ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА «Исследование состава и свойств почвы на учебно-опытном пришкольном участке»

МУНИЦИПАЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №32

Г. ЮЖНО-САХАЛИНСКА

Туристско-краеведческое движение

                                                                              «Отечество»

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

«Исследование состава и свойств почвы на учебно-опытном пришкольном участке»

Секция «Природное наследие»

Подготовил:

Церипа Павел Владимирович,

учащийся 6 А класса

МАОУ СОШ № 32

Руководитель:

Саитов Евгений Владимирович,

учитель биологии и химии МАОУ СОШ № 32

Южно-Сахалинск,  2017

Оглавление

1.Введение…………………………………………………………..…3 стр.

2. Основная часть……………………………………………………4-5 стр.

3. Исследовательская часть……………………………………..….6-7 стр.

4. Заключение………………………………………………………... .8 стр.

5. Список литературы…………………………………………………9 стр.

6. Приложение………………………………. ……………….......10-14 стр.

Введение

Наша школа имеет учебно-опытный пришкольный участок, территория которого используется как экспериментальная площадка для научно-исследовательской деятельности учащихся. Эстетическая функция пришкольного участка реализуется в цветниках и декоративных уголках. Практический аспект пришкольного участка подразумевает исследовательскую деятельность учащихся в теплице, где будут выращиваться овощные культуры. Главным фактором для выбора выращиваемых культур являются плодородие, физико-механические и химические свойства почвы. Поэтому почву необходимо сохранять и улучшать, а проводимая агротехника должна учитывать её свойства. Анализ почвы на пришкольном участке не проводился, поэтому исследования актуальны. Результаты проведённых исследований могут быть использованы для ухода за растениями и проведения дальнейших исследований.

Объект исследования: почва.

Предмет исследования: состав и свойства почвы.

Гипотеза: мы предполагаем, что изучение почвы поможет выяснить их особенности и разработать правильные рекомендации по улучшению их плодородия, что значительно разнообразит количество видов растений для научно-исследовательской деятельности на участке.

Цель исследования: провести анализ почвы на учебно-опытном пришкольном участке и предложить рекомендации по её сохранению и улучшению.

Для достижения цели мы выдвинули следующие задачи:

1) собрать и изучить информацию о почве (книги, информация из сети Интернет)

2) изучить различные методики исследования почв и выбрать те из них, которые возможно реализовать в условиях школьной лаборатории

3) провести исследования свойств и состава почвы пришкольного участка

4) на основе полученных фактов дать характеристику состояния почвы на пришкольном участке

5) определить меры по улучшению плодородия почвы

Методы исследования: 

- эмпирические  (изучение научной литературы,  наблюдение, эксперимент)

- теоретические (анализ, сравнение, обобщение результатов).

Основная часть

Почва – это верхний плодородный слой Земли. Почва состоит из твердых частиц минералов, органических остатков и химических соединений, а также из воды (точнее почвенного раствора), газов и живых существ, обитающих в ней. Она возникает на границе литосферы и атмосферы в результате воздействия климата и живых организмов (растений и животных) на горные породы и покрывает практически всю сушу, образуя почвенный покров. Представление о почве как о самостоятельном природном теле с особыми свойствами было создано в последней четверти XIX в. В. В. Докучаевым — основателем современного почвоведения.

Главным свойством почвы является ее плодородие.

Характеристики почвы, влияющие на плодородие:

1. механический состав;
2. минералогический и химический состав;
3. физические свойства почвы;
4. водный, воздушный и тепловой режим почвы;
5. живые организмы и т. д.

По механическому составу почвы делятся на песчаные, супесчаные, суглинистые, глинистые и легкие суглинистые. У песчаных почв хорошая воздухопроницаемость, благоприятные тепловые свойства, но влага в них быстро уходит в нижние слои. В таких почвах корневая система растений развивается плохо. Супесчаные почвы воздухопроницаемы, у них благоприятные тепловые свойства, но они тоже не достаточно влагоустойчивы, корневая система в них развивается слабо. У суглинистых почв удовлетворительная воздухопроницаемость, благоприятные тепловые свойства. Корневая система растений в них развивается удовлетворительно. Эти почвы обладают хорошей структурой, большим запасом питательных веществ, доступных растениям, а поэтому плодородны (за исключением сильно подзолистых).  Глинистые почвы отличаются плохой воздухопроницаемостью, неблагоприятными тепловыми свойствами. Они влагоустойчивы, часто бывают переувлажненными, плохо обогреваются. Корневая система растений в таких почвах развивается очень плохо.

Способность почвы распадаться на агрегаты называется структурностью, а совокупность агрегатов различной величины, формы и качественного состава называется почвенной структурой. В каждом комочке структурной почвы частицы песка и глины прочно склеены перегноем. Такие комочки не размываются водой. Промежутки между ними заполняются воздухом. Поэтому в структурной почве хорошо разрастаются корни растений и живут почвенные бактерии и грибы, различные мелкие животные. Почва, в которой мелкие пылевидные частицы плотно прилегают друг к другу, называется бесструктурной. В бесструктурной почве мало воздуха. Талая и дождевая вода смачивает только ее поверхность и не проникает в более глубокие слои. Бесструктурные почвы малоплодородны.

Существенным фактором, влияющим на плодородие почвы, является кислотность. От нее зависит эффективность использования удобрений, развитие заболеваний культурных растений. Кислотность почвы - это   показатель анализа почвы, характеризующий содержание протонов водорода в почве. Обычно этот показатель выражается величиной рН. Большинство растений лучше произрастает при нейтральной или слабокислой реакции почвы. Как кислая, так и щелочная реакция почвы губительны для растений. Кислотность почвенного раствора оказывает большое влияние на развитие растений и жизнедеятельность микроорганизмов. Обычно при усилении кислотности угнетается рост и развитее большинства культурных растений и бактериальной микрофлоры. Все почвы делят на сильнокислые, среднекислые, слабокислые, нейтральные, слабощелочные, щелочные и сильнощелочные.

Гумус - органическое вещество почвы, образующееся в результате разложения растительных и животных остатков, а также продуктов жизнедеятельности организмов и синтеза гумусовых органических веществ микроорганизмами. Гумус - основа плодородия почвы. Количество гумуса в почве поддерживается двумя противоположно направленными микробиологическими процессами: гумификацией (анаэробный процесс превращения остатков животных и растений в гумус) и минерализацией (аэробный процесс разрушения гумуса до простых органических и минеральных соединений). Самые важные элементы почвенного питания растений: азот, фосфор и калий.

Исследовательская часть

Исследования проводились в сентябре – октябре 2016 года. Объект исследования - почва пришкольного участка: участок - клумба, расположенная вдоль стены школы со стороны пер. Мичурина.

1.Определение механического состава почвы

Точное определение механического состава почвы проводится путем лабораторного анализа и требует специального оборудования. Однако существуют способы полевого определения механического состава, результаты которого вполне приемлемы для практического использования. Наиболее точен так называемый «мокрый» метод, основанный на свойстве пластичности почв, способности ее во влажном состоянии сохранять приданную ей форму. Щепотку почвы смачивают водой до консистенции теста так, чтобы вода из почвы не отжималась, но чтобы она была достаточно пластичной. Хорошо размятую почву скатывают в шарик и раскатывают на ладони в шнур толщиной около 3 мм, сворачивают в кольцо диаметром около 3 см. При этом в зависимости от механического состава получаются различные результаты.

2.Определение структуры почвы

При структурном состоянии масса почвы разделена на отдельности (агрегаты) той или иной формы и размеров. Бесструктурное состояние бывает тогда, когда механические элементы, слагающие почву, не соединены между собой в более крупные агрегаты, а существуют раздельно или залегают сплошной сцементированной массой. Типичный пример бесструктурного состояния - рыхлый песок. Между структурными и бесструктурными почвами встречаются переходные состояния.

3. Определение водопроницаемости почвы

Водопроницаемость - способность почвы впитывать и пропускать через себя воду из верхних слоев в нижние. Водопроницаемость зависит от механического  состава, структурности, наличия перегнойных веществ в почве. Песчаные и супесчаные почвы более проницаемы для воды, чем глинистые и суглинистые. В структурных почвах по сравнению с бесструктурными водопроницаемость лучше.

Материалы и оборудования:  образцы почвы, стеклянные трубки высотой 25-30 см и диаметром 3-4 см, стаканы, штатив для трубок, марля, картон, часы

Ход работы.

1.  Стеклянные трубки снизу обвязали марлей.

2.Насыпали в каждую из них на высоту 20 см образцы почвы, для уплотнения почвы слегка постучали по трубкам.

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

4.Закрепили трубки в штативе и подставили под них стаканы.

5.Налили в трубку воды на высоту 5 см, отметили время и доливая воду поддерживали 5- сантиметровый столб воды до тех пор, пока она не прошла через весь слой почвы.

6.Зафиксировали  время, за которое вода прошла 20- сантиметровый слой почвы  в трубке.

4. Определение плодородия почвы по окраске

Одним из главных признаков плодородия почвы является наличие в ней гумусовых веществ, которые обуславливают чёрную, тёмно-серую и серую окраски

Для определения плодородия почвы по окраске  использовали  таблицу 1.

5.  Изучение насыщенности почвы воздухом

Насыщенность почвы воздухом (т.е. аэрация) – важная почвенная характеристика. Атмосферный воздух проникает в почву, создавая условия для прорастания семян, развития корней и корневых систем, окисления веществ.  Мы поместили образцы в сосуды с водой и наблюдали, как выделяется из почвы воздух, замещаясь водой. В ходе работы мы зафиксировали время выделения воздуха.

6. Исследование кислотности почвы

Определение показателя кислотности почв осуществляется путем приготовления почвенных вытяжек, т.е. перевода всех находящихся в почве ионов водорода в водный раствор. Используемый при выполнении исследования прибор называется рН-метром. Приготовление водной почвенной вытяжки проводили по стандартной методике.

В стакан на 200 мл поместили 20-50 г. высушенной и охлажденной до комнатной температуры почвы. Взвесили стакан с почвой и без нее, определив массу почвы.

Добавили к почве дистиллированную воду в количестве 5 мл воды на 1 г почвы.

Перемешали содержимое стакана в течение 3-5 минут.

Отфильтровали содержимое стакана через бумажный фильтр, собирая готовую вытяжку в нижнем стакане. Вытяжка должна быть однородной и не содержать частиц почвы.

Таблица 1. Результаты эксперимента. Основные показатели исследуемых образцов почвы

Заключение

В результате проведенных   исследований была выявлена причина плохого роста некоторых растений на пришкольной клумбе – малоплодородная почва. Самым приемлемым способом повышения плодородия почвы в нашем случае будет использование биологических методов, направленных на обогащение почвы гумусом. Эффективно будет  использование компоста в качестве органического удобрения. Химический метод направлен на увеличение содержания в почве элементов питания, доступных для растений, путем внесения минеральных удобрений.

Реализацию этих мероприятий планируется осуществить в рамках исследовательской работы в течение учебного года и летних каникул.

Литература

1. Алексеева А.И., Николаева В.В. Население и хозяйство России. - М.: Просвещение, 1999.

2. Ашихмина Т.Я. «Школьный экологический мониторинг», М., «АГАР», 2000.

3. Габриелян О.С. Химия. 9 класс. - М.: Дрофа, 2012.

4. Газета «Химия в школе», М. «Первое сентября», 2008 №10, с. 18-20.

5. Мансурова С.Е., Кокуева Г.Н. «Школьный практикум. Следим за окружающей средой нашего города». М., «Владос», 2012 год.

6. Орлова А.Н., Сударкина А.А., Химия в сельском хозяйстве. М. Просвещение», 2012.

7. Князева Р.Н. Обучение химии в условиях сельской школы. М. «Просвещение», 2010.

8. Энциклопедия для детей. - М.: Аванта, 2010.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рис. 1.  Влияние органического гумуса на отдельные свойства почвы

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Рис. 2.  Показатели «мокрого» способа определения механического состава почвы

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Рис. 3. Треугольник цветов С.А. Захарова

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Таблица 1. Категории почвы по окраске, содержанию гумуса и плодородию

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Таблица 2. Определение степени кислотности почвы