XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Определение плодородия почвы учебно-опытного участка МОУ СОШ № 1 им. П.И. Николаенко

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Кириченко К.А. 1

---

1МОУ СОШ № 1 им. П.И. Николаенко, с. Степное

Матюшина О.М. 1

---

1МОУ СОШ № 1 им. П.И. Николаенко, с. Степное

Работа в формате PDF

2.1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

I. Введение.

Актуальность выбранной темы.

Вопрос плодородия и урожайности почвы особенно остро стоит в настоящее время. Актуальность данной темы и в том, что в настоящее время большое внимание уделяется озеленению школьной территории, развитию подсобного хозяйства в школах, привлечению учащихся к активной работе на земельном участке. На территории нашей школы имеется достаточно большой пришкольный участок (Приложение №1). На участке мы выращиваем достаточно широкий ассортимент овощных и плодово-ягодных культур, а также цветочных культур (Приложение №2). Но урожайность, к сожалению, с каждым годом уменьшается и влечет за собой сокращение видов выращиваемых культур. Мы решили провести физико-химическое исследование состава почвы и выяснить причины снижения урожайности.

Цель – исследование физико-химических свойств почвы и определение причин понижения урожайности на учебно-опытном участке.

Задачиисследования:

1.Изучить литературу, материалы в сети Интернет, получить информацию из книг о почве

2. Изучить различные методики исследования почв. Выбрать те из них, которые возможно реализовать в условиях школьной лаборатории.

3.Провести исследования физических свойств и химического состава почвы пришкольного участка.

4.На основе полученных фактов дать общую характеристику состоянию почвы на пришкольном участке

5. Предложить способы повышения плодородия почвы на пришкольном участке, не требующие особых материальных затрат и физических усилий. Объект исследования:почва учебно-опытного участка.

Предмет исследования: физико-химические свойства почвы. Методы исследования:

Теоретический: изучение литературы и материалов Интернет-сайтов.

 Экспериментальный: отбор пробы почвы, подготовка почвы к анализу, проведение анализов.

Эмпирический: наблюдения, описание, объяснение результатов исследования.

Гипотеза. Земли пришкольного участка никогда не исследовались. Предполагаем, что изучение почвы даст  возможность выяснить их особенности и разработать правильные рекомендации по улучшению плодородия почв, что значительно повысит урожайность овощных культур, а также разнообразит количество видов цветов, деревьев,

Практическая значимость исследования: мы надеемся, что наша исследовательская работа принесет большую пользу школе, и не только ей, в борьбе за сохранение и повышение урожайности сельскохозяйственных культур с пришкольного участка.

II. Теоретическая часть.

«Почва - величайшее богатство лесов. Большой многоэтажный дом, и жильцы здесь разные: звери, бактерии, грибы, простейшие, черви и насекомые»

В.В. Докучаев

Свое исследование мы начали с работы с литературой, где познакомились с составом и свойствами почвы.

Почва – это рыхлый поверхностный слой земной коры, образовавшийся в результате разрушения горных пород под воздействием климата (вода, свет, воздух, тепло, живых организмов) растения, животные, микроорганизмы и т.д.) и производственной деятельности человека. От горных пород почва отличается плодородием- способность обеспечивать требования растений в необходимых факторов их жизни. Растения лучше растут на рыхлой почве. Каждое растение высасывает из земли корнями воду с растворенными солями, почва от этого истощается. Плодородие почвы зависит от содержания в ней основных элементов питания растений: азот, калий и фосфор. Азот вызывает бурный рост зеленой массы. Фосфор дает растениям энергию, способствует развитию корней, получению здоровых плодов. Калий помогает синтезу белка и передвижению углеводов в растениях, повышает устойчивость к инфекциям. Почва включает в себя твердые, жидкие, газообразные компоненты и формируется в результате сложного взаимодействия климата, растений, животных, микроорганизмов. Поэтому во многом плодородие почвы обуславливается ее определенными физико-химическими свойствами.

Для того чтобы понять, каким образом можно повысить урожайность почвы на нашем пришкольном участке, мы задались целью: в ходе исследования физико-химических свойств почвы установить причину ее низкой урожайности и предложить реальные пути повышения ее плодородия.

Вывод: изучив литературу по данному вопросу, мы узнали, что характеристики почвы, влияющие на плодородие это: механический состав, минералогический и химический состав, физические свойства почвы;  водный, воздушный и тепловой режим почвы, кислотность почвы,  живые организмы и т.д. Реакция почвы также играет очень важную роль для роста и развития растений.

1. Общая характеристика исследуемого объекта.

В качестве объекта для исследования почвы нами был выбран учебно–опытный участок МОУ СОШ № 1 им. П.И. Николаенко.

Озеленяемая территория занимает площадь 1,04 га. Пришкольный участок находящиеся в зоне рискованного земледелия Ставропольского края засушливой зоны умеренно-континентального климата, где средняя температура июля +24 градуса по С, января – 5 градусов. Среднегодовое количество осадков 350 мм. Преобладают восточные и северо-западные направления ветров. Почвы – темно-каштановые. Учебно-опытный участок расположен в Степновском районе Ставропольского края, что является юго-восточной частью края. В данном районе развито растениеводство и животноводство.

Семена для посева овощных и цветочных культур частично заготавливаем самостоятельно, частично закупаем. Имеется подсобное помещение, инвентарь - лопаты, грабли, вилы, тяпки, ведра, шланги поливочные, метла.

2.Назначение пришкольной территории, его структура.

Пришкольная участок создан в общеобразовательном учреждении МОУ СОШ № 1 им. П.И. Николаенко для проведения в I – XI классах уроков по трудовому обучению, биологии, экологии; занятий дополнительного образования, опытнической и природоохранительной работы; экологического воспитания, профориентации, социализации детей, центр эстетического воспитания села.

На пришкольной территории организованы отделы:

- учебно-опытный отдел: цветочно-декоративный, овощных культур, плодово-ягодных культур, коллекционный, начальных классов, дендрологический, отдел полевых культур, лекарственный отдел;

- цветочно-декоративный: цветники, клумбы, рабатки, групповые посадки, одиночные посадки.

III Практическая часть.

3.1 Физический анализ исследуемой почвы.

Для описания физических свойств мы исследовали почвенный профиль, механический и минеральный состав, структуру, влагоемкость, водопро-ницаемость и содержание воздуха в почвенном образце (Приложение №3).

Работа №1. Состав почвы.
Цель эксперимента: изучить состав почвы.
Ход работы: высыпать почву в чашу и поставить нагревать на плитку. Отпустили комочек почвы в стакан с водой. Досыпали в стакан с водой оставшуюся почву, хорошенько размешали и дали отстояться.
Наблюдение: при нагревание почвы, мы наблюдали выделение дыма и характерного запаха. Это сгорал перегной. При опускании комочка в воду выделяются пузырьки воздуха. Почву хорошо размешали в воде и дали отстояться, стали заметны два слоя: песок и глина.
Вывод: почва состоит из песка, глины и перегноя, в ней есть воздух.
Работа №2. Структура почвы.
Цель эксперимента: определение структуры почвы нашего участка.
Ход работы: для анализа взяли образцы исследуемой почвы. Поместили в чашки Петри и провели физические и агротехнические исследования почвы.
Наблюдение: почва состоит из склеенных механических элементов. Диаметр комочков от 0.25 до 10 мм.
Вывод: наша почва относится к структурной. Структурные почвы содержат больше воздуха и хорошо его удерживают.
Работа №3. Определение механического состава почвы.
Цель эксперимента: определить тип почвы нашего участка.
Ход работы: поместили на предметное стекло небольшое количество почвы, увлажнили её и перемешали до тестообразного состояния. Из увлажнённой почвы на ладони попробовали скатать шарик. Раскатали его в шнур толщиной 3 мм, и свернули из шнура кольцо диаметром 2-3 см. Определили механический состав, используя таблицу Г.В. Устименко. «Основы агротехнический полевых и овощных культур» [6].

Наблюдение: скатывается в шарик который при надавливании растрескивается. При скатывании образуется тонкий шнур, который сгибается в сплошное кольцо с трещинами.
Вывод: тип почвы – темно-каштановые. По механическому составу наша почва относится к среднему суглинку. Суглинистые почвы содержат до 60% глины и до 40% песка. Они быстро прогреваются, но более рыхлые и легче поддаются обработке, чем глинистые.
Работа №4. Определение степени утоптанности почвы.
Цель эксперимента: определить утоптанность почвы на пришкольно-опытном участке.
Ход работы:

Таблица №1

Наблюдение: лопата или нож входит в почву на глубину 5-6 см, почва легко разламывается руками.
Вывод: почва на пришкольно-опытном участке – слабоутоптанная.
Работа №5. Определение влажности почвы.
Цель эксперимента: определить влажность почвы на нашем участке.
Ход работы: Таблица №2

Наблюдение: почва слегка увлажнённая, холодит руку, не похожа на пыль. При подсыхании немного светлеет.
Вывод: Почва слегка увлажненная
Работа №6. Влагоемкость почвы.
Цель эксперимента:определение влагоемкости почвы
Ход работы: отобрали немного почвы, поместили её на металлический поднос и взвесили. Масса почвы m1= 100г 300мг. Поместили поднос с почвой на сутки в духовку при температуре около 100 градусов по Цельсию. Взвесили высушенную почву. Масса почвы стала m2=83г 100мг. Рассчитали процентное содержание воды по формуле:

{(m1-m2)*100%}:m1=100300-83100*100%:100300=17,1%

Вывод: из-за жаркого, сухого лета и осени без дождей в исследуемой почве содержится мало влаги.

Работа №7.Водопроницаемость почвы.
Цель эксперимента: определение водопроницаемости почвы.
Ход работы: отобрали цилиндрический образец почвы. Налили примерно 100 мл воды в широкий сосуд и поместили в него отобранный образец. Отметили время, за которое вода полностью впиталась в почву - 16 мин 11с. Так как исследуемая почва сухая, структурная, то вода достаточно быстро впиталась в неё.

Вывод: почва имеет высокую водопроницаемость.

Работа №8. Определение кислотности почвы.
Цель эксперимента: определить кислотность почвы разными способами.
Ход работы: для анализа взяли образцы исследуемой почвы с тех участков, где растут наши овощные культуры. Отвесили на весах 3 см кубических почвы, добавили 10 мл. раствора хлорида калия, перемешали, дали взвеси отстоятся и опустили индикаторную бумажку.
Наблюдение: Индикаторная бумага показала рН=6.
Вывод: наша почва слабокислая.

Общая характеристика почвы на пришкольно-опытном участке МОУ СОШ № 1 им. П.И. Николаенко: почва на нашем участке слабокислая и требует известкования. Согласно таблице чтобы добиться хороших результатов надо внести в неё удобрение. На таких почвах плохо растёт: капуста, свёкла, пшеница, картофель. Хорошо на таких почвах развивается: овёс, рожь, ячмень, гречиха, тимофеевка.

3.2 Химический анализ почвы.

В качестве параметров для химического анализа использовались следующие: оценка кислотности почвы, оценка богатства почвы органическими веществами (Приложение 4).

Работа №9. Изучение засоленности почвы.

А) Обнаружение сульфат-ионов: в пробирку с почвенным раствором добавили по каплям раствор соли бария

Вывод: видимых изменений не обнаружили.

Б) Обнаружение сульфит-ионов: в пробирку с почвенным раствором добавили по каплям спиртовой раствор йода.

Вывод: видимых изменений не обнаружили.

В). Обнаружение хлорид-иона: в пробирку с почвенным раствором добавили по каплям раствор нитрата серебра

Вывод: наблюдали помутнение раствора.

Из проведенных опытов сделали вывод об незначительной засоленности почвы ионами хлора.

Работа № 10. Обнаружение тяжелых металлов в почве.

Цель: определить содержание тяжелых металлов в почве.

А) Обнаружение ионов свинца: в пробирку с почвенным раствором добавили 1 мл раствора йодида калия.

Вывод: Обнаружили помутнение раствора.

Б) Обнаружение ионов меди: в пробирку налили на 1/4 ее высоты раствор почвы, прилили в нее 2-3 мл (избы­ток) раствора аммиака, перемешали содер­жимое пробирки

Вывод: видимых изменений не обнаружили.

В) Обнаружение ионов железа: в пробирку с почвенным раствором пипеткой налили 3-4 мл роданида калия.

Вывод: видимых изменений не обнаружили.

Исходя из проделанных опытов, убедились, что исследуемый образец почвы незначительно загрязнен ионами свинца.

Работа №11. Определение содержания гумуса в почве.

Цель:количественное определение гумуса (перегноя ) в почвенных образцах.

Ход работы: отобрав образец почвы, мы взвесили его на весах. Масса (m1) почвы 5,500г. Поместили образец в тигель с крышкой и прокалили его на огне в течении часа для полного сгорания всех органических веществ. Остудили тигель в эксикаторе, взвесили почвенный образец после прокаливания (m2). Получили 5,310 г. Затем рассчитали процентное содержание органических веществ по формуле: {(m1-m2)*100%}:m1=5500-5310*100:5500=3,45%

Вывод: почва содержит небольшое количество органических веществ. Процент гумуса в нашей почве составляет 3,45%.

IV. Результаты исследования.

Выводы. Таким образом, изучив состав почвы нашего участка, мы пришли к выводу, что в ней низкое содержание гумуса. Наша гипотеза подтвердилась, снижение урожайности на учебно-опытном участке связано с низким плодородием почвы. Продукт нашего проекта: буклет с рекомендациями повышения плодородия без материальных затрат. Результаты данной работы мы будем использовать для проведения бесед о состоянии почвы на классных часах и внеклассных мероприятиях, а также в качестве дополнительных материалов на уроках химии и биологии.

Рекомендации. Почву необходимо мульчировать остатками отмерших растений и опавшей листвой. Производить посев сидеральных растений. Желательно компостировать органические отходы. Осуществлять севооборот - ежегодное чередование культур, выращиваемых на одной грядке. Организовать ферментацию пищевых отходов в домашних условиях. Для нейтрализации кислотности почвы рекомендуется вносить в почву древесную золу.

V. Заключение.

Различные методики исследования почв позволили нам провести комплексный анализ физических свойств и химического состава почвы на школьном учебно-опытном участке. В результате мы не только дали общую характеристику состоянию почвы, но и предложили способы повышения ее плодородия, не требующие особых материальных затрат и физических усилий. Конечно, мы понимаем, что наша работа в условиях средней общеобразовательной школы не может носить глубокого фундаментального характера. Но, тем не менее, исследовательская работа, проведенная нами, позволяет надеяться, что ее результаты будут учтены и применены на практике.

VI. Список литературы.

Вишнякова В.Ф и др. Экология Ставропольского края. - Ставрополь. 2000

Годзевич Б.Л. Физическая география Ставропольского края.- Ставрополь. «Сервисшкола». 2009.

Кузнецов, В.Н. Экология - М., Вентана-Граф, 2004.

А. Г. Муравьев, Н.А. Пугал, В.Н. Лаврова Экологический практикум: Учебное пособие с комплектом карт-инструкций / Под ред. к. х. н. А.Г. Муравьева. – СПб.: Крисмас+, 2003

Методы контроля качества почвы: Учебно-методическое пособие для ВУЗов. – Воронеж, 2007

Г.В. Устименко. «Основы агротехнический полевых и овощных культур».
Издательство «Просвещение», 1983г., с.8.

http://www.ucheba.ru/referats/21390.html

http://prirodazelitel.ru/category/zemlya

VII . Приложения (Фотографии, схемы)

Приложение 1.

Схема пришкольного участка

Приложение 2.

Растения, выращиваемые на пришкольном участке

Приложение 3.

Физический анализ исследуемой почвы.

Приложение 4.

Химический анализ почвы.