Исследовательская работа "Определение плодородия почвы учебно-опытного участка"

«Определение плодородия почвы учебно-опытного участка МОУ СШ №1 им. П.И. Николаенко» (9-11 класс. УМК любой)

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя школа №1

имени Героя Советского Союза П.И. Николаенко

с. Степное Степновского района Ставропольского края»

Выполнила ученица 9Б класса Дубяга Валерия.

Руководитель работы:

учитель химии и биологии первой квалификационной категории

Матюшина Оксана Михайловна

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА НА ТЕМУ: Постановка проблемы На территории нашей школы имеется достаточно большой пришкольный участок, на котором мы выращиваем широкий ассортимент овощных, а также цветочных культур. Но урожайность, к сожалению, с каждым годом уменьшается и влечет за собой уменьшение объема и видового состава выращиваемых культур. Мы решили провести физико-химическое исследование состава почвы и выяснить причины снижения урожайности. Цель – исследование физико-химических свойств почвы и определение причин понижения урожайности на учебно-опытном участке. Задачи исследования: 1.Изучить литературу, материалы в сети Интернет, получить информацию из книг о почве 2. Изучить различные методики исследования почв. Выбрать те из них, которые возможно реализовать в условиях школьной лаборатории. 3.Провести исследования физических свойств и химического состава почвы пришкольного участка. 4.На основе полученных фактов дать общую характеристику состоянию почвы на пришкольном участке 5. Предложить способы повышения плодородия почвы на пришкольном участке, не требующие особых материальных затрат и физических усилий.

Объект исследования: почва учебно-опытного участка.

Предмет исследования: физико-химические свойства почвы.

Методы исследования:

1.Теоретический

Изучение литературы.

Изучение материалов Интернет-

сайтов.

2. Экспериментальный.

Отбор пробы почвы

Подготовка почвы к анализу.

Проведение анализов.

3. Эмпирический

Наблюдения

Описание

Объяснение результатов исследования.

Гипотеза: Земли пришкольного участка никогда не исследовались. Предполагаем, что изучение почвы даст  возможность выяснить их особенности и разработать правильные рекомендации по улучшению плодородия почв, что значительно повысит урожайность овощных культур, а также разнообразит количество видов цветов, деревьев. Практическая значимость исследования: Мы надеемся, что наша исследова- тельская работа принесет большую пользу школе, и не только ей, в борьбе за сохранение и повыше ние урожайности культур с пришколь ного участка. Схема пришкольного учебно-опытного участка Дата создания- сентябрь 1994год Общая характеристика исследуемого объекта.

Озеленяемая территория занимает площадь 1,04 га. Пришкольный участок находящиеся в зоне рискованного земледелия Ставропольского края засушливой зоны умеренно-континентального климата, где средняя температура июля +24 градуса по С, января – 5 градусов. Среднегодовое количество осадков 350 мм . Преобладают восточные и северо-западные направления ветров. Почвы – темно-каштановые. Семена для посева овощных и цветочных культур частично заготавливаем самостоятельно, частично закупаем.

Имеется подсобное помещение, инвентарь - лопаты, грабли, вилы, тяпки, ведра, шланги поливочные, метла.

Дендрарий

Общая площадь-0,21га

Представлен различными видами деревьев и кустарников: ель обыкновенная, можжевельник казачий, туя пирамидальная, клён остролистый, боярышник, чубушник, берёза.

Цветочно-декоративный отдел

Общая площадь-0,23га

Весна

Луковичные: тюльпаны, нарциссы, гиацинты; пионы, ирисы, примула, крокусы

Лето

Многолетники: нивяник; однолетники : астровые, календула, мальва, бархатцы, космея, цинии

Осень

Розы, хризантемы, астра многолетняя, бархатцы

Отдел начальных классов

Общая площадь - 0,04 га

С учётом возрастных особенностей и программы для начальной школы используются следующие культуры: бобовые, корнеплоды, пряные культуры.

Отдел начального звена

Отдел овощных культур

Общая площадь – 0,06 га

Выращиваются важнейшие в нашем районе овощные культуры: томаты, кабачки, лук, баклажаны, перец.

Отдел полевых культур

Общая площадь – 0,04 га

Работали в двух направлениях:

1-отбор семян растений,

2-постановка опыта.

Выращивали: кукурузу, подсолнечник

Лекарственный отдел

Произрастает более 10 видов лекарственных растений: календула, топинамбур, мята перечная, мелисса, подорожник и другие.

Учащиеся делают лекарственные заготовки.

Общая площадь – 0,04 га

Плодово – ягодный сад

Общая площадь – 0,2 га

Знакомство с размножением плодово-ягодных культур: яблоня, вишня, слива, абрикос, смородина, малина.

Коллекционный отдел

Общая площадь – 0,06 га

Представлен растениями, относящимися к различным семействам: паслёновые, лилейные, зонтичные, крестоцветные, бобовые.

Практическая часть. 1. Физический анализ исследуемой почвы.

Работа №1. Состав почвы. Цель эксперимента: Изучить состав почвы. Наблюдение:

При нагревание почвы, мы наблюдали выделение дыма и характерного запаха. Это сгорает перегной. При опускании комочка в воду выделяются пузырьки воздуха. Почву хорошо размешали в воде и дали отстояться, стали заметны два слоя: песок и глина. Вывод: почва состоит из песка, глины и перегноя, в ней есть воздух.

Работа №2. Структура почвы. Цель эксперимента: определение структуры почвы нашего участка. Наблюдение: Почва состоит из склеенных механических элементов. Диаметр комочков от 0.25 до 10 мм. Вывод: наша почва относится к структурной. Структурные почвы содержат больше воздуха и хорошо его удерживают. Работа №3.Определение механического состава почвы. Цель эксперимента: определить тип почвы нашего участка. Наблюдение: Скатывается в шарик который при надавливании растрескивается. При скатывании образуется тонкий шнур, который сгибается в сплошное кольцо с трещинами. Вывод: Тип почвы – темно-каштановые. По механическому составу наша почва относится к среднему суглинку. Суглинистые почвы содержат до 60% глины и до 40% песка. Они быстро прогреваются, но более рыхлые и легче поддаются обработке, чем глинистые. Работа №4. Определение степени утоптанности почвы. Цель эксперимента: определить утоптанность почвы на пришкольно-опытном участке. Наблюдение: 1.Лопата или нож входит в почву на глубину 5-6 см. 2.Почва легко разламывается руками. Вывод: почва на пришкольно-опытном участке – слабоутоптонная. Работа №5. Определение влажности почвы. Цель эксперимента: Определить влажность почвы на нашем участке. Наблюдение: 1.Почва слегка увлажнённая. 2.Холодит руку, не похожа на пыль. 3.При подсыхании немного светлеет. Вывод: Почва слегка увлажненная Работа №6. Влагоемкость почвы. Цель эксперимента: Определение влагоемкости почвы Ход работы: Взвесили 100г 300мг почвы. Поместили на сутки в духовку при температуре около 100 градусов по Цельсию. Взвесили высушенную почву. Масса почвы стала 83г 100мг. Рассчитали процентное содержание воды по формуле: {(m1-m2)*100%}:m1=100300-83100*100%:100300=17,1% Вывод: Сделали вывод, что из-за жаркого, сухого лета и осени без дождей в исследуемой почве содержится мало влаги.   Работа №7. Водопроницаемость почвы Цель эксперимента: Определение водопроницаемости почвы Ход работы: Отобрали цилиндрический образец почвы. Налили примерно 100 мл воды в широкий сосуд и поместили в него отобранный образец. Отметили время, за которое вода полностью впиталась в почву - 16 мин 11с. Так как исследуемая почва сухая, структурная, то вода достаточно быстро впиталась в неё. Вывод: почва имеет высокую водопроницаемость. Работа №8. Определение кислотности почвы. Цель эксперимента: Определить кислотность почвы. Ход работы: Отвесили на весах 5г почвы, добавили 10 мл. раствора хлорида калия, перемешали, дали взвеси отстоятся и опустили индикаторную бумажку. Индикаторная бумага показала на 6. Вывод: почва на нашем участке слабокислая и требует известкования. На таких почвах плохо растёт: капуста, свёкла, пшеница, картофель. Хорошо на таких почвах развивается: овёс, рожь, ячмень, гречиха, тимофеевка. Из проведенных опытов сделали вывод об незначительной засоленности почвы ионами хлора. 2. Химический анализ почвы. Работа №9 Изучение засоленности почвы. Цель: определить содержание солей в почве. А) Обнаружение сульфат-ионов: в пробирку с почвенным раствором добавили по каплям раствор соли бария Ввод: Видимых изменений не обнаружили. Б) Обнаружение сульфит-ионов: в пробирку с почвенным раствором добавили по каплям спиртовой раствор йода. Вывод: Видимых изменений не обнаружили. В). Обнаружение хлорид-иона: в пробирку с почвенным раствором добавили по каплям раствор нитрата серебра Вывод: Наблюдали помутнение раствора. Исходя из проделанных опытов, убедились, что исследуемый образец почвы незначительно загрязнен ионами свинца.   Работа № 10 Обнаружение тяжелых металлов в почве. Цель: определить содержание тяжелых металлов в почве. А) Обнаружение ионов свинца: в пробирку с почвенным раствором добавили 1 мл раствора сульфида натрия. Вывод: Обнаружили помутнение раствора. Б) Обнаружение ионов меди: в пробирку налили на 1/4 ее высоты раствор почвы, прилили в нее 2-3 мл (избы­ток) раствора аммиака, перемешали содер­жимое пробирки Вывод: Видимых изменений не обнаружили. В) Обнаружение ионов железа: в пробирку с почвенным раствором пипеткой налили 3-4 мл роданида калия. Вывод: Видимых изменений не обнару- жили. Работа №11. Определение содержания гумуса в почве. Цель: количественное определение гумуса (перегноя) в почвенных образцах. Ход работы: Образец почвы взвесили на весах. Масса (m1) почвы 5,500г. Поместили образец в тигель с крышкой и прокалили его на огне в течении часа для полного сгорания всех органических веществ. Остудили тигель, взвесили почвенный образец после прокаливания (m2). Получили 3,600 г. Рассчитали процентное содержание органических веществ по формуле: {(m1-m2)*100%}:m1=5500-3600*100:5500=34,5% Вывод: почва содержит небольшое количество органических веществ, процент гумуса в нашей почве 34,5%. Результаты исследования. Выводы. Таким образом, изучив состав почвы нашего участка , мы пришли к выводу, что в ней низкое содержание гумуса. Гипотеза: наша гипотеза подтвердилась, снижение урожайности на учебно-опытном участке связано с низким плодородием почвы. Мы доказали это своим исследованием. Цель и задачи, которые были поставлены выполнены. Мы узнали много интересного и полезного. Эти знания нам пригодятся в дальнейшей жизни.   Продукт нашего проекта: буклет с рекомендациями повышения плодородия без материальных затрат. Результаты данной работы мы будем использовать для проведения бесед о состоянии почвы на классных часах и внеклассных мероприятиях, а также в качестве дополнительных материалов на уроках химии и биологии. Рекомендации

Во-первых, почву необходимо мульчировать остатками отмерших растений и опавшей листвой.

Во-вторых, мы рекомендуем производить посев сидеральных растений.

В-третьих, желательно компостировать органические отходы.

В–четвертых, мы рекомендуем осуществлять севооборот - ежегодное чередование культур, выращиваемых на одной грядке.

В-пятых, возможно организовать ферментацию пищевых отходов в домашних условиях.

И, наконец, для нейтрализации кислотности почвы рекомендуется вносить в почву древесную золу.

Заключение

Различные методики исследования почв позволили нам провести комплексный анализ физических свойств и химического состава почвы на школьном учебно- опытном участке. В результате мы не только дали общую характеристику состоянию почвы, но и предложили способы повышения ее плодородия, не требующие особых материальных затрат и физических усилий.

Конечно, мы понимаем, что наша работа в условиях средней общеобразовательной школы не может носить глубокого фундаментального характера. Но, тем не менее, исследовательская работа, проведенная нами, позволяет надеяться, что ее результаты будут учтены и применены на практике.

Ссылки и источники информации 1. А. Г. Муравьев, Н.А. Пугал, В.Н. Лаврова Экологический практикум: Учебное пособие с комплектом карт-инструкций / Под ред. к. х. н. А.Г.Муравьева. – СПб.: Крисмас+, 2003 2. Методы контроля качества почвы: Учебно-методическое пособие для ВУЗов. – Воронеж, 2007 3. http://www.ucheba.ru/referats/21390.html 4. http://prirodazelitel.ru/category/zemlya 5. Вишнякова В.Ф и др. Экология Ставропольского края. - Ставрополь. 2000 6. Кузнецов, В.Н. Экология - М., Вентана-Граф, 2004. 7. Годзевич Б.Л. Физическая география Ставропольского края.- Ставрополь. «Сервисшкола». 2009.