Химический анализ почвы пришкольного участка.

Каждая школа имеет пришкольный участок, территория которого может использоваться как в эстетических, так и в практических целях. Эстетическая функция пришкольного участка реализуется в цветниках, розариях, декоративных уголках. Практический аспект пришкольного участка подразумевает наличие хозяйственно ценных территорий, например, сада с плодоносящими деревьями, огорода, где выращиваются овощные культуры. Пришкольный участок может использоваться и как экспериментальная площадка для научно-исследовательской деятельности учащихся. В любом случае, состояние почвы, её плодородие представляет большой практический интерес для реализации всех функций пришкольного участка. Исследование основных параметров почвы можно организовать в качестве дополнительного химического практикума в 9 классах общеобразовательных учреждений. Предлагаемые методики доступны для любой школьной лаборатории. Практико - ориентированная направленность данного исследования позволяет реализовать деятельностный подход в обучении. Особенно актуально это при изучении химии – науки экспериментальной, требующий формирования у детей практических компетенций. В сельских школах в диапазон данного исследования можно включить почву с личных приусадебных участков, полей и территорий, не используемых в хозяйственной деятельности.

Взятие почвенных образцов и подготовка их к анализу

Агрохимическое исследование почвы начинается с взятия почвенных образцов.

Как сказано в соответствующей литературе, взятие почвенных образцов – очень важный момент, поэтому ему должно быть уделено самое серьёзное внимание. Если образцы были отобраны неправильно, результаты анализов, как бы тщательно их не выполняли, не отразят природных свойств почвы и могут привести к неправильным заключениям [4].

Исследуемый участок разбивают на элементарные фрагменты. Их должно быть не менее 10. Почвенная проба берётся с каждого такого фрагмента с глубины пахотного слоя. Из точечных проб, отобранных с элементарных фрагментов участка, составляют объединённую пробу. Масса объединенной пробы должна быть не менее 400 г. Отобранные объединённые пробы помещают в специальные мешочки с этикетками.

В дальнейшем их необходимо подсушить непосредственно в мешочке в сухом проветриваемом помещении.

Определение кислотности почв

Необходимость определения данного параметра обусловлена тем, что реакция почвенной среды влияет на рост и развитие сельскохозяйственных культур, являясь важным условием почвенного плодородия.

При рН 4-4,5 реакция сильнокислая,

при рН 4,6-5,0 среднекислая,

при рН 5,1-5,5 слабокислая,

при рН 5,6 – 6,0 близкая к нейтральной,

при рН 6,1-7,0 нейтральная,

при рН 7.1-8,0 слабощелочная.

Как установлено почвоведами, культурные растения не переносят кислой реакции и хорошо растут только на нейтральных и близких к ним по значению реакции среды почвах [5]. Такая почвенная реакция благоприятна для развития полезных почвенных микроорганизмов, обогащающих почву азотом.

Для определения кислотности почвы можно использовать методику, описанную в учебнике «Химия 8 класс» И.И. Новошинского, Н.С. Новошинской. Лабораторная работа № 6 «Определение рН среды» включает опыт 2 «Получение почвенного раствора и определение его рН».

«В пробирку поместите почву (высота столбика почвы должна быть 2-3 см). Прилейте 5-7 см³ прокипячённой (для удаления углекислого газа) воды. Закройте пробирку пробкой и встряхивайте в течение 2-3 минут. Дайте раствору отстояться 1-2 минуты. Затем приготовьте бумажный фильтр, вставьте его в воронку, закреплённую в кольце штатива. Поставьте под воронку сухую чистую пробирку и осторожно профильтруйте, не взбалтывая осадка, полученную смесь почвы и воды. Почва останется на фильтре, а собранный в пробирке фильтрат представляет собой почвенный раствор (почвенную вытяжку). Нанесите стеклянной палочкой или пипеткой почвенный раствор на индикаторную бумагу» [3].

Качественное определение карбонат – ионов

Наличие в почве карбонатов устанавливают с помощью 10%-ной соляной кислоты. Небольшое количество почвы помещают в фарфоровую чашку и приливают пипеткой несколько капель кислоты. При наличии в почве карбонатов с её поверхности начинают выделяться пузырьки углекислого газа. По интенсивности их выделения судят о более или менее значительном содержании карбонатов.

Наличие или отсутствие свободных карбонатов является важным диагностическим признаком почв. Присутствие заметных количеств карбонатов препятствует развитию кислотности, а иногда приводит к возникновению щелочности, что оказывает важное влияние на подвижность многих веществ в почве. Из карбонатов почти во всех видах почв преобладают карбонаты щелочно-земельных металлов (доломит, магнезит, гидрокарбонаты кальция и натрия).

В случае качественного обнаружения карбонатов осуществляется их количественное определение. О примерном содержании карбонатов можно судить по характеру вскипания почвы в определённой навеске образца.

Таблица 1. Определение величины навески почвы для определения карбонат - ионов.

Вскипание

Содержание

карбонат – ионов, %

Величина навески,

г

Очень сильное (бурное)

≥ 10

0,5 – 1,0 г

Сильное, продолжительное

5 – 10

1,0 – 1,5

Заметное, но кратковременное

3-4

1,5 – 2,0

Слабое и кратковременное

2 – 3

2,0 – 3,0

Очень слабое и малозаметное

1 - 2

3,0 – 5,0

Вскипание отсутствует

≤ 1

≥ 5,0

Качественное определение сульфат – ионов и хлорид – ионов

Наличие в почве легко растворимых солей определяют с помощью анализа водной вытяжки. В большую пробирку или стакан помещают 5 г почвы и заливают 25 см³ дистиллированной воды. Около 2-3 минут эту суспензию взбалтывают, а затем получившийся раствор отфильтровывают. Раствор делят на две части и в одной пробирке добавляют к нему азотнокислое серебро, а в другой – хлористый барий. Если при добавлении азотнокислого серебра раствор белеет и на дно выпадает хлопьевидный осадок хлорида серебра, то в почве содержатся хлориды. Если при добавлении хлористого бария раствор мутнеет и происходит выпадение мелких кристалликов сульфата бария, то в почве имеются легкорастворимые сульфаты.

Хлориды и сульфаты снижают плодородие почвы, поэтому их наличие снижает хозяйственную ценность почвы и требует их удаление.

Качественное определение нитрат – ионов

Одним из важных элементов почвенного питания растений является азот. Источником азота в почве могут служить соли: азотной кислоты, аммония и азотистой кислоты. В последнее время стало известно об усвоении растениями органических азотсодержащих веществ – амидов и аминокислот, но их непосредственная роль в питании растений невелика. Нитритов в большинстве почв ничтожно мало, поэтому для характеристики обеспеченности растений почвенным азотом принято определять количество нитратов и аммиака. Наиболее легко и быстро растения усваивают нитраты, поэтому содержание их в почве – основной показатель обеспеченности её доступным для растений азотом.

Для обнаружения нитрат – ионов удобно использовать дифениламин, если данный реактив есть в наличие в школьной лаборатории [1]. Для приготовления раствора 0,1 г дифениламина надо растворить в 10 мл крепкой серной кислоты.

Готовый раствор нужно хранить в тёмной склянке. К 5 мл фильтрата по каплям прибавляют дифениламин. О содержании нитратов судят по изменению окраски: при небольшом содержании нитратов появляется светло-голубая окраска, при большом – тёмно-синяя.

Качественное определение гумуса

Одним из главных признаков плодородия почвы является наличие в ней гумусовых веществ, которые обуславливают чёрную, тёмно-серую и серую окраски.

Гумусовые вещества - это органическая часть почвы, которая образуется при разложении и гумификации органических остатков растительного и животного происхождения [2]. От запасов гумуса в почве зависит урожайность сельскохозяйственных культур. В необрабатываемых почвах содержание гумуса находится в равновесном состоянии, при распашке и использовании их это равновесие нарушается. В связи с этим возникает необходимость определения гумуса в почвах и его регулирования для создания условий бездефицитного и положительного баланса. Для определения гумуса в почве разработаны различные методики, в том числе инструментальные. Для школьной лаборатории эти методики не приемлемы, поэтому доступна визуальная оценка образцов почвы по их цвету.

Таблица 2 .

Категории почвы по окраске, содержанию гумуса и плодородию

Окраска почвы

Содержание гумуса, %

Категория почвы

Очень чёрная

10-15

Высокогумусная, очень плодородная

Чёрная

7-10

Гумусная, плодородная

Тёмно-серая

4-7

Среднегумусная, среднеплодородная

Серая

2-4

Малогумусная, среднеплодородная

Светло-серая

1-2

Малогумусная, малоплодородная

Список использованной литературы.

1. Врабий М.Н. Химический кружок для восьмиклассников // Химия в школе. – 2007. - №9. – С.78

2. Жуков А.И., Попов П.Д. Регулирование баланса гумуса в почве. – М.: Росагропромиздат, 1988.

3. Новошинский И.И., Новошинская Н.С. Химия 8 класс. – М.: Русское слово, 2010.

4. Радов А.С., Пустовой И.В., Корольков А.В. Практикум по агрохимии. – М.: Колос, 1981.

5. Цуриков А.Т. Почвоведение. – М.: Агропромиздат, 1986.