Исследовательская работа "Влияние почвы на рост и развитие растений"

муниципальное бюджетное  общеобразовательное учреждение

Малокаменская основная общеобразовательная школа

Каменского района Ростовской области

Исследовательская работа

Влияние почвы на рост и развитие растений

                                                Автор: Румянцева Татьяна 7 класс

                            Научный руководитель: Кузнецова Лариса Анатольевна                                                                            Учитель биологии и химии

хутор Малая Каменка Каменский район Ростовской области

2016 год

Содержание.

Введение…………………………………………………………………………3-4

1.Литературный обзор………………………………….. ……………………4-5

2. Исследовательская жизнь………………...…………………………………5-9

2.1. Определение механического состава почвы…………………………….5-6

2.2. Определение структуры почвы…………………………………………….7

2.3.  Определение кислотности почвы………………………………………...7-8

2.4. Определение гумуса в трёх видах почв……………………………….9-10

3. Выводы и рекомендации…………………………………………………10-11

4. Информационные источники……………………………………………..11

6. приложения………………………………………………………………12-15

Каждый год наша семья занимается выращиванием экологически чистого урожая овощей и фруктов на нашем приусадебном участке.  Урожай бывает разным, в зависимости от погодных условий. Но в этом году мы решили освоить заброшенный участок, который не обрабатывался много лет, посадить там бахчевые растения.  Урожай удался. Тыквы выросли огромными.  Таких мы не выращивали у себя в огороде никогда. В чём секрет обильного урожая? Семена тыквы мы собирали с растений прошлогоднего урожая. Климатические условия и уход были одинаковые и в огороде и на заброшенном участке. Значит, небывалый урожай заслуга разных видов почв.  Чем отличаются почвы? Какими они бывают? В школе об этом говорят очень мало. Я поставила перед собой цель: выяснить, как влияет почва на рост и развитие растений.

Задачи:

1.     Выяснить, что такое почва и виды почв. Почвоведение.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      

2.     Выяснить, почему на целинном участке урожай выше, чем на огороде, который возделывается многие десятилетия.

3.      Провести эксперимент и наблюдения за ростом растений в почвах, которые есть на территории нашего хутора;

4.     Провести анализ полученных результатов и сделать выводы, как влияет состав почвы на рост растений.

5.     Дать рекомендации по повышению качества почвы на приусадебных участках.

Гипотеза: зависимость урожая огородных растений от почвы очень велика.

Предмет исследования: почва.

Объект исследования: почва с целинного участка, почва с огорода, почва, взятая с заброшенного скотного двора (эту почву мы используем для выращивания рассады).

Методы исследования: изучение информационных источников; систематизация; эксперимент; наблюдение; обобщение; поиск; описание; сопоставление; анализ; осмысление.

Исследование проводилось летом 2016 года.

Актуальность исследования: при помощи нашей работы мы можем улучшить состояние почвы и получать стабильно высокие урожаи не только на целинной земли. С результатами своего исследования я ознакомлю одноклассников и земляков.  Данное исследование напомнит всем, кто его услышит о необходимости бережного отношения к почве родного края.

1.     Литературный обзор.

1.1 Почва и виды почв.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      

Почва – это верхний плодородный слой земли. Почва — это основа сельскохозяйственного производства, обеспечивающего человека продуктами питания как растительного, так и животного происхождения. Количество и качество этих продуктов зависят от качества земли. Над её созданием беспрерывно трудятся солнце и ветер, бактерии и лишайники превращают горные породы в песок и глину. Отмершие остатки растений и животных образуют перегной – самый плодородный слой почвы. Проходит 300 лет, пока появится 1 см такого слоя. Как долго, тщательно трудится природа над созданием почвы! Теперь всё серьёзнее задумываемся мы, что важно беречь почву! Для создания почвенного слоя толщиной 18 см природа затрачивает в среднем от 1400 до 7000 лет, разрушение же такого слоя вследствие эрозии может произойти за 20-30 лет, а иногда за один ливень или пыльную бурю. Эта информация требует очень бережного отношения к почве. Толщина слоя почвы бывает разной. В степях он около метра, на каменистых склонах гор – всего несколько сантиметров. В жарких пустынях и в холодных ледяных просторах Арктики почвенного слоя может вообще не быть.

 По механическому составу почву делят на песчаную почву, супесчаную почву, лёгкую суглинистую почву, суглинистую почву, тяжёлую суглинистую почву, глинистую почву.

Из учебника В.М. Пакулова и Н.В. Иванова «Природоведение» я узнала, что по составу почвы различают: подзолистые, черноземы, торфяные, солончаковые и др. Изучает почву наука- почвоведение которую создал русский учёный Василий Васильевич Докучаев. Он называл почву кормилицей человека и считал, что она для нас дороже нефти, угля, золота.

Одно из самых важных свойств почвы- плодородие. Это способность почвы удовлетворять потребности растений в необходимых веществах, воде, воздухе. Плодородие почвы напрямую зависит от количества в ней перегноя: чем его больше, тем почва более плодородна.

В своей работе я исследую доступными мне средствами трёх видов почв на: механический и минеральный состав, количество перегноя, а также плодородие.

2.      Исследовательская часть.

Исследование механического и минерального состава почвы. Исследование почвы с целинного участка, почвы с огорода и почвы, взятая с заброшенного скотного двора.

2.1 Определение механического состава почвы

Механический состав почвы, т. е. содержание в ней частиц различной величины – важнейшее физическое свойство почвы. По механическому составу почвы делят на песчаные, супесчаные, суглинистые, глинистые. От механического состава зависит плотность, водопроницаемость почвы, влагоёмкость, аэрация, теплоёмкость, теплопроводность. Наиболее плодородными являются суглинки и супесчаники.. Песчаные почвы сложены из крупных частиц, они сухие, т. к. плохо задерживают влагу.

Кристаллы глины по объёму очень малы, а площадь их поверхности, граничащая с пустотами между ними, велика. К поверхности кристаллов прикрепляются молекулы воды и элементов питания. Вот почему глинистые плохо пропускают воду, затрудняют её доступ к растениям

Ход работы.

1.     Взяли немного почвы, увлажнили её и скатали в ладонях.

2.     По тому признаку, как почва скатывается, определили её механический состав, пользуясь таблицей:

Тип почвы по механическому составу	Особенности скатывания почвы
1. Песчаная почва	Почва не скатывается в шарик
2. Супесчаная почва	Почва скатывается в шарик
3. Лёгкая суглинистая почва	Почва скатывается в толстую колбаску, которая ломается при изгибании
4. Суглинистая почва	Почва скатывается в колбаску с тонким кончиком, ломается при изгибании
5. Тяжёлая суглинистая почва	Почва скатывается в колбаску с тонким кончиком, при изгибе не ломается
6. Глинистая почва	Почва скатывается в колбаску, легко сгибается, не ломаясь, в кольцо

Результаты исследования занесли в таблицу. (Приложение 1)

Промежуточный вывод: по механическому составу пробы почв с огорода и с целинного участка не различаются, хотя когда мы брали пробу почва с целины была рассыпчатая, а с огорода- комком. Анализ показал, что эти почвы- суглинистые, хотя частицы почвы с огорода обладают меньшими размерами и поэтому быстрее слипаются.. Более рассыпчатая- почва с заброшенного скотного двора, где мы берём землю для рассады- она лёгкая суглинистая.

2.2 Определение структуры почвы

Механический состав почв во многом определяет её структуру. Структурная почва комковатая или зернистая, состоящая из комочков до 10 мм в диаметре. Эти комочки включают минеральные частицы, склеенные гумусом. В таких почвах много воды и воздуха, которые вместе с органической составляющей обуславливают плодородие.
Бесструктурные почвы состоят из очень мелких частиц – до 0, 001 мм в диаметре. Поглощая воду, такие почвы образуют сплошную липкую массу.

Результаты исследования занесены в таблицу. (Приложение 2)

Ход работы.

1.     Взяли немного почвы, разложили её тонким слоем на блюдце и рассмотрели. Отметили наличие структуры.

2.     Добавили немного воды. Сплошная масса при этом не образовалась.

Промежуточный вывод: исследуемая почва всех проб- структурированная, для неё характерна прекрасная аэрация и инфильтрация.

2.3 Определение кислотности почвы

Химические свойства почвы зависят от содержания в ней минеральных веществ.

Одной из важных характеристик химического состава почв является реакция её среды, т. е. кислотность почвы. В среднем рН почв близко к нейтральному значению. Такие почвы наиболее богаты обитателями. Соответственно, основные и кислые почвы имеют специфический, приспособленный к тем или другим состав почвенных организмов.

При значении рН меньше 3 (сильно кислые почвы) и больше 9 (сильно щелочные почвы) повреждаются клетки живых организмов. Кроме этого, рН почвы сказывается и на степени доступности биогенных элементов. Мы можем предположить, что рН среды наших проб будет нейтральная, так как на ней пышно растут самосевом распространяющиеся клевер, вьюнок полевой, пырей ползучий, пастушья сумка, лебеда, мокрец.

Ход работы

1.     Поместили в колбу 10 г почвы.

2.     Добавили в колбу 25 мл дистиллированной воды.

3.     Закрыли колбу пробкой, энергично встряхнули и дали отстояться содержимому в течение нескольких часов.

4.     Отфильтровали содержимое колбы и определили рН почвенной вытяжки с помощью универсальной индикаторной бумаги.

5.     Определили, к какому типу кислотности относится данный почвенный образец, сравнив с данными таблицы:

рН	Степень кислотности
Меньше 4,4	Сильнокислые
4,5 – 5,0	Среднекислые
5,1 -5,5	Слабокислые
5,6 – 6,0	Ближе к нейтральным
6.1 – 7,0	Нейтральные
Больше 7,1	щелочные

 Результаты занесли в таблицу. (Приложение 3).

Вывод: Все пробы почв в среднем имеют кислотность близкую к нейтральному значению. Такие почвы наиболее богаты обитателями.

2.4 . Определение содержания гумуса в трех видах почв.

Гумус- органическое вещество, в котором содержатся компоненты, необходимые для питания растений. Образуется гумус как результат жизнедеятельности организмов, существующих в земле. Первенство среди этих организмов отдают дождевому червю. Трудно оценить справедливость такого высказывания, тем более, если оно принадлежит самому Чарльзу Дарвину. Именно он указал на их роль в 1881 году, а Томас Дж. Баррет в 1947 году предложил одомашнивать дождевого червя в своей книге. Но дождевой червь лишь звено в сложной цепи, итогом которой является появление гумуса. Да и он сам не является продуктом прямого потребления растений. Он еще должен быть подготовлен или разложен микроорганизмами, симбиотическими.

Чтобы определить количество содержания гумуса в почве, нужно сравнить цвет массы в двух состояниях: сухом и влажном. Если почвы малогумусные, то есть содержание гумуса в них не более 1,5%, то они обладают белесо-серым, либо светло-серым цветом. Если такие почвы смочить, то цвет изменится на серый или коричневый. 
        В том случае если содержание гумуса составляет примерно 2-3% , то почва имеет серый, либо коричневато-серый цвет. Когда она становится влажной, то цвет становится темно-серым, либо темно-коричнево-серым. Если в почве более 4% гумуса, то она обычно коричнево-темно-серого цвета или темно-серого цвета. После того как происходит смачивание почвы, цвет меняется практически на черный. Если почва имеет черный, либо буро-черный цвет, то это значит, что гумуса в не более чем 6%. Такое содержание гумуса обычно бывает в черноземах. 

Определяем количество гумуса в трёх пробах почв: почва с целинного участка, почва с огорода, почва, взятая с заброшенного скотного двора. Результаты заносим в таблицу.

Промежуточные выводы: Наиболее богата гумусом проба почвы, взятая на заброшенном скотном дворе. Поэтому население нашего хутора там берёт почву в теплицы для выращивания рассады. На втором месте по содержанию гумуса почва с целины (примерно 4%) и на последнем месте почва с огорода (примерно 2-3%). Из данных исследований можно сделать вывод, что растения лучше растут на почвах, богатых гумусом.

Общие выводы:

При анализе трёх видов почв: мы выяснили, что

1.      не различаются по механическому составу пробы почв с огорода и с целинного участка не различаются, хотя когда мы брали пробу почва с целины была рассыпчатая, а с огорода- комком. Анализ показал, что эти почвы- суглинистые, хотя частицы почвы с огорода обладают меньшими размерами и поэтому быстрее слипаются. Более рассыпчатая- почва с заброшенного скотного двора, где мы берём землю для рассады- она лёгкая суглинистая;

2.      почвы всех проб- структурированные, для них характерна прекрасная аэрация и инфильтрация;

3.      все пробы почв в среднем имеют кислотность близкую к нейтральному значению. Такие почвы наиболее богаты обитателями;

4.      наиболее богата гумусом проба почвы, взятая на заброшенном скотном дворе. Поэтому население нашего хутора там берёт почву в теплицы для выращивания рассады. На втором месте по содержанию гумуса почва с целины (примерно 4%) и на последнем месте почва с огорода (примерно 2-3%). Из данных исследований можно сделать вывод, что растения лучше растут на почвах, богатых гумусом.

Моя гипотеза подтвердилась: свойства почвы, а именно содержание гумуса и механический состав, сильно влияют на урожай, рост и развитие растений.

Со своими результатами я ознакомлю своих родителей и родственников.  На будущий год мы будем высаживать растения с учётом полученных мною результатов. Также необходимо продолжить исследования на других видах почв- берега реки, степь, пришкольный участок. Я поставила перед собой цель в следующем году исследовать почвы на химический состав.

Рекомендации:

1.     Вводить  гумус  в почвы истощённые многолетним использованием.

2.     Если есть возможность дать почве отдохнуть- не сажать культурных растений, а запустить истощённые участки.

3.     Если есть возможность, ввезти в огород почву, богатую гумусом: с заброшенного скотного двора, из леса.

Информационные источники.

В.М. Пакулова, Н.В. Иванова «Природоведение» Дрофа 2011 год

Большая книга экспериментов для школьников», под ред, А.Мейяни, Москва 2009г.

http://www.openclass.ru/lessons/141288

http://greenplaneta.3dn.ru/index/chuvashskie_pogovorki_i_poslovicy_o_zemle/0-8

http://www.playroom.ru/content/view/1596/18/

http://ecology-of.ru/pochva/sostav-i-svojstva-gumusa-ego-znachenie-dlya-pochvy

Приложение 1.

Определение механического состава почвы

№	Название пробы	Особенности скатывания почвы	Механический состав
	Почва с заброшенного скотного двора	Почва скатывается в толстую колбаску, которая ломается при изгибании	Лёгкая суглинистая почва
	Почва с целины	Почва скатывается в колбаску с тонким кончиком, ломается при изгибании	Суглинистая почва
	Почва с огорода	Почва скатывается в колбаску с тонким кончиком, ломается при изгибании	Суглинистая почва

Приложение 2.

   

Определение структуры почвы.

№	Название пробы	Проба при добавлении воды	Структура
1	Почва с заброшенного скотного двора	Сплошная масса не образовалась.	исследуемая почва структурированная, для неё характерна аэрация и инфильтрация.
2	Почва с целины	Сплошная масса не образовалась.	исследуемая почва структурированная,  для неё характерна аэрация и инфильтрация.
3	Почва с огорода	Сплошная масса не образовалась.	исследуемая почва структурированная, для неё характерна аэрация и инфильтрация.

Приложение 3.

	Название пробы	кислотность
	Почва с заброшенного скотного двора	5,6 – 6,0     Ближе к нейтральным
	Почва с целины	5,6 – 6,0     Ближе к нейтральным
	Почва с огорода	5,6 – 6,0     Ближе к нейтральным

Приложение 3.

Определение содержания гумуса в трёх видах почв.

	Название пробы	Цвет пробы без воды	Цвет пробы с водой	Содержание гумуса
1	Почва с заброшенного скотного двора	буро-черный цвет	чёрный	Примерно 6%
2	Почва с целины	коричнево-темно-серого цвета	Практически чёрный	Примерно 4%
3	Почва с огорода	коричневато-серый цвет	темно-коричнево-серым	Примерно 2-3%