Ім'я файлу: проєкт грунт1.docx
Розширення: docx
Розмір: 6274кб.
Дата: 12.10.2023
скачати
Пов'язані файли:
Міністерство освіти і науки Україн2.docx
Гендерно чутливий STEM.docx



Роменський ліцей №1 ім. П. І. Калнишевського

Роменської міської ради

Сумської області

Дослідження рН

ґрунтового покриву

м. Ромни Сумської області


Роботу виконала:

Божко Вікторія

учениця 11-В класу

Роменського ліцею №1

ім. П. І. Калнишевського

Роменської міської ради

Сумської області

Учитель: Герасименко А.М.

2023 р.

Серед важливих ресурсів, які необхідні для життя людей, особливе місце займає ґрунтовий

покрив. У ґрунті не повинно бути шкідливих для рослин речовин (кис­лот, лугів тощо). Зростаюча кислотність ґрунтового покриву — одна з найгостріших проблем сучасності та найближчого майбутнього.

Процес підкислення ґрунтів набуває глобальних масштабів, спричинюючи негативні агрогеохімічні наслідки. Причин, що обумовлюють підкислення, багато. Найістотнішими з них є кислотні дощі, викиди автотранспорту, низький рівень удобрювання ґрунтів органікою, необґрунтовано інтенсивне застосування засобів хімізації в землеробстві, промислові та побутові відходи.

Об’єкт дослідження: ґрунтовий покрив та його стан

Мета роботи: визначення кислотності ґрунту та її вплив на розвиток рослин

Актуальність теми: підвищена кислотність ґрунту негативно впливає на ріст і розвиток більшості культурних рослин, заважає сприятливому ходу мікробіологічних процесів в ґрунті.

Мета та об’єкт дослідження обумовили необхідність вирішення наступних завдань:

  1. Познайомитися з літературними джерелами про кислотність ґрунту та її вплив на розвиток рослин

  2. Дослідити кислотність ґрунтового покриву м. Ромни Сумської област

  3. Дослідити вплив кислотності ґрунту на ріст та розвиток рослин

Ми провели спостереження за процесами росту та розвитку сурфінії. Це садовий різновид петунії гібридної, що належить до ампельної групи. Її часто культивують на клумбах для озеленення нашого міста. Насіння рослини посіяли в різні зразки ґрунту, взятих з різних районів м. Ромни. Встановлено, що серед наявних зразків ґрунту, ґрунт з вул. х має найнижчу родючість. Ми пояснюємо це досить великим автомобільним потоком та наявністю АЗС у цьому районі міста. Досліджено, що насіння сурфінії у даному зразку ґрунту дуже погано проростає, а розсада повільно розвивається. Для підтвердження отриманих даних було проведено визначення кислотності ґрунтів у шкільній лабораторії.  За допомогою універсального індикатора визначили рН водної витяжки. Дослід показав, що ґрунт з вул. х (зразок взятий біля АЗС) має підвищену кислотність (рН=3,5-4). Таким чином, ми розкрили екологічну сутність проблеми – забруднення родючих ґрунтів м. Ромни хімічними речовинами, що утворюють викиди автотранспорту. Підсумки роботи:

1. Зібрали матеріал про склад ґрунтів, їх кислотність, методи визначення рН ґрунтового середовища.

2. Провели  біоіндикаторну оцінку стану ґрунтів  за тест-об'єктом.

3. Проаналізували, як кислотність впливає на розвиток рослин.


З М І С Т
ВСТУП……………………………………………………………………………..5
РОЗДІЛ 1 Місце та роль ґрунту в природі й діяльності людини………………7

1.1. Поняття про ґрунт………..…………………………………………………...7

1.2. Значення ґрунтів в природі та житті людини. ……………………………...8

1.3. Кислотність ґрунтів…………………………………………………………...9
РОЗДІЛ 2 Практична частина..………………………………………………… 12

2.1. Матеріали і методика………………………………………………………..12

2.2. Біоіндикаторна оцінка стану ґрунтів  за тест-об'єктом……………….......12

2.3. Визначення рН водної витяжки ґрунтів …………………………………..14
ВИСНОВКИ………………………………….......................................................17
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ………………………………………..18
ДОДАТКИ..……………………………………………………………………....19

ВСТУП

В даний час проблема взаємодії людського суспільства з природою набула особливої гостроти. Стає безперечним, що вирішення проблеми збереження якості  життя людини  немислимо без певного осмислення сучасних екологічних проблем: збереження біорізноманіття, збереження чистоти й продуктивності природних середовищ (атмосфери, гідросфери, ґрунтів, лісів і т. д.),  екологічного  нормування антропогенного впливу на природні екосистеми в межах їхньої буферної ємності, збереження озонового шару та трофічних ланцюгів [1]. 

Ґрунтовий покрив являє собою важливий компонент біосфери Землі. Саме ґрунтова оболонка визначає багато процесів, що відбуваються в біосфері. Серед природніх ресурсів, які необхідні для життя людей, особливе місце займає саме ґрунтовий покрив. Він є пер­шою передумовою і природною основою в багатьох галузях народ­ного господарства. У ґрунті не повинно бути шкідливих для людини речовин (кис­лот, лугів тощо). Зростаюча кислотність ґрунтового покриву — одна з найгостріших проблем сучасності та найближчого майбутнього, адже вона суттєво впливає на родючість ґрунтів.

Процес підкислення ґрунтів набуває глобальних масштабів, спричинюючи негативні агрогеохімічні наслідки [2]. Причин, що обумовлюють підкислення, багато. Найістотнішими з них є кислотні дощі, вихлопні гази, низький рівень удобрювання ґрунтів органікою, необґрунтовано інтенсивне застосування засобів хімізації в землеробстві. За даними ЮНЕСКО, в атмосферу надходить 109 т/рік кислотних реагентів газового та аерозольного характеру. Це насамперед сполуки Сульфуру, Нітрогену, Карбону і Хлору. При їх окисненні та конденсації утворюється  сульфатна, хлоридна, карбонатна й нітратна кислоти, які потрапляють у ґрунти з дощовою водою. Особливо висока кислотність вод виникає під час весняного сніготанення. Кислі талі та дощові води, потрапляючи у ґрунт, спричинюють підкислення всього профілю ґрунту, а нерідко підкислюють і підґрунтові води. Крім того, кислоти, потрапляючи в ґрунт, взаємодіють з його органічною та мінеральною частинами, знижуючи його родючість. Підвищена кислотність негативно впливає на ріст і розвиток більшості культурних рослин, заважає сприятливому ходу мікробіологічних процесів в ґрунті.

Мета роботи: узагальнення та систематизація знань про грунтовий покрив та причини його забруднення; практичне дослідження стану ґрунтів м. Ромни Сумської області.

Об'єкт дослідження – земельний фонд м. Ромни.

Предмет дослідження - ґрунти міста та їх властивості.

Виходячи з мети, об'єкта та предмета дослідження можна визначити такі завдання:

1.  Здійснення аналізу літературних джерел, присвячених  екологічним проблемам ґрунтів, їх освновним забруднювачам, явищу кислотності ґрунтів та методам її визначення.

2.  Дослідження практично можливими методами якості грунтів вулиць м. Ромни, оцінка їх рівня забруднення за допомогою рослин-біоіндикаторів та методами хімічного аналізу.

3.  Визначення головних шляхів охорони навколишнього середовища і грунтового покриву, зокрема. Виготовлення агітаційної листівки

РОЗДІЛ 1

Місце та роль ґрунту в природі й діяльності людини

1.1. Поняття про ґрунт

З давніх-давен людина поклонялася землі, а точніше – ґрунту. Йому присвячувала легенди і билини, його оспівувала у поемах і піснях. Вона наділяла його генетичною властивістю живо-го –родючістю. Виходить що ґрунт – живе тіло? І так, і ні. В одному грамі ґрунту живе і "працює" до півтора мільйонів клітин мікроорганізмів, сотні тисяч дрібних безхребетних. Однак майже на 90% він складається з мінеральної маси, води, гумусу й інших неживих утворень. 
Так що ж таке ґрунт? Ґрунт – це особливе природно-історичне тіло, що має унікальну властивість – родючість. Це "шкіра" планети, пам'ять життя або, висловлюючись мовою кібернетики, керуюча система біосфери. Недбале поводження з ґрунтом коштувало життя цілим народам. Археологія й історія наводять цьому багато прикладів. Ерозія грунтів, засолення, опустелювання і заболочування – основні причини біопродуктивності ландшафтів і врешті-решт відходження цілих народів у небуття. 

Ґрунти мовчать, але це мовчання загрозливе. Інакше чим пояснити те, що за останні два століття вкладення капіталу в сільське господарство збільшилися в тисячі разів, а врожаї – усього в 2-3 рази? Виходить, справа не в грошах, а в чомусь іншому: можливо, у дефіциті екологічних знань при «спілкуванні» з ґрунтом? Або в занадто слабкому акценті на понятті «память ґрунту»? Технічне і хімічне насильство повинно поступитися місцем розумному біосферно-біогеоценотичному ставленню до нього, основаному на системному підході. Адже системний підхід – це не що інше, як добра стара мудрість: перед тим, як щось зробити, треба подумати. 

Перше наукове визначення ґрунту дав В.В.Докучаєв у праці «Лекції з ґрунтознавства» (1901): «ґрунтом треба називати «денні», або зовнішні, горизонти гірських порід (усе одно яких), природно змінених сумісною дією води, повітря і різного роду організмів, живих і мертвих" [3].
1.2. Значення ґрунтів в природі та житті людини.
Ґрунтовий покрив являє собою самостійну складну специфічну біологічну оболонку земної кулі, що огортає сушу материків і мілководдя морів та озер. Педосфера (ґрунтовий покрив) знаходиться в безперервній взаємодії з іншими оболонками планети, бере участь у складних процесах обміну й перетворення енергії й речовини на земній кулі та відіграє велику загально-планетарну (глобальну) роль. Ґрунт виконує глобальні та соціально-економічні функції [3]: 
1) Забезпечення життя на Землі.Ґрунт – це наслідок життя й одночасно умова його існування. Ґрунт – середовище й умова існування рослинності, тварин і мікроорганізмів; 
2) забезпечення постійної взаємодії великого геологічного та малого біологічного кругообігу (циклів) речовин на земній поверхні;

3) регулювання хімічного складу нижніх шарів атмосфери й усієї гідросфери;
4) регулювання біосферних процесів,зокрема щільності життя на Землі; 
5)акумуляція активної органічної речовини й пов'язаної з нею хімічної енергії на земній поверхні. Рослинність наземних грунтів акумулює в рік

0,5·1015 кВт енергії шляхом фотосинтезу (В.А.Ковда, 1973).

Виконуючи соціально-економічну функцію, визначне місце і роль займає ґрунт у житті й діяльності людини.Ґрунт (земля) в сільському господарстві виступає як основний засіб виробництва. Ґрунт – основний засіб і об'єкт праці в сільськогосподарському виробництві, а його розподіл є причиною гострих соціальних конфліктів. Землеробство та інші галузі сільського господарства прямо чи опосередковано базуються на використанні потенційних можливостей ґрунтової родючості і впливають на суть сучасних ґрунтових процесів. Розвиток сільського господарства потребує правильного обліку особливостей ґрунтового покриву при розміщенні й плануванні його галузей, при виборі й розміщенні культурних рослин, агротехніки, використання добрив тощо. Наприклад, багато культур не виносять високої кислотності грунтів (пшениця, кукурудза, конюшина), надлишку СаСО3 (чай, цитрусові), віддають перевагу слабкому засоленню (буряк) тощо. Мікроорганізми з ґрунту використовуються для виготовлення цінних лікарських препаратів, у т.ч. й антибіотиків (стрептоміцин, пеніцилін тощо). Тому важливе раціональне використання та охорона грунтів.

1.3. Кислотність ґрунтів
На ріст та розвиток рослин, мікробіологічні, хімічні і біохімічні процеси ґрунту великий вплив має реакція ґрунту. Від реакції ґрунту значною мірою залежить засвоєння рослинами поживних речовин ґрунту і добрив, мінералізація органічної речовини, ефективність внесених добрив, урожайність сільськогосподарських культур та його якість.        

Важливою проблемою сільського господарства є підвищення кислотності ґрунтів, яке є лімітуючим фактором біорізноманіття на даній території та заважає нормальному розвитку рослин. Наслідком цього є зниження врожайності сільськогосподарських культур, а подекуди й розвиток хвороб у рослин. Тому землероби повинні знати тип ґрунту на своїй ділянці та його особливості, враховувати та контролювати значення рН при вирощуванні різних культур.                         

Реакція ґрунту проявляється при взаємодії його з водою або розчинами солей. По реакції ґрунтового розчину ґрунти можуть бути кислими, нейтральними або лужними. Від неї залежить інтенсивність мікробіологічних процесів, особливості розвитку рослин та напрямок ґрунтотворних процесів.

Реакція ґрунтового розчину визначається співвідношенням в ньому водневих H+ і гідроксильних OHіонів та характеризується показником pH [4]. Величина pH показує яка кількість іонів водню Н+ міститься в одиниці об’єму розчину. Наприклад, в дистильованій воді, яка має нейтральну реакцію концентрація іонів водню Н+ і гідроксильної групи ОН- є однаковою і становить 1*10-7. Тобто показник нейтральної реакції середовища відповідатиме величні pH=7. Якщо величина pH<7 то реакція буде кислою, при величині більшій pH7 – реакція буде лужною.

За величною pH ґрунти поділяють на такі групи [5]:

Сильнокислі - pH 3-4 од.

Кислі - pH 4-5,5 од.

Слабокислі - pH 5,5-6,5 од.

Нейтральні - pH 7 од.

Слаболужні - pH 7-8 од.

Лужні - pH 8

Сильнолужні - pH більше 8 од.

  Кисла реакція ґрунтового розчину крім наявності іонів водню Hможе бути зумовлена також присутністю в ґрунтовому розчині іонів алюмінію Al 3+ та наявністю мінеральних (сульфатної, хлоридної, нітратної, карбонатної та інших) і органічних (яблучної, оцтової та інших) кислот.

Тобто кислотність ґрунту – це здатність ґрунту підкислювати воду, або інші мінеральні розчини. В ґрунтах виділяють декілька видів кислотності, а саме: актуальну (активну) і потенційну.

Актуальна (активна) кислотність ґрунту характеризується кількістю іонів водню Н+ в ґрунтовому розчині, які знаходяться в вільному стані. Ця величина залежить від наявності в ґрунтовому розчині вільних кислот, гідролітично-кислих солей та ступеню їх дисоціації (розпаду молекул). Актуальна кислотність ґрунту, вимірюється при взаємодії його з дистильованою водою.

Даний вид кислотності є найменшим, але визначення цієї величини має важливе значення так як саме цей показник (актуальна кислотність) визначає життєдіяльність мікроорганізмів та умови існування рослин. Визначається цей вид кислотності шляхом титрування ґрунтового розчину розчином лугу відповідної концентрації.

Натомість природа потенційної кислотності є досить складною. В залежності від характеру взаємодії ґрунту з розчинами розрізняють дві форми потенційної кислотності грунтів:  обмінну  і  гідролітину.

Основним методом підвищення продуктивності кислих грунтів є зменшення їх кислотності за допомогою вапнування. Теоретичною основою вапнування є вчення про ґрунтовий вбірний комплекс. Внаслідок вапнування в грунтів не утворюється шкідливих речовин для рослин. Для вапнування використовують мелені вапняки, крейду, подрібнене гашене вапно та інші матеріали, які містять Ca2+. В першу чергу вапнування проводять на ґрунтах з величиною pH менше 5,5 одиниць. При величині pH 5,5 одиниць і більше вапнування не проводиться, так як воно економічно не вигідне. Вапнування сильно кислих грунтів створює сприятливі умови для розвитку мікроорганізмів – азотофіксаторів, нітрифікуючих та фосфорофіксуючих бактерій.

Процес вапнування грунтів ще називають хімічною меліорацією. Вапно не відноситься до добрив, але вапнування підвищує ефективність внесення мінеральних добрив. Урожайність рослин на вапнованих і удобрених полях значно вища, ніж на удобрених, але не вапнованих.

РОЗДІЛ 2
Практична частина
2.1. Матеріали і методика досліджень
Методи, які використовувалися в ході дослідження:

  • біоіндикаторний аналіз за тест-об'єктом сурфінією;

  • хімічний аналіз, а саме визначення рН водної витяжки ґрунтів за допомого універсального індикатора. 


2.2. Біоіндикаторна оцінка стану ґрунтів  за тест-об'єктом
Нами була проведена біоіндикаторна оцінка стану ґрунтів  за тест-об'єктом сурфінією, яка використовується в озелененні вулиць нашого міста. Ідеальним варіантом грунту для вирощування культури вважають суглинки з кислотністю 5-6 pH. За величною pH ґрунту це відповідає групам кислі (pH 4-5,5 од) та слабкокислі (pH 5,5-6,5 од.) ґрунти [5]. Як бачимо з показників, рослина досить стійка до закислення ґрунту, а тому пригнічення її розвитку буде сигналізувати про наявність сильнокислих ґрунтів.

Ми взяли три зразки грунтів: з вул. Прокопенка, де знаходиться АЗС та залізничний вузол, зі шкільної клумби (вул. Іллінська) та вул. Набережна (приміська зона). Провівши спостереження за сурфінією, насіння якої ми посіяли в різні зразки ґрунтів, нами було встановлено, що ґрунт з вул. Прокопенка має найбільшу кислотність, що пояснюється досить великим автомобільним потоком, наявністю АЗС та залізничного вузла. У порівнянні з іншими зразками (включаючи контрольний), рослина-біоіндикатор у даному зразку ґрунту дуже погано проростає та відстає у розвитку (Додаток 1).
2.3. Визначення рН водної витяжки ґрунтів


Для підтвердження отриманих даних було проведено визначення кислотності ґрунтів у шкільній лабораторії .

Для характеристики ґрунтів визначають рН водної витяжки (концентрація іонів гідрогену в розчині); для ґрунтів, ненасичених основами, визначають рН сольової витяжки, обмінну та гідролітичну кислотність. Найчастіше рН визначають за допомогою приладів рН - метрів.

Ми використали універсальний індикатор для визначення рН середовища, який має спеціальну шкалу [6].


Методика визначення рН водної витяжки ґрунтів [7]:


Матеріали та обладнання: повітряно-сухий ґрунт, колби на 100 мл, циліндри на 100 мл, універсальний індикатор, стаканчик на 50 мл, паперові фільтри, дистильована вода, технічні терези.

Актуальну кислотність ґрунту визначають у водній витяжці (водний рН ). Водний рН характеризує вміст вільних іонів водню в ґрунтовому розчині.

Хід роботи:

20 г повітряно-сухого ґрунту насипають у колбу, доливають 50 мл дистильованої води, збовтують суміш 5 хв і після цього фільтрують. Потім піпеткою набирають у стаканчик 10 мл фільтрату і в нього занурюють кінці смужок універсального індикатора. Порівнюють забарвлення смужок з індикаторною шкалою і записують знайдену величину рН у таблицю.
Таблиця 1

Оцінка кислотності ґрунту за рН водної витяжки.

№ пробірки

Місце відбору проби

Універсальний індикатор (папір)

Оцінка кислотності грунту (рН водної витяжки)

1

вул.Прокопенка (АЗС)

Рожеве забарвлення

Сильнокислий (рН=3,5-4)

2

вул.Іллінська (шкільна клумба)

Блідо-зелене забарвлення

Слабокислий

(рН=7-8)

3

вул. Набережна

(передмістя)

Світло-зелене забарвлення

Нейтральний

(рН =7)


На основі спостереження за розвитком сурфінії (тест-рослина), ми дійшли висновків, що найбільш сприятливим середовищем для розвитку рослин є нейтральна, слаболужна та слабокисла реакції ґрунтів. Крім того, ми розкрили екологічну сутність проблеми забруднення ґрунтів у результаті впливу автомобільного та залізничного транспортів, мереж АЗС.




ВИСНОВКИ

На основі отриманих результатів дослідницької роботи та певних практичних дій ми зрозуміли, що ґрунт – це важливий компонент біосфери, національне багатство.

В результаті нашої роботи ми:

1) Зібрали матеріал про склад ґрунтів, кислотність, методи визначення рН середовища.

2) Проаналізували, як кислотність впливає на розвиток рослин.

3) Виконали науково-дослідницький проект, метою якого була  біоіндикаторна оцінка стану ґрунтів  за тест-об'єктом.

4) Створили агітаційну листівку «Джерела забруднення ґрунтів» (Додаток Б).

Отже, ґрунт - це природний компонент, важливість якого переоцінити неможливо. Забруднення ґрунту - одна з найголовніших проблем, для вирішення якої необхідна консолідація зусиль всіх без винятку членів світового співтовариства: вчених, політиків, громадських діячів і простих громадян. Кожен житель нашої планети повинен зрозуміти, що Земля - це наше спільне багатство, і включитися в активну боротьбу за її охорону.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Природокористування. Підручник. Арустамов Е.А. Видавничий дім "Дашков і К о": М - 2000. 

2. Писаренко В. М. Агроекологія/ Писаренко В. М., Писаренко П. В., Писаренко В. В. - К.: Полтава, 2008. - 318 с.

3. Назаренко І.І. Ґрунтознавство: Навчальний посібник. Ч. 1, 2. – Чернівці: Рута, 1998, 1999.

4. http://geografica.net.ua

5. http://refs.co.ua/

6. http://www.eco.com.ua

7. https://nenc.gov.ua


Додаток А

вул. Набережна (передмістя) вул. Іллінська (шкільна клумба)



вул. Прокопенка (АЗС)

Додаток Б

Листівка «Джерела забруднення ґрунтів»

скачати

© Усі права захищені
написати до нас