Учебный центр «Крисмас+»

ИЗУЧЕНИЕ КИСЛОТНОСТИ ПОЧВЫ ПРИУСАДЕБНЫХ И САДОВО-ОГОРОДНЫХ УЧАСТКОВ В ЩЁКИНСКОМ РАЙОНЕ ТУЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ

Боровкова Дарья, Бочарова Анастасия, Жангазинова Софья, Засыпкина Оксана, Корчевая Дарья, Микешина Анна, Орлов Владимир, Харькова Надежда, Щербакова Анастасия, 6 класс

Руководитель: Овсянникова Светлана Владимировна, научный руководитель: Ихер Татьяна Петровна

ОУ: ГОУ дополнительного образования Тульской области «Областной эколого-биологический центр учащихся», МБОУ «Пришненская средняя школа № 27» Щёкинского района

Введение

В текущем учебном году в нашей школе в рамках внеурочной деятельности появился новый предмет – экология. Один раз в неделю к нам из г. Тулы, из Областного эколого-биологического центра, приезжает преподаватель Ихер Т.П. Мы осваиваем дополнительную общеразвивающую программу «Юный исследователь». В сентябре – октябре наши занятия проходили на природе. Мы ездили к родникам, изучали малые реки в окрестностях села Пришня, оценивали состояние лесозащитных полос вдоль полей, замеряли радиационный гамма-фон на территории нашей школы и в окрестных деревнях.

Мы обращали также внимание на сельскохозяйственные угодья, где убирали урожай зерновых культур и овощей. Нам объяснили, что урожай плодов и овощей во многом зависит от плодородия почвы, на которой растут разные культуры. Территория нашего Щёкинского района расположена в зоне чернозёмов, поэтому почва на полях имеет почти чёрный цвет.

У большинства учащихся нашего класса имеются огороды на усадьбах нашего села, где выращиваются разные овощи. Некоторые учащиеся приезжают на учёбу из районного центра – города Щёкино. В их семьях тоже есть садово-огородные участки, на которых с весны до осени ведутся работы по выращиванию овощей, фруктов и ягод.

Нам стало интересно: насколько плодородна почва на наших приусадебных и садово-огородных участках, каковы свойства почвы, влияющие на урожай культур. Поэтому, когда нам предложили принять участие в заочном конкурсе «Начни исследовать с Крисмас+», мы единогласно приняли предложение.

1. Цель и задачи исследования

Цель нашего исследования заключалась в изучении рН (кислотности) почвы на приусадебных и садово-огородных участках, расположенных в селе Пришня и городе Щёкино (Щёкинский район, Тульская область).

Чтобы достичь цели, мы поставили перед собой следующие задачи:

- познакомиться с особенностями почв, в том числе почв Щёкинского района при использовании разных литературных источников;

- изучить методику отбора образцов почвы и их анализа на определение рН;

- отобрать пробы почвы на своих огородах и приготовить почвенные вытяжки;

- провести химический анализ образцов почвы на рН (кислотность) и сравнить полученные результаты с оптимальными условиями выращивания овощной и сельскохозяйственной продукции на территории Тульской области;

- познакомить учащихся и учителей школы, наших родителей с результатами проведенного исследования.

2. Материалы и оборудование

Для проведения исследования нам понадобились:

Деревянные колышки (4 шт.)

Бечёвка (шпагат, леска)

Пластмассовый совок

Полиэтиленовые пакеты

Листы плотной бумаги (А4, А3)

Шпатели пластмассовые

Мерные стаканы с делениями емкостью 100 мл

Стеклянные палочки

Чашки Петри

Пипетки пластмассовые

Пинцеты

Листы белой бумаги А5, А4

Бумажные салфетки

Тест-система «рН»

3. Отбор проб почвы методом конверта

Нам объяснили, что самым распространенным методом отбора пробы почвы является метод квадрата.

Каждый учащийся нашей команды выполнил следующие действия:

1) выбрал ровный участок на своём огороде;

2) с помощью колышков и бечевки изготовил квадрат со стороной 1,0 м;

3) поместил квадратную заготовку на поверхность выбранного участка огорода;

4) с помощью совка в каждом углу и в середине квадрата отобрал почву на глубину около 20 см;

5) все маленькие пробы поместил в полиэтиленовый пакет – получилась смешанная проба почвы с огорода;

6) к пакету прикрепил этикетку с указанием места и даты отбора пробы.

4. Объекты исследования

Для изучения кислотности почв каждый учащийся нашей команды отобрал и принёс образец почвы со своего приусадебного или садово-огородного участка. Масса пробы составляла около 0,5 кг.

Пробы были пронумерованы следующим образом:

Пр1 – образец почвы с садово-огородного участка в г. Щёкино семьи Бочаровой Анастасии;

Пр2 – образец почвы с приусадебного огорода в с. Пришня семьи Харьковой Надежды;

Пр3 – образец почвы с приусадебного огорода в с. Пришня семьи Боровковой Дарьи;

Пр4 – образец почвы с садово-огородного участка в г. Щёкино семьи Корчевой Дарьи;

Пр5 – образец почвы с приусадебного огорода в с. Пришня семьи Щербаковой Анастасии;

Пр6 – образец почвы с приусадебного огорода в с. Пришня семьи Засыпкиной Оксаны;

Пр7 –  образец почвы с приусадебного огорода в с. Пришня семьи Орлова Владимира;

Пр8 – образец почвы с приусадебного огорода в с. Пришня семьи Жангазиновой Софьи;

Пр9 – образец почвы с приусадебного огорода в с. Пришня семьи Микешиной Анны.

5. Приготовление почвенных вытяжек

Для того, чтобы провести анализ почвы на определение рН (кислотности), нужно приготовить почвенную вытяжку.

Вначале образцы почвы просушили на воздухе, рассыпав почву на столе на листы плотной бумаги. Через 5 дней образцы почвы просеяли через сито с отверстиями 2,0 мм.

Мы узнали, что почвенные вытяжки могут быть водными (когда используется вода) и солевыми (когда используется раствор какой-то соли).

1) Приготовление водной вытяжки

Водная почвенная вытяжка обычно используется для анализа рН (кислотности), содержания растворимых в почве солей. Для приготовления водной вытяжки мы применили объёмный метод дозировки почвы, который имеет  некоторую погрешность, но оказался удобным для нас, начинающих исследователей.

Мы определили, что наши образцы представляют собой почву типа «чернозём» с ориентировочной плотностью 1,1 г/см3. Далее взяли мерные стаканы на 100 мл с метками объёмов и насыпали в каждый образец почвы до метки «10 мл», что соответствовало примерно 11,0 г.

Водная вытяжка готовится при соотношении количества сухой почвы к воде как 1 : 5 (по ГОСТ 26423). Поэтому в колбу с образцом почвы добавили 55 мл дистиллированной воды. Содержимое колбочек перемешивали в течение 30 минут с помощью стеклянной палочки, дали отстояться. Далее прозрачную часть водной вытяжки использовали для анализа рН.

2) Приготовление солевой вытяжки

Солевая вытяжка используется для определения величины рН.

Солевую вытяжку готовят из хлористого калия (хлорида калия). Для этого 38,0 г хлорида калия растворяют в дистиллированной воде, в пол-литровой мерной колбе.

Для приготовления солевой вытяжки используют соотношение количества сухой почвы и раствора хлористого калия как 1 : 2,5 (по ГОСТ 26483).

Солевую почвенную вытяжку получали так: в мерный стакан на 100 мл насыпали почву до метки «10 мл» и добавляли 25 мл раствора хлористого калия. Смесь перемешивали стеклянной палочкой в течение 30 минут. Содержимому дали отстояться, а затем получившийся прозрачный раствор солевой вытяжки использовали для определения рН.

6. Проведение анализа

Из верхней прозрачной части стакана с почвенными вытяжками (водной и солевой) с помощью пипетки отбирали по 5 мл растворов и помещали в чашку Петри.

Нарезали рН-индикаторную бумагу на рабочие полоски.

Тестировали вытяжки, с помощью пинцета опустив конец индикаторной полоски в раствор почвенной вытяжки на 5 – 10 секунд.

Смоченную полоску индикаторной бумаги помещали на лист белой бумаги. Через 3 минуты сравнивали полученную окраску индикаторной бумажки с цветной контрольной шкалой.

За результат принимали значение рН, которое соответствовало ближайшему по окраске образцу цветной контрольной шкалы, а при промежуточной окраске – соответствующий интервал значений рН.

7. Результаты проведенного исследования

Результаты, полученные при сравнении значений рН изучаемых почвенных вытяжек с цветной контрольной шкалой, были сведены в таблицу:

8. Оценка рН изученных образцов почвы огородов

В результате анализа рН водных и солевых почвенных вытяжек было установлено:

1) водные почвенные вытяжки 7 образцов слабокислые (рН = 6,0);

2) водные почвенные вытяжки 2 образцов кислые (рН = 5,0);

3) солевые вытяжки большинства образцов нейтральные (рН = 7,0);

4) солевые вытяжки 2 образцов слабокислые (рН = 6,0);

5) изученные образцы почвы с огородов относятся к кислым либо слабокислым, что характерно для почв Тульской области;

6) установленные значения рН изучаемых образцов почвы, находящиеся в интервале 5,0–7,0, являются оптимальными для выращивания основных огородных и сельскохозяйственных культур.

Выводы

1. В результате участия в конкурсе «Начни исследовать с Крисмас+» команда учащихся 6 класса (объединения «Юные исследователи») освоила методику анализа почвы на определение рН (кислотности).

2. Учащиеся научились технике отбора проб почвы и подготовки почвы к анализу.

3. Освоили методы приготовления водной и солевой почвенной вытяжки.

4. С помощью тест-системы провели изучение рН (кислотности) образцов почвы, отобранных на семейных огородах в с. Пришня и г. Щёкино.

5. Установили, что почвы на большинстве огородов слабокислые, а на двух огородах – кислые.

6. Сравнили полученные значения рН изученных почв с таблицей, установили, что почвы наших огородов являются оптимальными для выращивания овощных и сельскохозяйственных культур.

7. Результатами своих исследований поделились с учащимися и учителями школы, а также с нашими родителями.

8. Кроме того, поделились своими результатами с руководством СПК «Пришненский».

Всей нашей команде очень понравилось изучать объекты окружающей среды. Мы хотели бы продолжить изучение свойств почвы на приусадебных и садово-огородных семейных участках, а также провести исследование почвы на пришкольном участке.

Овладение методами химического анализа поможет нам провести исследование питьевой воды и воды рек и прудов в окрестностях Пришни.

При подготовке и проведении исследования мы использовали следующую литературу:

1. Алексеев С.В., Груздева Н.В. Муравьев А.Г., Гущина Э.В. Практикум по экологии: Учебное пособие / Под ред. С.В. Алексеева. – М.: АО МДС, 1996. – 192 с.

2. Исследование экологического состояния водных объектов: Руководство по применению ранцевой полевой лаборатории «НКВ-Р» / Под ред. к.х.н А.Г. Муравьева. – СПб.: «Крисмас+», 2012. – 232 с.

3. Муравьев А.Г., Каррыев Б.Б., Ляндсберг А.Р. Оценка экологического состояния почвы: Практическое руководство / Под ред. А.Г. Муравьева. – Изд. 2-е, перераб. и дополн. – СПб.: Крисмас+, 2008. – 216 с.

4. Муравьев А.Г., Пугал Н.А., Лаврова В.И. Экологический практикум: Учебное пособие с комплектом карт-инструкций / Под ред. к.х.н. А.Г. Муравьева. – 4-е изд. – СПб.: Крисмас+, 2014. – 176 с.

5. Руководство по анализу воды. Питьевая и природная вода, почвенные вытяжки / Под ред. к.х.н. А.Г. Муравьева. – Изд. 2-е, перераб. – СПб.: «Крисмас+», 2012. – 264 с.

Приложение

Фото 1.  Подготовка почвенных вытяжек к анализу

Фото 2. Маркировка стаканчиков с пробами почвы

Фото 3. Вводный инструктаж по изучению кислотности почвы

Фото 4. Знакомство с тест-системами по изучению почвы

Фото 5 - 6. Учимся отбирать почвенную вытяжку с помощью пипетки

Фото 7 – 8. Помещаем рабочие полоски индикаторной бумаги в образцы почвенных вытяжек

Фото 9 – 10. Сравниваем окраску рабочей полоски индикаторной бумаги после контакта с почвенной вытяжкой с цветной контрольной шкалой

Фото 11 – 12. Учимся оценивать рН почвенной вытяжки

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ:

- Информация о тест-системах для конкурса "Начни исследовать с Крисмас+"

- Общая информация о конкурсе "Начни исследовать с Крисмас+"

- Официальная группа конкурса Вконтакте