Исследовательская работа по теме: «Определение общих физических свойств почвы пришкольного участка».

Приложение 5

Исследовательская работа

по теме: «Определение общих физических свойств почвы пришкольного участка».

Выполняли: учащиеся 7-8

Руководители: учитель биологии

Ильина Алла Александровна

Начало: май

Конец: июнь

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………3

ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВ ПОЛУОСТРОВА ЯМАЛ

1.1 Географическое положение полуострова Ямал……………………6

ГЛАВА 2.ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОАБОТА

2.1 Методика проведения опытов-исследований по определению общих физических свойств почвы………………………………………………………8

1. Экспериментальная часть-проведение опыта………………….10

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………..16

ЛИТЕРАТУРА……………………………………………………………17

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы на сегодняшний день на полуострове Ямал, является разведение картофеля. Но прежде чем начать работу по разведению на Крайнем Севере картофеля, необходимо изучить состав почвы нашего участка возле школы, который предположительно буде использован по посадку и выращивания морозоустойчивого сорта картофеля.

Понятие о почве вытекает из непосредственного представления о живой и неживой природе. Почва занимает между ними промежуточное положение. Поэтому почву считают особым природным образованием, возникшим под воздействием абиотических, биотических факторов.

Общие свойства, которыми обладает почва-это механический состав, структура, влажность, кислотность и наличие растворимых солей.

1.Механический состав почвы обусловлен наличием в ней глины, песчаника, мелких камней, биогенных и антропогенных включений.

2.Влажность почвы обуславливает возможность минерального питания растений и является необходимым фактором окружающей среды.

3.Кислотность почвы - важный экологический фактор, определяющий условия жизнедеятельности почвенных организмов и высших растений. При высокой кислотности угнетается рост растения, подавляется жизнедеятельность микроорганизмов. При высокой кислотности необходимо проводить известкование почвы. Кислотность почвы определяют по рН среде в почве. В зависимости от величины рН почва может быть: кислой, нейтральной, щелочной. При рН = 4 и менее – сильнокислая; рН=5-кислая; рН =6 слабокислая ; рН = 7 –нейтральная ; рН = 8 и более – щелочная.

4. Засоленность почвы характеризуется повышенным содержанием легкорастворимых минеральных солей.

Антропогенное воздействие на почвы (действие человека ) обычно приводит к их нарушениям, т.е. к изменениям в составе и структуре почвы, в функционировании агросистемы, выражающимся в отклонении от их естественного состояния.

Там мы проводим опыты с растениями, выращиваем цветы, для украшения нашей территории. Большое значение при выращивании растений имеет почва.

«Картофель, привередливая культура и не во всякой почве урожай даст, и бросовым местом на участке довольствоваться тоже не будет».[3]

Но мы выбрали сорт «Гала», который не прихотлив к почвам и не требует большого ухода. Но все-таки, для получения хорошего урожая необходимо проанализировать почву нашего участка и если это будет необходимо дать рекомендации для улучшения состава почвы.

Так как последние годы мы наблюдали, что растения на участке растут слабые, требуют частого полива, рыхления и подкормки. На внешний вид почва имеет серо-белый цвет, не имеет зернистой структуры, почва распылённая. Значит, по внешнему виду почву на нашем участке можно отнести:

1. дерново-подзолистой, плодородный слой до 10 см.

2. Почва быстро впитывает небольшое количество воды после дождя, значит, в состав ее входит песок.

3. Почва не имеет комковатости, значит она бесструктурная распылённая.

Эти факторы указывает на низкое плодородие почвы. Последний раз (из-за отсутствия средств) удобрения вносились в 1990 г.

Основная проблема почвы нашего участка, повышение плодородия почвы.

Объект исследование: физический состав почвы.

Предмет исследования: изучить физический состав почвы и выяснить проблемы почвы.

Цель нашего исследования: «Оценка экологического состояния почвы»

Задачи:

1. Определить состав и структуру почвы

2. Дать экологическую оценку почвы по кислотности солевой вытяжки.

3. Составить план по улучшению структуры почвы участка на научной основе.

Гипотеза: если предположить, физический состав почвы на пришкольном участке не соответствует агротехническим требованиям для выращивания картофеля, разработать и рекомендовать проведения агротехнической обработки почвы для повышения урожайности картофеля.

Методы: опытным путём проанализировать физический состав почвы, путем наблюдения за произрастанием дикорастущих растений определить грунт почвы.

ГЛАВА 1. Общая характеристика почв полуострова Ямал

1.1 Географическое положение полуострова Ямал

Полуостров Ямал имеет ровный рельеф, его средняя высота – пятьдесят метров. Примечательно то, что здесь сосредоточено большое количество месторождений природного газа – около двадцати процентов всех российских запасов. Климат Ямала достаточно холодный. Основная часть полуострова находится в субарктическом поясе, а северное побережье – в арктическом. Средние температуры – -24 °С в январе и +5°С в июле. Осадков выпадает мало – примерно 400 миллиметров в год. Этот полуостров находится сразу в двух природных зонах – тундре и лесотундре. Почва здесь представлена подбурами, глеезёмами и торфяными почвами. Большая часть территории скована вечной мерзлотой.

Основные занятия жителей полуострова – оленеводство и рыболовство. Заниматься обработкой земли у них нет никакой возможности из-за того, что почва здесь крайне неплодородна.

Ямало-Ненецкий округ, Шурышкарский район расположен на западе ЯНАО. Площадь территории - 53970 км². Основная река - Обь. Развиты В силу природно-климатических условий региона, сельское хозяйство региона традиционно наиболее полно представлено в оленеводстве, охоте, рыболовстве и клеточном звероводстве. Доля оленеводства в производстве продукции составляет 92%. В этих отраслях занято в основном местное коренное население. Стала развиваться совершенно новая отрасль - растениеводство. В 1932 году впервые был произведён посев на 7,5 гектарах открытого грунта и парниках на 80 рам. Выращивался картофель, овощи, кормовые корнеплоды. Достижения растениеводства Ямала демонстрировались на Всесоюзной сельскохозяйственной выставке. Шурышкарский район относится к таёжной части, климат резкий континентальный, лето довольно теплое и продолжительное и поэтому этот район признан самым благоприятным для развития растениеводства. Одним из направлений в данной отрасли является выращивания картофеля.

Картофель-однолетнее растение семейства паслёновых. Продолжительность его роста зависит от сорта, колеблется от 60 до 180 дней. Всходы дает при температуре 7-8 градусов тепла. При снижении температуры, ботва перестаёт расти. Благоприятная температура 17-18 градусов. При засушливом лете картофель требует полива.

Поэтому на территории школы учащиеся тоже решили высадить картофель и проследить агротехнику выращивания сорта средней спелости сорта «Гала». Поэтому наш исследовательский проект состоит из двух этапов:

1. Изучить состав почвы и если это необходимо улучшить почву внесением удобрений.

2. Изучить агротехнику выращивания картофеля.

ГЛАВА 2.ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОАБОТА

2.1 Методика проведения опытов-исследований по определению общих физических свойств почвы

1.Пробоотбор и подготовка образцов к анализу.
Для проведения анализа почвы необходимо провести правильно пробоотбор.
Почву на участке отбирают с глубины 0-20 см. На практике для отбора
почвенных образцов используют метод конверта. Берётся 5 проб в разных
частях участка.

Подготовка почвы к анализу состоит в измельчении материала, удалении посторонних примесей, просеивании через сито с диаметром отверстий мм и сокращении до небольшой массы (около 500 г). Для сокращения пробы
пользуются разными методами. Мы использовали квартование.
2.Определение механического состава почвы.
А) Метод .

Взять в правую руку кусочек воздушно-сухой почвы размером с горошину и втереть её в кожу ладони. Ладонь перевернуть вниз и слегка стряхнуть. На ней остаётся так называемое зеркало за счёт оставшихся в бороздах и порах кожи мелких глинистых частиц. Более крупные частицы песка размером более 0,01 мм не остаются в порах и отряхиваются с ладони.
Выводы делаются по шкале:

-Зеркало почти нет - песок.

-Зеркало слабое, прерывистое - супесь.

-Зеркало сплошное, есть комочки - суглинок.

-Зеркало сплошное, светится - глина.

Б) По Качинскому А.Н.

Небольшое количество почвы смочить водой до состояния полужидкой
массы. Эту массу скатать в шар. Шар раскатать в шнур. Шнур согнуть в
кольцо диаметром примерно 3 см.

Выводы делаются по шкале:

- Шнур не образуется - песок (песчаная почва).

- Образуются зачатки шнура - супесь (супесчаная почва).

- Шнур дробится при раскатывании и сгибании в кольцо - суглинок
(суглинистая почва).

- Шнур сплошной, кольцо цельное - глина (глинистая почва).

3.Исследование влагоёмкости и водопроницательности почвы.
1. опыт. В воронку положить 50 грамм почвы и налить 50 мл воды. Заметить время, в течение которого вода выльется в стакан. Вычислить массу воды, просочившейся сквозь почву.

Влагопроницаемость почвы определяется по времени просачивания воды сквозь почву. Влагоёмкость определяется по
массе собранной воды в стакане. Именно она и доступна для питания
растений.

2 опыт. Поместить образец почвы в кювету. Кювету поставить на чашку весов. Определить вес кюветы с образцом. Заранее определить вес чистой кюветы.

Оставить кювету с почвой на сутки в помещении. На следующий день взвесить кювету с образцом и рассчитать влажность.

m вл.-m с

W= • 1000

m вл.- m о

4.Определение кислотности почвы.

Реакция почвы оказывает большое влияние на развитие растений и
почвенных микроорганизмов, на скорость и направленность происходящих в
ней химических и биохимических процессов.

Кислотность определяют в водной почвенной вытяжке универсальным
индикатором.
Методика проведения опытов.

Описание опыта № 1: в пробирку № 1 поместить почву с участка, где размещены деревья, т. е. дендрологического, пробирку № 2 поместить почву с пришкольного участка. Прилить в пробирки дистиллированную воду, в три раза больше объемом, чем объем почвы, закрыть пробирки и тщательно встряхнули в течение минуты. Затем пронаблюдать за осаждением частиц почвы и структурой осадков.

Приготовили бумажные фильтры, поместили в воронки, смочили и закрепили в кольце штатива. Поставили под воронки чистые сухие пробирки и профильтровали полученные ранее растворы. Полученные фильтры представляют собой почвенную вытяжку. Затем мы взяли пару лакмусовых бумажек и определили рН почвенного раствора в наших пробирках.

1. Экспериментальная часть-проведение опытов

Опыт1.

Учащиеся взяли пробы земли в небольших объемах на опытном и цветочно- декоративном отделах в бумажные пакеты. Почву соединили вместе и описали структуру. Почва имеет серо-белый цвет, не имеет комков, похожа на золу по своей структуре. Взяли в руки небольшое количество почвы и растерли в руках, на ладонях осталась небольшое количество мелких частиц. Значит, в состав почвы входит песок с примесями глины. Чтобы окончательно убедиться в том, что основной состав почвы нашего участка входит песок или глина проделаем опыт.

Опыт2.

Добавили к небольшому количеству почвы воды, доводя до кашеобразного состояния. Попробовали из смеси сделать шнур. Он получился прерывистый. Это доказывает, что почва состоит из песка, глины, начали сворачивать шнур в кольцо, оно прерывается.

Рисунок 1. Образец почвы.

Характеристика почвы по итогам опытов:

1. почва не имеет ярко выраженной структуры, распыленная, в состав почвы входит глина и песок, т.е. почва суперглинистая. Шарик легко скатывается, при раздавливании дает крупные трещины, шнур скатывается. Значит, почва по механическому составу относится к суглинку легкому.

2. Действительно ли почва состоит из глины, песка, органических веществ?

Проделаем еще один опыт.

Опыт 3.

Взяли 100г почвы и добавили 200мл. воды, поставили раствор отстаиваться. Посмотрели на раствор через 2 часа и убедились, что в состав входят взвешенные частицы- это органические вещества, песок, глина.

Рисунок 2. Определения физического состава почвы.

Суглинистый грунт оставит почти чистую воду в стакане со слоистым осадком на дне. Песчаный / каменистый грунт оставит чистую воду в стакане с осадком песка или камешков. Известковый грунт оставит мутную сероватую воду в стакане и остаток в виде белесых крупинок. Торфянистый грунт оставит несколько мутноватую воду с небольшим осадком на дне и толстым слоем легких тонких фрагментов, плавающих на поверхности. Глинистый или илистый грунт оставит мутную воду с тонким осадком

Вывод: из нашего опыта видно, что почва на нашем участке, суглинистая.

Исследование влагоёмкости и водопроницательности почвы.
Опыт 1. исследование влагоемкости почвы.

Поместили почву опытного участка на бумажную салфетку и взвесили, m=50 г. Второй образец, взятый с цветочного отдела, также взвесили и довели его вес до 50 г. оставили салфетки с почвой на ночь в сухом помещении. На следующий день почву вновь взвесили и получили m= 48 г. с опытного отдела, а масса почвы с цветочного отдела m= 49г.

Рассчитали влажность образца по формуле:

m вл.-m с

W= • 1000

m вл.- m о

Так как мы не берем вес салфетки. То формула упрощается.

50- 48

W1= • 1000 =40 мг/г= 40%

50

50- 49

W2 = • 1000 =20 мг/г= 20%

50

Разница между первоначальной (до просушивания) и последующей массой почвы указывает количество влаги, находившейся в почве; по этому количеству рассчитывается процент влажности.

Наилучшей для развития растений считают влажность, равную 60 % полной влагоёмкости почвы.

Значит, на нашем участке влагоёмкость почвы ниже нормы.

Опыт 2.

В воронку положить по 50 грамм почвы с опытного и цветочного отдела и налить по 50 мл воды в каждую воронку. Заметили время, в течение которого вода вылилась в стакан. Вычислить массу воды,
просочившейся сквозь почву.

Время (t) =5 мин.,m(Н2 О)=25 мл. цветочный участок.

Время (t) =5 мин.,m(Н2 О)=20 мл. опытный участок.
Вывод по опытам:

Влагоёмкость почвы составляет от 20- 40%, значит не вся вода доходит до корней растений. Сама почва имеет среднюю влажность и должна постоянно подвергаться дополнительному поливу. Так как почва суперглинистая, для нее характерно длительное просачивание воды, поэтому она будет покрываться коркой и плохо пропускать воздух. Для такой почвы необходимо частое рыхление.

4.Определение кислотности почвы.

Опыт1.

Взяли 10 г почвы, с двух участков: 1- опытнический; 2- цветочно-декаративный, добавили по 25 мл. хлорида натрия (NaĆĮ), полученные растворы профильтровали. Определили рН.( Добавили к растворам по 2 капли раствора лакмуса ( индикатор), раствор приобрел красноватый цвет. Цвет сравнили с контрольной шкалой. рН почвы опытнического участка = 4, рН почвы цветочного отдела = 5

Вывод: почва на участке имеет кислую среду. Каждое растение имеет свою рН среду - приложение 1.(таб. П.1. 2.) Алексеев С.В. Практикум по экологии М., А.О.МДС 1996.

Опыт 2.

Взяли раствор воды с почвами двух этих же отделов и поместили в данный раствор универсальный индикатор, сравнили с контрольной шкалой. рН почвы показал=5, Значит почва имеет слабокислую среду.

Данные опыты имеют небольшие расхождения на допустимом уровне. Общий показатель рН в среднем =4,5-5. Почва кислая.

Рисунок 3. Определение кислотности.

Рассмотрим произрастание дикорастущих растений на участке и определим дополнительно кислотность почвы.

Некоторые сорняки, которые растут на нашем пришкольном участке, показывают также на наличие кислотности почвы.

Таким образом, по преобладающему травостою (преобладающим сорнякам) можно приблизительно оценить кислотность почвы. Следует иметь в виду, что в разных частях участках может быть разная кислотность почвы. На преобладающий травостой также влияют влажность почвы, ее аэрированность, плодородие, освещенность.

На территории школы произрастали:

Щавель, хвощ полевой, лютик ползучий. Эти растения так же указывает на кислую среду почвы.

На учебно-опытном участке встречаются чаще всего: пырей ползучий, ромашка непахучая, вьюнок полевой, пастушья сумка.

Значит, наличие данного травостоя, еще раз доказывает, что кислотность почвы можно отнести к слабокислой и кислой среде.

Общий вывод: почва дерново-подзолистая, так как она образовалась под влиянием таёжно- тундровой растительности. Состав: глина, песок и органические включения. Значит, почва легкая суглинистая, бесструктурная, распыленная. В почву может входить не более 30-40% дождевой воды. После дождей возникать корка, значить поступление воздуха в почву задерживается. рН=4- 5, среда почвы слабокислая или даже кислая.

Мы изучили материалы, какие растения могут произрастать на нашем учебно-опытном участке, и приводим таблицу. Основываясь на исследованиях автора данной таблицы (Алексеев С.В. Практикум по экологии: пособие учителя; М., АО МДС 1996), наша почва пригодна для выращивания картофеля, но при предварительном известковании почвы пришкольного участка.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследования показали, что почва имеет, кислую среду, и по физическому составу относится к суглинистой почве. Поэтому необходимо для нашей почвы проводить:

1. известкование, лущение (поверхностное рыхление после дождей);

2.глубокая осенняя перекопка с добавлением слоя песка (до 50 кг/м»);

3.весенняя перекопка с добавлением удобрений из расчета на кг/м2: перегноя до 15 кг, суперфосфата до 70 г, хлористого калия- до 50г;

4.подбор для посадки растений, малотребовательных к типу почвы.

Рекомендации по использованию кальциевых (известковых) удобрений.

Большинство почв нуждаются в дополнительном внесении кальция.
Доломитовая известь и молотый известняк не обжигают листья и корни растений и безопасны для них. Они не мешают прорастанию семян. Вносить их можно в любое время года.

Известковые материалы следует тщательно перемешивать с почвой, чтобы они повлияли на рост растений в текущем сезоне.

Кальций одновременно нейтрализует кислотность почвы и является важным питательным элементом для растений.
-Лучше вносить известь ежегодно небольшими дозами, чем один раз в в 4-5 лет.

Перспективы:

После соответственной обработки почвы, использовать для выращивания картофеля сорт «Гала».

Гипотеза, которую мы поставили в начале работы подтвердилась, что выращивание растений на пришкольном участке возможно после специальной обработке почвы.

ЛИТЕРАТУРА

1.Алексеев С.В. Практикум по экологии: пособие учителя; М., АО МДС 1996

2.Трайтак Д.И. Сельскохозяйственный труд; М., Просвещение 1994

3.Писаренко И.П. – СПб.: В помощь крестьянину: Практическое пособие, Лениздат, 1993

18