Химия почвы

VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Химия почвы

Цугунян Г.А. 1Ходжаян М.А. 1
1МОУ "СОШ№2", г. Белоусово Жуковского района Калужской область
Ломтева Т.А. 1
1МОУ "СОШ№2", г.Белоусово Жуковского района Калужской области
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение

Морфология

Твёрдая фаза почв

Минеральная часть почвы. Минералогический состав

Гранулометрический состав почв

Органическая часть почвы

Новообразования и включения.

Жидкая фаза почв

Воздух в почве

Изменяемость состава почвы

Источники загрязнения почвы, последствия загрязнения

Практическая работа №1. Определение кислотности почв

Практическая работа № 2. Определение механического состава почвы.

Таблица 1. Виды почв по степени кислотности

Способы определения кислотности почвы

Практическая работа №3. Определение содержание воздуха в образцах почвы

Результаты работы:

Литература (источники информации)

Цель работы: использование теоретических знаний по химии в оценке состояния почвы, влияющих на ее плодородие.

Задачи работы:

получение дополнительных теоретических знаний о типах почвы и почв Калужской области, нашей местности

изучить физические характеристики почвы образцов, взятых на дачных участках для определения типа почвы нашей местности

проделать возможный химический анализ образцов почв для определения уровня их плодородности

обобщить результаты практических работ с целью получения знаний о почве дачных участков для выращивания с/х растений и влияния на их урожайность

Объект исследования: почва, а именно, та ее часть, которая связана с деятельностью человека.

Методы работы:

изучение литературы, ресурсов Интернет;

отбор, настаивание растворов, мокрый метод (смачивание), скатывание, сдавливание, наблюдение, измерение, визуальное сравнение, анализ результатов проб почв с разных дачных участков;

метод лакмусовой бумажки, сравнение окрашивания, использование шкалы кислотности, нагревание, прокаливание, выпаривание

обработка результатов, оформление таблиц, изложения содержания, тезисов работы, фотографирование, создание презентации

1.Введение (результат изученного теоретического материала о почве)

Естественно, что все стремятся получить с имеющегося земельного участка максимально высокие урожаи. Но далеко не всегда получаются хорошие результаты из-за отсутствия элементарных знаний о природных свойствах обрабатываемых почв. Следовательно, путь к достижению успеха на сельскохозяйственном поприще начинается с повышения плодородия почв. Чтобы верно использовать почву, необходимо знать, как она образовалась, ее строение, состав и свойства.

Развитие почвоведения

Почвы до В. В. Докучаева изучались как верхний слой новейших геологических отложений (их тогда называли послетретичными отложениями, то есть современные Четвертичная геология и Динамическая геология). При разработке новых методов оценки возраста современных геологических отложений у В. В. Докучаева возник особый интерес и к почвам[9].

14 декабря 1874 года он сделал свой первый доклад, полностью посвящённый почвам, на заседании Санкт-Петербургского общества естествоиспытателей: «О подзоле Смоленской губернии».

В 1875 году Докучаев был приглашён В. И. Чаславским к составлению, по анкетным данным, почвенной карты Европейской России. В 1878 Чаславский скончался, поэтому пояснительную записку к карте в 1879 году составил В. В. Докучаев. В том же году он выступает с идеей создания почвенного музея с лабораторией при нём.

В Императорском вольном экономическом обществе (ВЭО) уже с 1840-х годов поднимался вопрос об изучении чернозёмов, но лишь после реформ Александра II, начала развития в России капитализма и появления первых признаков истощения степных почв (засухи 1873 и 1875 годов), в этой области были сделаны первые шаги. В 1876 году А. В. Советов и М. Н. Богданов убедили ВЭО в необходимости глубокого изучения чернозёмов. Советов подключил к работе Докучаева. В 1877 году Докучаев выступил перед ВЭО с докладом «Итоги о русском чернозёме», где критически анализировал отрывочные данные о чернозёмах, опубликованные к этому времени, теории его происхождения (морскую, болотную, растительно-наземную), после чего предложил план будущих специальных исследований. Другая программа была представлена П. А. Костычевым. ВЭО, однако, отдало предпочтение Докучаеву и поручило ему руководство «чернозёмной комиссией».

В летние сезоны с 1877 по 1881 годов В. В. Докучаев совершал поездки по чернозёмной зоне Европейской России. В 1878 году ему помогал П. С. Соломин. Помимо описания геологических обнажений и почвенных разрезов, производились лабораторные анализы образцов, в которых принимали участие К. Шмидт, П. А. Костычев и студенты Петербургского университета Н. М. Сибирцев, П. А. Земятченский, А. Р. Ферхмин и другие.

В 1883 году вышло сочинение Докучаева «Русский чернозём»[11], в котором детально рассмотрены область распространения, способ происхождения, химический состав чернозёма, принципы классификации и методы исследования этой почвы. В нём было предложено определение почвы как особого природного минерально-органического образования, а не любых поверхностных наносов (концепция агрогеологии) или пахотных слоёв (агрономия). Те или иные почвы являются результатом совокупного действия следующих агентов: живого мира, материнской породы, климата, рельефа и времени. Для классификации почв, равно как для их рационального использования, необходимо исходить из её происхождения (генезиса), а не петрографического, химического или гранулометрического состава. В своей книге Докучаев обратился и к причинам роста частоты и ущерба от засух, называя среди них отсутствие надлежащих способов обработки почв, севооборотов, мер по сохранению влаги, распылении зернистой структуры чернозёмов, ухудшении водного и воздушного режимов, эрозии.

За эту работу Докучаев был удостоен Санкт-Петербургским университетом учёной степени доктора минералогии и геогнозии. От Вольного экономического общества получил особую благодарность, а от Академии наук — полную Макарьевскую премию (1885). «Русский чернозём» подвергся критике со стороны П. А. Костычева: он считал слишком незначительным число образцов, которые были проанализированы для доказательства зависимости свойств чернозёма от климатических факторов.

В 1904 году было высказано мнение о том, что В. В. Докучаев — «отец русского почвоведения» и «основатель школы русских почвоведов».

Морфология почвы

Почвенный профиль — совокупность на генном уровне сопряжённых и закономерно сменяющихся почвенных горизонтов, на которые расчленяется грунт в процессе почвообразования. Почвенный профиль- вертикальный сечение земли от плоскости до материнской породы(грунтовой).

Почвенный горизонт — своеобразный слой почвенного профиля, возникший в итоге влияния почвообразовательных процессов.

Почвенный покров — совокупность основ, покрывающих земную поверхность.

Горизонты рассматриваются как однородные (в масштабе всей почвенной толщи) части земли, взаимосвязанные и взаимообусловленные, отличающиеся по химическому, минералогическому, гранулометрическому составу, телесным и биологическим свойствам. Ансамбль горизонтов, свойственный почвообразованию, формирует почвенный профиль.
Для горизонтов принято буквенное обозначение, позволяющее записывать строение профиля. Например, для дерново-подзолистой почвы: A0-A0A1-A1-A1A2-A2-A2B-BC-C.

Твёрдая фаза почв

Твердые частицы в свою очередь состоят из минеральных и органических веществ. Основную массу у большинства почв составляет их минеральная часть. Она произошла при разрушении и выветривании различных горных пород и минералов.

Минеральная часть почвы. Минералогический состав

Около 50—60 % объёма и до 90—97 % массы почвы составляют минеральные компоненты. Минералогический состав почвы отличается от состава породы, на которой она образовалась: чем старше почва, тем сильнее это отличие. Минералы, являющиеся остаточным материалом в ходе выветривания и почвообразования, носят название первичных. Устойчивыми считаются полевые шпаты, элементы  до 10—15 % массы твёрдой фазы земли. Чаще всего они представлены сравнительно большими частицами песка. Высочайшей стойкостью выделяются эпидот, дистен, гранат, ставролит, циркон, турмалин. Самую большую прочность имеет кварц, который выветривается за некоторое количество млн. лет. 

Грунт характеризуется высочайшим содержанием вторичных минералов. Они обладают сорбционными качествамивысокой ёмкостью катионного и анионного обмена. Данные качества во многом обоснованы поглотительной способностью основ, её конструкцией и, в конечном счёте, плодородием. Высочайшее содержание минералов-оксидов и гидроксидов железа (лимонит, гематит), марганца (вернадит, пиролюзит, манганит), алюминия (гиббсит) и др. Они влияют  на качества земли — они принимают участие в формировании структуры, почвенного всасывающего ансамбля (особенно в крепко выветренных тропических почвах), принимают роль в окислительно-восстановительных процессах. Огромную роль в почвах играют карбонаты (кальцит, арагонит).

Гранулометрический состав почв

В почвах могут находиться частицы диаметром как менее 0,001 мм, так и более нескольких сантиметров. Меньший диаметр частиц означает большую удельную поверхность, а это, в свою очередь — высокие величины ёмкости катионного обмена, способности удерживать воду, лучшую агрегированность, но меньшую породность. Тяжёлые (глинистые) почвы могут иметь проблемы с воздухосодержанием, лёгкие (песчаные) — с водным режимом.

Органическая часть почвы

В почве заключается некоторое количество органического вещества. В органогенных (торфяных) почвах оно может преобладать, в большинстве же минеральных почвах его количество не превышает несколько процентов в верхних горизонтах.

В состав органического вещества почвы входят как растительные и животное остатки, не утратившие черт анатомического строения, так и отдельные химические соединения, нарекаемые гумусом. В составе последнего входят как неспецифические вещества (липиды, углеводы, лигнин, флавоноиды, пигменты, воск, смолы и т. д.), составляющие до 10—15% всего гумуса, так и образующиеся из них в почве специфические гумусовые кислоты. Гумусовые кислоты не имеют определённой формулы и представляют собой целый класс высокомолекулярный соединений. В советском и российском почвоведении они традиционно разделяются на гуминовые и фульвокислоты. Механизм формирования гумусовых кислот (гумификация) до самого конца не изучен. По догадкам (М. М. Кононова, А. Г. Трусов) данные вещества синтезируются из низкомолекулярных органических соединений. По догадке Александровой Л. Н. гумусовые кислоты образуются при взаимодействии высокомолекулярных соединений (белка, биополимеры), затем поэтапно окисляются и расщепляются. Согласно обеим догадкам в данных процессах принимают участие ферменты, образуемые предпочтительно микроорганизмы. Есть предположение о чисто биогенном происхождении гумусовых кислот. По многим свойствам они подсказывают тёмноокрашенные пигменты грибов.

Новообразования и включения.

Обширно распространены новообразования железа и марганца, чья миграционная способность связана с окислительно-восстановительным потенциалом и контролируется организмами, в особенности бактериями. Они представлены конкрециями, трубками по ходам корней, корками и др. В ряде случаев происходит цементация почвенной массы железистым материалом. В почвах, особенно аридных и семиаридных регионов, распространены известковые новообразования: налёты, выцветы, конкреции, корковые образования. Новообразования гипса, также характерные для аридных областей, представлены налётами, друзами, гипсовыми розами, корками. Можно встретить новообразования легкорастворимых солей, кремнезёма (присыпка в дифференцированных почвах, опаловые и халцедоновые прослои и коры, трубки), глинистых минералов (кутаны — натёки и корочки, образующиеся в ходе иллювиального процесса), часто вместе с гумусом.

Жидкая фаза почв

Во всякой почве содержится вода. Различно только ее содержание. В почве вода никогда не остается чистой. В ней постоянно происходит растворение солей, находящихся в почве, органических веществ, а также почвенный воздух. Вода, с растворенными в ней органическими веществами, солями, воздухом и содержащимися микроорганизмам и называется почвенным раствором. 
      В различных почвах, различно и содержание почвенного раствора. Один богат солями (солончаковые почвы), другой органическими веществами (торфяники), третий бедный и тем и другим (пески). Передвигаясь в почве, раствор омывает почвенные частички, таким образом, он забирает из твердых частиц различные вещества, но в то же время и теряет часть. Таким образом, происходит постоянная смена состава почвенного раствора и самой почвы. 

Воздух в почве

Воздух в почве размещается в почвенных порах. Есть соотношение, чем суше почва, тем в ней больше воздуха и меньше воды. Почвенный воздух сильно отличается от атмосферного своим химическим содержанием. Он значительно богаче углекислым газом. Разница огромная, если сравнивать, то в атмосферном (надпочвенном)содержание углекислого газа достигает 0,03%, то в почвенном - 10%. Но это содержание сильно колеблется со временем. 
      Чем больше в почвенном воздухе углекислоты, тем меньше в нем кислорода, так как он расходуется на образование угольной кислоты при дыхании всего живого, находящегося в почве. Неоднородность почвы приводит к тому, что для организмов разных размеров она выступает как разная среда. Почва густо населена микроорганизмами (бактерии, грибы, водоросли, простейшие). Которые живут, дышат, питаются, размножаются. Количество их очень велико. В 1 г почвы их насчитывается миллионы. Особенно большое количество находится у корешков растений, в ризосфере корней растений. Там они себе добывают пищу в виде отмирающих корней и корневых выделений. Так же к живой части почвы можно отнести и насекомых, дождевых червей и других, постоянных живущих в ней обитатели.

Для мелких почвенных животных, которых объединяют под названием нанофауна (простейшие, коловратки, тихоходки, нематоды и др.), почва — это система микроводоемов.

Для дышащих воздухом несколько более крупных животных почва предстает как система мелких пещер. Таких животных объединяют под названием микрофауна. Размеры представителей микрофауны почв — от десятых долей до 2-3 мм. К этой группе относятся в основном членистоногие: многочисленные группы клещей, первичнобескрылые насекомые (коллемболы, протуры, двухвостки), мелкие виды крылатых насекомых, многоножки симфилы и др. У них нет специальных приспособлений к рытью. Они ползают по стенкам почвенных полостей при помощи конечностей. Насыщенный водяными парами почвенный воздух позволяет дышать через покровы. Многие виды не имеют трахейной системы. Такие животные очень чувствительны к высыханию. Более крупных почвенных животных, с размерами тела от 2 до 20 мм, называют представителями мезофауны. Это личинки насекомых, многоножки, энхитреиды, дождевые черви и др. Для них почва — плотная среда, оказывающая значительное механическое сопротивление при движении. Эти относительно крупные формы передвигаются в почве либо расширяя естественные скважины путём раздвигания почвенных частиц, либо роя новые ходы. Кроме постоянных обитателей почвы, среди крупных животных можно выделить большую экологическую группу обитателей нор (суслики, сурки, тушканчики, кролики, барсуки и т. п.). Они кормятся на поверхности, но размножаются, зимуют, отдыхают, спасаются от опасности в почве. Целый ряд других животных использует их норы, находя в них благоприятный микроклимат и укрытие от врагов. Норники обладают чертами строения, характерными для наземных животных, но имеют ряд приспособлений, связанных с роющим образом жизни.

От механического состава почвы наследуют физические свойства (водо- и воздухопроницаемость, способность удерживать воду, скорость передвижения веществ), от минералогического – химический состав и содержание питательных веществ. Агрохимический состав почв зависит, прежде всего, от естественного плодородия почвы, т.е., зоны, в которой находится данный тип почв. 

Растения тоже принимают участие в образовании почвы: корни рыхлят землю, придают ей структуру, извлекают из нее минеральные элементы. Например, на севере и северо-западе Подмосковья растут леса еловые. В центре и на западе, в верхнем течении Москвы-реки, – смешанные. На юге и юго-востоке, до границы с Мещерой, – широколиственные. На востоке и юго-востоке, в районе Мещерской низменности, сосновые леса окружают болота. А на самом юге Подмосковья раскинулась лесостепь.

Почвоведы выделяют в Подмосковье три основные почвенные зоны:

южно-таежная подзона дерново-подзолистых почв;

среднерусская провинция серых лесных почв;

среднерусская лесостепная провинция оподзоленных, выщелоченных и типичных среднегумусных и тучных мощных черноземов и серых лесных почв.

Подзолистые почвы опытный глаз определит сразу: в верхней части толщи они белесые. Эта земля неплодородная, кислая, очень бедная гумусом и элементами питания. Она требует существенного улучшения структуры, внесения органических и минеральных удобрений и извести.

Дерново-подзолистые почвы менее кислые, чем просто подзолистые, более богаты гумусом и прочими питательными веществами, а значит, плодородны, имеют лучшую комковато-порошистую структуру. Окультуривание дерново-подзолистых почв приносит хорошие результаты.

Серые лесные почвы представляют собой переходный тип от дерново-подзолистых к черноземам. Они тяжелы, слабокислы, с прочной ореховатой структурой. Это достаточно плодородные почвы, содержание гумуса в них составляет от 2 до 4%.

Чернозем – самая богатая почва. Недаром его называют царем почв. Подмосковный чернозем принадлежит к северному подтипу, он либо выщелочен, либо оподзолен. Содержание гумуса доходит в нем до 8%, он имеет ореховато-зернистую структуру и почти черен. Под гумусовым горизонтом залегают карбонатные мореные суглинки, обеспечивающие почти нейтральную реакцию почвы.

Изменяемость состава почвы

Состав и свойства почвы со временем постоянно меняется. Непрерывно идет дробление, размывание водой, разрушение и образование новых веществ и минералов. Происходит постоянно смена живой фазы почвы. Лишь на зимний период жизнь и все изменения затихают, но с приходом весны, все процессы возобновляются вновь. Так же на состав почвы большое влияние оказывает человек, который своей деятельностью делает ее более плодородной.

Источники загрязнения почвы, последствия загрязнения

Главными источниками загрязнения являются:

1. Жилые дома и бытовые предприятия. В числе загрязняющих веществ преобладают: бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода; мусор общественных учреждений, больниц, столовых, гостиниц, магазинов и других. Вместе с фекалиями в почву нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания попадают в организм человека. В фекальных остатках могут содержаться такие представители патогенной микрофлоры, как возбудители тифа, дизентерии, туберкулеза, полиомиелита и др. Быстрота гибели в почве разных микроорганизмов неодинакова. Некоторые болезнетворные бактерии могут длительное время сохраняться и даже размножаться в почве и грунте. К ним относятся возбудители столбняка (до 12! лет), газовой гангрены, сибирской язвы, ботулизма и некоторые другие микробы. Почва является одним из важных факторов передачи яиц гельминтов, определяя тем самым возможность распространения ряда гельминтозов. Некоторые гельминты геогельминты (аскариды, власоглавы, анкилостомиды, сторонгилиды, трихостронгилиды и др.) проходят одну из стадий своего развития в почве и могут длительное время сохранять жизнеспособность в ней. Так, например, яйца аскарид могут сохранять жизнеспособность в почве в условиях средней полосы России до 7-8 лет, Средней Азии до 15 лет; яйца власоглавов от 1 до 3 лет.

2. Промышленные предприятия. В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют те или иные вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и их сообщества. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли цветных и тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выводит в окружающую среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия. При производстве пластмасс и искусственных локон образуются отходы бензола и фенола. Отходами целлюлозно-бумажной промышленности, как правило, являются фенолы, метанол, скипидар, кубовые остатки.

3. Теплоэнергетика. Помимо образования массы шлаков при сжигании каменного угля с теплоэнергетикой связано выделение в атмосферу сажи, несгоревших частиц, оксидов серы.

4. Сельское хозяйство. Удобрения, ядохимикаты, применяемые в сельском и лесном хозяйстве для защиты растений от вредителей, болезней и сорняков. Загрязнение почв и нарушение нормального круговорота веществ происходит в результате недозированного применения минеральных удобрений и пестицидов. Пестициды, с одной стороны, спасают урожай, защищают сады, поля, леса от вредителей и болезней, уничтожают сорную растительность, освобождают человека от кровососущих насекомых и переносчиков опаснейших болезней (малярия, клещевой энцефалит и др.), с другой стороны разрушают естественные экосистемы, являются причиной гибели многих полезных организмов, отрицательно влияют на здоровье людей. Пестициды обладают рядом свойств, усиливающих их отрицательное влияние на окружающую среду. Технология применения определяет прямое попадание на объекты окружающей среды, где они передаются по цепям питания, долгое время циркулируют по внешней среде, попадай из почвы в воду, из воды в планктон, затем в организм рыбы и человека или из воздуха и почвы в растения, организм травоядных животных и человека.

Практическая работа № 1. Исследование механического состава почвы.

Цель работы: определить тип взятых образцов почв, используя мокрый метод.

Оборудования: образец почвы, чайная ложка

Ход работы:

Название опыта

Что делали

Наблюдения

Вывод

1. Определение типа почвы

Образец № 1 (взят с собственной дачи)

1.Отмерили порцию почвы чайной ложкой,

Высыпали в фарфоровую чашку, смочили водой до пастообразного состояния.

2. Из смоченной почвенной массы скатали шарик и раздавили на ладони в лепешку.

Смоченная почва скаталась в шарик, при надавливании получился «блинчик» с растрескивающимися краями.

Образец № 1

Почва суглинистая

Содержание глины составляет 20%

2. Определение типа почвы

Образец №2(взят с дачи подруги)

1.Отмерили порцию почвы чайной ложкой, высыпали в фарфоровую чашку, смочили водой до пастообразного состояния.

2. Из смоченной почвенной массы скатали шарик, раскатали на ладони в шнур и согнули в кольцо.

1. Лепешку и шарик формируются с большой легкостью.

2. Шарик

раскатывается на ладони в шнур, который сгибается в кольцо с изломами на сгибах.

Образец № 2

Почва тяжелая суглинистая

Содержание глины составляет больше 41%

3. Определение типа почвы

Образец № 3 (взят с дачи учителя химии)

1.Отмерили порцию почвы чайной ложкой, высыпали в фарфоровую чашку, смочил водой до пастообразного состояния.

2. Из смоченной почвенной массы скатали шарик, раскатали шнур

1. Лепешка и шарик формируются с большой легкостью.

2. Шарик раскатывается на ладони в шнур, который растрескался на кусочки.

Образец № 3

Почва легкая суглинистая

Содержание глины составляет 21-30%

Образец № 1

Почва суглинистая. Содержание глины составляет 20%

Образец № 2

Почва тяжелая суглинистая. Содержание глины составляет больше 41%

Образец № 3

Почва легкая суглинистая. Содержание глины составляет 21-30%

Практическая работа №2. Исследование образцов почвы на содержание воздуха

Цель работы: определение наличия воздуха в образцах почвы

Оборудование: химические стаканы с водой (по количеству отобранных образцов почвы), чайная ложка, образцы почвы

Образцы почвы

Время выделения пузырьков воздуха (визуальное наблюдение)

1

Почва из цветочного горшка

(объемом 1 л)

55 сек.

2

Почва из цветочного горшка

(объемом 2 л)

56 сек

3

Почва из цветочного горшка

(объемом 5 л)

61 сек

4

Почва из цветочного горшка

(объемом 20 л)

58 сек

Исследование показало:

Вывод: время выделения пузырьков воздуха из образцов почвы практически в среднем одинаково, поэтому количество почвенного воздуха зависит от интенсивности полива (вода вытесняет воздух) и содержание представителей микромира.

Практическая работа №3. Исследование образцов почвы на ее кислотность

Цель работы: определить кислотность взятых образцов почвы

Оборудование: универсальная индикаторная бумага, емкость с водой, плотная ткань, совок, химические стаканы.

Ход работы:

Название опыта

Что делали

Наблюдения

Вывод

1.Определение кислотности почвы

Образец № 1 (взят с собственной дачи)

2. Определение кислотности почвы

Образец № 2 (взят с дачи подруги)

3. Определение кислотности почвы

Образец № 3 (взят с дачи учителя химии)

Завернутые в плотную ткань и перевязанные шпагатом образцы почвы опустили в стакан, прилили воды столько, сколько почвы.

Почва настаивалась 10 минут.

Затем в раствор опускали полоску индикаторной бумажки и сравнили полученный цвет со стандартной шкалой.

1.pH раствора 4.0

2.pH раствора 4.5

3.pH раствора 5.0

1.Образец № 1

Почва сильнокислая

2. Образец № 2

Почва среднекислая

3.Образец № 3

Почва сильнокислая

Исследование показало:

1.Образец № 1 Почва сильнокислая

2. Образец № 2 Почва среднекислая

3.Образец № 3 Почва сильнокислая

Степень кислотности почвы (дополнительные сведения)

На показатель кислотности почвы влияют количество и состав химических элементов. Уровень кислотности обозначается значком рН. Значение рН зависит от количества и состава химических элементов в почве. По результатам химических опытов установлено, что питательные вещества оптимально доступны овощным и садово-ягодным культурам при рН=6,0…7,0. рН почвы, равное 7,0 принято считать нейтральным.

Все показатели ниже 7,0 считаются кислыми и чем ниже цифровое обозначение, тем выше кислотность. Как и кислотность, на биологические процессы в растениях влияет и щелочность, обусловленная щелочными элементами, содержащимися в почве. Щелочность отражается в рН значениями выше 7,0 единиц (табл. 1). Те и другие отклонения от нейтрального показателя указывают на степень доступности определенных элементов растениям, которая может снижаться или, наоборот, повышаться настолько, что питательные вещества становятся  токсичными и растение погибает.

Таблица 1. Виды почв по степени кислотности

Степень кислотности почвы

рН, единиц

Виды почв

сильнокислые

3,5 – 4,5

почвы болот, низинный торф

кислые

4,6 – 5,3

торфянистые, хвойные,

глинисто – дерновые

слабокислые

5,4 – 6,3

вересковые, дерновые

нейтральные

6,4 – 7,3

дерновые, перегнойные, лиственные

слабо – щелочные

7,4 – 8,0

карбонатные

щелочные

8,1 – 8,5

карбонатные

сильнощелочные

8,5 – 9,0

карбонатные

На что влияет кислотность почвы?

Кислотность почвы влияет на растворимость, доступность и усвоение растениями питательных веществ. Так, на среднекислых и кислых почвах более доступны и лучше усваиваются некоторыми растениями фосфор, железо, марганец, цинк, бор и другие элементы. Если кислотность повысить (рН=3,5-4,0), то вместо еще большего усвоения элементов питания будет наблюдаться торможение роста корней и активности их работы, растения заболевают от недостатка поступления в органы необходимых питательных веществ.

В сильнокислых почвах возрастает содержание алюминия, который препятствует поступлению в растения фосфора, калия, магния, кальция. В почве начинают накапливаться вещества, негативно действующие на полезную микрофлору. Практически прекратятся процессы переработки органики в гумусовые вещества и далее — в доступные растениям минеральные соединения.

Щелочная среда также значительно влияет на многие биологические процессы. Препятствует усвоению некоторых нужных растениям макро– и микроэлементов. Растениям становятся недоступными фосфор, магний, бор и цинк. У некоторых растений наблюдается обратное действие: в щелочной среде корневая система растений усиленно поглощает внесенные минеральные удобрения, вплоть до токсичности.

Опытным путем в агрохимических исследованиях были определены оптимальные границы кислотности почвы для разных сельскохозяйственных культур, декоративно-парковых и цветковых растений (табл.2). Для овощных культур наиболее благоприятной является кислотность почвы в пределах нейтральной или слабокислой (рН=6,0-7,0).

Таблица 2. Оптимальный уровень кислотности почвы для огородно-садовых культур на даче

рН почвы

Наименование культур

5,0 – 6,0

арбуз, картофель, тыква, пастернак, щавель

5,5 – 7,0

томат, белокочанная капуста, морковь, пастернак, ревень, свекла, горох

6,0 – 7,0

лук-шалот, огурцы, хрен, шпинат, ревень, морковь

7,0 – 7,8.

цветная капуста, артишок, сельдерей, салат, лук репчатый, спаржа,

петрушка

4,0 – 5,0

вереск, гортензия, эрика

5,0 – 5,6

можжевельник

5,0 – 6,0

сосна

6,0 – 7,0.

1 – древесные декоративные, газонные травы

2 – плодовые культуры (слива, вишня)

5,5 – 7,0

яблоня, земляника, груша

7,0 – 7,8

клематис

4,0 – 5,0

голубика, клюква, смородина, крыжовник, малина

5,0 – 6,0

лилия, флоксы

5,5 – 7,0

гвоздика, ирис, роза

7,0 – 7,8

пион, дельфиниум

Способы определения кислотности почвы

При получении земельного участка во временное или постоянное владение необходимо провести анализы почвы и определить уровень ее плодородия, закисления, необходимости обработки для снижения кислотности, щелочности и т.д. Наиболее точные данные можно получить, сдав образцы почвы на химический анализ. Если нет такой возможности, примерно можно определить уровень кислотности домашними способами:

используя лакмусовые индикаторные полоски бумаги;

по сорнякам, растущим на участке;

раствором столового уксуса;

отварами листьев некоторых ягодных и садовых культур;

прибором (рН-метр или почвенный щуп).

Определение кислотности почвы индикаторной бумагой

По диагонали участка выкопать на штык лопаты ямки с гладкой стенкой. По всей глубине прямой стенки снять тонкий слой грунта, перемешать на пленке и отобрать образец в 15-20 г. Образцы отдельно размешать в стакане воды, дать отстояться и опустить индикаторную бумагу в воду. Вместе с полосками индикатора на упаковке имеется шкала цветовых изменений с цифровыми значениями. При изменении цвета полоски (цветовая гамма может быть разных оттенков):

в красный цвет — почва кислая;

оранжевый — среднекислая;

желтый — слабокислая;

слабо зеленоватый — нейтральная;

все оттенки синего — щелочная.

Для более точного определения кислотности почвы сравните цветовое показание с цифровым (на упаковке), указывающим цифровое значение рН.

Практическая работа №4. Определение составных частей почвы (воды, органических веществ, неорганических ( минеральных веществ)

Цель работы: определение наличия воды, органических и неорганических веществ в почве

Оборудование: химические пробирки, спиртовка, спички, пробиркодержатель, стакан с водой, фарфоровая чашечка, воронка, фильтровальная бумага, образец почвы

Ход работы:

Поместить в пробирку небольшое количество почвы (1-2 мл)

Нагреть взятый образец почвы до появления капель воды на стенках пробирки (наличие воды в почве)

Продолжить длительное нагревание (прокаливание) образца почвы до появления характерного запаха и сгорания органических веществ

В охлажденную пробирку с несгоревшими остатками (неорганические вещества почвы) добавить воды (1-2 мл), смесь несколько раз встряхнуть, отфильтровать

5. Полученный раствор налить в фарфоровую чашку, выпарить до белых кристаллов растворимых минеральных веществ образца почвы

Исследование показало: во всех образцах почвы обнаружили: воду, гумус, нерастворимые растворимые минеральные соли

Результаты практической части работы:

Пользуясь доступными в наших условиях простейшими способами, мы проделали анализы образцов почвы. На основании полученных теоретических и практических результатов работы можно делать выбор земельного участка для посадки различных культур, подбирать для них различные подкормки при их выращивании, влияя на вегетацию растений, не только подкормкой, но и поливом. На основании своей работы можем давать простейшие советы в быту своим одноклассникам, родителями всем желающим.

Наша исследовательская работа имеет перспективу дальнейшего ее развития через встречи со специалистами совхоза «Белоусовский», в лаборатории которого можно познакомиться с образцами разных видов почв, проделать с ними сравнительный и более качественный и количественный анализ.

В Жуковском районе имеется агротехническая станция, со специалистами которой у нас будет встреча. На основе их оборудования и реактивов мы проделаем возможный физический и химический анализ наших образцов почв и почвы с поля совхоза «Белоусовский».

Источники информации:

https://helpiks.org/4-98348.html

https://cont.ws/@unearthly/841485

Учебник для вузов. «Почвоведение». Вальков В.Ф., Казеев К.Ш.

Энциклопедический словарь юного земледельца. Джахангиров А. Д., Кузьмищев В. П.

Энциклопедия «Геология». Хамов Г.

Просмотров работы: 41