Наталья куркина
Исследовательская работа «Исследование химического состава почвы пришкольного участка» в 9 классе
«Определение химического состава почвы пришкольного участка»
Работу выполнил : Ларионов Игорь
ученик 9 класса
Научный руководитель: Куркина Н. В.
2017-18 г.
СОДЕРЖАНИЕ:
1. Введение___3
2. Основное содержание. Теоретическая часть работы___5
2.1. Почва. Состав почвы___5
2.2. Химические и физические свойства почвы ___5
3. Практическая часть рабо___6
1. 3.1. Пробоотбор и подготовка к химическому анализу___ 6
Публикация «Исследовательская работа „Исследование химического состава почвы пришкольного участка“ в 9 классе» размещена в разделах
- Исследовательская деятельность
- Оформление детских садов
- Почва. Исследуем почву
- Средняя школа, 9 класс
- Средняя школа. 5-9 классы
- Химия. Уроки химии
- Школа. Материалы для школьных педагогов
- Школьные, ученические проекты, исследовательские работы
- Темочки
2. 3.2. Приготовление водной вытяжки___ 7
3. 3.3. Определение актуальной кислотности почвы___ 7
4. 4. Качественное определение химических элементов в почве :___8
4.1. Карбонат-ионов___8
4.2. Сульфат-ионов___9
4.3. Железо (II и III)___9
5. Определение гумуса___ 9
5.1. Определение механического состава почвы___10
6. Заключение
7. Список использованной литературы
Приложение
1. ВВЕДЕНИЕ.
Пришкольный участок МБОУ «Уринская» СОШ был основан 1941г замечательным человеком, учителем, пионером Мичуринского движения Тимофеем Михайловичем Малика. Под его руководством был заложен плодово- ягодный питомник на площади в два гектара, саженцы для которого были выписаны из Горно-Алтайска. Это послужило основой садоводства в Баргузинском районе и за его пределами.
В 1946 г школа занялась развитием пчеловодства, которое тоже благотворно повлияло на развитие этой отрасли в районе. В этой большой, трудоёмкой и плодотворной работе большую роль сыграл заслуженный учитель школы РСФСР Тимофей Михаёлович. Его сподвижником была Прасковья Семёновна Вербенко. Она тоже прибыла в Уринскую школу из далёкой Украины после окончания сельскохозяйсвенного института.
За успехи юннатской работе школа пятикратно была участницей Выставки достижений народного хозяйства, 38 юных юннатов побывали на ВДНХ в Москве. Все они были награждены бронзовыми медалями и ценными подарками, а новатор этого дела Т. М. Малика был награждён Золотой медалью и ценным подарком. Школа была награждена Дипломом ВДНХ и автомашиной ГАЗ-53.
В настоящее время пришкольный участок имеет площадь 0,33га. Во время пятой трудовой четверти ученики 5-10 классов работают на участке, сажают и ухаживают за растениями. Выращивают не плохие урожаи картофеля, свеклы, моркови, помидор, капусты, перцев, баклажан и др. культур. Все эти овощи поступают в школьную столовую для удешевления питания школьников. В 2016г мы заложили сад из плодово- ягодных культур, саженцы которых подарил школе бывший выпускник.
Актуальность темы.
Для того, чтобы повысить урожайность овощных культур, нужно применять органические и не органические удобрения, но поскольку мы на пришкольном участке выращиваем экологически чистые овощи, не применяем неорганические (химические) удобрения, а используем только органические перегной (азотные удобрения) и древесная зола (фосфорно-калийные удобрения). Поэтому надо знать норму внесения удобрений, исследуя химический состав почвы.
1. Цель исследования :
Изучить состав и свойства почвы пришкольного участка наиболее часто употребляемыми методами изучения состава почв, некоторых компонентов вещественного состава, проведение исследований классическими химическими и инструментальными методами; применение результатов на практике.
Задачи исследования :
1. Приобщить учащихся к самостоятельной работе с информацией.
2. Исследовать состав, структуру, тип почв.
3. Формировать навыки исследовательской деятельности.
4. Установить связь между химическим составом почвы и растениями, которые способны компенсировать проблемы пришкольного участка.
5. Развивать учебно–коммуникативные умения.
Место проведения исследования – территория пришкольного участка.
Объект исследования : почва с пришкольного участка
Предмет исследования : качественный состав почвы пришкольного участка
Методы исследования :
1. Метод конверта для проб отбора (автор Карпов Ю. А).
2. Приготовление почвенной вытяжки.
3. Определение кислотности почвы - лакмусовый метод.
4. Определение гумуса в почве.
5. Определение механического состава почвы.
6. Качественное определение химических элементов в почве (использование качественных реакций на катионы и анионы).
Гипотеза: Плодородие почвы можно поддерживать внесением только органических удобрений?
2. Основное содержание. Теоретическая часть.
Почва является весьма сложным биохимическим веществом, обладающим определенной инертностью по отношению к веществам, вносимым извне. Из-за этой инертности и буферности почвы в ряде случаев оказывается недостаточным внесение минеральных и органических удобрений для восполнения питательных элементов в растениях.
Дефицит же любого питательного элемента в растении приводит к заметным аномалиям в его росте и развитии. В такой ситуации не удается обычными агротехническими приемами добиться создания здорового и красивого сада. В этом случае актуальным становится исследование почвы.
«Чудесной силой» называет народ плодородие почвы. Это свойство настолько важно, что теперь почвой называют рыхлый поверхностный слой суши земного шара, обладающий плодородием.
Какая почва находится у нас на участке? Что за вещества содержатся в ней? Насколько безопасно использовать ее в сельскохозяйственных целях? Нашей работой мы попытались ответить на эти вопросы.
2.1. Почва. Состав почвы.
Почва — поверхностный слой Земли, обладающий плодородием. Почва является полифункциональной четырёхфазной системой, образовавшейся в результате выветривания горных пород и жизнедеятельности организмов. Её рассматривают как особую природную мембрану (биогеомембрану, регулирующую взаимодействие между биосферой, гидросферой и атмосферой Земли. Формируется под влиянием климата, рельефа, исходной почвообразующей породы, а также живых организмов.
Почва состоит из :
1. твердой,
2. жидкой,
3. газообразной,
4. живой частей.
Соотношение их неодинаково не только в разных почвах, но и в различных горизонтах одной и той же почвы. Закономерно уменьшение содержания органических веществ и живых организмов от верхних горизонтов почвы к нижним и увеличение интенсивности преобразования компонентов материнской породы от нижних горизонтов к верхним.
2.2. Механические элементы в зависимости от размера имеют различные физические свойства и химический состав.
Химический состав почвы неоднороден и может существенно изменяться в
зависимости от территорий. Почва активно подвергается воздействию со стороны хозяйственной и промышленной деятельности человека. В почву попадает целый ряд опасных загрязняющих веществ (очень распространено загрязнение почвы нефтепродуктами и тяжелыми металлами). Их содержание строго нормируется санитарными нормативами.
Прежде чем приступать к каким либо ландшафтным работам, желательно провести химический анализ почвы. Химический анализ почвы позволяет своевременно выявлять специфические проблемы, связанные с почвой.
. Поэтому очень важно знать количество механических элементов того или иного размера в горной породе или почве. Чаще всего для этого используется несколько методов механического анализа с целью выделения всех механических фракций.
По механическому составу верхних почвенных горизонтов и почвообразующих пород почвы делятся на песчаные (рыхлые и связные, супесчаные, суглинистые (легкие, средние и тяжелые) и глинистые (легкие, средние и тяжелые). Каждый вид почвы характеризуются своими свойствами и, зная недостатки почв, можно определить мероприятия по их улучшению.
Для определения механического состава почвы надо из горсти увлажненной земли попробовать скатать шарик, и если:
• шарик рассыпается - почва песчаная;
• шарик скатывается, но из него не получается цилиндрик - почва супесчаная;
• цилиндрик получается - почва глинистая;
• цилиндрик при сгибании растрескивается - почва суглинистая;
• изцилиндрика легко получаются кольца и жгуты почва тяжелоглинистая.
3. Практическая часть работы.
3.1 Пробоотбор и подготовка образцов к химическому анализу.
Для проведения физико–химического анализа вначале проводят пробоотбор, используя метод конверта. Почва изымалась с глубины 10 см, по 800–900 мг каждого образца.
Пробы нужно взять на разных территориях. Затем почва высушивается и измельчается, из нее удаляются посторонние примеси и частицы при помощи набора сит с отверстиями разного диаметра от 5 до 1 мм и сокращении массы до 500 г. Для сокращения пробы использовали метод квадратования: Измельченный материал тщательно перемешать и рассыпать ровным тонким слоем в виде квадрата, разделили его на четыре сектора. Содержимое двух противоположных секторов отбрасывали, а два оставшихся снова смешивали, после многократных повторений оставшуюся пробу высушили до воздушного состояния для получения водных вытяжек. (Приложение1)
3.2 Приготовление водной вытяжки.
Для приготовления водной вытяжки достаточно 20 г воздушно – сухой просеянной почвы. Почву помещали в колбу на 100 мл, добавляли 50 мл дистиллированной воды и взбалтывали в течение 5–10 минут, а затем фильтровали. (Приложение 2)
3.3 Определение актуальной кислотности почвы.
Реакция почвы оказывает большое влияние на развитие растений и почвенных микроорганизмов, на скорость и направленность происходящих в ней химических и биохимических процессов. В природных условиях рН почвенного раствора колеблется от 3 до 10. Чаще всего кислотность почвы не выходит за пределы 4–8. Связь между кислотностью почвы и величиной рН приведена в (Приложение№3 табл. 1.)
Актуальная (активная) кислотность – кислотность почвенного раствора. Этот вид кислотности оказывает непосредственное влияние на корни растений и почвенные организмы. Актуальную кислотность определяют в водной почвенной вытяжке. Для этого необходимо поместить в пробирку или колбу 2 г почвы, добавить 10 мл. дистиллированной воды; полученную суспензию 1: 5 хорошо встряхнуть и дать отстоять осадку; в над осадочную жидкость внести полоску индикаторной бумаги и, сравнить её цвет с цветной таблицей, сделать вывод о величине pH почвы. Полученные результаты. (Приложение№3 таб. №2)
Полученные результаты:
Таблица №2
Номер пробы рН Кислотность
№1 6,5 Слабокислая
№2 6,5 Слабокислая
№3 6,6 Слабокислая
№4 6,5 Слабокислая
В кислых почвах (pH 4.0–5.5) железо, аллюминий и марганец находятся в формах доступных растениям, а их концентрация достигает токсического уровня. При этом затруднено поступление в растения фосфора, калия, серы, кальция, магния, молибдена. На кислой почве может наблюдаться повышенный выпад растений без внешних причин – вымочка, гибель от мороза, развитие болезней и вредителей. Напротив, в щелочных (pH 7.5–8.5) железо, марганец, фосфор, медь, цинк, бор и большинства микроэлементов становятся менее доступными растениям.
Оптимальным считается pH 6.5 – слабокислая реакция почвы. Следовательно, в почве нашего пришкольного участка, имеющего слабо кислую среду, что не ведет к недостатку фосфора и микроэлементов, большинство основных питательных веществ доступны растениям, т. е. находятся в почвенном растворе. Такая почвенная реакция благоприятна для развития полезных почвенных микроорганизмов, обогащающих почву азотом.
4. Качественное определение химических элементов в почве.
4.1 Карбонат–ионы.
Одним из показателей валового состава почвы является содержание
в ней СО2 карбонатов. Наличие или отсутствие свободных карбонатов является важным диагностическим признаком почв и их отдельных генетических горизонтов. Присутствие в почве заметных количеств карбонатов препятствует развитию кислотности, а иногда приводит к возникновению щелочности, что оказывает важное влияние на подвижность многих веществ в почве и на агроэкологические особенности почв. Этот показатель нужен также для различных пересчетов, необходимых при интерпретации данных о содержании других компонентов валового химического состава почв.
О примерном содержании карбонатов и соответственно размерах навески для анализа можно судить по характеру вскипания почвы (пробы) от 2–3 капель 10%–ного раствора HCl.
Небольшое количество почвы помещают в фарфоровую чашку и приливают пипеткой несколько капель 10%–го раствора соляной кислоты. Образующийся по реакции оксид углерода (IV) CO2 выделяется в виде пузырьков (почва “шипит”). По интенсивности их выделения судят о более или менее значительном содержании карбонатов. (Приложение№4 таб. 3)
Полученные результаты:
№1 – вскипание отсутствует
№2 – вскипание отсутствует
№3 –очень слабое и кратковременное
№4 – вскипание отсутствует
3.2. Определение сульфат–ионов.
К 5 мл фильтрата добавить несколько капель концентрированной соляной кислоты и 2–3 мл 20%–го раствора хлорида бария. Если образующийся сульфат бария выпадает в виде белого мелкокристаллического осадка, это говорит о присутствии сульфатов в количестве нескольких десятых процента и более. Помутнение раствора также указывает на содержание сульфатов – сотые доли процента. Слабое помутнение, заметное лиши на черном фоне, бывает при незначительном содержании сульфатов – тысячные доли процента.
№ 1- хорошо заметно выпадение осадка
№ 2- хорошо заметно выпадение осадка
№ 3- хорошо заметно выпадение осадка
№ 4- хорошо заметно выпадение осадка
3.4. Определение железо (II и III).
В две пробирки внести по 3мл вытяжки. В первую пробирку прилить несколько капель раствора красной кровяной соли K3[Fe(CN)6)], во вторую – несколько капель 10%–го раствора роданида калия KSCN. Появившееся синее окрашивание в первой пробирке и красное во второй свидетельствует о наличии в почве соединений железа (II) и железа (III). По интенсивности окрашивания можно судить об их количестве.
№ 1- не обнаружено
№ 2- не обнаружено
№ 3- не обнаружено
№4- не обнаружено
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГУМУСА В ПОЧВЕ. (ПРИЛОЖЕНИЕ№4 ТАБ 4)
Результаты
Проба №1 –среднегумусная, среднеплодородная;
Проба №2- среднегумусная, среднеплодородная;
Проба №3- среднегумусная, среднеплодородная;
Проба №4- среднегумусная, среднеплодородная.
5.1Определение механического состава почвы.
По механическому составу почва бывает глинистой, суглинистой, песчаной и супесчаной. Чтобы определить какой тип почвы на нашем участке или в какую землю мы собираемеся пересаживать растения, можно воспользоваться простым методом. Комочек земли увлажняется до тестообразного состояния и скатывается ладонями в шарик. Затем из шарика раскатывается жгут. Попробуйте жгут свернуть в колечко, и в зависимости от того, что у вас получилось и определяйте какой тип почвы.
•Земля не скатывается в шарик - почва песчаная.
• Скатывается в шарик с трудом, но не раскатывается в жгут - почва супесчаная.
• Скатывается легко в шарик, скатывается в жгут, но не сворачивается – почва легкая суглинистая.
• Если кольцо свернулось, но с большими трещинами – среднесуглинистая почва.
• Если трещины небольшие – тяжелый суглинок.
• Скатывается в шарик, раскатывается в жгут, легко сворачивается в кольцо – глинистая почва.
Результаты:
Проба №1 - лёгкая суглинистая
Проба №2 – лёгкая суглинистая
Проба №3 – среднесуглинистая
Проба №4 – среднесуглинистая
Заключение
В результате проведённых опытов по определению механического и химического состава почвы, можно сделать вывод:
Почвы пришкольного участка относятся к каштаново подзолистым, легко и средне суглинистым. Пригодна почти для всех культур. Хорошо удерживает влагу. Аэрация достаточная. Навоз усваивается хорошо. Работать на такой почве не тяжело. По кислотности относятся к слабокислым из этого следует, что нужно провести работу по раскислению почвы т. е. (нужно в носить в почву не гашёную известь или древесную золу).
Чтобы получить более богатый урожай необходимо использовать местные удобрения к которым относится перегной, древесная зола. Это стимулирует развитие полезных почвенных микроорганизмов и дождевых червей. В результате их жизнедеятельности почва становится более рыхлой, структурной, лучше проницаемой для воздуха и воды и более плодородной для растений. Значит плодородие почвы можно поддерживать внесением только органических удобрений.
Цель моего исследования достигнута, изучен состав и свойства почвы пришкольного участка, осталось применить результат моей работы на практике.
.
Список использованной литературы.
1. Л. Г. Богатырёв, В. Д. Василевская. Почвоведение. Часть 2. 1988 год. Москва.
2. М. А. Глазовская, А. Н. Геннадиев. География почв с основами почвоведения, М., МГУ, 1995
3. В. А. Ковда. Основы учения о почвах. Издательство «Наука». Москва. 1983 год.
4. Научно-методический журнал «Химия в школе» 2001 г. Роль почвы в выращивание растений» из сайта https://www.arealand.ru/
5. Статьи из интернета:
• «Автоматический полив, анализ почвы, газоны, дренаж, зимняя посадка»;
• Морфология почв «Кругосвет». Энциклопедия. 2008 годwww.krugosvet.ru;
• «Почвоведение» материал из Википедии.
• «Структура почвы»
6. Х. Х. Шагиев, В. Х. Азнаев «Стерлитамакский район Республики Башкортостан». 2007 год. Уфа.
Приложение №1.
1 Пробоотбор и подготовка образцов к химическому анализу.
Приложение№ 2
Приготовление водной вытяжки.
Приложение №3
Определение актуальной кислотности почвы.
Таблица №1.
рН Степень кислотности почвы
0-6,9 кислые
7 нейтральные
7,1-14 щелочные
Таблица №2 (Полученные результаты)
Номер пробы рН Кислотность
№1 6,5 Слабокислая
№2 6,5 Слабокислая
№3 6,6 Слабокислая
№4 6,5 Слабокислая
Приложение№4
Качественное определение химических элементов в почве.
Определение карбонат – ионов.
Таблица №3. Определение величины содержания СаСО3
Вскипание Содержание СаСО3
1. Очень сильное вскипание >10
2. Сильное, продолжительное 5-10
3. Заметное, но кратковременное 4-3
4. Слабое и кратковременное 3-2
5. Очень слабое и малозаметное 2-1
6. Вскипание отсутствует <1
Полученные результаты:
№1 – вскипание отсутствует
№2 – вскипание отсутствует
№3 –очень слабое и кратковременное
№4 – вскипание отсутствует
Определение сульфат-ионов
Определение железо(1 и 2)
Приложение№4
Определение гумуса в почве.
Таблица 4.
Результаты
Научастке№1 –среднегумусная, среднеплодородная;
Научастке№2- среднегумусная, среднеплодородная;
Научастке№3- среднегумусная, среднеплодородная;
Научастке№4- среднегумусная, среднеплодородная.
Определение механического состава почвы.
