Исследовательская работа "Изучение свойств почвы на территории деревни Амосовка"

МУНИЦИПАЛЬНОЕ  ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«Амосовская средняя общеобразовательная школа»

Научно-исследовательская работа

«Изучение  свойств почвы на территории деревни Амосовка»

Подготовил:

Белозёров Антон Сергеевич,

 обучающийся 10 класса

Руководитель работы:

Кашкина Ирина Александровна

учитель географии

МОБУ «Амосовская средняя

общеобразовательная школа»

Амосовка, 2016

Содержание

Введение………………………………………………………………………...3

1.     Физико-географическая характеристика района исследования .....4

         2.  Свойства  почвы исследуемой территории…………………………5

                   2.1.  Физические свойства ……………………………………….6

                   2.2. Химические свойства……………………………………….11

         3.  Результаты исследования…………………………………………..13

Заключение …………………………………………………………………...14

Список используемой литературы…………………………………………...15

Введение

         Когда мы слышим выражение «национальное достояние», нам представляется что-то весомое, дорогостоящее и уникальное, то, что составляет основное богатство страны. И это богатство находится  у нас под ногами. Это – почва, уникальное природное тело, «зеркало ландшафта», по выражению В.В. Докучаева.

         Потребляя продукты питания, мы вряд ли задумываемся, что почва – важнейшее условие и средство их получения. Возникновение земледелия – величайшее достижение человечества. Наша страна богата территорией или земельными ресурсами, но только 13% территории используется в сельском хозяйстве.

         Одно из важнейших и отличительных свойств почвы – плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений питательными веществами и влагой. Плодородие почвы зависит от её механического состава, структуры и других свойств. Растения в процессе своего развития постоянно поглощают минеральные вещества из почвы. В природе эти вещества после отмирания растений возвращаются в почву. Совсем иначе происходит  с культурными растениями. Вместе с урожаем безвозвратно уходит часть минеральных веществ. В результате почвы истощаются, их плодородие падает, и возникает необходимость проведения агротехнических мероприятий.

         Связи с вышесказанным, цель исследовательской работы – изучить свойства почвы на территории деревни Амосовка.

В соответствие с целью, были поставлены следующие задачи:

•         Изучить литературу по этому вопросу для выбора методов изучения свойств почвы.

•          Взять образцы почвы со следующих территорий: пришкольный участок, поле, участок с естественной растительностью.

•         Провести исследование  состояния почвы на различных участках по следующим характеристикам:
а) физические свойства (механический состав, структура,
 влагоёмкость);
б) химические свойства (кислотность, содержание солей).

•         На основе полученных фактов дать общую характеристику состоянию почвы на исследуемых участках.

•          Выработать меры по использованию почв на обрабатываемых участках.

Объект исследования: состояние почвы на различных участках деревни Амосовка.

Предмет исследования:  физические и химические свойства почвы.

         Методика исследования.

1) Полевой этап

Для проведения исследования были взяты следующие образцы почвы:

Проба № 1 – пришкольный участок (территория, на которой произрастал картофель)

Проба № 2 – пришкольный участок (территория, на которой произрастала соя)

Проба № 3 – колхозное поле

Проба №4 – необрабатываемый участок с естественной растительностью (приложение 1)

2) Изучение физических и химических свойств почвы взятых образцов

         При исследовании свойств почвы использовали методику, представленную в учебнике по почвоведению [7], практикуме по географии почв с основами почвоведения [6], информацию сети Интернет.

3) Анализ полученных результатов, выработка рекомендаций по использованию  почвы.

1. Физико-географическая характеристика района исследования

Исследование проводились на территории деревни Амосовка, которая расположена на северо-востоке Медвенского района Курской области.

Более 60% территории области покрывают чернозёмы, лучшие по плодородию почвы в мире. Чернозёмы Курской области сформировались в условиях умеренно-континентального климата, преобладания степной растительности, рыхлых, в основном лёссовидных суглинистых почвообразующих пород, возвышенного овражно-балочного рельефа.

 Умеренное количество осадков, тёплое лето и холодная зима, ежегодное поступление в почву отмершей степной растительности приводит к образованию перегноя, который придаёт почве тёмную окраску. Из лёссовидных суглинков, из которых формируется большая часть почв области, поступает большое количество углекислого кальция, обладающего свойством склеивать частицы почвы в комочки, обеспечивающие зернистую структуру почвы. Чернозёмы содержат значительное количество гумуса (до 8-9% под естественной степной растительностью и 4,5-6,5% на пашне), соединений азота, калия, фосфора, имеют благоприятную для произрастания растений слабокислую или близкую к нейтральной реакцию среды [4].

         Согласно картосхеме (приложение 2) на территории Медвенского района распространены  выщелоченные чернозёмы [1], гумусовым горизонт А в которых достигает 45-50 см (рис. 1).

 Рис. 1. Морфологическое строение черноземов: 1 — оподзоленные; 2 — выщелоченные; 3 — типичные; 4 — обыкновенные; 5 — южные.

2. Свойства почвы исследуемой территории

Исследование свойств почвы  осуществлялось по следующим параметрам:

•         механический состав почвы обусловлен наличием в ней глины, песчаника, мелких камней, биогенных и антропогенных включений;

•         структура почвы определяет её уплотнённость и наличие воздуха, необходимого для жизненных процессов;

•         воздухопроницаемость почвы обуславливает возможность питания растений и является необходимым фактором окружающей среды для всех живых организмов;

•         кислотность почвы – важнейший экологический фактор, определяющий условия жизнедеятельности почвенных организмов и высших растений, а также подвижность загрязнителей в почве;

•         засолённость почвы характеризуется повышенным содержанием легкорастворимых минеральных солей, что неблагоприятно сказывается на физических и химических свойствах почвы и создаёт неблагоприятные условия для развития и роста растений.

•         Содержание различных инородных веществ, включений и новообразований.

2.1. Физические свойства

а) Наличие включений

Под включениями почвы понимают предметы, механически включенные в массу почвы и не связанные с ней генетически. В число включений входят обломки горных пород, не связанных с материнской породой, раковины наземных и морских моллюсков, кости современных и вымерших животных, остатки золы, углей, древесины, остатки материальной культуры человека (обломки кирпича, посуды и археологические находки) и др.

В образцах почвы на исследуемых участках наблюдались включения биогенного происхождения – корни, остатки растений (рис.2).

  

Рис. 2. Наличие биогенных включений

б) Исследование почвы на воздухопроницаемость.

Воздухопроницаемость является важным показателем плодородия почвы. Воздух  необходим корням растений, как перегной, минеральные удобрения и вода. То, что в почве содержится воздух, можно легко доказать. Если взять горсть сухой почвы и насыпать ее в стакан с водой, то заметно, что из почвы выходит большое количество пузырьков газа. Это выделяется воздух. Полученные результаты только визуальны, не имеют цифровых повреждений [9].

в) Определение плодородия почвы по ее цвету

Одним из главных признаков плодородия почвы является наличие в ней гумусовых веществ, которые обуславливают окраску. По цвету можно условно разделить на категории по содержанию гумуса и плодородия:

Таблица 1

Цвет	Плодородие
Черная	гумусная, плодородная
Темно-серая	среднегумусная, среднеплодородная
Серая	малогумусная, малоплодородная

Образцы почвы, взятые на всех исследуемых участках, чёрного цвета, соответственно почва - плодородная, с  высоким содержанием гумуса.

Для определения содержания гумуса использовали методику цветовой треугольник Захарова (рис. 3). По С.А. Захарову  черную окраску разных оттенков придает почвам гумус. Чем больше его содержание, тем темнее окраска. Верхние горизонты черноземов с содержанием гумуса более 10% кажутся почти черными [8]. В соответствии с рис. 3 видно, что в исследуемых образцах почвы содержание гумуса составляет 90-100% от общей массы почвы.

Рис. 3. Цветовой треугольник Захарова

в)  Определение механического состава почвы.

         Важное значение для почвы имеет механический состав, т.е. соотношение в ней твёрдых минеральных частиц разного размера: песка, глины, камней.

Методика определения механического состава почв полевым методом («методом жгута»)

         К растертому образцу почвы  добавили такое количество воды, чтобы образовалась тестообразная пластичная масса. Из полученной массы скатывают шарик   диаметром 1 - 1,5 см, который раскатывают в тонкий шнур. Используя полевой метод (табл. №2), определяют механический состав взятых образцов почвы [6].

Таблица № 2

Приемы определения механического состава полевым методом

В сухом состоянии	Во влажном  состоянии	Механический состав
Легко рассыпается на отдельные частички	Шарик совсем не скатывается.	Песчаный
Непрочные комки, распадаются при легком прикосновении, преобладают песчаные частицы	С трудом образует шарик, в шнур не раскатывается.	Супесчаный
Комочек почвы легко распадается, но песок не ощущается или его очень мало	Раскатывается в шнур толщиной 2-3 мм, но при взятии его в руки распадается на мелкие части.	Легко-суглинистый
Комочек почвы раздавливается с трудом	Образует тонкий шнур, но при сгибе в кольцо диаметром 2-3 см ломается.	Средне-суглинистый
Комочек не раздавливается	Раскатывается в тонкий шнур толщиной 1,5-2 мм, легко сгибается в кольцо диаметром 2 см. На кольце образуются небольшие трещины.	Тяжело-суглинистый
Комочек не раздавливается, в ступке с трудом растирается	Легко раскатывается в тонкий шнур. На кольце трещины не образуются.	Глинистый

         При проведении исследования во всех взятых образцах почва во влажном состоянии скаталась в шарик, затем в жгутик, но при сгибе в кольцо жгутик ломается. Отсюда делаем вывод, что почва на всех изучаемых участках среднесуглинистая (рис. 4).

 Рис. 4. Определение механического состава почвы

г) Определение структуры почвы.

         Структура почвы — взаимное расположение структурных отдельностей (агрегатов) определенной формы и размеров (рис. 5). Типы структуры подразделяются на рода и виды [6].

Рис.5.  Структурные отдельности:

I – кубовидный тип (1-комковатая; 2-ореховатая; 3-зернистая; 4-пороховидная); II –призмовидный тип (5-столбчатая; 6- призматическая); III- плитовидный тип (7- пластинчатая; 8- листоватая).

Название вида структуры той или иной почвы определяют по преобладанию в ней агрегатов различной величины. Если в почве преобладают структурные отдельности размером более 5 см, то почва глыбистая, если же преобладают отдельности менее 0,25 мм - почва распыленная.

         Очень важно, чтобы почвенные частицы были склеены в устойчивые комочки и агрегаты разной величины и формы. Тогда говорят, что почва обладает структурой. Благодаря рыхлой структуре почва легко впитывает атмоферные осадки и обогащается кислородом. Наиболее благоприятна для развития сельскохозяйственных растений зернистая или комковатая структура [2].

      Структуру почвы определяли по характеру отдельных комочков, на которые она произвольно распадалась при легком разминании в руках или при подбрасывании несколько раз на картонном листе (рис. 6).

 Рис. 6 . Определение структуры почвы

В результате исследований было определено:

•         почвы пришкольного участка  имеют зернистую структуру;

•          почвы колхозного поля – комковатую структуру.

•         почвы участка с естественной растительностью - комковатую структуру.

2.2. Химические свойства

              Для определения химических свойств почвы изготовили почвенный раствор. Для этого  взяли взвешенный образец почвы, высыпали в дистиллированную воду, в соотношении 1:5 (на 5 г почвы –  25 г воды), дали отстояться 20 мин (рис. 7).

а) Кислотность почвы

         Кислотность почвы во всех образцах определяли следующим образом. В пробирке к 3-4 г почвы приливали 4-5 см3 хлористого калия, после чего взбалтывали смесь в течении 3-4 мин, затем отстаивали. После того как раствор посветлел, брали пипеткой 1 см3 этого раствора, помещали его в фарфоровое блюдце и приливали 1-2 капли индикатора – лакмуса. Пользуясь цветной шкалой окраски индикатора в среде, установили кислотность в выбранных образцах.

         Для растений оптимальное значение рН составляет от 5,5 до 6,5, т.е. почва должна быть слабокислой или почти нейтральной.

         По результатам исследования выяснили, что почва всех взятых образцов обладает реакцией среды близкой к нейтральной.

б) Засоленность почвы

         Избыток растворенных в почве солей (ее засоленность) снижает ее плодородие. Такими солями являются, например, хлориды натрия, магния, кальция, карбонат и сульфат натрия.

 Определение наличия карбонатов в почве

      Для этого на пробу (почвенный раствор) подействовали 10% раствором НСl. Если почва содержит карбонат-ион, то под действием кислоты начинается выделение СО₂  [3]. Уравнение реакции:

Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + CO₂ + H₂O

Результаты опыта:

 Карбонат-ионы  обнаружены в образце №1 (почва школьного участка, на которой произрастал картофель),  в образце № 4 (почва с  участка с естественной растительностью).

 Определение наличия хлоридов в почве

         К 5 мл почвенного раствора добавили несколько капель 10% раствора азотной кислоты и по каплям нитрата серебра. Если хлориды присутствуют, то образуется белый осадок хлорида серебра. Уравнение реакции:  NaCl + AgNO₃ = AgCl + NaNO₃

     Если  при анализе образца будет хорошо различимый белый творожистый осадок, то данный образец содержит десятые доли % хлорид-ионов, если раствор только мутнеет, т.е. теряет прозрачность, то в почве содержатся сотые и тысячные доли % хлорид-ионов.

Результаты опыта:

Хлорид-ионы  не обнаружены в образце № 3 (почва колхозного  поля).

Хлорид-ионы  обнаружены в образце №  1,2,4  в незначительном количестве, раствор слегка помутнел.

Обнаружение сульфат-ионов в почве

         К 5 мл почвенного раствора прилили несколько капель концентрированной НСl и 3 мл 20% хлорида бария.  Если  при анализе образца появится белый осадок в виде молока, то данный образец содержит сульфат–ионы. О концентрации сульфатов в почвенной вытяжке можно судить по степени прозрачности полученной смеси (см. выше). Уравнение реакции: Na₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄ + 2HCl

Результаты исследования:

Сульфат-ионы во всех образцах почв не обнаружены.

3.  Результаты исследования

 В  ходе исследования получили следующие результаты:

Таблица 3

Свойства	Пришкольный участок (картофель)	Пришкольный участок (соя)	Колхозное поле	Участок с естественной растительностью
Содержание гумуса	Высокое	Высокое	Высокое	Высокое
Мех. состав	Средне суглинистый	Средне суглинистый	Средне суглинистый	Средне суглинистый
Структура	Зернистая	Зернистая	Комковатая	Комковатая
Кислотность	Близкая к нейтральной	Близкая к нейтральной	Близкая к нейтральной	Близкая к нейтральной
Наличие карбонатов	Есть, незначительное	Отсутствуют	Отсутствуют	Есть, незначительное
Наличие  хлоридов	Есть, незначительное	Есть, незначительное	Отсутствуют	Есть, незначительное
Наличие сульфатов	Отсутствуют	Отсутствуют	Отсутствуют	Отсутствуют

Исследуемые образцы почвы, взятые на различных территориях (пришкольный участок, поле, необрабатываемый участок) обладают схожими физическими свойствами: зернистой или комковатой структурой, среднесуглинистые, с высоким содержанием гумуса; по химическим свойствам – все образцы обладают реакцией среды близкой к нейтральной, незначительно засолены карбонатами и хлоридами почвы пришкольного участка и необрабатываемого участка с естественной растительностью.

Такие физические и химические свойства почвы показывают, что изученная почва обладает плодородием, что способствуют получению хороших урожаев с обрабатываемых участков.

Заключение

         Проведённые исследования физических и химических свойств почвы на территории деревни Амосовка Медвенского района Курской области показали, что   почва по основным показателям является плодородной.  Это относится как к обрабатываемым территориям (пришкольный участок, поле), так и к необрабатываемым естественным участкам.

         Следовательно,  меры по дальнейшему использованию почвы для выращивания сельскохозяйственных культур должны заключаться в проведении мелиоративных мероприятий, направленных на сохранение  и повышение почвенного  плодородия. К ним относятся:  внесение на органических и минеральных удобрений, ведение правильного севооборота, борьба с водной и ветровой эрозией (правильная механическая обработка почвы при посадке, посадка защитных лесополос вдоль обрабатываемых участков).

         При условии применения  данных мелиоративных мероприятий на почвах, используемых в сельском хозяйстве, их плодородие будет сохраняться длительное время и этот «ценный» ресурс станет возобновимым.

Список используемой литературы

1.     Атлас Курской области. Главное управление геодезии и картографии. – М., 1968.

2.     Баринова И.И. География России. Природа. 8 кл: Учебник для общеобр. учеб. заведений.  - М.: Дрофа, 2002.

3.     Габриелян О.С. Химия 9 класс - М.: Дрофа, 2011.

4.     География Курской области: Учебное пособие для школ Курской области. Курск: Издательство КГПУ, г. Курск, 1997.

5.     География России. Природа и население. 8 кл.: учебник для общеобр. учреждений / под ред-й А.И. Алексеева. - М.: Дрофа, 2012.

6.     Практикум по географии почв с основами почвоведения / Составитель  канд. пед. наук, доцент Козлова Г.В. - Курск, КГУ, 2008 г.,37с.    

7.     Яськов М.И.  Полевая  практика  по  почвоведению:  учебно-методическое пособие. - Горно-Алтайск: РИО ГАГУ, 2009.

8.     http://www.studfiles.ru/preview/1699898/page:4/

9.     http://nsportal.ru/ap/library/nauchno-tekhnicheskoe-tvorchestvo/2012/01/13/issledovatelskaya-rabota-po-teme-analiz-fiziko

   Приложение 1

Взятие образцов почвы

           

   

Приложение 2

Почвенная карта Курской области