программа благоустройства пришкольного участка

Министерство образования и науки Республики Тыва

Исследовательская краеведческая  работа

на тему «Анализ и сравнение почвы пришкольного участка»

Выполнила: Аялга

Республика Тыва, г. Ак-Довурак, МБОУ СОШ №2, 11 класс

Научный руководитель: Куулар Азиана Орлановна., учитель химии и биологии, МБОУ СОШ №2

г. Ак-Довурак 2014 г

Содержание

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

Глава 1. Обзор теоретический литературы………………................................5

1. Почва – величайшее богатство человечества……………………………5
2. Факторы окружающей среды, влияющие на состоянии почвенного

покрова ………………………………………………………...........................5

3. Физические свойства почвы……………………………………………….6
4. Гумус почвы………………………………………………………………...7
5. Кислотность почвы………………………………………….......................7
6. Засоленность почвы………………………………………….…………......8
7.   Экологические проблемы…………………………………………….......9

       Глава 2. Исследовательская   часть:………………………………….……..9

2.1. Методики определения параметров почв……………......................……..9

I. Определение физических свойств почвы………...........................................9

II. Определение органического веществ почвы……….……………...………..9

III. Оценка экологического состояния почвы по кислотности водной

 вытяжки………………………………………………………………...……........9

IV. Оценка экологического состояния почвы по солевому составу водной

 вытяжк………………………………………..…………………………………...9

V. Определение антропогенных нарушений почвы ………………….……...10                                    

 2.2. Обработка результатов………………………………………..………..…11

Выводы …………………………………………………………………….…....12

Рекомендации …………………………………………………….……………..12

Список литературы………………….…………………………….………….....13

Приложение ……………………………………………….…………………….13

Почва – кожа Земли. Эрозия ее разрушает,

Химия травит, свалки душат.

Без почвы нет и не будет процветания.

Н.Ф. Реймерс

Введение

          Земля – одно из самых главных богатств природы, основа развития хозяйства и средство производства. Земля относится к таким ресурсам, которые со временем истощаются и требуют самого бережного отношения к себе. Также земля считается одним из главных богатств государства, так как многие страны мира испытывают дефицит земельных ресурсов. Почвенные ресурсы страны представляют собой огромное народное богатство. Правильное их использование немыслимо без строго научного количественного и качественного учета почв. Этой задаче служит составление и ведение земельного кадастра. ^[1]

Почва—это природное образование, обладающее рядом специфических свойств. В.В Докучаев отмечал, что почва есть продукт совокупной деятельности грунта, климата, растительности и животных организмов в рельефе местности. При этом следует подчеркнуть, процесс этот  достаточно долговременный. Например, природе необходимо 200 лет для создания слоя почвы толщиной в 1 см. Рождаются и умирают миллиарды живых существ. Оставаясь в почве, они в результанте разложения за тысячи лет образуют почвенный слой в 20—30 лет.^[2]

В нашей школе имеется пришкольный участок, где каждый год учащеися высаживаются растения (бахчовые - кабачки, бобовые - горох, ). Совместно с сотрудниками занятости населения в рамках программы трудоустройство несовершеннолетних от 14 до 18 лет, учащиеся работают в данном участке. Но с каждым годом урожайность падает. Поэтому мы решили выяснить причину плохого урожая пришкольного участка. Зная причину, можно исправить ситуацию к  лучшему

        Цель данной работы определения плодородия и оценка экологического состояния почвы.

       Объект исследование и сравнение почв пришкольного участка и за чертой города

       Задачи работы:

1. Определить общие физические свойства почв
2. Определить механический состав почвы
3. Определить химический состав почвы
4. определить органические вещества в почвах
5. оценить экологическое состояние почвы по кислотности водной вытяжки
6. оценить экологического состояния почвы  по солевому составу водной вытяжки
7. определить антропогенных нарушений почвы

 Методы исследования работы: количественный и  качественный методы анализа, визуальный метод, метод взвешивания и фильтрования, метод сравнения.

Практическая значимость. Только хорошо изучив почвы, можно найти пути для повышения их плодородия, предохранения от разрушения, научиться правильно использовать почвы в сельском и лесном хозяйстве.

Глава 1. Общий теоретический обзор

1. Почва- величайшее богатство человечества

      Рыхлым, тонким слоем почвы покрывают почти всю сушу. Они обладают особым свойством- плодородием и этим отличаются от бесплодных горных пород. Жизнь человечества неразрывно связано с почвами. Ведь только на почве могут развиваться растения, которые дают людям продукты питания, корма для животных и сырье для промышленности.

      Веками, тысячелетиями создавалось это величайшее природное богатство, и пользоваться им нужно разумно.

      История знает немало примеров, когда люди, сами того не зная, разрушали этот плодородный слой, что приводило к упадку целые страны и народы. Это было в прошлом, но и сейчас неумелое использование почв грозит бедствием.

      Многие свойства почвы издавна были известны земледельцам- практикам, но впервые законы образования и распределения почв по зонам были установлены выдающимся русским ученым В. В. Докучаевым. Он создал науку о почве- почвоведение.

   Только хорошо изучив почвы, можно найти пути для повышения их плодородия, предохранения от разрушения, научиться правильно использовать почвы в сельском и лесном хозяйстве.

2. Факторы окружающей среды, влияющие на состоянии почвенного покрова

     Различные факторы окружающей среды оказывают то или иное  воздействие на состояние почвенного покрова и, соответственно, развитие растительности.

     Световая энергия—основное условие фотосинтеза. Рост, развитие и урожайность сельскохозяйственных растений находятся в тесной зависимости от фотосинтетической  активной радиации (ФАР).

    Вода составляет в среднем до 80% массы живого растения. Влагообеспеченность сельскохозяйственных растений во многом контролируется количеством и интенсивностью атмосферных осадков.

      Питательные вещества. Установлено, что для нормального роста и развития растений необходимы углерод, кислород, азот, водород, калий, кальций, магний, железо, фосфор, марганец и др. Каждый элемент выполняет определенные функции в жизни растений.

    Теплое состояние среды – необходимы и незаменимый фактор жизни растений. Часть световой радиации нагревает среду. Эта энергия не потребляется растениями, но их рост и развитие протекают лишь в температурном интервале. Для большинства культурных растений он находится в пределах 1-450 С.

     Реакция среды (реакция почвенного покрова), кислотность или щелочность почвенного раствора (рН) определяется концентрацией ионов Н+ и  ОН- . В почвенных условиях рН колеблется  в пределах  3-8, реже достигается 9 и очень редко 10. Обычно оптимальное развитие сельскохозяйственных растений  отмечается при определенной реакции водной среды (например, для пшеницы яровой рН 6.0 – 7.3; Овса- 5.0-7.7; кукурузы- 6.0-7.54 картофеля-4.5-6.3). В настоящее время в России считается, что диапазон рН  5.5 -6.5 наиболее близок к обеспечению благоприятных условий для произрастания   сельскохозяйственных культур.  Почвенная кислотность является одной  из причин угнетения растений. В кислых почвах в растворе появляются алюминий и марганец, а иногда и железо, повышенная концентрация которых губительно влияет на сельскохозяйственные культуры.

       Токсические загрязнители. В первую очередь, это различные химические соединения (сернистый газ и др.), органические соединения, фенолы, тяжелые металлы (свинец, кадмий, ртуть и др.), хлор, фтористые соединения и др. Эти вещества нарушают физиологические реакции в растениях.

     Случайные факторы. Возникают в агросистемах периодически и носят временный характер. Эти факторы оказывают как положительное (например, благоприятный для культурных растений ход выпадения атмосферных осадков в период вегетации), так и отрицательные влияния на растения (например, град, ураган, болезни и др.)

    Почва является национальным богатством страны. К важнейшим антропогенным факторам, вызывающим разрушения почв, относятся следующие:

   1.добыча полезных ископаемых (особенно открытым способом, выводящим большие количества в/в на поверхность Земли);

    2. эксплуатация  нефтепромыслов, сопровождающаяся загрязнением почвы нефтью;

    3. промышленные выбросы в атмосферу химических соединений, оседающих на поверхность Земли;

    4. неправильное (избыточное) применение  удобрений и ядохимикатов,;

    5. загрязнение поверхностного стока,  интенсивно  взаимодействующего с отходами животноводство и кормопроизводства;    

    6. попадание в почву больших количеств неочищенных или недостаточно очищенных жидких и твердых отходов;

   7. коренное изменение почвы под искусственно создаваемыми объектами в процессе  развития инфраструктуры урбанизированных зон.

3. Физические свойства почвы

     Каковы же основные показатели почвы, которые могут охаректеризовать ее экологическое состояние и качества? Это, структура и влажность почвы.

    Механический состав почвы огбусловлен наличием в ней глины, песчаника, мелких камней, биогенных иантропогенных включений.

    Стуктура почвы (зернистая, комковатая и др. ) определяет ее уплотненость и наличие вохуха, неоходимого для жизненых процессов (дыхания).

    Влажность почвы обуловливает возможность минерального питания растений и является  необходимым фактором окружающей среды для всех почвенных организмов. Но в то же время влага в почве является антагонистом воздуха.ю поэтому избыточная влажность так же вредна, как и дефицит влаги.

   Среди физических свойств почвы большое значение для роста и развития сельскохозяйственных растений имеют его структура и плотность сложения.  

Под структурой понимают форму и размер структурных компонентов – агрегатов, на которые  она естественно  распадается. Под плотностью или объемным  весом почвы понимается вес ее1 см3 ,  взято без нарушения естественного сложения.

  От структуры почвы зависят водный, воздушный и тепловой режимы; весь комплекс  физико – химических и биологических процессов, определяющих ее плодородие.  Структурная почва устойчив к эрозии, легко  впитывает осадки. Ослабляет испарение и может иметь одновременно большие запасы воды и пора, занятые воздухом – порозность, обеспечивающую снабжение кислородом корней растений  и микроорганизмов наряду с удалением избытка углекислоты в приземные слои воздуха.

4. Гумус почвы

   Почва или верхний поверхностный слой земной коры, формируется под воздействием различных факторов: почвообразующей почвы, жизнедеятельности  растительных и животных организмов, антропогенных процессов и др. Характерным отличительным свойством  почвы является  плодородие. Плодородны почвы богатые гумусом, который образуется в результате биохимического  процесса разложения органических остатков.

5.Кислотность почвы

          Кислотность почвы- важный экологический фактор, определяющий условия жизнедеятельности почвенных организмов и высших растений, а также подвижность загрязнителей в почве (в первую очередь металлов). При высокой  кислотности угнетается рост и развитие многих сельскохозяйственных культур, подавляется жизнедеятельность микроорганизмов. При высокой кислотности почвы необходимо проводить известкование.  Кислотность почвы определяют, измеряя величину рН солевой вытяжки. В зависимости от величины рН почва может быть кислой, нейтральной или щелочной: при рН=4 и менее –сильнокислая; рН= 5 – кислая; рН=6-слабокислая, рН=7 нейтральная; рН=8 и более щелочная.  

6. Засоленность почвы

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

     Сильнозасоленные почвы обычно непригодны, для выращивания  сельскохозяйственных культур.  У растений, произрастающих на засоленных почвах, задерживаются набухание семян, цветение, рост, снижение урожайности.  При больших концентрациях солей наступает гибель растений. Наиболее вредное влияние  оказывают карбонаты, хлориды и сульфиты натрия.

   Концентрации легкорастворимых солей (карбонатов, хлоридов,  сульфатов) определяют в водной вытяжке, проводя ее химический анализ. При выявлении  сильного засоления  почв сельскохозяйственных угодий необходимо проводить специальные гидромелиоративные мероприятия (орошение, дренаж, промывка).  

7. Экологические проблемы

Сведения об экологических проблемах земледелия  можно найти  уже в трудах ученных (Теофраст, Катон, Варрон, Колумела, и др.), феодализма (Б. Палиссы, Ван Гельмонт и др.). ХIХ в.  большое внимание  рациональному использованию пашни уделено в работах немецких ученных  Ю.Либиха и А. Эера, французского агрохимика Ж.Б. Буссеного.  

   В России основателем научного земледелия  считается М.В. Ломоносов.В ХIХ в.  было сформированно В.В Докучаевым учение о почве  как особом  естественно-историческом теле. Основные положения учения В.В Докучаева  изложены  в его работах «Русский чернозем», «Наши степени прежде и теперь» и др.

     В настоящее время  агроэкология – это раздел экологии, изучающий  влияние  факторов среды на продуктивность культурных  растений, а также структуры  и динамику  сообщества организмов,  обитающих  сельскохозяйственных полях,  влиянию  агробиоценоза на жизнедеятельность культивируемых растений.

   Объектом исследования агроэкологии является агроэкосистема. ^[3]

Глава 2. Исследовательская часть

2.1. Методики определения параметров почв

1. Определение физических свойств почвы

1. Взятие почвенных образцов

1. Лопаткой отобрать пробу по 50-100 г в точках участка.
2. Поместить пробы в пакеты. Каждый пакет герметично завязать. Записать на этикетке номер пробы образца и точку (место) его отбора. Поместите пробы на поддон ровным слоем. Перемешайте пробу лопаткой. Отберите инородные включения в почве (камни, корни, древесину, остатки организмов, корни, древесину, мусор и др.), верхней (с поверхности земли), средней (берут пробу с глубины 15-25 см.) и нижней (с глубины 30-45 см.).

2. Определение состава и структуры почвы

1. Описать по внешнему виду состав и структуру почвы

3. Сушка образца и  определение влажности

     Поместить образец почвы на чашку  весов и отвесили 100 г почвы. Сушили при комнатной температуре в течение недели Образцы почвы после высушивания взвесили на весах

II. Определение органических веществ в почве

    В сосуд (банку) примерно на 1/3 поместите образец почвы.  Заполнить сосуд водой до 1 л. Перемешать содержимое сосуда. Дождаться расслоения взвеси. После чего  измерить  линейкой высоту слоев отстоявшейся  и всплывшей почвы. Воспроизвести подобный опыт  с каждым подготовленным  почвенным образцом.

III. Оценка экологического состояния почвы по кислотности водной вытяжки

1. В стакан поместить 20-50 г почвы

2. Добавить к почве добавили воды в количестве 5 мл раствора на 2 г почвы

3. Помешивать содержимое стакана в течение 3-5 минут с помощью лопатки

4. Отфильтровать содержимое стакана через бумажный складчатый фильтр, собирая готовую вытяжку в нижнем стакане. Обратить внимание на ее внешний вид (цвет, мутность). Вытяжка должна быть однородной и не содержать частиц почвы.

5. Определите рН водной вытяжки.

IV Оценка экологического состояния почвы по солевому составу водной вытяжки

4.1.  Обнаружение хлорид-ионов

К 10 мл водной вытяжки почвы прибавляют 3-4 капли азотной кислоты и приливают 0,5 мл раствора нитрат серебра

СI- + АgNO3 = АgCI + NO3-

1. 4.2.Обнаружение сульфат-ионов

К 10 мл пробы воды прибавляют 2-3 капли соляной кислоты и приливают 0.5 мл раствора хлорида бария

SO42- + Ba CI2 =  BaSO4 + 2CI-

4.3. Обнаружение карбонат-ионов

К 10 мл водной вытяжки почвы приливают 0,5 мл раствора  соляной кислоты.

Высокое шипение, то концентрация карбонат-ионов высокое

CO32-   +  HCI = CO2 + H2O

V. Определение антропогенных нарушений почвы

указать группы антропогенных нарушений почвы, описать по возможности подробнее, нарушение почвы^[4]

2.2. Обработка результатов

1. По общим физическим свойствам почва за чертой города верхнего слоя механический состав почвы  обусловлен наличием в ней мелких камней, песчаника,  комки большого размера, крошатся с трудом, примерно 2-3см, водоустойчивый, цвет светло – коричневый; средний слой -  механический состав глинистая, комки маленького размера, цвет темно-коричневый;  нижний слой - механический состав почвы каменистая, комочки маленького размера, цвет почвы светло-коричневый, самый светлый по сравнению с другими образцами.

     Почва пришкольного участка верхнего слоя    механический состав почвы каменистая, глинистая, плотная,  комки большого размера, крошится  с трудом, содержит мусор, цвет почвы коричневый; средний слой - механический состав глинистая, каменистая, плотная,  цвет светло-коричневый (приложение 1).                        

2. Структура смешанная проба почвы за чертой города является комковатая, а почва пришкольного участка – глинистая, комковатая, каменистая (приложение 2)

3.  Верхний слой почвы за чертой города содержит влаги больше, чем средний. Средний и нижний слой почвы пришкольного участка  содержит воды больше, по сравнении с верхним (приложение 3).

4.  Органическое вещество почвы пришкольного участка меньше, почвы за чертой города (приложение 4).    

5.  По кислотности среда водного раствора обоих почв  кислая (приложение 5)

6. Содержание карбонат-ионов в почвах пришкольного участка и за чертой города содержание высокое (приложение 6).

7. В почвах пришкольного участка и за чертой города содержание сульфат-ионов 1мг/л, только в почве пришкольного участка нижнем слое не содержится ионов, т.к. окрашиваний  в ходе реакции не наблюдалось (приложение 7).

8. Содержание хлорид-ионов в почве пришкольного участка больше, чем в почве за чертой города (приложение 8).

9. Химический состав почв содержат хлорид-ионы, сульфат- ионы, карбонат-ионы, концентрация которых не превышает ПДК. Почва за чертой города по составу карбонатная, а почва пришкольной территории хлоридная (приложение 9).

10. Антропогенные нарушения почвы пришкольного участка: иссушение, уплотнение, ветряная и водная эрозия, замусоривание, перекрытие почвенного слоя, промышленные выбросы. Антропогенные нарушения почвы за чертой города: иссушение, уплотнение, ветряная эрозия (приложение 10).

Выводы

1) Почва на за чертой города комковатая

Почва пришкольного участка комковатая, плотная, каменистая

2) Содержание влаги в почве пришкольного участка малочисленное, только на среднем  и нижнем слое имеется незначительное количество влаги, по сравнению с влажностью почвы за чертой города.

3) Почва за чертой города более плодородная чем, почва пришкольной территории.

4) Почвы обоих образцов кислые, что ближе к оптимальной ( рН 5,5 – 6,5)

5) Химический состав почв содержат хлорид-ионы, сульфат- ионы, карбонат-ионы, концентрация которых не превышает ПДК. Почва за чертой города по составу карбонатная, а почва пришкольной территории хлоридная.

6) антропогенные нарушения почвы пришкольного участка: иссушение, уплотнение, ветряная и водная эрозия, замусоривание, перекрытие почвенного слоя, промышленные выбросы.

антропогенные нарушения почвы за чертой города: иссушение, уплотнение, ветряная эрозия.

Мои рекомендации   

  Конечно, каждому человеку хотелось бы, чтобы вся его земля процветала и приносила плоды.  Во благо своей школы предлагаю реализовать следующие предложения:

Создать социальный проект по благоустройству пришкольного участка:

- Улучшить водоснабжение нашего пришкольного участка

- Обеспечить минеральным питанием растений.

- Также я бы хотела усовершенствовать или модернизировать пришкольный участок (построить различные фонтаны, выделить место для отдыха в саду и т.д.).

- Более тщательно провести работы по программе с дальнейшим контролем по уходу за растениями, где каждый ученик должен был бы посадить и вырастить хоть одно растение

- Привлечь летние лагеря по уходу за огородом и за это выдавать рейтинги.

Поэтому, соревнуясь между собой, они будут сажать много растений.

Пусть каждый класс, несмотря на нехватку времени, уделит свое «драгоценное» время на посадку около 5 саженцев. Пусть это будет началом, а продолжать это дело будут младшие классы, которые, будучи маленькими, смогут хоть чем-то помочь нашей школе, нашему пришкольному участку.

Список литературы

1. Алексеев С.В., Груздев Н.В., Гущина Э.В. Экологический практикум школьника. – Самара: «Учебная литература», 2005. – 304 с.
2. Валова В.Д. Экология. – М.: «Дашков и К», 2007. – 352 с.
3. В.Г. Денисова «Сборник элективных курсов», – М.: Просвещение , 2004. – 230 с.
4. О.Е. Аверчинкова «Биология», М.: Дрофа. – 304 с.

   Приложение1

Общие физические свойства почв

Приложение 2

Результат определения структуры почвы

 Приложение 3

Результат определения влажности почвы

Приложение  4

Результат определения органического вещества почвы

Приложение  5

Результат определения экологического состояния  почвы по кислотности водной вытяжке

Приложение 6

               1. Качественное определение содержания карбонат –ионов

Приложение 7

                   2)Качественное определение сульфат – ионов

Приложение 8

Качественное определение хлорид - иона

Приложение 9

Экологическое состояние почвы по солевой состав  водной вытяжки

Приложение 10.

Антропогенные нарушения почвы

Приложение11

Рис. 1 взятие пробы

Приложение 12

Приложение 13