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.
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.
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»
Условные обозначения:
? – точки отбора проб на территории лицея
Приложение 2
Фотоотчет хода исследования
1. Отбор проб почвы
2. Приготовление смеси почвы и воды
3. Определение рН водной вытяжки почвы с помощью индикаторной бумаги
4. Добавление отвара листьев смородины в почвенную вытяжку
Приложение 3
Фотоотчет результатов исследования
Приложение 4
Библиографическая ссылка
Калиндеева Е.М. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОТНОСТИ ПОЧВЫ НАРОДНЫМ И НАУЧНЫМ МЕТОДАМИ. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ // Старт в науке. – 2019. – № 3-1. ;URL: https://science-start.ru/ru/article/view?id=1578 (дата обращения: 21.11.2024).