XIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Исследование пшеничного поля

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Нефедов К.Е. 1Сагайдак А.Ю. 1Бабкин А.С. 1Божко А.А. 1

---

1МБОУ Баганская СОШ№1

Петрушкевич Н.В. 1Бухмиллер Я.А. 1

---

1МБОУ Баганская СОШ№1

Работа в формате PDF

1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

Введение.

В летний период 2021 года на землях, закрепленных за МБОУ Баганской СОШ № 1 впервые была высажена зерновая культура-пшеница яровая.

Новая искусственная экосистема вошла в список исследований «Лаборатории биоценозов», которые проводятся обучающимися школы за время работы на пришкольном участке и летней образовательной тропе, состоящей из 9 лабораторий.

Почвенная влага является практически единственным источником влагообеспечения этого наземного растения. Изучение влажности почвы в ее сезонной и многолетней динамике - необходимая часть экологических, агропочвенных исследований произрастания овощных и зерновых растений.

Новизна и ценность исследований для нас заключается в том, что, несмотря на близость природы в нашем селе, впервые, на практике ,мы встречаемся с зерновыми культурами, можем проводить наблюдения, ставить эксперимент, изучить особенности технологических процессов для выращивания зерна, из которого получают важнейший продукт человечества-хлеб. Данная работа позволит создать условия для нашего самоопределения, самореализации ,обеспечит возможность осуществления профессиональных проб, подготовит к самостоятельному сознательному выбору профиля профессионального обучения, поможет освоить компетенции, связанные с технологией, системы управления качеством агропродукции в соответствии с международными стандартами. Не секрет, что большинство выпускников школ района и нашей, в том числе, не планируют возвращаться на свою малую родину. Об этом свидетельствует выбор специальностей профессиональной подготовки молодых людей. . В новых социально-экономических условиях школьники должны не только получать первые навыки работы на земле, но и учиться эффективно хозяйствовать на ней, оценивать результаты своего труда как морально, так и материально.

Цель: Определить влажность почвы на пшеничном поле в районе автомобильной дороги Теренгуль, Ивановка,

Задачи:

— выработать научно обоснованные представления о влажности почвы.

— освоить компетенции, связанные с практическим нахождением влажности почвы.

— сформировать агротехнологические компетенции, которые обеспечивают квалифицированное управление продукционным процессом в выращивании зерновой культуры

- сформировать навыки по достижению планируемой урожайности и качества продукции

- обеспечить экологическую безопасность при соблюдении технологических процессов.

Место и сроки проведения. Земельные угодья МБОУ Баганской СОШ№1, удаленность от с.Баган 1км, пшеничное поле 168 га.

Исследования проводились в июле 2021 года.

Методы работы:

Термостатно-весовой метод.

Термостатно-весовой метод определения влажности заключается в измерении веса влаги, содержащейся в образце.

Отбор образцов для определения влажности производим в полевых условиях по генетическим горизонтам почвенного разреза через каждые 10 см с помощью лопаты, на глубину 50см.

Образец отбирается ножом или стамеской из нижней части бура или нижней границы горизонта в герметичную емкость, у нас это были полиэтиленовые пакеты. В лаборатории почву взвешиваем, сушим в сушильном шкафу при t=105°С в течении 6-8 часов. Достав из шкафа, сразу накрываем крышкой во избежание поглощения почвой влаги из окружающей среды, охлаждаем и взвешиваем.

2.Аналитические.

3.Математические.

Основная часть. 1.Теоретическая часть

1). Хлеб – это главный пищевой продукт, дающий значительное количество энергии и необходимые организму питательные вещества и получаемый из пшеницы. Хлеб является привычным продуктом питания. В нём содержится от 40% до 45% углеводов, поступающих в организм в виде 1000-1100 кал в день. Достаточно потреблять 300-400 г хлеба в день при разнообразном и полноценном питании. Люди предпочитают, есть хлеб из пшеницы, ведь она содержит клейковину, которая лучше задерживает пузырьки газа. В результате этого хлеб становится более пышным. Из данного продукта можно приготовить разнообразные блюда. 

К слову о пользе хлеба: его потребление количеством 500 г в сутки покрывает потребность организма в белках примерно на 1/3 за счет синтеза белка, происходящего при сочетании белков хлеба с белками животных продуктов. В хлебе мало кальция и натрия, однако он богат фосфором, калием, магнием, серой. Белок в хлебе из пшеничной муки 1–го сорта усваивается на 85%, углеводы на 96%, что говорит о его высокой усвояемости.

2). Описание агроценоза пшеничного поля.

Данный агроценоз располагается на расстоянии 800м от юго-западной окраины села Баган, на севере Кулундинской степи. Климат резко-континентальный, умеренный. Почвы - бедные черноземы, имеющие часто суглинистый состав. В течение 3-х лет данный агроценоз находился под парами, поэтому ее можно назвать залежной, которая обрабатывалась вспашкой земли за год до посева.

Его растительность составляют, кроме самой пшеницы, еще и различные сорняки. Животных на пшеничном поле обитает значительно меньше, чем в естественных условиях. Кроме полевок и других грызунов, здесь встречаются насекомые, зерноядные и хищные птицы, лисы. Почву населяют дождевые черви, жуки, бактерии и грибы, разлагающие и минерализующие солому и корни пшеницы, оставшиеся после сбора урожая. Таким образом, в агроценозе существуют те же пищевые группы, что и в природной экосистеме: продуценты, консументы и редуценты. Роль продуцентов в нем выполняет, в основном, посеянное человеком культурное растение.

Поле в июне 2021 года было обработано гербицидами , чтобы не допустить появление многолетних сорняков с мощной корневой системой.

3).Значение влаги для пшеницы.

Роль весенней влаги для пшеницы. Яровая пшеница может использовать почвенную влагу до 100см и до более глубоких слоев - до 130-140 см. Это также повышает долю почвенной влаги в снабжении пшеницы водой. Но приходится учитывать и другое обстоятельство. Яровая пшеница далеко не всегда полностью использует активную влагу корнеобитаемого слоя почвы. В дождливые годы или в годы слабого развития корневой системы растений после уборки урожая в почве остается некоторое количество неиспользованной доступной растениям воды. До мертвого запаса на всю глубину корнеобитаемого слоя почва иссушается только в засушливые сезоны при нормальном развитии корневой системы. Почвенная влага является решающим и определяющим моментом урожайности. Для производства одной тонны надземного урожая (сухого вещества) наши главнейшие зерновые растения должны потребить воды: от 257 т (просо) до 451 т (пшеница полтавка); или, считая средний урожай пшеницы в 4 т (1,5 т зерна + 2,5 т соломы) на 1 га, мы можем сказать, что указанный урожай извлечет из почвы (за все время вегетационного периода этого растения) около 2 000 т воды; урожай овса в 3 т (1 т зерна + 2 т соломы) — до 1 300 т; ячменя — до 1 250 т (с пространства в 1 га) и т.д.(2)

2.Практическая часть. Определение влажности почвы.

Влажность почвы характеризуется количеством воды, содержащейся в почве в момент определения. Различают влажность абсолютную и относительную.

Опыт 1. Определение абсолютной влажности почвы.

 Абсолютной влажностью называется содержание воды в процентах к массе (весу) или массе сухой почвы. Стеклянную чашку просушиваем до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре 100…105⁰С, охлаждаем и взвешивают на аналитических весах. В эту чашу насыпаем около100 г воздушно-сухой почвы. Почву сушим в сушильном шкафу 6 часов, после чего закрываем крышкой, охлаждаем и взвешиваем.. Результат взвешивания записываем в таблицу 1, а влажность W вычисляют по формуле. Wm=Мв/ Мп ⋅100%, где

Wm- абсолютная массовая влажность в процентах;

Мв- масса воды в образце;

Мп- масса сухой почвы;

100- коэффициент для расчета в процентах.

Опыт 2. Определение относительной влажности почвы.

Относительная влажность- это отношение содержания влаги в данный момент к количеству воды, насыщающей почву до её наименьшей влагоемкости. Относительная влажность рассчитывается по формуле:

Относительная влажность характеризует степень насыщенности почвы водой по сравнению с пористостью или наименьшей влагоемкостью.

Влагоемкостью называется способность почвы вмещать и удерживать в своих порах то или иное количество влаги. Влагоемкость обычно выражают в процентах к массе сухой почвы. Величина ее зависит от свойств почвы, а также от количества влаги в ней. Влагоемкость тем больше, чем выше порозность почвы, особенно капиллярная, чем выше содержание в почве глинистых минералов и органических веществ. 

10 г невысушенной почвы насыщали водой до ее минимальной впитываемости и определяли относительную влажность по формуле.

W отн =Wабс ⋅100%/ НВ , где

Wотн - относительная влажность;

Wабс- абсолютная влажность;

НВ- наименьшая влагоемкость;

100- коэффициент для расчета в процентах. Данные заносили в таблицу 4

Опыт №3. Характеристика почвы пшеничного поля.

Яровая пшеница требовательна к на­личию в почве питательных веществ в доступной форме, что объясняется коротким периодом вегетации и сниженной усвояющей способностью корневой системы, также к определенной кислотности.

Для определения кислотности образцов почвы делали почвенные вытяжки и определяли водородный показатель.

Для определения органических веществ прокаливали образцы почвы массой 3г и взвешивали после выпаривания воды, а затем после сгорания органических остатков. Данные размещали в таблице №5.

Результаты:

1.В период кущения пшеницы 20 июня абсолютная влажность почвенных генетических слоев была определена как среднее арифметическое на основании таблицы 1:

в 1-м слое от0до 10см- 15,5%,

во 2-м слое от 10 до 20 см- 17%,

в 3слое от 20 до 30 см- 11,3%,

в 4 слое от 30 до 40см- 21%,

в 5слое от 40 до 50 см- 2 3%,

2.На начальном этапе колошения абсолютная влажность почвенных генетических слоев была определена как среднее арифметическое на основании таблицы 2:

в 1-м слое от0до 10см- 24%,

во 2-м слое от 10 до 20 см- 43,2%,

в 3слое от 20 до 30 см- 53,3%,

в 4 слое от 30 до 40см- 39,5%,

в 5слое от 40 до 50 см- 35,7%,

3.В период кущения пшеницы 20 июня относительная влажность почвенных генетических слоев была определена как среднее арифметическое на основании таблицы 3:

в 1-м слое от0до 10см- 23,6%,

во 2-м слое от 10 до 20 см- 39%,

в 3слое от 20 до 30 см- 28,9%,

в 4 слое от 30 до 40см- 27%,

в 5слое от 40 до 50 см- 36,9%

4. В период образования колоса пшеницы 19 июля 2021 года относительная влажность почвенных генетических слоев была определена как среднее арифметическое на основании таблицы 4:

в 1-м слое от 0до 10см- 32,7%,

во 2-м слое от 10 до 20 см- 39%,

в 3слое от 20 до 30 см- 18,9%,

в 4 слое от 30 до 40см- 27%,

в 5слое от 40 до 50 см- 36,7%,

5. В период образования колоса пшеницы 19 июля 2021 года характеристики почвенных генетических слоев были следующие:

в 1-м слое от 0до 10см- рН-5,5 , органическое в-вво-11,6%

в 4 слое от 30 до 40см- рН 6,0 , органическое в-вво- 11%

во 2-м слое от 10 до 20 см- рН6,5 органическое в-вво- 8,3%

в 3слое от 20 до 30 см- рН6,5 органическое в-вво- 8,0%

в 5слое от 40 до 50 см- рН7,0 органическое в-вво- 6,3%

ВЫВОД.

 По данным Минсельхоза на 30 июля 2021года , валовой сбор зерновых и зернобобовых составил 56 млн га при средней урожайности 32,7 ц/га, в том числе пшеницы намолочено 43,2 млн т при урожайности 34,8 ц/га.(ссылка на источник. https://www.oilworld)

При исследовании почвы пшеничного поля мы предположили получение достаточно высокого урожая пшеницы, выше среднего по стране, о чем говорят выводы:

1.В период кущения пшеницы,20 июня 2021 года, при обследовании почвенных горизонтов, экологи не обнаружили дефицита влаги на всех 5 генетических разрезах, почва при сжатии в ладони сохраняла заданную форму.

2.На период кущения пшеницы, 20 июня 2021 года, относительная влажность во всех генетических разрезах была выше нижней границы 15%, при которой наступает устойчивое увядание растений, в 2 и 1,5 раза. (Ссылка на источник: https://roza-zanoza.ru/vse-pro-vinograd/optimalnaya-vlazhnost-pochvy.html)

3.  Нижним пределом усваиваемой растениями влаги является примерно 12% абсолютной влажности (Ссылка на источник: https://roza-zanoza.ru/vse-pro-vinograd/optimalnaya-vlazhnost-pochvy.html). На период кущения пшеницы, 20 июня 2021 года, абсолютная влажность была выше минимальной в 4-х генетических слоях, кроме одного - третьего.

4.На начальном этапе колошения, 19 июля 2021 года, абсолютная влажность почвенных генетических слоев была выше минимальной более чем в 4 раза в 3слое почвы, от 20до 30см. В четвертых и пятых слоях почвы больше в 3 раза. На основании этого можно предположить образование большого количества зерен в колосе. https://megaobuchalka.ru/ Однако, в период кущения, наблюдается близкой к минимальной, абсолютная влажность, что по данным источника https://megaobuchalka.ru, может повлиять на снижение бесплодных колосьев.https://roza-zanoza.ru/vse-pro-vinograd/optimalnaya-vlazhnost-pochvy.html)

5. Яровая пшеница по сравнению с другими зерновыми культурами наиболее требовательна к плодородию почвы, что объясняется пониженной усвояющей способностью корневой системы. https://studbooks.

На основании исследований почвы в школьной лаборатории, мы выяснили, что состав органических веществ составляет от 8до 12%,это соответствует норме.

6. Яровая пшеница не выносит повышенной засоленности и кислотности почвы. Высокие урожаи она дает на почвах, имеющих нейтральную или слабощелочную реакцию (рН 6,0-7,5) https://studbooks.

Исследования в школьной лаборатории показали в основном результаты нейтральной и слабощелочной среды.

7. Окончательные результаты по урожайности будут известны после уборки пшеницы в сентябре 2021 года. Уборка будет произведена ООО «Ивановское».

Заключение.

Проведение исследований почвы пшеничного поля оказалось трудоемким, но интересным. Мы впервые попробовали себя в роли агронома, химика-аналитика. Смогли повысить предметные компетенции по биологии, узнав о фазах развития зерновой культуры, еще раз отработали некоторые темы с уроков химии, например, способы разделения смеси веществ, индикаторы и т.д. Наша работа-это маленькая капля по изучению зерновых культур. В перспективе, необходимо более глубоко ознакомиться именно с фазами развития культуры, требованиями ее к температуре, почве, влажности и т.д.

Как бизнес, выращивание зерновых культур позволяет добиться приемлемой рентабельности только на больших площадях: с каждого гектара поля предприниматель получает не более 40–50 тысяч рублей выручки. Соответственно, заниматься пшеницей экономически целесообразно на участках от 100 га и выше, как в нашем случае. При этом предстоит решить вопрос по севообороту культур. Агрономы советуют высаживать пшеницу на одном месте не чаще одного раза в четыре года. Возможно, наша работа в 2021 году даст толчок для многих ребят изучать агроценозы в школе с дальнейшим продолжением в профессиональных учебных учреждениях.

Используемая литература и интернет-ресурсы:

https://volgoust.ru/vyirashhivanie/psheniczy-kak-biznes-v-rossii.html

https://studbooks.

https://roza-zanoza.ru/vse-pro-vinograd/optimalnaya-vlazhnost-pochvy.html)

. https://megaobuchalka.ru/

Приложения.

Таблица 1. Определение абсолютной влажности почвы в 5 генетических слоях почвы в период кущения пшеницы 20 июня 2021 года (масса почвы во всех образцах до сушки 100г, масса чашки 100г)

Таблица 2.Определение абсолютной влажности почвы в 5 генетических слоях почвы в период начала колошения пшеницы 19 июля 2021 года (масса почвы во всех образцах до сушки 100г, масса чашки 100г)

Таблица 3. Определение относительной влажности почвы в период кущения.

Таблица 4. Определение относительной влажности почвы в период колошения 19июля 2021 года.

Таблица 5.Качественные характеристики почвы в период кущения.

Рис.1Исследуемое поле.

Рис.2 Постановка целей и задач

Рис.3.Подготовка почвенного среза в период кущения.

Рис.4.Доставка почвенных проб в лабораторию

Рис.5.Взвешивание почвы.

Рис.6.Высушивание почвы.

Рис.7.Замеры влажности в период начала колошения

Рис.8.Почвенные срезы в период образования колоса.

Рис.8.Определение органического вещества и рН почвы.