Старт в науке
Научный журнал для школьников ISSN 2542-0186
О журнале Выпуски Правила Олимпиады Учительская Поиск Личный портфель

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОТНОСТИ ПОЧВЫ НАРОДНЫМ И НАУЧНЫМ МЕТОДАМИ. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ

Калиндеева Е.М. 1
1 МБОУ «Лицей №1 Зеленодольского м.р. Республики Татарстан», 5 «А» класс
Вафина А.Н. (, МБОУ «Лицей №1 Зеленодольского м.р. Республики Татарстан»)
1. Ганичкина О.А. Моим огородникам. – М.: славянский дом книги, 2000.
2. Штемплер Г.И. Химия на досуге. – М.: Просвещение, 1996.
3. Ходаков Ю.В. Общая и неорганическая химия. – М.: Просвещение, 1965.
4. Кислотность почвы. Как определить/ – https://lifepearl.ru/kislotnost-pochvy-kak-opredelit/.
5. Кислотность как фактор, влияющий на плодородие почвы. – https://mirogorodov.ru/kislotnost-pochvy.html.

Руководитель: Вафина А.Н., МБОУ «Лицей №1 Зеленодольского м.р. Республики Татарстан», учитель I квалификационной категории

Что такое почва? Почва – это рыхлый поверхностный слой земли. Он включает в себя твердые, жидкие, газообразные компоненты и формируется в результате сложного взаимодействия климата, растений, животных и микроорганизмов.

Самое ценное свойство почвы – плодородие, т.е. способность обеспечивать растения необходимыми питательными веществами и влагой. Почва состоит из минеральных и органических веществ, почвенной воды, почвенного воздуха и населяющих её живых организмов. В различных районах Земли толщина почвы колеблется от нескольких сантиметров до 2–3 метров.

Когда мы купили сад, я стала много слышать разговоров о типе почв. Мне было не понятно, что это такое и как это повлияет на наш будущий урожай. Конечно, книги и статьи в интернете раскрыли мне значение этих слов. Я узнала о кислотности почвы, а также о том, что каждое растение может расти и развиваться при определенной кислотности почвы. От кислотности зависит плодородие почвы. Я выяснила, что кислотность почвы определяют в лабораторных условиях с помощью реактивов и приборов.

Так во многих источниках говорилось о возможности определить кислотность почвы с помощью «дедовского» метода – отвара листьев черной смородины. В нашем саду растет очень много кустов черной смородины и мне стало интересно: можем ли мы в домашних условиях с помощью «дедовского» метода определить кислотность почвы в нашем саду и на школьном участке?

Чтобы ответить на возникший вопрос, я решила провести исследовательскую работу и разработать проект.

Предмет проекта: кислотность почвы.

Объектом проекта является: процесс определения кислотности почвы в домашних условиях.

Гипотеза проекта: если раньше люди определяли кислотность почвы с помощью отвара листьев черной смородины, возможно, мы также сможем это сделать сами, а затем сравнить с реакцией универсальной индикаторной бумаги, и рассказать об этом другим ребятам.

Цель проекта: определение кислотности почвы с помощью отвара листьев черной смородины и универсальной индикаторной бумаги.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

• узнать, что такое кислотность почвы;

• определить кислотность почвы с помощью отвара листьев черной смородины и универсальной индикаторной бумаги.

Продукт проекта: картограмма кислотности почвы пришкольного участка.

План исследовательской работы:

1. Изучение методов определения кислотности почвы.

2. Отбор проб почвы.

3. Приготовление отвара листьев черной смородины.

4. Определение кислотности почвы.

5. Оформление результатов исследования.

Оборудование:

1. Пластмассовые емкости.

2. Пакеты.

3. Фильтры.

4. Палочки для перемешивания.

5. Электрическая плита.

6. Банка объемом 1 литр.

7. Лопата.

Методы исследования:

– Изучение литературы.

– Проведение экспериментов.

1. Теоретическая часть

1.1. Влияние кислотности почвы на рост растений

Одним из важнейших факторов для жизни и развития растений является такой показатель как кислотность почвы.

Кислотность почвы влияет на структуру почвы, на вносимые удобрения. [1] На кислых почвах многие агрохимические показатели изменяются в неблагоприятную сторону. В результате потери кальция нарушается структура почвы, ухудшаются условия для развития полезных бактерий, в первую очередь тех, которые накапливают в почве азот. Некоторые питательные вещества, например фосфор, переходят в трудноусвояемое состояние. В кислой почве накапливаются в повышенных количествах растворимые алюминий, железо, марганец, которые оказывают вредное влияние на растения и микроорганизмы. Оказывается, грунты, почвенная реакция которых близка к нейтральной, наиболее благоприятны для физиологических процессов роста культур, внутрипочвенного преобразования химических элементов в наиболее доступную для растений форму и поступления питательных веществ в ткани растительного организма. Также они обеспечивают нейтрализацию токсичных для растений подвижных форм железа, алюминия и марганца. Например, бобовым культурам (гороху, фасоли, спарже, люцерне) нейтральная кислотность жизненно важна. На корнях они образуют клубеньки – бактериозу, благодаря чему усваивают атмосферный азот [1]. В кислой среде эти бактерии не живут!

Многолетний опыт земледелия подтверждает, что растения легче всего усваивают питательные вещества, находящиеся в почве с показателем рН в пределах 6,5 – 7 единиц. [1] Особенно это существенно для молодых растений.

Оказывается, каждое растение, будь то садовое, огородное или комнатное, предпочитает определенную кислотность грунта. Одним культурам подходит слабо – кислая почва, другие лучше произрастают в нейтральной, третьи отдают предпочтение щелочному или слабо – щелочному грунту.

Вообще, 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].

1.2. Как определить кислотность почвы?

В том, как определить кислотность почвы самостоятельно, нам могут помочь приметы, народные или научные средства. Это можно сделать так:

• определить с помощью приборов;

• использовать лакмусовую бумагу;

• установить по растущим растениям-сорнякам;

• определить народными методами.

kalindee-1.tif

Самый точный и простой метод определения кислотности почвы – сдать пробу на анализ в специализированную лабораторию. В лаборатории с помощью специального прибора – например, рН-метра – определят этот показатель почвы. Но это далеко не всегда возможно.

Чтобы определить кислотность почвы в домашних условиях, используют индикаторную бумагу и приготовленную почвенную вытяжку. Тогда цвет окрашенной универсальной индикаторной бумаги сравнивают с эталоном по таблице.

Приблизительную оценку можно дать по типичной для конкретного участка растительности. Но данный способ подходит лишь в том случае, если почва не подвергалась обработке. Тем не менее:

• на кислую почву укажут мох, осока, хвощ, щавель;

• признаком нейтральной реакции почвы служат мать-и-мачеха, клевер, сныть и крапива;

• на слабощелочных почвах растут лебеда и горчица полевая.

Кроме перечисленных растений, можно отметить и большинство хвойников. По крайней мере, под сосновыми и еловыми насаждениями грунт, скорее всего, будет кислым, а хвоя этих деревьев даже используется в огородах для подкисления почвы на грядках.

Измерение кислотности можно провести и без приборов или индикаторных бумажек. Для этого существуют несколько простых и доступных всем народных способов [4].

Способ 1. При помощи листьев

В этом способе смородиновые или вишневые листья заменяют лакмусовые бумажки. Делается это следующим образом:

1. В стеклянный стакан кладут 3–5 листочков черной смородины или обыкновенной вишни.

2. Заливают доверху кипятком и настаивают до остывания воды.

3. Опускают в стакан кусочек грунта и следят за реакцией.

Красный цвет жидкости покажет, что грунт кислый, синяя окраска обозначает слабокислую реакцию, зеленый цвет означает, что ваша почва pH-нейтральна.

Способ 2. Ямки и канавки

Если в ямке после дождя вода окрашивается в ржавый цвет и затягивается маслянистой пленочкой, это признак сильнокислой почвы. То же обозначают и белесые полоски заметные при перекопке огорода.

Способ 3. Уксус

Если уксусом полить землю на участке и не произойдет никакой реакции, значит почва в этом месте кислая. На нейтральном грунте образуются характерные пузырьки, а на щелочном – зашипит и запенится.

2. Практическая часть

2.1. Процесс определения кислотности почвы

Процесс определения кислотности почвы состоял из 3 этапов: отбор проб почвы, приготовление отвара листьев черной смородины, непосредственное определение кислотности двумя методами: «дедовским» с помощью листьев черной смородины и с помощью универсальной индикаторной бумаги.

2.2. Отбор и подготовка проб почвы

Первые образцы почвы я отбирала, конечно же, на своем дачном участке. Затем отобрали образцы почвы с пришкольного участка. Для этого мы с папой выкапывали ямки глубиной 20–25 см (именно на такой глубине расположены всасывающие корешки большинства растений), с вертикальной стенки ямы в четырех местах взяли почву, тщательно перемешали ее.

Моя мама – химик по образованию, она мне рассказала, что водородные ионы содержатся в почвах обычно в абсорбированном виде – в почвенных катионитах. Поэтому для выявления кислотности почвы химическим путем, с помощью индикатора, почва взбалтывается не с чистой водой, а с раствором хлорида натрия – поваренной соли, катионы которого вытесняют ионы водорода из катионитов [3].

2.3. Приготовление отвара из листьев смородины

Приготовили отвар: к 15 свежим листьям черной смородины добавляли примерно 400–450 см3 воды и кипятили 1, 2 минуты. Полученный отвар остудили.

Если отвар отделить от листьев смородины и добавить спирт (в отношении 2:1), то полученный раствор сохранится лучше от закисания образования плесени.

2.4. Определение кислотности почвы

Пробы почвы поместили в стакан, прилили 30 см3 раствора поваренной соли, содержимое хорошо перемешали и дали отстояться. Отфильтровали.

Для определения значения рН: взяли полоску индикаторной бумаги и опустили в вытяжку, вынули индикаторную бумагу через 1–2 сек., сравнили полученную окраску бумаги со шкалой значений рН, определили тип образца почвы (кислая, щелочная, нейтральная) [2].

Так как в литературе не было указано, в какой пропорции добавлять отвар листьев смородины, то отвар листьев смородины к вытяжке добавили столовую ложку.

3. Результаты исследования

Нами исследовано 9 образцов почвы со школьного участка. План отбора проб почвы с указанием мест отбора проб представлен в Приложении 1. Пробы почвы 1 и 2 отобраны нами за школой, в лесопарковой зоне. Пробы почвы 3,4,5 отобраны с газона, расположенного вблизи фундамента школы. Пробы почвы 6, 7, 8, 9 отобраны с самого крупного партера школьного участка. Фотоотчет отбор проб представлен в приложении 2.

Для того, чтобы удостовериться, что окраска отвара меняется в кислой среде и нейтральной, мы приготовили два раствора: обычной питьевой воды и раствор уксуса. Далее в оба раствора добавили отвар смородиновых листьев и опустили индикаторную бумагу.

Как видно, отвар в слабокислой и нейтральной среде цвет изменяет незначительно.

kalindee-2.tif

Результаты исследования представлены в таблице и Приложении 3. Хорошо видно из таблицы, что пробы пришкольного участка немного отличаются по кислотности почвы.

Обозначение

пробы почвы

Местонахождение

Значение рН

Характеристика

почвы

1

Лесо-парковая зона

≈7

Нейтральная

2

3

Газон около фундамента школы (с южной стороны)

6–7

Нейтральная

4

≈ 6

Нейтральная

5

Газон около фундамента школы (с северной стороны)

6

Партер школьного участка перед школой (на северо-западе)

4–5

Кислая

7

6–7

Нейтральная

8

≈ 6

Нейтральная

9

Выводы

Данные, полученные в ходе исследований, позволяют сделать следующие выводы:

В результате данной работы мною была изучена литература, которая содержит информацию о почвах.

Я познакомилась с методиками исследования почвы, в частности правильного отбора почвы и определения рН почвы двумя методами: «народным» и с помощью использования индикаторной бумаги.

С помощью «народного» метода определить рН почвы очень сложно, так как цвет отвара смородиновых листьев в нейтральном и кислом растворе практически не отличается.

На основании исследования была составлена примерная картограмма кислотности почвы пришкольного участка.

Рефлексия

Цель – определение кислотности почвы с помощью отвара листьев черной смородины и универсальной индикаторной бумаги – была мною достигнута.

Осуществление данного проекта позволило мне развить свои навыки работы с дополнительной литературой, умение проводить эксперименты, проводить анализ полученных результатов, обосновывать итоги исследований.

Приложение 1

План отбора проб почвы на территории МБОУ «Лицей №1 Зеленодольского муниципального района РТ»

kalindee-4.tif

Условные обозначения:

? – точки отбора проб на территории лицея

Приложение 2

Фотоотчет хода исследования

1. Отбор проб почвы

kalindee-7.tif kalindee-8.tif kalindee-9.tif

2. Приготовление смеси почвы и воды

kalindee-10.tif

kalindee-12.tif

3. Определение рН водной вытяжки почвы с помощью индикаторной бумаги

kalindee-11.tif

4. Добавление отвара листьев смородины в почвенную вытяжку

kalindee-5.tif kalindee-13.tif

Приложение 3

Фотоотчет результатов исследования

kalindee-14.tif kalindee-15.tif

kalindee-17.tif kalindee-16.tif

kalindee-18.tif kalindee-19.tif

kalindee-20.tif

Приложение 4

kalindee-21.tif


Библиографическая ссылка

Калиндеева Е.М. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОТНОСТИ ПОЧВЫ НАРОДНЫМ И НАУЧНЫМ МЕТОДАМИ. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ // Старт в науке. – 2019. – № 3-1. – С. 129-137;
URL: http://science-start.ru/ru/article/view?id=1578 (дата обращения: 12.12.2019).