Исследование почвы пришкольного участка

Оглавление

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

                          2. Основная часть………………………………….      4  стр.

                          3. Исследовательская часть……………………………5 стр.

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

                          5. Список литературы…………………………………..10 стр.

                          6. Приложение………………………………. ………….11-14 стр.

Введение

Ежегодно на пришкольном участке нашей школы педагоги и учащиеся сажают и ухаживают за различными цветами на клумбах, затрачивая немало сил и времени. Но результаты их труда не всегда радуют глаз. В чём же причина того, что, несмотря на заботы и ранний посев семян на рассаду, цветы не успевают распуститься и порадовать окружающих? Быть может дело в среде, в которой растут и развиваются растения?

Цель работы: изучение экологического состояния почвы пришкольного участка.

Задачи:

1. Изучить литературу по данной проблеме.
2. Подобрать методики для оценки состояния почвы пришкольного участка.
3. Провести физико-химический анализ почвы пришкольного участка.
4. Исходя из результатов исследования, составить  план мероприятий по улучшению состояния почвы.

Объект исследования: почва.

Методы: 1.  изучение литературы;

                2.  эксперимент;

                3.   анализ результатов эксперимента.

Разработка плана мероприятий по улучшению состояния почвы определяет  практическую значимость выбранной мною темы.

Основная часть

Почва – это верхний плодородный слой Земли. Почва состоит из твердых частиц минералов, органических остатков и органоминеральных 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, отличающими его от материнской (почвообразующей) породы, было создано в последней четверти XIX в. В. В. Докучаевым — основателем современного почвоведения. До этого почву обычно рассматривали в качестве одного из геологических образований.  

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). Влияние органического гумуса на отдельные свойства почвы представлено на рис. 1 (приложение 1) Самые важные элементы почвенного питания растений: азот, фосфор и калий

Исследовательская часть

Исследования проводились в сентябре – ноябре 2015 года. Объект исследования - почва пришкольного участка: участок №1 – клумба у центрального входа в лицей, участок №2 – клумба, расположенная вдоль стены лицея со стороны ул.Зелинского, №3 – клумба, расположенная у спортивной площадки лицея.

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.  Показатели «мокрого» способа определения механического состава почвы представлены на рис. 2 (приложение 2)

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. Рассмотрев структуру почвы на каждом исследуемом участке, мы полученные данные занесли в таблицу.

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 обвязать марлей.

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

       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.Зафиксировать  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  использовала  таблицу 1. Категории почвы по окраске, содержанию гумуса и плодородию (Приложение 3) и рис. 3. Треугольник цветов С.А. Захарова. (Приложение 4)

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.  Для проведения опыта нам потребовались   образцы  почв с разных участков. Затем 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 проводила по стандартной методике.

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

Добавить к почве дистиллированную воду в количестве 5хm мл (5 мл воды на 1 г почвы).

Перемешать содержимое стакана в течение 3-5 минут.

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

Приготовление водной почвенной вытяжки представлено на рис. 4 (Приложение 5)

Определение степени кислотности почвенной вытяжки представлена в таблице 2 (Приложение 6)

7.  Определение плодородия почвы по продуктивности растений.

Оборудование и материалы: пластмассовые стаканчики; стеклянные трубочки диаметром 0,8 см; образцы почвы, взятые в разных местах; чистый промытый и прокаленный песок; семена овса.

Методика исследования: 1. Образцы почвы помещают в пластмассовые стаканчики. Контроль – чистый промытый и прокаленный речной песок. Объём почвенных образцов в каждом сосуде не менее 100 – 150 г. Полив  производится через стеклянную трубочку, которая вставляется перпендикулярно дну стаканчика.

2. Прорастить семена при температуре 26-27*С до размера основной массы проростков 5-6 мм.

3. Отобранные одинаковые проростки высаживаются в стаканчики по 12-13 штук. Через несколько дней, после приживания проростков, оставляют их по 10 штук в стаканчике. Почва поливается одинаково.

4. Когда проростки вырастут до 8- 12 см, они осторожно вытаскиваются из почвы, обмываются водой и высушиваются фильтровальной бумагой.

5. Измеряется длина трубчатого листа и корневой системы отдельно, данные вносятся в таблицу.

6. Взвесить на весах всю массу проростков, выросших на одном виде почвы.

7. Плодородие почвы определяется по высоте и весу проростков (по отношению к контролю, который принимается за 100%). Для этого составляется шкала оценок. Почва по плодородию делится на 5 условных категорий:

• очень бедная, малоплодородная – песок (100%);
• почва бедная, малогумусная, малоплодородная (125%);
• среднегумусная, среднеплодородная (150%);
• гумусная, плодородная (175%);
• очень плодородная, высокогумусный чернозём (200%).

Результаты исследовательской части представлены в таблице 3 и 4.

Таблица 3. Основные показатели исследуемых образцов почвы

Таблица 4. Показатели  плодородия почвы по продуктивности растений.

Результаты эксперимента.

Я провела исследование почвы пришкольного участка и установила некоторые ее важные характеристики. Причем образцы почвы с участка №1 и участка №2 очень близки по своим характеристикам.

1. Почва участка №1 и №2 супесчаная, мелкоструктурная, участка №3 – суглинистая, структурная.

2.Исследование доказало, что водопроницаемость супесчаной почвы выше, чем у суглинистой. Просачивание воды через почву участка №1 и №2 шло быстрее, чем через почву участка №3.

3. Исследование аэрации почвы показало, что   эта характеристика лучше выражена у супесчаной почвы, чем у суглинистой. Выделение пузырьков воздуха в сосуде с водой шло дольше у супесчаной почвы.

4. Определение показателя кислотности почв по почвенной вытяжке показало нейтральную среду всех образцов.

5. Плодородие почвы определяли двумя способами: по окраске почвы и по продуктивности растений. Оба способа доказали, что суглинистые почвы более плодородны, чем супесчаные.

Заключение

В результате проведенных   исследований была выявлена причина плохого роста некоторых растений на пришкольных клумбах – малоплодородная почва.  Самым приемлемым способом повышения плодородия почвы в нашем случае будет использование биологических методов, направленных на обогащение почвы гумусом и биологическим азотом. Посев многолетних трав (бобовых и травосмесей со злаковыми и бобовыми) служит наиболее дешевым и доступным способом обогащения почвы азотом путем фиксации его из атмосферного воздуха клубеньковыми бактериями. Большое влияние оказывают  посевы бобовых растений на численность и состав микрофлоры в почве. Разложение органического вещества в почве усиливается при более глубокой обработке почвы. 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 согласуем с администрацией лицея.

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. Бочкарева Н.Ф. Экология России. 8-9 классы. - Калуга: Золотая аллея, 1997.

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

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

6. Гальперина Г.А., Красичкова А.Г. Золотая книга приусадебного участка. М. «Вече»,

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

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

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

10. 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

Рис. 4.      Приготовление почвенной вытяжки

                                                                                                          ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Таблица 2. Определение степени кислотности почвы