учитель химии и биологии

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Фруктовская средняя общеобразовательная школа

Имени Героя Российской Федерации Малочуева Олега Григорьевича»

Конкурс исследовательских работ обучающихся

по химии

 

Номинация «Мой первый проект»

АГРОХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЧВЕННОГО ГРУНТА ТЕПЛИЦЫ

Вид работы – образовательный (учебный) проект-исследование

 

Автор – Прохорова Анна Олеговна, 9 «Б» класс

Руководитель работы – Мещерякова Светлана Николаевна,

учитель химии и биологии

г. о. Луховицы

2019 год

В настоящее время всё больше людей выращивают теплолюбивые растения в личном подсобном хозяйстве, используя парники и теплицы. Почвенный грунт в теплице определяется свойствами естественных почв данной местности.

Для увеличения продуктивности сельскохозяйственных культур,  повышения их качества и улучшения плодородия почв необходимо изучение процессов превращения питательных веществ в почве, их поступления в растения и регулирование приемов воздействия на эти процессы. Для выяснения особенностей взаимодействия растений, почвы, микроорганизмов и удобрений нужны агрохимические исследования [3].

Гипотеза исследования: для получения хорошего урожая тепличных культур необходимы оптимальные сочетания растворимых солей в почвенном грунте.

Объект исследования – образец почвенного грунта из теплицы на нашем участке, расположенном в посёлке Врачово-Горки, Луховицкого г.о. Московской области.

Предмет нашего исследования – агрохимический состав почвенного грунта теплицы.

Цель исследования:

1. провести агрохимический анализ почвенного образца теплицы;

2. обобщить результаты исследования для практического применения.

Задачи исследования:

1. изучить литературу по указанной теме;

2. произвести отбор почвенного грунта теплицы;

3. выполнить практическую работу по качественному определению химических элементов почвы.

В своём исследовании мы пользовались методикой, предложенной в учебном пособии Сударкиной А. А. «Химия в сельском хозяйстве» [3].

По утверждению Сударкиной А. А., отбор почвенных образцов следует проводить в весенний или осенний период. В нашем случае отбор проб проводился весной, когда в теплице уже были высажены растения томатов защищённого грунта. Поэтому работы проводились с особой осторожностью.

Из пахотного горизонта теплицы отбирали образцы почвы по ленточной схеме (приложение 1), получили смешанный образец почвы, который перенесли в лабораторию для исследования. Структура почвы зернистая, хорошо структурированная, так как мы её обогащаем ежегодно перегноем как и требуется при выращивании культур в тепличном хозяйстве [5].

Все работы в химической лаборатории выполнялись с соблюдением правил безопасного обращения с реактивами, нагревательным оборудованием и приборами.

 

АГРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЧВЫ

 

К числу наиболее распространенных анализов в исследованиях относится определение реакции почв. Наличие в почвенном растворе свободных кислот и оснований, кислых и основных солей определяет важнейшее для жизнедеятельности растений и процессов почвообразования свойство – актуальную реакцию почвенного раствора.

Реакция почвенного раствора оказывает прямое и косвенное влияние на растения. Сельскохозяйственные культуры проявляют различную чувствительность к кислой и щелочной среде. Многие культурные растения и почвенные микроорганизмы лучше развиваются при слабокислой или нейтральной реакции почвы [2].

Показатель кислотности почвы для выращивания томатов должен быть в пределах 5,5-6,5 [4].

В почвогрунтах парников и теплиц важно знать состав солей, обусловливающих засоление почвы. С этой целью анализируют почвенную вытяжку [3].

Для питания растений важное значение имеют хорошо растворимые соединения почвы. Однако избыточные их количества могут снижать плодородие почвы. Наиболее вредны для растений карбонат натрия Na₂CO₃, хлориды натрия, магния и кальция (NaCl, MgCl₂,CaCl₂), сульфат натрия Na₂SO₄. Карбонаты кальция и магния (CaCO₃, MgCO₃), сульфат кальция (CaSO₄)  не приносят вреда [3].

 

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Нами проведены опыты по определению кислотности почвы с использованием лакмусовой бумаги и рН шкалы, опыты по качественному определению содержания карбонат-иона, хлорид-иона, сульфат-иона, натрий-иона и качественное определение оксидов железа (II и III). Для анализа мы приготовили водную вытяжку почвы.  Для приготовления почвенной вытяжки мы тщательно перетирали 25 г почвы, перенесли её в колбу ёмкостью 200 мл и прилили 50 мл дистиллированной воды. Тщательно перемешали и дали отстояться 10 минут. После кратковременного взбалтывания отфильтровали через двойной фильтр. Полученный фильтрат использовали для проведения качественного анализа основных катионов и анионов, содержащихся в почве теплицы.

Результаты проведённых исследований отражены в таблице №1 (приложение 2).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведя исследование почвенного грунта теплицы, можно сделать следующие выводы.

1. Почва теплицы по кислотности соответствует благоприятным условиям выращивания на ней культуры томатов.

2. В почвогрунте теплицы не обнаружены критические значения содержания вредных для выращивания растений солей.

3. Данная почва позволит получить хороший урожай томатов.

Известно, что на качество питания растений и их плодоношение оказывают соли калия, фосфора, азота, микроэлементы, качественное определение содержания которых не проводилось. При наличии реактивов это возможно выполнить. Нами ежегодно в почву теплицы вносятся органические удобрения. Видимо, поэтому почва имеет подтверждённый исследованиями состав.

 

БИБЛИОГРАФИЯ

 

1. Егоров А. С. Химия: современный курс для подготовки к ЕГЭ. – Изд. 11-е Ростов н/Д: Феникс, 2012. – 699 с. – (Абитуриент).

2. Спирина В. З., Соловьёва Т. П. Агрохимические методы исследования почв, растений и удобрений: учебное пособие. – Томск: Издательский дом Томского государственного университета, 2014 – 336 с.

3. Сударкина А. А., Евсеева И. И., Орлова А. Н Химия в сельском хозяйстве (Основы агрохимии): Учебное пособие по факультативному курсу для учащихся 9 кл. средней школы. – 4-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1986. – 144 с.: ил.

4. https://7ogorod.ru/pomidory/kakuu-pocvu-lubat.html О почве для помидор: кислая или щелочная, какой грунт любит рассада томатов

5. https://minifermer.org Агрохимическая оценка тепличных почв в цветочных хозяйствах

 

Приложение 1. Схема отбора почвенных образцов ленточным способом

 

Приложение 2.

Таблица №1. Результаты исследований почвенного образца и почвенной вытяжки

Описание опыта	Наблюдения и уравнения реакций	Выводы
Опыт 1. Определение кислотности почвы с помощью индикаторной бумаги [3]
К пробе почвы объёмом 2-3 см3 прилили 5 мл 1 М раствора хлорида калия. Перемешали. На смесь положили индикаторную бумагу	Индикаторная бумага окрасилась в цвет, соответствующий рН=5,4	Почвенный образец имеет слабокислую среду, что благоприятно для развития томатов
Опыт 2. Качественное определение содержания карбонат-иона
Небольшое количество почвенного образца поместили в фарфоровую чашку и пипеткой прилили несколько капель 10% раствора соляной кислоты	Почва слабо «шипит» из-за образующегося оксида углерода (IV). 2H+ + CO32- = CO2↑ + H2O	Почвенный образец содержит незначительное количество карбонатов, поэтому не относится к группе карбонатных почв
Опыт 3.Качественное определение хлорид-иона
К 5 мл фильтрата добавили несколько капель 10% раствора азотной кислотыи по каплям добавили 0,1 М раствор нитрата серебра	Наблюдали слабое помутнение раствора: Ag+ + Cl- = AgCl↓	Так как невыпадает белый хлопьевидный осадок хлорида серебра, а только помутнение, это указывает на сотые и тысячные доли процентов хлорид-иона в образце
Опыт 4. Качественное определение сульфат-иона
К 5 мл фильтрата добавили несколько капель концентрированной соляной кислоты и 2 мл 20% раствора хлорида бария	Наблюдали помутнение раствора от образовавшегося сульфата бария: Ba2+ + SO42- = BaSO4↓	Помутнение раствора указывает на сотые доли процента сульфат-иона. Слабое помутнение, заметное на чёрном фоне бывает при тысячных %; выпадение белого мелкокристаллического сульфата бария указывает на наличие SO42-
Опыт 5. Качественное определение натрий-иона
Каплю водной вытяжки на стеклянной палочке внесли в пламя спиртовки	Наблюдалось небольшое ярко-жёлтое окрашивание пламени	В исследуемом образце почвенной вытяжки небольшое количество натрий-иона
Опыт 6. Качественное определение оксидов железа (II и III) [3]
В первую пробирку с 3 мл фильтрата внеслираствор красной кровяной соли     Во вторую пробирку с 3 мл фильтрата внесли несколько капель 10% раствора роданида калия	В первой пробирке – синее окрашивание («турнбулева синь») не налюдалось: 3Fe2+ + 2[Fe(CN)6]3- = = Fe3+2[Fe+3(CN)6]2↓ Во второй пробирке – образование раствора красного цвета не наблюдалось: Fe3+ + 3NCS- ↔ Fe(NCS)3	Качественная реакция на катионы железа (II) – образование гексацианоферрата железа (III) железа (II) Качественная реакция на катионы железа (III) – образование малодиссоциирующей соли роданида железа (III) В исследуемом образце оксиды железа (II и III) практически не встречаются

 

Приложение 3. Фотоотчёт о выполнении работы

              1                                             2                                           3

               4                                            5                                          6

               7                                            8                                           9

 

1 – отбор почвенного грунта теплицы;            2 – приготовление почвенной смеси для анализа;

3 – приготовление почвенной вытяжки             4 – фильтрование смеси;

5 – определение кислотности почвы;               6 – определение карбонат-иона;

7 – качественное определение ионов в почвенной вытяжке;

8 – определение хлорид-иона, сульфат-иона (справа налево: без номера –контрольный образец вытяжки, 1 – определение хлорид-иона, 2 – определение сульфат-иона);

9 – качествнное определение натрий-иона.