Проектно - исследовательская работа "Виды минеральных удобрений"

МУНИЦИПАЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЯЯ ШКОЛА № 59 «ПЕРСПЕКТИВА»

Проектно – исследовательская работа

Тема: «Виды минеральных удобрений»

Выполнил учащийся 10 Б класса

Ф.И.О. Головина Валерия Вадимовна

Руководитель: Манаенкова Зоя Алексеевна

Липецк, 2021 г.

Содержание:

Введение………………………………………………………………….3

1. Минеральные удобрения…...…………………………………………...4

   1. История возникновения удобрений………………………………..4-5

   2. Виды и состав минеральных удобрений…………………………...6-7

   3. Функции удобрений и их применение …………………………….8-10

   4. Получение минеральных удобрений……………………………….11

2. Эксперимент с азотным удобрением………………………………...…12

2.1. Эксперимент…..……………………………………………………..12

2.2. Анкетирование………………………………………………………13

Заключение……………………………………………………………….14

Список литературы ……………………………………………………...15

Приложение……………………………………………………………16-18

Введение

Актуальность. Использование минеральных и органических удобрений составляет основу химизации земледелия. Рост растительной продукции определяется множеством факторов, среди которых ведущая роль все же принадлежит удобрениям и особенно минеральным, производство которых наращивает высокие темпы. Все минеральные элементы участвуют в сложных преобразованиях органических веществ, образующихся в процессе фотосинтеза.

Гипотеза:

• Можно ли определить какое минеральное удобрение лучше подходит для почвы, зная состав, свойства и функции.

Предмет исследования: минеральные удобрения.

Объект исследования: растение – фасоль.

Целью работы является определение влияния минерального удобрения на рост и развитие растения.

Задачи:

1. Познакомиться с историей возникновения минеральных удобрений.

2. Изучить состав и функции минеральных удобрений.

3. Узнать о получении минеральных удобрений.

4. Опытным путём определить, как влияет введение азотного минерального удобрения на рост и развитие растения на разных стадиях.

5. Проанализировать результаты анкетирования.

Методы: изучение материалов интернета и научных источников, а также экспериментирование.

1.1. История возникновения удобрений

Более 150 лет назад германский химик Юстус Либих сделал открытие о том, что растения можно выращивать на нейтральном грунте, лишенном гумуса и органики, питая их растворами химических элементов, совокупность которых получила название «минеральные удобрения». Это было действительно выдающимся открытием, которое послужило возникновению и развитию гидропонного способа выращивания культур без необходимости наличия почвы. Из своего опыта Либих сделал вывод, что и в живой природе растения получают питание, вырабатываемое в почве химическим способом, из минералов почвы. Поскольку каждое последующее поколение растений продолжает выносить из грунта химические элементы, то, по мнению Либиха, наступает момент, когда запасы этих химических элементов истощаются, и для выращивания растений на этих же площадях нужно извне вносить в них химические элементы. Поскольку состав минеральных удобрений, предложенных Либихом, почти полностью соответствовал составу отходов от производства взрывчатки и порохов, то этому открытию очень обрадовались магнаты химических предприятий. Они получали возможность продавать огромное количество отходов вместо того, чтобы выбрасывать их на свалки. Началась наступательная реклама применения минеральных удобрений, но уже не на нейтральных грунтах, а на пашнях, имеющих начальное природное плодородие. Идею Либиха повсеместно поддержали органы власти стран, которые тоже были очень заинтересованы в пополнении государственной казны. Таким образом началась охватившая почти все страны компания по уничтожению естественного природного плодородия почв полей, компания под названием «агрохимическое земледелие». Юстус Либих был «чистым» химиком, он не интересовался результатами научных исследований специалистов других отраслей науки и не знал, что в природе пища для растений в почве вырабатывается не химическим, а биологическим путем. Первое успешное испытание полученных минеральных веществ было в Англии. После этого агрохимия начала бурно развиваться, и в наше время появилась отдельная отрасль промышленности – производство минеральных удобрений.

Проводником идей Юстуса Либиха, от которых он, будучи честным ученым, отказался, в нашей стране стал химик Ферсман. Он и до революции 1917 года, и после нее был председателем государственной комиссии по изысканию денежных средств для вспомоществования Армии. Особенно бурно развилась деятельность академика Ферсмана по химизации сельского хозяйства.  С этого момента началось в нашей стране тотальное внедрение химии на полях страны, а сам академик получил высокую правительственную награду. 

1.2. Виды и состав минеральных удобрений

Ведущими элементами в сфере питания и влияния на рост и развитие растений оказывают азот, калий и фосфор — именно эти вещества являются основой производства минеральных удобрений. Их считают основой гармоничного развития растительного мира, а их дефицит приводит к плохому развитию и гибели растений.

Азотные

Азотные удобрения – это химические соединения, содержащие молекулы азота в различных формах, применяемые в сельском хозяйстве для улучшения роста культур и повышения качества и количества урожая.

Виды минеральных азотных удобрений:

• нитратные;

• аммиачные;

• аммонийно-нитратные;

• амидные;

• жидкие азотные удобрения.

Группа нитратные азотные удобрения включает в себя натриевую (приложение 1) и кальциевую селитру.

В состав аммиачной группы входят сульфат аммония (приложение 2) и хлорид аммония.

Аммонийно-нитратная группа включает в себя аммиачную селитру (приложение 3).

В амидной группе ярким представителем является мочевина (приложение 4).

В состав жидких азотных удобрений входят жидкий аммиак, аммиачная вода.

Самые популярные азотные удобрения: селитра и мочевина. Они по-разному действуют на почву и растения. При использовании аммиачной селитры нужно быть очень осторожным. Этот препарат обладает взрывоопасным эффектом, поэтому его не продают частным лицам.

Фосфорные

Фосфорные удобрения являются главным источником питания для огородных культур, этот минерал обеспечивает регулировку развития культуры и его недостаток приводит к замедлению или полному прекращению роста растений. 

Виды фосфорных удобрений:

• Простой суперфосфат – это водорастворимое удобрение, которое содержит серу, гипс и 15% фосфора.

• Двойной суперфосфат – легко растворяется в воде и содержит в составе серу и 45% фосфора.

• Фосфоритная мука – это нерастворимое в воде удобрение, содержащее фосфор. Подходит только для кислых почв.

Состав каждого фосфорного удобрения отличается своими особенностями и используется для конкретных культур.

Калийные

Калийное удобрение – это минеральное вещество, которое выступает источником калийного питания для растений. Оно способствует активному развитию листьев, устойчивости культур к различным заболеваниям. 

Виды калийных удобрений:

• сернокислые (сернокислый калий или сульфат калия) удобрения;

• древесная зола;

• калийная соль;

• хлористый калий.

1.3. Функции удобрений и их применение

Цель удобрения состоит в устранении разрыва между необходимым количеством того или иного потребного культуре питательного вещества и тем, которое может дать почва для достижения высокого урожая.

Азотные

Нередко весной в почве наблюдается недостаток азота. Это видно по замедленному росту растений или его полному отсутствию. Такую проблему можно распознать по мелкой и бледной листве, слабых побегах. Особенно реагируют на недостаток этого элемента в грунте помидоры, картофель, яблоня и земляника.

Азотные удобрения — самые опасные из всех минеральных подкормок. Их избыток ведет к накоплению в тканях растений большого количества нитратов. Не рекомендуется вносить азотные удобрения осенью, так как до весны их вымоют дожди из почвы. Их необходимо добавлять в почву, когда растение находится на стадии развития.

Нитратные азотные удобрения раскисляют почву, снижая её кислотность.

Аммиачные удобрения при регулярном использовании существенно повышают кислотность почвы, так как растения поглощают в основном аммоний как источник азота, а кислотные остатки накапливаются в грунте.

Аммонийно-нитратная группа азотных удобрений, главным представителем которых является аммиачная селитра, используется как универсальная, так как применяется для всех видов сельскохозяйственных растений на любых почвах. Эти минеральные удобрения отлично усваиваются всеми культурами и не изменяют химический состав грунта.

Амидная группа, у которой яркий представитель – мочевина, ощелачивает почву, а затем подкисляет.

Жидкие азотные удобрения отличаются большой степенью всасывания растениями и равномерным распределением в почве.

Фосфорные

Фосфор входит в состав белков, нуклеиновых кислот, сахаров, витаминов и других веществ, содержащихся в сельскохозяйственных культурах. Этот элемент отвечает за интенсивность и скорость развития надземной части растения, а также формирования плодов. Необходимо вносить фосфорные удобрения на стадии роста растения. При дефиците фосфора наблюдается торможение роста культуры, уменьшение среднего размера растения, площади листьев и как следствие снижение скорости созревания и размера плодов. В некоторых видах растений листья могут приобретать сине-зеленый оттенок. Фосфор необходим для сохранения уровня клеточной влажности в растениях, что повышает их устойчивость к засухе.

Суперфосфат необходимо вносить в качестве подкормки во время роста и развития растений при высоком содержании влаги в почве.

К виду минеральной подкормки относится фосфоритовая мука. Ее используют на кислых почвах для злаковых, плодовых и овощных культур. Фосфоритовая мука повышает иммунитет растений, благодаря чему культуры реже поражаются вредителями и заболеваниями.

Калийные

Основными функциями ионов калия является стабилизация митохондрий и хлоропластов, регулирование свойств цитоплазмы, активация ферментных систем. Калий отвечает за получение вначале надземной системой, а затем плодом необходимых химических веществ, его правильный рост и развитие. Это вещество помогает улучшить вкусовые качества плодов, а также продлить срок их хранения после сбора. Калийные удобрения вносят в начале бутонизации, цветения и плодообразования с интервалами 10-14 дней. Обычно достаточно двух-трехкратного внесения.

Нехватка калия отражается в первую очередь на листьях — они начинают желтеть от краев к центру, а затем приобретают бурый оттенок. Как следствие тормозится механизм фотосинтеза, снижается рост и развитие растения.

Сернокислый калий можно использовать в любое время года для удобрения всех типов почвы. В отличие от других видов минералов сульфат калия во время хранения не слеживается и не впитывает влагу.

Древесная зола может нейтрализовать сильную кислотность в почве. Часто её применяют в качестве добавки к другим минералам при высадках в грунт рассады.

Калийную соль необходимо смешивать с другими удобрениями, но делать это нужно непосредственно перед внесением смеси в почву.

Хлористый калий можно использовать на всех видах грунтов.

1.4. Получение минеральных удобрений

Технологии производства минеральных удобрений варьируются с учетом сырья и вида готовой продукции:

• Азотные изготавливаются из азотной кислоты и аммиака. Примерно 70 % азотных удобрений — это мочевина и аммиачная селитра.

• Фосфорные получают, обрабатывая обогащенные фосфаты серной кислотой. Качество продукции зависит от исходных характеристик природного сырья. При обработке фосфорной кислотой получается двойной суперфосфат. Фосфоритную муку получают дроблением фосфоритов.

• Калийные изготавливают из калийных солей. Внедрение новых способов обработки свело к минимуму слеживаемость удобрения и упростило цикл транспортировки.

Эксперимент с азотным удобрением

2.1. Эксперимент

Необходимые предметы и материалы: пророщенная фасоль, два горшка для посадки, азотное удобрение (мочевина), земля, а также линейка для замеров стебля фасоли в течение 7 дней.

Ход работы. Для своего эксперимента мне нужно было прорастить 10 семян фасоли. Чтобы сделать это правильно, необходимо знать несколько важных этапов. Сначала я взяла тарелку средней глубины и положила на неё влажную марлю. Сверху на материал, смоченный в тёплой воде, выложила семена и накрыла их верхним слоем. Самое главное, чтобы из марли не просачивалась вода, иначе это может привести к гниению фасоли. Также необходимо соблюдать несколько условий для прорастания – это комнатная температура и достаточное количество света. Через 3-4 дня семена фасоли дали росточки. Затем я подготовила два горшка для посадки и добавила туда грунт. Так как у меня проросли 4 семени из 10, я посадила по 2 в каждый горшок. Далее полила их и поставила на подоконник. Но после того как я посадила семена, необходимо подождать 1 день, чтобы они принялись. Я буду удобрять только один горшок с семенами, чтобы определить, как минеральное удобрение воздействуют на растение. После того как прошёл день у меня дали росток только по одному семени в каждом горшке, а те два не принялись. Затем я начала удобрять почву в одном горшке азотным удобрением – мочевиной, а другой только поливала водой. Дозировка раствора мочевины составляет – 3г удобрения на 1 литр воды. После этого я начала каждый день проводить замеры длины стебля в двух горшках (приложение 5).

Вывод. Из проведённого эксперимента следует, что первое растение, в которое было внесено азотное удобрение, быстро прибавляло в росте, а второе, получавшее только умеренный полив, значительно уступало первому в развитии.

2.2. Анкетирование

Я провела опрос среди своих одноклассников, захотев узнать, пользуются ли их родственники минеральными удобрениями, для того чтобы ускорить процесс роста сельскохозяйственных культур. В ходе опроса было выявлено, что большинство людей не вносят подкормки в виде удобрений в почву (приложение 6). Далее я захотела узнать известно ли моим одноклассникам о том, что выделяют три основных вида минеральных удобрений: азотные, калийные, фосфорные. По результатам опроса было выявлено, что 70% не знают на какие группы подразделяются удобрения (приложение 7).

Заключение

В данной работе я познакомилась с историей возникновения минеральных удобрений, изучила их состав и функции, а также узнала о получении удобрений. Затем провела эксперимент с азотным удобрением и определила его влияние на рост растения. Из всей проделанной работы я сделала вывод, что можно определить какое минеральное удобрение лучше подходит для почвы, зная состав, свойства и функции.

Список литературы

1. Позин М.Е. «Минеральные удобрения. Новые исследования и разработки»

2. А.П. Смирнов «Минеральные удобрения»

3. https://garden.wikireading.ru/8291

4. https://vuzlit.ru/1060409/znachenie_funktsii_mineralnyh_udobreniy

5. https://eipc.center/wp-content/uploads/2020/08/encycl/p_two/chpt_13.pdf

Приложение

Приложение 1.

Натриевая селитра

Приложение 2.

Сульфат аммония

Приложение 3.

Аммиачная селитра

Приложение 4.

Мочевина

Приложение 5.

Приложение 6.

Приложение 7.