litceysel.ru
добавить свой файл
1
МУНИЦИПАЛЬНОЕ КАЗЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ


«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №7»


«Химический состав почвы на пришкольном участке

МКОУ СОШ № 7»

Автор работы: Холодько Владимир

10 класс
Место выполнения работы:

МКОУ СОШ №7 п. Владимировка,

Туркменского района,

Ставропольского края

Научный рук.: Важеева Наталья Николаевна

Учитель химии МКОУ СОШ №7


Содержание:


1. Введение 3 стр.

2. Химический анализ почвы 4 стр.

2.1) пробоотбор и подготовка образцов к химическому анализу. 4 стр.

2.2) приготовление водной вытяжки 4 стр.

2.3) определение кислотности почвы 4 стр.

2.4) качественное определение химических элементов в почве. 5-6 стр.

2.5) определение гранулометрического состава 6 стр.

2.5) определение влажности почвы 7 стр.

2.7) определение гумуса 7-8 стр.

3. Выводы. 8-9 стр.

4. Литература 10 стр.


2


Цель: ознакомление учащихся с наиболее часто употребляемыми методами изучения состава почв; некоторых компонентов вещественного состава, со способами определения ряда физико-химических свойств почв, применение результатов на практике, освоить технику отбора проб, подготовки образцов к анализу, проведения исследовании классическими химическими и инструментальными методами.


Задачи проекта:

1. Исследовать состав, структуру, тип почв.

2. Формировать навыки исследовательской деятельности.

3. Установить связь между химическим составом почвы и растениями, которые способны компенсировать проблемы пришкольного участка.

4. Развивать учебно - коммуникотивные умения.



Приборы и материалы


1. Весы

2. колбы конические термостойкие на 100 мл

3. воронка стеклянная термостойкая

4. бюретка на 25 мл

5. Пипетка медицинская

6. фильтровальная бумага

7. фарфоровые чашки

8. шпатели

9. стеклянная палочка

10. стаканы

11. пробирки

12. штатив для пробирок


3


Химический анализ почвы

2.1. Пробоотбор и подготовка образцов к химическому анализу.

Для проведения физико-химического анализа вначале проводят пробоотбор. используя метод конверта .Почва изымалась с глубины 10 см. по 800-900 мг каждого образца. Пробы взяты на трех участках .

Затем почва высушивается и измельчается, из нее удаляются посторонние примеси и частицы при помощи набора сит с отверстиями разного диаметра от 5 до I мм и сокращении массы до 500 г. Для сокращения пробы использовали метод квартования: измельченный материал тщательно перемешать и рассыпать ровным тонким слоем в виде квадрата, разделили его на четыре сектора. Содержимое двух противоположных секторов отбрасывали, а два оставшихся снова смешивали, после многократных повторении оставшуюся пробу высушили до воздушного состояния для получения водных вытяжек.

2.2. Приготовление водной вытяжки.

Для приготовления водной вытяжки достаточно 20 г воздушно — сухой просеянной почвы. Почву помешали в колбу на 100 мл. добавляли 50 мл дистиллированной воды и взбалтывали в течение 5-10 минут, а затем фильтровали.

2.3. Определение актуальной кислотности почвы.

Реакция почвы оказывает большое влияние на развитие растений и почвенных микроорганизмов, на скорость и направленность происходящих в ней химических и биохимических процессов.

Актуальную кислотность определили в водной почвенной вытяжке. Для этого поместили в колбу 2 г почвы, добавили 10 мл. дистиллированной воды; полученную суспензию 1: 5 хорошо встряхнули и дать отстоять осадку; в надосадочную жидкость внесли полоску индикаторной бумаги и, сравнили её цвет с цветной таблицей,


Полученные результаты

Район взятия пробы

рн

Кислотность

Уч. 1

5,5

слабокислая

Уч. 2

6

близкая к нейтральной

Уч.З

7

нейтральная

По величине кислотности почвы можно предсказать наличие тех или иных микроэлементов в почве, а также оценить их подвижность. Наиболее подвижные катионы аккумулируются в тканях растений.Подвижность микроэлементов в зависимости от кислотности почвы

Реакция почвы

РЬ

Сг

Ni

V

Аs

Со

Сu

Zn


Сd

Нg

S

Кислые почвы

СП

СП

СП

СП

СП

СП

П

П

П

П

П

Нейтральные почвы

ПН

СП

СП

П

П

СП

СП

П

СП

СП

П

Щелочные почвы

ПН

ПН

ПН

П

П

ПН

СП

СП


СП

ПН

П

ПН - практически неподвижные; СП - слабоподвижные; П - подвижные

4


2.4. Качественное определение химических элементов в почве.

Карбонат-ионы. Небольшое количество почвы помешают в фарфоровую чашку и приливают пипеткой несколько капель 1 % раствора соляной кислоты Образующийся при реакции оксид углерода (IV) С02 выделяется в виде пузырьков (почва «шипит»). По интенсивности их выделения судят о содержании карбонатов.

Полученные результаты

Район взятия пробы

Определяемый ион

СО3

Уч. 1

Незначительное содержание

Уч. 2

Значительное содержание

Уч.З

нет

Сульфат-ионы. К 5 мл фильтрата добавить несколько капель концентрированной соляной кислоты и 2-3 мл 20%-го раствора хлорида бария. Если образующийся сульфат бария выпадает в виде белого мелкокристаллического осадка это говорит о присутствии сульфатов в количестве нескольких десятых процента и более. Помутнение раствора также указывает на содержание сульфатов - сотые доли процента. Слабое помутнение, заметное лиши на черном фоне, бывает при незначительном содержании сульфатов - тысячные доли процента.

Полученные результаты


Район взятия пробы

Определяемый ион

SO4

Уч. 1

Незначительное содержание

Уч. 2

Незначительное содержание

Уч.З

Незначительное содержание

Железо (III). В две пробирки внести по З мл вытяжки. В пробирки прилили несколько капель раствора красной кровяной соли. Появившееся синее окрашивание в пробирке свидетельствует о наличии в почве соединений железа (III). По интенсивности окрашивания можно судить об их количестве.

Полученные результаты

Район взятия пробы

Определяемый ион

Fe

Уч. 1

Незначительное содержание

Уч. 2

Незначительное содержание

Уч.З

Незначительное содержание

Алюминий. К 5 мл почвенной вытяжки прибавляют по каплям 3% раствор

фторида натрия до появления осадка. Чем быстрее выпадает осадок, тем больше алюминия содержится в почве.


5

При проведении анализа выяснилось, что на участке № I можно предположить содержание ионов в малом количестве: свинца, хрома, никеля, ванадия, мышьяка, кобальта: в достаточном количестве: медь, кадмий, ртуть,сера. На участках №2 и №3 содержание ионов мышьяка, цинка серы, ванадия преобладает над содержанием хрома никеля, кобальта меди, кадмия и ртути. Все ионы в почве находятся в малом количестве.

Полученные результаты

Район взятия пробы

Определяемый ион

Al

Уч. 1

Незначительное содержание

Уч. 2

Незначительное содержание

Уч.З

Незначительное содержание

2.5. Определение гранулометрического состава.

В состав почвы входят следующие гранулы:

Камни – 10-3 мм. Гравий – 1-1 мм. Песок – 1-0.05 мм. Пыль – 0.05-0.001 мм.Ил – 0.001-0.0001 мм. Коллоиды – менее 0.0001 мм.

Камни, гравий песок относят к физическому песку; пыль, ил и коллоиды – к физической глине. Песчаные почвы более рыхлые, водопроницаемы, быстрее прогреваются. Глинистые почвы более влагоёмки, теплоёмки, в них большое содержание питательных элементов. Чтобы определить гранулометрический состав, мы:


  1. Взвесили 10 грамм почвы с каждого участка;

  2. Пересыпали в пробирку и добавили до ¾ части воды
  3. Взболтали и дали отстоять 3-4 минуты;


  4. Повторили операцию 3-4 раза

  5. Переместили песок в фарфоровые чашки и поставили сушиться в сушильный шкаф на 30-40 мин

  6. Взвесили песок и вычислили процентное содержание.


Масса взятия образца


Масса, гр.

Глина %



Песок %



Разновидность почвы



Навески



Фарфоровые чашки


Чашки с песком после высушивания


Песка в проб

Глина в пробе


Уч.1

10

20.2

24.2

4

2.7

27

40

Суглинок лёгкий

Уч.2

10

20.3

24.8

4.5

2.8

28

45

Суглинок лёгкий

Уч.3

10

20.4

27.1

6.7


3.3

33

67

Суглинок средний



6

2.6. Определение влажности почвы.

Форма воды в почве:

  1. Гравитационная – такая вода в почве в верхних горизонтальных бывает только после сильных продолжительных дождей и не долго, через 2-3 дня, она стекает до грунтовых вод;

  2. Гигроскопическая – вода , молекулы притянуты к структурам …

Вода не доступна для растений.

  1. Пленочная – это вода труднодоступная для растений.

  2. Парообразная – испаряется при конденсации.

  3. Капилярная.
    Работу проводим следующим образом:
    1) Взвешиваем 10-15 грамм почвы;

2) Помещаем в сушильный шкаф;

3) Ставим стаканчик в эксикатор для охлаждения;

4) Взвесить и вычислить процентное содержание.

ПВ=в-с/(c-a)*100% ПВ – искомая величина
а – масса пустого стаканчика, в г.
в – масса стакана с почвой до сушки, в г.
с – масса стакана с почвой после высушивания в гр.

Место и глубина взятия образца


№ стакана


Масса в граммах

Влажность в %



Стакана


Стакана с почвой до сушки

Стакан с почвой после сушки

Испарившаяся вода


Сухая почва

Уч.1


1

21.5

32.3

28.7

3.6

7.2

50

Уч.2

2

20.5

31

27.8

3.2

7.3

44

Уч.3

3

21

30.5

29

1.5

8

19

2.7. Определение содержания гумуса в почве

Категории почвы по окраске, содержанию гумуса и плодородию

Окраска почв

Содержание гумуса, %

Категории

Очень чёрная

10-15

Высокогумусная, очень плодородная (m=0,05 г)

Чёрная

7-10

Гумусная, плодороная (m=0,1 г)

Тёмно-серая

4-7

Среднегумусная, среднеплодороная (m=0,2 г)

Серая

2-4

Малогумусная, среднеплодородная (m=0,3 г)


Светло-серая

1-2

Малогумусная, малоплодородная (m=0,4 г)












Вывод: На участке №1 – почва малогумусная, среднеплодородная; на участке №2 – почва среднегумусная, среднеплодородная; на участке №3 – почва среднегумусная, среднеплодородная.

Рекомендуется почву во всех участках удобрить.

3. Вывод

Почвы, взятые для анализа на пришкольном участке нуждаются в улучшении. В результате проведения анализа почв с различных участков пришкольного двора выяснили, что на участке №1 слабокислая среда, незначительное содержание карбонат, сульфат ионов, иона железа (III), алюминия, влажность почвы составляет 50%, содержание гумуса мало, почва зернистая, суглинистая лёгкая. Эта почва требует минерализации.

На участке №2 близкая к нейтральному, содержит незначительное количество карбонат, сульфат ионов, иона железа (III), алюминия, влажность почвы составляет 44%, содержание гумуса среднее, почва суглинистая лёгкая. Суглинистые почвы – «средняя» почва. Она достаточно зерниста и имеет определённый запас питательных веществ, который, однако, нужно постоянно восполнять.

На участке №3 нейтральная почва, содержит только ионы алюминия, сульфат ионы, влажность составляет 19%, содержание гумуса среднее, почва, суглинистая средняя. Требует минерализации, внесения песка.

Основное известковое удобрение – молотый известняк CaCO3. Нерастворимый в воде карбонат кальция под действием углекислого газа (продукта жизнедеятельности микроорганизмов) и воды превращается в растворимый гидрокарбонат кальция:

CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2

HCO -3+H2O=H2CO3+OH-

Образующийся гидроксид – анион OH- и нейтрализует избыток катионов водорода H+ в кислых почвах.


Кроме известняков применяют, в качестве известковых удобрений применяют другие карбонатный минералы: известковый туф, мергель, доломит, мел.

Нужно вносить в них также минеральные удобрения: соединения калия, фосфора и особенно азота. Очень важно удобрять их навозом, что создаёт условия для энергичной деятельности микроорганизмов. Мало в почве азота – поселяют в них азотобактерии, мало фосфора – фосфоробактерии. Без них и навоз, и другие удобрения могут пролежать в почве без пользы для растений. Огромную роль в снабжении растений азотом играют различные бактерии, которые превращают аммиак в азотную кислоту. Она образует в почве различные соли, при усвоении которых растения получают азот.

NH3+3O2=2HNO2+2H2O+663.6 Kдж

2НNО2+О2=2HNO3+176,4 Дж


8

Хотя отдельные виды растений приспособились к существованию в кислой или наоборот в щёлочной среде, однако большинство растений хорошо развиваются при нейтральной или слабокислой реакции почвы (диапазон рН 6.0-7.0). Это такие растения как бархатцы, гайлария, агератум, акроклинум, анютины глазки, бегония, василёк, гвоздика, гипсофилла, клеома.

Следует учитывать, что многие из овощей – салат, капуста кочанная и цветная, свекла, огурцы, лук, спаржа, а также клевер и люцерна – при рН 6.0 и ниже развиваются хуже, чем при реакции близкой к нейтральной. Такую же кислотность предпочитает большинство цветов: эшольция, годеция, цинерария, целозия, портулак, петуния (не слишком питательная).

Известковая: астра однолетняя, гипсофилла, левкой, шалфей серебристый (сальвия).

В результате проведённой исследовательской работы, мы рекомендуем для посадки следующих однолетников: годеция, гайлардия, гипсофилла, бессмертник, кларкия, лён, настурция, нигелла, портулак, бархацы, петуния, флоксы, рудбекия, целозия, цинерария, эшольция.


9

Литература

1.Зайделман Ф.Р.. Никифорова А.С. Генезис и диагностическое значение новообразований почв лесной и лесостепной зон. М.: МГУ. 2001. 216 с.


2.Карпачевский Л.О. Зеркало ландшафта. М.: Мысль. 1983. 156 с.

3 .Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос. 1977. 223 с.

4.Классификация почв России. Москва. Почвенный институт им. В.В.Докучаева. 1997.236 с.

5.Муравьев А.Г.. Каррыев Б.Б.. Ляндзберг А.Р. Оценка экологического состояния почвы (Практическое руководство). С-Пб: Крисмас+. Серия: Экологический мониторинг в образовательных учреждениях. 1999. Выпуск 5. 152 с.

6.ПОЧВЫ России. М: АВР. 365 с.

7.Лочвы СССР. М.: Мысль. 1979. 380 с.

8.Практнкум по агрохимии. М.: МГУ. 1989. 304 с.

9 Прокашев А.М. Руководство по полевой диагностике и экологической оценке почв Кировской области. Киров. 2000. 68 с.

10.Ивлёв А. М. Эволюция почв. Владивосток. 2005.

11. ГОСТ 27593-88(2005). ПОЧВЫ. Термины и определения. УДК 001.4:502.3:631.6.02:004.354

12.Почвы СССР. Под ред. Г. В. Добровольского. М.: Мысль. 1979. с.129

13.Б. Г. Розанову. Морфология поте. — М.: изд. МГУ. 1983

14.Орлов Д. С. Гумусовые кислоты почв. М.: Изд-во МГУ. 1974.

15.Кононова М. М. Органическое вещество почвы. — М.: 1963.

16.Александрова Л. Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. — Л: 1980.

17.Трофимов С. С. Таранов С. А. Особенности почвообразования в техногенных экосистемах // Почвоведение. 1987. № 11. С. 95-99.

18 .Вески Р. Э. О некоторых путях дальнейшего развития учения о почвах // Почвоведение. 1985. № 3. С. 75-86.

19.Б. Н. Польский Рассказы о почве.-М.. Просвещение. 1995г.

20.А.Н. Орлова. Ш.И. Литвак От азота до урожая.

21. О.С. Габриелян. Г.Г. Лысова Химия-11 класс.

Ссылки:

ГОСТ 27593-88(2005). ПОЧВЫ. Термины и определения. УДК

001.4:502.3:631.6.02:004.354


Приложение №1

Пробоотбор и подготовка почвы к химическому анализу.






Приготовление водной вытяжки






Определение кислотности почв.




Образец участка №1 Образец участка № 2 Образец участка №3

рН = 5,5 рН=6 рН=7


Качественное определение химических элементов в почве.






Образец с участка №1 Образец с участка №2



Образец с участка №3


Определение сульфат – ионов





Определение катионов алюминия