Исследовательская работа "Почва как особое природное тело"

Муниципальная научно-практическая конференция школьников

«Путь в науку»

Направление (секция): Юный исследователь

ПОЧВА КАК ОСОБОЕ ПРИРОДНОЕ ТЕЛО

Автор:

Хабибулин Руслан,

обучающийся 4 класса

МБОУ «Боханская СОШ №1»

Руководитель:

Табитуева Ольга МИхайловна,

учитель начальных классов

МБОУ «Боханская СОШ №1» п.Бохан

п. Бохан

2023 г.

Оглавление

Введение

Почва — верхний слой земли, обладающий плодородием. Она является одним из важнейших богатств, которыми располагает человек, так как является основным источником нашего пищевого благосостояния. Недаром говорят «Земля – кормилица». Поэтому проблема рационального использования и охраны плодородия земли, как особого природного тела, является одной из важнейших. 

Актуальность работы состоит в том, что осуществляя различные действия по использованию земельных ресурсов в хозяйственных нуждах, зачастую происходит загрязнение и истощение почвы. И мы можем видеть, что на одном огороде можно собирать большой урожай, а на другом – практически ничего не растёт.

Нашу семью это коснулось, когда в 2022 году в огороде случился неурожай. На поле, с которого мы ранее собирали 15-20 мешков картофеля, в этом году мы выкопали только 3 мешка. Отметим, что в предшествующие 2-3 года осенью землю начинало затягивать мокрецом, что затрудняло процесс ручной копки. Перед нами стал острый вопрос: Как улучшить почву и защитить качество её плодородия в дальнейшем?

Гипотеза: Мы предположили, что почва с домашнего огорода истощена и содержит избыточное количество щёлочи.

Поэтому целью исследовательской работы является изучение основных факторов, которые привели к ухудшению плодородия почвы домашнего огорода и разработка рекомендаций по повышению её качества.

Для достижения цели нами были определены следующие задачи:

1. определить понятие «почва»,
2. собрать и изучить информацию о свойствах и типах почв;
3. опытно-экспериментальным путём провести исследование состава почвы, взятого из домашнего огорода;
4. на основе полученных результатов исследования почвы определить факторы возникших проблем, связанных с её плодородием;
5. обобщить и систематизировать полученную информацию;
6. разработать рекомендации по повышению качества плодородия земли.

Объект исследования: почва как особое природное тело

Предмет исследования: состав почвы и факторы понижения качеств её плодородия.

Методы исследования: сбор и анализ информации из различных источников, наблюдение, эксперимент, сравнение, анализ, систематизация и обобщение, представление полученных данных.

Практическая значимость: Результаты исследования необходимы для членов нашей семьи и будут полезны всем, кто сталкивается с проблемами плодородия почвы в посёлке Бохан Боханского района Иркутской области.

Основная часть

1. Почва как особое природное тело

Почва – это верхний слой земной коры, возникший в результате длительного взаимодействия живых и минеральных веществ. Почва является особым природным телом, основное качество которого – плодородие.

Плодородие – это способность почвы обеспечивать потребность растений в элементах питания, влаге и воздухе, а также обеспечивать условия для их нормальной жизнедеятельности.

Процесс образования почвы начинается с разрушения горных пород. Затем на горных породах поселяются микроорганизмы и растения. Растения оставляют после себя органические остатки. Животные и насекомые разрыхляют почву, упрощая проникновение воды и воздуха. Бактерии, грибы способствуют разложению органического вещества. В результате формируется гумус (перегной) — самая важная часть почвы. Гумус – это основное органическое вещество почвы тёмного цвета, содержащее питательные вещества, необходимые высшим растениям. Чем больше гумуса в почве, тем она становится плодороднее.

На формирование почвы влияют различные факторы:

• Свойства горной породы, являющейся основой для формирования почвы.
• Рельеф местности, на которой находится почва.
• Климат, определяющий температуру и влажность, а также влияние ветра.
• Растительный и животный мир, благодаря которому почва рыхлится, а также происходит круговорот вещества: органические и минеральные питательные вещества вытягиваются растениями, а затем возвращаются в почву вместе с отпадающими листьями, погибшими растениями и животными.
• Время: длительность почвообразования.

2. Виды и типы почв

Любая почва состоит из твёрдых частиц и пор, заполненных воздухом или раствором. В зависимости от механического состава почвы делятся на несколько основных видов:

• глинистые;
• суглинистые;
• супесчаные;
• песчаные.

От механического состава почвы во многом зависят её свойства и уровень плодородия. Так, глинистые почвы хороши для растений, но в них медленно разлагается органика, и их тяжело обрабатывать. Глинистые почвы называют тяжёлыми.

Песчаные почвы легки в обработке, но они очень бедны для растений. Самыми подходящими для выращивания растений являются супесчаные и суглинистые почвы. Они хорошо удерживают влагу, богаты питательными веществами и легки в обработке.

В зависимости от факторов почвообразования выделяют следующие типы почв: тундрово-глеевые, подзолистые, серые лесные, черноземы, каштановые, буроземы и сероземы, ферраллитные, красно-желтые почвы пустынь.

Тундрово-глеевые почвы формируются в холодном климате. Среднегодовые температуры низкие, образуются зоны вечной мерзлоты, увлажненность достаточно высокая, а органических веществ мало.

Подзолистые почвы формируются под хвойными и смешанными лесами — тайгой в умеренном климате. Увлажненность почв достаточно высока, и органические вещества вымываются в нижние слои почвы, верхний слой почвы похож на золу, отсюда и название. Поскольку листья ежегодно не опадают, пополнение органикой происходит медленно, поэтому подзолистые почвы не очень плодородны.

Серые лесные почвы формируются под лиственными лесами умеренного пояса. Увлажненность достаточно высока, но почва быстрее пополняется органическими веществами, благодаря этому ее плодородность выше, чем у подзолистой.

Черноземы — наиболее плодородные почвы, они формируются в зоне лесостепей и степей, где климат достаточно теплый, а увлажнение умеренное. Обилие трав и мелких растений обеспечивает большое количество органики, а благодаря отсутствию крупных растений питательные вещества не вытягиваются, а накапливаются в почве. Она имеет рыхлую структуру, хорошо проводит воздух и воду. Такие почвы активно используются для сельского хозяйства.

Красные и каштановые почвы формируются в зоне степей с недостаточным увлажнением, здесь меньше растений, из-за этого меньше органических веществ поступает в почву. Тем не менее, при искусственном орошении эти почвы становятся достаточно плодородными.

Буроземы и сероземы формируются в зонах полупустынь и пустынь. Они бедны органическими веществами из-за ограниченной растительности. В то же время эти почвы богаты минеральными веществами, часто засолены.

Ферраллитные почвы формируются в тропических лесах с избыточным увлажнением и очень быстрым круговоротов веществ. Благодаря бурной растительности почва быстро пополняется органическими веществами, но также быстро вещества вытягиваются из нее, поэтому плодородный слой не формируется. Ферраллитные почвы богаты минеральными веществами.

3. Свойства почвы

1. Физические свойства почвы

От механического состава почвы зависят её физические свойства:

• Пористость — соотношение пустот в почве к её твёрдым частицам.
• Плотность — зависит от механического состава и пористости. Чем пористей и рыхлей почва, тем выше её плодородные свойства и ниже плотность.
• Тепловой режим — способность нагреваться от солнца и термальных источников, и удерживать тепло.
• Влагоёмкость — способность впитывать и удерживать влагу.
• Влажность — наличие в почве воды.

1. Технологические свойства почвы

Одним из условий получения высоких урожаев является качественная обработка почвы. На качество обработки почвы существенное влияние оказывают и технологические свойства почвы, так как они определяют степень ее оборачивания, крошения, рыхления, перемешивания и уплотнения. Связность, пластичность, липкость почвы препятствует нормальной обработке почвы сельскохозяйственными орудиями. Такими свойствами обладают глинистые почвы. Физическая спелость почвы – интервал влажности, при котором почва при обработке без больших усилий хорошо крошится и не прилипает к орудиям обработки, позволяет получить лучшее качество крошения, рыхления и перемешивания.

3. Практическая часть исследования

1.  Наблюдение и опрос

Территория огорода на участке по улице Доржи Банзарова, дом 18, п.Бохан Боханского района Иркутской области располагается на склоне горы. Мы взяли с данного участка образец почвы и тщательно рассмотрели её, используя лупу.

Почва по своим характеристикам относится к подзолистому типу. Имеет тёмно-коричневый цвет во влажном состоянии, а при подсыхании выделяет золистый окрас верхнего слоя почвы. Образец почвы плотный, в нём мало воздушных пор. При поливе почва стала связной, пластичной и липкой, что свидетельствует о содержании в почве глины.

После смешивания почвы с водой жидкость стала мутной, а после осел осадок мелких частиц. Снизу было много мелких камешков, выше глинистый слой и небольшой слой мелких частиц из полусгнивших растений и насекомых. Вверх поднялись золистые частицы и волокна.

Из беседы с родителями было выяснено, что более 5 лет при вспашке земли в почву добавляли древесную золу для борьбы с личинками проволочника и профилактики распространения сорняка мокрица. Более 2 лет почву не удобряли перегноем и минеральными веществами. Полив огорода постоянно проводится не фильтрованной водой из скважины, которая содержит известняк.

Проведённое наблюдение и опрос позволил определить, что почва в огороде истощена и содержит избыточное количество золы и известняка, а значит, имеет избыточно щелочную среду.

2.  Опыты и эксперименты

Изучая собранный материал о свойствах почвы, мы определили, что показатель кислотности почвы – один из важнейших факторов, оказывающих существенное влияние на плодородие земельного участка. Оптимальный кислотно-щелочной баланс (pH) для саженца способствует его наилучшему развитию и максимальному урожаю. Поэтому для определения кислотности в домашних условиях мы взяли грунт, столовый уксус и пищевую соду.

В первой ёмкости с землей мы тщательно перемешали почвы с водой и засыпали пищевой содой. Реакции не последовало. Мы пришли к выводу, что почва имеет нейтральную или щелочную среду.

Во вторую ёмкость с землей мы добавили уксус. Произошла реакция с выделением газа – проба начала сильно шипеть и пузыриться. Данный эксперимент доказал, что почва из огорода щелочная.

 В практической части нашего исследования мы выяснили, что почва в нашем огороде является каменистым суглинком, истощена и содержит избыточное количество щёлочи. Она имеет низкую плодородность, земля, тяжелая, вязкая, плохо пропускает влагу и слабо насыщена гумусом. Такая земля характеризуется высоким содержанием золы и солей кальция (извести). А для любого растения необходима рыхлая, богатая питательными органическими и минеральными веществами, влажная и нейтральная почва.

4. Рекомендации по повышению качества плодородия исследуемой почвы

Неблагоприятные условия плодородия почвы привели к тому, что в нашем огороде плохо растут овощи и приносят мало плодов. Для того, чтобы повысить качественные характеристики почвы мы разработали следующие рекомендации, которые уже применили осенью после сбора урожая и планируем использовать весной перед вспашкой земли и посадкой растений.

Улучшить структуру плодородного грунта рекомендуется при помощи глубокой вспашки с внесением увеличенных доз органических удобрений, которые подкисляют грунт. Лучшим из них является перегнивший навоз, в который следует добавить обычный суперфосфат (около двадцати килограмм на тонну навоза) или фосфорную муку (около пятидесяти килограмм на тонну перегноя). Подкисляет почву хвоя и опилки сосновых деревьев, которые требуется применять в качестве основы для мульчирования грунта. Хороший результат для нормализации щелочности даст компост из перегнивших листьев.

Нейтрализовать щелочную почву можно с помощью внесения в почву сернокислого кальция, который в народе именуют гипсом. При внесении обычного гипса, кальций вытесняет поглощенный натрий, в результате чего улучшается структура солонцового горизонта, земля начинает лучше пропускать влагу, вследствие чего, из грунта постепенно вымываются избыточные соли.

Заключение

«Почва – это особое природное тело, а не мёртвый продукт. Почва – живое существо. Она рождается, развивается, дышит, поглощая кислород и выделяя углекислый газ. Она даже может умирать.» – так сказал В.В.Докучаев. И мы полностью с ним согласны. В результате нашего исследования, мы смогли доказать, что почва – это особое природное тело и удивительное творение природы. Под воздействием хозяйственной деятельности произошло истощение почвы в нашем огороде и если не заботиться о ней, она умрёт – прекратит быть плодородной и мы не сможем собирать с неё урожай.

В ходе работы мы исследовали состояние почвы и выяснили, что она истощена и содержит избыточное количество щёлочи в форме извести и золы, что подтвердило гипотезу.

Работа по данной теме вызвала особый интерес к изучению почвогрунта огорода и его плодородия у меня и моих родителей.

В дальнейшем планирую проводить опыты с почвой для определения её качества, использовать изученный материал и разработанные рекомендации по окислению или выщелачиванию почвы, а также проводить мелиорацию, направленную на осуществление действий по защите, улучшению качества и рациональному использованию земельных ресурсов.

Список используемых источников информации

1. Википедия. Почва. - [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Почва 
2. География. Почва как особое природное образование. - [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://geographyofrussia.com/pochva-kak-osoboe-prirodnoe-obrazovanie/
3. Как проверить кислотность почвы - [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://agro-market24.ru/blog/sovety-i-rekomendatsii/kak-proverit-kislotnost-pochvy-5-sposobov/ 
4. Как уменьшить высокую щелочность почвы? - [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://crazyagro.com/kak-umenshyt-vysokuyu-chshelochost-pochvy/
5. Природа Мира. Почва как особое природное тело. - [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://natworld.info/nauki-o-prirode/pochva-osoboe-prirodnoe-telo 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Фотоиллюстрации к работе

Фото 1. Почва после высыхания

                           Фото 2. Проба почвы            Фото 3. Почва растворенная водой

Фото 4. Реакция щелочной почвы на уксус