Исследовательская работа "Оценка экологического состояния почвы в цветочных горшочках школы по кислотности солевой вытяжки"

Администрация Суровикинскогомуниципального района Волгоградской области Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение«Нижнечирская основная общеобразовательная школа»

ОКПО 22433643 ОГРН 1023405962942 ИНН/КПП 3430031856/343001001

404446 ул. Димитрова 11, ст. Нижний Чир, Суровикинский район, Волгоградская область тел. 8(84473) 9-56-51, e-mail: nsirckola2@mail.ru

Открытый очно-заочный конкурс-фестиваль учебно-исследовательских и творческих работ учащихся "Экопоколение-2025"

Номинация "Учебно-исследовательские работы"

«Оценка экологического состояния почвы

в цветочных горшочках школы по

кислотности солевой вытяжки»

станица Нижний Чир

2025

Содержание работы

Введение. …………..…………………………………………………3- 5

1. Актуальность темы……………………………………………6- 7

2. Методика исследования. Практическая часть………………8- 11

Вывод…………………………………………………………………12..

Заключение……………………………………………………………13.

Литература……………………………………………………………. 14

Приложение 1…………………………………..….…………………..15

Введение

Нормальный рост, развитие растений и обра­зование урожая у сельскохозяйственных культур тесно связаны с различными факторами внешней среды. Одним из них является почва, обеспечи­вающая растение элементами минерального пита­ния (азотом, фосфором, калием, серой, магнием, кальцием, железом), а также разнообразными микроэлементами.

Представление о почве как о самостоятельном природном теле с особыми свойствами, отличающимися его от материнской породы, было создано в последней четверти XIX века Василием Васильевичем Докучаевым - основателем современного генетического почвоведения. «Я предложил бы разуметь под почвой исключительно только те дневные или близкие к ним горизонты горных пород, которые были более или менее естественно изменены взаимным влиянием воды, воздуха и различного рода организмов - живых и мертвых, что и сказывается известным образом на составе, структуре и цвете таких образований. Где этого

условия нет, там нет и естественных почв, а есть искусственная смесь, или горная порода», - писал В.В.Докучаев.

По современным представлениям, почва - «самостоятельное природное тело», особое природное образование, обладающее рядом свойств, присущих живой и неживой природе. Формируется она в результате преобразования материнской породы под совместным воздействием воды, воздуха и организмов, характеризуется плодородием. Это важнейший компонент естественных экологических систем суши, а также главный ресурс сельскохозяйственного производства.

Для нас самой обычной картиной является вид почвы, покрытой растительностью. Но так было далеко не всегда. Большую часть в геологической истории Земли поверхность суши оставалась практически безжизненной, покрытой бесплодными горными породами. Жизнь существует на Земле более 3,5 миллиардов лет, но только около 500 млн. лет тому назад живые организмы получили возможность начать освоение территории суши. К этому времени в атмосфере накопилось достаточное количество свободного кислорода, и сформировался озоновый слой, способный задерживать жесткий ультрафиолет.

С позиции экологии почва может рассматриваться как один из обязательных компонентов экологических систем суши наряду с атмосферным воздухом, водой и сообществами живых организмов. Вместе с тем, сама почва образуется в результате взаимодействия этих компонентов с почвообразующей горной породой: образование почвы прямо или непосредственно связано с развитием экосистемы.

С поселением высших растений процесс почвообразования не только значительно ускоряется, но и приобретает качественно новые черты: высшие растения защищают, формирующую почву от разрушительного воздействия воды и ветра, Их корни проникают глубоко в материнскую породу, откуда необходимые минеральные элементы «перекачиваются» в надземные органы. После их отмирания попадают в верхние слои. При разложении отмерших растений образуются особые органические

вещества, способные длительное время сохраняться в почве, - так называемый гумус. Гумус - дитя солнца..

Образование гумуса непосредственно связано с кислотностью почв. Почвенная кислотность определяется наличием ионов водорода, а щелочность –гидроксид ионов. Степень кислотности или концентрация ионов обозначается символом рН. При рН, равном 7, количество ионов Н ⁺ и ОН ^- – одинаково и реакция раствора будет нейтральной; рН меньше 7 указывает на повышение кислотности почвенного раствора, а рН больше 7-щелочную реакцию среды.

Кислотность почвы играет большую роль в жизни почвенных микроорганизмов. Жизнедеятельность большинства микроорганизмов прекращается как при очень кислой, так и при сильнощелочной среде.

Кислотность почвы влияет на растворимость, а также усвояемость растением различных питательных веществ. Такие питательные элементы, как фосфор, железо, цинк, марганец, бор и другие более усвояемы на кислых почвах. Вместе с тем большое увеличение кислотности почв (низкое рН) может сильно тормозить рост и даже оказывать повреждающее влияние на растения. Большинство растений может нормально развиваться лишь при нейтральной слабокислой или слабощелочной реакции почвенного раствора. Для каждого вида растений существуют границы кислотности, при которых возможен их рост. Для нормального развития комнатных растений большое значение имеет кислотность почвенного раствора. Многолетней практикой установлено, что для комнатных растений благоприятны почвы с разными значениями рН.

Цель исследовательской работы: дать оценку экологического состояния почвы в цветочных горшочках школы по кислотности солевой вытяжки.

Задачи:

• Изучить литературу.

• Изучить методику проведения эксперимента

• Приготовление почвенной вытяжки.

• Определение рН солевой вытяжки.

• Анализ проделанной работы.

• Дать рекомендации учителям и учащимся.

Гипотеза. Если данная почва не соответствует определенной кислотности, то растение плохо усваивает различные питательные вещества, что может привести к замедлению его роста или даже к гибели.

Объект исследования: комнатные цветы в кабинетах нашей школы.

Предмет исследования: кислотность почвы.

Методы исследования: наблюдения, проведение эксперимента, количественный и качественный учёт.

Актуальность темы.

Большинство людей, выращивая комнатные растения, не задумываются о том, что такое кислотность почвы и о ее значении для роста растений. Порой садоводы и люди, увлекающиеся разведением комнатных растений, задают одни и те же вопросы: «Почему мое растение увядает?», «Как сделать так, чтобы моим растениям было хорошо?». Все растения не равнодушны к pH почвы. Каждому виду растений необходима своя индивидуальная кислотность почвенной смеси. Большая часть растений, которые используются в озеленении школы, любят слабокислую и нейтральную почву. Очень важно, чтобы кислотность почвы соответствовала выращиваемой культуре, иначе у растений нарушается питание, происходит не усвоение некоторых элементов. Например, у растений-ацидофилов (гортензий, рододендронов, азалий, вересковых) щелочная реакция почвы провоцирует недостаток в тканях ионов железа, магния и марганца, это затрудняет образование хлорофилла и приводит к проявлению хлороза (мезжилковый хлороз – пожелтение листа между жилками). Поэтому почву для таких растений обязательно подкисляют. При опросе учителей выяснилось, что при посадке и пересадке растений большинство не учитывают требования растений к рН почве и не знают её влияние на рост и развитие растений. Это подтверждает актуальность темы нашей исследовательской работы. Подавляющее большинство опрошенных сказали, что хотели бы знать, как правильно ухаживать за растущими в кабинете цветами. Узнав из материалов уроков химии, биологии, первоисточников о большой значимости кислотности почв в жизни растений, решила посвятить свою исследовательскую работу, анализу экологического состояния почв в цветочных горшках нашей школы по кислотности солевой вытяжки. Я решила провести исследование в лабораторных условиях и тем самым показать, что  знания о кислотности почвы помогут многим цветоводам сделать  правильные выводы о благоприятных условиях для растений.

Но есть и другая причина выбора данной темы исследовательской работы. Это сам процесс ее выполнения. Во-первых, это проверка наших теоретических знаний по биологии, химии. Во-вторых, сама работа очень увлекательна и полезна.

Для своего исследования мы выбрали разные методы исследования: метод определения кислотности при помощи лакмусовой бумаги и для достоверности результатов выбрали датчиковую систему Lмикро. Датчик подключается к компьютеру через компьютерный измерительный блок. Эта программа позволяет выводить на экран результаты измерений в виде графиков или таблиц непосредственно в процессе.

Методика проведения. Практическая часть.

Точное определение кислотности проводят в специальных агрохимических лабораториях. Для первого варианта в ходе работы мы использовали наиболее доступный метод определения кислотности почвы при помощи лакмусовой (индикаторной) бумаги.

Ход работы.

1.   Взять пробы почв из разных отделов участка. Отвесить из каждой по 20 г почвы.

2.   Всыпать отвешенные пробы почвы в колбы. Влить в них по 20 мл дистиллированной или дождевой воды, взболтать содержимое и оставить в покое на 1 ч.

3.  Изготовить фильтр из обычной фильтроваль­ной (промокательной) бумаги. Для этого надо вырезать из нее квадрат размером 20—25 * 20—25 см и дважды согнуть его пополам. Получился четырехугольник из четырех слоев. Отогнем один из них — будет бумажная воронка, одна сторона которой состоит из одного слоя бумаги, а другая — из трех. Таких фильтров надо изготовить столько, сколько взято проб. Вложить фильтры в воронки и вставить их в пустые чистые колбы.

4.   Профильтровать почвенные растворы, памя­туя, что воду в воронку надо лить осторожно, лучше всего по стеклянной палочке. В противном случае от сильной струи она может прорваться, и работу придется переделывать.

5.   Испытать лакмусовой бумагой профильтро­ванные растворы, сравнить окраску ее с данными таблицы, что позволит сделать вывод о степени кислотности почвы в данном отделе участка.

Результаты исследования методом определения лакмусовой бумагой

Таблица №1.

Таблица №2

В дальнейшей работе мы использовали датчик Lмикро. Для этого:

1. К первому каналу измерительного блока подключали датчик рН, выбирали сценарий «Измерение рН с заполнением таблицы», нажимаем «Проведение измерений» и «Пуск».

2. Погружали датчик рН в 1 пробу с почвенной вытяжкой.

3. Затем погружали датчик в последующие пробы.

4. На мониторе компьютера заполняли таблицу с готовыми показаниями рН почвенных растворов исследуемых комнатных растений.

Датчиковые измерения рН почвенного раствора

Таблица №3

Сравнительная характеристика значений рН почвенного раствора по исследуемым методам

Таблица №4

Вывод:

1. В результате нашей исследовательской работы по изучению кислотности рН почв у комнатных растений , мы выяснили, что почва у определяемых растений в основном нейтральная (рН=7,0) по методу определения лакмусовой бумагой , но по определению датчиком в основном слабощелочная.

2. Кислотность почв в горшках с пробами №2,№4, №6,№8( рН= 7) соответствуют оптимальному уровню для хорошего развития этих растений. Этим растениям необходима почва с нейтральной средой.

3. Кислотность почвы в горшке с пробой №5 соответствует оптимальному уровню для хорошего развития этого растения. Декабристру необходима почва не сильнокислая и не сильно щелочная.

4. Кислотность почвы в горшке с пробой №1 не соответствует данному растению. Почва для фиалки не подходит, т.к сильно щелочная. Поэтому у растения желтеют листья.

5. Кислотность почв в горшках с пробами №3 и №7 не соответствует оптимальному уровню для хорошего развития этих растений. Гибискус любит слабокислую почву,а проба №3 нам показала слабощелочную среду. Орхидея любит слабокислую почву,а датчик нам показал нейтральную.

6. Применив для определения кислотности почв датчиковую систему, мы убедились в эффективности и точности измерений, а также в удобстве сохранении данных на мониторе компьютера.

После проведенных измерений уровня кислотности почвы выяснилось, что не все пробы почвы соответствуют необходимому. Значит, наше предположение верно и жизнеспособность растений действительно низкая вследствие того, что они находятся в негативных условиях.

Выводы исследования. Использование почвы с кислотностью, не соответствующей жизнеспособности комнатных растений, может привести к их заболеванию и даже к гибели. Кислотность почвы возможно привести к той, которая будет благоприятна для растений в течении 2-3х недель. Для этого нужно знать необходимый уровень pH для данного растения и кислотность почвы. Если почва слишком кислая, следует провести ее известкование, если же щелочная – поливать слабокислым раствором. Данной исследовательской работой мы планируем заниматься дальше. В дальнейшем мы планируем проводить исследования почв пришкольного участка.

Список использованной литературы:

1. С.В.Алексеев, Н.В.Груздева. Практикум по экологии-М.1996г.

2. Б.Н.Польских. Рассказы о почве –Просвещение 1977г

3. Цветкова М.В. Азбука Цветовода. 2002г.

4. Юхимчук Д.Ф. Комнатное цветоводство. 1985г.

5. Методическое руководство. Химия, 2007г.

6. Интернет-ресурсы.