Химический состав и экология почв Краснокутского района



Скачать 113.31 Kb.
Дата01.05.2016
Размер113.31 Kb.
Химический состав и экология почв Краснокутского района






Кулахметова З., Кучукова К. 11 Б.,

Чекулаева Н., 11 А
Руководители проекта:
Пономарёва Л. П., Тибанова Н. Р.

Почва – весьма своеобразное тело природы. Если ее правильно, рационально использовать, учитывая все особенности протекающих в ней процессов, то она бесконечно долго может успешно выполнять свои глобальные функции, в том числе служить главным природным ресурсом сельскохозяйственного производства. Почвы – одно из главных богатств нашего района, которое необходимо беречь.

В Краснокутском районе, в почвенном покрове преобладают каштановые, светло-каштановые почвы и солончаки (гидроморфные)

Каштановые почвы формируются на карбонатных лесовидных суглинках и глинах под растительностью сухих степей. Гумусовый горизонт этих почв имеет каштановую окраину, в первом метре почвенного профиля наблюдается обильное выделение карбонатов, а во втором – гипса. Профиль каштановых почв состоит из гумусового и карбонатного (часто также гипсового и солевого) горизонтов, он не дифференцирован по содержанию полуторных окислов St, Fe, Al. Содержание гумуса в пахотном горизонте суглинистых почв составляет 3-4% и постепенно уменьшается вниз по профилю. Запас гумуса 120-130 т/га. Почвенный поглощающий комплекс (ППК) полностью насыщен катионами кальция и магния, реакция почвенного раствора нейтральная или слабощелочная по всему профилю. Профиль не диффенцирован по содержанию.

Солончаки – это почвы, содержащие в слое 0-30 см более 6 % соды или более 2% сульфатов. Такая градация обусловлена различной токсичностью солей, особенно соды. Солончаки по характеру водного режима – гидроморфные (грунтовые воды на глубине 1-3 м). Различают поверхностные солончаки, где соли сконцентрированы в основном на глубине 0-30 см. и глубокопрофильные, в которых высокие концентрации солей наблюдаются от поверхности до уровня почвенно-грунтовых вод.

Профиль солончаков слабо дифференцирован на горизонты. В них выделяют гумусовый горизонт А, переходный В и почвообразующую породу С. по всему профилю солончака видны выцветы и налеты солей, особенно при подсыхании стенки разреза. Одна их характерных особенностей типичных солончаков – равномерное распределение илистых частиц, St и полуторных оксидов. Содержание гумуса невелико 1-3 %.

Мы произвели исследования по влиянию различных веществ на растения: бобовые (фасоль), зерновые (пшеница), бахчевые (тыква).

Исследования влияния различных веществ на растения

Имитируемая экологическая катастрофа

Вещество

Объем раствора (мл), концентрация

Время от начала эксперимента, мин

Влияние вещества на растения

Засоление почв

Хлорид натрия

5, насыщенный

7

Побурение и отмирание корня

16

Увядание листьев

19

Скручивание листьев

Закисление почв

Соляная кислота

5

16

Стебель приобрел фиолетовую окраску

10%

28

Пожелтение и отмирание корня, начало увядания

Защелачивание почв

Едкий натр

5

4

Пожелтение и отмирание корня

20%

13

Посинение стебля

Загрязнение почв тяжелыми металлами

Медный купорос

5

насыщенный



7

Пожелтение корня

15

Отмирание корня

Внесение избытка минеральных удобрений

Нитрат калия

5

насыщенный



6

Пожелтение и отмирание корня

15

Увядание листьев

Хлорид калия

5

насыщенный



18

Пожелтение и отмирание корня

27

Вздутие и позеленение основания стебля

Загрязнение почв органическими соединениями

СМС

5

Насыщенный



5

Побурение стебля

17

Пожелтение и отмирание корня

19

Увядание и скручивание листьев

Ацетон,

дистилированная вода



2

3


7

19


Посинение стебля

Стебель приобрел интенсивную фиолетовую окраску






26

Увядание листьев

Обследуемый образец почвы был взят на опытных полях ГНУ Краснокутской селекционной станции НИИСХ Юго-Восток. Данная местность находится на расстоянии 7 км. От г Красный Кут. Вблизи полей нет проезжих автомобильных и железных дорог, т.е. участок расположен далеко от возможных загрязнений.

Тип почв сухих степей – светло-каштановые почвы. Она имеет темную окраску, зернистую структуру, рыхлое сложение. Светло-каштановые почвы формируются в сухом континентальном климате с теплым засушливым продолжительным летом и холодной1 зимой с незначительным снеговым покровом. Высота его в разных частях зоны колеблется от 15-40 см. средняя годовая t воздуха 90 С. коэффициент увлажнения 0,25 – 0,30. Особенности природных условий зоны, в частности более изреженный растительный покров, определяют ослабленное развитие дернового покрова. Поэтому светло-каштановые почвы отличаются небольшой мощностью гумусового слоя.

Почвообразующие породы – желто-бурые часто скелетные карбонатные суглинки.

В профиле почв под слоем слабовыраженной дернины Aq выделяется гумусовый горизонт А светло-каштанового цвета с буроватом оттенком, комковатой или комковато-пылеватой структуры. За ним идет гумусовый переходный горизонт В1 серовато-бурой окраски, крупнокомковатый. Ниже расположен горизонт гумусовых затеков В2, неоднородный по окраске, серовато-бурый, крупнокомковатый. Под ним залегает иллювиальный карбонатный горизонт Вк буровато-желтого цвета, призмовидно-ореховатой структуры.


Химический состав и физико-химические свойства


Катионы Н+. Специфическая реакция на ионы Н+ - изменение окраски растворов различных индикаторов. Реакция почвенного раствора слабощелочная, рН = 7,2 – 7,5.

Катионы щелочных металлов. Для обнаружения этих ионов я вносила в пламя спиртовки нихромовую проволоку опущенную предварительно в почвенный раствор. Я наблюдала изменение окраски пламени в ярко-желтый цвет, что свидетельствует о наличии ионов Nа+ в анализируемом растворе.

Ионы щелочных металлов. Для определения ионов Ва2+ я добавила к почвенному раствору насыщенного раствора СаSО4 и наблюдала выпадение осадка сульфата бария, также использовала дихромат калия К2Сr2О7 в ацетатном буферном растворе. Он образует с ионами Ва2+ желтый кристаллический осадок


2 ВаСl2 + К2Сr2О7 + Н2О + 2СН3СООNа = 2ВаCrО4↓ + 2КСl + 2Сu3СООН + 2 NaCl

Два опыта подтвердили наличие ионов Ва2+



Отрицательные влияния на почву.

Для исследуемой почвы характерно значительное влияние человека. Вносится большое количество минеральных удобрений, производится орошение почв. В настоящее время орошение прекратилось, что сказывается на урожайности. Так в 2001 г. было собрано 10 ц. твердой пшеницы, 2002 г. – 7 ц. нута, 2003 – 11 ц. мягкой пшеницы, 2006 г – 20 ц. озимой.

Для сохранения почвенного плодородия необходимо соблюдать ряд условий:


  1. безотвальная и плоскорезная обработка почвы

  2. вспашка поперек склонов

  3. посев многолетних трав

  4. регулирование снеготаяния

  5. создание полезащитных полос

  6. правильная эксплуатация земель (правильное орошение, умеренное использование минеральных удобрений и ядохимикатов)




Наличие катионов и анионов

Метод определения

Влияние на рост

Отношение к террит.

Катион Н+

Изменение окраски индикаторов (лакмуса, метилого оранжевого, фенолфталеина




Слабощелочная рН = 7,2 –7,5

Катионы щелочных металлов Катионы Nа+

Внесение нихромовой проволоки в пламя горелки, предварительно опустив в анализируемые раствор

Приводит к приспособленности к обитанию в условиях высокой солености

присутствует

Ионы щелочно-земельных металлов .

Катионы Ва2+



Добавление к исследуемому р-ру насыщенного р-ра CaSО4 и выпадение осадка сульфата бария




присутствует

Нитрат-ионы

На предметное стекло помещаем каплю анализируемого р-ра кристаллик FeSO4 и каплю HSO4 (конц), не допуская их смешивания. Вокруг кристаллика образуется бурое кольцо.

У растений образуется мощная вегетативная масса

присутствует

Данный образец почвы был взят в пределах города, за территорией школы.


Условия почвообразования.

Исследуемая почва расположена на территории, находящейся в 3-х метрах от дороги. Микрорельеф не выражен, изрезан скудной, низкорослой растительностью. Климат местности умеренно-континентальный. Грунтовые воды залегают на глубине 1 –3 м.

Изучение почвы позволяет определить ее строение и свойства, идущие в ней процессы, ее плодородие. Для того чтобы это было выяснено полно и точно, я детально изучила почву в школьной лаборатории, проведя множество физических и химических анализов.
Таблица результатов физического анализа почвы


Критерий

Характеристика

цвет

серо-коричневый

структура




гранулометрический состав

суглинистый

плотность

уплотнен

новообразование




включения

корни растений, следы деятельности человека (обломки кирпичей, керамика)

влажность

влажный

Определить гранулометрический состав можно следующим образом: почву растереть, разрушить структурные отдельности, комочек почвы увлажнить, затем из этой массы скатать круглую палочку диаметром 3-4 мм. и длиной около 5 см. Если из нее можно сделать кольцо и оно не будет иметь трещин, значит почва глинистая, если палочку можно сделать, но при сгибании в кольцо она дает трещин – почва суглинистая: если палочку нельзя скатать, но можно скатать шарик – почва супесчаная, и, наконец, если и шарик не скатывается, то почва песчаная. В моем опыте результат гранулометрического состава показал, что почва – суглинистая.

Химический анализ почвы проводят для обнаружения в ней различных соединений, ионов.

Перед тем как преступить к опытам, я приготовила раствор почвы. Для этого в стакан помещают часть образца и заливают дистиллированной водой. Около 2-3 минут эту суспензию взбалтывают, а затем получившийся раствор отфильтровывают. Фильтрат и есть почвенный раствор, с которым проводится химический анализ.

Первым делом определяется реакцию почвы, использовав для этого индикатор. При добавлении фенолфталеина раствор стал розовым, что свидетельствует о щелочной среде раствора.

Также я обнаружила содержание катионов щелочных металлов. При внесении раствора на пере в огонь, пламя приобретает желтый цвет. Желтый цвет говорит о содержании катионов Nа+.

При приливании к раствору Aq NО3 образовался небольшой осадок, что определяет наличие в почве хлоридов.

Кроме всего вышеперечисленного были проведены опыты на обнаружение ионов: Pb2+, Cr3+, Al3+, Zn2+, Fe2+, Fe 3+, WО-3.

Результаты опытов оказались отрицательными.

Обнаруженные ионы

Реактив обнаружения

Результат опыта

Влияние ионов на растения

ОН-

фенолфталеин

Розовая окраска раствора




+

Внесение раствора на пере в огонь

Желтый цвет пламени




Cl

Aq NO3

Осадок



Почва, с которой был взят образец, сильно изменена. Она утратила многие природные особенности и, напротив, приобрела свойства, которых нет у естественных почв. Кроме абиотических факторов (температуры, влажности и т.д.) на почву в большой мере влияет антропогенный. Нахождение возле дороги отрицательно сказывается на плодородии почвы. Автомобили выбрасывают в окружающую среду окиси углерода, окиси азота, канцерогенный бензопирен, соединения свинца и других тяжелых металлов, капельки масла, частицы стертой ржавчины, радиоактивные частицы. Все эти вещества потом оседают на придорожную почву, тем самым, изменяя и ухудшая ее состав.

В исследуемой почве часто застаивалась вода, что негативно влияет на качество почвы. Причиной является близкое залегание грунтовых вод, которые не только задерживают в почве влагу, попадающую на нее сверху, но и сами снизу дают в почву большое дополнительное количество ее. Это еще усиливается в условии понижения рельефа, откуда поверхностные, почвенные и грунтовые воды не могут стекать или стекают очень слабо.

От плотности почвы зависят и ее свойства. Исследуемая почва уплотнена, т.к. рядом находится тротуар, пешеходная зона.


Мероприятия по улучшению качественного профиля

Придорожную почву необходимо окультивировать, т.е. прежде всего изменить реакцию, приблизив ее к нейтральной. Так как реакция почвы щелочная, то следует добавлять молотый гипс (CaSO4). Физические свойства улучшаются специальной обработкой и внесением органических удобрений, а содержание питательных веществ можно повысить, внося минеральные и органические удобрения.

Плодородие почвы снижают легкорастворимые соли – хлориды. Из почвы удалить их можно промывками – напуском на поверхность почвы большого количества воды, которая, просачиваясь через почву, уносит с собой и соли. При промывках почвы должны быть хорошо ориентированы.

Почвы, имеющие в пределах верхних 50 см. сильно уплотненные горизонты, также применяют специальную обработку почвы с глубоким ее рыхлением.

Зеленые насаждения тоже помогают улучшить качество почвы. Известно, что озелененные участки поглощают пыль, дают почве нужные вещества и элементы.

***


Почва – основа материальных благ, главное богатство, от которого зависит существование человека. Значение почвы возрастает по мере того, как мы переходим от использования невозодновимых ресурсов и возобновимых, потому что именно почва дает все возобновимые ресурсы растительного и животного мира. Вряд ли когда-нибудь человечество сможет существовать независимо от почвы, которая кормит, одевает и укрывает нас.

Наши изучения показали, что почвы Краснокутского района сильно изменены. Это связано с увеличением роста антропогенных нагрузок на почву. Поэтому возникает необходимость проведения почвенного мониторинга. Можно выделить следующие задачи его:



  • контроль за загрязнением почв тяжелыми металлами вследствие глобальных выпадений;

  • оценка вероятного изменения свойств почв при проектировании гидростроительства, мелиорации, внедрения новых систем земледелия и удобрения;

  • инспекторский контроль за размерами и правильностью отчуждения пахотно-пригодных почв для промышленных и коммунальных целей;

  • контроль за локальным загрязнением почв тяжелыми металлами в зоне влияния промышленных предприятий и транспортных магистралей, а также пестицидами в регионах их постоянного использования, детергентами и бытовыми отходами на территориях с высокой плотностью населения.






Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал