Презентация "Анализ физико-химического состава почв учебно-опытного участка"

VI Международный конкурс творческих работ

«Химия и биология - основы жизни»

Анализ физико-химического состава почвы учебно-опытного участка

Выполнили: учащиеся 8 класса

МКОУ «Бодеевская СОШ»

Бакулина Ангелина

Синепупова Карина

Актуальность

Пришкольный учебно-опытный участок является важным условием в формировании основ рационального природопользования, бережного отношения к окружающей среде. Участок является примером культуры земледелия, местом отдыха для малышей, исследовательской лабораторией и трудовой школой для старших. Благополучие окружающей среды во многом зависит от санитарного состояния почвы. Чистая, здоровая почва — залог чистоты окружающей среды, экологически безопасных продуктов, а значит, и здоровья человека.

Поэтому каждому человеку полезно иметь представление о состоянии почвенного покрова в том месте, где он живет. А для человека, живущего в сельской местности, чья жизнь непосредственно зависит от количества собранного урожая, проблема снижения плодородия почвы - одна из самых важных. Чтобы найти причину снижения плодородия почвы, нужно хорошо знать характеристику почвы и своевременно и грамотно проводить мероприятия, направленные на улучшение плодородия почвы.

Цель работы: изучить химический состав почвы пришкольного участка для улучшения её плодородия и видового многообразия растений.

Задачи работы:

1.Провести исследование экологического состояния почвы  пришкольного участка по следующим характеристикам:

а) физические свойства (плотность, механический состав, структура,  влажность);

б) кислотность почвы;

в) засолённость почвы. 

2. Сравнить экологическое состояние  образцов почвы  цветников с образцами почв взятых с овощного отдела пришкольного участка и  школьного сада. 

3. Выработать предложения по улучшению экологического состояния почвы на пришкольном участке. 

4.Провести мероприятия по улучшению почв. 

5.Подобрать неприхотливые растения для высаживания

Объект исследования : почвы цветников, сада, овощного отдела

Предмет исследования:  качественный анализ почвы пришкольного участка

М етоды исследования : изучение литературы, эксперимент, обобщение, сравнительный анализ, описательный, расчетный методы.

Гипотеза исследования: развитие корневой системы у растения зависит от плодородия почвы, а плодородие почвы зависит от механического состава, морфологических признаков и кислотности

Новизна : проведено исследование и получены результаты, которые позволяют определить химический состав и свойства почвы как среды обитания, наметить программу действий по качественному улучшению почв и видового разнообразия растений пришкольного участка

Отбор проб

Для проведения физико-химического анализа вначале проводят пробоотбор.

Почва изымалась с глубины 10 сантиметров, по 800- 900 мг, с разных участков пришкольной территории

Анализ почвы

Плотность

Влажность

Почва может быть:

Сухая – пылит, на ощупь не наблюдается влага.

• рассыпчатая
• рыхлая
• уплотненная
• плотная
• очень плотная

Слегка увлаженная – не пылит, холодит руку, подсохнув, светлеет.

Влажная – при подсыхании светлеет, сохраняет полученную форму, при взятии в руки ощущается влага.

Сырая – при сжатии в руке влага появляется, но не сочиться между пальцами.

Мокрая – при сжимании выделяется жидкость, сочится между пальцами, почвенная масса обнаруживает тягучесть.

Вывод: почва уплотненная и слегка увлажнена

Физико-механический анализ почвы

Структура почвы - способность почвы распадаться на отдельные комочки различной формы и величины

Механический состав

легкий суглинок

глинистая

Вывод: по структуре - зернистая и комковатая; по составу - супесчаная и суглинистая.

супесчаная почва

тяжелый суглинок

средний суглинок

песчаная почва

Физико-химический анализ

Определение влагоемкости, водопроницаемости почвы

Влагоемкость - способность почвы вмещать и удерживать то или иное количество воды.

К= ((ml – m2)x 100%):ml

ml – начальная масса почвы;

m2 – масса сухой почвы

К1 = ((50 – 43,8) x 100%):50 = 12,4%

К2 = ((50 – 38,7) x 100%):50 = 22,6%

К3= ((50 - 42,9) х 100%) : 50 = 14.2%

вывод: у структурных типов почв влагоемкость меньше, чем у мелкоструктурных

Водопроницаемость почв, то есть способность почвы пропускать через себя воду.

Структурная почва с участка №1 воду впитала за 1 мин23 сек., а почва с участка №2 – мелкоструктурная – за 11 мин 40 сек.

Вывод: структурные почвы обладают большей водопроницаемостью. Чем меньше частицы почвы, тем меньше ее водопроницаемость .

Физико-химический анализ

Определение насыщенность почвы .

Для проведения опыта мы отобрали цилиндрические образцы песчаной и глинистой почв, поместили образцы в сосуды с водой и наблюдали, как выделяется из почвы воздух, замещаясь водой. В ходе работы мы зафиксировали время выделения воздуха, величину пузырьков и интенсивность выделения воздуха.

Тип почвы

Время выделения воздуха

Супесчаная

Суглинистая

Величина пузырьков

7 минут

Интенсивность выделения воздуха

средние

5 минут

высокая

мелкие

средняя

Вывод: степень аэрации зависит от количества и величины пустот между комочками почвы. Высокая интенсивность выделения у супесчаной почвы.

Исследование содержания в почве перегноя . Для исследования содержания перегноя, мы взвесили 50 г. сухой почвы, прокалили в фарфоровой чашке до тех пор, пока не перестал выходить дым, и взвесили. Вес почвы после прокаливания составил: цветник –48,05 г, что составляет 3,9%.; овощной отдел – 47,80г, что составляет 4,4%; сад – 48,45 г, что составляет 3,1%

Вывод: в почве пришкольного участка содержится малое количество перегноя.

Физические свойства почвы

Исследуемый участок

Цветник

Механический состав почв клумб

супесчанные

Сад

Структура почвы

зернистая

легкий суглинок

Влагоемкость

  Овощной отдел

перегной

12.4

комковатая

супесчанные

зернистая

3,9

22.6

3,1

14.2

4,4

Участок №1 и 3 – цветник и овощной отдел имеет супесчаную почву, участок №2 – сад – суглинистую почву. Супесчаные почвы сложены из крупных частиц, они сухие, т.е. плохо задерживают влагу. Суглинистые почвы плохо пропускают воду, затрудняя ее доступ к растениям.

В участке №1и 3 почва структурная. Такая почва состоит из более крупных частиц, связанных в отдельные комочки разнообразной формы и величины. Через эти промежутки проходят вода и воздух, крайне необходимые для нормального бактериального процесса в почве и развития в ней хорошей корневой системы растений. После дождя на участке, где почва комковатая, рыхлая, вода быстро впитывается. В участке №2 почва мелкоструктурная. В основу этих почв входят очень мелкие частички. В таких почвах плохо проходит вода и воздух. После дождя бесструктурные (мелкоструктурные) почвы образуют сплошную массу, а после высыхания становятся твердыми и трескаются.

Почва на участках 1и 3 содержит больше перегноя, чем на участке 2.

Химический состав почвы

Под химическим составом почвы обычно понимают элементный состав минеральной части почвы, а также содержание в ней гумуса, азота, углекислого газа и химически связанной воды.

• Органическое вещество ( до 10%)
• Воздух ( 15-25%)
• Вода ( 25-35%)

• В состав почвы входят и важнейшие компоненты:
• Минеральная основа ( 50-60% от общего объёма):
• Первая группа- макроэлементы
• Вторая группа- микроэлементы
• Третья группа- соединения фосфора:
• Ca8H2(PO4)6 , Ca10(PO4)6(OH)2 , Ca10(PO4)6F2 , Ca4(PO4)3H " 3H2O, Ca3(PO4)2 , Ca(H2PO4)2 , CaHPO4 , AlPO4 " 2H2O, FePO4 " 2H2O, Fe3(PO4)2 " 8H2O, Zn3(PO4)2 , Pb3(PO4)2 , Pb5(PO4)3OH, PbAl3H(OH)6(PO4)2 , MnHPO4 . Кроме того, значительная часть фосфора представлена органическими соединениями и конденсированными фосфатами.

Химический анализ почвы

Приготовление водной вытяжки.

Для приготовления водной вытяжки достаточно 20 г воздушно-сухой просеянной почвы. Почву помещали в колбу на 100 мл. добавляли 50 мл. дистилированной воды и взбалтывали в течение 5- 10 минут, затем фильтровали.

Актуальную кислотность определяют в водной почвенной вытяжке. В надосадочную жидкость внести полоску индикаторной бумаги и, сравнить её цвет с цветной таблицей, сделать вывод о величине

Район взятия пробы

Уч.1

рН

Уч.2

5,8

Уч.3

5,4

5,6

Биологический анализ

Если нет возможности определить кислотность при помощи химических индикаторов, то в полевых условиях  можно определить кислотность по  растениям, которые произрастают в данной экосистеме

Биоиндикаторы кислотности почв

Почвы

Биоиндикаторы

Кислые  (рН меньше 5,0)

Белоус, душистый колосок, щавель малый, хвощ, клюква, голубика, сфагнум, вереск, зелёные мхи, черника, осока, плаун, лапчатка, ель.

Слабокислые (рН 5,1 - 5,5)

Нейтральные, близкие к нейтральным

Ромашка непахучая, манжетка, метлица полевая, вейник ланцетный, щучка, лютик едкий, погремок.

Лисохвост луговой, цикорий, овсяница луговая, мятлик луговой, борщевик сибирский, тимофеевка луговая, клевер луговой, сныть европейская, мыльнянка лекарственная.

(рН 5,5 – 7,0)

Щелочные  (рН больше 7,0)

Бересклет бородавчатый, бузина сибирская, песчанка, мать-и-мачеха, очиток едкий, горчица, ковыль, полынь, ольха, берёза, осина, рябина.

Действительно на пришкольном участке мы обнаружили растения: ромашку непахучую, тимофеевку луговую, манжетку, лютик едкий, мятлик луговой.

Вывод: по встречаемым видам растений кислотность почвы изменяется в пределах 5,1-7,0 .

Подвижность микроэлементов в зависимости от кислотности почвы

ПН – практически неподвижные; СП – слабоподвижные; П - подвижные

Реакция

Кислые

почвы

Pb

сп

почвы

Cr

Нейтральные

пн

почвы

Щелочные

сп

Ni

почвы

пн

сп

V

сп

пн

сп

сп

As

пн

сп

Co

п

п

п

сп

Cu

п

п

сп

Zn

пн

п

сп

Cd

сп

п

п

Hg

сп

п

S

сп

п

сп

сп

п

пн

п

Вывод: исследование кислотности показало, что в пробах в основном слабокислые и близкие к нейтральным почвы, то можно говорить о возможности накопления в растениях таких тяжелых металлов как медь, цинк, кадмий

Засоленность почвы

обнаружение карбонатов, хлоридов, сульфатов, нитратов, натрия, железа 2и 3 алюминия в почве

Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + CO 2 ↑ + H 2 O

NaCl+AgNO3= AgCl↓ +NaNO3

FeCl3 +K4(Fe(CN)6) = KFe(Fe(CN)6) + 3KCI

Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl

Определение гумуса в почве

Гу́мус  (лат.  humus  «земля, почва») — основное органическое вещество почвы, содержащее питательные вещества, необходимые высшим растениям. Гумус составляет 85—90 % органического вещества почвы.

Содержание углерода вычисляют по формуле:

(а- B ) *0,003*100

С%=________________

с

где а – объем соли Мора (мл) на контроле;

в – объем соли Мора (мл), пошедший на титрование остатка

0,003 – масса в граммах 1 мг эквивалента углерода;

с– навеска почвы в г.

А=25мл

В 1 =6,75мл

В 2 =11,2мл

В 3 =4.8мл

С 1 =(25-6,75)*0,103/0,5=3,7595%

С 2 =(25-11,2)* 0,103/0,5=3,04%

С 3 =(25-4.8)*0,103/0,5=4,36%

Вывод: почва на участках №1 и №2 – малогумусная;

на участке №3 – среднегумусная

Химический анализ

Исследуемый участок

Цветник

сульфат-ион

помутнение

сад

карбонат-ион

помутнение слабое

овощной

хлорид-ион

слабое

вскипание

нитрат-ион

слабое помутнение

помутнение слабое

вскипание

вскипание

-

слабое помутнение

железо

-

-

-

2

железо

-

3

+

алюминий

-

-

-

медь

+

-

гумус

-

-

-

3,76

+

3,04

-

4,36

Вывод: почвы на участке № 1 имеют среду, близкую к нейтральной, незначительное содержание карбонат, сульфат ионов, иона железа(III), не содержатся ионы железа( II), алюминия, содержание гумуса 3,76%, почва зернистая, супесчанная;

на участке № 2 слабо кислая, содержит незначительное количество карбонат, сульфат ионов, иона железа(III) , алюминия, содержание гумуса 3,04%, почва суглинистая лёгкая;

на участке № 3 среда близкая к нейтральной почва, содержит только ионы алюминия, сульфат ионы, содержание гумуса 4,36%, почва, супесчанная.

Выводы по результатам исследования

Факторы, благотворно влияющие на плодородие исследуемой почвы

1.Удаленность учебно-опытного участка от различных источников антропогенного загрязнения.

2. Структурность почвы, наличие крупных пор.

3. Высокая водопроницаемость.

4. Хорошая аэрация

5. Минеральный состав

6. Отсутствие ионов тяжелых металлов и засоленности почвы

Проблемы для исследуемой почвы

1. Недостаточное содержание органических веществ

2. Слабая выраженность гумусового слоя

3. Кислая среда почвенного раствора

Рекомендации

1.Почву необходимо мульчировать остатками отмерших растений и опавшей листвой

2. Производить посев сидеральных растений.

3. Компостировать органические отходы

4. Осуществлять севооборот - ежегодное чередование культур, выращиваемых на одной грядке

5.Организовать ферментацию пищевых отходов в домашних условиях

6. Для нейтрализации кислотности почвы рекомендуется известковать почву

7.Для участка использовать цветочные культуры, которые нетребовательны к качеству почвы, ее плодородию, кислотности: многолетники: флоксы, ирисы, водосбор, пионы, рудбекия, очиток; однолетники: бурачок, цинния, астра, бархатцы, петунии, кохия, космея, сальвия, агератум, георгина, вербена, календула .

Литература

Александрова Л.Н., Найденова О.А. Лабораторно-практические занятия по почвоведению. – Л.: Колос, 1986.

Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. – М.: Агропромиздат, 1985.

Добровольсий В.В. Лабораторные работы по географии почв с основами почвоведения.-М.,Просвещение, 1973

Растворова О.Г. Физика почв (практическое руководство). – Л. : Изд-во Ленинградского ун-та, 1983.

Сафонов А.Ф. – Практикум по земледелию с почвоведением М., Агропромиздат. 1990.

Химический анализ почв: учеб. Пособие / О.Г. Растворова, П.Д. Андреева, Э.И. Гагарин, Г.А. Касаткин, Н.Н. Федорова. – СПб. :Изд-во СПбГУ, 1995.

С.А. Воробьев М.Г. Аваев. «Лабораторно-практические занятия по почвоведению и земледелию». Г.Москва изд. с/х литуратуры.