Исследовательская работа учащегося на тему Доступные способы повышения плодородия почвы

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
Средняя общеобразовательная школа № 20
с углубленным изучением отдельных предметов
Доступные способы повышения плодородия почвы
Исследовательская работа
Работу выполнила:
Севрюкова Елизавета
Ученица 7 В класса
СОШ № 20
Руководитель:
Очаковская Светлана Викторовна
Учитель географии и биологии
2 квалификационная категория
Бийск
2013
Содержание
Введение………………………………………………………3
Литературный обзор………………………………………….5
Методика исследования………………………………………9
Результаты исследования…………………………………….11
Выводы ………………………………………………………..13
Заключение …………………………………………………….14
Список использованной литературы…………………………15
ВведениеСегодня в мире вопросами компостирования занимаются предприятия, фермерские хозяйства, научно-производственные объединения. К сожалению, в нашей стране во многих случаях производство и практическое использование компостов широко не распространенно. Отечественная научно-исследовательская работа в этом направлении находится на начальном этапе развития. В отечественной научной литературе содержатся весьма малочисленные и нередко противоречивые сведения по агробиологической, эколого-экономической оценке компостов, влиянию их на плодородие различных типов почв. Поэтому нами было принято решение начать работу по формированию компоста и изучению его влияния на почву пришкольной территории.
Нашей работой мы частично решили проблему вывоза мусора. Все органические отходы теперь нет необходимости утилизировать, так как скошенная трава, сорняки, мелкие ветки – все идет на формирование компостной кучи. В связи с этим актуальность работы состоит в решении утилизации отходов и одновременном улучшении плодородия почвы пришкольной территории, без вложения больших финансовых затрат.
Во многих странах мира компостирование органических отходов давно стало отраслью индустрии по их переработке в удобрения и «почвоулучшители». Однако на данный момент в мире не существует единого стандарта качества компостов, а в России такие нормативные документы вовсе отсутствуют. Также литературные источники по данной теме не отличаются разнообразием.Поэтому цель работы: выяснить каким способом быстро и эффективно приготовить компостные удобрения.
В связи с этим выделяются следующие задачи:
1 Изучив различные литературные источники выделить наиболее распространенные способы формирования компостной кучи
2 Провести анализ качества почвы на разных участках пришкольной территории, выяснить какие из них особо остро нуждаются в удобрении
3 Выяснить при использовании какого способа возможно быстрее получить готовые компостные удобрения
4 Проверить как влияет внесение компостного удобрения на плодородие почвы.
Объект исследования - пришкольная территория
Предмет исследования – компостная куча.
Исследование проводится на пришкольной территории МБОУ СОШ № 20 с углубленным изучением отдельных предметов.
Работа рассчитана на период 2013-2015 год
План работы:
- 2013 год весна - лето реализовать первые две задачи
-2013 год лето – осень начать формирование компостной кучи
- 2013 – осень 2014 года подвести результаты по формированию компоста
- 2014-2015 отследить влияние компостного удобрения на плодородие почвы пришкольной территории.
Литературный обзор
Изучив различные источники информации мы выяснили, что существуют способы определения качества почвы которыми можно воспользоваться в условиях школьного кабинета биологии и химии. Это метод взятия пробы – квадратирования.
Методы позволяющие провести физический анализ почвы:
1 Определение механического и минерального состава почвы
2 Определение структуры почвы
3 Определение влагоемкости почвы
4 Определение водопроницаемости почвы
5 Определение содержания воздуха в почвенном образце
Методы позволяющие провести химический анализ почвы:
1 Определение рН почвенной вытяжки
2 Определение содержания гумуса в почве
3 Изучение засоленности почвы
4 Обнаружение тяжелых металлов в почве.
После этого мы начали изучать какими способами, возможно повышать плодородие и как следствие улучшать качество почвы пришкольной территории. На основе рассмотрения различных источников информации мы определили следующие способы повышения плодородия почвы:
1. Организация севооборота
Большую роль в повышении плодородия почвы выполняет правильно организованный севооборот. Суть его заключается в том, что однолетние и двухлетние культуры на прежнее место следует высаживать не раньше чем через 5 лет. Поэтому каждый год рекомендовано менять место высевания растений.
2. Посев лечебных растений
Лечебным эффектом обладают бархатцы, крапива, полынь, чеснок, календула, пастушья сумка. Эти растения «оздоравливают» почву.
3. Использование калифорнийских червей
Не таким распространенным, но эффективным и все больше приобретающим популярность методом является восстановление плодородия почвы при помощи калифорнийских червей. Это подвид всем известных дождевых червей, славящихся выполнением своих полезных функций. Преимущество красных калифорнийских червей состоит в их долгожительстве и повышенной плодовитости, к тому же эти черви имеют способность к перевариванию всех видов органики.
4. Проведение термической обработки почвы
Одним из радикальных методов оздоровления почвы является ее термическая обработка, в результате которой уничтожается большое количество всевозможных вредителей и семян сорняковых растений. Основным минусом пропаривания почвы является то, что это невозможно сделать на больших площадях. Поэтому термическую обработку почвы применяют в основном в парниках и теплицах.
5. Внесение органических удобрений
Не стоит забывать и о старых добрых органических удобрениях. Внесение золы, навоза и компоста является одним из наиболее проверенных способов восстановления плодородия почвы.
6. Смешанная посадка растений
Также широко применяется смешанная посадка, суть которой заключается в том, что рядом с основным растением высаживается так называемое растение-спутник. В результате правильного соседства достигаются улучшение состояния растений, снижение заболеваемости, улучшение вкуса плодов. При помощи этого способа можно избежать истощения почвы на определенном участке. В качестве соседей используют, например, базилик, розмарин, чабрец, бархатцы, ромашку. Эти растения высаживают между грядками или вдоль бордюра. Помимо всех перечисленных преимуществ, они также привлекают пчел, что повышает опыляемость основного растения и приводит к повышению его урожайности.
7. Отдых для почвы
Необходимо дать почве отдохнуть. То есть не засевать ее никакими культурами в течение года, в то же время не прекращая обработку: внесение удобрений, прополку, мульчирование. Осенью отдыхающий участок перекапывается таким образом, чтобы верхний слой почвы оказался внизу.
8. Посев сидератовОчень действенным способом повышения плодородия почвы считается посев так называемых сидератов — растений, богатых содержанием азота, крахмала, белка. К сидератам относятся рожь, овес, горчица, подсолнечник и т. д. Правильный посев сидератов производится в конце августа — в сентябре, когда собран основной урожай. Растения-сидераты выращивают до начала цветения и скашивают, оставляя на поверхности почвы на зиму.
Рассмотрев все преимущества и недостатки каждого способа, нами был выбран способ внесения органического удобрения – типа компост. Компостные удобрения нужны нам как можно скорее, поэтому мы задались целью выяснить какими способами возможно быстрее всего приготовить компостное удобрение. Нами было сформировано две компостные кучи на территории заднего двора школы. Их формирование происходило с учетом всех правил. Одну кучу мы с начало её закладки начали обрабатывать препаратом Байкал по схеме указанной на этикетке. Другая куча являлась контрольной, не обрабатывалась специальным раствором.
Методика исследования
1 Описательный метод – применялся нами на протяжении всего исследования. Он заключается в поиске уже существующих фактов и доказательств.
2 Сравнительный метод – использовался при определении лучшего способа повышения плодородия почвы и при сравнении динамики температуры в компостных кучах.
3 Экспериментальный метод – использовался самое продолжительное время в ходе работы и заключался в отслеживании динамики температуры в различных видах компоста.
Кроме того были использованы следующие методики:
1 Поскольку средняя проба, взятая для анализа, должна характеризовать все свойства исследуемой почвы, на подготовку образца к взятию этой пробы мы обратили особое внимание.
Из трех различных мест пришкольного участка мы взяли приблизительно по 200 г почвы. Методом квадратирования отобрали опытный образец массой примерно 400 г. Около 200 г почвы оставили для проведения опытов по изучению физических свойств почвы. Остальное количество использовали для приготовления почвенной вытяжки.
2 Определение механического и минерального состава почвы.
Взяли немного почвы, слегка увлажнили её и скатали в ладонях.
3 Определение структуры почвы .Взяли немного почвы, разложили её тонким слоем на блюдце и рассмотрели.
4 Определение водопроницаемости почвы
Отобрали цилиндрический образец почвы. Для этого подготовили пластмассовую баночку (удалили в ней дно) и вырезали этим цилиндром образец почвы. Налили примерно 100 мл воды в широкий сосуд и поместили в него отобранный образец. Отметили время, за которое вода полностью впиталась в почву
5 Определение содержания воздуха в почвенном образце.
Отобрали цилиндрический образец почвы. Поместили образец в сосуд с водой и наблюдали, как выделяется из почвы воздух, замещаясь водой.
6 Используя солевую почвенную вытяжку, определили рН - pH-индикаторной бумагой, опустив конец бумажной полоски пинцетом в пробирку.
7 Определение содержания гумуса в почве
В банку поместили образец почвы объемом около 0,3 л. Залили его водой и довели уровень воды в сосуде до объема примерно 1 л. Содержимое банки взболтали перемешиванием для смачивания почвы и выхода пузырьков воздуха. Дождались расслоения взвеси, после чего измерили линейкой значения высоты слоев отстоявшейся и всплывшей почвы линейкой.
8 Изучение засоленности почвы
А) Обнаружение сульфат-ионов: в пробирку с почвенным раствором добавили по каплям раствор соли бария
Б) Обнаружение сульфит-ионов: в пробирку с почвенным раствором добавили по каплям спиртовой раствор йода.
9 Обнаружение тяжелых металлов в почве
А) Обнаружение ионов свинца: в пробирку с почвенным раствором добавили 1 мл раствора йодида калия.
Б) Обнаружение ионов меди: в пробирку налили на 1/4 ее высоты раствор почвы, прилили в нее 2-3 мл (избыток) раствора аммиака, перемешали содержимое пробирки.
Результаты исследований
В ходе выполнения работы мы получили следующие результаты исходя из поставленных ранее задач:
1 Проведен анализ имеющийся литературы по выбранной нами теме. Мы выяснили, как провести анализ качества почвы в условиях отсутствия полноценной лаборатории. Определили наиболее распространенные способы повышения плодородия почвы и выбрали способ – внесения органического удобрения (компоста). Рассмотрели варианты приготовления компоста и с применением стимуляторов и без них.
2 Изучено качество почвы пришкольной территории. На трех выбранных участках результаты исследования оказались практически одинаковыми. Почва на пришкольной территории легкая суглинистая, имеет структуру. Также физический анализ определил высокую водопроницаемость и среднюю аэрацию. Путем химического анализа было установлено: рН 7-8, что является слабощелочной средой, почва содержит небольшое количество органических веществ, в целом не засолена(в образце выявлено содержание только карбонат-ионов) и не имеет загрязнения тяжелыми металлами. Из всего вышеперечисленного мы сделали вывод – в следствии малого содержания органических веществ плодородие почвы пришкольной территории в последние годы снизилось. Можно предположить, что внесение органического удобрения – компоста значительно повысить плодородие почвы.
3 Определена динамика изменения температуры компостных куч

При анализе данного графика видно, что температура в компосте, обработанном Байкалом незначительно, но выше. Это свидетельствует о том, что процессы гниения в кучи, обработанной стимулятором Байкал идут быстрее. Поэтому можно предположит, что уже весной 2014 года возможно использование обработанного компоста для удобрения почвы пришкольного участка.
Так как исследовательская работа еще не закончена четвертая задача и частично третья еще полностью не реализованы. Итоговые результаты работы возможно будет представить в 2015 году.
Выводы
В ходе выполненной нами работы мы установили способы повышения плодородия почвы и способы приготовления компостного удобрения. Определили физический и химический состав почвы пришкольной территории, установив что причиной снижения плодородия является низкое содержание органических веществ в почве. Сформировали два вида компостных куч и провели анализ динамики изменения температуры в каждой, установив, что в компосте не подлежащим обработке температура регистрировалась несколько ниже, чем в компосте после обработки Байкалом. Исходя из этого сделали вывод – компост обработанный стимулятором быстрее сформируется и будет готов к использованию.
Заключение
В связи с тем, что работа рассчитана на 2 года мы решили только две из поставленных задач: изучили качество почвы и начали формирование компостного удобрения. На данный момент нами установлено, что компост значительно быстрее формируется при использовании стимулятором ( мы использовали биостимулятор Байкал). Об этом свидетельствует регистрируемая температура, в компосте без обработки она ниже, а это в свою очередь говорит о более медленном процессе гниения. В перспективе мы продолжим формирование компостных куч до осени 2014 года, а в дальнейшем наше исследование коснется изучения влияния компостного удобрении на повышения плодородия почвы на пришкольном участке.
Список использованной литературы
1 В.И. Артамонов «Растения и чистота природной среды», Москва «Наука», 1986
2 К.Д. Довбан Применение зеленых удобрений в интенсивном земледелии. – Минск: Урожай 1981.
3 Мир геоэкологии: сб. статей / коллектив авторов / – М.: ГЕОС, 2008. – 296 с.
4 А.П. Пехов «Биология с основами экологии», Москва, «Экопортал», 2010.- 180 с.