XVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Влияние природных условий на кислотность почвы

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Егоркина А.С. 1

---

1МАОУ СОШ № 17 г. Долгопрудный

Блохина Н.А. 1Леонидова Т.В. 2

---

1МАОУ СОШ № 17 г.Долгопрудный

2ФНЦ "ВИК им. В.Р.Вильямса"

Работа в формате PDF

1.4 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

1.Введение

Один из основных показателей плодородия почв, который сильно влияет на формирование урожая сельскохозяйственных культур, – кислотность. Она зависит от многих факторов: климата, свойств почвообразующих пород, состава почвенно-поглощающего комплекса, особенностей почвообразовательного процесса, степени эродированности почв, хозяйственной деятельности человека. Подкисление почвенного раствора сопровождается негативными изменениями агрофизических параметров, микробиологической активности, состояния гумусного фонда почвы, существенным снижением эффективности удобрений, ухудшением качества растениеводческой продукции и другими отрицательными последствиями.

В Российской Федерации кислые почвы занимают около 35 млн га, а ежегодные потери урожая, обусловленные влиянием неблагоприятной кислотности почв на растения, оцениваются в пересчете на зерно не менее чем в 12 млн т.

Путешествуя с родителями по Калужской области, я решила отобрать образцы почв и сравнить значения кислотности этих почв с почвами в нашем районе, а также с почвами Крыма, которые мы отбирали во время путешествия в 2019 году.

Цель исследований: отобрать почвенные образцы в различных климатических зонах и в различных растительных сообществах и сравнить их кислотность.

Задачи: 1) изучить литературные источники;

2) отобрать образцы почвы в различных природных сообществах в различных климатических зонах;

3) повести агрохимический анализ почвенных образцов;

4) сравнить кислотность почвы в отобранных образцах.

Методы исследования:

1) изучение литературных источников;

2) отбор почвенных образцов;

3) лабораторно-исследовательский.

Предмет исследований: кислотность почвы.

Объект исследований: кислотность почвы в различных климатических зонах.

Время проведения исследований: 2019-2022 г.г

2. Литературный обзор

Кислотность почвы – важный фактор, определяющий условия жизнедеятельности почвенных организмов и растений. Реакция почвы играет важную роль в сельском хозяйстве, поскольку многие сельскохозяйственные культуры предъявляют различные требования к этому параметру и чутко реагируют на его изменение. Это свойство обусловлено определённой концентрацией водородных ионов в почве. Выражается обычно через рН раствора (жидкой фазы почвы), где

рН – отрицательный логарифм концентрации водородных ионов, выраженной в грамм‐эквивалентах на литр [1].

Кислыми называют почвы, если они имеют значение рН водной вытяжки, измеренное в стандартных условиях, ниже 7. В соответствии с этим определением к кислым почвам относятся почти все почвы гумидных областей и некоторые выщелоченные от карбонатов почвы аридных территорий.

На территории России общая площадь, занятая кислыми почвами, исчисляется десятками миллионов гектаров и включает большую часть почв тундровой, таежной зоны и лесостепной зон, бурые лесные почвы, выщелоченные и оподзоленные черноземы, солоди и некоторые другие почвы [2 , с. 5-6].

При низких значениях рН заметно снижается активность многих микроорганизмов, в результате чего замедляется разложение растительных остатков и освобождение из них азота, фосфора, серы и многих микроэлементов.

В условиях кислой реакции концентрация ряда химических элементов, прежде всего Al и Mn, может достигать уровня, токсичного для многих растений.

В условиях отчетливо выраженной кислотной среды происходит закупоривание сосудов в корневых волосках, вследствие чего поступление элементов питания из почвенного раствора в растения замедляется. Таким образом, повышенная кислотность – отрицательное свойство, влияющее на целый ряд сторон жизни почвы и вызывающее неблагоприятные последствия

Для раскисления почв используют их известкование — внесение веществ, постепенно связывающих избыток кислоты, — мела, известняка, доломита (смесь CaCO3 и MgCO3) [3].

Избыточно щелочная среда (pH>7,5–8) для растений не менее губительна. В ней большинство необходимых для роста микроэлементов (фосфор, железо, марганец, бор, магний) переходят в нерастворимые гидроокиси и становятся недоступными для питания.

Щелочной характер почвы определяют натриевые соли, поэтому процесс повышения щелочности называют еще засаливанием. Одна из основных причин повышения показателя рН выше 8 – интенсивное орошение в засушливых регионах, в результате которого она заплывает, плохо пропускает воздух, ухудшается ее пористость.

На щелочных почвах (рН выше 7,5) растения плохо развиваются, а их листья желтеют, поскольку не могут получить железо (оно попросту не усваивается).

На щелочных почвах (рН выше 7,5) растения плохо развиваются, а их листья желтеют, поскольку не могут получить железо (оно попросту не усваивается) [4].

Если на участке с удовольствием растет крапива, клевер, лебеда, то это свидетельство оптимальной для земледелия нейтральной реакции pH.

3.Экспериментальная часть

3.1. Методика исследований

Почву в 2022 году отбирали в различных растительных сообществах. В Московской области почву отбирали в городском парке микрорайона Шереметьевский г. Долгопрудный (приложение 1) и на опытном поле ФНЦ «ВИК им. В.Р.Вильямса» (приложение 2).

Калужской области: в смешанном лесу д. Буданово, хвойном лесу д. Малинники (приложение 3), под лиственными деревьями д. Воскресенское и в пойме реки Оки (приложение 4).

В 2019 году я вместе с родителями путешествовала по Крыму, где тоже отбирала почву в различных растительных сообществах: Гора Ай-Петри, высота 1234 м над уровнем моря (разноставье) (приложение 5), г. Евпаторий, недалеко от озера Мойнаки, степной ландшафт (приложение 6).

Почвенные образцы отбирались на глубине 0-10 см, их высушивали, просеивали через сито с отверстиями 1см для определения рН.

Агрохимические анализы почвы проводили на базе ФГБНУФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса» в отделеаналитических методов исследований под руководство научных сотрудников (приложение 7). Кислотность почвы в соляной вытяжке определяли по ГОСТ 26483-85 потенциометрическим методом.

3.2. Результаты исследований

Результаты исследований представлены в таблице 1.

Таблица 1

Кислотность почв Калужской и Московской области

Реакция среды в почвенных образцах Московской области слабокислая, особенно в городском парке мкр-на Шереметьевский г. Долгопрудный (рН 5,43).

В почвах Калужской области рН солевой вытяжки изменяется от слабокислой до нейтральной в зависимости от произрастающей растительности места отбора почвы. Опад хвои хвойных пород деревья подкисляют почву. В деревне Малинники рН сол. вытяжки в хвойном лесу составляет 5,55. Нейтральная реакция среды отмечается в пойме реки Оки и равняется 6,89. В поймах рек обычно присутствуют аллювиальные почвы.

В смешанном лесу и под лиственными деревьями почва близка к нейтральной.

Кислотность почв зависит не только от произрастающей на них растительностью, но материнской породой, на которой образовалась почва.

Главными материнскими почвообразующими породами в Московской области представлен ледниковыми и водно-ледниковыми отложениями, двучленные породы; аллювиальные пески.

Почвообразующие породы в Калужской области объединяются в следующие группы: покровные отложения; песчано-суглинистая морена; водно-ледниковые отложения; двучленные породы; современные аллювиальные отложения.

Почвы, образованные на таких породах, обычно имеют кислую, слабокислую реакцию среды.

Аллювиальные почвы имеют реакцию среды от слабокислой до слабощелочной. В наших исследованиях она нейтральная.

В 2019 году я вместе с родителями путешествовала по Крыму. Мы отобрали почву в различных природных ландшафтах, и я решила сравнить реакцию среды в этих образцах с почвой, отобранной в Московской и Калужской областях. В таблице 2 приведены результаты анализа почв Крыма.

Таблица 2

Кислотность почвы различных природных ландшафтов Крыма

В наших исследованиях установлено, что кислотность почв Крыма, образованных на осадочных породах, была нейтральной либо слабощелочной. Как мы смогли разобраться, в Крыму находятся различные виды известняков, которые различаются по способу образования, плотности [5].

Особые свойства известняков Ай-Петри объясняются тем, что эта гора представляет собой ископаемый риф. Рифовый известняк образовался из скелетов кораллов и корочек известковых водорослей в мелководном участке позднеюрского моря.

В районе Евпатория находятся ракушечный известняк (ракушечник). Данная разновидность известняка характеризуется пористой структурой и состоит из напластований раковин древних моллюсков и их обломков.

В наших исследования кислотность почвы, отобранной в этих местах, немного отличается. Так, почта на горе Ай-Петри имела нейтральную реакцию среды, а почва, образованная на ракушечном известняке - слабощелочную.

Таким образом, значение кислотности почв в наших исследованиях зависело от почвообразующей породы, на которой образовалась почва, от растительности, климата.

4. Выводы

1. В наших исследованиях кислотность почвы определялась разнообразием материнских пород, рельефа, климата и растительности. 

2. В Московской области почвы имеют слабокислую реакцию среды.

3. В почвах Калужской области рН солевой вытяжки изменяется от слабокислой до нейтральной в зависимости от произрастающей растительности и места отбора почвы.

4. Кислотность почв, образованных на осадочных породах, была нейтральной либо слабощелочной.

Заключение

Почва – биокостное естественноисторическое тело природы, имеющее вертикальное строение рельефа и обладающее плодородием, которое сформировалось в результате воздействия пяти факторов: климат, растительность, животный мир, геология и время.

Плодородие - это свойство почвы представляет исключительную ценность для жизни человека и всех живущих на суше организмов.

Изучение почв необходимо для сельскохозяйственных целей, для развития лесного хозяйства, инженерно-строительного дела. Знание свойств почв необходимо для решения ряда проблем здравоохранения, разведки и добычи полезных ископаемых, организации зеленых зон, парков и скверов в городском хозяйстве и т. д.

Почвы – это важнейший компонент всех наземных биоценозов и биосферы Земли в целом.

В настоящее время все большее значение приобретает проблема рационального использования и охраны почв. Почва относится к легкоразрушаемому и практически невосполнимому виду природных ресурсов.

Правильно использовать их в хозяйстве можно только на основе знания всего разнообразия почв, так как каждый тип и вид их обладает особыми свойствами.

5.Литература

1. Фадеева А.А. Изучение влияния кислотности почв на растения [Электронный ресурс].-Режим доступа: https://interactive-plus.ru/e-articles/176/Action176-12395.pdf (дата обращения 18.09.2022)

2.Соколова Т.А., Толпешта И.И., Трофимов С.Я. Почвенная кислотность. Кислотно-основная буферность почв. Соединения алюминия в твердой фазе почвы и в почвенном растворе. – Тула: Гриф и К, 2012. – 124 с ._

3. Сергеев, М. А. Почва. Кислотность почвы / М. А. Сергеев, Л. В. Давыденко // Юный ученый. — 2016. — № 1 (4). — С. 39-41.

4. Как уменьшить высокую щелочность почвы? [Электронный ресурс].- Режим доступа: https://agrostory.com/info-centre/knowledge-lab/kak-ponizit-shchelochnost-pochvy/ (дата обращения 18.09.2022)

5.Полезные ископаемые Крыма[Электронный ресурс].- Режим доступа: https://krymology.fandom.com/rm/wiki/Полезные_ископаемые_Крыма (дата обращения 25.11.2022)

7.Приложение

Приложение 1. Городской парк микрорайона Шереметьевский г. Долгопрудный

Приложение 2. Опытные поля ФНЦ «ВИК им.В.Р.Вильямса»

Приложение 3. Сосновый лес Калужская область

Приложение 4. Пойма реки Оки

Приложение 5. На вершине горы Ай-Петри

Приложение 6. Евпатория. Озеро Мойнаки

Приложение 7. Проведение анализа почвы