Исследовательская работа «Растения-индикаторы кислотности почв»

Управление образования Администрации МО

«Сюмсинский район» Муниципальное общеобразовательное учреждение Сюмсинская средняя школа

Исследовательская работа

На тему: «Растения-индикаторы кислотности почв»

Выполнил: Пантюхина Александра

ученица девятого класса

Сюмсинской средней

общеобразовательной школы

Руководитель: Осипова

Светлана Михайловна

учитель химии Сюмсинской

средней общеобразовательной

школы

 

с.Сюмси

Содержание.

Введение……………………………………………………………..2

1. Обзор литературы ……………………………………………….3

1.1 Кислотность почв………………………………………………3

1.2 Химическая мелиорация почв…………………………………4

1.3 Водородный показатель ……………………………………….5

2. Экспериментальная часть ………………………………………..9

Выводы ………………………………………………………………12

Литература …………………………………………………………..13

Введение

Одним из важнейших свойств почвы является кислотность. От нее в значительной степени зависит нормальный рост и развитие растений. При известковании кислых почв в зависимости от их кислотности вносят определенную дозу извести. Поэтому кислотность почвы необходимо знать, а также и уметь определять. Кислотность почвы можно определить с помощью универсальной индикаторной бумаги, а можно, прибегая к более простому методу, с помощью растений-индикаторов.

Цель нашей работы: выяснить, можно ли применять растения индикаторы для определения кислотности почв.

Объектом нашего исследования стали почвы.

Предметом исследования является кислотность почв.

В соответствие с выше сказанным мы определились с задачами исследования:

Изучить литературу по вопросам:

а) что такое кислотность почв;

б) способы устранения кислотности почвы;

в) что такое водородный показатель.

Определить кислотность почв где растут растения- индикаторы с помощью универсальной индикаторной бумаги.

Обзор литературы

Кислотность почв.

Почва-тонкий слой земли, дающий жизнь растениям, образованный с помощью преобразований поверхностных слоев литосферы, совместным воздействием воды, воздуха и организмов. Почва состоит из генетически связанных горизонтов, отражающих эволюцию почвообразования. В ней наши «зеленые спутники» находят опору для корней, питательные вещества, воду и от ее свойств зависит их рост и развитие.

Одним из важных свойств почвы является кислотность. Она обусловлена наличием в почве органических и минеральных кислот, физиологически кислых солей. Органические кислоты образуются в процессе гниения остатков растений и животных при отсутствии аэрации (доступа воздуха) почвы. Таковы, например, торфяники. Под физиологически кислыми солями понимается внесенная в почву минеральные удобрения такие, как сульфат аммония, хлористый аммоний, аммиачная селитра, повышающие кислотность почвы в результате систематического применения, которая не сопровождается известкованием. Также кислоты в почве накапливаются , когда атмосферные осади , весенняя талая вода вымывают из нее кальций и магний. Этот процесс характерен для подзолистых почв, поэтому они имеют, как правило, высокую кислотность дополнительным фактором увеличения кислотности почвы являются и кислотные дожди, содержащие серную и частично азотную кислоты.

Кислотность почвы напрямую связанна с усвоением растениями питательных веществ, необходимых для их роста. Слишком кислые и щелочные почвы неблагоприятны для большинства растений потому, что плохо растворяют питательные вещества. Например, на кислых почвах значительная часть внесенных фосфорных удобрений переходит в нерастворимую, трудно доступную для растений форму. Также в кислых почвах повышается растворимость соединений железа, марганца, алюминия, бора, меди, цинка; при избытке этих элементов снижается продуктивность растений. В то же время высокая кислотность понижает доступность такого важного микроэлемента как молибден.

В кислых почвах плохо развиваются бактерии. Это значит, что замедляется переход перегноя в растворимые минеральные соли. Кроме того, кислые почвы весной плохо просыхают, а потом быстро пересыхают и покрываются коркой. Сильно кислую и кислую почву не переносят дождевые черви, отсутствие которых ощутимо снижает ее плодородие.

Химическая мелиорация почв.

Химическую мелиорацию проводят для улучшения качества почв с повышенной кислотностью или щелочностью. В первом случае осуществляют известкование, во втором гипсование.

Известкование действует на почву многосторонне: улучшает деятельность клубеньковых и азотфиксирующих бактерий, повышает коагулирующую способность почвенных коллоидов, а потому на 30-40% повышает эффективность минеральных удобрений; улучшает структуру почв, их водный и воздушный режим; способствует развитию корневой системы растений.

Основное известковое удобрение молотый известняк CaCO3. Нерастворимый в воде карбонат кальция под действием углекислого газа (продукта жизнедеятельности микроорганизмов) и воды превращается в растворимый гидрокарбонат кальция, который гидролизуется по аниону. Образующиеся гидроксид анион и нейтрализует избыток котионов водорода в кислых почвах.

Культурные растения по разному реагируют на кислотность почвы и известкование. Люцерна, капуста, клевер, свекла очень чувствительны к кислотности почв, им нужна среда, близкая к нейтральной (рН 6,2-7,2), поэтому почвы нужно известковать. Пшеница, ячмень, кукуруза, горох, бобы, вика, турнепс, брюква хорошо растут при слабокислой реакции (рН 5,1-6,0) и известковании. Рожь овес, тимофеевка, гречиха переносят умеренную кислотность (рН 4,5-5,0) и положительно реагируют на высокие дозы извести. Картофель, лен, подсолнечник легко переносят умеренную кислотность и требуют известкования только на сильно-и средне-кислых почвах. Люпин, чайный куст мало чувствительны к повышенной кислотности почв.

Кроме известняков, в качестве известковых удобрений применяют другие карбонатные минералы: известковый туф, доломит, мел.

Водородный показатель

Кислотность почвы обозначает рH, а ее степень соответствующей цифрой.

РH – водородный показатель, где р-начальная буква датского слова potenz-математическая степень; буква Н-символ водорода. Это понятие было введено в 1909г. датским химиком С.Серенсеном для выражения концентрации ионов Н+ в растворе. рН равен десятичному логарифму концентрации ионов Н+ взятому с обратным знаком: рН=- Ig (H). В зависимости от концентрации ионов Н+ в растворе среда может быть кислая, щелочная или нейтральная.

Дистиллированная вода считается нейтральной. Она как сложный электролит в незначительной степени диссоциирует на ионы Н+ и ОН-, которые находятся в равновесии с недиссоциированности молекулами Н2О: Н2О –Н+ + ОН-

Опытом установлено, что в 1 литре воды при комнатной температуре (220С) диссоциации подвергается лишь 10-7 моль/л Н2О и при этом образуется 10-7 моль/л ионов Н+ и 10-7 моль/л ионов ОН-. рН=- Ig(10-7)=7

Таким образом, если рН=7, [Н+]=[ОН-] среда нейтральная;

рН<7, [Н+]>[ОН] среда кислая

рН>, [H+]<[OH-] среда щелочная.

 

рН раствора можно определить показатель с помощью универсальной индикаторной бумаги, которая представляет собой обычную фильтровальную бумагу, пропитанную Раствором универсального индикатора. Она предназначена для определения рН в интервале от 1 до 10. В зависимости от рН раствора универсальная индикаторная бумага приобретает различную окраску, по которой с помощью цветной стандартной шкалы определяют рН раствора. Как и водный, почвенный раствор, рН которого равен 7, считается нейтральным, если рН>7- щелочным и при рН<7- кислым. Существует классификация почв по кислотности, которая приведена в таблице 1.

Таблица 1.

Классификация почв по кислотности

На кислотность почвы различные растения реагируют по разному: некоторые требуют для своего развития кислых почв, такие растения называют ацидофилами; другие нуждаются в близких нейтральным почвам; третие предпочитают щелочные почвы, это растение-базофилы. Каждый вид растений может существовать лишь в свойственных ему пределах кислотности (рН) почвенных растворов. Потому некоторые растения и выступают в роли индикаторов-кислотности почв.

Растения-индикаторы кислотности почв. Таблица №2

Так называемые эвритопные растения нормально развиваются в широких пределах кислотности почвенных растворах (от 3,0 до 7,5 и от 5,0 до 9,5). Поэтому использовать их в роли индикаторов кислотности почв нельзя. К этим растениям относятся: земляника лесная, лютик ползучий, мазибелая, птичья гречиха, вьюнок полевой.

Экспериментальная часть.

«Определение кислотности почвы с помощью растений – индикаторов и универсальной индикаторной бумаги».

Оборудование и реактивы: столовая ложка или детский совок, пинцет, фарфоровая ступка с пестиком, весы, разновесы, универсальная индикаторная бумага, химические стаканы (100 мл.), образец 1 н раствор КСL.

Ход работы:

Определение кислотности почвы с помощью растения – индикатора.

. Определили участок, где находится растение – индикатор,и кислотность почвы на нем с помощью таблицы 2.

Определение кислотности почвы с помощью универсальной индикаторной бумаги

а) Отбор почвенных образцов, их хранение и подготовка к анализу

. Взяли 5 – 6 столовых ложек почвы в разных местах этого участка.

Примечание: В лесу, на лужайке образцы почвы достают с глубины 5 – 10 см. В поле, в саду, на лугу для отбора проб используют верхние 15 – 20 см почвы.

. Сложили все пробы в полиэтиленовый пакет.

. Обязательно заполните этикетку с указанием даты и места отбора пробы, растения – индикатора, вашей фамилии.

. Положили этикетку в полиэтиленовый пакет с отобранной почвой и принесли в помещение для хранения.

Примечание: так как в полиэтиленовом пакете почва сильно отсыревает вплоть до исчезновения записи на этикетке, заклеили ее с обеих сторон скотчем (или положите в маленький полиэтиленовый мешочек).

. Не более чем через сутки высыпали содержимое пакета на лист плотной бумаги или подстилку из полиэтиленовой пленки, тщательно перемешали и подсушили на воздухе в течение 2 – 3 дней, избегая попадания прямых солнечных лучей.

Примечание: Не рекомендуется сушить почву на бумаге с текстом или рисунками, а также на любых поверхностях, покрытых краской. Помещение для хранения должно быть сухим, хорошо проветриваемым, не содержащим в воздухе паров кислот и газов.

. После высушивания из почвенной смеси удалили пинцетом все посторонние примеси (листья, корни, мелкие камешки и др.)

. Растерли почву в фарфоровой ступке пестиком пока диаметр комочков не будет превышать 1 – 2 мм.

. Растертую почву поместили в тот же полиэтиленовый пакет вместе с этикеткой.

а) Приготовление солевой вытяжки из почвы.

. Взвесили на весах 10 г. воздушно – сухой почвы и поместили ее в химический стакан.

. Добавили к навеске 25 мл. 1 н. раствора КСI (соотношение почва: вода = 1:2,5).

. Взболтали смесь и оставили на сутки.

. На следующий день перемешали раствор и приступили к анализу.

Примечание: для приготовления 1 н. раствора КСI необходимо 74,56 хлористого калия растворить в воде и довести объем в мерной колбе до 1 литра. Раствор следует готовить, как минимум, за сутки до приведения анализа.

В) Определение рН солевой вытяжки с помощью универсальной индикаторной бумаги.

. В стакан с небольшим объемом вытяжки, опустили полоску универсальной индикаторной бумаги.

. По ее окраске определили величину рН (с точностью до 0,5 рН) с помощью цветовой стандартной шкалы, показывающей окраску бумаги при различных значениях рН. Опыт проводили три раза.

Оформление результатов работы.

Результаты, полученные в ходе практической работы, приведены в таблице 3.

Таблица 3.

Результаты определения кислотности почв.

Выводы.

В ходе практической работы была определена кислотность почвы с помощью растения-индикатора и универсальной индикаторной бумаги. Из результатов работы видно, что величина рН солевой вытяжки находится в свойственных растению пределах кислотности почвы. Поэтому данные растения-индикаторы (смородина черная, малина, лебеда бородавчатая, сфагнум компактный, лютик ядовитый, мать-и-мачеха) можно применять для определения кислотности почвы .