Проведение опытов в 5 кл по исследованию свойств и состава почвы

На поверхности Земли находится необыкновенный слой вещества. Он всем нам хорошо знаком, так как без него невозможна жизнь на Земле. Это почва - верхний плодородный слой земной коры, насыщенный влагой и воздухом, в основном покрытый растительностью.

Почва должна быть рыхлой для того, чтобы хорошо пропускать воздух и воду. Эти вещества необходимы для питания и дыхания корней растений. Ведь именно через корни растения из почвы получают необходимые им минеральные вещества.

Но поглощать минеральные вещества растения могут, только если они переработаны и растворены в воде. А помогают в переработке веществ: воздух, кислоты и, конечно, микроорганизмы. Эти невидимые глазу процессы происходят в почве.

Как же образовалась почва? Она возникла на Земле в результате длительных и сложных процессов. Сотни миллионов лет назад горные породы под влиянием воды и больших перепадов температур разрушались, образуя рыхлый слой из песка, глины и мелких камешков. Затем взялись за дело бактерии. Бактерии - это первые организмы на Земле. Они усиленно перерабатывали горные породы. После отмирания бактерий образовывался перегной. Позже к работе приступили растения. Травянистые растения отмирают довольно быстро. Остатки растений увеличивали содержание перегноя в почве. А после появления на суше животных почва стала обогащаться ещё их останками. Бактерии участвуют в образовании основной части органического вещества почвы – гумуса. Он накапливается в верхней части почвы. Необходимые растениям питательные вещества содержатся в этом слое: азот, фосфор, сера и др. Поэтому чем толще слой гумуса, тем плодороднее почва.

Гумус окрашивает почву в тёмный цвет. Поэтому почву, содержащую большое количество гумуса, называют чернозём. Это самая плодородная почва на планете.

Образуется почва очень-очень медленно: примерно за 100 лет её толщина увеличивается на 0,5-2 см. Но это среднее значение. Например, на твёрдых породах, таких, как гранит, слой почвы в 2,5 см появится за 1200 лет. А вот на песке или на вулканическом пепле для этого потребуется всего несколько десятков лет.

Огромную работу по созданию почвы проделывают обыкновенные дождевые черви. Длина их зависит от района обитания - чем теплее, тем крупнее черви. Например, в тропиках длина дождевых червей достигает 2,5 метров. На юге России они вырастают до полуметра, а на севере - только до 10-15см. Обитают дождевые черви в прогретом слое почвы, делают ходы, тем самым рыхля почву. Это улучшает условия для жизни почвенных бактерий, а также для питания и дыхания корней растений. Иногда выходят на поверхность - в основном в ночное время. Днём - только после дождей (отсюда их название). Осенью дождевые черви уходят в землю на глубину около 30 см и замерзают, а с наступлением весны оживают вновь.

Интересный факт: сейчас дождевых червей стали «одомашнивать», т.е. выращивать в специальных питомниках (червятниках) и вносить в почву для улучшения её плодородия. Масса дождевых червей на 1 га земли может быть от 250 до 500 кг.

Для почвы в лесу большую роль играют грибы. Причём то, что мы обычно называем грибами и собираем в лесу, - лишь их плодовые тела. А главная жизнь грибов проходит в земле. Там тонкие нити грибницы производят огромную работу. Они перерабатывают лесную подстилку, состоящую из листьев, веток и других растительных остатков.

Из чего состоит почва? Определить состав почвы можно с помощью несложных опытов.

Опыт №1: на наличие воздуха в почве.

Возьмём горсть почвы (земли). Поместим её в стакан с водой. Совсем скоро мы заметим, как на комочках почвы появились пузырьки. Из этого ясно, что в почве есть воздух.

Опыт №2: на наличие нерастворимых веществ в почве.

Снова возьмём наш стакан с водой и почвой и поболтаем его. В воде почва расслоилась: на поверхность поднялся гумус, а на дне стакана появилась муть. Рассмотрим её. Вывод: в почве есть нерастворимые вещества.

Опыт №3: на наличие минеральных веществ в почве.

Дадим отстояться воде и профильтруем её. Несколько капель прозрачной воды поместим на стекло. Выпарим воду, держа стекло над огнём. Вода испарилась, а на стекле остался беловатый налёт. Делаем вывод: в почве есть минеральные вещества.

Опыт №4: на наличие воды в почве.

Положим немного почвы в жестяную банку. Нагреем её на огне. Над банкой установим стекло. Вскоре мы увидим капельки воды на нем.

Опыт №5: на наличие органических веществ в почве.

Продолжим нагревать банку с почвой. Над ней появится дым и неприятный запах. Сама же почва посветлеет. Это произошло из-за сгорания органических веществ в почве.

Благодаря всем этим составляющим веществам, почва обладает ценным для нас свойством - плодородием. Плодородием называют способность почвы обеспечивать растения питательными веществами и влагой в количестве, достаточном для их роста и развития.

Если почва образуется на песке, то сквозь него легко уходит вода. Ценные минеральные соли вымываются. Такая почва бедна, хотя в ней много ходов, пространства для воздуха. Почва, образованная на слоях глины, наоборот хорошо удерживает воду. Но плохо пропускает воздух. Посевы на ней могут вымокать.

Как вы видите, отсутствие в почве хотя бы одного важного элемента приводит к потере её ценных свойств.

Ещё немного поговорим о механическом составе почвы и о наличии в них песка и глины. Редко почвы возникают на чистом песке или глине. В зависимости от соотношения между этими горными породами почва может быть нескольких типов:

1.     Песчаная (в ней преобладает песок),

2.     Супесчаная (песка ненамного больше, чем глины),

3.     Суглинистая (глины ненамного больше, чем песка),

4.     Глинистая (преобладает глина).

Суглинистая почва считается наиболее плодородной, так как обладает всеми достоинствами песчаной и глинистой почв, но лишена их недостатков.

А теперь поговорим об изучении почвы.

Основоположником учения о почвах является русский учёный Василий Васильевич Докучаев. Он доказал, что почва - это самостоятельное природное тело и её образование есть сложный процесс взаимодействия пяти природных факторов почвообразования: климата, рельефа, растительного и животного мира, почвообразующих пород и времени.

Василий Докучаев

Он объяснил, что почва состоит из последовательно сменяющих друг друга слоёв (или горизонтов), которые образуются в результате изменения исходной горной породы в процессе почвообразования. Вертикальная последовательность горизонтов образует почвенный профиль.

Почвенный профиль

Докучаев посвятил жизнь изучению почв России. Создал первую в мире классификацию почв.

Как вы думаете, важна ли почва для живых существ и человека? Конечно, ведь почва является средой обитания многих живых организмов. Люди оценивают плодородие почвы со времён появления земледелия. Почва является основой для развития сельского хозяйства, без неё человечество не могло бы нормально жить и развиваться. Именно от плодородия зависит урожай на полях, красота растений в садах и парках. Для улучшения свойств почвы её обрабатывают и удобряют. Почву переворачивают, разрыхляют, чтобы образовались проходы для воды и воздуха. А также, чтобы запахать сорняки. Там, где почвы переувлажнены, проводят осушение земель. В местах, где в почве не хватает влаги, земли, наоборот, орошают.

С течением времени растения могут забрать из почвы все минеральные соли. Человек повышает плодородие почвы, внося органические и минеральные удобрения на поля.

Вода и ветер постепенно сносят верхний, плодородный слой почвы. Это называется эрозия почвы.

Водная эрозия – это разрушение и смыв почвы водными потоками. Текучая вода образует промоины и овраги, вымывает из почвы органические и минеральные вещества. Ветровая эрозия – это выдувание и перенос мельчайших почвенных частиц ветром. Сильные и продолжительные ветры перерастают в пыльные бури, которые за несколько дней могут полностью снести верхний плодородный слой почвы мощностью до 30 см. Почти все пахотные земли подвергаются различному виду эрозий. Поэтому почву необходимо защищать. Для этого на полях высаживают «лесные полосы». Они задерживают ветер и текущие воды. В зимнее время такие посадки задерживают снег. Это сохраняет необходимую влагу. Склоны холмов распахивают не вдоль, а поперёк. Вода со склонов не стекает вдоль борозд, а просачивается вниз. Так не допускают смыва почвы с наклонных участков.

Выбросы заводов, фабрик, теплоэлектростанций, выхлопные газы автомобилей постепенно оседают на поверхность почвы. Это намного снижает урожай и загрязняет продукты питания.

Бытовые свалки - ещё один опасный источник загрязнения почв.

В загрязнённой нечистотами почве находятся опасные концентрации вредных веществ и обитают болезнетворные бактерии. Так, возбудитель дизентерии живёт в почве около 45 дней.

Очень важно не допустить загрязнения почвы. При избыточном внесении в почву удобрений часть их не усваивается растениями. Они смываются в реки, озера. Отравление вод становится причиной гибели рыб, птиц, животных. Часть минеральных удобрений просачивается вниз и попадает в подземные воды, которые использует для питья человек.

Сохранение почв - проблема, волнующая все человечество. Ежегодно в мире 5-7 млн га сельскохозяйственных земель теряется в результате отвода земли под строительство и размыва почвы.

В жарком поясе Земли наблюдается наступление пустынь. В этом поясе оно охватило 900 млн га. Главная причина опустынивания - уничтожение людьми растительности на нашей планете. Растения - лучшие защитники почвы. Своими корнями они скрепляют её. Кроме того, без растений почва не может образоваться. А без почвы не могут существовать растения. Человек способен нарушить ход природных процессов. Однако это наносит непоправимый ущерб ему самому.