II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИГОДНОСТИ ПОЧВ ПРИШКОЛЬНОЙ ТЕРРИТОРИИ МОУ ПОЛЕТАЕВСКОЙ СОШ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Девяткова Е.А. 1

---

1МОУ Полетаевская СОШ

Астафьева А.А. 1

---

1МОУ Полетаевская СОШ

Работа в формате PDF

900.9 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Длительное сельскохозяйственное использование почв влечет за собой изменение физико-химических свойств, систематическое применения минеральных удобрений или их отсутствие влияет на естественную кислотность пахотного горизонта, изменение которой может быть вредно для большинства растений.

Кислотность почвы - важнейший показатель благополучия участка, на котором выращиваются культурные растения. Этот фактор определяет условия жизнедеятельности растений и почвенных организмов. При высокой кислотности угнетается рост и развитие многих сельскохозяйственных культур, подавляется жизнедеятельность микроорганизмов.

Часто случается, что на цветочных клумбах из одних и тех же семян растения развиваются по-разному: некоторые имеют мелкие цветы и листья, плохо растут, выглядят слабыми и недостаточно красивыми. Одной из причин может являться изменение кислотности почвы. Поэтому мы решили выяснить: насколько прикольные почвы, на которых выращиваются декоративные растения пригодны для этих целей.

Гипотеза: мы предположили, что не вся почва на пришкольных участках пригодна для выращивания декоративных культур.

Объект исследований: почва пришкольной территории МОУ Полетаевской СОШ.

Предмет исследований: кислотность почвы, как один из важнейших показателей экологического состояния.

Соответственно цель нашей работы - определить пригодность почв пришкольной территории для выращивания декоративных культурных растений.

Задачи:

•  
  •  
    •  

      • изучение литературы и других источников информации по данной теме;

• изучение и апробирование методики определения кислотности почвы;

• сбор образцов почв для дальнейшего исследования;

• определение кислотности образцов почвы с пришкольного участка МОУ Полетаевской СОШ;

• определение и составления перечня декоративных растений, оптимальных для выращивания на данном участке;

• разработать агротехнические и химические приемы, способствующие снижению кислотности.

Методы исследований

Для реализации поставленной цели мы использовали следующие методы:

1. отбор объединённой пробы методом конверта;

2. определение кислотности почвенной вытяжки проводилось с помощью тест-комплекта «Кислотность почвы» производства «Крисмас+», методом визуального колориметрирования

Место и сроки проведения исследований

Исследование проводились в рамках работы профильной научно-исследовательской смены лагеря «Ташангир» при МОУ Полетаевской СОШ и кружка «Юный исследователь» с июня 2016 по ноябрь 2016.

ГЛАВА 1. КИСЛОТНОСТЬ ПОЧВЫ И ЕЁ ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ РАСТЕНИЙ

1.1. Кислотность почв

Кислотность почвы - важный экологический фактор, определяющий условия жизнедеятельности почвенных организмов и высших растений, а также аккумуляцию и подвижность загрязнителей в почве (в первую очередь металлов) при высокой кислотности угнетается рост и развитие многих сельскохозяйственных культур, подавляется жизнедеятельность микроорганизмов. При высокой кислотности почвы необходимо проводить известкование.

Кислотность почвы определяют, измеряя величину рН солевой вытяжки. рН - это водородный показатель, благодаря которому можно определить сколько свободных водородов содержится в водном растворе.

По нему почвы делят на: сильнокислые (рН 4,0 - 4,5), среднекислые (рН 4,6 - 5,0), слабокислые (рН 5,1 - 5,5), близкие к нейтральной почвы (рН 5,6 - 6,8), нейтральные (рН 6,9 – 7,3), слабощелочные (рН 7,4 – 8,0), щелочные (рН 8,1 – 8,5) и сильнощелочные (рН 8,6 – 9,1 и более) [8].

Изменение кислотности почвы в результате поступления в почву загрязняющих химических веществ в сторону уменьшения рН называется подкислением почвы, а в сторону увеличения рН- подщелачиванием почвы, при этом подразумевается прежде всего техногенное происхождение загрязняющих веществ. Изменение кислотности может иметь как техногенный, так и естественный характер, поэтому процесс приобретения почвой повышенной кислотности часто называют закислением.

1.  

   1. Экологическое значение кислотности для растений

Определение кислотности почвы необходимо для того, чтобы узнать, какие растения наиболее подходят для выращивания на вашем приусадебном участке. Одни саженцы предпочитают сильнокислые почвы, другие – нейтральные, третьи – слабокислые, и каждому из них для активного роста нужно создать определенные условия.

Кислотность почвы на садовом участке имеет решающее значение. Большинство растений требуют для правильного роста и развития нейтральную или слабокислую кислотно-щелочную среду. Этот показатель зависит от количества извести в субстрате. [6].

Известь (СаС03) в достаточном количестве способствует усвоению растениями питательных веществ, в том числе жизненно необходимых для плодоношения и цветения калия и азота. Если извести недостаточно, т. е. кислотность повышена, растения недополучают полезные вещества, отчего усилия, прилагаемые для выращивания полноценного сада, пропадают впустую.

Однако избыток извести также не принесет пользы. Щелочная почва обычно неплодородная, тяжелая, плохо впитывает и отдает влагу и питательные вещества. Поэтому важно не переборщить с известкованием. Лучший способ восстановить баланс в щелочной почве — добавить в нее кислую или нейтральную почву, перекопать и прорыхлить, чтобы они хорошо перемешались[6].

1.  

   1. Как восстановить нейтральный уровень кислотности почвы

Перед тем как менять кислотность на участке, постарайтесь разграничить территорию под посадку растений, на те которые любят кислую почву и те которые предпочитают нейтральную или щелочную [8]. При высокой кислотности почвы для оптимального её использования в сельскохозяйственных целях проводят известкование. Известкование является приёмом химической мелиорации почв и проводится в тех случаях, когда почва имеет избыточную кислотность по сравнению с оптимальной для выращиваемых культур. При экстремально высокой кислотности, вызванной кислотным загрязнением, почва не может восстановлена естественным образом или путём известкования. В таких случаях почву механически удаляют или заменяют качественной, привезённой из других мест.

При пониженной кислотности, т.е. при защелачивании почвы, применяют другой метод химической мелиорации – гипсование [2].

Как правило, в естественной среде кислотнощелочной баланс нарушается в сторону повышения кислотности. Это объяснимо, ведь известь постепенно вымывается из верхних слоев почвы.

Чтобы восстановить нормальный уровень pH, в почву вносят молотый мел, доломитовую муку, известняк, гашеную известь, древесную золу. При известковании почвы не рекомендуется одновременно использовать навоз для подкормки, особенно совместно с гашеной известью[6]. Одним из лучших известковых материалов является печная зола (дровяная). В ней в 2 раза больше кальция чем у торфяной золы (всего 15-20%), зола хвойных пород содержит до 35 % кальция в окисной форме, а лиственных пород до 30%. Помимо кальция дровяная зола содержит целый ряд микроэлементов: фосфор, калий и т.п., поэтому считается хорошим удобрением [8].Можно известковать почву в момент посадки растений, внося необходимые вещества в посадочные лунки. Очень важно учитывать тип почвы в зависимости от механического состава и количество внесённого известкового материала. В приложении 3 приведены примерные дозы внесения извести (в граммах на 1 ) для разных типов почв.

Периодичность известкования — один раз в 6-8 лет, столько обычно известь задерживается в верхнем слое земли. По истечении этого срока кислотность почвы надо снова проверить и при необходимости повторить процедуру восстановления нейтрального уровня pH [6].

1.4. Декоративные растения и кислотность

По отношению к кислотности почвы растения делятся на следующие экологические группы: ацидофилы (Ацидофильные растения), предпочитающие кислые почвы, нейтрофилы - растения почв с нейтральной реакцией, базифилы - растения щелочных почв, индифферентные виды - растения с широкой экологической амплитудой, живущие в широком диапазоне кислотности (сосна обыкновенная, ландыш майский, дуб черешчатый и др.) [1]. Среди неиндифферентных растений выделяют 4 группы культур, в зависимости от их отношения к этому фактору:

• первая группа — растения, предпочитающие нейтральные и слабощелочные почвы (pH 6,0 и более): свекла, тыква, кабачки, белокочанная капуста, лук и чеснок, горох, фасоль, сельдерей, вишня, слива и смородина, нарциссы, тюльпаны, гиацинты, астры, гвоздики и другие;

• вторая группа — растения, которым требуется нейтральная или слабокислая реакция почвы (pH 5,6-6,0): морковь, огурцы, салат посевной, цветная капуста и кольраби, яблоня, груша, бегонии, гладиолусы, розы и другие;

• третья группа — растения, для которых благоприятной будет слабокислая реакция почвы (pH 5,1-5,5): картофель, кукуруза, томаты, редис, малина и ежевика, крыжовник, лещина, туя западная, ирисы, примулы, лилии, пеларгония и другие;

• четвертая группа — растения, отдающие предпочтение кислым почвам (pH 4,0-4,5): щавель, сосна обыкновенная, азалии и рододендроны, верески, ландыш, брусника и клюква, черника [5].

Значительная часть декоративных и плодово-овощных культур предпочитает нейтральную или слабощелочную среду. Соответствующие значения рН для разных культур приведены в приложение1 (табл.1,2).

А что делать, если обширный участок имеет кислую почву и нет возможности провести известкование по всей площади сразу. Есть вариант-засадить часть участка растениями, которые прекрасно себя чувствуют в кислой почве.

Например лютик едкий обитает на сильнокислотных почвах. Это ядовитое растение. Для букетов не подойдет, так как его сок может вызывать тошноту и раздражение слизистых, но на клумбе он смотрится отлично.

Вереск— небольшой кустарник или кустарничек. Растет на кислых почвах, поэтому часто в природе встречается вблизи торфяников и болот.

Виола болотная) не только растет на кислой почве, но более того — не может существовать на почве нормальной кислотности! А такие виды, как фиалка трехцветная или собачья — любители среднекислой реакции почвы. На неподходящей почве цветки сильно мельчают, а потом и вовсе вырождаются.

Мох— самый главный любитель кислой почвы.

Калина— это небольшой листопадный кустарник, иногда маленькое деревце. Для этого растения оптимальной будет слабокислая почва, слишком кислая не подойдет.

Гортензия) черешковая, метельчатая, пепельная или серая, древовидная, Бретшнейдера и многие другие виды хорошо растут на слабокислых почвах, а гортензия крупнолистная прекрасно себя чувствует уже при 4 pH.

Помимо того что люпины хорошо себя чувствуют в слабокислой почве, они также являются прекрасными сидератами, улучшающими качество почвы.

Ландыши прекрасно адаптирован к почвам средней кислотности, но больше предпочитают слабокислую почву.

Бадан— любитель самых кислых почв. Все чаще это красивое и лечебное растение украшает каменные сады, горки и местность вокруг водоема.

Живучка ползучая, азиатские лилии, красивый папоротник предпочитают слабокислую почву.

Конечно, выбор не ограничивается перечисленными растениями, и хотя их разнообразие не так велико, но и из них можно придумать удачные композиции, которые будут радовать не один год. Помимо этого на сегодняшний день существуют растения, специально выведенные для почв с кислой реакцией [5].

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.  

   1. Методика отбора проб

Отбор пробы начинается с выбора места для исследования почвы. Часть исследуемой территории, характеризующаяся сходными условиями, называется пробной площадкой [3]. Объединённая проба состоит из нескольких (не менее двух) точечных проб. Наиболее распространённым методом отбора объединённой пробы почвы является метод конверта, который мы исследовали. Данный метод используется для исследования почвы гумусового горизонта. Из точек контролируемого участка отбирают пять точечных проб (рис.1).

Рис.1. Расположение точек отбора проб по методу конверта

Точки должны быть расположены так, чтобы, мысленно соединенные прямыми линиями, давали рисунок запечатанного конверта(длина стороны квадрата может составлять от 2 до 5-10м).Обычно отбирают пробы с с глубины 20см. Из каждой точки отбирают около 1 кг почвы и упаковывают в плотные полиэтиленовые пакеты. [2].

1.  

   1. Методика определения кислотности почвы

Для определения кислотности почвы использовался тест комплект «Кислотность почвы» производства «Крисмас+». Данный комплект предназначен для экспрессного определения кислотности почвы и определения количества известковых удобрений, необходимых для внесения в почву с целью повышения ее плодородия.

Принцип действия тест-комплекта.

Кислотность почвы определяется в солевой вытяжке. Для этого небольшое количество сухой почвы обрабатывается раствором соли (хлорида калия). К отфильтрованной почвенной вытяжке прикапывают раствор индикатора, в результате чего вытяжка приобретает окраску. Окраску вытяжки сравнивают со шкалой и определяют кислотность.

Проведение анализа.

1.Отберите немного почвы (около 20-50 мл) с глубиной не более 20 см от поверхности из интересующего места. Почва не должна содержать камней ,посторонних предметов (мусора), червей и т. п. Если почва увлажненная , под сушите ее до состояния, при котором она легко рассыпается от прикосновения.

2. Поместите высушенную почву в приборку до нижней метки и слегка уплотните ее.

3. Налейте в пробирку раствор хлорида калия до верхней метки и несколько раз встряхните пробирку для перемешивания. Оставьте пробирку на 5 минут.

4.Отфильтруйте отстоявшийся раствор через бумажный фильтр с использованием воронки, собирая отфильтрованную вытяжку в другую пробирку.

5.Добавьте к отфильтрованной вытяжке пипеткой-капельницей 4-5 капель раствора индикатора (раствора №2) и встряхните пробирку для перемешивания. Обратите внимание; раствор приобретает окраску.

6. Сравните окраску раствора со шкалой в таблице, определите кислотность почвы и необходимость внесения известковых удобрений в зависимости от типа почвы [3].

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1.Описание участка исследования

Определение пригодности почв для выращивания декоративных культурных растений. проводилось на пришкольной территории МОУ Полетаевской СОШ. Школа находится на ул. Лесной 1 в поселке Полетаево, Сосновского района Челябинской области. Вокруг школы располагаются цветники, клумбы и есть пришкольный участок для опытных работ по растниводству (№1) см. рис. 2. В 2016 году пробы почвы были взяты и исследованы с участка №1, предназначенного для выращивания сельскохозяйственных культур и опытных работ по сельскому хозяйству. В 2107-2018 учебном году планируется исследование остальных участков.

Рис 2. Карта места исследования. Пришкольная территория МОУ Полетаевской СОШ

№1 – участок для выращивания сельскохозяйственных культур и опытных работ;

№2,3,4 –цветники; №5,6,7 – отдельные клумбы для цветов.

3.2. Результаты исследования

На участке №1 пробы были взяты 17 июня 2016г, в 11.00, на глубине 20см.

Характер метеорологических условий в день отбора пробы: солнечная, облачная погода, без осадков, температура 23°С, облачность 30%. Участок в данный момент времени был хорошо освещен. Свалок, мусора и сточных канав рядом с участком не обнаружено.

Пробы были взяты в пяти точках методом конверта. Сторона конверта имела длину 7 метров. Все образцы почвы по механическому составу относятся к чернозёмному суглинку.

С помощью тест комплекта «Кислотность почвы» производства «Крисмас+» была сделана почвенная соляная вытяжка, у которой определялась величина рН.

В результате исследования получились следующие результаты: пробы №1,4,5 имели рН=7,5, что соответствует слабощелочной почве. Проба №2 имеет рН=7-почва нейтральная, проба№3-рН=6,5-почва близкая к нейтральной.

Используя таблицу 3 (приложение 3.) мы определили, что большая часть участка в известковании не нуждается. Необходимо лишь точечное известкование почвы в районе взятия проб №2 и 3в объеме 500 г. извести на 1метр квадратный.

Для выращивания на данном участке подойдут все декоративные культуры перечисленные в таблице 2 (приложение1). Почва на данном участке очень благоприятна по кислотности для выращивания большинства сельскохозяйственных культур кроме льна, чая, люпина (по данным таблицы 1.,приложение1).

Таким образом, можно сделать вывод, что участок пригоден как для выращивания основных сельскохозяйственных пищевых культур, так и для большинства декоративных культур.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в результате исследований были достигнуты следующие

результаты и сформулированы выводы:

• изучены источники информации и литературы по теме кислотность почвы и ее значение для различных растений;

• изучены и апробированы методики определения кислотности почвы с помощью тест-комплекта «Кислотность почвы»;

• собраны и приготовлены к исследованию образцы почвы с участка №1, расположенного на пришкольной территории МОУ Полетаевской СОШ, предназначенного для выращивания сельскохозяйственных культур и опытных работ по растениеводству;

• определена кислотность образцов почвы с пришкольного участка №1 МОУ Полетаевской СОШ, большая часть участка имеет слабощелочную почву и пригодна для выращивания большинства овощных и декоративных культур;

• определен список декоративных и овощных культур растений, оптимальных для выращивания на данном участке;

• определено, что известкование необходимо только в 2-х исследуемых точках.

В 2017-2018г. учащимися нашей школы планируется более подробное исследование остальных участков пришкольной территории МОУ Полетаевской СОШ, для определения их пригодности для выращивания преимущественно декоративных культур.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

И ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кузнецов, В.Н. Экология. Система заданий для контроля обязательного уровня подготовки выпускников средней школы./ под ред. Карповой Т.В. –М.: Вентана-Граф, 2007 г.

2. Муравьёв, А.Г. Оценка экологического состояния почвы: Практическое руководство. Муравьёв. А.Г., Каррыев Б.Б., Лянлзберг А.Р. /под ред. к.х.н. А.Г. Муравьёва.-СПб.: Крисмас+, 2015г.

3. Химический анализ почвы. Руководство по применению почвенных лабораторий и тест-комплектов /Под ред. к.х.н. А.Г. Муравьёва.-СПб.:Крисмас+, 2015 г.

4. Экологический практикум: Учебно пособие с комплектом карт-инструкций /Под ред. к. х. н. А.Г. Муравьёва. -СПб.: "Кристмас+", 2014г.

5. 16 декоративных растений для кислых почв. [Электронный ресурс].URL: http://www.7dach.ru/SilVA/15-rasteniy-dlya-kislyh-pochv-6605.html (дата обращения: 17.09.2015).

6. Как восстановить нормальный уровень рН. Интернет -журнал «Декораивный сад». [Электронный ресурс].URL: http://www.udec.ru/uchastok/kislotnost-pochvy.php (дата обращения: 10.09.2015).

7. Что такое рН? [Электронный ресурс].URL: http://svetisad.ru/poleznaya_informaciya/article_post/chto-takoe-ph (дата обращения: 10.09.2015).

8. Что такое кислотность почвы: определение и регулирование pH. [Электронный ресурс].URL: https://voodland.com/chto-takoe-kislotnost-pochvy-opredelenie-i-regulirovanie-ph/ (дата обращения: 15.09.2015).

Приложение 1.

Таблица 1. Оптимальные значения рН почвы

для основных сельскохозяйственных культур[4]

Таблица 2. Оптимальные величины рН цветочных культур [7]

Приложение 2.

Фото1. Определение водородного показателя(рН)почвенной вытяжки

Фото2. Приготовление почвенной вытяжки

Приложение 3.

Таблица 3. Кислотность почвы и дозы внесения извести (в граммах на 1 )

.

Таблица 4. Определение кислотности проб почвы, собранных с участка №1

18