Исследовательская работа "ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЧВЫ ОПЫТНОГО УЧАСТКА ШАРЬИНСКОГО АГРАРНОГО ТЕХНИКУМА"
опыты и эксперименты на тему

ОГБПОУ «Шарьинский аграрный техникум Костромской области»

Исследовательская работа

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЧВЫ

ОПЫТНОГО УЧАСТКА ШАРЬИНСКОГО АГРАРНОГО ТЕХНИКУМА.

Автор: Бобарыкина Ксения, 28 группа,

студентка 2 курса

Руководитель: Казарина Наталья Изотьевна,

преподаватель общеобразовательных дисциплин

г. Шарья 2017 г.

1. Аннотация………………………………………………………………………3

2. Введение (постановка задачи, актуальность, цель работы и ее значение)..4

3. Основное содержание………………………………………………………....6

4. Выводы и практические рекомендации ……………………….………….…...9

5. Заключение…………………………………………………………………….22

6. Список литературы, использованное программное обеспечение…………30

Аннотация.

Объекты исследования: Исследования проводились на опытном участке ОГБПОУ «Шарьинский аграрный техникум Костромской области». Исследовался почвенный покров, на котором высаживаются цветы и подрост многолетних кустарников.

Цель – изучить физические, химические и механические свойства почвы, с целью определения рекомендаций по эффективному использованию почвы, применения определённых мелиоративных мероприятий для улучшения качества почвы.

Исследование показало, что почва опытного участка принадлежит по механическому составу к суглинистым почвам — самым подходящим почвам для выращивания садово-огородных культур.

Основные методы исследования – описание почвы в натуре, полевое исследование, проведение лабораторных исследований, анализ имеющихся данных и сравнение со средними показателями.

Работа содержит 30 страниц.

Введение

        Цель: На основании всестороннего исследования почвы с опытного участка техникума разработать рекомендации по эффективному её использованию.

        Задачи: Выявить основные структурные признаки исследуемой почвы. Определить механический состав почвы полевыми методами («сухим» и «мокрым»); Оценить химический состава почвы по данным лабораторных анализов. Подобрать рекомендации по повышению плодородия почвы.

        Актуальность темы. 

1. Изучение механического состава и химических свойств на практике по почвоведению проводится в соответствии с учебным стандартом и планами для специальности «Садово-парковый и ландшафтный дизайн». На территории Шарьинского аграрного техникума имеется достаточно большой опытно-садоводческий участок, на котором студенты отделения проходят все виды практик. Сажают много растений, как цветов, так и деревьев и кустарников. Что бы обрабатывать почву необходимо знать её химические и физико-механические свойства, механический состав и структуру.

Студенты СПиЛС на практике.

2. Специалисты садово-паркового и ландшафтного дизайна в своей профессиональной деятельности работают с почвенным покровом, как платформой для ландшафтных проектов и должны знать обладать необходимыми навыками в области почвоведения, земледелия и агрохимии. На протяжении целого учебного года на втором курсе обучающиеся по специальности «Садово-парковое и ландшафтное строительство» изучают предмет «Основы почвоведения, земледелия и агрохимии». Приобретённые в ходе изучения знания и профессиональные компетенции необходимы как для осуществления профессиональной деятельности. На практике студенты выполняют много лабораторных и практических работ по определению химических, физических и механических свойств почвы. Поэтому было решено провести исследование почвы опытного участка техникума, с целью описание почвы, выявления её характеристик и определения рекомендаций по её обработке

Основные методы исследования – полевой метод исследования почвенных горизонтов, лабораторный анализ почвенных образцов, анализ химических свойств исследуемой почвы.

Основное содержание

Теоретическая часть

Описание почвы неподготовленному исследователю сделать трудно. Для этого требуется некоторая предварительная подготовка. В качестве ее применяется изучение и описание почв различных генетических типов на монолитных образцах. Студентам рекомендуется познакомиться с экспонатами основных типов строения почвы — представителей подзолистых почв, включая болотно-подзолистые и серые лесные оподзоленные почвы; черноземных, каштановых и сероземных почв, почв солонцового ряда: солончаков, солонцов и солодей; болотных, луговых и болотно-солончаковых почв и других разновидностей. На основе изменений окраски выделяют генетические горизонты, отмечают их границы и измеряют мощность каждого из них в сантиметрах. Затем изучают другие признаки на монолитных образцах: структуру, сложение, новообразования, механический состав и др. После этого уточняют перечень выделенных генетических горизонтов и границы перехода между ними. Устанавливают название почвы, руководствуясь принятой классификацией, и изучают профиль. После общего знакомства с почвами на территории страны по монолитным образцам, получив небольшой навык по морфологическому описанию почвенных разрезов, студенты проводят исследований почвенных горизонтов опытного участка. Исследование проводилось в три этапа: подготовительные работы, полевое изучение почвы и камеральная обработка материалов.

Подготовительный период включает в себя теоретическую подготовку, сбор необходимого оборудования, описание участка, выявление особенностей рельефа, подготовка почвенного разреза.

Полевой период включает в себя описание почвенных горизонтов, выявление визуальных морфологических признаков, определение механического состава, взятие образцов для лабораторных исследований.

Камеральная обработка материалов готовит материалы к дальнейшему исследованию.

Некоторый теоретический экскурс:

1. Основные морфологические признаки почв: строение почвы, ее мощность, скопление органических веществ, окраска, механический состав, структура, сложение, новообразования и включения.

2. Выделяют следующие горизонты почвы:

        А — горизонт аккумуляции органического вещества формируется в верхней части профиля за счет отмирающей биомассы зеленых растений. Он имеет более темную окраску, чем другие горизонты. Характеризуется максимальным содержанием гумуса и минеральных элементов питания растений; в зависимости от его характера выделяют:

Во всех пахотных почвах почвенный профиль начинается с пахотного горизонта (А пах), образующегося в результате обработки гумусового и части нижележащего горизонтов.

        В — иллювиальный или переходный горизонт — формируется под элювиальным или гумусовым горизонтом и служит переходом к материнской породе. В нем накапливаются вымытые из верхних горизонтов различные продукты почвообразования — гумус, разные минеральные соединения, коллоидная фракция почвы.

        С — материнская порода — это нижняя часть профиля, не измененного почвообразовательным процессом или представляющего собой породу, слабо затронутую почвообразовательным процессом.

        G — глеевый горизонт — образуется в гидроморфных почвах. Вследствие длительного или постоянного увлажнения и недостатка свободного кислорода в почве идут анаэробно-восстановительные процессы, что приводит к возникновению закисных соединений железа и марганца, подвижных форм алюминия. Происходит разрушение почвенных агрегатов, обеднение гумусом и другие явления. Эти условия способствуют формированию глеевого горизонта.

        Каждая почва формируется в определенных условиях, поэтому в ее профиле необязательно должны быть представлены все названные горизонты.

3. Мощность почвы и ее горизонтов.

        Мощностью почвы называется толщина от ее поверхности вглубь до слабо затронутой почвообразовательными процессами материнской породы. Она колеблется от 20—30 (тундровые почвы) до 150 см (черноземы). У генетических горизонтов мощность определяется с указанием их верхнего и нижнего пределов: А1 — 0—17 см; В1 — 17—32 см и т. п.

Мощность горизонта отмечают с точностью до 1 см, при этом указывают его верхнюю и нижнюю границы.

4. Окраска почв и их водно-физические свойства

        Окраска почв может быть самой разнообразной и создается сочетанием трех цветов — черного, красного и белого, дающих различные оттенки. Темный цвет обусловлен находящимся в почве гумусом. С увеличением его содержания окраска изменяется от светло-серого (2—3 % гумуса) до черного (9—12 % гумуса). Красный цвет вызывается соединениями окислов железа (Fe2O3) и марганца (Mn2O3). Белая окраска обычно связана с присутствием в почве аморфного кремнезема (SiO2) или карбоната кальция (CaCO3), реже каолинита (H2Al2 * 2SiO * 8H2O) и гипса (CaSO4 * 2H2O). Гамму сизовато-голубоватых оттенков почве придают закисные соединения железа (сидерит FeCO3, вивианит Fe(PO4)2* 8H2O), образующиеся в результате восстановительных процессов в переувлажненных почвах. В окраске почвы выделяют основной цвет и оттенки. Оттенки в разных случаях имеют различную степень выраженности. Например, буровато-серый и буро-серый — бурый оттенок показан в разной степени своего проявления: в меньшей — в первом, в большей — во втором случае. Окраска может быть ровной и пятнистой. При неоднородной (пятнистой) окраске указывают основной цвет и цвет пятен, отмечая при этом природу этих пятен.

        Структурой называют различные по величине и форме комочки или отдельности, на которые распадается почва. Различные почвы, а в пределах одного профиля и различные горизонты, могут иметь неодинаковую структуру. Выделяются следующие виды структурных отдельностей: глыбистая, комковатая, ореховатая, зернистая, столбчатая, призматическая, плитчатая, пластинчатая, листоватая.

5. Механический состав почвы — это относительное содержание в ней механических элементов различного размера. Отмечают, что в полевых условиях и в лаборатории можно с достаточной точностью определить механический состав по внешним признакам и на ощупь. К освоению предлагают два метода: методика определения механического состава почв в сухом состоянии («сухим методом») и методика определения механического состава ночи во влажном состоянии («мокрым методом»).

Практическая часть

Оборудование: Для исследования необходимы почвенный бур, лопаты, цветные, простые и химические карандаши, резинку, мешочки или оберточную бумагу, шпагат, клеенчатый метр, почвенный нож, компас, капельницы с 5%-м раствором HCl, гербарную сетку, ведро.

Ход исследования:

Полевой период.

Чтобы ознакомиться с почвой поля, нужно внимательно обойти его территорию, посмотреть, какова его поверхность.

Опытный участок Шарьинского аграрного техникума.

1. Описание участка

Почвенный участок сравнительно однородный по геологическому строению, рельефу, составу растительного покрова. Участок расположен на юго-восточной стороне от здания техникума. Открыт с двух сторон, стоящие рядом здания не закрывают его от солнечного света. Рельеф равнинный, с небольшим уклоном на север. Вокруг участка растут деревья и кустарники.

В наиболее типичной его части была выкопана яма или, как говорят почвоведы, заложен почвенный разрез. Размеры разреза таковы: длина 100 см, ширина 80 см, глубина в наиболее глубокой, в головной, части ямы 70 см. Основная, самая глубокая стенка должна быть расположена так, чтобы солнечный свет падал сзади на человека, описывающего зачищенную стенку разреза, то есть по направлению к югу, и можно было лучше видеть окраску почвы и однороднее освещаться в течение всего дня. Землю из ямы нужно выбрасывать вдоль длинных сторон ямы, где расположены порожки. Стенки же глубокой части ямы должны быть очищены от выброшенной земли.

2. Морфологическое описание почвы.

Строение почвенного профиля исследуемого участка.

Морфологическое описание необходимо проводить очень тщательно и полно. Была измерена мощность верхнего горизонта, который окрашен перегноем, а также и других, резко отличных слоев, залегающих ниже:

                 ______________ - Ао - растительная подстилка

      _______________ - А1 – гумусовый горизонт

                   ______________ - А2 – элювиальный горизонт (горизонт вымывания)

                      _____________ - В – иллювиальный горизонт (горизонт вмывания)

                               ______ - С – материнская порода

В верхних слоях есть корни, ходы землероев, червей и истлевших корней, включения камней или образования каких-либо солей. После морфологического описания определили тип, подтип, род, вид, разновидность почвы: аллювиальная дерново – подзолистая слаборазвитая среднесуглинистая почва на покровных глинах.

Мощность почвы и ее горизонтов

Ао – 5 см.

А1 — 0—17 см.

А2 - 17—32 см.

В — 32-45 см.

3. Окраска почвы и её водно-физические свойства

На осмотре почвенного разреза можно сказать, что почва является влажной, хорошо выраженным цветом каждого слоя.

4. Определение структуры.

По определению современной науки, структура почвы — это её способность распадаться на частицы разной формы, величины и качественного состава. Структура почвы сегодня считается одним из основных показателей плодородия. Структурированная почва хорошо пропускает и удерживает влагу и кислород, что создаёт оптимальные условия для роста и развития огородных культур. Кроме того, структурированную почву нетрудно обрабатывать.

Проведите эксперимент - возьмите лопатой небольшой пласт земли, подбросьте его и снова поймайте на лопату. Почва рассыплется на отдельные кусочки, похожие на зерно или орех — это и будут её структурные элементы. Наиболее ценным показателем качества почвенного слоя являются частицы размером 0,25–10 мм, размер от 0,05 до 0,25 мм также говорит о неплохом показателе плодородия. В зависимости от этого почвы разделяют на структурные (суглинистые и супесчаные), малоструктурные и бесструктурные (тяжёлые глинистые почвы).

Важной характеристикой почвенной структуры считается её пористость, обеспечивающая благоприятный водный и воздушный режимы. Оптимальным показателем пористости является значение в 50% от объёма почвы. Чем ниже этот показатель, тем меньше земля содержит воздуха и влаги, и тем хуже в ней условия для роста растений. Проверить пористость очень просто. Нужно стакан с почвой в естественном состоянии залить водой. Объём использованной воды по отношению к объёму почвы и есть

5. Новообразования. В верхних слоях есть корни, ходы землероев, червей и истлевших корней, включения камней или образования каких-либо солей.

6. Сложение — плотное, при котором сухие куски почвы с трудом разламываются руками. Черта от ножа получается шероховатой, с рваными краями. Почва лопатой копается с трудом. Плотное сложение наиболее часто встречается в нижних горизонтах глинистых и тяжелосуглинистых почв;

7. Включениями считаются посторонние предметы, присутствие которых в почве не обусловлено почвообразовательным процессом (кости животных, куски угля, черепки посуды, обломки кирпичей, горных пород и т. д.).

8. Определение наличия извести в почве: все слои почвы, как говорят почвоведы, нужно опробовать «на вскипание». Для этого на образец почвы из каждого слоя капают какой-нибудь сильно разведенной кислотой, удобнее всего соляной. Если указанной кислоты нет, можно для этой цели использовать обыкновенный уксус. Когда почва при смачивании кислотой шипит с выделением пузырьков, то записывают, что почва «вскипает» от кислоты. Это указывает на большое содержание в ней извести. «Вскипание» происходит потому, что известь при смачивании почвы кислотой разрушается, при этом выделяется углекислый газ, который и прорывается через кислоту пузырьками. 

Камеральный период (лабораторное исследование).

Оборудование и реактивы. Образец почвы, почвенные весы, почвенное сито, колбы на 250 мл, воронки, фильтры, наборы пробирок в штативе, спиртовка, 10%-ная НС1, 0,1 н. раствор NaOH, дистиллированная вода, универсальный индикатор (рН метр).

Подготовка почвы к лабораторному исследованию.

Почвенный образец, взятый на участке, доводится до сухого состояния, при котором количество водяных паров, поглощенных почвой, будет находиться в равновесии с водяными парами воздуха. Доведение образца до воздушно-сухого состояния проводится не только для прекращения биохимических процессов в почве, но и для облегчения просеивания образца через сито при подготовке почвы к анализу. Для этого нужно высыпать почвенный образец из картонной коробки или мешочка на лист бумаги, удалить крупные корни, включения, размять крупные агрегаты.

Размятую почву хорошо перемешать и равномерно распределить на бумаге, делить почву на четыре квадрата: два противоположных (по диагонали) квадрата ссыпать в картонную коробку, а два других перенести в фарфоровую ступку для растирания и просеять через сито с отверстиями в 1 мм.

При этом, отобранную среднюю пробу сначала надо взвесить, а затем перенести в ступку и растереть, причем после каждого растирания фарфоровым пестиком и просеивания не прошедшую через сито часть почвы снова растереть и просеять.

Измельчение и просеивание продолжается до тех пор, пока на сите останется только каменистая часть почвы. Часть почвы, прошедшая через сито и называемая мелкоземом, используется для дальнейших химических анализов и физических определений свойств почв. Скелетная часть почвы, оставшаяся на сите, взвешивается, и высчитывается ее содержание в процентах.

Определение содержания гумуса в почве.

1. Растворимость гумусовых соединений в минеральной кислоте. Взять мелкозем в отдельную колбу. Прилить в колбу 2-кратное количество 0,1 н. раствор НС1, взболтать 5 мин и оставить на 30—40 мин. Затем определить цвет вытяжки, указать, за счет каких соединений она окрашена. Вытяжка нашей почвы имеет цвет светло-коричневый, что говорит о наличии фульвокислот, растворимых в кислотах.

2. Растворимость гумусовых соединений в щелочах.

Взять мелкозем в отдельную колбу. Прилить в колбу 5-кратное количество горячего раствора щелочи. Взболтать 5 мин, профильтровать. После осмотра щелочной вытяжки можно определить, что её цвет похож на цвет крепкого чая, что говорит о наличии в почве гуминовых кислот.

ВЫВОД: Насыщенность цвета вытяжек говорит о достаточном присутствии гумусовых кислот в почве.

3. Определение реакции почвенного раствора

Измерения рН проводятся с помощью рН метра (любой марки).

Для анализа берут воздушно-сухие образцы почвы, растертые и просеянные через сито с отверстиями диаметром 1 мм. К навеске почвы приливают такой объем дистиллированной воды, чтобы отношение почва: раствор составило 1:2,5. Суспензию взбалтывают 5 мин. Затем, если определяется рН водной вытяжки.

Принято считать, что водная вытяжка характеризует активную реакцию почвенного раствора, а солевая — рН (КС1) — обменную (потенциальную) кислотность.

Потенциометрическое определение рН (КС1) проводится при аналогичной подготовке к анализу и соотношении почва: раствор, равном 1:2,5. Для этого используется 0,1 н. раствор КС1, а измерения рН (КС1) проводятся в отстоявшейся (в стакане) части солевой вытяжки из почвы.

Величины рН солевой вытяжки позволяют разделить почвы по степени нуждаемости их в извести на следующие группы:

Величина рН (KC1)                        Нуждаемость в извести

4,5 и ниже                        Сильная

4,5—5,0                                Средняя

5,0—5,5                                Слабая

больше 5,5                Не нуждаются

ВЫВОД: рН почвенного раствора по шкале рН метра был равен 6. Это говорит о том, что почвенный раствор имеет слабо - кислую среду и в известковании не нуждаются.

4. Определение механического состава почвы

Методика определения механического состава почв и пород во влажном состоянии («мокрым методом»). К растертому образцу почвы (мелкозему) надо добавить такое количество воды, при котором образуется тестообразная масса, обладающая пластичностью.

Подготовленную таким образом почвенную пасту хорошо перемешивают пальцами одной руки, перекладывают на ладонь другой руки и плавными движениями раскатывают шнур толщиной примерно 3 мм, который затем свертывают в кольцо диаметром около 3 см.

После этого определяют разновидность почвы по механическому составу, пользуясь основными показателями таблицы

Песчаная почва — рыхлая, сыпучая и бесструктурная. В ней хорошо заметны отдельные механические элементы в виде зерен песка. Увлажненную почву нельзя скатать в шнурок.

Супесчаная почва — рыхлая, менее сыпучая, иногда слабо оструктурена. На ладони легко растирается, ощущается и ясно заметно преобладание песчаных частиц. Во влажном состоянии легко лепится между пальцами, но не принимает определенной формы.

Суглинистая почва — в сухом состоянии сравнительно плотная, структура выражена в различной степени. Делится на легко-, средне- и тяжелосуглинистую. При растирании в руках среди пылеватых частиц ощущается наличие значительного количества песчинок, заметных под лупой. При увлажнении становится вязкой, легко образует шар, раскатывается в шнур, который при сгибании образует трещины.

Глинистая почва в сухом состоянии очень плотная, пальцами растереть ее практически невозможно. После растирания представляет собой сравнительно тонкий однородный порошок, иногда с незначительным содержанием мелких песчинок. Влажная почва становится вязкой и пластичной, легко деформируется, сохраняя приданную форму, и раскатывается в тонкий шнур, при сгибании в спираль (кольцо) не дает трещин.

ВЫВОД: Почвенный образец принадлежит по механическому составу к суглинистой почве.

Заключение

Выводы и практические рекомендации:

Суглинистая почва — самый подходящий вид почв для выращивания садово-огородных культур. Она легко поддается обработке, содержит большой процент питательных элементов, имеет высокие показатели воздухо - и водопроводимости, способна не только сохранять влагу, но и равномерно распределять ее по толще горизонта, хорошо удерживает тепло. Если взять пригоршню такой земли в ладони и скатать ее, то можно легко сформировать колбаску, которую, однако, нельзя согнуть в кольцо, так как при деформировании она развалится.

Рекомендация: Благодаря совокупности имеющихся свойств, суглинистую почву не нужно улучшать, а необходимо только поддерживать ее плодородие: мульчировать, вносить под осеннюю перекопку навоз (3 - 4 кг на 1 м кв.) и, по мере надобности, подкармливать высаженные на ней культуры минеральными удобрениями. Выращивать на суглинистых почвах, можно все. Необходимо вносить в почву в период перекопки или опилки или перегной. Средство очень эффективное, но есть подводные камни. Опилки перепревают под воздействием бактерий потребляющих азот. И если внести свежие опилки в толщу грунта, то урожая не ждите. При достаточно большом объеме внесенных опилок бактерии ограбят грунт и оставят растения без азота. Без него растения растут плохо. Кроме того в совсем свежих опилках содержится фенол который подавляет рост.

Рекомендация: Опилки сразу на грядки вносить нельзя. Вначале дать отлежаться неделю – две, а затем добавить искусственно в них азот.

Либо вносить его при перекопке, что не совсем экономично, либо вносить непосредственно в грядки или лунки при посадке. Грунт, там где внесен перегной, улучшится. При этом суглинок ничем не улучшенный между рядками или лунками, пересохнув и создав твердую корку, не даст возможности посеяться и вырасти сорнякам.

Рекомендация: Применение сидератов, или зеленых удобрений, способствует быстрому улучшению структуры, качества и плодородия почвы. Сидераты за короткий вегетативный период формируют большую надземную массу и корневую систему, разрыхляющую почву. Их можно высевать весной и ранней осенью. Зеленое удобрение можно полностью закопать в почву или скосить и пустить на компост, а остатки использовать в виде удобрения.

Кислотность почвы 5,8-6,0. Это не совсем благоприятно для посадки растений, ведь значительная часть декоративных и плодово - овощных культур предпочитает нейтральную или слабощелочную среду. Основной способ исправления кислотности почвы - известкование, которое обычно проводят, если значение pH не больше 5,5. В качестве раскислителей почвы используют печную золу, гашеную известь, известковую или доломитовую муку в количестве от 300 до 1000 грамм на кв.м. Но существуют растения, которые прекрасно себя чувствуют в кислой почве. Например:

Азалия, или рододендрон

Азалия (Azalea) входит в род рододендронов, обычно так называют красиво цветущие рододендроны разных видов (индийская азалия –Rhododendron simsii, японская азалия -Rhododendron obtusum). Это относящийся к семейству вересковых листопадный или вечнозеленый кустарник (реже небольшие деревца), он очень декоративен, но довольно теплолюбив.
Вереск

Вереск (Calluna vulgaris) — небольшой кустарник или кустарничек. Круглый год разноцветный вереск дарит праздничное настроение и ухоженный вид месту, где произрастает. Растение любит яркое солнце и хорошее увлажнение. Растет на кислых почвах, поэтому часто в природе встречается вблизи торфяников и болот.
Виола болотная

Виола болотная (Viola palustris) не только растет на кислой почве, но более того — не может существовать на почве нормальной кислотности! А такие виды, как фиалка трехцветная или собачья — любители среднекислой реакции почвы.

Список литературы.

1. Почвоведение / Под ред. И.С. Кауричева. М., 1989.

2. Дегтярева Е.Т. Агропроизводственная группировка и характеристика почв. Волгоград, 1981.

3. Дегтярева Е.Т., А.П. Кувалдина. Почвы Волгоградской области. Волгоград, 1970.

4. Лошаков В.Г., Стратович М.В., Осокина И.Н. Методика обучения предмету «Земледелие с почвоведением». М., 1989.

5. Воробьев С.А., Аваев М.Г. Лабораторно-практические занятия по почвоведению и земледелию. М., 1955.

6. Розов А.П. Мелиоративное почвоведение М., 1956.

7. Пожилов В.И. (главный редактор) Система ведения агропромышленного производства Волгоградской области на 1996—2010 гг. Волгоград, 1997.

Интернет-ресурсы.

8.        http://www.ogorod.ru/

9.        http://www.botanichka.ru/

10.        http://www.7dach.ru/SilVA/15-rasteniy-dlya-kislyh-pochv-6605.html

11.        http://garden.fishing-fish.ru/