Исследование химических характеристик готовых почвенных смесей

Проект для одарённых детей «Алые паруса»

Исследование химических характеристик готовых почвенных смесей

Сургутский район

2012 год

Исследование химических характеристик готовых почвенных смесей

Аннотация

 В настоящее время цветочные магазины и садовые центры предлагают большое разнообразие готовых субстратов: универсальные (для большинства комнатных растений), специальные (для определенных видов растений), для посадки семян и выращивания рассады. Качество почвы имеет решающее значение для здоровья и роста растений. Но, к сожалению, качество смесей некоторых производителей вызывает нарекания, да и состав одной и той же смеси может варьироваться от партии к партии.

Кроме того, не все грунты, продаваемые в магазинах, можно использовать в чистом виде. Одни готовые грунты из магазина можно использовать для посева сразу без всяких добавок, другие – сначала желательно обогатить концентрированными биоудобрениями, поскольку питательных веществ в них маловато, или добавить разрыхляющие материалы, а третьи, наоборот, – следует использовать только как концентрированную добавку питательных веществ к другим более бедным почвенным смесям.

Цель нашей работы – исследование химических характеристик готовых почвенных смесей, часто используемых цветоводами в качестве субстрата для комнатных растений и дачниками для выращивания рассады.

Задачи:

1. Определение кислотности образцов почвенных смесей;
2. Определение содержания в почвенных смесях карбонат-ионов и хлорид-ионов.

При исследовании экологического состояния почвы использована методика, предложенная А.С. Боголюбовым в методическом пособии по полевой экологии и методика, описанная в учебно-методическом пособии «Школьный экологический мониторинг» Ашихминой Т.Я.    

В качестве объектов исследования нами были выбраны семь видов почвенных смесей, наиболее популярных у цветоводов и дачников.

Исследование химических характеристик готовых почвенных смесей

Субстрат (от латинского substratum – основа, питательная среда) – смесь естественных и синтетических компонентов, взятых в определенной пропорции, пригодная для роста и развития растения.

 Чаще всего в качестве субстрата используют почвенную смесь.

Для этих целей она должна обладать определенными свойствами: быть хорошо аэрируемой, удерживать влагу, содержать питательные вещества и проводить тепло.

Поэтому при приготовлении почвенной смеси ее составные части подбираются так, чтобы она в конечном итоге обладала перечисленными свойствами и чтобы ее качества не изменялись на протяжении всего периода использования.

Не стоит использовать в качестве субстрата или его компонентов:

1. Садовую землю, так как довольно часто она заражена вредителями и возбудителями болезней, содержит повышенную концентрацию удобрений и ядохимикатов.
2. Землю, собранную в черте города и в промышленных зонах, в связи с повышенным содержанием в ней токсичных веществ.
3. Старую землю, уже использованную для выращивания комнатных растений. Она истощена, потеряла структуру, может содержать вредные вещества (выделения растений), вредителей и возбудителей болезней.
4. Землю из местных теплиц и оранжерей. Есть риск занесения с ней вредителей и возбудителей болезней.

 В настоящее время цветочные магазины и садовые центры предлагают большое разнообразие готовых субстратов: универсальные (для большинства комнатных растений), специальные (для определенных видов растений), для посадки семян и выращивания рассады. К сожалению, качество смесей некоторых производителей вызывает нарекания, да и состав одной и той же смеси может варьироваться от партии к партии.

Продаваемые в магазинах грунты делятся на почвогрунты со сложным составом и торфогрунты.

Почвогрунты предназначены в основном для выращивания рассады овощных культур, поскольку содержат очень большой запас питательных веществ, необходимых для прорастания семян, роста и развития молодых проростков. Их также рекомендуется использовать при пересадке растений на постоянное место. При этом их подсыпают в небольшом количестве (около 1 стакана) в посадочную лунку.

Более бедные по составу торфогрунты предназначены для формирования гряд, для заполнения посадочных емкостей, т.е. для создания оптимальной среды для роста и развития уже подросших растений.

Одни готовые грунты из магазина можно использовать для посева сразу без всяких добавок, другие – сначала желательно обогатить концентрированными биоудобрениями, поскольку питательных веществ в них мало, или добавить разрыхляющие материалы, а третьи, наоборот, – следует использовать только как концентрированную добавку питательных веществ к другим более бедным почвенным смесям. [1]

Основные компоненты, используемые для приготовления почвенных смесей, следующие:

1. дерновая земля,
2. перегнойная земля,
3. листовая земля,
4. торфяная земля,
5. песок и инертные материалы.

Рассмотрим их положительные и отрицательные характеристики.

Для оценки качества почвы большое значение имеет знание ее уровня кислотности, который соответствует степени концентрации водородных ионов в почвенном растворе, в общепринятой практике обозначается латинскими буквами рН и называется показателем кислотности.

По химическому составу почвы подразделяются на кислые, щелочные и нейтральные. Кислые и щелочные почвы имеют пограничные градации. Так, кислые почвы в зависимости от степени закисленности могут быть сильно-, средне- и слабокислыми, а щелочные, соответственно, слабо-, средне- и сильнощелочными. Показатель рН увеличивается от кислотного к щелочному состоянию почвы. Нейтральным считается показатель рН, равный 7, при более низком значении почва является кислой, при более высоко – щелочной.

Уровень кислотности почвы имеет большое влияние на ряд ее показателей, а также на рост и развитие растений. Только в нейтральной среде растения способны полностью усваивать необходимые для их жизни питательные вещества. При показателе рН выше или ниже нейтрального питательные вещества становятся недоступными для растений, даже если почва хорошо удобрена.

Показатели кислотности для различных видов почв

Кислые почвы:

сильнокислые рН 4 и менее, 

среднекислые рН 4—5, 

слабокислые рН 5—6.

Нейтральные почвы: рН 6,5—7.

Щелочные почвы:

слабощелочные рН 7—8, 

среднещелочные рН 8—8,5, 

сильнощелочные рН 8,5 и более

От уровня кислотности также зависит степень проникновения имеющихся в почве тяжелых металлов в ткани растений. Если показатель рН находится в пределах нейтральной области, тяжелые металлы остаются связанными в почве и лишь незначительная их часть попадает и накапливается в растениях. Напротив, кислые почвы с низким показателем рН содержат большое количество алюминия, железа и марганца в форме ядовитых для растений соединений. В кислой почве значительно возрастает риск накопления тяжелых металлов в тканях растений.

Также обстоит дело и с радионуклидами: именно от показателя рН зависит, в какой степени они впитаются растениями. Таким образом, можно определенно сказать, что в нейтральной почве питательные вещества усваиваются растениями в оптимальной степени, а вредные вещества поглощаются незначительно. Нормальное усвоение растениями питательных веществ в нейтральной почвенной среде обусловлено кроме всего наличием развитой биологической жизни, в то время как в кислых почвах деятельность микроорганизмов подавлена. Но показатель кислотности почвы не является неизменной величиной. Уровень кислотности можно контролировать, регулировать и приводить в состояние, близкое к оптимальному. Щелочную почву с повышенным показателем рН можно приблизить к нейтральной области кислотности регулярным внесением торфа, навоза или компоста, а также кислых удобрений, таких, как суперфосфат, различные сульфаты и другие. Существуют также некоторые химические препараты, закисляющие почву, но их эффективность невелика. При повышенной кислотности почвы, что соответствует низкому показателю рН, сложнее достичь кислотного баланса. Для этого потребуется регулярное внесение извести.

Засоление почв  – это накопление водорастворимых солей в почвенном растворе. Такими солями являются, например, хлориды натрия, магния, кальция, карбонат и сульфат натрия. Засолённость отрицательно сказывается на жизнедеятельности растений, снижает плодородие почвы. [2]

Методика исследования

При исследовании экологического состояния почвы использовали методику, предложенную А.С. Боголюбовым в методическом пособии по полевой экологии, а также методику, описанную в учебно-методическом пособии «Школьный экологический мониторинг» Т.Я. Ашихминой.

В качестве объектов исследования нами были выбраны 7 марок почвенных смесей, наиболее популярных у цветоводов и дачников. Их состояние мы оценивали по следующим параметрам:

1. кислотность почвы – важнейший экологический фактор, определяющий условия жизнедеятельности почвенных организмов и высших растений, а также подвижность загрязнителей в почве;
2. 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. [2]

Оборудование и реактивы:

1. Семь образцов почвенных смесей;
2.  Дистиллированная вода;
3. Индикаторная бумага (универсальная)
4. Штатив с пробирками
5. Реактивы: AgNO3, 10% раствор НСl, 10% раствор НNO3;
6. Стеклянные стаканы
7. Воронка , фильтр

Кислотность почвенных смесей определяли с использованием универсальной индикаторной бумаги. Для этого к образцу почвенного субстрата приливали дистиллированную воду, в соотношении 1:5, отстаивали в течение 20 минут и вводили полоску индикаторной бумаги. По изменению цвета индикаторной бумаги определили  значение рН почвенной смеси. [3]

Результаты анализа внесены в таблицу (приложение 1).

С целью исследования засолённости образцов готовых почвенных субстратов мы проводили качественные реакции, позволяющие обнаружить присутствие карбонат-ионов и хлорид-ионов.

1. Определение присутствия карбонат-ионов в образцах почвенных смесей.

На приготовленные образцы почвенных растворов мы действовали 10% раствором соляной кислоты.

О наличии в образце карбонат-ионов свидетельствует выделение углекислого газа. [4]

Уравнение реакции:

Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O

Результаты анализа внесены в таблицу (приложение 2).

2. Определение присутствия хлорид-ионов в образцах почвенных смесей.

 К 5 мл почвенной вытяжки добавили несколько капель 10% раствора азотной кислоты и по каплям нитрата серебра. О присутствии хлоридов свидетельствует  образование  белого осадка хлорида серебра.

Уравнение реакции:

NaCl + AgNO3 = AgCl + NaNO3

 Если  при анализе образца обнаруживается 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. [4]

Результаты анализа внесены в таблицу (приложение 3).

Выводы:

1. Почвенные смеси «Живая Земля», «Микропарник», «Наша флора»  полностью готовы к использованию. Определённая нами кислотность данных образцов соответствует заявленной, карбонат-ионы и хлорид-ионы не обнаружены.
2. Выше заявленной является кислотность почвенных смесей «Скорая помощь для сенполий», «Скорая помощь для азалий», «Цветочный». Для понижения кислотности к этим смесям можно добавить известь, мел или золу.
3. Кислотность почвенной смеси «Скорая помощь для бегонии» соответствует заявленной, в ней обнаружены карбонат-ионы и хлорид-ионы в небольшом количестве. Присутствие карбонат-ионов обнаружено также в смесях: «Скорая помощь для сенполий», «Скорая помощь для азалий», «Цветочный». Хлорид-ионы в небольшом количестве имеются в смесях: : «Скорая помощь для сенполий», «Скорая помощь для азалий». Частично корректировать излишнюю засолённость этих образцов можно с помощью частого рыхления почвы, полива отфильтрованной или кипячёной водой.

При покупке готовых земляных смесей необходимо обратить внимание на следующие элементы упаковки: 

1. Название смеси
2. Для каких растений предназначена
3. Содержание питательных веществ и рН среды
4. Состав смеси в %
5. Срок хранения и дата изготовления
6. Соответствие субстрата ТУ и № гос. регистрации
7. Координаты фирмы-изготовителя и № партии
8. Рекомендации по использованию
9. Меры безопасности при работе с субстратом, технология хранения и утилизации

В дальнейшем мы планируем продолжить исследование и расширить его как за счёт расширения ассортимента готовых почвенных смесей, так и за счёт определения их дополнительных характеристик (определение присутствия ионов железа, ионов натрия, сульфат-ионов и др.)

Список литературы

1. Интернет-сайт http://bezlji.com

1. Методика описания почв (сост. Боголюбов А.С., Кравченко М.В.). М.: Экосистема, 1998.
2. Боголюбов А.С.Методическое пособие по полевой практике, Московский полевой учебный Центр «Экосистема» 2001.
3. Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг. Учебно-методическое пособие. – М.: АГАР, 2000.

Приложение 1

Результаты определения кислотности образцов почвенных смесей

Приложение 2

Результаты присутствия карбонат-ионов в образцах почвенных смесей.

Приложение 3

Результаты присутствия хлорид-ионов в образцах почвенных смесей.