Исследовательский проект «Определение кислотности и механического состава почвы на территории школы село Кощеево Корочанского района»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Кощеевская средняя общеобразовательная школа Корочанского района Белгородской области»

Номинация 1. Экологические проблемы родного края

Определение кислотности и механического состава почвы на территории школы

село Кощеево Корочанского района

Сроки проведения осень 2018 - зима 2019

Бугрова Виталия Андреевна

8 класс

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Кощеевская средняя общеобразовательная школа Корочанского района Белгородской области»

руководитель Дмитриева Лилия Васильевна

с Кощеево

Оглавление

Введение……………………………………………………………………………..3

Методы исследования………………………………………………………………5

Результаты исследования…………………………………………………………..6

Программа действий………………………………………………………………..8

Выводы………………………………………………………………………………10

Список использованной литературы……………………………………………...11

Приложение………………………………………………………………………….12

Введение

В настоящее время люди стали больше уделять внимание тому, что их окружает.  Следить за состоянием территорий, прилегающих к их дому, месту работы, к учебным заведениям и другим объектам социального значения. Сегодня большую часть времени  дети проводят в школе и на ее территории, это и спортивные занятия, и отдых во время перемен, и проведение культурно-массовых мероприятий, и уборки территорий, поэтому  большое значение имеет внешний вид образовательного учреждения, и его территории. Театр начинается с гардероба, а школа со школьной территории, потому что территория школы – это лицо школы.

В 2018 году  наша школа участвовала в проекте партии «Единая Россия» «Новая школа» и была капитально отремонтирована. В течение лета и осени 2018 года активно благоустраивалась территория школы,  в том числе были заложены новые цветники. В 2019 году будет продолжаться благоустройство школьного участка, планируется расширить видовой состав декоративных растений.

Часто, посадив новое растение  на определенный участок, мы  ждем буйного роста и активного развития, но  оно через время начинает чахнуть и наотрез отказывается цвести, в то время, как на другой клумбе это же растение  может бушевать. В чем может быть причина? Качество  жизни  цветковых и декоративных  растений тесно связано с почвой ее механическим составом и кислотностью.[5] Только воздействуя на почву, на ее свойства, определяющие плодородие, человек может повлиять на рост и развитие растений.
Чтобы не тратить силы понапрасну, лучше заранее узнать, каким растениям будет комфортно на определенных участках школьной территории и как можно улучшить свойства почвы.[4]

Цель: опытным путем определить кислотность и  механический состав почвы на школьной территории. Выяснить пути возможных улучшений плодородия почв пришкольного участка.

Задачи:

1. Изучить литературу, материалы в сети Интернет, получить информацию о кислотности почвы и её физических свойствах.
2. Определить экологическое состояние почвы по кислотности и механическому составу.
3. Составить схему кислотности почвы школьного учебно-опытного участка.
4. Подобрать цветы в соответствии с экологическим состоянием почв.
5. Предложить проект для реализации

Проблема состоит в том, что почва  пришкольного учебно-опытного участка никогда не исследовалась на кислотность и механический состав. Полагаю, что исследование почв актуально и  даст  возможность разработать правильные рекомендации по улучшению плодородия почв, а так же подобрать цветковые растения способные полноценно расти на школьном участке. В дальнейшем если провести работы по улучшению плодородия почвы и правильно подобрать растения с учетом кислотности и механического состава почв, то участок будет  цвести непрерывно и красиво выглядеть весь вегетационный период.

Объектом  исследования являются почвы пришкольного участка. Исследованы  образцы почвы с участка № 1 – цветочный отдел слева от входа,  участка № 2 – цветочный отдел справа от входа,   участка № 3 – цветочно-декоративный отдел за школой.

Предмет исследования – механический состав и кислотность почвы.

В ходе исследования использованы методы:

1.  Анализ литературы по теме.

2.  Эксперимент  №1   Определение кислотности почвы

Материалы и оборудование: образцы почвы, химический стакан, универсальная лакмусовая бумага, плотные кусочки ткани, вода.

Последовательность выполнения работы.  Берем почву с трех разных участков, помещаем ее в чистые плотные кусочки ткани, крепко завязываем. В три стеклянных стакана наливаем воду и опускаем в них  мешочки с землей (вода при этом помутнела). На 1 часть почвы (по объему) берем 4-5 частей воды. Примерно через 5 минут в почвенный раствор помещаем на 2-3 см. лакмусовую бумагу. Проявившийся на бумаге цвет сверяем со шкалой и получаем значение рН. [2]

Эксперимент №2  Определение механического состава почвы

Материал и оборудование. Образцы почвы, сосуд с водой.

Последовательность выполнения работы

1. В полевых условиях механический состав почвы, то есть соотношение в ней глины и песка, определяют методом скатывания почвы в шнур. Из образца почвы, взятого для анализа, удаляем камни, корни, слегка смачиваем водой, разминаем, а затем раскатываем между ладонями в шнур.

Анализ образца. Глинистые почвы свободно скатываются в шнур толщиной до 2 мм, причем этот шнур, может быть, изогнут в круг диаметром 3 см. Средние суглинки скатываются в более толстый шнур —3–4 мм, а при попытке изогнуть его шнур образует трещины. Легкие суглинки с трудом скатываются в толстый, непрочный шнур. Песчаные и супесчаные почвы в шнур не скатываются.[3]

3. Наблюдение и сравнение.

4.  Обобщение полученных данных.

Результаты исследования

Исследование №1   Определение кислотности почвы

Таблица 1 Показатели  рН почвенной среды

Схема 1 Показатели рН почвенной среды

Исследование №2  Определение механического состава почвы

Таблица 2 Механический состав почв

Анализируя полученные данные, мы выявили:

Участок № 1 – цветочный отдел слева от входа, участок № 2 – цветочный отдел справа от входа, имеют легко суглинистую почву и слабощелочную почвенную среду.

Участок № 3 – цветочно-декоративный отдел, почвы суглинистые, щелочные. 

Экологическое состояние.  Почвы исследуемых участков по своим показателям в целом имеют удовлетворительное экологическое состояние и пригодны для выращивания цветочных и декоративных культур.

Схема кислотности почвы школьного участка.

Программа действий. Как изменить показатели рН среды почвы?

        Щелочность, негативно сказывается на многих представителях флоры. Щелочная почва характеризуется высоким показателем Ph (7 и выше) и засоленностью. Обычно такие почвы считают «тяжелыми» из-за повышенного содержания солей кальция, большие дозы которого мешают усвоению железа и других полезных микроэлементов, что ослабляет растения и приводит к хлорозу. Щелочная  земля во влажном состоянии становится вязкой, а высыхая, приобретает вид «корки», а это препятствует поступлению воздуха к корням, в результате чего они быстро чахнут. Особенно тяжело приходится молодым растениям и рассаде, которые утрачивают способность образовывать хлорофилл, становятся подвержены болезням. Конечно, идеальной средой для выращивания является нейтральная среда  или слабокислая, но чаще всего выбирать не приходится.     Произвести подкисление почвы в наших силах. Какие существуют доступные способы? 
          1.  Внесение верхового (коричневого) торфа – отличная возможность улучшить структуру почвы в целом. Ведь сам по себе торф имеет кислую реакцию,  а его присутствие делает землю более рыхлой, «дышащей», восприимчивой к удобрениям. В малых дозах торф хорош даже для кислых грунтов, а на тяжелых глинистых землях и вовсе необходим. Но важно помнить, что торф не является удобрением! Норма внесения – около 1,5 кг.\ 1 кв.м. почвы.

        2. Среди органики самым лучшим раскислителем называют свежий навоз. Он не только удобряет грунт и насыщает его микроэлементами, но также повышает кислотность. Доза свежего навоза должна быть в три раза меньше, чем перепревшего, ведь в свежем виде он гораздо более активен! Норма внесения, исключительно под перекопку – не более 1 кг. \ 1 кв.м. почвы.

        3. Перепревший хвойный опад  — хорошая органическая составляющая, которая не дает быстрых результатов, но обеспечивает постепенное и мягкое подкисление почвы. Такая добавка хорошо разлагается, а также выполняет роль мульчи. Можно использовать хвойные опилки, или подстилку хвойного леса. Норма внесения – около 3 кг. \ 1 кв.м. почвы.

        4. Аналогично хвое используют листовой компост, который обладает сравнительно малой кислотностью, но при длительном внесении улучшает кислотный баланс.

        5. Мочевина, или карбамид – химическое соединение, которое относится уже к минеральным удобрениям. Значительное содержание азота улучшает рост и развитие растений на ранних стадиях, потому мочевину советуют вносить ранней весной в начале вегетационного периода. При перекопке мочевину заделывают на глубину 3-4 см., а для подкормки растений готовят раствор на водной основе. Норма внесения – около  50 гр.\1кв.м. почвы.[3]

         Чтобы получать красивую клумбу можно обратить внимание на растения для щелочных почв. Примерный перечень растений представлен в приложении.

        Суглинистые и легко суглинистые почвы считаются плодородной землей. Именно они могут в полной мере обеспечить растения влагой и полезными микроэлементами. Почва участка №3 суглинистая считается качественной землей, так как имеет оптимальное соотношение песка и глины в своем составе. Есть у этого типа почв и недостатки. Такая почва непременно требует тщательного и частого рыхления. Это обеспечит надлежащую вентиляцию земли и позволит ей быстро прогреться весной.

Способы исправления недостатков суглинистой почвы.  Глинистая, суглинистая почва относится к тяжелым видам. Она требует ухода и внесения удобрений. Во-первых, следует использовать метод мульчирования. Данный процесс представляет собой покрытие участка земли с высаженными растениями укрывным материалом. Мульчирование будет идеальным способом сохранения и поддержания здоровья растений. Кроме того, этот метод позволит сэкономить и облегчить ваш труд, затрачиваемый на полив и рыхление почвы.[5]

Выводы

Почва слегка щелочная сильно беспокоиться не нужно, однако, чем выше рН, тем труднее найти подходящие растения для сада, которые выживут в условиях с щелочными почвами. Теперь я знаю, что значит «подкисление почвы», а также смогу порекомендовать и подобрать растения для щелочных почв на любой вкус.

В участке №1, №2, №3 почву необходимо разрыхлять, мульчировать использовать листовой компост для подкисления почв.  Продолжить        выращивание растений, которые предпочитают слабощелочные почвы такие как, пеларгония зональная (герань садовая), бальзамин, петуния,  азалии, бархатцы, ирис, очиток, лилии, сальвия и т.д.[3]

Очень  хочу, что бы облик моей школы был самым лучшим. Надеюсь, что мой исследовательский проект будет оценен и использован  администрацией школы при планировании озеленения территории.

Список использованной литературы

1. Высоцкий, Георгий Николаевич // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978
2. Меженский В.Н. М43 Растения-индикаторы / В.Н. Меженский. — М.: ООО ≪Издательство ACT≫; Донецк: ≪Сталкер≫, 2004. — 76, [4] с. —

(Приусадебное хозяйство).

3. Шапиро Я. С. Агробиология: учебное пособие. СПб.: Проспект Науки, 2009. — 280 с.
4. http://flowery-blog.ru/interesnoe-o-cvetah/rasteniya-dlya-shhelochnyx-pochv.html 
5.  http://megaogorod.com/atricle/2824-kakie-rasteniya-rastut-na-kislyh-pochvah-i-    kak-ee-opredelit
6. http://fb.ru/article/178867/kak-opredelit-kislotnost-pochvyi-samostoyatelno-   na-svoem-uchastke

Приложение

В химии применяется набор специальных веществ — индикаторов изменяющих окраску раствора, в который их добавляют под влиянием увеличения или уменьшения концентрации водородных и гидроксильных ионов. Известным индикатором является универсальная лакмусовая бумага, которая в щелочном растворе окрашивается в синий цвет, а в кислом — в красный. Использование определенных реактивов с последующим сравнением полученной окраски почвенного раствора со стандартной окрашенной шкалой позволяет определить кислотность почвы.

Что означает  кислотность почвы (рН фактор)?

Почвенный раствор играет настолько важную роль в жизни растений, что Гео́ргий Никола́евич Высо́цкий русский почвовед, лесовод, геоботаник и географ (1925) образно назвал его «кровью земли».[1]

В почвенном растворе находятся свободные кислоты и основания,

что определяет его реакцию — кислотность, или напротив, щелочность.

Реакция раствора определяется концентрацией свободных водородных

(Н+) и гидроксильных (ОН–) ионов и измеряется водородным показателем рН — отрицательным логарифмом концентрации ионов водорода.

Кислотно-основные свойства почвы — это одна из важных характеристик ее плодородия.(2)

Обычно этот показатель выражается величиной рН – водородный показатель раствора. Все почвы по рН делятся на сильнокислые (рН 3-4),кислые (рН 4-5), слабокислые (рН 5-6), нейтральные (рН 6,5-7), слабощелочные (рН 7-7,5), щелочные (рН 7,5-8,5),  сильнощелочные (рН 8,5 и  более). Большинство растений лучше произрастает при нейтральной или слабокислой реакции почвы. Как кислая, так и щелочная реакция почвы губительны для растений.

Различают актуальную и потенциальную кислотность почвы. Для растений наиболее важна первая. Актуальная кислотность – это превышение концентрации протонов водорода над ионами гидроксила в почвенном растворе. Она определяется содержанием в почвенном растворе кислот – угольной, щавелевой, лимонной и т.д. Плодородию почв и биологической продуктивности растений (количество зеленой массы, величина и форма соцветий, число цветков в соцветии и т.д.) серьезный ущерб наносит появление кислотности в почве, вызванное, с одной стороны, условиями почвообразования, с другой – антропогенной деятельностью. В первом случае кислые продукты ежегодно образуются при разложении микроорганизмами опавшей листвы, хвои, коры деревьев.

Антропогенная деятельность – это и выбросы промышленных предприятий, вызывающие появление кислотных дождей, и минеральные удобрения, при внесении в больших количествах, подкисляющие почву. Поэтому умение определять кислотность почвы крайне важно при выращивании растений.

Концентрация растворов солей зависит от климатических условий и от времени года. В зависимости от содержания солей и кислот почвенный раствор по своей химической реакции может быть или нейтральным, или щелочным, или кислотным. Нейтральный раствор характеризуется наличием в почве щелочей нейтрализующих почвенную кислоту.

Излишки извести вызывают щелочную реакцию, наоборот, недостаток ведет к повышению кислотности почвы.

В почве могут находиться в свободном состоянии как органические, так и неорганические кислоты. От их присутствия и зависит наличие активной кислотности. Увеличение степени кислотности почвы зависит также от содержания СО2 в почвенном воздухе, наоборот, сокращению кислотности способствует наличие в почве карбонатов и бикарбонатов

Показатели механического состава почвы при определении визуально и на ощупь

Наверняка вам знакомо понятие «плодородная почва». Эта та, на которой хорошо растут культурные и декоративные растения, цветут цветы, дают хороший урожай плодовые деревья. Плодородной землей считаются суглинистые и супесчаные почвы. Именно они могут в полной мере обеспечить растения влагой и полезными микроэлементами. Почва суглинистая считается качественной землей, так как имеет оптимальное соотношение песка и глины в своем составе. Такая почва на 70 процентов состоит из глины и на 30 процентов - из песка. Почва, которая содержит крупные и мелкие песчаные частички, считается способной дать хороший урожай. Суглинок отлично пропускает влагу, «умеет» ее сохранять в необходимых количествах, нужных для правильной жизнедеятельности растений. Почва суглинистая богата минералами и микроэлементами, отлично пропускает воздух. Такая земля считается идеальной. Многие садоводы стремятся хотя бы приблизить землю на своем участке к суглинистой почве. Привозят на огороды больше песка, если почва глинистая, или, наоборот, добавляют чернозем в илистую почву. А те огородники, кому повезло выращивать растения на суглинистой почве, просто наслаждаются хорошим качественным урожаем. Основные достоинства суглинистой почвы Данный вид почвы идеально подходит для выращивания практически всего огромного списка растений: овощей, фруктовых деревьев, ягодных кустарников, цветов. Почва суглинистая отличается повышенной влагостойкостью, способна длительное время сохранять влагу. Почва, состоящая из 70 процентов песка и 30 процентов глины, имеет хорошую способность подпочвенного орошения. Высокие показатели аэрации, то есть этот вид почвы отлично вентилируется, хорошо пропускает воздух. Хорошо усваивает удобрения и навоз, улучшая показатели урожая с каждым годом эксплуатации.

Есть у этого типа почв и недостатки. Такая почва непременно требует тщательного и частого рыхления. Это обеспечит надлежащую вентиляцию земли и позволит ей быстро прогреться весной. Если своевременно и в достаточных количествах вносить в почву навоз (специалисты рекомендуют коровий или конский) и известковые удобрения, то недостатков и минусов у такой земли просто не будет. Способы исправления недостатков суглинистой почвы Глинистая, суглинистая почва относится к тяжелым видам. Она требует ухода и внесения удобрений. Если огородник-садовод решает улучшить показатели урожая и исправить несущественные недостатки такой земли, то есть несколько советов. Во-первых, следует использовать метод мульчирования. Данный процесс представляет собой покрытие участка земли с высаженными растениями укрывным материалом. Мульчирование будет идеальным способом сохранения и поддержания здоровья растений. Кроме того, этот метод позволит сэкономить и облегчить ваш труд, затрачиваемый на полив и рыхление почвы. [6]

Чтобы получать красивую клумбу можно обратить внимание на растения для щелочных почв. В скобках приведены данные о высоте растения и периоде цветения. Адонис (30 см., апрель-май) относят к первоцветам, сначала появляются его ярко-желтые цветки, а уже потом листья. Его сменяет энотера, или ослинник (30-100 см., июнь - август) – кустообразное морозостойкое растение с венчиками желтых, белых, или розовых цветков.  Морозник (20-50 см., начало весны) согласно своему названию устойчив к морозам и пробуждается, когда другие первоцветы еще спят. Очень необычен анациклюс (10-30 см., июль-август) — с  цветками, похожими на ромашки, который не любит избытка влаги и бесснежных зим. Анемона (до 70 см., начало весны и конец лета) – популярное многолетнее растение, на основе которого выведено множество пестрых сортов. На фоне цветника можно разместить магонию (до 1,5 м., май-июнь) – вечнозеленый сравнительно устойчивый к холоду кустарник с оригинальными ароматными цветками. Снежноягодник (до 1,5 м., июль-август) – это с детства знакомый многим кустарник с ягодами-шариками, которые бывают белыми и розовыми. Щелочная почва подходит для выращивания бадана (до 40 см., май-июль) — очень экзотичного растения, которое любит полутень и не требует зимнего укрытия. Эффектный зимостойкий почвопокровник камнеломка (около 20 см., май-июнь) образует  сплошной ковер из цветков на солнышке. А вот дороникум, или солнечная ромашка (около 50 см., май-июнь) предпочитает легкое затенение и хорошо зимует без укрытия. Хеномелес (до 3 м., май) также называют японской айвой – это высокий кустарник, цветки на котором появляются раньше листьев. Любителям ароматных лиан понравится декоративная жимолость каприфоль (до 6 м., июль) , которая зимует под легким укрытием. В процессе роста гипсофила (до 1 м., июль-сентябрь) образует воздушное облако из цветков, притом, несмотря на видимую хрупкость, растение морозоустойчиво. Иберис (30 см., июнь-сентябрь) может похвастаться необычной формой цветков и обилием оттенков, но требует зимнего укрытия. Растения для щелочных почв – это знакомые нам касатики, ирисы (до 1 м., май-июль), с их радужными оттенками. Одновременно с ними цветет вейгела (до 1,5 м., май-июнь) – солнцелюбивый листопадный кустарник, требующий укрытия на зиму. Лиственный кустарник-первоцвет керрия японская (до 2 м., май) наряжается в ярко-желтый наряд в самом начале весны, а вот высокие и яркие лаватеры (до 2 м., все лето), в числе которых есть одно- двух- и многолетние сорта, будут украшать участок все лето. Гибискус сирийский (до 1,5 м., все лето) – собрат комнатной розы, который отличается высокой морозостойкостью и декоративностью, может составить компанию ползучему клематису (до 3 м., зависит от вида), который цветет несколько раз за сезон. клематис и гибискус сирийский Оригинальной внешностью отличается анафалис (20-50 см., июнь-сентябрь), он легко переносит морозы, аналогично высокому котовнику (10-100 см., май и сентябрь), который по совместительству является лекарственным растением. Раннецветущий кустарник форзиция (до 3 м., апрель-май) подобно весеннему солнышку, разукрасит клумбу в начале сезона. В то время, как луковичная крокосмия (50-80 см., июль-август) будет дополнять сад не только алыми цветками, но и необычными листьями. На щелочных почвах шток-роза, или мальва (до 2 м., июнь-август) образует густые заросли, это растение имеет множество сортов, в их числе есть махровые. На солнышке можно поместить неприхотливую лапчатку (до 1 м., июнь-октябрь). Кореопсис (около 60 см., июль-сентябрь),  несмотря на утонченную и изысканную внешность, на самом деле совершенно неприхотлив. Как и левкой, или маттиола (до 60 см., июнь-август) — многочисленный род однолетних и многолетних растений, который выращивают из-за пьянящего аромата. левкой и кореопсис Садовые виды молочая (зависит от вида, май-июль, сентябрь) – это зимостойкие многолетники с большим количеством сортов на любой вкус. На заднем плане клумбы благодаря своему высокому росту хорошо будет смотреть дельфиниум (до 2 м., июль, октябрь). Самый первый вестник весны – подснежник (10-30 см., март-апрель), долгожданный и неприхотливый, наравне с ранним прострелом (5-40 см., апрель-май), хорошо приживается на почвах с низкой кислотностью. подснежник и прострел.  Два ярких и дополняющих друг друга почвопокровника – резуха (до 30 см., апрель-май) и обриета (до 15 см., апрель-май, сентябрь-октябрь) – растения для щелочных почв. Эти неприхотливые и зимостойкие бордюрные цветы можно высадить вдоль дорожки. Миниатюрный кустарник самшит (до 1,5 м.) популярен благодаря кроне из мелких листиков, которая легко поддается формированию. На его фоне отлично смотрится неприхотливый алиссум (до 40 см., июнь-октябрь), покрытый ярко-желтыми цветками. Любимая нами сирень (до 4 м., май-июнь) также уютнее себя ощущает на низкокислотных грунтах. Добавит саду небесных красок синий лен (до 60 см., июнь-сентябрь) – очень нежное и трогательное, но притом холодостойкое растение. Пышноцветущая спирея (до 1,5 м., апрель-май) поднимет настроение ранней весной, этот кустарник имеет морозостойкие сорта. Вслед расцветет скумпия (до 2 м., май-июнь), ее цветки, оригинальные и экзотичные, не оставят никого равнодушным. скумпия и спирей Символ мая – тюльпан (20-80 см., апрель-май) также предпочитает низкий уровень кислотности, как и эффектная каменная роза (около 20 см.), получившая незаслуженно дурную славу. Щелочная почва – отличная среда для корейского лука (до 1,5 м., июнь-июль), он предпочитает солнышко, как и большинство садовых хризантем. Корейская и японская хризантемы (40-60 см., сентябрь-октябрь) могут похвастаться большой гаммой расцветок, а зимовать предпочитают под легким укрытием.  Богатой гаммой оттенков порадует цветоводов львиный зев (зависит от вида, июнь-октябрь), из сортов которого можно составить пеструю клумбу. Его дополнит стелящийся ясменник (до 20 см., май-август), в резерве которого есть множество ярких и морозостойких видов.[4]

Суглинистые и легко суглинистые почвы считаются плодородной землей. Именно они могут в полной мере обеспечить растения влагой и полезными микроэлементами. Почва участка №3 суглинистая считается качественной землей, так как имеет оптимальное соотношение песка и глины в своем составе. Есть у этого типа почв и недостатки. Такая почва непременно требует тщательного и частого рыхления. Это обеспечит надлежащую вентиляцию земли и позволит ей быстро прогреться весной.

Способы исправления недостатков суглинистой почвы.  Глинистая, суглинистая почва относится к тяжелым видам. Она требует ухода и внесения удобрений. Во-первых, следует использовать метод мульчирования. Данный процесс представляет собой покрытие участка земли с высаженными растениями укрывным материалом. Мульчирование будет идеальным способом сохранения и поддержания здоровья растений. Кроме того, этот метод позволит сэкономить и облегчить ваш труд, затрачиваемый на полив и рыхление почвы.[5]