Кислотность почвы и плодородие

Кислотность почвы и плодородие
Вы можете представить свою работу в одном или
нескольких наиболее удобных для Вас электронных
форматов:
 документ Word
 презентация Power Point
 небольшой сайт
 публикация Publisher
 таблицы Excel
Выполненное
задание
надо
отправить
по
адресу
Microsoft@microsoft.com
План описания выполненного задания
Тема задания «Кислотность почвы и плодородие»
Авторы работы:
 имена и фамилии всех участников (фото, если есть),
 фамилия, имя и отчество учителя,
 название и адрес учебного заведения,
 адрес школьного сайта (если есть),
 адрес электронной почты для контактов
Описание хода выполнения работы.
Каждый пункт описания может содержать не только текст, но и фотографии, видеофрагменты,
рисунки, схемы, таблицы и т.д.:
 Как выполнялось задание. Опишите последовательно весь ход вашей работы при
выполнении этого задания.
 Что у Вас получилось в результате выполнения этого задания.
 Какие сложности и проблемы возникали в ходе выполнения.
 Какое оборудование использовалось.
Использованные источники:
 Книги и другие печатные издания
 Компакт-диски
 Ресурсы Интернет
Поверхностный слой литосферы, сформировавшийся под воздействием воды, воздуха и живых
организмов, называют почвой. Почва – это тонкий верхний слой земли, состоящий из глины, песка,
извести, гумуса и воды. Питательной для растений частью почвы служит гумус, или перегной,
который накопился в земле в течение столетий и даже тысячелетий в результате разложения
растительных и животных остатков. Растения и животные, погибая, превращаются в источник
питания следующих поколений живых существ. Перегной (гумус) содержит важные для питания
растений химические соединения азота, фосфора, калия и других химических элементов.
Еще за несколько тысяч лет до нашей эры земледельцы обратили внимание на то, что урожай
зависит от черноты почвы, т.е. от количества перегноя. Лучше всего плодоносят растения на
черноземных почвах, толщина которых достигает одного-двух метров, а содержание перегноя - до
10-20%. А на песчаных и глинистых почвах, содержащих мало гумуса, плохо растут даже трава и
мох...
Однако наличие гумуса в почве еще не все. Почва не должна быть слишком кислой. В ней не
должно быть избытка гуминовых кислот, которые образуются при медленном разложении
растительных и животных остатков. Нежелательно и присутствие серной и азотной кислот, которые
попадают в почву с кислотными дождями. Повышенная кислотность и небольшое содержание
гумуса характерно для красноземов и желтоземов – почв с высоким содержанием соединений
железа и алюминия. Такие почвы не редкость во влажных субтропиках.
Русские земледельцы еще в XIIIXIV вв. заметили, что если на почве разрастаются конский
щавель, хвощ, ревень, мята или подорожник, то хорошего урожая хлеба не получить. Как
выяснилось много позже, такая почва имеет повышенную кислотность. Наоборот, урожайными
оказываются почвы, где обильно растут непахучая ромашка, полевой вьюнок, ползучий пырей и
бодяк. Эти почвы имеют невысокую кислотность или нейтральны (не содержат избытка кислот или
щелочей).
Кислотность почвы, так же как и кислотность водных растворов, оценивают водородным
показателем рН. При значении рН между 4 и 5 почва обладает слабой кислотностью. На такой
почве неплохой урожай дают горох, фасоль, огурцы, редис, брюква, турнепс, помидоры, салат,
цветная капуста и шпинат. При рН от 6 до 7 почва почти не содержит кислот (нейтральна) и
хороша для моркови, белокочанной капусты, лука, чеснока, сельдерея, спаржи, редьки, репы,
подсолнечника, а также смородины, сливы, вишни и яблони.
Повышенная кислотность почвы задерживает рост растений и мешает нормальному
плодоношению. Кислые почвы плохо просыхают и образуют на поверхности корку. Эта корка
препятствует доступу воздуха к корням растений и живущим вблизи этих корней микроорганизмам,
которые помогают растениям усваивать вносимые в почву удобрения. Кроме того, при повышенной
кислотности почвы в ней образуются растворимые соли железа и алюминия, а это яды для
растений. Вот почему так важно уметь определять кислотность почвы.
Прежде чем приступить к практическому изучению почвы, давайте проведем теоретическое
исследование - отыщем в энциклопедиях, справочниках и научно-популярной литературе (в том
числе в Интернет) сведения, которые помогут ответить на следующие вопросы:




Каково влияние кислотности почвы на урожайность различных сельскохозяйственных
культур?
Какими средствами можно довести кислотность почвы до оптимального значения?
Когда люди впервые стали использовать известкование кислых почв?
Какие добавки, кроме извести и золы, помогают снизить кислотность почвы?
Подготовьте доклад, сочинение или презентацию по одному или нескольким поставленным
вопросам. А потом проведите лабораторное изучение почвы. Почва содержит как
органические, так и неорганические вещества. Водная вытяжка из образца почвы может
иметь нейтральную, кислотную или щелочную среду (опыт 1). Эту характеристику почвы
определяют с помощью индикаторов. Поскольку среда влияет на подвижность некоторых
ионов, содержащихся в почве, можно оценить возможность их накопления в тканях
растений. Наличие в почве ионов растворимых солей можно установить путем действия
соответствующих реагентов на водную вытяжку почвы (опыт 2).
Цель исследования
Исследовать почву как смесь веществ
Опыт 1. Определение кислотности почвы
Что для этого надо:
Реактивы



образцы почвы;
дистиллированная вода;
раствор универсального
индикатора или полоски
универсальной индикаторной
бумаги
Оборудование




штатив с пробирками, мерный
цилиндр;
стеклянная палочка, пипетки;
ступка с пестиком, шпатель или
ложка, лист бумаги;
сушильный шкаф или
электроплитка.
Ход эксперимента
Рисунок 1. Конский щавель показывает, что почва имеет
кислотный характер
1.
Подготовьте почву для исследования:
просушите ее до сыпучего состояния, измельчите в
ступке с помощью пестика.
2.
Поместите в пробирку образец почвы массой
2 г. Добавьте 10 мл дистиллированной воды.
Суспензию хорошо встряхните и дайте отстояться.
3.
Отберите пипеткой 1—2 мл жидкости над
осадком и перенесите в чистую пробирку.
4.
Добавьте 2-3 капли универсального
индикатора или смочите жидкостью из пробирки
полоску универсальной индикаторной бумаги.
Отметьте цвет индикатора.
Примечание. Если универсальный индикатор
отсутствует, используйте другие кислотно-основные
индикаторы (лакмус или метилоранж).
Наблюдения
1. В начале работы рассмотрите образцы почвы.
Сделайте вывод о том, что почва - это смесь
веществ: песка, глины, перегноя, солей, воздуха,
воды. Отметьте различия в цвете почв:

Тёмная, чёрная, светло-серая и коричневая
почвы содержат перегной, торф, различной
степени разложившиеся остатки растений;

Жёлтая, оранжевая, кирпичная, жёлтобурая, красно-бурая – содержат соединения
железа.

Белая, белёсая – содержит оксид алюминия,
гипс, соли кальция.
Образцы почвы одного и того же состава в сухом
и влажном состоянии имеет разную окраску.
Влажность определяется по внешнему виду
(визуально).
Наблюдая внешний вид образца, следует
отметить, например: цвет: чёрный во влажном
состоянии, светло-серый в сухом.
Какова влажность и предполагаемый состав
вашего образца почвы?
2.Сравните окраску универсальной индикаторной
бумаги с данными, приведенными в таблице 1:
Окраска универсального
индикатора
Оранжевая или желтооранжевая
Среда раствора
Сильнокислотная
Желтая
Слобокислотная
Желто-зеленая
Нейтральная
Зеленая
Слабощелочная
Сине-зеленая или синяя
Сильнощелочная
Какова кислотность водной вытяжки из почвы?
Обсуждение результатов
эксперимента



Какова кислотность почвы, которую вы
исследуете?
Кислотность почвы, как известно, влияет на
степень подвижности катионов металлов. В
тканях растений накапливаются наиболее
подвижные катионы. Некоторые из них
необходимы для развития и роста растений например, катионы меди и цинка, которые
входят в состав микроудобрений.
Какие микроэлементы могут извлекать растения
из почвы, образец которой проанализирован
вами на кислотность? При ответе воспользуйтесь
данными таблицы 2:
Кислотность
Микроэлементы
почвы
хром
кобальт
никель
медь
цинк
кадмий
ртуть
свинец
Кислые
СП
СП
СП
П
П
П
П
СП
СП
СП
СП
СП
П
СП
СП
ПН
ПН
ПН
ПН
СП
СП
СП
СП
ПН
почвы
Нейтральные
почвы
Щелочные
почвы
Условные обозначения:
ПН — практически неподвижные; СП — слабоподвижные; П - подвижные.
Опыт 2. Обнаружение ионов, содержащихся
в почве
Что для этого надо:
Реактивы





образцы почвы;
дистиллированная вода;
азотная кислота (10%);
концентрированная соляная
кислота;
водные растворы нитрата серебра
(1%), хлорида бария (20%),
тиоцианата калия (5%)
Оборудование




штатив с пробирками, колбы
емкостью 100 мл;
стеклянная воронка, стеклянная
палочка, пипетки;
фарфоровая чашка, ступка с
пестиком, шпатель или ложка,
бумажный фильтр или
фильтровальная бумага;
газовая горелка, спиртовка или
«сухой спирт» (уротропин).
Ход эксперимента
Рисунок 2. Томаты хорошо растут на слабокислых почвах
1. Приготовьте водную вытяжку почвы. Для этого
20 г сухой измельченной почвы поместите в
колбу и добавьте 50 мл дистиллированной
воды. Взбалтывайте суспензию в течение 5-10
мин, а затем отфильтруйте через бумажный
фильтр.
2. Обнаружение хлорид-ионов. Поместите в
пробирку 3-5 мл водной вытяжки. Прибавьте
5—7 капель разбавленной азотной кислоты, а
затем — раствор нитрата серебра (по каплям). В
присутствии хлорид-ионов образуется белый
творожистый осадок хлорида серебра.
3. Обнаружение карбонат-ионов. Поместите 20 г
сухой измельченной почвы в колбу и добавьте с
помощью пипетки 1 -2 мл концентрированной
соляной кислоты. В присутствии карбонат-ионов
происходит выделение диоксида углерода.
Затем добавьте в колбу 50 мл
дистиллированной воды. Взбалтывайте
суспензию в течение 5-10 мин, а затем
отфильтруйте через бумажный фильтр.
Используйте солянокислую вытяжку почвы для
последующих опытов.
4. Обнаружение сульфат-ионов. К 5 мл
солянокислой вытяжки добавьте 2—3 мл
раствора хлорида бария. В присутствии
сульфат-ионов образуется белый осадок
сульфата бария.
5. Обнаружение катионов железа(III). К 5 мл
солянокислой вытяжки почвы добавьте 4-5
капель раствора тиоцианата калия. В
присутствии катионов железа(III) раствор
становится ярко-красным вследствие образования тиоцианата железа(III) Fe(NCS)3.
6. Обнаружение катионов натрия и кальция.
Внесите в пламя газовой горелки, спиртовки
или сухого горючего стеклянную палочку,
смоченную солянокислой вытяжкой. Пламя
приобретает желтую окраску в присутствии
катионов натрия и красную — в присутствии
катионов кальция.
Примечание. Если содержание в почве того или
иного иона невелико, то вместо образования
осадков наблюдается лишь помутнение раствора, а
красная окраска пламени незаметна.
Наблюдения
Перерисуйте таблицу 3.
Отметьте изменение окраски раствора при
добавлении реагента, выпадение и цвет осадков,
выделение газообразных веществ, окраску
пламени; наличие или отсутствие соответствующего
иона в почве.
Таблица 3
Ионы
Наблюдения
Наличие ионов
(+ или -)
Хлорид-ион
Карбонат-ион
Сульфат-ион
Катион натрия
Катион кальция
Катион
железа(III)
Обсуждение результатов
1.
2.
3.
4.
Какие ионы присутствуют в образце почвы?
Укажите ионы, содержание которых невелико.
Какие ионы не удалось обнаружить данными
методами?
Составьте ионные уравнения протекающих
реакций
Общие выводы. Дайте характеристику изученным образцам почвы. Сделайте предположение о том,
для каких сельскохозяйственных культур она наиболее пригодна.
Желаем удачи!