Исследовательская работа "Сравнительная характеристика почв Центрально-Чернозёмного и Северного районов России"

Управление образования Администрации Северодвинска

Городской конкурс учебно-исследовательских работ

школьников «Ученые будущего»

Сравнительная характеристика почв

Центрально-Чернозёмного и Северного районов России

Басманов Дмитрий Геннадьевич

ученик 4 класса Б

Муниципальное бюджетное

общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 28»

Руководитель:

Иванова Татьяна Борисовна

учитель начальных классов

высшей квалификационной категории

г. Северодвинск

2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ………………………………………………………………………………… 3         

Глава 1. Что такое почва, её образование …………………………………………….  3

Глава 2. Виды почв …………………………………………………………………….  4

Глава 3. Состав почвы………………………………………………………………….  5

3.1. Состав почвы Центрально- Черноземного и Северного районов……………… 5

Глава 4. Свойства почвы……………………………………………………………..... 5

4.1. Свойства почвы Центрально- Черноземного и Северного районов…………… 6

Глава 5. Опытная работа ………………………………………………………….…..  6

Заключение ………………………………………….………………………………… 6

Литература …………………………………………………………………………….  7

Приложения

ВВЕДЕНИЕ

Я родился на Севере, в городе Северодвинске, где климатические условия отличаются от других районов России своей суровостью. Отдыхая на каникулах у бабушки в поселке Дмитриевка Тамбовской области, я восхищался изобилием фруктов и овощей, растущих в садах и огородах у каждого жителя.  Многие люди здесь «кормятся» продукцией с приусадебных участков и огородов, а небольшие городки области утопают в зелени садов.  

Но разве только холод и суровый северный ветер препятствует росту необходимых и полезных для человека культур?

Почва – вот ответ на мой вопрос. Мы так часто слышим слова "земля - кормилица", что почти не придаем им значения. А ведь правильнее было бы сказать, что растут деревья и трава, шумят леса и колышется в поле пшеница только благодаря тому, что у нас есть земля, а точнее почва.

В ходе исследования рассматривается  предположение, что  почва является основным источником обеспечения растения необходимым набором и количеством питательных веществ. Объектом исследования данной работы является почва, предметом исследования – состав и свойства почвы, а основной целью - сравнение состава и свойств почв  Северного и Центрально - Чернозёмного районов России. 

Задачи исследования: 

1. Уточнить, что такое почва и как она образуется.
2. Познакомиться с видами почв.
3. Изучить состав и свойства чернозема и подзолистой почвы.
4. Провести опытные наблюдения за всходом и ростом культур в разной почвенной среде.

Исследование проведено на основе изучения и обобщения справочной и научной литературы, с помощью наблюдений, измерений роста, вычислений, сравнения и анализа полученных результатов.

Список литературы включает 8 наименований, из них 2 ссылки на электронные Интернет-ресурсы.

ГЛАВА 1.  ЧТО ТАКОЕ ПОЧВА, ЕЁ ОБРАЗОВАНИЕ

Почва - самый поверхностный слой суши земного шара, возникший в результате изменения горных пород под воздействием живых и мертвых организмов (растительности, животных, микроорганизмов), солнечного тепла и атмосферных осадков. [6, 54]

Почва образуется из поверхностной горной породы, получающей название «материнской», путём влияния на неё климатических условий (температуры, воздуха, воды и др.), живых организмов, при известном рельефе местности и в течение известного промежутка времени, определяющего почвенный возраст. [4, 7]

Почвенные горизонты образуют почвенный профиль. (Приложение 1)

Одними из важных элементов климата в почвообразовании являются осадки и приток лучистой энергии солнца. Вода и температура влияют на скорость химических и биологических процессов, протекающих в почве. Ветер способствует обмену воздуха атмосферы и почвы, усиливая испарение воды с поверхности земли и из почвы.

Вследствие разложения растительных остатков в почве накапливается перегной, имеющий огромное значение в плодородии почвы. Важную роль играют черви, жуки, личинки, а также и норные животные, такие как кроты, мыши, суслики, сурки, и пр. Многократно перерывая почву, они способствуют смешиванию органических веществ с минеральными, а также повышению водо - и воздухопроницаемости почвы. [4, 73]  

ГЛАВА 2. ВИДЫ ПОЧВ

Каменистая почва

Каменистая почва состоит в основном из горных пород: гранита, известняка, доломита, песчаника, глинистого сланца, базальта и пр. [3, 22]

Песчаная почва

Песок состоит из отдельных зерен различных минералов, преимущественно кварца. Гумус с трудом образуется в песчанистой почве, т. к. органические части почвы при свободном доступе воздуха легко подвергаются окислению и разложению. [3, 28]

Известковая почва

Известковый песок из зерен углекислой извести содержит больше питательных веществ, чем кварцевый песок. Он обладает большей водоемкостью и легко высыхает.[3, 34]

Глинистая почва

Глинистая почва отличается большой поглотительной способностью и гигроскопичностью (может поглощать из воздуха 5-6% водяных паров). Она трудно проветривается. Это неблагоприятно для растений и ведет к образованию кислот и заболачиванию почвы. В смеси с песком, гумусом и известью глинистая почва делается весьма плодородной. [3, 37]

Гумусовые почвы

Данный вид почвы образуется из растительных и животных остатков, отбросов и экскрементов животных на разной степени разложения. Гумусовые вещества образуют с трудно растворимыми питательными веществами растений легко растворимые соединения и исправляют, таким образом, питательное значение почв. [3, 50]

ГЛАВА 3.  СОСТАВ ПОЧВЫ

Почва состоит из твердой, жидкой, газообразной и живой частей.

Твердая часть почвы представляет собой минеральные и органические частицы, составляющие 80 – 98 % почвенной массы. Они состоят из песка, глины, илистых частиц, обломков и частичек первичных минералов. Органический состав твердой части почвы представлен продуктами жизнедеятельности растений, животных и микроорганизмов. [7]

Жидкая часть почвы (почвенный раствор) - вода с растворенными в ней органическими и минеральными соединениями.

Газообразная часть почвы состоит из углекислого газа, кислорода, метана, летучих органических соединений и паров воды. [3, 82]

3.1  Состав почвы Центрально- Черноземного и Северного районов

Черноземы формируются под лугово-степной растительностью в центральной части и южной подзоне лесостепной зоны на покровных суглинках (Приложение 2). Содержание гумуса в черноземах до 6-12%, но может достигать 15% и более. Чернозем обладает наиболее высоким естественным плодородием. Используется для производства высокоценных зерновых, технических и масличных культур. [8]

Подзолистые почвы формируются под среднетаежными хвойными лесами с мохово-кустарничковым напочвенным растительным покровом на различных породах (Приложение 3). Содержание гумуса 1-7%, насыщенность основаниями 20-50%. [4, 118]

Сравнительная таблица морфологического состава почвы

ГЛАВА 4.    СВОЙСТВА ПОЧВЫ

Химические свойства почвы определяются процессами, происходящими между ее твердой и жидкой частями. Почвенный раствор образуется в процессе почвообразования в течение длительного времени в результате движения воды в почве и смачивания ее. Реакция почвенного раствора создается при взаимодействии почвы с водой или растворами солей. Реакция может быть кислой, щелочной или нейтральной. [2, 38]

Физические свойства почвы разделяются на основные (объемный и удельный вес, пористость, пластичность, липкость, связность, твердость, спелость) и функциональные (водные, воздушные и тепловые).

Плодородие почвы - это способность почвы удовлетворять потребность растений в питательных веществах, влаге, воздухе и физико-химической среде. Плодородие почвы обеспечивает урожай сельскохозяйственных культур, а также биологическую продуктивность дикой растительности. [5, 61]

4.1  Свойства почвы Центрально- черноземного и Северного районов

Сравнительная таблица свойства почвы

ГЛАВА 5. ОПЫТНАЯ РАБОТА

Наблюдение за всходом  и ростом сельскохозяйственной культуры  – гороха

 в разной почвенной среде (Приложение 4, 5)

Журнал проведения основных мероприятий при возделывании

сельскохозяйственной культуры – гороха

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенное исследование подтвердило выдвинутое предположение. Почва является основным источником обеспечения растений необходимым набором питательных веществ.

В Центрально-Черноземном районе России преобладают черноземные почвы. Богатство черноземов гумусом, обилие перегноя объясняется большой массой органических веществ, образованных растительностью, высокой влагопроницаемостью и медленным разложением остатков. Органическое вещество накапливается в верхней части профиля. Благодаря мощному гумусовому горизонту - перегною черноземы почти не нуждаются в органических удобрениях. При достаточном количестве влаги черноземы очень плодородны, используются под посевы зерновых, технических, овощных, комовых культур.

    В северном регионе России преобладают подзолистые почвы, которые отличаются низким плодородием, бедны питательными веществами, имеют малую мощность гумусового горизонта и обладают высокой кислотностью.

 Исходя из вышеизложенного, учитывая состав и физико-химические свойства, чернозем является более благоприятной средой возделывания сельскохозяйственных культур, чем подзолистая почва.   Уровень плодородия чернозема превышает уровень плодородия подзолистой почвы северного региона.

Для вовлечения подзолистых почв в сельскохозяйственное использование необходимо известкование, внесение больших доз органических и минеральных удобрений, регулирование водного режима, создание мощного пахотного слоя.

Работа имеет практическую направленность. Материалы данного исследования можно использовать на уроках окружающего мира,  изучая природу родного края. Подзолистые почвы Северного района Российской Федерации изучены достаточно удовлетворительно.

При регулярном известковании и применении органических и минеральных удобрений на среднеокультуренных почвах можно получать устойчивые урожаи, даже, несмотря на то, что данные почвы расположены в Нечерноземной зоне «рискованного земледелия».

ЛИТЕРАТУРА

1. Антипов-Каратаев И.Н. (ред.) Изменение почв при окультуривании, их классификации и диагностики. – Саратов.: 1965.

2. Возбуцкая А.Е. Химия почвы. 1968.

3. Почвоведение. 2 ч. / под редакцией В. А. Ковды, Б. Г. Розанова - Москва: Высшая  

    школа.1988.

4. Прасолов Л.И. (ред.)  Почвы СССР. Том 1. Условия почвообразования и характеристика главнейших типов почв.1939.

5. Теории и методы физики почв / Под ред. Е. В. Шеина и Л.О.Карпачевского. - М.: «Гриф и К», 2007.

6. Харинова И.И., Дронов В.П., Ром В.Я. Физическая и экономическая география России.- М.: Рольф, Айрис-пресс,1998.

7.  http://www.fotes.ru    

8.  http://www.clow.ru

Приложение 1

Общий почвенный профиль

A0 - лесная подстилка.

А1 - горизонт перегноя (гумусовый), образуется при накоплении остатков растений и животных и преобразовании их в гумус.

А2 - горизонт вымывания, залегает под перегнойным. Его можно определить по смене тёмной окраски на светлую. Горизонты вымывания бедны питательными веществами. Почвы, в которых эти горизонты развиты, обладают низким плодородием.

В - горизонт вмывания, наиболее плотный, обогащённый глинистыми частицами.

У некоторых типов почв он коричневато-чёрный из-за примеси гумуса.

С - материнская горная порода. [4, 51]

Приложение 2

Почвенный профиль чернозема

A0 - степной войлок (состоит из переплетенных стеблей и листьев степных трав) мощность 3-4 см;

А - гумусовый горизонт мощностью от 60 до 100 (130) см, преобладает мощность 80-100 см (черный или серовато-черный, хорошо выраженной зернистой структуры, на корнях образуются бусы);

АВ - гумусовый горизонт, однородно окрашен, темно-серого цвета с явным буроватым оттенком или неоднородно окрашен, с чередованием темных, пропитанных гумусом затеков и пятен с более светлоокрашенными участками бурого или серо-бурого цвета;

Вк - переходный иллювиально-карбонатный горизонт, светло-палевый или буровато-палевый, нередко с языками и затеками гумуса, комковато-призматической или призматической структуры, уплотнен; выделения карбонатов в виде выцветов в верхней части горизонта и в виде журавчиков в нижней части;

Ск - карбонатная материнская порода палевого цвета.

Приложение 3

Почвенный профиль подзолистой почвы

A0 - слаборазложившаяся лесная подстилка мощностью 5-10 см, переходящая постепенно в горизонт А0А1, сильно обогащенный органическими остатками, или сменяющаяся сильно прокрашенным гумусом горизонтом A1A2 мощностью 2-3 см;

А2 - подзолистый горизонт мощностью 2-15 см белесой или белесо-серой окраски, плитчатой, слоевато-плитчатой, чешуйчатой или листоватой структуры;

А2В - пестроокрашенный переходный горизонт; в нем чередуются участки горизонтов А2 и В. Участки горизонта А 2 сформированы в виде затеков, карманов, клиньев мощностью 10-50 см;

В - иллювиальный горизонт, наиболее ярко окрашенный в профиле, бурых, охристо-бурых тонов окраски, очень плотный, ореховатой, структуры, которая книзу укрупняется до призматической. По трещинам и граням структурных отдельностей содержится обильная белесая присыпка, коричневые глянцевитые натечные пленки. Горизонт постепенно с глубины 50-120 см переходит в почвообразующую породу.

Приложение 4

Подготовка почв и посадка гороха

Приложение 5

Формирование ростков гороха в черноземе (слева) и подзолистой почве (справа)