Практическая работа 3. Анализ почвы
Вопрос. Из курса физической географии вы знаете, от чего зависит плодородие почвы. Почва является индивидуальным веществом или смесью веществ? Предложите свои варианты исследования почвы с помощью изученных способов разделения смесей. Сделайте общий вывод.
Плодородие почвы зависит от её химического состава, структуры, содержания гумуса, микроэлементов, влаги и полезных микроорганизмов. Также важны климатические условия и деятельность человека, которые могут либо улучшать, либо ухудшать её свойства.
Почва не является индивидуальным веществом, а представляет собой сложную смесь, включающую минеральные и органические компоненты, воздух и воду. В её составе можно обнаружить песчинки, глинистые частицы, перегной, соли и различные микроорганизмы. Это гетерогенная смесь, так как её компоненты можно разделить механическим путём.
Для исследования состава почвы можно применить несколько способов разделения смесей:
Отстаивание – если поместить почву в воду, более тяжёлые частицы (песок, ил) быстро осядут на дно, а более лёгкие останутся во взвешенном состоянии.
Фильтрование – позволяет отделить крупные твёрдые частицы почвы от жидкой фракции (например, растворённых солей).
Выпаривание – помогает выявить наличие растворимых солей, оставляя после испарения воды сухой осадок.
Флотация – используется для отделения органических веществ, например, лёгкие частицы перегноя всплывают на поверхность.
Магнитное разделение – позволяет выявить наличие железосодержащих примесей в почве.
Вывод: почва представляет собой сложную многокомпонентную смесь, состоящую из минеральных, органических и водных компонентов. Разделение её на составные части позволяет лучше понять её свойства и оценить уровень плодородия.
Опыт 1. Рассмотрите с помощью увеличительного стекла или лупы образец почвы. Сделайте вывод: почва является индивидуальным веществом или смесью веществ?
Почва представляет собой смесь веществ, так как состоит из минеральных частиц (песка, глины, ила), органических остатков, воды и газов. Каждая из этих составляющих сохраняет свои свойства, что характерно для смесей.
Почва является гетерогенной смесью, поскольку её компоненты имеют разную структуру, размеры и могут быть разделены механическими методами. В ней можно различить твёрдые частицы (песок, камешки), органические включения (листья, перегной) и растворённые вещества.
После добавления дистиллированной воды в пробирку с почвой и встряхивания наблюдается расслоение смеси.
Наблюдения за осаждением частиц почвы и структурой осадка.
Более тяжёлые частицы (песок, галька) оседают быстрее.
Лёгкие частицы перегноя и глины остаются во взвешенном состоянии и медленно оседают.
Органические включения (листья, корни) могут всплывать.
Растворённые соли остаются в воде.
Разные компоненты почвы ведут себя по-разному в воде из-за различий в плотности и растворимости. Более тяжёлые частицы быстро оседают на дно, а мелкие и лёгкие остаются взвешенными дольше. Органические вещества могут всплывать, так как обладают меньшей плотностью, чем вода.
Вывод
Почва – это гетерогенная смесь, состоящая из различных минеральных и органических компонентов. Она включает в себя растворимые и нерастворимые вещества, которые можно разделить различными физическими методами (отстаивание, фильтрование, выпаривание).
Опыт 2. Получение почвенного раствора и опыты с ним
Выполнение заданий:
Фильтрование почвенного раствора.
Бумажный фильтр был вложен в воронку и смочен водой.
Смесь почвы и воды профильтрована, нерастворимые компоненты остались на фильтре.
Получен прозрачный почвенный раствор.
Испарение воды из почвенного раствора.
После нагревания на стеклянной пластинке остались белые и буроватые следы, свидетельствующие о наличии растворённых минеральных солей и органических веществ.
Вывод: в почвенном растворе содержатся растворённые соли и органика.
Определение кислотности почвенного раствора.
При нанесении капли почвенного раствора на универсальную индикаторную бумагу цвет изменился.
По шкале определено, что среда раствора слабокислая (pH < 7).
Вывод: почвенный раствор имеет слабокислую среду, что характерно для почв с большим количеством органических остатков.
Добавление перманганата калия в почвенный раствор и дистиллированную воду.
В пробирке с дистиллированной водой окраска раствора осталась фиолетовой, что свидетельствует об отсутствии органических веществ.
В пробирке с почвенным раствором окраска исчезла или изменилась, что говорит о наличии органических соединений (перегноя), способных восстанавливать перманганат калия.
Вывод: почвенный раствор содержит перегной, который является важным компонентом плодородных почв.
Общий вывод
Фильтрование почвенного раствора позволило выделить его из смеси воды и твёрдых частиц. Проведённые опыты показали, что почвенный раствор содержит минеральные соли и органические вещества (перегной), а также обладает слабокислой средой. Эти факторы важны для оценки плодородности почвы и её химического состава.
Дополнительное задание. Проконсультируйтесь у специалиста, какая почва характерна для вашего региона. Предложите свой способ улучшения ее плодородия.
Самарская область расположена в лесостепной и степной зонах, что обуславливает разнообразие её почвенного покрова. Наиболее распространёнными типами почв в регионе являются чернозёмы, которые занимают более 50% территории. Среди них выделяются чернозёмы обыкновенные, чернозёмы солонцеватые и каштановые почвы. Также встречаются серые лесные почвы, дерново-карбонатные и болотные почвы.
Чернозёмы обыкновенные и солонцеватые обладают высокой естественной плодородностью благодаря значительному содержанию гумуса. Однако в последние годы наблюдается тенденция к снижению содержания гумуса в почвах региона, что негативно сказывается на их плодородии.
Предложение по улучшению плодородия почв
Для повышения содержания гумуса и общего плодородия почв рекомендуется внедрять системы расширенного воспроизводства плодородия, направленные на улучшение гумусового состояния. Это может включать:
Применение органических удобрений: внесение навоза, компостов и сидератов способствует увеличению содержания органического вещества в почве.
Севооборот с участием бобовых культур: бобовые растения обогащают почву азотом, улучшая её структуру и плодородие.
Минимизация обработки почвы: сокращение глубокой вспашки и переход к минимальной обработке помогают сохранить структуру почвы и предотвратить эрозию.
Посев покровных культур: использование покровных культур защищает почву от эрозии, улучшает её структуру и способствует накоплению органического вещества.
Комплексное применение этих мероприятий позволит улучшить плодородие почв Самарской области, обеспечивая устойчивое сельскохозяйственное производство и сохранение почвенных ресурсов для будущих поколений.
Параграф 5. Атомно-молекулярное учение. Химические элементы