XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Плодородие земель сельскохозяйственного назначения
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение.
Почва — поверхностный слой литосферы Земли, обладающий плодородием и представляющий собой многофункциональную гетерогенную четырёхфазную структурную систему, образовавшуюся в результате выветривания горных пород и жизнедеятельности организмов. Она представляет собой сложную смесь минеральных, органических и органоминеральных веществ.
Актуальность. В процессе возделывания сельскохозяйственных культур почва подвергается различным агротехническим обработкам, в частности вспашке. Агротехнические воздействия призваны создавать оптимальные условия для выращивания сельскохозяйственных культур, но вместе с тем они же могут разрушать почву (приводить к эрозиям различного рода), снижая ее плодородие. Это противоречие требует специальных мероприятий по поддержанию и восстановлению плодородия почвы. Своевременное и правильно проводимое мероприятие по питанию почвы резко повышает урожайность и качество.
Цель. Целью проекта изучить механический и химический состав почвы в Ставропольском крае, с. Казгулак.
Гипотеза. При правильном и своевременном применении удобрений плодородие почвы повышается.
Задачи.
1.Изучить литературу по данной теме.
2.Определить механический состав.
3.Определить химический состав почв.
4.Подобрать удобрения для улучшения состава почвы.
Объект и предмет исследования. Предмет исследования анализ и оценка земель в Ставропольском крае. Научная новизна и практическая значимость нашей работы заключается в том, что мы изучили механический и химический состав почвы. Полученные результаты мы будем использовать для улучшения плодородия почвы.
2.Обзор литературы
Наличие и разнообразие книг по данной теме позволило более углубленно изучить проблему, сделать правильные выводы. Разные книги содержат различную информацию. Поэтому в проекте я не выделяли какую-либо одну книгу, на которую опиралась и полностью основывалась на ней; все имеющиеся книги были одинаково полезны по данной теме. Почва представляет собой открытую многофазную систему, в которой составляющие находятся в твердом, жидком, газообразном состояниях. Твердая часть почвы состоит из минеральных, органических и органоминеральных частиц самых различных размеров: от отдельных микроагрегатов до доли микрона. Жидкая фаза почвы в основном представлена почвенным раствором, содержащим органические и минеральные вещества и газы. Она играет исключительно важную роль в передвижении веществ и энергии по профилю почвы, определяя тем самым интенсивность и направление почвообразовательных процессов. Почвенный воздух – важнейший компонент почвы, один из главнейших факторов жизни растений и животного мира. Определение агрохимического обследованию почв осуществлялось в соответствии с « Методическими указаниями по проведению комплексного агрохимического обследования почв сельскохозяйственных угодий» М. Центр НТИПР,1994, МСХ РФ.
3.Материалы и методы исследования.
Материалом исследования были почвы, взятые с пахотного участка И.П главы К(Ф)Х Штанько С. А. ( приложение 1). В этом проекте была использованы литература не только непосредственно по данной теме, но и дополнительная литература: «Лабораторный практикум по химическому анализу», «География: Природа России» На основе данных из многих книг мы смогли правильно сформулировать цель и задачи исследования, а также четко сделать вывод. Экспериментальный , метод наблюдения, исследования калия и фосфору по методу Мачигина в модификации ЦИНАО .составляющими почвенного возду
ха являются азот, кислород, углекислый газ, из которых наиболее динамичны два последних, так как в почве постоянно происходят две группы противоположно направленных процессов: интенсивное потребление кислорода и продуцирование углекислого газа, сопровождаемые газообменом между почвенным и атмосферным воздухом. Почва состоит из минеральной и органической частей. Минеральная часть состоит в основном из песка и глины.
4. Результаты исследования. Каштановые почвы занимают 44 % территории нашего края. Распространены в Нефтекумском, Левокумском, Арзгирском, Апанасенковском, Туркменском, Буденновском, Ипатовском, Новоселицком, Степновском, Советском районе. Подразделяются на подтипы-светло-каштановые ( содержание гумуса-1,7%), типично-каштановые (2,2%), темно-каштановые (3,3-4 %).
В этих почвах из-за малого количества растительных остатков и ярко выраженных аэробных условий их разложения процессы минерализации резко преобладают над процессами гумификации. Возникает это и вследствие того, что растительный состав содержит Мg, то есть отсутствует Са, который связывает гуматы, а они играют большую роль в образовании гумуса. Аэробное разложение растительных остатков приводит к накоплению в почве различных минеральных солей, в т. ч. и натриевых, которые ухудшают структуру. Поэтому я решила взять тему изучения «Плодородие земель сельскохозяйственного назначения»
4.1.Определение механического состава.
Правила проведения эксперимента заключались в правильном заборе материала, для этого я взяла 12 образцов почвы с различных участков поля (при
ложение 2) . Для бактериологического анализа пробы почвы в количестве 200-300 г я брала стерильными инструментами также в 3-5 точках участка площа-
дью 25,2 кв. м, поместила в пакеты и составила из них среднюю пробу. С участков полей орошения пробы отбирают на глубине 20 см. Стерилизация инструментов для взятия проб почвы производила на каждом новом участке путем обмывания водой, обтирания спиртом и под конец обжигания. Для анализа в первую очередь отбирают образцы пахотного слоя. Для определения механического состава почвы в полевых условиях я воспользовалась следующим образом:
Взяла комочек почвы, растёрла его и увлажнила до тестообразного состояния, затем скатала ладонями шнур или шар (приложение 3). Далее по таблице определяла гранулометрический состав почв в полевых условиях (по Н.А. Качинскому). Органическое вещество в большой мере определяет пищевой режим почв, физико-химический свойства. Среднее содержание органического вещества в слое 0-20 см в почвах сельскохозяйственных угодий хозяйства и распределение их площади по группировкам обеспеченности приведены в -(приложение 4) . В среднем в сельскохозяйственном угодий 2,3% гумуса. Итоговое состояние плодородия в (приложение10)
4. 2. Изучение насыщенности почвы воздухом
Проведем опыт по определению прозрачности сначала с дистиллированной водой, потом с водой из крана в школе, а затем с водой из водоема и сравним результаты.
Насыщенность почвы воздухом (т.е. аэрация) – важная почвенная характеристика. Атмосферный воздух проникает в почву, создавая условия для прорастания семян, развития корней и корневых систем, окисления веществ. Благодаря учениям Б. Нобела я определили определить аэрацию почв(приложение 6). Для проведения опыта нам потребовались два разных образца почв. Мы отобрали цилиндрические образцы песчаной и глинистой почв. Затем поместили образцы в сосуды с водой и наблюдали, как выделяется из почвы воздух, замещаясь водой. В ходе работы мы зафиксировали время выделения воздуха, величину пузырьков и интенсивность выделения воздуха.
Степень аэрации зависит от количества и величины пустот между комочками почвы. Высокая интенсивность выделения воздуха у гумусовой почвы. Для опыта нужен прозрачный плоскодонный стеклянный цилиндр диаметром 2—2,5 см, высотой 30—35 см Можно использовать мерный цилиндр на 250 мл без пластмассовой подставки.Установила цилиндр на печатный текст и влила исследуемую воду, следя за тем, чтобы можно было читать через воду текст. Отметила, на какой высоте не будет виден шрифт.
4.3 Химический состав почвы.
Химические анализы проб почв выполнены в испытательной лаборатории (аттестат аккредитации №РОСС RU.0001.515079) ФГБУ ГЦАС «Ставропольский» согласно соответствующих ГОСТов, ОСТов.
В ходе роботы выяснила, что наш участок содержит подвижное содержание фосфора и обменного калия. Фосфор входит в состав нуклеотидов, составляющих клеточное ядро, и других органических соединений. Он положительно влияет на образование в растениях сахара, крахмала, жиров, белков. Без него не происходит жизненно важные окислительно-восстановительные процессы в растениях. Переход растения от фазы роста к фазе образования плодовых органов сопровождается усиленным поступлением в растение больших количеств фосфора. Оценка сельскохозяйственных угодий по подвижным формам фосфора представлена в таблице 2 ( приложение 7).
Калий играет важную роль в ассимиляции, накоплении углеводов и их пере движении. При недостатке этого элемента тормозится накопление углеводов, в частности сахарозы и крахмала, усиливается расход углеводов на дыхание и ослабляется отток пластических материалов из листьев в другие органы растений. Распределение угодий по содержанию обменного калия приведено в таблице 3( приложение 8).
4.4. Исследование кислотности почвы.
Химические анализы проб почв выполнены в испытательной лаборатории (аттестат аккредитации №РОСС RU.0001.515079) ФГБУ ГЦАС «Ставропольский» согласно соответствующих ГОСТов, ОСТов.
Реакция почвы оказывает разностороннее влияние на состав почв и растений в Ставропольском крае почвы преимущественно щелочные . Наш объект не исключение. Щелочная реакция почечного раствора ухудшает фосфорный режим, обуславливает возникновения дефицита микроэлементов (Zn, Mn, Cu.) При высокой щелочности ухудшаются физические свойства. Сильнощелочная реакция не благоприятна для большинства растений.
Разные почвы имеют разную кислотность. Актуальная (активная) кислотность – кислотность почвенного раствора. Этот вид кислотности оказывает непосредственное влияние на корни растений и почвенные организмы. Характеристика почв сельскохозяйственных угодий хозяйства по реакции почечного раствора представлена в (приложение 9). Реакция рН на поле соответствует щелочной (рН =8 ед.). Следовательно, есть необходимость проводить работу по раскислению почвы.
5. Выводы
Исходя из изученной литературы и результатов анализа исследования экологического состояния почвы, можно сделать следующие выводы:
1. Изучив литературу о значении почвы, я пришла к выводу, что данная проблема является актуальной для современного общества;
2. Проанализировав методики исследования можно с уверенностью сказать, что они приемлемы для исследовательской работы обучающихся;
3. В результате проведенных исследований было выявлено: почва – суглинистая, мелкоструктурная.
По образцам почв взятым с пахотного участка И.П главы К(Ф)Х Штанько С. А. можно сделать выводы :
4. В ходе проведения полевых работ были составлены объединённые почвенные образцы (12 шт.) , представляющих смесь 15-20 индивидуальных ( точечных ) проб, отобранных с каждого элементарного участка из пахотного слоя (0-20см.) слоя способом маршрутных ходов. Отбор проб осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТа 28168-89 в пределах границ каждого поля и отдельно обрабатываемого участка, с учетом разности , предшественника , фактически размещаемой культуры. Органическое вещество в большой мере определяет пищевой режим почв, физико-химический свойства. При исследовании мною почв, взятой с этих участков было выявлено , что среднее содержание органического вещества в слое 0-20 см в почвах сельскохозяйственных угодий хозяйства составляет 2,3 % гумуса, что по методу Тюрина соответствует низкому и распределение их площади по группировкам обеспеченности. Можно ли повысить плодородие почв без «химии»? – На современном этапе развития сельского хозяйства без удобрений и других агрохимикатов невозможно получение высокой урожайности и объемов производства продукции растениеводства. Но аграриям также необходимо максимально использовать альтернативные способы внесения в почву элементов минерального питания, обеспечивающих восполнение их выноса с урожаем сельскохозяйственных культур, а именно: измельчение и заделка в почву всех образующихся послеуборочных остатков (заделка 1 тонны соломы колосовых культур с добавлением 5–10 кг действующего вещества азота приравнивается к 3,4 тонны подсти
лочного навоза); увеличение в структуре посевных площадей доли многолетних трав; использование полевых культур в качестве сидеральных удобрений
5.Степень аэрации зависит от количества и величины пустот между комочками почвы. Высокая интенсивность выделения воздуха у гумусовой почвы. Я выяснила, что такая почва состоит из более крупных частиц, связанных в отдельные комочки разнообразной формы и величины. В зависимости от величины комочков промежутки между ними больше или меньше. Через эти промежутки проходят вода и воздух, крайне необходимые для нормального бактериального процесса в почве и развития в ней хорошей корневой системы растений. После дождя на участке, где почва комковатая, рыхлая, вода быстро впитывается.
6. В ходе исследования таблиц в Агрохимическом паспорте по мониторингу плодородия земель сельскохозяйственного назначения по методу Мачигина в модификации ЦИНАО я выяснила распределение фосфора и калия по площадям , что наш участок содержит подвижное содержание фосфора 15 мг/кг ( 59%) и обменного калия 470 мг/кг (100%) на основании данных таблиц в приведенном паспорте.
7. Анализ образца почвы, взятого с пахотного участка И.П главы К(Ф)Х Штанько С. А. позволяет сделать вывод о её кислотности (рН = 8.3), а также в обеих пробах почвы: содержание сульфат – ионов - медленно появляющаяся муть (слабая), сульфат - ионов 1-0,5 мг. на 100 мл. раствора, тысячные доли грамма на 100 грамм почвы (%); наличие хлорид – ионов - ополисценция содержания хлорид – ионов 1 – 0,1 мгр на 100 мл раствора вытяж-ки, тысячные доли грамма на 100 гр. почвы (%); наличие ионов кальция – слабая муть, выделяющаяся при отстаивании, содержание ионов кальция 1 – 0,1 мг в 100 мл раствора вытяжки, тысячные доли грамма на 100 гр. почвы (%). Содержание катионов и анионов в почве не превышает ПДК.
В результате проведённой работы, я пришла к выводу, что нужно вносить на поля также минеральные удобрения: фосфора и особенно азота, но в калийных удобрениях данная сельскохозяйственная площадь не нуждается.( см. «Итоговое состояние плодородия (приложение 10). Очень важно удобрять почву органическими удобрениями ( навозом), что создаст условия для энергичной дея-
тельности микроорганизмов и повысит плодородие.
В результате проведенной исследовательской работы я бы рекомендовала своевременно и правильно ухаживать за своими участками полей своему отцу, для получения качественного и обильного урожая.
Список литературы.
Журнал «География в школе»№1 – 1998г.№7 – 2004г.
Интернет – ресурсы.
Литвинова Л. С., Жиренко О. Е. Нравственно-экологическое воспитание школьников. Москва, 2005 год.
Раковская Э.М.. География: Природа России. Москва, «Просвещение» 2002г.
Сердобольский И.П. Агрохимические методы исследования почв. М., 2002.
Сидоров А.М. «Оценка экологического состояния почвы» «Экология», М., Дрофа, 2004г
Трайтак Д.И., Пичугина Г.В. Сельскохозяйственный труд. Введение в сельское хозяйство: Учебное пособие для учащихся 5-7 кл. – М.: Просвещение, 1994г. Ганжара Н.Ф. Почвоведение.-М.: Агроконсальт, 2001. – 392 с.
Приложение
Приложение 1.
План поля ИП Главы К(Ф)Х Штанько С.А. МО село Казгулак Туркменского района
Приложение 2
Забор материала с поля
Приложение 3
Определение гранулометрического состава почв в полевых условиях (по Н.А. Качинскому)
Приложение 4
Распределение площади сельскохозяйственных угодий по содержанию органического вещества (гумуса), га
Приложение 5
Скатывание жгута по методу по Н.А. Качинскому.
Приложение 6
Определение насыщенности почвы воздухом.
Приложение 7
Распределение площади сельскохозяйственных угодий по содержанию подвижного фосфора, га.
Приложение 8
Распределение площади сельскохозяйственных угодий по содержанию обменного калия, га.
Приложение 9
Распределение площади сельскохозяйственных угодий по значению водородного показателя рН водной суспензии, га.
Приложение 10
Итоговое состояние плодородия.