         Обыкновенные черноземы характеризуются благоприятными физическими свойствами: хорошей структурой и аэроцией, высокой некапиллярной пористостью, которая заметно снижается карбонатном горизонте из-за уплотнения почвы. По мере углубления возрастает плотность почвы. Общая пористость высокая (55-62%).

       По исследованиям выяснилось почва имеет высокую водопрочность и хорошую водопроницаемость.  

         Кислотность обыкновенного чернозема должна быть нейтральной, но наши исследования показали слабокислую среду, это результат деятельности человека. С года в год идет истощение почвы, меняется структура. В целях улучшения я предлагаю свой вариант выхода из ситуации.

      Хотя эти черноземы и отличаются благоприятными физическими свойствами и высоким плодородием, однако в засушливые периоды для получения высоких урожаев необходимо орошение.

          Исходя из выводов, мы предлагаем следующие мероприятия для улучшения урожайности и плодородия почвы:

1. Внести дефикат из расчета 15-20 т   на гектар земли, это поможет сделать почву более рыхлой, легкосуглинистый и вернет нейтральную среду, так как по исследованиям кислотность почвы  на пришкольном участке слабокислая pH = 5.6.  Дефикат – это отход сахарного завода, содержит речной песок, ил, известь.

2. Для повышения гумуса использовать зеленые удобрения – седираты.

3. Для удержание влаги на пахотном слое произвести окучивание в несколько раз, так как  почва горизонта А рыхлая и водопроницаемость высокая. После поливов и дождя на поверхности образуется корка. Окучивание поможет так же для нормального газообмена.

4.  Культурные растения способны менять кислотность почвы. Например лук увеличивает кислотность почвы посев после него морковь,  томат или свеклу столовую вернет щелочную среду. Поэтому надо знать предшественники культур, учитывать совместимость культур, обязательно соблюдать севооборот.

Литература

1. Александрова Л.Н., Найденова О.А. Лабораторно-практические занятия по почвоведению. – Л.: Колос, 1986.
2. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. – М.: Агропромиздат, 1985.
3. Растворова О.Г. Физика почв (практическое руководство). – Л. : Изд-во Ленинградского ун-та, 1983.
4. Химический анализ почв: учеб. Пособие / О.Г. Растворова, П.Д. Андреева, Э.И. Гагарин, Г.А. Касаткин, Н.Н. Федорова. – СПб. :Изд-во СПбГУ, 1995.
5. С.А. Воробьев М.Г. Аваев. «Лабораторно-практические занятия по почвоведению и земледелию». Г.Москва изд. с/х литуратуры.
6. Б.Н.Польский рассказы о почве. Москва «просвещение», 1977