Стен

Влияние почв на растения: «Почва. Влияние почвы на рост растений»

Содержание

«Почва. Влияние почвы на рост растений»

Акмолинская область

Аршалынский район

Центральная средняя школа

Квасневский Александр,

ученик 5 класса

Руководитель:

Квасневская Ирина Александровна

учитель географии

а. Акбулак

2015 г.

Содержание:

Абстракт…………………………………………………………………………

3

Введение………………………………………………………………………

4

Методы исследования…………………………………………………………

5

Посещение библиотеки………………………………………………………….

5

Поиск информации в интернете ……………………………………………….

5

Беседа с учителем географии о составе почвы и проведение опыта……….

6

Посадка растений в различную почву и наблюдение за ростом растений….

7

Обсуждение с одноклассниками проблемы сохранения почв……………….

9

Выводы…………………………………………………………………………

10

Список использованной литературы…………………………………………..

11

Приложения……………………………………………………………………

12

Абстракт

Краткое описание исследовательской работы, проекта:

Тема исследования: «Почва. Влияние почвы на рост растений».

Цель исследования: выяснить, как влияет состав почвы на рост растений.

Задачи исследования:

  • ответить на вопрос: по каким причинам одни садоводы получают богатый урожай со своего приусадебного участка, а другие – скудный?

  • провести эксперимент и наблюдения за ростом растений в почвах различного состава;

  • изучить условия роста растений в различных почвах;

  • проанализировать полученные результаты и сделать выводы, как влияет состав почвы на рост растений

Предмет исследования: почвы различного состава.

Гипотеза исследования: предположим, что разный состав почвы неодинаково влияет на рост и развитие растений.

Методы исследования:

1. Поиск информации в интернете.

2. Посещение библиотеки (изучение литературы, энциклопедии).

3. Беседа с учителем географии о составе почвы и проведение опыта

4. Посадка растений в различную почву и наблюдение за ростом растений

5. Обсуждение с одноклассниками проблемы сохранения почв своего края

Результат исследования:

  • Научно- исследовательская работа в виде доклада

  • Выступление на уроке перед учащимися класса

  • Выступление на школьной научной конференции

  • Слайдовая презентация «Влияние почвы на рост растений»

Практическое значение: использование на уроках естествознания, географии, во внеклассных мероприятиях, на занятиях кружка, привлечет внимание к изучению устного народного творчества (загадок, пословиц, поговорок), крылатых выражений, связанных с почвой (землёй), познакомит с технологией проведения опытов с почвой, обратит внимание на необходимость бережного отношения к почве родного края.

ВВЕДЕНИЕ

Земледелием люди занимаются с давних пор. Обрабатывать землю, сеять хлеб – дело трудное, но почётное. Вырастить хороший урожай, значит быть сытым и богатым. А в наше время это хорошее подспорье для семейного бюджета. Каждую весну мы с папой вскапываем в огороде грядки, засеваем семенами, высаживаем рассаду, цветы. А картофель мы сажаем в Волгодоновке. Я у папы спросил, почему мы не используем ту часть земли, которая находится за домом. Оказалось, на этом участке земли растения не растут, сколько её не удобряй. Растения в этой части огорода вырастают чахлыми, неразвитыми, не дают урожая, а некоторые и вовсе погибают. Я задумался, как же влияет состав почвы на рост и развитие растений. Ещё я заинтересовался, почему одни садоводы получают богатый урожай со своего приусадебного участка, а другие – скудный? Почему у одной хозяйки комнатные растения пышные, цветущие, а у другой чахлые? Как чувствуют себя растения в различных по составу почвах? При каких условиях растения развиваются лучше, активнее?

Почему же почва плодородна? Наверное, в ней содержится то, что необходимо растениям для жизни.

Чтобы узнать так ли это, я решил изучить состав почвы.

Методы исследования:

1. Посещение библиотеки (изучение литературы, чтение энциклопедии).

Еще на уроках познания мира я узнал, что почва – это верхний плодородный слой земли. А, прочитав статьи из энциклопедии, я узнал, что над её созданием беспрерывно трудятся солнце и ветер, бактерии и лишайники превращают горные породы в песок и глину. Отмершие остатки растений и животных образуют перегной – самый плодородный слой почвы. Проходит 300 лет, пока появится 1 см такого слоя. Как долго, тщательно трудится природа над созданием почвы! Теперь всё серьёзнее задумываемся мы, что важно беречь почву!

Удивительно, что для создания почвенного слоя толщиной 18 см природа затрачивает в среднем от 1400 до 7000 лет, разрушение же такого слоя вследствие эрозии может произойти за 20-30 лет, а иногда за один ливень или пыльную бурю.

Толщина слоя почвы бывает разной. В степях он около метра, на каменистых склонах гор – всего несколько сантиметров. В жарких пустынях и в холодных ледяных просторах Арктики почвенного слоя может вообще не быть.

2. Поиск информации в интернете.

Посетив несколько разных сайтов в интернете, я постарался выделить для себя наиболее значимую информацию.

Вот, например, науку о почве – почвоведение – создал русский учёный Василий Васильевич Докучаев. Он называл почву кормилицей человека и считал, что она для нас дороже нефти, угля, золота.

А ещё узнал, что корни растений дышат воздухом, который есть в почве. Всасывают из почвы воду. Вместе с водой получают растворённые в ней минеральные соли – питательные вещества необходимые для жизни растений.

Солей в почве мало. Растения могли бы их быстро израсходовать, но этого не происходит. Благодаря перегною запас солей в почве постоянно пополняется. Бактерии, живущие в почве, постепенно превращают остатки растений в перегной.

Перегной придаёт почве тёмный цвет. Перегной или гумус влияет на плодородие почвы. Чем больше перегноя, тем почва плодороднее.

Животные, обитающие в почве, а особенно дождевые черви, рыхлят, делают в ней ходы, куда легко проникает вода и воздух, обогащают остатками своей пищи. Один дождевой червь за год рыхлит до 20 тонн сухой земли (Это 5 больших самосвалов, гружённых землёй!).

В природе животные повышают плодородие почвы. А человек добивается плодородия почвы, специально обрабатывая и ухаживая за ней: перекопка и рыхление обеспечивает поступление в почву воздуха, сохранение влаги, повышение всхожести семян; удобрение повышает количество питательных веществ в почве; прополка не позволяет сорнякам заглушать рост культурных растений.

3. Беседа с учителем географии о составе почвы проведение опытов

Беседа с учителем географии у нас состоялась необычная, экспериментальная.

Опыты проводили в школе.

Опыт 1.

Погрузили небольшое количество почвы в воду и оставили на несколько минут.

В стакане видны мелкие пузырьки воздуха.

Вывод. В состав почвы входит воздух.


Опыт 2. Насыпали немного почвы на лоток и накрыли стеклянным стаканом.

Через 20 минут стенки стакана начали запотевать.

Через час на стекле появились капельки воды.

Вывод. В почве есть вода.

Опыт 3. Почву насыпаем в стакан с водой и размешиваем.

Наблюдаем. Вода стала мутной.

Через 10 минут на дне стакана стали оседать песчинки, но вода остаётся мутной.

Через 20 минут вода стала более прозрачной. На следующий день можно рассмотреть различные слои почвы. На дне видны песчинки песка и частицы глины. Сверху – перегной.

Вывод. В состав почвы входят песок и глина.

Опыт 4. Несколько капель раствора палочкой поместили на стеклянную пластинку. Оставили на некоторое время у батареи центрального отопления.

Через 2 часа вода испарилась полностью, а на стекле остался белый налёт. Это минеральные соли.

Вывод. В почве содержатся минеральные соли, которые растворяются в воде.

4. Посадка растений в различную почву и наблюдение за ростом растений

Чтобы проследить за ростом растений, мы провели опыты. Помогали мне в этом мама и младшая сестренка. Подготовили для эксперимента почвы разных видов.

Экспериментальная площадка

Семена фасоли, гороха, пшеницы и луковицу предварительно замочили в воде

У мамы хорошо растут комнатные растения в специальном грунте, в котором много питательных веществ, он рыхлый, пористый. В опытах мы называем эту почву «Земля с удобрениями».


В эксперименте участвует почва, которую мы собрали с участка земли за своим домом. А также песчаная и глинистая почва. В каждый вид почвы мы с сестренкой посадили подготовленные семена.

Опыты с почвой проводим осенью в ноябре. В природе всё замирает, растения засыпают, чтобы отдохнуть, собирать силы для весеннего пробуждения. А на нашей экспериментальной площадке жизнь бьёт ключом!

Прошла неделя!

Огородик подрастает! Радует ярко-зелёная «щёточка» пшеницы. Взошла она дружно, но всё же заметна разница.


В земле богатой удобрениями побеги гуще и выше.

Корневая система развивается активнее в рыхлой благоприятной почве.

Видны хорошо разросшиеся корни пшеницы.

Наблюдаем за ростом луковиц:

В почве лук пророс быстрее остальных, перья крепкие, сочные.

И в воде лучок хорошо чувствует себя!

А вот в глинистой почве – беда! Луковка лежит, не прорастает совсем!

Тяжёлая почва с большим содержанием глины. Пшеница старается, тянет к солнышку чахлые побеги. Трудно дышать корням!

Пшенице больше понравилась почва с большим содержанием песка, рыхлая, пористая. В ней хорошо корням растений. Всходы дружные, сочные стебли.

Горох дал дружные всходы в песчаной почве, скудная почва неблагоприятна для семян гороха (всходы редкие, побеги чахлые).

Продолжаем наблюдение.

Прошло 14 дней с начала эксперимента


Горох дружно растёт в песчаной почве, в почве, собранной во дворе растёт плохо, едва всходит.

У фасоли появились настоящие листочки.

Луковица в почве продолжает лидировать. Совсем не желает принимать глинистую почву третья луковица!

Пшеница одинаково активно растёт в почве разного состава. Немного длиннее стебли у побегов, разросшаяся корневая система в почве с удобрением.

Результаты опытов через 20 дней.


Пшеница в удобренной почве всё же «обогнала» на 2 см своих собратьев, растущих в неудобренной почве. Но концы побегов пожелтели, значит, растениям не хватало влаги и питательных веществ.

У фасоли уже 6 настоящих листочков. Длина стебля 35см.

Возможно. Растению недостаточно света, оно тянется к солнцу.

Горох и через месяц хорошо растёт в песчаной почве, чахлые стебли растений в земле со двора.

Лук в земле имеет более плотные, крепкие листочки. В глинистой почве проросла луковица, но растёт очень медленно.

5. Беседа с одноклассниками

В классе с ребятами мы обсудили вопросы охраны почвы. Все может родная земля: накормить душистым хлебом, напоить родниковой водой, восхитить своей красотой. Вот только защитить сама себя она не может.

Природа и сама участвует в разрушении почвы: ветра, пыльные бури, дождевые потоки. Овраги – враги почвы! Они образуются в местах промоин, потоков воды.

Растения – первые помощники в сохранении почвы от выдувания ветром и вымывания водой. Там, где растений нет, вода и ветер быстро сносят слой почвы. Поэтому для защиты почв люди сажают лесополосы, траву, стараются правильно обрабатывать почву, борются с оврагами.

Существует много экологических проблем почвы, в которых виноваты люди, которые беспощадно вырубают деревья, уничтожая леса. «На наш век хватит!», — думаем мы. Очень трудно найти оправдание людям, которые так бессовестно и неразумно губят природу, не задумываясь о том, что на этой земле будут жить их дети и внуки. Кроме того, вырубки ведут к разрушению почвы, обмелению небольших речушек, образованию оврагов.

Большой проблемой является замусоривание. Когда мы ездим отдыхать на природу, часто натыкаемся на мусорные свалки. Мусором засыпаны ручьи и берега рек. На все это невозможно смотреть без слез! Что же мы делаем? Ведь ядовитые отходы свалок не только обезображивают природу, но и уничтожают почву и все живое в ней.

Выводы:

Можно подвести итоги экспериментов. Для растения необходима рыхлая, богатая минеральными солями, влажная почва. Только тогда они будут чувствовать себя хорошо. У здоровых растений активно развивается корневая система. Мощные, сильные корни всасывают больше питательных веществ, растение хорошо растёт и развивается. При недостатке какого-либо компонента растение хуже растёт, а иногда и погибает. Не зря в народе говорят «Земля заботу любит», «Богатство соразмерно плодородию земли», «Цена земли — цена плодородия», «На необработанной земле лишь бурьян растёт».

Чем насыщеннее и плодороднее почва, тем лучше чувствуют себя растения, посаженные в неё. Если человек не будет ухаживать за почвой, оберегать её от разрушения, то урожаи будут скудными.

Чтобы понять, как заботиться о почве, я постарался узнать о ней как можно больше, изучил литературу по теме исследования и пришел к следующим выводам:

  • в состав почвы входят: воздух, вода, минеральные соли, перегной, песок и глина;

  • состав почвы влияет на рост растений;

  • при благоприятных условиях: высадке в богатую питательными веществами почву растения дают дружные всходы, хорошо и быстро растут;

  • растения нуждаются в почве разного состава: одни хорошо растут в чернозёмной почве, другие – в песчаной;

  • всем растениям нужна вода и воздух, содержащиеся в почве;

  • при неблагоприятных условиях, неправильном подборе почвы, условий содержания, растения слабеют, а иногда и погибают;

  • несмотря на то, что глина входит в состав почвы, она плохо пропускает воду, содержит мало воздуха, растения в глинистых почвах растут плохо;

  • почва подвержена разрушению, а восстанавливается очень медленно.

Результатом исследовательской работы считаю и то, что:

  • я научился работать с книгами, узнавать из них то, что до нас уже знали другие люди;

  • освоил правила и приёмы проведения опытов с почвой;

  • провел наблюдения за ростом растений в почвах разного состава;

  • обсудил с одноклассниками проблему сохранения почв своего края

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Большая детская энциклопедия: Химия / сост. К. Люцис. М.: Русское энциклопедическое товарищество. 2000.

  2. К.А. Аймагамбетова Познание мира. Учебник для 3 класса нач. школы –Алматыкитап баспасы -2010

  3. К Жунусова Познание мира Учебник для 2 класса нач. школы. – Алматы «Атамұра»

Интернет-ресурсы:

http://www.priroda-rb.info/pochva. html

http://festival.1september.ru/articles/525495/

http://www.openclass.ru/lessons/141288

http://greenplaneta.3dn.ru/index/chuvashskie_pogovorki_i_poslovicy_o_zemle/0-8

http://www.playroom.ru/content/view/1596/18/

ПРИЛОЖЕНИЕ

Матушка-кормилица

Пришли однажды древние люди на лесную поляну. Сидят, думу думают: «В лесу много съедобных корешков, зёрен, ягод, да далеко за ними ходить. Нельзя ли у своего жилья вырастить?»

Сожгли люди деревья, пни выкорчевали, землю взрыхлили. Посадили растения. Поливают, сорняки выпалывают. Ждут урожая. И Почва, сначала рассердившись на людей за костры, смирилась. Радуется: ухаживают за ней, рыхлят, поливают, заботятся.

Мало стало людям земли, сожгли они весь лес вокруг. Огромные поля вспахали. Ждут богатого урожая. А тут ветер ураганный налетел да дождь ливневый. Унёс ветер самый плодородный слой почвы, а вода смыла весь будущий урожай. Жжёт Солнце беспощадную пустыню. Взмолилась Почва: «Люди добрые, спасите меня от палящего зноя, нещадного ветра, буйной воды! Уж я вам добрым урожаем отплачу».

Защитили люди Почву. Но стали люди замечать, что с каждым годом урожай всё меньше, а растения болеют и погибают. Ругают люди Почву. А Почва говорит им: «Что же вы всё одно по одному сеете да не даёте мне отдохнуть, сил набраться?» Придумали люди севооборот.

Обрадовалась Почва, одаривает людей хорошим урожаем. Да новая беда пришла. Прознали люди, что можно больше урожая получать, если кормить почву разными удобрениями, а против вредителей – ядами поливать. Возмутилась Почва: «Пощадите! Не могу я переварить всё это! Гибнут мои жители. Есть у природы другие средства, чтобы подкормить и защитить растения». Стали люди птиц привлекать и компост делать.

Вот и осенние заботы у людей закончились. Наступили холода. Укрылась Почва снегом. Заботлив оглядывает своих жителей. Кому норку подправит и листьев подстелет, кому сладкий корешок даст, кому зёрна бережёт. Но неугомонный ветер задумал разметать весь снег, чтобы промёрзла почва. Снова ищет защиты Почва у людей: «Спасите меня и моих жителей от гибели неминучей!» Задержали люди снег на полях.

Тут бы и зажить им счастливо. А люди давай разные новинки в Почву закапывать. Опять сетует Почва: «Не родились ещё у меня такие жители, которые бы превращали эти новинки в питательные вещества для моих растений. Спасите меня, уберите это безобразие!»

Только зажили дружно и богато, ан нет – нашли люди в земле железные руды, золото, уголь, нефть и другие полезные ископаемые. Стали скважины бурить, котлованы огромные рыть, а Почву пустой породой заваливать. Каркают стаи ворон над этими странными дымящимися горами. Умирает под ними Почва: «Тяжко мне. Ядовитые газы меня отравили. Не растёт на мне ни травинки, ни деревца. Не радуют меня и пчёлки мои любимые».

И решили люди впредь заботиться о почве, не дожидаясь новой беды.

Роль почвы для растений

Растение из почвы получает воду, а вместе с водой соединения азота и все зольные элементы своего тела.

Таким образом, всё, что влияет на поступление и передвижение воды в почве, на химизм почвы и т. п., влияет вместе с тем и на растения. Почва и растения находятся в постоянном взаимном обмене, и вне этого обмена немыслимы ни жизнь растения, ни жизнь почвы. Если основные черты растительности данного географического ландшафта определяются климатом и историей происхождения растений, то почвенные (или эдафические) факторы определяют детали распределения растительных группировок.

Одни растения предпочитают почвы с кислой реакцией (например, сфагнум), другие со щелочной, третьи (так называемые кальцифилы) растут на почвах с большим содержанием извести (сосна горная — Pious montana), четвёртые не переносят таких почв (люпин, сладкий каштан, сфагнум), пятые приспособились жить на почвах, обогащённых солями, вредными для других растений. Обитатели засолённых почв, или галофиты, относятся обычно к суккулентам (хотя по некоторым внутренним особенностям и отличаются от последних). Так как в их теле много воды, то соли, поступающие в организм (избежать этого поступления растение не может), не в состоянии образовать там раствор вредной концентрации. Галофиты, не имеющие облика суккулентов, борются с избытком солей путём выделения их с помощью особых желёзок наружу, так что растение (например, некоторые виды кермека) оказывается покрытым снаружи кристалликами или даже корочкой солей.

На экологии растений сказывается также и механический состав почвы, так как от него зависит водоудерживающая способность почвы, лёгкость или трудность передвижения в ней воды и циркуляции воздуха.

Почвы глинистые, как менее водопроницаемые, способствуют застаиванию воды на поверхности, отличаются плохой аэрацией, но зато богаты питательными веществами. В глинистых почвах растение обычно не образует разветвлённой корневой системы. Растения, обитающие на песках (псаммофиты), находятся в иных условиях, так как пески, как порода рыхлая, хорошо пропускают воду, относительно хорошо проветриваются, но сами подвержены выдуванию ветром. При выдувании растению грозит опасность засохнуть, если обнажатся его корни; с другой стороны, растение может погибнуть и вследствие погребения его (засыпания) песком, причём этой участи в одних случаях подвергаются целые экземпляры, в других их плоды и семена. Для ограждения от подобной опасности плоды псаммофитов покрыты щетинками, снабжены крылышками, т. е. они очень лёгкие и при движении воздуха обгоняют песчинки, так что те не могут их засыпать. Взрослые многолетние травянистые растения борются против засыпания развитием корневищ с длинными междоузлиями и острыми концами, которые быстро растут, пробивают засыпавший их слой песка и дают новые побеги на поверхности. Чтобы корни не засыхали при выдувании, они защищены чехлами из сцементированных песчинок; корень в таком чехле лежит свободно и отделён от стенок чехла слоем воздуха.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Эксперимент: влияние почвы на рост растений :: Это интересно!

Когда мы с Катей проводили тематическое занятие о строении почвы, Катя подала мне идею сделать еще один эксперимент. Ее заинтересовало, смогут ли растения вырасти, если их посадить в песок. Я предложила проверить это опытным путем.
Мы взяли две мисочки и заполнили одну землею, а другую — песком. И посадили туда травинки, принесенные с улицы. Для чистоты эксперимента надо было, конечно, взять две одинаковых семечки, посадить и наблюдать, как они будут расти, но Катя захотела взять сразу готовые травинки, т.к. они были на тот момент под рукой.
Растения в почве и песке, 25.10.2012

Целый месяц мы эти наши растения прилежно поливали и наблюдали за их развитием. Конечно, время года не очень способствовало быстрому росту. Все-таки конец октября. Но через недели две стало заметно, что растения, посаженные в почву, чувствуют себя лучше, чем те, которые в песке. (Кстати, я думала, что это произойдет быстрее). А еще через две недели травка, росшая в песке, окончательно погибла. В то время как в другой мисочке трава расти продолжала.
 Растения в почве и песке, 23.11.2012 

Значит можно сделать вывод, что растениям для жизни нужен не только солнечный свет и вода (кстати, эти гипотезы тоже нужно будет с Катей проверить на опыте), но и что-то такое, что находится и почве и отсутствует в песке. Это — питательные вещества. Тот самый перегной, слой которого мы видели в самом верху, когда изучали строение почвы.
Я рассказала Кате про питательные вещества. Что их делают бактерии (про которые мы потом тоже целое занятие делали), расщепляя остатки живых организмов и отмерших растений. Рассказала о круговороте живого вещества: растения растут, используя разложившиеся остатки живых существ, потом эти растения съедают травоядные животные, тех — хищные звери, а когда хищник умрет, то его тело разложится под действием бактерий, а образовавшиеся питательные вещества снова послужат «пищей» для растений. И что все живые существа на Земле — единое целое. В нас есть вещества, которые когда-то были частью других растений, животных, людей. Так что индийцы, которые верят в переселение душ (мы совсем недавно видели праздник кришнаитов и говорили о религиях Индии)  в каком-то смысле правы.
Вот так вот получилась целая серия занятий про почву, а началась она с вроде бы несложного вопроса в мой «Клуб почемучек»: «Как образуются лужи?».

Другие наши опыты и эксперименты: Почему сосульки всегда растут вниз, Что такое невесомость и как ее почувствовать в домашних условиях, На каком хлебе плесень растет быстрее,  Играем в детектива — отпечатки пальцев, Почему люди не выпадают из качелей, Солнечные часы, Водяные часы — клепсидра, Добыча и выплавка металлов, химические опыты, «Луна»,  Ракета на водяном двигателе,  Наблюдаем в микроскоп, Как самим сделать мультфильм.

5 причин, почему почва имеет ключевое значение для устойчивого будущего планеты  | Цели в области устойчивого развития | Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций

02/02/2015

Возможно, ее роль не кажется настолько очевидной, как роль зеленого леса, или настолько жизненно важной, как роль свежей воды, но с виду неприглядная почва является природным ресурсом, значение которого не менее важно для поддержания жизни на Земле.

Почва обеспечивает растения и деревья питательными веществами, водой и минеральными веществами, хранит запасы углерода, а также является домом для миллиардов насекомых, мелких животных, бактерий и многих других микроорганизмов.

Однако количество плодородной почвы на планете уменьшается с тревожной скоростью, ставя под угрозу возможности фермеров выращивать продукты питания, с целью обеспечения ими населения планеты, численность которого, по прогнозам, достигнет девяти миллиардов к 2050 году.

Почвы, как одна из 14 целей устойчивого развития (http://www.fao.org/post-2015-mdg/14-themes/land-and-soils/en/), определенных Продовольственной и сельскохозяйственной организацией (ФАО), стала одной из приоритетных тем, которые обсуждались в штаб-квартире ООН в Нью-Йорке, где в настоящее время проходят межправительственные переговоры по повестке дня в области развития на период  после 2015 года.

Подчеркивая важность 2015 года, в котором мировое сообщество согласует новую рамочную программу глобального развития для достижения Целей развития тысячелетия (ЦРТ), Организация Объединенных Наций объявила его Международным годом почв (http://www.fao.org/soils-2015/en/).

Ниже приведены пять причин, по которым стоит дорожить нашими, так часто упускаемыми из виду, природными ресурсами.

1.       Здоровые почвы кормят весь мир

С почвы начинается создание продуктов питания. Состоящая из минералов, воды, воздуха и органических веществ, почва обеспечивает первичный круговорот питательных веществ для растений и животных, и является основой для корма, топлива, волокна и изделий медицинского назначения, а также для многих важных природных ресурсов.

«Качество нашей пищи очень сильно зависит от качества наших почв», — говорит Рональд Варгас, специалист по вопросам управления почвами и земельными ресурсами в ФАО (http://www.fao.org/soils-portal/en/). «Деградация почв – процесс бесшумный, но имеющий огромные последствия для человечества. Исследования показывают, что порядка трети всех почв планеты подвергаются умеренной или сильной деградации. Являясь Международным годом почв, 2015 год также является особенно важным годом для устойчивого будущего планеты, так как в нем будет объявлен набор новых глобальных целей. Внимание и стремление к поддержанию здоровья почв являются ключевыми союзниками в обеспечении продовольственной безопасности и питания для всех».   

2.       Почва, подобно нефти и природному газу, является конечным ресурсом

Почва является не возобновляемым ресурсом – ее потери не возмещаются в течение человеческой жизни. Формирование слоя почвы толщиной в 1 см из материнской породы может занять сотни и тысячи лет, однако этот сантиметровый слой почвы может быть утерян по причине эрозии в течение всего лишь одного года.

Использование неэффективных методов ведения сельского хозяйства, таких как: экстенсивная вспашка, извлечение органических веществ, чрезмерное орошение с использованием воды низкого качества, а также чрезмерное использование гербицидов и пестицидов, — истощают питательные вещества, имеющиеся в почве быстрее, чем они способны восстанавливаться, что приводит к потере плодородия почв и их деградации. Некоторые эксперты утверждают, что прогнозируемое количество лет, на которые хватит верхнего почвенного слоя планеты, сопоставимо с расчетами запасов нефти и природного газа. Как минимум 16% земель в Африке деградированы (http://www.fao.org/globalsoilpartnership/world-soil-day/campaign-material/infographic/en/).  По данным Глобального почвенного партнерства* (http://www.fao.org/globalsoilpartnership/en/), 50 000 квадратных километров почвы, площадь размером с Коста-Рику, утрачиваются во всем мире ежегодно.

3.       Почвы могут смягчить последствия изменения климата

Почвы содержат самые большие запасы земного органического углерода, более чем в два раза превышающие количество, содержащееся в растительности. Помимо восполнения запасов чистой воды, борьбы с опустыниванием и обеспечения устойчивости к наводнениям и засухам, почва смягчает последствия изменений климата, благодаря секвестрации углерода и снижению выбросов парниковых газов.

«Почвы мира должны являться важной частью любой повестки дня, направленной на борьбу с последствиями изменения климата, а также на обеспечение продовольственной и водной безопасности», — говорит Раттан Лал, директор Центра по сокращению выбросов и секвестрации углекислого газа Университета Огайо (http://e360.yale.edu/feature/soil_as_carbon_storehouse_new_weapon_in_climate_fight/2744/). «Я думаю, что в настоящее время существует всеобщее понимание значения почвенного углерода — понимание, что почва является не только средой для роста растений». 

4.       Почва жива и полна жизни 

Четвертая часть биологического разнообразия планеты существует в почве. В почве существуют, в буквальном смысле, миллиарды микроорганизмов, таких как бактерии, грибки и простейшие, а также тысячи насекомых, клещей и червей. В одной столовой ложке здоровой почвы содержится больше организмов, чем людей на всей планете.

«Мы совсем недавно начали думать о биоразнообразии почвы, как о ресурсе, о котором мы должны что-то знать»,  — говорит Диана Уолл, научный председатель Глобальной инициативы в области почвенного биоразнообразия (http://www.globalsoilbiodiversity.org/). «Без почв и их биоразнообразия нет человеческой жизни».

5.       Инвестирование в устойчивое управление почвенными ресурсами является целесообразным с точки зрения экономики и экологии 

Управление устойчивостью почв обходится дешевле, чем восстановление почв, а также восстановление их функций. Проект ФАО разработал подсечно-мульчирующий способ систем агролесоводства в Кесингуале, в регионе Гондураса Лемпира Сур, которая имела своей целью прийти на смену устаревшему подсечно-огневому методу земледелия, использование которого привело к снижению влажности и плодородия. Результатом нововведений также стало  повышение производительности труда и доходов фермеров региона. Другой проект ФАО, посвященный земельным, водным и биологическим ресурсам, направленный на то, чтобы обратить вспять процесс деградации земель в бассейне реки Кагера между Бурунди, Руандой, Угандой и Танзанией, имел своим результатом улучшение экономического положения населения, а также повышение продовольственной безопасности фермеров в районе озера Виктория (http://www.fao.org/fileadmin/user_upload/GSP/docs/report/Soil_information_Report.pdf).

«Нагрузка, оказываемая людьми на почвы во всем мире близка к достижению критической отметки», — добавляет Варгас, — «В соответствии с принципами, изложенными во Всемирной хартии почв (http://www.fao.org/fileadmin/user_upload/GSP/docs/WSCharter/World_Soil_Charter.pdf) и поддерживаемыми ФАО, надлежащее управление почвенными ресурсами требует действий на всех уровнях, начиная с правительств и заканчивая физическими лицами, которые будут направлены на содействие устойчивому управлению почвами».

«Фокусирование внимания на проблемах почв в Повестке дня в области развития на период после 2015 года принесет богатые плоды».

*В целях обеспечения устойчивого управления почвенными ресурсами, члены ФАО учредили Глобальное почвенное партнерство.

«Почва. Влияние почвы на рост растений»


Почва. Влияние почвы на рост растений | Елена Кузьмина

Один из героев сказки на вопрос: «Что самое ценное на свете?», сказал: «Самое ценное на свете – земля. На ней мы рождаемся и живём, она наша кормилица. Поэтому земля – дороже жемчуга и злата».

Цель исследования – собрать новую информацию о почве, показать результаты эксперимента по теме: «Почва. Влияние почвы на рост растений».

Неспроста почве (земле) оказывается такое почтение! Всё, что растёт и живёт на Земле обязано почве – тонкому слою, который укрывает бесплодный грунт. В ней из семян рождаются зелёные росточки, она кормит и поит весь необъятный растительный мир.

Ещё в старину наши предки называли землю кормилицей, матушкой родимой. Люди всегда бережно относились к земле. В русских народных пословицах говорится:  «Кто о земле беспокоится, того и земля кормит», «Поклонись матушке-землице, наградит тебя сторицей!». О значении земли в жизни людей говорят и образные выражения, например: земной поклон.

Слово земля имеет различные значения. Земля – третья от Солнца планета Солнечной системы.  Родина для русского человека, как и земля, всегда имела огромное значение. В былинах звучит название нашей страны, государства  «Мать-Сыра-Земля». «Добра мать для своих детей, а земля — для всех людей!», «Мать-Сыра-Земля всех кормит, всех поит, всех одевает, всех своим теплом пригревает!». От нее напитывались русские богатыри силой, она помогала им в их подвигах. Её брали с собой в далёкие странствия, потому что считали, что она придаёт силы и помогает во всём в чужих краях.

Из книг мы узнали, что Почва – это верхний плодородный слой земли. Над её созданием беспрерывно трудятся солнце и ветер. Бактерии и лишайники превращают горные породы в песок и глину. Отмершие остатки растений и животных образуют перегной – самый плодородный слой почвы. Проходит 300 лет, пока появится 1 см такого слоя. Как долго, тщательно трудится природа над созданием почвы! Почему такое значение придаётся плодородию почвы?  Нас заинтересовала эта тема, и мы решили отправиться на поиски ответов на вопросы:

  • ·А что ж такое земля, почва, что за волшебное вещество, если оно способно прокормить целое человечество?
  • Она и сильная, и богатая, и щедрая. Вечная ли она?
  • Чем дышит почва, из чего состоит?
  • Почему у одной хозяйки комнатные растения пышные цветущие, а у другой чахлые?
  • Почему на крохотном островке земли на крыше моего подъезда растёт деревце?

Цель исследования: выяснить, как влияет состав почвы на рост растений.

Задачи исследования:      

  • собрать и изучить информацию о почве;
  • узнать о проблемах почвы и её охране;
  • подобрать дома и в школьной лаборатории доступное оборудование, материалы, вещества для проведения опытов с почвой;
  • познакомиться  и использовать необходимые меры безопасности и защиты при проведении эксперимента;
  • провести наблюдения за ростом растений в почвах различного состава;
  • изучить условия роста растений в различных почвах;
  • проанализировать полученные результаты.

Мы предположили, что растения могут расти и развиваться в почве при определенных условиях; значит, если изменять условия роста растений, состав почвы, то можно выяснить, какую роль играет состав почвы на рост растений.

Работая над темой,  я узнала много интересного и полезного о почве.

В учебнике по окружающему миру мы прочитали, что главное богатство почвы – перегной. Про богатые перегноем почвы – чернозём великий русский писатель Антон Павлович Чехов сказал: «Почва здесь такая, что воткнёшь оглоблю, а вырастет тарантас».

Третью часть почв территории Башкортостана занимают чернозёмы. Почвы нашего края называют богатством, «чудесной кладовой». Недаром башкирский поэт Мустай Карим воспевает щедрость родной земли.

Здесь почва жирная кругом,

Она от жира вся сочиться,

Она под золотым лучом

Блестящей влагою искриться.

Там, где почвы не так плодородны, люди вносят удобрения. На уроке Литературы и Культуры Башкортостана мы узнали, что в г. Мелеуз есть предприятие, которое производит минеральные удобрения  («Мелеузовские минеральные удобрения»).

Толщина слоя почвы бывает раной. В степях он около метра, на каменистых склонах гор – всего несколько сантиметров. В жарких пустынях и в холодных ледяных просторах Арктики почвенного слоя может вообще не быть.

Почему же почва плодородна? Наверное, в ней содержится то, что необходимо растениям для жизни. Чтобы узнать так ли это, мы изучили состав почвы.

В лаборатории кабинета биологии и химии подобрали оборудование для опытов. Подготовили образцы почвы. Помним о безопасном обращении со спиртовкой, стеклянными колбами и воронкой. Опыты проводили в школе на уроках окружающего мира и в свободное от учёбы время.

Опыт 1.  Бросили комочек сухой почвы в стакан водой. В стакане появились мелкие пузырьки. Значит, в состав почвы входит воздух.

Опыт 2. Насыпали немного почвы на лоток и накрыли стеклянным стаканом. Поставили к батарее отопления. Стакан запотел, а через час на стекле появились капельки воды. Вывод. В почве есть вода.

Опыт 3. Почву на асбестовой пластине (асбест – волокнистое вещество, не подвержено воспламенению) поместили на металлическую решётку. Закрепили конструкцию на штативе, поместив внизу спиртовку. Опыт требует осторожности! Мы выполняли его вместе с учителем.

Нагрели почву над спиртовкой. Появился лёгкий дымок и неприятный запах!

Вывод. Это сгорает перегной, который образовался из остатков     растений и животных. Перегной придаёт почве тёмный цвет. Перегной влияет на плодородие почвы.

Опыт 4. Слегка прокалённую почву, в которой перегной частично выгорел, насыпали в стакан с водой и размешаем. Вода стала мутной. Когда осели частички почвы,  мы рассмотрели различные её слои. На дне видны песчинки песка и глины. Сверху – перегной.

Но когда часть перегноя сгорела, образовался пепел серого цвета. Он осел поверх всех слоёв.

Вывод. В состав почвы входят песок и глина.

Опыт 5. Профильтровали воду через почву и глину. Отметили, что через почву вода проходит хорошо, но в стакане есть частички земли. Через глину вода проходит медленнее, чем сквозь почву, но в стакане оказалась чистая, прозрачная вода.

Вывод. Почва хорошо пропускает воду. А глина является природным фильтром.

Опыт 6. Несколько капель раствора после фильтрации палочкой поместили на стеклянную пластинку. Оставили на некоторое время у батареи центрального отопления. Вода испарилась, а на стекле остался белый налёт. Это минеральные соли.

Вывод. В почве содержатся минеральные соли, которые растворяются в воде.

Проводя опыты, мы доказали, что в состав почвы входят: воздух, вода, минеральные соли, перегной, песок и глина.

Корни растений дышат воздухом, всасывают из почвы воду. Вместе с водой получают растворённые в ней минеральные соли – питательные вещества.

Опыт показал, что солей в почве мало. Благодаря перегною запас солей в почве постоянно пополняется. Животные, обитающие в почве, дождевые черви, рыхлят, делают в ней ходы, куда легко проникает вода и воздух, обогащают остатками своей пищи.

Человек добивается плодородия почвы, ухаживая за ней.

Как чувствуют себя растения в различных по составу почвах? При каких условиях растения развиваются лучше, активнее?

Чтобы проследить за ростом растений, мы вместе с родителями провели опыты. Для эксперимента взяли семена фасоли, овса, гороха, пшеницы. Луковицы и высадили в почву разную по составу.

В богатую перегноем почву высадили фасоль, пшеницу, овёс и лук. В песчаную почву посадили горох и пшеницу. Лук пробовали прорастить в воде без почвы и в глинистом грунте. Использовали для опытов скудную почву, собранную во дворе у дома.

Опыты проводим в декабре. В природе всё замирает, а на нашей экспериментальной площадке жизнь бьёт ключом! Прошла неделя!

Дружно взошёл овёс, но  в земле богатой перегноем побеги гуще и выше, корни сильнее, хорошо просматриваются.

Из 4-х семян фасоли даже в плодородной почве взошло только одно.

Наблюдаем за ростом луковиц: В почве лук пророс быстрее, перья крепкие, сочные. И в воде лучок хорошо чувствует себя! Лук неприхотлив и прорастает при условии, что находится во влажной тёплой среде. А вот в глинистой почве – беда! Луковка лежит, не прорастает совсем!

В тяжёлой глинистой почве овёс тянет к солнышку чахлые побеги. Трудно дышать корням!

Пшенице больше понравилась рыхлая почва с большим содержанием песка. Всходы дружные, сочные стебли. В земле богатой минеральными солями пшеница растёт хуже!

Горох дал дружные всходы в песчаной почве, скудная почва неблагоприятна для семян гороха (всходы редкие, побеги чахлые).

Прошло 11 дней с начала эксперимента

Горох дружно растёт в песчаной почве, в почве, собранной во дворе растёт плохо, едва всходит.

У фасоли появились настоящие листочки, но остальные 3 семечка так и не взошли.

Луковица в почве продолжает лидировать. Хорошо и  луковке в воде. Совсем не желает принимать глинистую почву третья луковица!

Овёс одинаково активно растёт в почве разного состава.

Прошла Новогодняя ночь, и мы с мамой уезжаем в Абхазию на Всероссийский фестиваль танца. Нашу экспериментальную площадку доверили папе и брату. Вернулись из поездки через 16 дней. «Как там наши зелёные питомцы?».

Результаты опытов через 30 дней.

Овёс в удобренной почве всё же «обогнал» на 2 см другие ростки. Но концы побегов пожелтели, значит, растениям не хватало влаги и питательных веществ.

У фасоли уже 6 настоящих листочков.

Горох и через месяц лучше растёт в песчаной почве.

Лук в земле, по сравнению с растением в воде, имеет более плотные, крепкие листочки. В глинистой почве проросла луковица, но растёт очень медленно.

Овёс засох и пропал. Ему не хватало влаги.

Можно подвести итоги экспериментов. Для растения необходима рыхлая, богатая минеральными солями, влажная почва. Только тогда они будут чувствовать себя хорошо. У здоровых растений активно развивается корневая система. Мощные, сильные корни всасывают больше питательных веществ, растение хорошо растёт и развивается. При недостатке какого-либо компонента растение хуже растёт, а иногда и погибает. Не зря в народе говорят «Земля заботу любит».

По итогам исследовательской работы мы сделали такие  выводы:

  • в состав почвы входят: воздух, вода, минеральные соли, перегной, песок и глина;
  • состав почвы влияет на рост растений;
  • при благоприятных условиях: высадке в богатую питательными веществами почву растения дают дружные всходы, хорошо и быстро растут;
  • растения нуждаются в почве разного состава: одни хорошо растут в чернозёмной почве, другие – в песчаной;
  • всем растениям нужна вода и воздух, содержащиеся в почве;
  • при неблагоприятных условиях, неправильном подборе почвы, условий содержания, растения слабеют, а иногда и погибают;
  • несмотря на то, что глина входит в состав почвы, она плохо пропускает воду, содержит мало воздуха, растения в глинистых почвах растут плохо;
  • почва подвержена разрушению, а восстанавливается очень медленно.

Все может родная земля: накормить душистым хлебом, напоить родниковой водой, восхитить своей красотой. Вот только защитить сама себя она не может.

Исследовательский проект

Вернуться к началу документа
Вы можете сохранить статью и поделиться с друзьями:
В Мой Мир Tweet

elena-kuzmina.ru

проект «ВЛИЯНИЕ ПОЧВЫ НА РОСТ РАСТЕНИЙ»

Окружной конкурс проектных и исследовательских работ

Тема:

«ВЛИЯНИЕ ПОЧВЫ НА РОСТ РАСТЕНИЙ»

Номинация: ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ

Авторы:

Зюкова Снежана

Полякова Маргарита

Руководитель работы:

Богачева Елена Викторовна

Содержание:

Введение.

Основная часть.

Глава 1. ДОРОЖЕ ЖЕМЧУГА И ЗЛАТА ПОД НОГАМИ – ЗЕМЛЯ!

Глава2. ПОЧВА И РАСТЕНИЯ

2.1. УСЛОВИЯ ПОСАДКИ

2.2. Результаты эксперимента через неделю

2.3. 14 дней с начала эксперимента

2.4. Результаты опытов через 30 дней

Глава 3. РАЗРУШЕНИЕ ПОЧВЫ НЕЛЬЗЯ ДОПУСТИТЬ!.

Заключение.

Список литературы.

Приложение 1.

Приложение 2.

ВВЕДЕНИЕ

«…Родная земля – самое великолепное, что нам дано для жизни. Её мы должны возделывать, беречь и охранять всеми силами своего существа»

К. Паустовский

Богата наша земля. Люди разыскали в ней залежи железа, меди, золота, угля, нефти. Им нет цены. И все же самое ценное на Земле – земля, почва.

О земле говорят – плодородная. Она родит плоды – рожь, пшеницу, картофель, ягоды, фрукты.

Всё, что растёт и живёт на Земле обязано почве – тонкому слою, который укрывает бесплодный грунт. В ней из семян рождаются зелёные росточки, она кормит и поит весь необъятный растительный мир. Где сохранилась почва, там взметнулись ввысь деревья, наливаются колосья пшеницы, разносится аромат зрелых яблок.

Издревле на Руси занимались земледелием. Обрабатывать землю, сеять хлеб – дело трудное, но почётное. Вырастить хороший урожай, значит быть сытым и богатым. Потому с необычайной любовью и уважением относились люди к земле.

Актуальность работы заключается в том, чтобы находить интересное и необычное рядом, в том, что доступно для наблюдения и изучения, не требует особых усилий и затрат. Например, земля или по-другому почва. Мы каждый день шагаем по неё, вытаптывая ботинками, с весны до глубокой осени бороним, рыхлим, поливаем на садовых участках. Всем известная и знакомая, непознанная и таинственная!

Один из героев сказки на вопрос: «Что самое ценное на свете?», сказал: «Самое ценное на свете – земля. На ней мы рождаемся, живем и умираем, она наша кормилица. Поэтому земля – дороже жемчуга и злата» (Приложение 1).

Меня очень заинтересовала эта тема, и я решила найти ответ на вопрос «Поэтому земля – дороже жемчуга и злата?».

Тема нашего исследования: «Влияние почвы на рост растений».

Объект исследования: почвы различного состава.

Предмет исследования: влияние почв разного состава на рост растений.

Возникло ещё много проблемных вопросов:

А что ж такое земля, почва, что за волшебное вещество, если оно способно прокормить целое человечество?

Почему почвы бывают разного цвета?

По каким причинам одни садоводы получают богатый урожай со своего приусадебного участка, а другие – скудный?

Цель исследования: изучение влияния состава почвы на рост растений.

Задачи исследования:

собрать и изучить информацию о почве;

провести наблюдения за ростом растений в почвах различного состава;

изучить условия роста растений в различных почвах;

проанализировать полученные результаты и сделать самостоятельные выводы.

Гипотеза исследования

Мы предположили, что растения могут расти и развиваться в почве при создании определенных условий; значит, если изменять условия роста растений, состав почвы, то можно выяснить, какую роль играет состав почвы на рост растений.

Практическое значение исследования в том, что оно может быть использовано на уроках биологии и географии, во внеклассных мероприятиях, обратит внимание на необходимость бережного отношения к почве родного края.

Глава 1. ДОРОЖЕ ЖЕМЧУГА И ЗЛАТА ПОД НОГАМИ – ЗЕМЛЯ!

Почва – это верхний плодородный слой земли. Над её созданием беспрерывно трудятся солнце и ветер, бактерии и лишайники превращают горные породы в песок и глину. Отмершие остатки растений и животных образуют перегной – самый плодородный слой почвы. Проходит 300 лет, пока появится 1 см такого слоя. Как долго, тщательно трудится природа над созданием почвы! Теперь всё серьёзнее задумываемся мы, что важно беречь почву.

Почему же почва плодородна? Наверное, в ней содержится то, что необходимо растениям для жизни.

Корни растений дышат воздухом, который есть в почве. Всасывают из почвы воду. Вместе с водой получают растворённые в ней минеральные соли – питательные вещества необходимые для жизни растений.

Но солей в почве мало. Растения могли бы их быстро израсходовать, но этого не происходит. Благодаря перегною запас солей в почве постоянно пополняется. Бактерии, живущие в почве, постепенно превращают остатки растений в перегной. Чем больше перегноя, тем почва плодороднее.

В природе животные повышают плодородие почвы. А человек добивается плодородия почвы, специально обрабатывая и ухаживая за ней: перекопка и рыхление обеспечивает поступление в почву воздуха, сохранение влаги, повышение всхожести семян; удобрение повышает количество питательных веществ в почве; прополка не позволяет сорнякам заглушать рост культурных растений.

Характеристика почв

Песчаные почвы

Песчаные почвы – это лёгкие, тёплые, хорошо пропускают воду, поэтому поспевают раньше других. Однако большинство овощных культур испытывают на них недостаток влаги: после дождей или полива питательные вещества промываются в нижние слои и становятся недоступными растениям. Эти почвы бедны также и микроэлементами. Поэтому перед посевом или посадкой овощных культур рекомендуется внесение глин в виде порошка до 10 кг/м2 с дополнительным обогащением почвы перегноем (3 кг/м2) и фосфорно-калийными удобрениями. Песчаные и супесчаные почвы — относятся к легким.

Их состав – это бесчисленное количество частичек песка, через которые с легкостью просачивается влага.

—  Эти почвы мало содержат питательные вещества.

—  Они быстро прогреваются, но и также легко теряют тепло.

—  Их легко и просто обрабатывать и они хорошо впитывают влагу.

—  Но без  систематической дополнительной обработки они не смогут обеспечить хороший урожай посаженных садово-огородных культур так как

— Растения обычно страдают от «недополучения» и нехватки воды. 

Из-за своей большой влагопроницаемости практически все питательные вещества из таких почв быстро вымываются, а органические вещества — начинают разлагаться. Поэтому в такие почвы необходимо добавлять гумус и связывающие вещества — компост и порошок торфа. Песчаные почвы часто имеют примесь глины.

Улучшают плодородие таких почв  искусственно — путем создания плодородного слоя или же постоянного внесения органических удобрений. Добавлять удобрения лучше в весеннее время и маленькими дозами. При внесении достаточного количества органических удобрений и необходимой влаги на песчаных супесчаных почвах хорошо растут плодовые деревья.

Солончаковые почвы

Солончаковая почва – это почва, в которой много растворимых солей по всему профилю. В верхнем слое такой почвы содержание солей может достигать 60 процентов. Солончаковые почвы образуются под влиянием грунтовых, обогащенными минералами вод или засоленной горной породы. Они распространены в полупустынях, пустынях и южных степях, где могут простираться на обширные территории.В местах близкого залегания грунтовых вод, в условиях выпотного режима происходит сильное испарение воды с поверхности почвы. Если грунтовые воды содержат минералы, то после испарения в капиллярах почвы оседают соли. Со временем процент их содержания увеличивается. Иногда солончаки могут образовываться из-за неправильного орошения, минерализации богатых натрием, хлором и серой растений-галофитов, наноса солей с помощью ветра и т.д.

 

Черноземые почвы

Чернозём – это богатые плодородные почвы, которые можно назвать гордостью России, её национальным достоянием. Во время Великой Отечественной войны немцы вагонами вывозили чернозём с Украины наравне с иными ценностями нашей великой страны. О великолепных свойствах чернозёма упоминается и в древних летописях V-VI века: «чернозёмная земля – наилучшая кормилица народа, потому что она не боится ни холодов, ни ветров и ливней, ни засухи». 

Природное совершенство чернозёма не способны заменить никакие минеральные и органические удобрения. Ведь чернозём формируется в природе в течение нескольких тысяч лет, в условиях тёплого и влажного климата. Создать чернозём искусственно невозможно, так как на его образование влияют сотни  природных факторов (геологических, климатических, биологических и т.д.) Чернозёмные почвы характеризуются богатым содержанием гумуса (особенно – в верхних слоях), питательных веществ, зернистой либо комковой структурой, высоким (до 70%) содержанием кальция, огромным количеством полезных для растений микроорганизмов и прекрасными водно-воздушными качествами. В чернозёме имеются полезные гуминовые кислоты (смесь органических соединений), которые являются самой ценной фракцией гумуса, легко усваивающейся корнями растений. 

Как чувствуют себя растения в различных по составу почвах? При каких условиях растения развиваются лучше, активнее?

Чтобы проследить за ростом растений, мы провели опыты. Подготовили для эксперимента почвы разных видов.

Наша экспериментальная площадка

Подготовили для посадки семена фасоли, пшеницы

2. ПОЧВА И РАСТЕНИЯ

2.1. УСЛОВИЯ ПОСАДКИ

Семена предварительно замочили в воде.

Произвели посадку семян фасоли и пшеницы в разную почву

2.2. Результаты эксперимента через неделю

Пшеница взошла дружно в песчаной почве на 4 день, а черноземой на 6 день. В песчаной рыхлой почве побеги гуще и выше, чем в черноземой.

Семена фасоли быстро проросли в песчаной почве на 5 день, в черноземой проросла только семя фасоли на 6 день после посадки, а в солонцовой почве всходы появились только через неделю и довольно слабый росток.

Проверяем, как развивается корневая система у пшеницы. В песчаной почве корни пшеницы более сильные и мощные.

Пшенице больше понравилась почва с большим содержанием песка рыхлая, пористая. В ней хорошо корням растений. Всходы дружные, сочные стебли. В земле богатой минеральными солями пшеница растёт хуже.

2.3. 14 дней с начала эксперимента

Всходы пшеницы и фасоли в песчаной почве растут дружно, листья развиваются дружно и довольно крупные.

В черноземой почве хотя и растут медленнее, немного отличаются от всходов в песчаной почве, лишь размером так как взошли на 2 дня позже.

В почве солонцовой взятой со двора в школе всходы появились с разницей 1 (фасоль)-2 недели(пшеница). Значит данная почва вовсе не благоприятна для роста растений в ней мало питательных веществ для роста ростов.

Пшеница одинаково активно растёт в почве песчаной и черноземой. Немного длиннее стебли у побегов, разросшаяся корневая система в почве черноземой. А вот в солонцовой почве(земля) пшеница растет плохо.

Фасоль

10.02

11.02

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

Песок

всходы

Солончак

(Земля

всходы

чернозем

всходы

Пшеница

10.02

11.02

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

Песок

всходы

Солончак

(земля)

всходы

чернозем

всходы

2.4. Результаты опытов через 30 дней

Пшеница в черноземой почве всё же «обогнала» на 2 см своих собратьев, растущих в песчаной почве, но концы побегов пожелтели, значит, растениям не хватало влаги и питательных веществ.

У фасоли, которая росла в песчаной и черноземой почве, уже по 6-8 настоящих листочков появились «усы». Длина стебля 55-65см. Возможно, растениям недостаточно света, они тянутся к солнцу. У фасоли, которая росла в солонцовой почве, появилось только 4 настоящих листика. Второе семя вовсе не взошло.

Глава 3. РАЗРУШЕНИЕ ПОЧВЫ НЕЛЬЗЯ ДОПУСТИТЬ!

Все может родная земля: накормить душистым хлебом, напоить родниковой водой, восхитить своей красотой. Вот только защитить сама себя она не может.

Природа и сама участвует в разрушении почвы: ветра, пыльные бури, дождевые потоки. Овраги – враги почвы! Они образуются в местах промоин, потоков воды.

Растения – первые помощники в сохранении почвы от выдувания ветром и вымывания водой. Там, где растений нет, вода и ветер быстро сносят слой почвы. Поэтому для защиты почв люди сажают лесополосы, траву, стараются правильно обрабатывать почву, борются с оврагами.

Существует много экологических проблем почвы, в которых виноваты люди, которые беспощадно вырубают деревья, уничтожая леса. «На наш век хватит!», — думаем мы. Очень трудно найти оправдание людям, которые так бессовестно и неразумно губят природу, не задумываясь о том, что на этой земле будут жить их дети и внуки. Кроме того, вырубки ведут к разрушению почвы, обмелению небольших речушек, образованию оврагов.

Большой проблемой является замусоривание лесных массивов. Когда мы ездим отдыхать на природу, часто натыкаемся на мусорные свалки. Папа мне рассказал, что детьми в лесу они играли, собирали цветы и грибы. Но когда мы с семьей приходим в лес сейчас, чтобы отдохнуть, то обнаруживаем огромную свежую свалку: большое количество пластиковых бутылок, пакетов, стаканчиков, старые вещи, бумаги. Мусором засыпаны ручьи и берега рек. На все это невозможно смотреть без слез! Что же мы делаем? Ведь ядовитые отходы свалок не только обезображивают природу, но и уничтожают почву и все живое в ней.

Если мы сейчас не будем заботиться о природе, об охране почвы, может случиться непоправимая беда! Об этом рассказывает другая сказка

(Приложение 2).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Можно подвести итоги экспериментов. Для растения необходима рыхлая, богатая в меру минеральными солями, влажная почва. Только тогда они будут чувствовать себя хорошо. У здоровых растений активно развивается корневая система. Мощные, сильные корни всасывают больше питательных веществ, растение хорошо растёт и развивается. При недостатке какого-либо компонента растение хуже растёт, а иногда и погибает. Не зря в народе говорят «Земля заботу любит», «Богатство соразмерно плодородию земли», «Цена земли — цена плодородия», «На необработанной земле лишь бурьян растёт». Чем насыщеннее и плодороднее почва, тем лучше чувствуют себя растения, посаженные в неё.

При более внимательном изучении почвы с помощью наблюдений и опытов, я пришла к следующим выводам:

в состав почвы входят: воздух, вода, минеральные соли, перегной, песок и глина;

состав почвы влияет на рост растений;

при благоприятных условиях: высадке в богатую питательными веществами почву растения дают дружные всходы, хорошо и быстро растут;

растения нуждаются в почве разного состава: одни хорошо растут в чернозёмной почве, другие – в песчаной;

всем растениям нужна вода и воздух, содержащиеся в почве;

при неблагоприятных условиях, неправильном подборе почвы, условий содержания, растения слабеют, а иногда и погибают;

Результатом исследовательской работы считаю то, что были проведены наблюдения за ростом растений в почвах разного состава.

Список источников информации:

Литература:

Большая детская энциклопедия: Химия / сост. К. Люцис. М.: Русское энциклопедическое товарищество. 2000.

Пасечник В.В.Биология растения Учебник для 6 класса М.: Дрофа, 2012.

Сайты в Интернете:

http://greenplaneta.3dn.ru/index/chuvashskie_pogovorki_i_poslovicy_o_zemle/0-

http://driveural.ru/2012/07/09/eko-karta.html

3. http://ru.wikipedia.org/wiki/%CF%EE%F7%E2%E0

Иллюстрации:

Фотографии из личного архива

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Сказка о земле

Дороже жемчуга и злата.

У старика была дочь-красавица на выданье. Собрались добры молодцы – все хорошие и пригожие. Кого выбрать отцу дочери в мужья? И предложил он женихам ответить на три вопроса. Первый вопрос: «Без чего не может жить человек?». Один говорил – без коня, другой – без денег. И только самый молодой Иванушка дал правильный ответ: «Жить нельзя без воды, без воздуха, без земли». На второй вопрос: «Чего больше всего на земле?», Иван ответил: «На земле больше всего зёрен песка и глины». Последний вопрос гласил: «Что самое ценное на свете?». Молодцы вспомнили всё: и жемчуга, и золото, и драгоценные камни. Один Иван сказал: «Самое ценное на свете – земля. На ней мы рождаемся, живем и умираем, она наша кормилица. Поэтому земля — дороже жемчуга и злата».

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Матушка-кормилица

Пришли однажды древние люди на лесную поляну. Сидят, думу думают: «В лесу много съедобных корешков, зёрен, ягод, да далеко за ними ходить. Нельзя ли у своего жилья вырастить?»

Сожгли люди деревья, пни выкорчевали, землю взрыхлили. Посадили растения. Поливают, сорняки выпалывают. Ждут урожая. И Почва, сначала рассердившись на людей за костры, смирилась. Радуется: ухаживают за ней, рыхлят, поливают, заботятся.

Мало стало людям земли, сожгли они весь лес вокруг. Огромные поля вспахали. Ждут богатого урожая. А тут ветер ураганный налетел да дождь ливневый. Унёс ветер самый плодородный слой почвы, а вода смыла весь будущий урожай. Жжёт Солнце беспощадную пустыню. Взмолилась Почва: «Люди добрые, спасите меня от палящего зноя, нещадного ветра, буйной воды! Уж я вам добрым урожаем отплачу».

Защитили люди Почву. Но стали люди замечать, что с каждым годом урожай всё меньше, а растения болеют и погибают. Ругают люди Почву. А Почва говорит им: «Что же вы всё одно по одному сеете да не даёте мне отдохнуть, сил набраться?» Придумали люди севооборот.

Обрадовалась Почва, одаривает людей хорошим урожаем. Да новая беда пришла. Прознали люди, что можно больше урожая получать, если кормить почву разными удобрениями, а против вредителей – ядами поливать. Возмутилась Почва: «Пощадите! Не могу я переварить всё это! Гибнут мои жители. Есть у природы другие средства, чтобы подкормить и защитить растения». Стали люди птиц привлекать и компост делать.

Вот и осенние заботы у людей закончились. Наступили холода. Укрылась Почва снегом. Заботливо оглядывает своих жителей. Кому норку подправит и листьев подстелет, кому сладкий корешок даст, кому зёрна бережёт. Но неугомонный ветер задумал разметать весь снег, чтобы промёрзла почва. Снова ищет защиты Почва у людей: «Спасите меня и моих жителей от гибели неминучей!» Задержали люди снег на полях.

Тут бы и зажить им счастливо. А люди давай разные новинки в Почву закапывать. Опять сетует Почва: «Не родились ещё у меня такие жители, которые бы превращали эти новинки в питательные вещества для моих растений. Спасите меня, уберите это безобразие!»

Только зажили дружно и богато, ан нет – нашли люди в земле железные руды, золото, уголь, нефть и другие полезные ископаемые. Стали скважины бурить, котлованы огромные рыть, а Почву пустой породой заваливать. Каркают стаи ворон над этими странными дымящимися горами. Умирает под ними Почва: «Тяжко мне. Ядовитые газы меня отравили. Не растёт на мне ни травинки, ни деревца. Не радуют меня и пчёлки мои любимые».

И решили люди впредь заботиться о почве, не дожидаясь новой беды.

14

multiurok.ru

Исследовательская работа «Влияние почвы на рост и развитие растений»

муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Малокаменская основная общеобразовательная школа

Каменского района Ростовской области

Исследовательская работа

Влияние почвы на рост и развитие растений

Автор: Румянцева Татьяна 7 класс

Научный руководитель: Кузнецова Лариса Анатольевна Учитель биологии и химии

хутор Малая Каменка Каменский район Ростовской области

2016 год

Содержание.

Введение…………………………………………………………………………3-4

1.Литературный обзор………………………………….. ……………………4-5

2. Исследовательская жизнь……………………………………………………5-9

2.1. Определение механического состава почвы…………………………….5-6

2.2. Определение структуры почвы…………………………………………….7

2.3. Определение кислотности почвы…………………………………………7-8

2.4. Определение гумуса в трёх видах почв……………………………….9-10

3. Выводы и рекомендации…………………………………………………10-11

4. Информационные источники……………………………………………..11

6. приложения………………………………………………………………12-15

Каждый год наша семья занимается выращиванием экологически чистого урожая овощей и фруктов на нашем приусадебном участке. Урожай бывает разным, в зависимости от погодных условий. Но в этом году мы решили освоить заброшенный участок, который не обрабатывался много лет, посадить там бахчевые растения. Урожай удался. Тыквы выросли огромными. Таких мы не выращивали у себя в огороде никогда. В чём секрет обильного урожая? Семена тыквы мы собирали с растений прошлогоднего урожая. Климатические условия и уход были одинаковые и в огороде и на заброшенном участке. Значит, небывалый урожай заслуга разных видов почв. Чем отличаются почвы? Какими они бывают? В школе об этом говорят очень мало. Я поставила перед собой цель: выяснить, как влияет почва на рост и развитие растений.

Задачи:

  1. Выяснить, что такое почва и виды почв. Почвоведение.

  2. Выяснить, почему на целинном участке урожай выше, чем на огороде, который возделывается многие десятилетия.

  3. Провести эксперимент и наблюдения за ростом растений в почвах, которые есть на территории нашего хутора;

  4. Провести анализ полученных результатов и сделать выводы, как влияет состав почвы на рост растений.

  5. Дать рекомендации по повышению качества почвы на приусадебных участках.

Гипотеза: зависимость урожая огородных растений от почвы очень велика.

Предмет исследования: почва.

Объект исследования: почва с целинного участка, почва с огорода, почва, взятая с заброшенного скотного двора (эту почву мы используем для выращивания рассады).

Методы исследования: изучение информационных источников; систематизация; эксперимент; наблюдение; обобщение; поиск; описание; сопоставление; анализ; осмысление.

Исследование проводилось летом 2016 года.

Актуальность исследования: при помощи нашей работы мы можем улучшить состояние почвы и получать стабильно высокие урожаи не только на целинной земли. С результатами своего исследования я ознакомлю одноклассников и земляков. Данное исследование напомнит всем, кто его услышит о необходимости бережного отношения к почве родного края.

  1. Литературный обзор.

    1. Почва и виды почв.

Почва – это верхний плодородный слой земли. Почва — это основа сельскохозяйственного производства, обеспечивающего человека продуктами питания как растительного, так и животного происхождения. Количество и качество этих продуктов зависят от качества земли. Над её созданием беспрерывно трудятся солнце и ветер, бактерии и лишайники превращают горные породы в песок и глину. Отмершие остатки растений и животных образуют перегной – самый плодородный слой почвы. Проходит 300 лет, пока появится 1 см такого слоя. Как долго, тщательно трудится природа над созданием почвы! Теперь всё серьёзнее задумываемся мы, что важно беречь почву! Для создания почвенного слоя толщиной 18 см природа затрачивает в среднем от 1400 до 7000 лет, разрушение же такого слоя вследствие эрозии может произойти за 20-30 лет, а иногда за один ливень или пыльную бурю. Эта информация требует очень бережного отношения к почве. Толщина слоя почвы бывает разной. В степях он около метра, на каменистых склонах гор – всего несколько сантиметров. В жарких пустынях и в холодных ледяных просторах Арктики почвенного слоя может вообще не быть.

По механическому составу почву делят на песчаную почву, супесчаную почву, лёгкую суглинистую почву, суглинистую почву, тяжёлую суглинистую почву, глинистую почву.

Из учебника В.М. Пакулова и Н.В. Иванова «Природоведение» я узнала, что по составу почвы различают: подзолистые, черноземы, торфяные, солончаковые и др. Изучает почву наука- почвоведение которую создал русский учёный Василий Васильевич Докучаев. Он называл почву кормилицей человека и считал, что она для нас дороже нефти, угля, золота.

Одно из самых важных свойств почвы- плодородие. Это способность почвы удовлетворять потребности растений в необходимых веществах, воде, воздухе. Плодородие почвы напрямую зависит от количества в ней перегноя: чем его больше, тем почва более плодородна.

В своей работе я исследую доступными мне средствами трёх видов почв на: механический и минеральный состав, количество перегноя, а также плодородие.

  1. Исследовательская часть.

Исследование механического и минерального состава почвы. Исследование почвы с целинного участка, почвы с огорода и почвы, взятая с заброшенного скотного двора.

2.1 Определение механического состава почвы

Механический состав почвы, т. е. содержание в ней частиц различной величины – важнейшее физическое свойство почвы. По механическому составу почвы делят на песчаные, супесчаные, суглинистые, глинистые. От механического состава зависит плотность, водопроницаемость почвы, влагоёмкость, аэрация, теплоёмкость, теплопроводность. Наиболее плодородными являются суглинки и супесчаники.. Песчаные почвы сложены из крупных частиц, они сухие, т. к. плохо задерживают влагу.

Кристаллы глины по объёму очень малы, а площадь их поверхности, граничащая с пустотами между ними, велика. К поверхности кристаллов прикрепляются молекулы воды и элементов питания. Вот почему глинистые плохо пропускают воду, затрудняют её доступ к растениям

Ход работы.

  1. Взяли немного почвы, увлажнили её и скатали в ладонях.

  2. По тому признаку, как почва скатывается, определили её механический состав, пользуясь таблицей:

Результаты исследования занесли в таблицу. (Приложение 1)

Промежуточный вывод: по механическому составу пробы почв с огорода и с целинного участка не различаются, хотя когда мы брали пробу почва с целины была рассыпчатая, а с огорода- комком. Анализ показал, что эти почвы- суглинистые, хотя частицы почвы с огорода обладают меньшими размерами и поэтому быстрее слипаются.. Более рассыпчатая- почва с заброшенного скотного двора, где мы берём землю для рассады- она лёгкая суглинистая.

2.2 Определение структуры почвы

Механический состав почв во многом определяет её структуру. Структурная почва комковатая или зернистая, состоящая из комочков до 10 мм в диаметре. Эти комочки включают минеральные частицы, склеенные гумусом. В таких почвах много воды и воздуха, которые вместе с органической составляющей обуславливают плодородие.Бесструктурные почвы состоят из очень мелких частиц – до 0, 001 мм в диаметре. Поглощая воду, такие почвы образуют сплошную липкую массу.

Результаты исследования занесены в таблицу. (Приложение 2)

Ход работы.

  1. Взяли немного почвы, разложили её тонким слоем на блюдце и рассмотрели. Отметили наличие структуры.

  2. Добавили немного воды. Сплошная масса при этом не образовалась.

Промежуточный вывод: исследуемая почва всех проб- структурированная, для неё характерна прекрасная аэрация и инфильтрация.

2.3 Определение кислотности почвы

Химические свойства почвы зависят от содержания в ней минеральных веществ.

Одной из важных характеристик химического состава почв является реакция её среды, т. е. кислотность почвы. В среднем рН почв близко к нейтральному значению. Такие почвы наиболее богаты обитателями. Соответственно, основные и кислые почвы имеют специфический, приспособленный к тем или другим состав почвенных организмов.

При значении рН меньше 3 (сильно кислые почвы) и больше 9 (сильно щелочные почвы) повреждаются клетки живых организмов. Кроме этого, рН почвы сказывается и на степени доступности биогенных элементов. Мы можем предположить, что рН среды наших проб будет нейтральная, так как на ней пышно растут самосевом распространяющиеся клевер, вьюнок полевой, пырей ползучий, пастушья сумка, лебеда, мокрец.

Ход работы

  1. Поместили в колбу 10 г почвы.

  2. Добавили в колбу 25 мл дистиллированной воды.

  3. Закрыли колбу пробкой, энергично встряхнули и дали отстояться содержимому в течение нескольких часов.

  4. Отфильтровали содержимое колбы и определили рН почвенной вытяжки с помощью универсальной индикаторной бумаги.

  5. Определили, к какому типу кислотности относится данный почвенный образец, сравнив с данными таблицы:

Результаты занесли в таблицу. (Приложение 3).

Вывод: Все пробы почв в среднем имеют кислотность близкую к нейтральному значению. Такие почвы наиболее богаты обитателями.

    1. . Определение содержания гумуса в трех видах почв.

Гумус- органическое вещество, в котором содержатся компоненты, необходимые для питания растений. Образуется гумус как результат жизнедеятельности организмов, существующих в земле. Первенство среди этих организмов отдают дождевому червю. Трудно оценить справедливость такого высказывания, тем более, если оно принадлежит самому Чарльзу Дарвину. Именно он указал на их роль в 1881 году, а Томас Дж. Баррет в 1947 году предложил одомашнивать дождевого червя в своей книге. Но дождевой червь лишь звено в сложной цепи, итогом которой является появление гумуса. Да и он сам не является продуктом прямого потребления растений. Он еще должен быть подготовлен или разложен микроорганизмами, симбиотическими.

Чтобы определить количество содержания гумуса в почве, нужно сравнить цвет массы в двух состояниях: сухом и влажном. Если почвы малогумусные, то есть содержание гумуса в них не более 1,5%, то они обладают белесо-серым, либо светло-серым цветом. Если такие почвы смочить, то цвет изменится на серый или коричневый.         В том случае если содержание гумуса составляет примерно 2-3% , то почва имеет серый, либо коричневато-серый цвет. Когда она становится влажной, то цвет становится темно-серым, либо темно-коричнево-серым. Если в почве более 4% гумуса, то она обычно коричнево-темно-серого цвета или темно-серого цвета. После того как происходит смачивание почвы, цвет меняется практически на черный. Если почва имеет черный, либо буро-черный цвет, то это значит, что гумуса в не более чем 6%. Такое содержание гумуса обычно бывает в черноземах. 

Определяем количество гумуса в трёх пробах почв: почва с целинного участка, почва с огорода, почва, взятая с заброшенного скотного двора. Результаты заносим в таблицу.

Промежуточные выводы: Наиболее богата гумусом проба почвы, взятая на заброшенном скотном дворе. Поэтому население нашего хутора там берёт почву в теплицы для выращивания рассады. На втором месте по содержанию гумуса почва с целины (примерно 4%) и на последнем месте почва с огорода (примерно 2-3%). Из данных исследований можно сделать вывод, что растения лучше растут на почвах, богатых гумусом.

Общие выводы:

При анализе трёх видов почв: мы выяснили, что

  1. не различаются по механическому составу пробы почв с огорода и с целинного участка не различаются, хотя когда мы брали пробу почва с целины была рассыпчатая, а с огорода- комком. Анализ показал, что эти почвы- суглинистые, хотя частицы почвы с огорода обладают меньшими размерами и поэтому быстрее слипаются. Более рассыпчатая- почва с заброшенного скотного двора, где мы берём землю для рассады- она лёгкая суглинистая;

  2. почвы всех проб- структурированные, для них характерна прекрасная аэрация и инфильтрация;

  3. все пробы почв в среднем имеют кислотность близкую к нейтральному значению. Такие почвы наиболее богаты обитателями;

  4. наиболее богата гумусом проба почвы, взятая на заброшенном скотном дворе. Поэтому население нашего хутора там берёт почву в теплицы для выращивания рассады. На втором месте по содержанию гумуса почва с целины (примерно 4%) и на последнем месте почва с огорода (примерно 2-3%). Из данных исследований можно сделать вывод, что растения лучше растут на почвах, богатых гумусом.

Моя гипотеза подтвердилась: свойства почвы, а именно содержание гумуса и механический состав, сильно влияют на урожай, рост и развитие растений.

Со своими результатами я ознакомлю своих родителей и родственников. На будущий год мы будем высаживать растения с учётом полученных мною результатов. Также необходимо продолжить исследования на других видах почв- берега реки, степь, пришкольный участок. Я поставила перед собой цель в следующем году исследовать почвы на химический состав.

Рекомендации:

  1. Вводить гумус в почвы истощённые многолетним использованием.

  2. Если есть возможность дать почве отдохнуть- не сажать культурных растений, а запустить истощённые участки.

  3. Если есть возможность, ввезти в огород почву, богатую гумусом: с заброшенного скотного двора, из леса.

Информационные источники.

В.М. Пакулова, Н.В. Иванова «Природоведение» Дрофа 2011 год

Большая книга экспериментов для школьников», под ред, А.Мейяни, Москва 2009г.

http://www.openclass.ru/lessons/141288

http://greenplaneta.3dn.ru/index/chuvashskie_pogovorki_i_poslovicy_o_zemle/0-8

http://www.playroom.ru/content/view/1596/18/

http://ecology-of.ru/pochva/sostav-i-svojstva-gumusa-ego-znachenie-dlya-pochvy

Приложение 1.

Определение механического состава почвы

Приложение 2.

Определение структуры почвы.

исследуемая почва структурированная, для неё характерна аэрация и инфильтрация.

2

Почва с целины

Сплошная масса не образовалась.

исследуемая почва структурированная, для неё характерна аэрация и инфильтрация.

3

Почва с огорода

Сплошная масса не образовалась.

исследуемая почва структурированная, для неё характерна аэрация и инфильтрация.

Приложение 3.

Приложение 3.

Определение содержания гумуса в трёх видах почв.

infourok.ru

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ «Влияние почвы на рост растений»

Слайд 1

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ «ВЛИЯНИЕ ПОЧВЫ НА РОСТ РАСТЕНИЙ» ученицы 2 класса А МАОУ СОШ № 164 ГЕНЗЕЛЬ ОЛЬГИ

Слайд 2

Богата наша земля. Люди добывают в ней железо, медь, золото, уголь, нефть. Им нет цены. И все же самое ценное на Земле – земля, почва. Всё, что растёт и живёт на Земле обязано почве – тонкому слою, который укрывает бесплодный грунт. В ней из семян рождаются зелёные росточки, она кормит и поит весь необъятный растительный мир.

Слайд 3

Актуальность работы заключается в том, чтобы находить интересное и необычное рядом, в том, что доступно для наблюдения и изучения, не требует особых усилий и затрат. Например, земля или по-другому почва . Объект исследования: почвы различного состава. Цель исследования: изучение влияния состава почвы на рост растений. Практическое значение исследования в том, что оно может быть использовано на уроках окружающего мира, во внеклассных мероприятиях, обратит внимание на необходимость бережного отношения к почве родного края.

Слайд 4

Почва – это верхний плодородный слой земли. Проходит 300 лет, пока появится 1 см такого слоя. Как долго, тщательно трудится природа над созданием почвы! Почему же почва плодородна? Наверное, в ней содержится то, что необходимо растениям для жизни. Как чувствуют себя растения в различных по составу почвах? При каких условиях растения развиваются лучше, активнее? Чтобы проследить за ростом растений, я провела опыты. Подготовила для эксперимента почвы разных видов и семена фасоли, овса, гороха, пшеницы, три луковицы.

Слайд 5

Фасоль, овес, пшеницу и лук посадили в почву с минеральными удобрениями. Горох и пшеницу высадили в почву с большим содержанием песка. Поместили луковицу в воду и в глинистую почву. Горох и овес высадили в почву, собранную во дворе у дома.

Слайд 6

Результаты эксперимента через неделю Огородик подрастает. В земле, богатой удобрениями, побеги гуще и выше, чем в земле со двора. Семена фасоли хорошо проросли в почве, богатой минеральными удобрениями, а вот в глине проросло только одно семя фасоли и растет оно медленнее, чем в земле.

Слайд 7

В почве лук пророс быстрее остальных, перья крепкие, сочные. И в воде лук хорошо чувствует себя. А вот в глинистой почве луковка лежит, не прорастает совсем. Горох дал дружные всходы в песчаной почве. Почва со двора неблагоприятна для семян гороха.

Слайд 8

Пшенице больше понравилась почва с большим содержанием песка, рыхлая, пористая. В ней хорошо корням растений. Всходы дружные, сочные стебли. В земле, богатой минеральными солями, пшеница растёт хуже. В тяжёлой глинистой почве овёс тянет к солнышку чахлые побеги.

Слайд 9

11 дней с начала эксперимента Горох дружно растёт в песчаной почве, в почве, собранной во дворе, растёт плохо, едва всходит. Луковица в почве продолжает лидировать. Неплохо чувствует себя луковка в воде. Совсем не желает принимать глинистую почву третья луковица. Овёс одинаково активно растёт в почве разного состава. Немного длиннее стебли у побегов, разросшаяся корневая система в почве с удобрением. Пшеница хорошо растет в земле с большим содержанием песка.

Слайд 10

Результаты опытов через 30 дней Овёс в удобренной почве всё же «обогнал» на 2 см своих собратьев, растущих в почве без удобрений. Но концы побегов пожелтели, значит, растениям не хватало влаги и питательных веществ. У фасоли, которая росла в удобренной рыхлой земле, уже по 4-5 настоящих листочков. Длина стебля 55см. У фасоли, которая росла в глине, появился только 1 настоящий листик. Второе семя только недавно проросло. Горох и через месяц хорошо растёт в песчаной почве . В земле со двора — чахлые стебли растений. Лук в земле, по сравнению с растением в воде, имеет более плотные, крепкие листочки. В глинистой почве проросла луковица, но растёт очень медленно. Овёс засох и пропал.

Слайд 11

итоги экспериментов П ри более внимательном изучении почвы с помощью наблюдений и опытов, я пришла к следующим выводам: — в состав почвы входят: воздух, вода, минеральные соли, перегной, песок и глина; — состав почвы влияет на рост растений; — при благоприятных условиях растения дают дружные всходы, хорошо и быстро растут; — растения нуждаются в почве разного состава: одни хорошо растут в чернозёмной почве, другие – в песчаной; — всем растениям нужна вода и воздух, содержащиеся в почве; — при неблагоприятных условиях, неправильном подборе почвы, условий содержания, растения слабеют, а иногда и погибают. Результатом исследовательской работы считаю то, что были проведены наблюдения за ростом растений в почвах разного состава.

Слайд 12

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

nsportal.ru

«Почва. Влияние почвы на рост растений»

Акмолинская область

Аршалынский район

Центральная средняя школа

Квасневский Александр,

ученик 5 класса

Руководитель:

Квасневская Ирина Александровна

учитель географии

а. Акбулак

2015 г.

Содержание:

Абстракт…………………………………………………………………………

3

Введение………………………………………………………………………

4

Методы исследования…………………………………………………………

5

Посещение библиотеки………………………………………………………….

5

Поиск информации в интернете ……………………………………………….

5

Беседа с учителем географии о составе почвы и проведение опыта……….

6

Посадка растений в различную почву и наблюдение за ростом растений….

7

Обсуждение с одноклассниками проблемы сохранения почв……………….

9

Выводы…………………………………………………………………………

10

Список использованной литературы…………………………………………..

11

Приложения……………………………………………………………………

12

Абстракт

Краткое описание исследовательской работы, проекта:

Тема исследования: «Почва. Влияние почвы на рост растений».

Цель исследования: выяснить, как влияет состав почвы на рост растений.

Задачи исследования:

  • ответить на вопрос: по каким причинам одни садоводы получают богатый урожай со своего приусадебного участка, а другие – скудный?

  • провести эксперимент и наблюдения за ростом растений в почвах различного состава;

  • изучить условия роста растений в различных почвах;

  • проанализировать полученные результаты и сделать выводы, как влияет состав почвы на рост растений

Предмет исследования: почвы различного состава.

Гипотеза исследования: предположим, что разный состав почвы неодинаково влияет на рост и развитие растений.

Методы исследования:

1. Поиск информации в интернете.

2. Посещение библиотеки (изучение литературы, энциклопедии).

3. Беседа с учителем географии о составе почвы и проведение опыта

4. Посадка растений в различную почву и наблюдение за ростом растений

5. Обсуждение с одноклассниками проблемы сохранения почв своего края

Результат исследования:

  • Научно- исследовательская работа в виде доклада

  • Выступление на уроке перед учащимися класса

  • Выступление на школьной научной конференции

  • Слайдовая презентация «Влияние почвы на рост растений»

Практическое значение: использование на уроках естествознания, географии, во внеклассных мероприятиях, на занятиях кружка, привлечет внимание к изучению устного народного творчества (загадок, пословиц, поговорок), крылатых выражений, связанных с почвой (землёй), познакомит с технологией проведения опытов с почвой, обратит внимание на необходимость бережного отношения к почве родного края.

ВВЕДЕНИЕ

Земледелием люди занимаются с давних пор. Обрабатывать землю, сеять хлеб – дело трудное, но почётное. Вырастить хороший урожай, значит быть сытым и богатым. А в наше время это хорошее подспорье для семейного бюджета. Каждую весну мы с папой вскапываем в огороде грядки, засеваем семенами, высаживаем рассаду, цветы. А картофель мы сажаем в Волгодоновке. Я у папы спросил, почему мы не используем ту часть земли, которая находится за домом. Оказалось, на этом участке земли растения не растут, сколько её не удобряй. Растения в этой части огорода вырастают чахлыми, неразвитыми, не дают урожая, а некоторые и вовсе погибают. Я задумался, как же влияет состав почвы на рост и развитие растений. Ещё я заинтересовался, почему одни садоводы получают богатый урожай со своего приусадебного участка, а другие – скудный? Почему у одной хозяйки комнатные растения пышные, цветущие, а у другой чахлые? Как чувствуют себя растения в различных по составу почвах? При каких условиях растения развиваются лучше, активнее?

Почему же почва плодородна? Наверное, в ней содержится то, что необходимо растениям для жизни. Чтобы узнать так ли это, я решил изучить состав почвы.

Методы исследования:

1. Посещение библиотеки (изучение литературы, чтение энциклопедии).

Еще на уроках познания мира я узнал, что почва – это верхний плодородный слой земли. А, прочитав статьи из энциклопедии, я узнал, что над её созданием беспрерывно трудятся солнце и ветер, бактерии и лишайники превращают горные породы в песок и глину. Отмершие остатки растений и животных образуют перегной – самый плодородный слой почвы. Проходит 300 лет, пока появится 1 см такого слоя. Как долго, тщательно трудится природа над созданием почвы! Теперь всё серьёзнее задумываемся мы, что важно беречь почву!

Удивительно, что для создания почвенного слоя толщиной 18 см природа затрачивает в среднем от 1400 до 7000 лет, разрушение же такого слоя вследствие эрозии может произойти за 20-30 лет, а иногда за один ливень или пыльную бурю.

Толщина слоя почвы бывает разной. В степях он около метра, на каменистых склонах гор – всего несколько сантиметров. В жарких пустынях и в холодных ледяных просторах Арктики почвенного слоя может вообще не быть.

2. Поиск информации в интернете.

Посетив несколько разных сайтов в интернете, я постарался выделить для себя наиболее значимую информацию.

Вот, например, науку о почве – почвоведение – создал русский учёный Василий Васильевич Докучаев. Он называл почву кормилицей человека и считал, что она для нас дороже нефти, угля, золота.

А ещё узнал, что корни растений дышат воздухом, который есть в почве. Всасывают из почвы воду. Вместе с водой получают растворённые в ней минеральные соли – питательные вещества необходимые для жизни растений.

Солей в почве мало. Растения могли бы их быстро израсходовать, но этого не происходит. Благодаря перегною запас солей в почве постоянно пополняется. Бактерии, живущие в почве, постепенно превращают остатки растений в перегной. Перегной придаёт почве тёмный цвет. Перегной или гумус влияет на плодородие почвы. Чем больше перегноя, тем почва плодороднее.

Животные, обитающие в почве, а особенно дождевые черви, рыхлят, делают в ней ходы, куда легко проникает вода и воздух, обогащают остатками своей пищи. Один дождевой червь за год рыхлит до 20 тонн сухой земли (Это 5 больших самосвалов, гружённых землёй!).

В природе животные повышают плодородие почвы. А человек добивается плодородия почвы, специально обрабатывая и ухаживая за ней: перекопка и рыхление обеспечивает поступление в почву воздуха, сохранение влаги, повышение всхожести семян; удобрение повышает количество питательных веществ в почве; прополка не позволяет сорнякам заглушать рост культурных растений.

3. Беседа с учителем географии о составе почвы проведение опытов

Беседа с учителем географии у нас состоялась необычная, экспериментальная.

Опыты проводили в школе.

Опыт 1.

Погрузили небольшое количество почвы в воду и оставили на несколько минут.

В стакане видны мелкие пузырьки воздуха.

Вывод. В состав почвы входит воздух.

Опыт 2. Насыпали немного почвы на лоток и накрыли стеклянным стаканом.

Через 20 минут стенки стакана начали запотевать.

Через час на стекле появились капельки воды.

Вывод. В почве есть вода.

Опыт 3. Почву насыпаем в стакан с водой и размешиваем.

Наблюдаем. Вода стала мутной.

Через 10 минут на дне стакана стали оседать песчинки, но вода остаётся мутной.

Через 20 минут вода стала более прозрачной. На следующий день можно рассмотреть различные слои почвы. На дне видны песчинки песка и частицы глины. Сверху – перегной.

Вывод. В состав почвы входят песок и глина.

Опыт 4. Несколько капель раствора палочкой поместили на стеклянную пластинку. Оставили на некоторое время у батареи центрального отопления.

Через 2 часа вода испарилась полностью, а на стекле остался белый налёт. Это минеральные соли.

Вывод. В почве содержатся минеральные соли, которые растворяются в воде.

4. Посадка растений в различную почву и наблюдение за ростом растений

Чтобы проследить за ростом растений, мы провели опыты. Помогали мне в этом мама и младшая сестренка. Подготовили для эксперимента почвы разных видов.

Экспериментальная площадка

Семена фасоли, гороха, пшеницы и луковицу предварительно замочили в воде

У мамы хорошо растут комнатные растения в специальном грунте, в котором много питательных веществ, он рыхлый, пористый. В опытах мы называем эту почву «Земля с удобрениями».

В эксперименте участвует почва, которую мы собрали с участка земли за своим домом. А также песчаная и глинистая почва. В каждый вид почвы мы с сестренкой посадили подготовленные семена.

Опыты с почвой проводим осенью в ноябре. В природе всё замирает, растения засыпают, чтобы отдохнуть, собирать силы для весеннего пробуждения. А на нашей экспериментальной площадке жизнь бьёт ключом!

Прошла неделя!

Огородик подрастает! Радует ярко-зелёная «щёточка» пшеницы. Взошла она дружно, но всё же заметна разница.

В земле богатой удобрениями побеги гуще и выше.

Корневая система развивается активнее в рыхлой благоприятной почве.

Видны хорошо разросшиеся корни пшеницы.

Наблюдаем за ростом луковиц:

В почве лук пророс быстрее остальных, перья крепкие, сочные.

И в воде лучок хорошо чувствует себя!

А вот в глинистой почве – беда! Луковка лежит, не прорастает совсем!

Тяжёлая почва с большим содержанием глины. Пшеница старается, тянет к солнышку чахлые побеги. Трудно дышать корням!

Пшенице больше понравилась почва с большим содержанием песка, рыхлая, пористая. В ней хорошо корням растений. Всходы дружные, сочные стебли.

Горох дал дружные всходы в песчаной почве, скудная почва неблагоприятна для семян гороха (всходы редкие, побеги чахлые).

Продолжаем наблюдение.

Прошло 14 дней с начала эксперимента

Горох дружно растёт в песчаной почве, в почве, собранной во дворе растёт плохо, едва всходит.

У фасоли появились настоящие листочки.

Луковица в почве продолжает лидировать. Совсем не желает принимать глинистую почву третья луковица!

Пшеница одинаково активно растёт в почве разного состава. Немного длиннее стебли у побегов, разросшаяся корневая система в почве с удобрением.

Результаты опытов через 20 дней.

Пшеница в удобренной почве всё же «обогнала» на 2 см своих собратьев, растущих в неудобренной почве. Но концы побегов пожелтели, значит, растениям не хватало влаги и питательных веществ.

У фасоли уже 6 настоящих листочков. Длина стебля 35см.

Возможно. Растению недостаточно света, оно тянется к солнцу.

Горох и через месяц хорошо растёт в песчаной почве, чахлые стебли растений в земле со двора.

Лук в земле имеет более плотные, крепкие листочки. В глинистой почве проросла луковица, но растёт очень медленно.

5. Беседа с одноклассниками

В классе с ребятами мы обсудили вопросы охраны почвы. Все может родная земля: накормить душистым хлебом, напоить родниковой водой, восхитить своей красотой. Вот только защитить сама себя она не может.

Природа и сама участвует в разрушении почвы: ветра, пыльные бури, дождевые потоки. Овраги – враги почвы! Они образуются в местах промоин, потоков воды.

Растения – первые помощники в сохранении почвы от выдувания ветром и вымывания водой. Там, где растений нет, вода и ветер быстро сносят слой почвы. Поэтому для защиты почв люди сажают лесополосы, траву, стараются правильно обрабатывать почву, борются с оврагами.

Существует много экологических проблем почвы, в которых виноваты люди, которые беспощадно вырубают деревья, уничтожая леса. «На наш век хватит!», — думаем мы. Очень трудно найти оправдание людям, которые так бессовестно и неразумно губят природу, не задумываясь о том, что на этой земле будут жить их дети и внуки. Кроме того, вырубки ведут к разрушению почвы, обмелению небольших речушек, образованию оврагов.

Большой проблемой является замусоривание. Когда мы ездим отдыхать на природу, часто натыкаемся на мусорные свалки. Мусором засыпаны ручьи и берега рек. На все это невозможно смотреть без слез! Что же мы делаем? Ведь ядовитые отходы свалок не только обезображивают природу, но и уничтожают почву и все живое в ней.

Выводы:

Можно подвести итоги экспериментов. Для растения необходима рыхлая, богатая минеральными солями, влажная почва. Только тогда они будут чувствовать себя хорошо. У здоровых растений активно развивается корневая система. Мощные, сильные корни всасывают больше питательных веществ, растение хорошо растёт и развивается. При недостатке какого-либо компонента растение хуже растёт, а иногда и погибает. Не зря в народе говорят «Земля заботу любит», «Богатство соразмерно плодородию земли», «Цена земли — цена плодородия», «На необработанной земле лишь бурьян растёт».

Чем насыщеннее и плодороднее почва, тем лучше чувствуют себя растения, посаженные в неё. Если человек не будет ухаживать за почвой, оберегать её от разрушения, то урожаи будут скудными.

Чтобы понять, как заботиться о почве, я постарался узнать о ней как можно больше, изучил литературу по теме исследования и пришел к следующим выводам:

  • в состав почвы входят: воздух, вода, минеральные соли, перегной, песок и глина;

  • состав почвы влияет на рост растений;

  • при благоприятных условиях: высадке в богатую питательными веществами почву растения дают дружные всходы, хорошо и быстро растут;

  • растения нуждаются в почве разного состава: одни хорошо растут в чернозёмной почве, другие – в песчаной;

  • всем растениям нужна вода и воздух, содержащиеся в почве;

  • при неблагоприятных условиях, неправильном подборе почвы, условий содержания, растения слабеют, а иногда и погибают;

  • несмотря на то, что глина входит в состав почвы, она плохо пропускает воду, содержит мало воздуха, растения в глинистых почвах растут плохо;

  • почва подвержена разрушению, а восстанавливается очень медленно.

Результатом исследовательской работы считаю и то, что:

  • я научился работать с книгами, узнавать из них то, что до нас уже знали другие люди;

  • освоил правила и приёмы проведения опытов с почвой;

  • провел наблюдения за ростом растений в почвах разного состава;

  • обсудил с одноклассниками проблему сохранения почв своего края

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Большая детская энциклопедия: Химия / сост. К. Люцис. М.: Русское энциклопедическое товарищество. 2000.

  2. К.А. Аймагамбетова Познание мира. Учебник для 3 класса нач. школы –Алматыкитап баспасы -2010

  3. К Жунусова Познание мира Учебник для 2 класса нач. школы. – Алматы «Атамұра»

Интернет-ресурсы:

http://www.priroda-rb.info/pochva.html

http://festival.1september.ru/articles/525495/

http://www.openclass.ru/lessons/141288

http://greenplaneta.3dn.ru/index/chuvashskie_pogovorki_i_poslovicy_o_zemle/0-8

http://www.playroom.ru/content/view/1596/18/

ПРИЛОЖЕНИЕ

Матушка-кормилица

Пришли однажды древние люди на лесную поляну. Сидят, думу думают: «В лесу много съедобных корешков, зёрен, ягод, да далеко за ними ходить. Нельзя ли у своего жилья вырастить?»

Сожгли люди деревья, пни выкорчевали, землю взрыхлили. Посадили растения. Поливают, сорняки выпалывают. Ждут урожая. И Почва, сначала рассердившись на людей за костры, смирилась. Радуется: ухаживают за ней, рыхлят, поливают, заботятся.

Мало стало людям земли, сожгли они весь лес вокруг. Огромные поля вспахали. Ждут богатого урожая. А тут ветер ураганный налетел да дождь ливневый. Унёс ветер самый плодородный слой почвы, а вода смыла весь будущий урожай. Жжёт Солнце беспощадную пустыню. Взмолилась Почва: «Люди добрые, спасите меня от палящего зноя, нещадного ветра, буйной воды! Уж я вам добрым урожаем отплачу».

Защитили люди Почву. Но стали люди замечать, что с каждым годом урожай всё меньше, а растения болеют и погибают. Ругают люди Почву. А Почва говорит им: «Что же вы всё одно по одному сеете да не даёте мне отдохнуть, сил набраться?» Придумали люди севооборот.

Обрадовалась Почва, одаривает людей хорошим урожаем. Да новая беда пришла. Прознали люди, что можно больше урожая получать, если кормить почву разными удобрениями, а против вредителей – ядами поливать. Возмутилась Почва: «Пощадите! Не могу я переварить всё это! Гибнут мои жители. Есть у природы другие средства, чтобы подкормить и защитить растения». Стали люди птиц привлекать и компост делать.

Вот и осенние заботы у людей закончились. Наступили холода. Укрылась Почва снегом. Заботлив оглядывает своих жителей. Кому норку подправит и листьев подстелет, кому сладкий корешок даст, кому зёрна бережёт. Но неугомонный ветер задумал разметать весь снег, чтобы промёрзла почва. Снова ищет защиты Почва у людей: «Спасите меня и моих жителей от гибели неминучей!» Задержали люди снег на полях.

Тут бы и зажить им счастливо. А люди давай разные новинки в Почву закапывать. Опять сетует Почва: «Не родились ещё у меня такие жители, которые бы превращали эти новинки в питательные вещества для моих растений. Спасите меня, уберите это безобразие!»

Только зажили дружно и богато, ан нет – нашли люди в земле железные руды, золото, уголь, нефть и другие полезные ископаемые. Стали скважины бурить, котлованы огромные рыть, а Почву пустой породой заваливать. Каркают стаи ворон над этими странными дымящимися горами. Умирает под ними Почва: «Тяжко мне. Ядовитые газы меня отравили. Не растёт на мне ни травинки, ни деревца. Не радуют меня и пчёлки мои любимые».

И решили люди впредь заботиться о почве, не дожидаясь новой беды.

infourok.ru

Эксперимент: влияние почвы на рост растений :: Это интересно!

Когда мы с Катей проводили тематическое занятие о строении почвы, Катя подала мне идею сделать еще один эксперимент. Ее заинтересовало, смогут ли растения вырасти, если их посадить в песок. Я предложила проверить это опытным путем. Мы взяли две мисочки и заполнили одну землею, а другую — песком. И посадили туда травинки, принесенные с улицы. Для чистоты эксперимента надо было, конечно, взять две одинаковых семечки, посадить и наблюдать, как они будут расти, но Катя захотела взять сразу готовые травинки, т.к. они были на тот момент под рукой.
Растения в почве и песке, 25.10.2012
Целый месяц мы эти наши растения прилежно поливали и наблюдали за их развитием. Конечно, время года не очень способствовало быстрому росту. Все-таки конец октября. Но через недели две стало заметно, что растения, посаженные в почву, чувствуют себя лучше, чем те, которые в песке. (Кстати, я думала, что это произойдет быстрее). А еще через две недели травка, росшая в песке, окончательно погибла. В то время как в другой мисочке трава расти продолжала.
 Растения в почве и песке, 23.11.2012 
Значит можно сделать вывод, что растениям для жизни нужен не только солнечный свет и вода (кстати, эти гипотезы тоже нужно будет с Катей проверить на опыте), но и что-то такое, что находится и почве и отсутствует в песке. Это — питательные вещества. Тот самый перегной, слой которого мы видели в самом верху, когда изучали строение почвы. Я рассказала Кате про питательные вещества. Что их делают бактерии (про которые мы потом тоже целое занятие делали), расщепляя остатки живых организмов и отмерших растений. Рассказала о круговороте живого вещества: растения растут, используя разложившиеся остатки живых существ, потом эти растения съедают травоядные животные, тех — хищные звери, а когда хищник умрет, то его тело разложится под действием бактерий, а образовавшиеся питательные вещества снова послужат «пищей» для растений. И что все живые существа на Земле — единое целое. В нас есть вещества, которые когда-то были частью других растений, животных, людей. Так что индийцы, которые верят в переселение душ (мы совсем недавно видели праздник кришнаитов и говорили о религиях Индии)  в каком-то смысле правы. Вот так вот получилась целая серия занятий про почву, а началась она с вроде бы несложного вопроса в мой «Клуб почемучек»: «Как образуются лужи?».

Другие наши опыты и эксперименты: Почему сосульки всегда растут вниз, Что такое невесомость и как ее почувствовать в домашних условиях, На каком хлебе плесень растет быстрее,  Играем в детектива — отпечатки пальцев, Почему люди не выпадают из качелей, Солнечные часы, Водяные часы — клепсидра, Добыча и выплавка металлов, химические опыты, «Луна»,  Ракета на водяном двигателе,  Наблюдаем в микроскоп, Как самим сделать мультфильм.

www.tavika.ru

Как влияет состав почвы на рост растений ?

Как влияет состав почвы на рост растений ?

Ответы:

Цель исследования – собрать новую информацию о почве, показать результаты эксперимента по теме: «Почва. Влияние почвы на рост растений».Неспроста почве (земле) оказывается такое почтение! Всё, что растёт и живёт на Земле обязанопочве – тонкому слою, который укрывает бесплодный грунт. В ней из семян рождаются зелёные росточки, она кормит и поит весь необъятный растительный мир.Ещё в старину наши предки называли землю кормилицей, матушкой родимой. Люди всегда бережно относились к земле. В русских народных пословицах говорится: «Кто о земле беспокоится, того и земля кормит», «Поклонись матушке-землице, наградит тебя сторицей!». О значении земли в жизни людей говорят и образные выражения, например: земной поклон.Слово земля имеет различные значения. Земля – третья от Солнца планета Солнечной системы. Родина для русского человека, как и земля, всегда имела огромное значение. В былинах звучитназвание нашей страны, государства «Мать-Сыра-Земля». «Добра мать для своих детей, а земля — для всех людей!», «Мать-Сыра-Земля всех кормит, всех поит, всех одевает, всех своим теплом пригревает!». От нее напитывались русские богатыри силой, она помогала им в их подвигах. Её брали с собой в далёкие странствия, потому что считали, что она придаёт силы и помогает во всём в чужих краях.Из книг мы узнали, что Почва – это верхний плодородный слой земли. Над её созданием беспрерывно трудятся солнце и ветер. Бактерии и лишайники превращают горные породы в песок и глину. Отмершие остатки растений и животных образуют перегной – самый плодородный слой почвы. Проходит 300 лет, пока появится 1 см такого слоя. Как долго, тщательно трудится природа над созданием почвы! Почему такое значение придаётся плодородию почвы? Нас заинтересовала эта тема, и мы решили отправиться на поиски ответов на вопросы:·А что ж такое земля, почва, что за волшебное вещество, если оно способно прокормить целое человечество?Она и сильная, и богатая, и щедрая. Вечная ли она?Чем дышит почва, из чего состоит?Почему у одной хозяйки комнатные растения пышные цветущие, а у другой чахлые?Почему на крохотном островке земли на крыше моего подъезда растёт деревце?Цель исследования: выяснить, как влияет состав почвы на рост растений.Задачи исследования: собрать и изучить информацию о почве;узнать о проблемах почвы и её охране;подобрать дома и в школьной лаборатории доступное оборудование, материалы, вещества для проведения опытов с почвой;познакомиться и использовать необходимые меры безопасности и защиты при проведении эксперимента;провести наблюдения за ростом растений в почвах различного состава;изучить условия роста растений в различных почвах;проанализировать полученные результаты.Мы предположили, что растения могут расти и развиваться в почве при определенных условиях; значит, если изменять условия роста растений, состав почвы, то можно выяснить, какую роль играет состав почвы на рост растений.Работая над темой, я узнала много интересного и полезного о почве.В учебнике по окружающему миру мы прочитали, что главное богатство почвы – перегной. Про богатые перегноем почвы – чернозём великий русский писатель Антон Павлович Чехов сказал: «Почва здесь такая, что воткнёшь оглоблю, а вырастет тарантас».Третью часть почв территории Башкортостана занимают чернозёмы. Почвы нашего края называют богатством, «чудесной кладовой». Недаром башкирский поэт Мустай Карим воспевает щедрость родной земли.Здесь почва жирная кругом,Она от жира вся сочиться,Она под золотым лучомБлестящей влагою искриться.Там, где почвы не так плодородны, люди вносят удобрения. На уроке Литературы и Культуры Башкортостана мы узнали, что в г. Мелеуз есть предприятие, которое производит минеральные удобрения («Мелеузовские минеральные удобрения»).Толщина слоя почвы бывает раной. В степях он около метра, на каменистых склонах гор – всего несколько сантиметров. В жарких пустынях и в холодных ледяных просторах Арктики почвенного слоя может вообще не быть.Почему же почва плодородна? Наверное, в ней содержится то, что необходимо растениям для жизни. Чтобы узнать так ли это, мы изучили состав почвы.В лаборатории кабинета биологии и химии подобрали оборудование для опытов. Подготовили образцы почвы. Помним о безопасном обращении со спиртовкой, стеклянными колбами и воронкой. Опыты проводили в школе на уроках окружающего мира и в свободное от учёбы время.Опыт 1. Бросили комочек сухой почвы в стакан водой. В стакане появились мелкие пузырьки.Значит, в состав почвы входит воздух.

cwetochki.ru

Почва – основа для роста всех растений.

Высококачественная почва должна пахнуть лесом. Если Вы сожмете почву в руках, то она должна легко распадаться на мелкие крупинки, а на ощупь почва будет холодной и сырой. В ней не должны содержаться части веток или древесное волокно. Также обратите внимание на качество упаковки. Упаковка не должна быть обесцвечена, иначе в большинстве случаев почва будет старая, и важные питательные вещества уже израсходованы.

Определенные сорта почвы предназначены для определенных растений. Это, в основном, отражается в содержании питательных веществ. Благодаря индивидуальному подбору питательных веществ растения вырастут здоровыми. Однако не обязательно покупать для каждого растения свою почву.

Универсальная почва:
Она подходит практически для всех растений. Главное, чтобы азот и фосфор были в составе почвы, так как это основа для роста растений.

Почва для горшечных растений:
Компост для горшечных растений, также известный как почва для горшечных растений, или почвенная смесь для горшечных растений, подходит для выращивания черенков / молодых растений или посева. Такая почва содержит меньше солевых и азотистых удобрений. Она содержит меньше питательных веществ, является стерильной и водонепроницаемой. В состав входят фосфор и калий.

Специальная почва:
Есть растения, которые не приживаются в обычной почве. В таких случаях важно использовать специальную почву. Примером таких растений могут служить орхидеи, кактусы, болотные растения, рододендроны или суккулетны. Если Вы не уверены, подойдет ли Вам эта почва, то проконсультируйтесь со специалистом.

Почва для растений в балконных ящиках:
Из-за керамзита, пемзы и перлита эта почва очень рыхлая. Тем самым она легче, проще в обращении, а образование комочков исключено.

Вам всегда следует использовать высококачественную почву. Такая почва включает в себя все необходимые материалы и питательные вещества. Дешевая почва часто не содержит ингредиенты, которые удерживают влагу (торф, гумус или кокосовое волокно), что может привести к гибели растений. А также некачественная почва может содержать семена сорняков, что добавит Вам дополнительных хлопот.

стройка, ремонт, недвижимость, ландшафтный дизайн

Культурные растения, как и растения естественных ассоциаций, оказывают исключительно большое влияние на свойства почвы. Они пронизывают ее корневой системой, изменяя ее структуру и сложение, воздействуя на биохимические процессы в течение всего периода вегетации. Еще большие изменения происходят в характере обмена веществ в системе почва — растение и в биологическом круговороте химических элементов.
В свое время В.Р. Вильямс, обосновывая учение о травопольной системе земледелия, разделял сельскохозяйственные растения на две группы: однолетние, ухудшающие структуру, водно-физические свойства и плодородие почвы, и многолетние травы, которые эти свойства и плодородие почвы восстанавливают и улучшают. Позже многочисленные исследования показали, что все культуры, в том числе и однолетние, действуя корневой системой на почву, оказывают при высоких урожаях положительное влияние на ее свойства.
Культурные растения служат первичным источником органического вещества в почве, не отличаясь в этом от естественной растительности. Поступление и гумификация органического вещества происходят еще при жизни растений. В период вегетации у них отмирает часть эпидермиальных тканей, мелкие корневые волоски и часть надземных органов — первые листья, побеги многолетних трав и др. Большое количество органических веществ поступает в почву в виде корневых выделений. По определениям Н.В. Мешкова, корневые выделения составляют около 5—10% веса всей корневой системы, а по данным С.А. Самцевича, вес сухого вещества корневых выделений в посевах зерновых культур за период вегетации приближается к весу самых высоких урожаев зерна.
Отмирающие части растений и корневые выделения служат главным источником питательных веществ и энергии для большей части почвенных микроорганизмов. Поэтому культурные растения являются основным фактором, стимулирующим развитие и активность почвенной микрофлоры, которая сосредоточивается в зоне корней (ризосфере) и в местах скопления растительных остатков. С повышением биологической активности почвы усиливаются процессы мобилизации элементов питания в доступных растениям формах, особенно в непосредственной близости от корней (табл. 116).


Растения играют большую роль в образовании агрономически ценной комковатой структуры почвы. Проникая в уплотнившуюся почву, корни растений расчленяют и дробят ее на отдельные структурные комочки, а по мере роста и утолщения сдавливают окружающую массу, способствуя сближению и сцеплению пылеватых частиц в агрегаты различных размеров.
Определения структурности почвы на делянках с различными растениями и без растений показали, что под всеми растениями количество глыбистых элементов (диаметр больше 10 мм) снижается, а количество благоприятных в агрономическом отношении комковатых и зернистых агрегатов (размер 3—0,25 мм), наоборот, увеличивается. Наибольшее оструктуривающее действие растений наблюдается под многолетними травами. Следует, однако, отметить, что при низком уровне агротехники и низких урожаях трав последние без одновременного внесения органических удобрений не могут сструктурить почву.
Под влиянием растений увеличивается и водопрочность структуры, что связано с непосредственным скреплением агрегатов мелкими корешками, действием новообразованных перегнойных веществ, осаждением гидроокисей железа и алюминия в прикорневой зоне, а также наличием слизистых и клеющих продуктов жизнедеятельности ризосферных микроорганизмов. По-видимому, часть такой временной структуры, образованной корневой системой растений за период вегетации, может закрепляться в прочную структуру, в которой агрегаты сцементированы гуматами кальция.
Проникая в почву и образуя структурные агрегаты, корни культурных растений уменьшают плотность (объемный вес) почвы, увеличивают порозность и этим улучшают ее водно-физические свойства. При этом усиливаются процессы выветривания минеральной части почвы, минеральные соединения переходят в доступные растениям формы, повышается содержание обменных оснований, а у кислых почв снижается кислотность (табл. 117).

По действию корневых систем на почву культурные растения отличаются от растений естественных биоценозов. Их корневая система в рыхлом и удобренном пахотном слое сильнее развита и оказывает большее влияние на почву. Однако будучи в большинстве своем однолетними с коротким периодом вегетации, культурные растения не столь продолжительно воздействуют на почву, как целинные травянистые растения лугов и степей. Кроме того, изменения, которые происходят под влиянием корней целинных растений, с течением времени усиливаются и накапливаются, так как сложение почвы, многие ходы корней и грани созданной корнями структуры сохраняются и в новом годичном цикле развития почвы. Почва под посевами культурных растений, как правило, ежегодно обрабатывается, свойства ее, возникшие под влиянием корней растений, в зависимости от условий агротехники могут ослабляться и сходить на нет или, наоборот, усиливаться.
Культура сельскохозяйственных растений изменяет биологический круговорот веществ, существующий в естественных почвах. Изменяются биомасса растительного покрова и количество химических элементов, участвующих в круговороте.
Среди сельскохозяйственных растений очень большую биомассу образуют корнеплоды и клубнеплоды. Достигая технической зрелости, они создают биомассу, которая с учетом веса корней и клубней значительно превышает вес многих других культурных растений. При высокой агротехнике урожаи корнеплодов, картофеля и сахарной свеклы достигают 180 ц/га в северных областях и 400—500 ц/га в юго-западных районах и на юге страны. Следовательно, по сухому веществу общая биомасса растений при таких высоких урожаях достигает 120—330 ц/га. Вместе с этим корнеплоды и клубнеплоды имеют небольшую корневую систему, которая составляет только 12—15% от веса всего растения. Поэтому при их посевах в почву поступает 18—35 ц/га растительных остатков. Около 85% биомассы отчуждается с урожаями.
Из злаков очень большую биомассу создает кукуруза. При урожаях порядка 40 ц/га зерна или 600 ц/га зеленой массы вес сухого вещества растений кукурузы достигает соответственно 180—240 ц/га. Кукуруза развивает мощную корневую систему. С ее остатками в почву поступает до 50—80 ц/га органического вещества, а с урожаями отчуждается 55—65% биомассы растений. Близкую по размерам к кукурузе биомассу создает подсолнечник. У него тоже очень мощная корневая система, с которой в почву поступает много органического вещества.
Биомасса, создаваемая зерновыми культурами, значительно меньше. У озимых она достигает 120—160 ц/га, у яровых, которые имеют более короткий период вегетации, — 80—120 ц/га. С урожаями озимых отчуждается около 65%, а яровых — около 60% общей биомассы растений. Остальная часть их (от 30 до 55 ц/га) поступает в почву в виде пожнивных и корневых остатков.
Особое место занимают многолетние травы. В отличие от однолетних культур с урожаем сена многолетних трав отчуждается растительной массы меньше, чем поступает в почву с корневыми и послеукосными остатками. Последние составляют 60—70% массы растений — 50—120 ц/га, а с урожаем сена отчуждается только 30—40%, т. е. 35—65 ц/га.
Таким образом, различные культурные растения создают ежегодно от 70 до 330 ц/га сухой растительной массы, из которой от 50 до 300 ц/га отчуждается с урожаями, а на полях кукурузы и многолетних трав от 20—30 до 70—120 ц/га поступает в почву в виде пожнивных и корневых остатков.
Из химических элементов в составе сухой биомассы сельскохозяйственных растений преобладают азот и калий. Кроме того, бобовые и картофель содержат много кальция (до 2,5%), а злаки — кремния (1,0—1,5%). Значительно меньше количество магния, фосфора и серы (около 0,2—0,4%, не считая более высокого содержания магния в картофеле). Содержание в растениях алюминия, железа и марганца составляет лишь сотые доли процента на сухое вещество растений.
Зерновые культуры отличаются высоким содержанием азота и фосфора в зерне, а также калия и кремния в соломе. Зеленые злаки на сено и силос содержат больше азота и зольных элементов, но меньше кремния; сено бобовых богато азотом, кальцием и калием и бедно кремнием. Интенсивное поглощение и накопление кальция бобовыми отмечается в надземной их части, которая отчуждается с урожаями, а корни бобовых накапливают кальций не так интенсивно, как принято считать. Картофель отличается от других культур очень высокой зольностью (зольность ботвы картофеля достигает 12—14%), большим содержанием азота, калия, кальция и магния. Азота и кальция в растениях картофеля больше, чем у бобовых.
При средней зольности культурных растений около 5% и содержании азота около 1,3% они вовлекают в биологический круговорот от 360 до 2500 кг/га химических элементов. С урожаями культурных растений из почвы выносится и исключается из биологического круговорота от 300 до 1700 кг/га зольных элементов, а количество отчуждаемого азота колеблется от 60 до 340 кг/га. По суммарному выносу химических элементов из почвы с урожаем культуры располагаются в убывающий ряд: корнеплоды>кукуруза>сеяные травы>зерновые (табл. 118).

Культурные растения больше всего отчуждают азот и калий, а зерновые еще и кремний. Картофель и многолетние травы выносят калия больше, чем азота, а зерновые — больше кремния, чем кальция. Максимальное количество азота и калия выносят корнеплоды, кукуруза, а затем картофель; минимальное количество азота — многолетние травы, а калия — зерновые.
Таким образом, с урожаями культурных растений почва теряет большое количество элементов зольного питания. Что касается азота, то потери его почвой, по-видимому, значительно меньше того количества, которое отчуждается с урожаями. Относительно небольшие изменения в содержании азота в ряде длительных опытов с бессменными культурами свидетельствуют о том, что значительная часть потерь азота с урожаями всех культур, а не только бобовых, компенсируется за счет фиксации азота атмосферы. В посевах с участием бобовых фиксация атмосферного азота может компенсировать потери его с урожаем.
Для повышения урожаев необходимо вносить удобрения, учитывая при этом не только вынос элементов питания с урожаями, но и послеуборочные остатки и корни.
С растительными остатками различных культур в почву поступает от 20 до 120 ц/га органической массы, от 125 до 600 кг/га зольных элементов и от 300 до 1700 кг/га азота. Наибольшее количество азота и зольных элементов поступает в почву с остатками многолетних трав, наименьшее — с остатками зерновых культур.
Полевые культурные растения в отличие от естественных ежегодно сменяют друг друга. Чтобы судить о совместном влиянии их на почву, необходимо учитывать соотношение культур в посевах, т. е. структуру посевных площадей, и соответственно определять органическое вещество и количество химических элементов, вовлекаемых ежегодно в биологический круговорот всем агроценозом. В табл. 119 приведены основные показатели биологического круговорота органического вещества и химических элементов в агроценозах в сравнении с естественными ценозами.


На подзолистых почвах сельскохозяйственные культуры сменяют покров хвойных и хвойно-лиственных лесов. В этих лесах, несмотря на разновозрастность растений, устанавливаются определенные средние соотношения между ежегодным приростом и ежегодным опадом. Ежегодный прирост в них колеблется от 55 до 100 ц/га, опад — от 40 до 70 ц/га; до 15—50 ц/га удерживается многолетними частями растений на все время существования леса как биоценоза, под которым формируются почвы подзолистого типа.
С приростом лесных сообществ в биологический круговорот ежегодно вовлекается около 85—215 кг/га химических элементов. Около 60—165 кг/га химических элементов возвращается в почву с опадом, а 15— 50 кг/га удерживается многолетними частями леса — его «истинным приростом».
Среди посевов сельскохозяйственных культур в зоне подзолистых почв преобладают зерновые (от 15 до 48%), многолетние травы (17—26% и больше) и картофель (от 7 до 20%). При такой структуре посевных площадей в агроценозах на подзолистых почвах создается 85—120 ц/га биомассы, из которой с растительными остатками в почву поступает 30—50 ц/га, а большая часть — 55—70 ц/га — отчуждается с урожаями. Считая, что культурные растения в среднем содержат 5% зольных элементов (содержание золы в надземных частях и корнях колеблется от 4 до 8%, а в отдельных случаях, например в ботве картофеля, до 10—14%), а азота 1,3% (колебания от 0,5 до 3%), общее количество химических элементов, вовлекаемых в биомассу в этих условиях, составляет 535—770 кг/га. Из них в почву возвращается 150—250 кг/га зольных элементов и 40—65 кг/га азота, а 280—350 кг/га зольных элементов и 70—90 кг/га азота отчуждается с урожаями и исключается из биологического круговорота в данном ландшафте.
Таким образом, биологический круговорот в агроценозах и в лесных сообществах существенно различается.
1. В агроценозах в биологический круговорот ежегодно вовлекается больше органического вещества и химических элементов, чем в лесных сообществах. С применением удобрений эта особенность усиливается.
2. С урожаями культурных растений в агроценозах из почвы отчуждается и исключается из ежегодного круговорота веществ гораздо большее количество органической массы и элементов питания, чем удерживается многолетними частями (истинным приростом) в лесах. Иными словами, биологический круговорот в агроценозах является некомпенсированным в гораздо большей степени, чем в естественных биоценозах.
3. В агроценозах с растительными остатками культурных растений в почву поступает больше органической массы и химических элементов, чем с годовым опадом в лесах.
4. Остатки культурных растений более усреднены. Единица веса их содержит больше зольных элементов и азота, чем опад в лесу. В сосновых лесах, например, отношение массы опада к зольным элементам вместе с азотом колеблется от 50 до 110, в еловых от 50 до 60, а в остатках культурных растений от 13 до 25.
5. Растительные остатки в культурных посевах поступают непосредственно в почву — они ежегодно запахиваются, разлагаются и гумифицируются в пахотном слое, в то время как лесной опад поступает на поверхность почвы, где накапливается в виде лесной подстилки. Масса подстилки в лесах таежной зоны достигает 200—500 и даже 1000 ц/га, а содержание в ней химических элементов — 1000—1500 кг/га и больше.
Особенности биологического круговорота органического вещества и химических элементов в агроценозах оказывают большое влияние на процесс почвообразования и формирование свойств культурных подзолистых почв.
Повышенное содержание азота и зольных элементов в растительных остатках, большая усредненность их приводят к ослаблению процесса образования агрессивных перегнойных кислот (фульвокислот), так как с последними связано разложение минеральной части почвы, перемещение и вынос подвижных продуктов из почвенного профиля, что ослабляет подзолистый процесс. Благодря большей усредненности растительных остатков в процессе их разложения больше образуется гуминовых кислот, которые нейтрализуются основаниями (Ca и Mg), закрепляются в почве, увеличивая содержание в ней гумуса. Этому способствует и то обстоятельство, что процесс разложения растительных остатков в агроценозах протекает не на поверхности почвы, а в пахотном слое с большим участием микроорганизмов. Кроме ослабления подзолистого процесса и усиления процессов образования гумуса, при смене лесной растительности на культурную уменьшается геохимический вынос элементов из почвы. Уменьшаются потери химических элементов из опада и подстилки с поверхностным стоком, что имеет место в лесах, снижается кислотность почвы и увеличивается насыщенность ее основаниями, вследствие чего улучшаются физические и биологические свойства почвы. Создаются более благоприятные условия для биологического синтеза и ресинтеза вторичных минералов, так как, кроме большого количества железа и алюминия, в золе культурных растений, среди которых преобладают злаки, относительно много кремния.
Как показано в табл. 119, лиственные и широколиственные леса, под которыми формируются серые лесные почвы, отличаются большим приростом и большей зольностью по сравнению с лесами хвойными и хвойно-лиственными. В свою очередь в агроценозах на серых лесных почвах по сравнению с подзолистыми почвами повышается урожайность культур, несколько снижаются площади посевов многолетних трав, но увеличиваются посевы кукурузы (на силос), имеющей мощную корневую систему. Общее количество органического вещества (растительных остатков) и химических элементов, ежегодно вовлекаемых в биологический круговорот, в этих агроценозах больше, чем в годовом приросте широколиственных и лиственных лесов. С урожаями из почвы отчуждается органического вещества и химических элементов тоже больше, чем задерживается с истинным приростом в лесах. Что касается растительных остатков, то их масса в агроценозах меньше опада лиственных лесов. Тем не менее вследствие большей зольности и более высокого содержания азота с остатками культурных растений в почву поступает больше азота и зольных элементов, чем содержится в лесном опаде. Значительная часть последнего остается на поверхности почвы, образуя подстилку массой до 300—320 ц/га. В ней содержится до 3000—3700 кг/гa химических элементов, часть которых сносится поверхностным стоком в реки.
Таким образом, при смене лиственных и широколиственных лесов культурными растениями биологический круговорот органического вещества и химических элементов в ландшафте изменяется почти так же, как и при освоении земель хвойно-лиственных лесов, хотя эти изменения выражены слабее. В агроценозах в биологический круговорот вовлекается больше органического вещества и зольных элементов; несмотря на меньшую массу растительных остатков, благодаря их большей зольности, в почву агроценозов поступает химических элементов больше, чем под лиственным лесом. При обычной запашке растительных остатков в почву в агроценозах создаются более благоприятные условия для образования гуминовых кислот и увеличения гумуса за счет снижения возможного количества агрессивных, высокодисперсных фульвокислот. Вместе с этим с урожаями из почвы отчуждается большое количество элементов питания растений. Поэтому для поддержания плодородия почвы и повышения урожаев здесь, как и в других почвах, требуется вносить удобрения.
При вовлечении в сельскохозяйственное производство целинных черноземов культурные травянистые растения сменяют лугово-степную и луговую растительность.
В лугово-степной и луговой черноземной степи ежегодный прирост и опад составляют около половины общей биомассы растений (до 110—145 ц/га). При этом в биологический круговорот вовлекается около 530—785 кг/га химических элементов. Почти весь прирост, а с ним и основная масса химических элементов (порядка 480—720 кг/га) возвращаются в почву. В многолетних органах травянистых степных растений удерживается лишь очень небольшая часть годового прироста — 10—13 ц/га и около 50—65 кг/га химических элементов.
В агроценозах черноземной зоны при хороших урожаях ежегодно образуется 125—160 ц/га растительной массы. Из этого количества 80—100 ц/га органического вещества, содержащего до 500—630 кг/га химических элементов, отчуждается с урожаями, 40—60 ц/га растительной массы, содержащей 225—300 кг/га зольных элементов и 60—80 кг/га азота, возвращается в почву с растительными остатками. Следовательно, различие особенностей биологического круговорота в естественных ценозах черноземной степи и в агроценозах состоит в том, что в последних из почвы отчуждаются довольно большие количества органического вещества и химических элементов. Растительные остатки (солома, потерянные колоски, стерня, отава) запахиваются в почву, где они минерализуются с образованием гумуса. Типичный для целины степной войлок здесь также не образуется.
В более южных сухих и солонцовых, полупустынных степях общая биомасса растений в естественных ценозах уменьшается до 100—225 ц/га, масса ежегодного прироста —до 50—100 ц/га, а опада — до 40—90 ц/га. Количество степного войлока в сухих степях снижается до 30 ц/га. В условиях значительной сухости растительный опад почти полностью минерализуется, а освобождающиеся основания подщелачивают почву и обусловливают образование малоконденсированных подвижных фульвокислот. Некоторые типичные растения сухих степей и полупустыни — полыни, прутняки и другие, содержащие много натрия, являются одной из возможных причин солонцеватости почв сухих степей.
В агроценозах сухих степей в условиях богарного земледелия возделываются зерновые культуры, дающие небольшую общую биомассу. В связи с этим общая биомасса культурных растений в агроценозах уменьшается до 65—75 ц/га, отчуждаемая с урожаем часть — до 40—45 ц/га, растительные остатки — до 30—35 ц/га. Уменьшается и количество химических элементов в круговороте — отчуждается 260—300 кг/га, возвращается в почву 180—210 кг/га. Количество органического вещества и зольных элементов, вовлекаемых в биологический круговорот и поступающих в почву, в агроценозах оказывается меньшим, чем в естественных растительных сообществах сухой степи. В агроценозах, где все растительные остатки запахиваются в почву, гумифицируются при большей влажности и без избытка щелочей, создаются условия для образования более конденсированных форм гумусовых кислот, закрепляемых в почве, т. е. условия для увеличения содержания гумуса.
В золе культурных растений кальций, калий и магний преобладают над натрием; поэтому посевы культурных растений способствуют замещению обменного натрия на биогенный кальций, магний и калий, что усиливает рассолонцевание солонцеватых почв сухих степей.
В условиях пустыни на серо-бурых почвах с разреженным растительным покровом в биологический круговорот вовлекается еще меньше органического вещества и химических элементов высших растений. Основная часть биомассы растений пустыни представлена корнями, а ежегодный опад составляет меньше 1/3 фитомассы. Общая масса растений на серо-бурых почвах Устюрта составляет 43 ц/га, из них ежегодный прирост —14 ц/га, а годовой опад—12 ц/га. В биологический круговорот пустынной растительностью вовлекается до 185 кг/га химических элементов, из которых в опад поступает 60 кг/га, в том числе около 40 кг/га зольных и 20 кг/га азота. Опад почти полностью минерализуется с освобождением щелочных оснований и образованием высокодисперсных гумусовых веществ.
В условиях пустыни возможно лишь орошаемое земледелие, которое коренным образом изменяет биологический круговорот органического вещества и химических элементов, свойственный пустыне, и преобразует пустынные почвы в культурно-поливные, оазисные почвы, обогащенные гумусом и питательными веществами.
Из основных показателей биологического круговорота органического вещества и химических элементов в люцерново-хлопковом севообороте (4 года хлопок и 3 года люцерна) видно, что в результате смены пустынной растительности на культурную в условиях орошения в биологический круговорот вовлекается в 10—11 раз больше органического вещества и химических элементов и в 5—б раз больше поступает их в почву вместе с растительными остатками, что и обусловливает улучшение свойств почвы, мобилизацию запасов и накопление элементов питания растений. Одновременно поливные культурные растения потребляют около 450 кг/га химических элементов, в том числе до 150 кг/га азота, что требует внесения удобрений и ведения всего орошаемого земледелия на высоком агротехническом уровне.

Почва: Фонд сельского хозяйства

Александратос, Северный Мир продовольствие и сельское хозяйство: среднесрочные и долгосрочные перспективы. Труды Национальная академия наук США Америки 96 , 5908-5914 (1999).

Бернхард А. Азот Цикл: процессы, игроки и влияние человека. Знания о природопользовании 2 , 12 (2010).

Бонгаартс, Дж. Хуман рост населения и демографический переход. Философские труды Королевского общества биологических наук 364 , 2985-2990, (2009) doi: 10.1098 / rstb.2009.0137.

Brady, N.C. & Weil, Р. Р. Природа и свойства почвы, 13 изд. Прентис Холл, 2002.

Brady, N.C. & Weil, Р. Р. Природа и свойства почвы, 14-е изд. Прентис Холл, 2008.

Brodt, S., et al. Устойчивое сельское хозяйство. Природа Образовательные знания 3 (2011).

Diamond, J. Guns, Микробы и сталь: судьба человеческих обществ . Нортон, 1999.

Эпштейн, Э. Аномалия кремния в биологии растений. Труды Национального Академия наук Соединенных Штатов Америки 91 , 11-17 (1994).

Харлан, Дж. Р. Сельскохозяйственные культуры и человек. г. Soc. Агрон. и почвоведение. Soc. Am., 1992.

Havlin, J. L. et al. Плодородие почв и удобрения .7 изд., 2005.

Гилель, Д. Из Земля: цивилизация и жизнь почвы . Калифорнийский университет Press, 1992.

Дженни, Х. Факторы Почвенная формация . Макгроу-Хилл, 1941.

Йохансон, округ Колумбия, и Б. Эдгар. 2006. От Люси к языку: переработанное, обновленное и расширенное. Саймон и Шустер, Нью-Йорк.

Лал, Р. Эрозия почвы от тропические пашни и меры борьбы с ними. Достижения в агрономии 37 , 183-248 (1984).

Лутц, В., Сандерсон, В. & Щербов, С. Конец роста мирового населения. Природа 412 , 543-545 (2001).

Монтгомери, Д. Р. Грязь: Эрозия цивилизаций . Университет Калифорнии, 2007.

Монтгомери, Д. Р. Эрозия почвы и устойчивость сельского хозяйства. Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки 104 , 13268-13272 (2007) DOI: 10.1073 / pnas.0611508104.

Мосс, Б. Загрязнение воды по сельскому хозяйству. Философские труды Королевского общества биологических биологических Наук 363 , 659-666, DOI: 10.1098 / rstb.2007.2176 (2008).

Pimentel, D. et al. Экологические и экономические издержки эрозии почвы и выгоды от сохранения. Наука 267 , 1117-1123 (1995).

Pimentel, D. et al. Мировое сельское хозяйство и эрозия почв. Биология 37 , 277-283 (1987).

Прайс, T. D. & Гебауэр, А. Б. Последние охотники, первые фермеры: новые перспективы Доисторический переход к сельскому хозяйству . Школа американской исследовательской прессы (1995).

Pyne, S. Fire: A Brief История . Университет Вашингтон Пресс, 2001.

Schulze, D. G. в Minerals in Soil Environments , ред. J.B. Dixon & S.B. Сорняк. Общество почвоведения Америки, 1989.

Шварц, Г. М. и Николс, Дж. Дж. После краха: возрождение сложных обществ . Университет of Arizona Press, 2006.

Шарпли, А. Н., Хейгарт, П. М. и Джарвис, С. К. Введение: сельское хозяйство как потенциал источник загрязнения воды. Сельское хозяйство, гидрология и качество воды , 4-5 (2002).

Певица, M. J. & Маннс, Д. Н. Почвы: Введение , 6-е изд. Pearson Education Inc., 2006.

Смит, Б. Д. Возникновение сельского хозяйства .Научная американская библиотека, 1995.

Sparks, D. L. Экологический Химия почв . Academic Press, Inc., 1995.

.

Sposito, G. The Химия почв , 2-е изд. Oxford University Press, 2008.

.

Суббарао, Г. В., Ито, О., Берри, В. Л. И Уиллер, Р. М. Натрий — функциональное питательное вещество для растений. Критических обзоров in Plant Sciences 22 , 391-416, DOI: 10.1080 / 073526803

495 (2003).

Тилман, Д. Глобал воздействие расширения сельского хозяйства на окружающую среду: необходимость в устойчивых и эффективные практики. Известия Национальной Академии наук Соединенных Штатов Америки 96 , 5995-6000 (1999).

Тилман Д., Кассман К. Г., Матсон, П. А., Нейлор, Р. и Поласки, С. Устойчивость сельского хозяйства и интенсивные производственные практики. Природа 418 , 671-677, DOI: 10.1038 / nature01014 (2002).

Trigger, B. G. Понимание Ранние цивилизации: сравнительное исследование . Кембриджский университет Press, 2003.

.

Трое, Ф.Р. & Томпсон, Л. М. Почвы и плодородие почв , 5-е изд. Оксфордский университет Пресс, 1993.

Вакацуки, Т. & Расыдин, А. Скорость выветривания и почвообразования. Геодерма 52 , 251-263 (1992).

Wrangham, R. Ловля Огонь: как приготовление пищи сделало нас людьми . Основные книги, 2009.

Как почва влияет на рост растений?

Почва — всегда одна из первых вещей, на которую мы обращаем внимание, когда начинаем новый сад или когда хотим посадить рассаду в горшках и бутылках.Хотя очевидно, что растениям для роста нужна почва, как почва влияет на рост растений?

PH почвы, аэрация почвы, дренаж почвы и тип почвы — вот некоторые термины, с которыми вы столкнетесь как садовник. Понимание их жизненно важно, так как это поможет вам понять, как почва влияет на рост растений и почему вам всегда нужно искать лучшее.

Почва состоит из живых организмов, минералов и органических веществ. Органические вещества в грязи поступают из разлагающихся материалов, таких как мертвые животные и гниющие растения.Минералы поступают из дробленых горных пород, поэтому тип и количество минералов в почве зависят от горных пород, обнаруженных в этой географической области.

Живые организмы, из которых состоит почва, включают бактерии и черви. Все, от органических веществ до живых организмов в земле, влияет на рост растений.

Земля обеспечивает якорную стоянку

Растениям нужна устойчивая почва для роста корней, и это то, что дает почва. Почва гарантирует, что система корней может расти наружу и вниз и, следовательно, дает вашим растениям поддержку, необходимую для роста.Без почвы растениям было бы сложно прорасти или получить необходимые им питательные вещества.

Если растение нестабильно, оно не сможет нормально расти. И даже если вы найдете что-то еще, чтобы оказать поддержку, это все равно будет не так полезно, как почва.

Почва обеспечивает достаточное количество кислорода

Все живые существа, включая растения, так или иначе нуждаются в кислороде. Кислород помогает растениям расщеплять сахар и питательные вещества, чтобы производить энергию, необходимую для прорастания и роста.Между частицами почвы есть крошечные промежутки, через которые воздух просачивается с поверхности. Этот воздух, в свою очередь, обеспечивает постоянную подачу кислорода к корням растения.

И поэтому всегда важно следить за тем, чтобы вы всегда сажали в хорошо аэрированную почву. Хорошо аэрированная почва означает, что в ней достаточно места для воздуха, и корни получают его в достаточном количестве. Если земля плохо вентилируется, растения имеют тенденцию расти медленно, поскольку недостаток кислорода также влияет на усвоение питательных веществ.

Почва обеспечивает питательные вещества

Почва содержит много питательных веществ, которые она получает от разлагающихся растений и животных.Эти питательные вещества служат пищей для растений. Таким образом, почва способствует росту растений, снабжая их питательными веществами. В грязи также обитают различные живые организмы, которые также обеспечивают растения питательными веществами.

Почва также будет удерживать или накапливать питательные вещества, которые вы даете своим растениям в виде компоста, навоза или удобрений. Таким образом, с почвой ваши растения всегда будут получать питательные вещества и минералы по мере необходимости, при условии, что почва плодородна.

Почва удерживает воду для растений

Пространства между частицами почвы предназначены не только для удержания воздуха, потому что они также содержат воду.Растения будут потреблять воду через свои корни, а это самое важное, что им нужно для роста. Кроме того, почва сохраняет воду для будущего использования, сводя к минимуму испарение. Хорошо аэрированная почва делает это лучше всего, потому что в ней больше места между частицами.

Вода охлаждает растения по мере испарения из почвы, несет в себе необходимые питательные вещества, поддерживает нужный размер клеток для предотвращения увядания, а также является ключевым ингредиентом для фотосинтеза. И поэтому грязь, которая может удерживать ее в достаточном количестве, имеет решающее значение для процветания ваших растений.

PH почвы также влияет на рост

PH почвы — это одна из вещей, которую вы должны понимать для успешного садоводства или сельского хозяйства. Также важно иметь PH-метр для его измерения или быть готовым воспользоваться для этого профессиональными услугами.

Бактерии, выделяющие азот и другие важные минералы из органических веществ и большинства типов удобрений, лучше всего работают при уровне pH от 5,5 до 7,0. PH также влияет на доступность питательных веществ, а также на структуру почвы.Но правильный pH для вашего сада будет зависеть от растений, которые вы выращиваете, потому что одни хорошо растут в кислых почвах, а другие предпочитают более щелочные.

Температурное изменение / изоляция

Любое внезапное повышение или понижение температуры может повлиять на корни растений и, следовательно, на их рост. Однако почва защищает корни от этого, особенно в дни или сезоны, когда слишком холодно или жарко.

Нужна ли почва для роста растений?

Теперь, когда вы знаете, как почва влияет на рост растений, вы, вероятно, задаетесь вопросом, нужна ли она растениям или нет.Но ответ очень прост, и, чтобы четко сформулировать его, наличие грязи не обязательно для роста растений.

Если вы можете предоставить им необходимые питательные вещества, в том числе азот, фосфор и азот, вам не нужна почва. В садоводстве или сельском хозяйстве гидропоника не использует грязь. Используя этот метод посадки, вы добавляете питательные вещества в воду и используете искусственные предметы, такие как пена, колья или веревки, для закрепления или поддержки.

Как выбрать хорошую почву для озимых овощей?

Если вы ищете хорошую почву для выращивания озимых овощей, обратите внимание, что может быть трудно найти отличное решение.Почва, которая будет работать лучше всего, также и самая дорогая, и если вы выращиваете растения в помещении, вы не хотите тратить много денег на химикаты.

При выращивании озимых овощей в Мельбурне важно понимать, из чего состоит подходящая почва. Тип почвы, которую следует использовать, зависит от того, сколько вы готовы потратить на выращивание растений. Убедитесь, что у почвы есть хорошая дренажная система. Таким образом корни смогут получать необходимую им влагу.

Помимо дренажа, в почве есть и другие элементы, которые также влияют на ваши результаты.Например, одни типы почвы лучше подходят для одних культур, чем другие, поэтому важно провести исследование, прежде чем выбирать лучшую почву для зимнего сада. Если вы выращиваете однолетние растения, такие как фасоль или горох, то правильный тип почвы даст им много питательных веществ и воды, сохраняя при этом их форму и цвет.

В почве с низким содержанием питательных веществ листья останутся маленькими, а корневая система — меньше. И наоборот, почва, богатая питательными веществами, заставит корни расти больше, поскольку в ней будет больше места для роста, что даст растениям больше питательных веществ.

Поскольку почва является важным фактором при выращивании зимних овощей, вам нужно проверить ее, чтобы увидеть, как она реагирует на количество воды и удобрений, которые вы добавляете в смесь. Если ваша почва имеет тенденцию пересыхать после первого полива, возможно, вы захотите использовать более толстый тип почвы.

Заключение

Почва всегда является важным фактором садоводства. И поэтому необходимо убедиться, что у вас есть все самое лучшее для ваших растений, чтобы они получали питательные вещества, минералы, воду и кислород, необходимые для роста.Несмотря на то, что существуют современные методы земледелия, такие как гидропоника, которые не связаны с почвой, они по-прежнему жизненно важны, если вы хотите заниматься «настоящим» органическим сельским хозяйством.

Прикрепите!

Роль pH почвы в питании растений и восстановлении почвы

В естественной среде pH почвы оказывает огромное влияние на биогеохимические процессы почвы. Таким образом, pH почвы описывается как «основная переменная почвы», которая влияет на множество биологических, химических и физических свойств почвы и процессов, влияющих на рост растений и урожай биомассы.В этой статье обсуждается, как pH почвы влияет на процессы, которые взаимосвязаны с биологическими, геологическими и химическими аспектами почвенной среды, а также как эти процессы в результате антропогенного вмешательства вызывают изменения pH почвы. В отличие от традиционных дискуссий о различных причинах pH почвы, особенно подкислении почвы, в этой статье основное внимание уделяется взаимосвязям и эффектам в том, что касается биогеохимии почвы. Во-первых, обсуждается влияние pH почвы на доступность, подвижность и биологические процессы в почве, а затем — биогенное регулирование pH почвы.Сделан вывод о том, что pH почвы может широко применяться в двух широких областях, а именно, круговорот питательных веществ и питание растений и ремедиация почвы (биоремедиация и физико-химическая ремедиация).

1. Введение

Для многих pH почвы важен только для химического состава и плодородия почв. Однако признание функций почвы за пределами обеспечения растений питательными веществами и роли почвы как среды для роста растений потребовало изучения почвы и ее свойств в свете более широких функций экосистемы с использованием междисциплинарного подхода.Это позволяет ученым рассматривать процессы от ландшафта до регионального и глобального уровней. Одним из процессов, который обозначает мультидисциплинарный подход к почвоведению, является биогеохимия почв, изучающая биогеохимические процессы. Экосистемные функции почвы в некоторой степени тесно связаны с почвенными биогеохимическими процессами, которые являются связующим звеном между биологическими, химическими и геологическими процессами [1]. Почва является важнейшим элементом систем жизнеобеспечения, поскольку она обеспечивает ряд экосистемных товаров и услуг, таких как хранение углерода, регулирование водных ресурсов, плодородие почвы и производство продуктов питания, которые влияют на благосостояние человека [2–4].Эти экосистемные товары и услуги в широком смысле классифицируются как поддерживающие, обеспечивающие, регулирующие и культурные услуги [5]. Согласно оценке экосистем на пороге тысячелетия [5], функции обеспечения и регулирования оказывают наибольшее влияние на компоненты благополучия человека с точки зрения безопасности, основного материала для хорошей жизни, здоровья и хороших социальных отношений.

В естественной среде pH почвы оказывает огромное влияние на биогеохимические процессы в почве.Таким образом, pH почвы описывается как «основная переменная почвы», которая влияет на множество биологических, химических и физических свойств почвы и процессов, влияющих на рост растений и урожай биомассы [6, 7]. PH почвы сравнивается с температурой пациента во время постановки медицинского диагноза, потому что он легко дает представление о состоянии почвы и ожидаемом направлении многих почвенных процессов (выступление с лекцией заслуженного профессора Эрика Ван Ранста, Гентский университет). Например, pH почвы регулируется выщелачиванием основных катионов, таких как Ca, Mg, K и Na, далеко за пределами их высвобождения из выветрившихся минералов, оставляя ионы H + и Al 3+ доминирующим способным к обмену катионам; растворение CO 2 в почвенной воде с образованием угольной кислоты, которая диссоциирует и высвобождает ионы H + ; гуминовые остатки от гумификации органического вещества почвы, в результате чего образуются карбоксильные и фенольные группы высокой плотности, которые диссоциируют с высвобождением ионов H + ; нитрификация до дает ионы H + ; удаление азота из продуктов растительного и животного происхождения; и поступления от кислотных дождей и поглощения азота растениями [8].С другой стороны, pH контролирует биологию почвы, а также биологические процессы. Следовательно, существует двунаправленная связь между pH почвы и биогеохимическими процессами в наземных экосистемах, особенно в почве. В этом смысле pH почвы влияет на многие биогеохимические процессы, тогда как некоторые биогеохимические процессы, в свою очередь, в некоторой степени влияют на pH почвы, как показано на Рисунке 1.


В течение многих десятилетий интенсивные исследования показали, что pH почвы влияет на многие биогеохимические процессы.Недавние успехи в исследованиях сделали интригующие открытия о важной роли pH почвы во многих почвенных процессах. Это важное свойство почвы контролирует взаимодействие ксенобиотиков в трех фазах почвы, а также их судьбу, перемещение и трансформацию. Таким образом, pH почвы определяет судьбу веществ в почвенной среде. Это влияет на рециркуляцию и доступность питательных веществ для растениеводства, распространение вредных веществ в окружающей среде и их удаление или перемещение.Функциональная роль pH почвы в биогеохимии почвы использовалась для восстановления загрязненных почв и контроля над перемещением и преобразованием загрязнителей в окружающей среде. К сожалению, во многих исследованиях pH почвы часто измеряется случайно как норма без тщательного учета его роли в почве. В этой статье делается попытка изучить важность pH как индикатора биогеохимических процессов почвы в исследованиях окружающей среды путем обсуждения биогеохимических процессов, на которые влияет pH почвы, биогеохимических процессов, которые также контролируют pH почвы, а также актуальности взаимосвязи для будущих исследований. планирование и развитие.

2. Биогеохимические процессы, на которые влияет pH почвы
2.1. Транслокация вещества

Одновременно, в соответствии с биохимическими изменениями, физико-химические процессы, включая растворение, осаждение, адсорбцию, разбавление, улетучивание и другие, влияют на качество фильтрата [9].

2.1.1. Подвижность микроэлементов

pH почвы контролирует растворимость, подвижность и биодоступность микроэлементов, которые определяют их перемещение в растениях [10].Это в значительной степени зависит от распределения элементов между твердой и жидкой фазами почвы через реакции осаждения-растворения [10, 11] в результате рН-зависимых зарядов в минеральных и органических фракциях почвы. Например, отрицательные заряды преобладают при высоких значениях pH, тогда как положительные заряды преобладают при низких значениях pH [12]. Кроме того, количество растворенного органического углерода, которое также влияет на доступность микроэлементов, контролируется pH почвы. При низком pH микроэлементы обычно растворимы из-за высокой десорбции и низкой адсорбции.При промежуточном pH тенденция адсорбции микроэлементов увеличивается от почти полного отсутствия адсорбции до почти полной адсорбции в узком диапазоне pH, который называется границей адсорбции pH [13]. С этого момента элементы полностью адсорбируются [13]. Например, Брэдл [13] обнаружил, что при pH 5,3 адсорбция Cd, Cu и Zn на осадочном композите, состоящем из оксидов Al, Fe и Si, составляет 60%, 62% и 53% соответственно. . Напротив, он обнаружил, что 50% Cd и Zn сорбируются гуминовыми кислотами при pH 4.8–4,9 [13]. Судьба легкодоступных микроэлементов зависит как от свойств их ионных форм, образующихся в почвенном растворе, так и от химической системы почвы, помимо самого pH почвы [14]. Исследования установили, что с увеличением pH почвы растворимость большинства микроэлементов будет снижаться, что приводит к низким концентрациям в почвенном растворе [14]. Любое увеличение или уменьшение pH почвы оказывает явное влияние на растворимость металлов. Вероятно, это может зависеть от ионных разновидностей металлов и направления изменения pH.Ренгель [15] заметил, что растворимость двухвалентных металлов снижается в сотни раз, а трехвалентных — в тысячу раз. Напротив, Ферстер [10] обнаружил, что снижение pH почвы на одну единицу приводит к десятикратному увеличению растворимости металлов. В ходе эксперимента он заметил, что при pH 7 только около 1 мг Zn · L -1 из 1200 мг · кг -1 общего содержания Zn присутствовало в почвенном растворе. При pH 6 концентрация достигала 100 мг Zn · L -1 , тогда как при pH 5 присутствовало 40 мг Zn · L -1 .Помимо адсорбции, концентрации микроэлементов при высоком pH почвы также могут быть вызваны осаждением карбонатов, хлоридов, гидроксидов, фосфатов и сульфатов [11, 16]. Апатит и известь, внесенные в почвы, оказали наибольшее влияние на pH и одновременно снизили концентрации доступных, вымываемых и биодоступных Cu и Cd [16].

2.1.2. Подвижность органических фракций почвы

Органическое вещество почвы существует в различных фракциях, начиная от простых молекул, таких как аминокислоты, мономерные сахара и т. Д.в полимерные молекулы, такие как целлюлоза, белок, лигнин и т. д. Они встречаются вместе с неразложившимися и частично разложившимися растительными и микробными остатками [17]. Растворимость и подвижность фракций различаются во время и после разложения и могут привести к выщелачиванию растворенного органического углерода и азота в некоторых почвах. Растворенный органический углерод определяется как размер органического углерода, который проходит через фильтр диаметром 0,45 мм [18]. PH почвы увеличивает растворимость органического вещества почвы за счет увеличения диссоциации кислотных функциональных групп [19] и уменьшает связи между органическими компонентами и глинами [20].Таким образом, содержание растворенного органического вещества увеличивается с увеличением pH почвы и, следовательно, минерализуемых C и N [20]. Это объясняет сильное влияние щелочных условий pH почвы на вымывание растворенного органического углерода и растворенного органического азота, наблюдаемое во многих почвах, содержащих значительные количества органического вещества [19, 21]. То же наблюдение было сделано для концентрации растворенного органического углерода в почвах торфяников [22]. PH-зависимость концентрации растворенного органического углерода становится более выраженной после pH 6 [23].

В условиях pH в конкретной почвенной системе растворимость органического вещества сильно зависит от типа основания и особенно выше в присутствии одновалентных катионов, чем в случае поливалентных [23]. Согласно Андерссону и Нильссону [24] и Андерссону и др. [19], pH почвы контролирует растворимость органических веществ двумя основными способами: (i) его влияние на плотность заряда гуминовых соединений и (ii) либо стимуляция, либо подавление микробной активности.Первое оказывается более выраженным, чем второе [19].

2.2. Биологические процессы почвы
2.2.1. Микробные экофизиологические индикаторы

Экофизиология — это взаимосвязь между физиологическим функционированием клетки под влиянием факторов окружающей среды [25]. Он оценивается с использованием метаболического коэффициента ( q CO 2 ) в качестве индекса [25], чтобы показать эффективность использования органического субстрата почвенными микробами в конкретных условиях [26].Уменьшение дыхания микробного сообщества делает C доступным для производства большего количества биомассы, что дает более высокую биомассу на единицу [27]. Таким образом, метаболический коэффициент описывается как физиологическая единица, отражающая изменения в условиях окружающей среды [25]. Это означает, что любое изменение условий окружающей среды в сторону неблагоприятного состояния будет обозначаться индексом [25]. Это контролируется pH почвы [28]. PH почвы как движущая сила для микробных экофизических показателей проистекает из его влияния на микробное сообщество вместе с требованиями сообщества к поддержанию [28] и был одним из предикторов метаболического коэффициента [29, 30].Было обнаружено, что метаболический коэффициент в почвах с низким pH в два с половиной раза выше, чем в почвах с нейтральным pH [28]. Это было связано с отклонением внутреннего pH клетки (обычно поддерживаемого на уровне 6,0) от окружающих условий pH, что увеличивает требования к содержанию и снижает общую продуцируемую микробную биомассу [25].

Из литературы следует, что условия pH почвы, необходимые для микробной активности, находятся в диапазоне 5,5–8,8 [26, 31, 32]. Таким образом, дыхание почвы часто увеличивается с увеличением pH почвы до оптимального уровня [26].Это также коррелирует с содержанием C и N в микробной биомассе, которое часто выше pH 7 [26]. В условиях низкого pH дыхание грибов обычно выше, чем дыхание бактерий, и наоборот [25], потому что грибы более приспособлены к кислым условиям почвы, чем бактерии.

2.2.2. Активность почвенных ферментов

Внеклеточные ферменты вырабатываются почвенными микроорганизмами для биогеохимического круговорота питательных веществ [33]. PH почвы важен для правильного функционирования активности ферментов в почве [34, 35] и может косвенно регулировать ферменты, воздействуя на микробы, которые их производят [36].Однако в биологических системах существует множество ферментов, которые способствуют преобразованию различных веществ. Кроме того, ферменты бывают разного происхождения и с разной степенью стабилизации на твердых поверхностях. Таким образом, pH, при котором они достигают своей оптимальной активности (pH optima), вероятно, будет отличаться [33]. Поразительно, что ферменты, действующие на одни и те же субстраты, могут значительно различаться по оптимуму pH. Это очевидно для фосфорных ферментов, которые имеют как кислотные, так и щелочные окна функционирования в диапазоне pH 3-5.5 и pH 8,5–11,5 [33]. В исследовании оптимального pH для специфической активности ферментов в почвах семи влажных тропических лесов в Центральной Панаме Тернер [33] классифицировал ферменты на три группы в зависимости от их оптимума pH, обнаруженного в почвах. Это были: (а) ферменты с кислым оптимумом, который, по-видимому, согласовывался между почвами, (б) ферменты с кислым оптимумом рН, который варьировался между почвами, и (в) ферменты с оптимумом как по кислому, так и по щелочному рН почвы. Стурсова и Уокер [37] обнаружили, что фосфорорганическая гидролаза имеет оптимальную активность при более высоких значениях pH.Например, гликозидазы имеют оптимальный диапазон pH от 4 до 6 по сравнению с протеолитическими и окислительными ферментами, оптимумы которых составляли от 7 до 9 [35, 36, 38]. Изменения в составе микробного сообщества могут потенциально влиять на производство ферментов, если разные группы микробов требуют более низких концентраций питательных веществ для создания биомассы или имеют ферменты, которые различаются по сродству к питательным веществам [39].

2.2.3. Биодеградация

Почвенные микроорганизмы описаны как экосистемные инженеры, участвующие в преобразовании веществ в почве.Одним из таких преобразований является биодеградация, процесс, посредством которого микробы восстанавливают загрязненные почвы, превращая токсичные вещества и ксенобиотики в наименее или более токсичные формы. Биодеградация — это химическое растворение органических и неорганических загрязнителей микроорганизмами или биологическими агентами [34, 40]. Как и многие биологические процессы в почве, pH почвы влияет на биоразложение через свое влияние на микробную активность, микробное сообщество и разнообразие, ферменты, которые помогают в процессах разложения, а также на свойства веществ, подлежащих разложению.PH почвы был наиболее важным свойством почвы при разложении атразина [41]. Как правило, щелочной или слабокислый pH почвы усиливает биоразложение, тогда как кислая среда ограничивает биоразложение [34, 37, 42]. Обычно оптимальными для разложения масла считаются значения pH от 6,5 до 8,0 [43]. В этом диапазоне определенные ферменты действуют в пределах определенного спектра pH. Например, пестицид фенамифос разложился в двух почвах Соединенного Королевства с высоким pH (> 7,7) и двух австралийских почвах с pH в пределах от 6.С 7 по 6,8. Процесс биодеградации несколько замедлился в трех кислых почвах Соединенного Королевства (pH 4,7–6,7) через 90 дней после инокуляции [42]. Сюй [44] обнаружил, что некоторые штаммы бактерий, выделенные из загрязненной нефтью почвы в северном Китае, способны разлагать более 70% нефти при pH 7 и 9. В эксперименте по разложению полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) половина ПАУ разлагалась. при pH 7,5 в течение семи дней, что соответствует наибольшему разложению [34]. Это было связано с самыми высокими популяциями бактерий [34].Кроме того, Houot et al. [41] обнаружили повышенную деградацию атразина во французских и канадских почвах, которая происходила при повышенном pH почвы. Они наблюдали максимальное почвенное дыхание в почвах, загрязненных атразином, при значениях pH выше 6,5 по сравнению с почвенными значениями pH менее 6,0, где метаболиты скорее накапливались.

2.2.4. Минерализация органических веществ

Минерализация органических веществ часто выражается в минерализации углерода (C), азота (N), фосфора (P) и серы (S) под действием микробов.PH почвы контролирует минерализацию почвы из-за его прямого воздействия на микробное население и их деятельность. Это также имеет значение для функций внеклеточных ферментов, которые помогают микробной трансформации органических субстратов. Кроме того, при более высоком pH почвы минерализуемые фракции C и N увеличиваются, поскольку связь между органическими компонентами и глинами нарушается [20]. В исследовании минерализации C и N в различных возвышенных почвах субтропиков, обработанных различными органическими материалами, Khalil et al.[45] обнаружили, что pH почвы и соотношение C / N ответственны за 61% скорости разложения, с соответствующим увеличением выбросов CO 2 , чистой минерализации азота и чистой нитрификации в щелочных почвах, чем в кислых почвах. Подобные результаты ранее были получены Curtin et al. [20].

2.2.5. Нитрификация и денитрификация

Нитрификация и денитрификация являются важными процессами преобразования азота, вызывающими озабоченность окружающей среды. Как и многие биогеохимические процессы, эти процессы в значительной степени контролируются pH почвы.Нитрификация включает превращение аммония в нитрат микробами. Обычно он увеличивается с увеличением pH почвы, но достигает оптимального значения pH [45–47]. В четырехлетнем исследовании Kyveryga et al. [47] наблюдали, что диапазон pH почвы от 6 до 8 сильно влияет на скорость нитрификации удобрения N. Как правило, скорость нитрификации снижается при более низких значениях pH почвы. В некоторых почвах потенциал нитрификации и нитрификации значительно снижается или незначителен при значениях pH ниже 4,2. Однако нитрификация может происходить даже при pH ниже 4.14, предполагая, что сообщества, окисляющие аммиак и нитрификаторы, могут оставаться активными при низком pH почвы [48].

Денитрификация — это микробиологический процесс, в котором окисленные частицы азота, такие как нитрат () и нитрит (), восстанавливаются до газообразного оксида азота (NO), закиси азота (N 2 O) и молекулярного азота (N 2 ). в условиях ограниченного количества кислорода [49]. PH почвы влияет на скорость денитрификации, потенциальную денитрификацию и соотношение между двумя основными продуктами денитрификации (N 2 O и N 2 ).Отношение обратно пропорционально pH почвы [49]. При значениях pH ниже 7 основным продуктом денитрификации был N 2 O, тогда как при значениях pH выше 8 преобладал N 2 [49]. Sun et al. [50] обнаружили, что pH почвы был лучшим предиктором скорости денитрификации, где соотношение N 2 / N 2 O увеличивалось экспоненциально с увеличением pH почвы. Это связано с тем, что низкий pH препятствует сборке функциональной редуктазы закиси азота, фермента, восстанавливающего N 2 O до N 2 при денитрификации [15, 20], и это в основном зависит от естественного pH почвы [49].Однако pH почвы, при котором наблюдается самая высокая активность редуктазы закиси азота, был около pH 7,3. Это произошло в почвах с добавлением гидроксида калия (КОН) [51]. Это предполагает ингибирование денитрификации при высоком pH, особенно до pH 9 [50]. Кроме того, максимальная денитрификация от 68% до 85% произошла в песчаной и суглинистой почве с pH 5,2 и 5,9 соответственно [52]. Оптимальный pH для долгосрочной потенциальной денитрификации составлял от 6,6 до 8,3. Кроме того, кратковременная активность денитрифицирующего фермента зависела от естественного pH почвы [49].Влияние pH почвы на денитрификацию частично связано с контролем pH над популяциями денитрифицирующих микробов. Размер резидентной популяции нитратредуцирующих бактерий резко увеличивался при повышении pH кислой почвы [53].

2.2.6. Улетучивание аммиака

Улетучивание аммиака — это явление, которое происходит естественным образом во всех почвах [54] и объясняется диссоциацией NH 3 и H + , показанной в уравнении (1) [55]

диссоциация приближается к равновесию за счет подкисления среды.Скорость подкисления зависит от начальной и конечной концентрации аммония, а также от буферной способности среды [55]. Когда pH раствора увеличивается выше 7, в реакции расходуется H + . Таким образом, диссоциация аммония до аммиака в уравнении (1) будет способствовать улетучиванию аммиака. В нейтральных и кислых почвах содержащие удобрения менее подвержены потерям NH 3 , чем мочевина и удобрения, содержащие мочевину [54]. Однако степень будет также зависеть от конкретного удобрения и его влияния на pH почвы.В исследовании, посвященном улетучиванию аммиака из соленой щелочной почвы, культивируемой с рисом, Ли и др. [56] обнаружили, что улетучивание аммиака быстро увеличивается с увеличением pH и достигает пика при pH 8,6. Улетучивание аммиака сильно коррелирует с pH и карбонатом кальция, что свидетельствует о том, что pH почвы был ключевым фактором улетучивания аммиака, потому что карбонат кальция увеличивает pH почвы, что, в свою очередь, контролирует концентрацию аммиака и аммония в почвенном растворе [57].

3. Биогенная регуляция pH почвы

Биологические процессы почвы, связанные с живыми организмами, и биохимические преобразования останков мертвых организмов вызывают изменения pH почвы.Это может происходить либо за счет прямого воздействия биохимических процессов, происходящих в живых организмах в почвенной системе, в основном через процессы ризосферы, либо за счет прямого и косвенного воздействия внесенных органических остатков, будь то несгоревшие, сгоревшие или обугленные формы, а также их разложение.

3.1. Ризосферные процессы

Ризосфера — это объем почвы по соседству с корнями, на который влияют корни и микробная активность [58–60], Hiltner 1904, цитируется по [60].Это продольный и радиальный уклон [61] в диапазоне от 0 до 2,0 мм от корневого мата [62, 63]. В этом небольшом объеме почвы корни впитывают воду и питательные вещества, растягиваются и расширяются, выделяют экссудат, дышат и, таким образом, обладают более высокой микробной активностью [59, 63]. Посредством некоторых из этих биологических процессов корни растений обладают способностью вызывать изменения pH в ризосфере, высвобождая протоны (H + ) или гидроксильные ионы (OH ) для поддержания ионного баланса [58, 64], в зависимости от статус питания растений [65].Следовательно, pH ризосферы может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от преобладающего процесса и типов выделяемых ионов.

Изменение pH почвы в ризосфере, вызванное корнями растений, контролируется определенными процессами и факторами, такими как (i) поглощение ионов в сочетании с высвобождением неорганических ионов, которые поддерживают электронейтральность, (ii) выделение анионов органических кислот, (iii) экссудация и дыхание корней, (iv) окислительно-восстановительные процессы, (v) микробное производство кислот после ассимиляции высвобожденного углерода корня и (vi) генотип растения [58, 59].Удивительно, но корни больше склонны повышать pH ризосферы, чем понижать его [65, 66]. Доминирующим механизмом, ответственным за изменение pH в ризосфере, является поглощение растениями питательных веществ в форме катионов и анионов [58, 59, 65], в первую очередь из-за поглощения растениями двух основных форм неорганического азота (и), который обычно приняты в больших количествах [59]. Азот поглощается растениями в трех основных формах: аммоний (), нитрат () и молекулярный азот (N 2 ) [59], хотя аминокислоты также могут поглощаться [58].Поглощение каждой из трех форм азота сопровождает высвобождение соответствующих ионов для поддержания электронейтральности в ризосфере. Когда в почве преобладает нитрат или когда преобладает его поглощение, растения должны выделять бикарбонатные () или гидроксильные ионы (OH ), чтобы поддерживать электрическую нейтральность на границе раздела почва-корень, что приводит к увеличению pH ризосферы [58, 59, 64]. Напротив, протоны высвобождаются растениями в ответ на поглощение, вызывая снижение pH ризосферы [58, 62].Было обнаружено, что 15, 6 и 0%, соответственно, азота от общего азота, присутствующего в почве, необходимо для уменьшения снижения pH ризосферы на 1,2 единицы, поддержания его или повышения на 0,4 единицы pH [62] .

Степень воздействия процессов и факторов, контролирующих изменение pH ризосферы, зависит от вида растений и стадий роста [65]. Например, в исследовании взаимодействий подкисления ризосферы Faget et al. [67] обнаружили различия в закислении ризосферы кукурузы ( Zea mays L.) и фасоль ( Phaseolus vulgaris L.). Изначально кукуруза подкисляла ризосферу и постепенно подщелачивала ее с течением времени, в то время как бобы показали противоположный эффект. Они обнаружили эффект взаимодействия двух видов растений на изменение pH ризосферы, в результате чего степень подкисления или защелачивания была слабее, когда корни росли в одном районе, чем когда корни не росли рядом друг с другом. Однако pH ризосферы изменяется со временем в результате переменного поглощения ионов азота, видов растений и стадий их роста растений [67].Это было выявлено в эксперименте на яблонях ( Malus pumila Miller), гречихе ( Fagopyrum esculentum Moench), кукурузе ( Zea mays L.), вигве ( Vigna unguiculata (L) Walp.), Кафре. лайм ( Citrus hystrix DC.), салат ( Lactuca sativa L.), сосны ( Pinus sp. L.) и пшеница ( Triticum aestivum L.), где Мецгер [66] обнаружил максимум концентрации в ризосфере во время стадий цветения и плодоношения (рис. 2), которая была на 10–29% выше, чем в основной массе почвы.Концентрации в ризосфере растений были следующими: салат = гречка> сосна> яблоко> кафр> вигновый горох> кукуруза> пшеница. Эти значения были намного ниже, чем полученные в ризосфере сои (Glycine max (L.) Merr.) [64]. Кроме того, Turpault et al. [59] обнаружили, что 93% NO 3 -N было поглощено древостоями пихты Дугласа ( Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) в период с апреля по сентябрь по сравнению с 83% поглощением в период с октября по март.Это, вероятно, увеличивает pH ризосферы и подразумевает, что в периоды низкого поглощения нитратов pH почвы может снижаться из-за буферизации или из-за реакции на поглощение.


3.2. Сырые и сжигаемые органические материалы

Когда несгоревшие органические материалы или сырые растительные остатки вносятся в почву, pH увеличивается до пика, а затем снижается. Например, Forján et al. [68] обнаружили первоначальное повышение pH почвы, когда они применяли смесь ила от отбеливателя, городских твердых отходов и отходов шахт, а также смесь ила от очистных сооружений, древесной щепы и остатков от агропродовольственной промышленности на почва.Кроме того, добавление молодых побегов Kikuyu ( Pennisetum clandestinum L.) также увеличивало pH почвы до одной единицы pH [69]. Основные причины этого изменения pH связаны с (i) высвобождением избыточной щелочности остатка, связанной с основными катионами, такими как Ca, K, Mg и Na [70]; (ii) декарбоксилирование органических анионов, которое происходит во время минерализации C, вызывая потребление протонов и высвобождение OH [71, 72]; (iii) аммонификация остатка N; (iv) нитрификация минерализованного остатка N; и (v) ассоциация / диссоциация органических соединений [70].Эти процессы определяются внесенным количеством и преобладающими почвенными и экологическими условиями [70]. По данным Xu et al. [70]; прямые химические реакции и окисление органических анионов во время разложения остатков являются основными механизмами, участвующими в повышении pH почвы, вызванном органическими анионами. Кроме того, органические анионы и другие отрицательно заряженные химические функциональные группы, присутствующие в органическом веществе, могут вступать в реакции ассоциации с ионами H + [71, 73].

Повышение pH почвы после внесения пожнивных остатков также зависит от типа пожнивных остатков (однодольных или двудольных), который связан с количеством присутствующей щелочности, качеством пожнивных остатков (отношение C / N), скоростью внесения пожнивных остатков и разложение, начальный pH и буферная способность почвы [70, 71].Различные остатки имеют разный химический и биохимический состав, который определяет процессы, ответственные за изменение pH почвы. Это было обнаружено в эксперименте по инкубации с участием трех почв и пяти различных типов остатков, где pH почвы увеличивался в зависимости от люцерны> нута> медикамента> пшеницы с высоким содержанием азота> пшеницы с низким содержанием азота [70]. Кроме того, в ходе 59-дневной лабораторной инкубации [71] и полевых экспериментов [74] было обнаружено, что величина увеличения pH почвы после внесения поправки на остатки была в порядке нут> канола> пшеница [71, 74].Они заметили, что 40–62% растворимой щелочности в остатках канолы и нута ответственны за повышение pH. Из этих и многих других исследований [69] очевидно, что остатки двудольных растений, особенно бобовых, обладают высокой щелочностью и оказывают большее влияние на изменение pH почвы, чем однодольные. Повышение pH после добавления остатка часто достигает пика, а затем снижается в результате нитрификации. Остатки с низким соотношением углерод-азот (C / N) часто связаны с резким снижением pH после определенного периода, и степень зависит от типа почвы и буферной способности почвы [70, 71, 74], тогда как остатки с высокими отношениями C / N производят меньшее повышение pH или совсем не повышают его [70].

Исходный pH и буферная способность почв, принимающих растительные остатки, имеют огромное значение в степени изменения pH после внесения. Например, три типа почвы с различным начальным pH почвы, а именно: супесь Воджил с pH (CaCl 2 ) 3,87, супесь Bodallin с pH 4,54 и песчаная почва Lancelin с pH 5,06, были инкубированы с остатками нута. люцерна, медик, пшеница с высоким содержанием азота и пшеница с низким содержанием азота. После этого pH увеличился примерно на 3,3 единицы с люцерной в почве Воджил (3.87), 1,6 с нутом, 1,5 с медиком и 0,5 с пшеницей с высоким содержанием азота и без увеличения для пшеницы с низким содержанием азота. Для супесей Bodallin и Wodjil значение pH увеличилось и достигло пика на 42-й день инкубации, после чего последовало снижение, тогда как в песчаной почве Lancelin значение pH достигло максимума на 14-й день, а затем снизилось [70]. В другом исследовании инкубации [71] подзол с начальным pH 4,5 и камбизол с начальным pH 6,2 были дополнены остатками канолы, нута и пшеницы. Для всех остатков повышение pH в умеренно кислом камбизоле было в шесть раз больше, чем в более кислом подзоле.Это достигло пика через 14 дней после применения и впоследствии уменьшилось. Однако в полевых исследованиях на тех же почвах [74] внесение остатков нута увеличивало pH почвы на 1,3 единицы в обеих почвах и достигало максимума через 3 месяца, тогда как остатки канолы увеличивали pH на 0,82 и 1,02 единицы в Подзолах и Подзолах. Камбизол, соответственно, и достиг максимального значения pH через 9 месяцев.

Подобно несгоревшим органическим материалам, сгоревшие или обугленные растительные остатки содержат большее количество щелочности из-за улетучивания органических компонентов в термических условиях, приводящих к концентрации щелочных компонентов.Фактическая щелочность зависит от типа используемой биомассы, их происхождения и температуры сгорания. Обгоревшие и обугленные формы органических материалов включают биоуголь и золу. Biochar представляет собой твердый продукт пиролиза, а зола представляет собой рыхлый порошкообразный материал, полученный путем сжигания. PH биоугля, полученного при 500-600 ° C, составлял 6,4-9,3 и демонстрировал сильную взаимосвязь с общей щелочностью (то есть органической и неорганической щелочностью) [75]. Неорганическая щелочность увеличивается с увеличением температуры пиролиза и с увеличением содержания двухвалентных катионов [75], поскольку органические компоненты улетучиваются во время пиролиза.Эта щелочность biochar нейтрализует кислотность и увеличивает pH почвы в зависимости от степени щелочности и буферной способности почвы [76]. Зола биомассы имеет значительную щелочность, которая часто выражается в процентах эквивалента карбоната кальция (% CCE). Он колеблется в пределах 17–95% [77, 78]. Как и в случае с biochar, температура горения влияет на щелочность биомассы, помимо ее типа и источника. Недавно Neina et al. (представлен) обнаружил, что зола от древесного угля имеет более высокие содержания CCE, pH и K, чем зола дров.В зависимости от подщелачивающей и буферной способности почвы, принимающей золу биомассы, повышение pH почвы может быть высоким или низким. Например, в двух ганских акрисолях зола биомассы, внесенная в почву в количестве 2,5 г · кг -1 , увеличила pH почвы примерно на 1 единицу после 12 недель лабораторной инкубации [79]. Это изменение pH в основном кратковременно из-за других биогеохимических процессов.

4. Выводы

В данном документе подчеркивается роль pH почвы как основной переменной почвы, которая имеет двунаправленную связь с биогеохимическими процессами в почве.Хотя в этой статье обсуждались не все биогеохимические процессы, они существенно влияют на здоровье почвы, доступность питательных веществ, загрязнение и потенциальные опасности загрязнителей, а также их судьбу в пищевой цепи. Здесь нельзя упускать из виду подвижность вредных веществ в гидрологическом цикле из-за тесной взаимосвязи между почвой и водой. Таким образом, понимание этого может стать основой и руководством к решениям и выбору управления почвами, рекультивации, реабилитации и поддержания качества почвы.Наблюдаемые взаимосвязи между pH почвы и биогеохимией дают представление о будущих применениях для повышения урожайности определенных культур за счет повторного использования и доступности питательных веществ, что способствует росту сельскохозяйственных культур. Преходящий pH почвы ризосферы может также использоваться для увеличения доступности определенных питательных веществ в определенных почвенных условиях [80]. Что еще более важно, pH почвы может быть полезен для борьбы с загрязнением почвы за счет распределения и удаления вредных веществ из систем. Например, процессы минерализации и разложения, такие как минерализация C и N, а также разложение пестицидов, происходят между pH 6.5 и 8, в то время как максимальная деградация нефти и ПАУ происходит при pH от 7 до 9. Они, а также максимальные значения pH для различных микробных ферментов, могут быть использованы во многих стратегиях восстановления почвы, особенно при биоремедиации. В конечном итоге, pH почвы может широко применяться в двух широких областях, а именно: круговорот питательных веществ и питание растений и восстановление почвы (биоремедиация и физико-химическая реабилитация).

Конфликт интересов

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

pH почвы — обзор

4.7.5.2 Влияние pH на доступность микронутриентов

pH почвы влияет на растворимость, концентрацию в почвенном растворе, ионную форму и подвижность микронутриентов в почве и, следовательно, на усвоение этих элементов растениями (Fageria et al. др., 2011; Fageria, 2014). Как правило, доступность B, Cu, Fe, Mn и Zn обычно увеличивается, а Mo уменьшается по мере снижения pH почвы. Эти питательные вещества обычно адсорбируются на поверхности почвы из полуторного оксида.В таблице 6.4 приведены важные изменения концентраций питательных микроэлементов под влиянием pH почвы и последующего поглощения растениями. Аналогичным образом, данные в Таблице 6.5 показывают, что поглощение Cu, Fe, Mn и Zn рисом, выращенным на суше на бразильском Oxisol, снижалось с увеличением pH почвы.

Таблица 6.5. Влияние pH почвы на поглощение Cu, Fe, Mn и Zn верхним рисом, выращенным на оксисоле Бразилии

pH почвы Cu (мкг растения −1 ) Fe (мкг растения -1 ) Mn (мкг растения -1 ) Zn (мкг растения -1 )
4.6 75 4540 11,160 1090
5,7 105 1860 5010 300
6,2 24 905 6,4 64 1630 3610 262
6,6 61 1660 2760 163
6.8 51 1570 2360 142
R 2 0,89 0,97 0,99 9276 0,99 По материалам Fageria (2000a).

Бор — единственный питательный микроэлемент, существующий в растворе в виде неионизированной молекулы в диапазонах pH почвы, подходящих для роста большинства растений. Повышение pH почвы снижает доступность B за счет увеличения адсорбции B на глинистые и гидроксильные поверхности Al и Fe, особенно при высоком pH почвы (Keren and Bingham, 1985).Наибольшая доступность B была при pH 5,5–7,5 и снижалась ниже или выше этого диапазона pH. В других исследованиях адсорбция B увеличивалась с pH 3 до 8 на каолините, монтмориллоните и двухзонных почвах с пиком адсорбции при pH 8–10 и снижалась с pH 10 до 12 (Goldberg et al., 1996). Снижение доступности B происходит из-за известкования (так называемая «фиксация B», Fleming, 1980), поскольку карбонат кальция действует как адсорбирующая поверхность. Таким образом, дефицит B может возникать у растений, выращиваемых на известковых кислых почвах. Значительное количество меди в почве особым образом адсорбируется при повышении pH.Например, увеличение pH с 4 до 7 увеличивает адсорбцию Cu (Cavallaro and McBride, 1984), а Cu адсорбируется на неорганических компонентах почвы и поглощается гидроксидом и оксидами почвы (Martens and Westermann, 1991). Повышение pH почвы> 6,0 вызывает гидролиз гидратированной меди, что может привести к более сильной адсорбции меди на глинистые минералы и органические вещества (ОВ). Легкорастворимые источники Cu (обменные или сорбированные) были высокотоксичны для цитрусовых, и концентрация Cu значительно снижалась с увеличением pH почвы> 6.5 (Fageria, 2014). Перекрытие кислых почв также может привести к дефициту меди. Почвенное ОВ является основным компонентом адсорбции меди и легко образует комплексы с ней. По мере увеличения pH размеры органических коллоидов с высокой молекулярной массой уменьшаются, увеличивая поверхность, на которой может адсорбироваться Cu (Geering and Hodgson, 1969).

Растворимость Fe уменьшается примерно в 1000 раз на каждую единицу увеличения pH почвы в диапазоне 4–9 по сравнению с примерно 100-кратным снижением активности Mn, Cu и Zn (Lindsay, 1979).Железо существует в состояниях Fe 0 (металлическое), Fe 2+ (двухвалентное) и Fe 3+ (трехвалентное). В кислых условиях Fe 0 легко окисляется до Fe 2+ , а при повышении pH до> 5 Fe 2+ окисляется до Fe 3+ . Железо восстанавливается до Fe 2+ и легко доступно для растений в кислых почвах, но выпадает в осадок в щелочных почвах (Fageria et al., 2002). Оксиды железа определяют растворимость железа в почвах. Минимальная растворимость Fe наблюдается при pH 7.5 и 8,5, что соответствует диапазону pH большинства известковых почв (Lindsay, 1991). Повышение pH почвы или Eh (окислительные условия) переводит Fe из обменных и органических форм в водорастворимые и оксидные формы. Растворимость Fe в хорошо аэрированных почвах контролируется растворением и осаждением Fe 3+ (Moraghan and Mascagni, 1991). Снижение pH ризосферы с добавлением N (NH 4 -N) и / или K (KCl и K 2 SO 4 ) было эффективным для увеличения поглощения Fe растениями (Barak and Chen, 1984).Внесение FeSO 4 с кислотообразующими удобрениями также увеличило доступность Fe для растений (Moraghan and Mascagni, 1991). PH почвы влияет на растворимость, адсорбцию, десорбцию и окисление Mn, а также на восстановление оксидов Mn в почве. По мере снижения pH Mn мобилизуется из различных фракций и увеличивает концентрацию Mn в почвенном растворе и его доступность. Обменный Mn (доступная для растений форма) был высоким при низком pH почвы (<5,2), в то время как органические и Fe оксидные фракции Mn (форма с низкой доступностью) были высокими при высоком pH (Fageria et al., 2002). В песчаной почве увеличение pH также увеличивает содержание органических фракций Mn (Шуман, 1991). Повышение pH почвы с применением магния на арахисе снижает токсичность Mn и снижает концентрацию Mn в листьях и стеблях (Davis, 1996). Восстановление Mn 4+ до Mn 2+ является максимальным при низком pH почвы, а кислые почвенные условия (<5) приводят к токсичности Mn для многих чувствительных видов растений (Mortvedt, 2000). Кроме того, содержание высокомолекулярных органических коллоидов уменьшается по мере увеличения pH почвы, увеличивая поверхность, на которой могут адсорбироваться Mn, а также Cu и Fe (Geering and Hodgson, 1969).Mn в почвенном растворе увеличивался в 1,6 раза на каждую единицу снижения pH в хорошо дренированном моллизоле, подкисленном удобрением с высоким содержанием азота, что указывает на то, что кислотность и аэрация почвы важны для доступности Mn (Fageria and Gheyi, 1999). Марганец, а также Cu и Fe обычно более доступны в условиях ограниченного дренажа или в затопленных почвах (Fageria et al., 2011). Молибден - единственный питательный микроэлемент, доступность которого обычно увеличивается с повышением pH почвы. Активной формой Мо обычно является МоО 4 2-, который имеет тенденцию к полимеризации в растворе.Это состояние усугубляется подкислением, что может частично объяснить низкую доступность Мо в кислых почвах (Kabata-Pendias and Pendias, 1984). Растворимость CaMoO 4 и H 2 MoO 4 (молибденовая кислота) увеличивается с увеличением pH почвы. Сорбция молибдена оксидами Fe увеличивается при понижении pH почвы в диапазоне 4,5–7,8 (Hodgson, 1963). Адсорбция Mo на оксидах Al и Fe была максимальной при pH <5 и снижалась при увеличении pH> 5 с небольшой адсорбцией или без адсорбции при pH 8 (Goldberg et al., 1996). PH почвы оказывал явное влияние на адсорбцию Мо в диапазоне от 3 до 10,5 при практически полном отсутствии адсорбции при pH 8 (Goldberg and Forster, 1998). Адсорбция Мо на водных оксидах Fe и Al снижается по мере увеличения pH почвы, а добавление извести в почву обычно увеличивает растворимость Мо и усвоение растениями (Williams and Thornton, 1972). Кроме того, максимальная адсорбция Мо на оксидах Al и Fe была при pH 4–5, но адсорбция была максимальной при pH 3,5 с гуминовой кислотой и уменьшалась по мере увеличения pH почвы (Bibak and Borggaard, 1994).Были очевидны различные механизмы адсорбции Мо гуминовой кислотой по сравнению с оксидами Al / Fe, которые включают комплексообразование между карбоксильными и фенольными группами. Иногда вредные последствия возникают для бобовых, выращиваемых на кислых почвах, поскольку дефицит Мо может быть более доминирующим, чем токсичность алюминия (Bohn et al., 1979). В некоторых случаях может потребоваться внесение как извести, так и молибдена для обеспечения растений достаточным количеством молибдена (Lindsay, 1991).

pH почвы важнее любого другого отдельного свойства для контроля подвижности Zn в почвах (Anderson and Christensen, 1988).Повышение pH почвы обычно снижает доступность Zn для растений (Saeed and Fox, 1977), и такое снижение обычно происходит из-за более высокой адсорбции Zn. Когда pH почвы увеличивается выше pH 5,5, Zn адсорбируется на водных оксидах Al, Fe и Mn (Moraghan and Mascagni, 1991). Однако степень, в которой Zn удерживается на водных оксидах Fe и Al, зависит от природы глинистых минералов, состояния поверхности и pH (Harter, 1991). В некоторых случаях pH почвы> 7 может увеличить содержание Zn в почвенном растворе из-за солюбилизации ОВ и увеличения комплексообразования Zn (Barber, 1995).Постепенное снижение активности Zn по мере увеличения pH почвы связывают с увеличением CEC (Stahl and James, 1991). Сообщалось о 30-кратном снижении концентрации Zn в кислой почве на каждую единицу увеличения pH почвы между 5 и 7 (McBride and Blasiak, 1979). Цинк предпочтительно адсорбировался над Ca на участках обмена, что указывает на хемосорбцию гидролизованного Zn. Адсорбция цинка является основным фактором, способствующим низким концентрациям Zn в растворе в Zn-дефицитных почвах. PH почвы влияет на адсорбцию Zn либо путем изменения количества участков, доступных для адсорбции, либо путем изменения концентрации разновидностей Zn, которые преимущественно поглощаются растениями (Barrow, 1986).Перекрытие почвы может вызвать дефицит цинка и снизить доступность цинка, особенно при высоком pH почвы. Всасывание цинка пшеницей снижалось по мере увеличения концентраций H + , предположительно из-за прямых эффектов токсичности H + и косвенных эффектов конкуренции между Zn 2+ и H + за участки поглощения на поверхности корней (Chairidchai and Ritchie). , 1993). Влияние pH также может быть изменено органическими лигандами, и эти лиганды могут снижать поглощение Zn растениями по мере увеличения pH почвы.Дефицит цинка можно ожидать в слабокислых и особенно в щелочных почвах, где неорганический Zn в равновесии с почвенным Zn уменьшается между 10 -8 и 10 -10 М (Lindsay, 1991).

Характеристики почвы, воды и растений, важные для орошения — Публикации

Орошение — это применение воды для обеспечения достаточной влажности почвы для хорошего роста растений в течение всего вегетационного периода. Орошение, практикуемое в Северной Дакоте, называется «дополнительным орошением», потому что оно увеличивает количество осадков, выпадающих до и во время вегетационного периода.

Орошение часто используется для выращивания сельскохозяйственных культур в течение всего сезона или для выращивания ценных специальных культур для обеспечения надежного урожая каждый год. Он также используется на таких культурах, как картофель, цветы, овощи и фрукты, где водный стресс влияет на качество урожая.

В большинстве лет в некоторых местах штата выпадает достаточно осадков для хорошего роста растений. Но во многие из этих лет в других районах штата наблюдается снижение урожайности и / или снижение качества неорошаемых культур из-за водного стресса из-за недостаточной влажности почвы.

Для целей планирования орошения среднее количество осадков за вегетационный период не является хорошим критерием для определения потребности в орошении. Время и количество осадков в течение сезона, способность почвы удерживать воду и потребности растений в воде — все это факторы, влияющие на потребность в орошении. В любом месте штата могут быть недели, месяцы и даже годы, которые можно считать «влажными или сухими».

При орошении очень важна совместимость почвы и воды.Если они несовместимы, поливная вода может отрицательно повлиять на химические и физические свойства почвы. Определение пригодности земли для орошения требует тщательной оценки свойств почвы, топографии земли в поле и качества воды, которая будет использоваться для орошения. Базовое понимание взаимодействия почвы / воды / растений поможет ирригаторам эффективно управлять своими культурами, системами орошения почвы и водоснабжением.

Свойства почвы

Обследование почвы округа содержит подробную информацию о почвах для любого участка земли в Северной Дакоте.Обследование почвы в каждом округе Северной Дакоты было завершено Службой охраны природных ресурсов (NRCS). Официальная и самая последняя информация о почвенных исследованиях доступна на веб-сайте NRCS Websoil Survey.

Опубликованные копии можно найти в местных офисах NRCS и NDSU Extension, но у них может не быть последней информации о почвенном исследовании. База данных исследования почвы предоставляет информацию о важных свойствах почвы, таких как текстура, структура, глубина, проницаемость и химический состав, которые важны для управления орошением.

Текстура почвы

Текстура почвы определяется размером и типом твердых частиц, из которых состоит почва. Частицы почвы могут быть минеральными или органическими. Большинство орошаемых земель в Северной Дакоте — минеральные.

Для минеральных почв классификация текстуры основана на относительной пропорции частиц размером менее 2 миллиметров (мм) или 5/64 дюйма. Как показано на рис. 1 , самые большие частицы — это песок, самые маленькие — это глина, а между ними и ил.Текстура почвы основана на процентном содержании песка, ила и глины (Рисунок 2) .

Рис. 1. Классификация по размеру первичных почвенных частиц, которые определяют текстурную группу на основе системы классификации почв Министерства сельского хозяйства США. Под ПЕСКОМ В.Ф. относится к очень хорошему и В. до очень грубого.

Рис. 2. Текстурный треугольник почвы Министерства сельского хозяйства США (USDA). Процент (по весу) фракции песка, ила и глины определяет структуру почвы.Пунктирной линией обозначена суглинистая почва, содержащая 45 процентов песка, 35 процентов ила и 20 процентов глины.

Классы текстуры почвы могут быть изменены, если более 15 процентов частиц являются органическими (например, илистый илистый суглинок). Частицы почвы размером более 2 мм не используются для определения текстуры почвы. Однако, когда они составляют более 15 процентов объема почвы, текстурный класс изменяется (например, гравийный песок).

Разделение и взвешивание количества песка, ила и глины в образце определяет текстуру минеральной почвы.Например, если 100-фунтовый образец почвы был просеян через фильтры и обнаружил, что он содержит 45 фунтов песка, 35 фунтов ила и 20 фунтов глины, то почва будет состоять из 45 процентов песка, 35 процентов ила и 20 фунтов. процентов глины. Как показано пунктирными линиями на рис. 2 , эта почва имеет структуру суглинка.

Двенадцать основных текстур почвы показаны на Рис. 2 . Песок, супеси и супеси являются наиболее распространенными структурами почвы, орошаемой в Северной Дакоте.

Структура почвы

Под структурой почвы понимается объединение частиц песка, ила и глины в более крупные агрегаты различных размеров и форм.Процессы проникновения корней, циклы увлажнения и сушки, замораживания и оттаивания, а также деятельность животных в сочетании с неорганическими и органическими вяжущими веществами создают структуру почвы (Рисунок 3) . Структурные агрегаты, устойчивые к физическим нагрузкам, важны для поддержания рыхлости почвы и ее продуктивности. Чрезмерная обработка или обработка влажных почв разрушает агрегаты и ускоряет потерю органического вещества, что приводит к снижению агрегативной устойчивости.

Рисунок 3.Примеры наиболее распространенных почвенных конструкций. Также показано влияние конструкций на нисходящее движение (инфильтрацию) воды. (Любезно предоставлено NRCS, раздел 15 Национального инженерного справочника)

На движение воздуха, воды и корней растений через почву влияет ее структура. Стабильные агрегаты образуют сеть почвенных пор, которые позволяют быстро обмениваться воздухом и водой с корнями растений. Рост растений зависит от быстрых обменных курсов.

Практика применения полезных методов обработки почвы, таких как использование покровных культур, уменьшенная обработка почвы, севооборот, добавление органических веществ и своевременная обработка почвы, могут поддерживать хорошую структуру почвы.В песчаных почвах часто трудно поддерживать агрегативную стабильность из-за низкого содержания органических веществ, содержания глины и устойчивости песчаных частиц к процессам агрегации.

Грунт серии

Почва — это слой поверхности Земли, который был изменен физическими или биологическими процессами. Пять почвообразующих факторов, контролирующих процесс изменений, — это исходный материал, климат, топография, биота (растения и животные) и время.

Почвы сгруппированы по категориям в соответствии с их наблюдаемыми свойствами.Система классификации Министерства сельского хозяйства США состоит из шести категорий. Высшая категория (порядок почв) включает 11 основных групп почв, каждая из которых обладает очень широким спектром свойств. Самая низкая категория (ряды почв) включает более 12 000 почв, каждая из которых определяет очень узкий диапазон свойств почвы.

Северная Дакота насчитывает 339 названных серий почв. Серия почвы уникальна благодаря сочетанию таких свойств, как текстура, структура, топографическое положение (на склоне холма или в долине) или глубина до уровня грунтовых вод.

Отдельная серия почв описывает области, в которых эти почвенные условия схожи. Эти места могут находиться в одном поле, разделе, округе, штате или даже регионе. Очертания почв на картах обследований почв округов основаны на сериях почв.

Серия почв обычно носит название города рядом с участком, который представляет типичные свойства этой почвы. Например, участок с типичными свойствами для серии почв Эмбден находится недалеко от Эмбдена, Северная Дакота,

.

Многие серии почв не имеют глубокого однородного профиля почвы.Ограничительные подповерхностные слои часто мешают проникновению корней. В этих почвах корни растений будут сосредоточены в верхней части почвенного профиля. Например, в профиле суглинка Renshaw (Рис. 4) большая часть корней растений будет в верхних 18 дюймах, потому что гравий ниже — плохая среда для укоренения. Этот тип информации важен для управления орошением.

Глубина почвы

Глубина почвы — это толщина почвенных материалов, которые обеспечивают структурную поддержку, питательные вещества и воду для растений.В Северной Дакоте почвенные ряды с коренными породами на глубине 10–20 дюймов ниже поверхности описываются как мелкие. Коренная порода от 20 до 40 дюймов описывается как умеренно глубокая.

Большинство серий почв в Северной Дакоте имеют коренные породы на глубине более 40 дюймов и описываются как глубокие. Глубина до контрастных текстур указана в описаниях серий почв в отчетах почвенной съемки.

Глубина контрастирующего слоя почвы из песка и гравия (Рис. 4) может повлиять на решения по управлению орошением.Если глубина этого слоя меньше 3 футов, глубина укоренения и доступная почвенная вода для растений уменьшаются. Почвы с менее доступной водой для растений требуют более частых поливов.

Рис. 4. Глубина горизонта почвы для четырех репрезентативных серий почв Северной Дакоты. A, B и C относятся к разным горизонтам почвы, а IIC указывает на другой материнский материал (для этих серий почв это песок и гравий).

Проницаемость и инфильтрация почвы

Показателем способности воздуха и воды проходить сквозь почву является ее проницаемость.На него влияют размер, форма и непрерывность поровых пространств, которые, в свою очередь, зависят от насыпной плотности, структуры и текстуры почвы.

Большинство серий грунтов относятся к одному классу проницаемости на основе самого ограничивающего слоя в верхних 5 футах профиля грунта (Таблица 1) . Однако почвенные ряды с контрастной структурой в почвенном профиле относятся к более чем одному классу проницаемости. В большинстве случаев почвы с низкой, очень медленной, быстрой или очень быстрой классификацией проницаемости считаются плохими для орошения.

Инфильтрация — это нисходящий поток воды с поверхности через почву. Скорость инфильтрации (иногда называемая скоростью поглощения) почвы — это мера ее способности поглощать количество дождевой или поливной воды в течение заданного периода времени. Обычно выражается в дюймах в час. Это зависит от проницаемости поверхности почвы, содержания влаги в почве и условий поверхности, таких как неровность (обработка почвы и растительные остатки), уклон и растительный покров.

Грунтовые почвы, такие как песок и гравий, обычно имеют высокую скорость инфильтрации.Скорость инфильтрации средне- и мелкозернистых почв, таких как суглинки, илы и глины, ниже, чем крупнозернистых почв, и на нее влияет стабильность почвенных агрегатов.

Потери воды и питательных веществ растениями могут быть больше на грубых почвах. Таким образом, время и количество поливов и поливной воды особенно важны для этих почв.

Соленые и натриевые почвы

Засоленные почвы сгруппированы по содержанию растворимых солей и натрия (Таблица 2) .Засоленные и натриевые почвы обычно встречаются в районах, где грунтовые воды движутся вверх от неглубокого зеркала грунтовых вод близко к поверхности почвы. Вода несет растворенные минералы (соли), которые накапливаются в почве по мере того, как вода испаряется с поверхности почвы или выводится через растения в атмосферу. Как правило, эти почвы не рекомендуется для орошения.

Засоленные и натриевые почвы могут иметь естественное или антропогенное происхождение. Один из искусственных процессов связан с орошением.При определенных сочетаниях качества поливной воды и почвы соли и / или натрий могут накапливаться в корневой зоне и оказывать неблагоприятное воздействие на рост растений.

В некоторых условиях содержание натрия в верхней части почвы можно контролировать с помощью растворимых добавок кальция. Замена натрия кальцием улучшает структуру почвы. Кальциевые добавки в почву могут быть полезны в ситуациях, когда земля с большей частью незатронутых орошаемых почв содержит очаги (включения) пораженных натрием почв.При орошении внесение кальция в почву поможет там, где поверхностная корка стала проблемой. На этих почвах могут потребоваться особые методы управления орошением.

Выщелачивание или регулирование уровня грунтовых вод может управлять концентрациями солей. Выщелачивание осуществляется путем внесения большего количества воды, чем почва удерживает в корневой зоне. Сильные ливни, применение дополнительной поливной воды или и того, и другого приведет к унесению части солей ниже корневой зоны.

Посадка глубоко укоренившейся культуры, такой как люцерна, или установка подземного дренажа может обеспечить контроль уровня грунтовых вод.Глубокие канавы и облицовка плиткой — это методы подземного дренажа, которые успешно использовались во многих частях мира для контроля уровня грунтовых вод.

Необходимо измерить содержание соли и натрия в почве, чтобы точно определить серьезность проблемы. Содержание соли в почве оценивается путем измерения электропроводности с использованием одного из следующих средств: водной вытяжки из почвы, суспензии почвенной воды или почвенной пасты. Содержание натрия в почве часто измеряется на водной вытяжке почвы и выражается как соотношение между натрием и кальцием плюс магний; ему дан термин коэффициент адсорбции натрия (SAR).

Отбор проб почвы в поверхностном слое (верхние 6 дюймов) на периодической основе (каждые три-пять лет) позволит отслеживать изменения в накопленной соли или натрия. SAR образцов почвы укажет, произошло ли накопление натрия.

Как правило, почвы с SAR 13 от насыщенного экстракта будут иметь значительные физические проблемы из-за рассеивания частиц глины. Обычно почва с SAR 6 или ниже от насыщенного экстракта не будет иметь физических проблем, связанных с диспергированной глиной.Однако, если периодическая выборка показывает, что SAR увеличивается, скажем, с 6 до 9, вам может потребоваться принять меры по исправлению положения.

Топография поля

Топография, или «расположение земли», имеет большое влияние на возможность орошения поля. Рельеф — это компонент топографии, который относится к разнице в высоте между холмами и впадинами в поле. Топографический рельеф будет влиять на тип используемой ирригационной системы, систему водоснабжения (канавы или трубы), требования к дренажу и методы борьбы с водной эрозией.

Форма и расположение топографических форм рельефа и тип сети поверхностных водных путей также будут влиять на управление ирригацией. Например, низкое место на поле, где обычно скапливается вода после дождя, может стать местом, которое постоянно увлажняется при добавлении поливной воды.

При выращивании некоторых сельскохозяйственных культур, таких как картофель, влажная низина может стать источником болезней. Для центрального шарнира башня, которая проходит через низкую точку, может застрять.

■ Наклон

Уклон важен для формирования почвы и управления ею из-за его влияния на сток, дренаж почвы, эрозию, использование техники и выбор сельскохозяйственных культур.Уклон — это наклон или уклон поверхности, обычно выражаемый в процентах.

Процент уклона определяется путем измерения разницы в высоте в футах на 100 футов горизонтального расстояния. Например, 5-процентный уклон поднимается или опускается на 5 футов на 100 футов горизонтального расстояния.

Форма откоса — еще одна важная характеристика. Выпуклый наклон изгибается наружу, как внешняя поверхность шара, вогнутый наклон изгибается внутрь, как внутренняя поверхность блюдца, а плоский наклон похож на наклонную плоскую поверхность.

Склоны бывают простыми и сложными. Простые склоны имеют гладкий вид с поверхностью, простирающейся в одном или, возможно, в двух направлениях. Например, склоны на конусах выноса и подножия речных долин считаются простыми. Сложные территории имеют короткие склоны, которые простираются в нескольких направлениях и состоят из выпуклых и вогнутых склонов, во многом напоминающих рельеф холмов и выбоин на ледниковых равнинах.

Самотечный (поверхностный) полив можно использовать только на простых уклонах не более 2 процентов.Как правило, простые и сложные откосы более 1 процента следует поливать только с помощью дождевальных или капельных систем. Спринклерные оросительные системы с центральным шарниром могут работать на уклонах до 15 процентов, но обычно простые уклоны более 9 процентов не рекомендуются.

Чтобы приспособиться к самотечным или дождевальным системам орошения, выравнивание почвы можно использовать для изменения уклона поля. Однако выравнивание земель может привести к снижению урожайности в течение одного-трех вегетационных сезонов. В местах снятия верхнего слоя почвы наиболее вероятно снижение урожайности.Для ускорения формирования почвы на этих территориях может потребоваться специальное управление с использованием повышенного содержания органического вещества.

Качество поливной воды

Качество некоторых источников воды не подходит для орошения сельскохозяйственных культур. Поливная вода должна быть совместима с культурами и почвами, на которых она будет применяться. Лаборатория почвенно-водного тестирования отделения почвоведения NDSU предоставляет рекомендации по совместимости почвы и воды для орошения. Прежде чем давать рекомендации, необходимы анализ воды и юридическое описание земли, предлагаемой для орошения.

Качество воды для орошения определяется общим содержанием в ней растворенных солей. Анализ воды для орошения должен включать катионы (кальций, магний и натрий) и анионы (бикарбонат, карбонат, сульфат и хлорид). Поскольку некоторые культуры чувствительны к бору, его часто включают в анализ.

Классификация оросительной воды

Двумя наиболее важными факторами, на которые следует обратить внимание при анализе качества поливной воды, являются общее количество растворенных твердых веществ (TDS) и коэффициент адсорбции натрия (SAR) .TDS пробы воды является мерой концентрации растворимых солей в пробе воды и обычно называется соленостью воды.

Электропроводность (ЕС) пробы воды часто используется в качестве показателя TDS. EC может быть выражен во многих различных единицах, и это часто вызывает путаницу. В отчете об испытании поливной воды вы можете увидеть одну из следующих единиц:

миллимос на сантиметр (ммос / см)
микромос на сантиметр (мкмос / см)
децизименс на метр (дСм / м)
микросименс на сантиметр (мкСм / см)

где:

1000 мкСм / см = 1 ммОс / см = 1 дСм / м = 1000 мкСм / см

SAR пробы воды — это доля натрия по отношению к кальцию и магнию.Поскольку это коэффициент, SAR не имеет единиц измерения.

Лаборатории, выполняющие анализ поливной воды, могут предоставить классификацию пригодности на основе системы, разработанной в Лаборатории солености США в Калифорнии (рис. 5) . Эта классификационная система объединяет соленость и соленость. Например, образец воды, классифицированный как C3-S2, будет иметь высокий рейтинг солености и средний рейтинг SAR.

Рисунок 5. Схема классификации оросительной воды.(Из Справочника по сельскому хозяйству № 60, Лаборатория солености Министерства сельского хозяйства США в Риверсайде, Калифорния)

Шкала солености непостоянна, потому что она зависит от уровня солености. Например, SAR, равный 8, относится к категории S1, если соленость составляет от 100 до 300 мкмос / см; S2, если соленость составляет от 300 до 3000 мкмос / см, и S3, если соленость превышает 3000 мкмос / см.

Большая часть воды в Северной Дакоте классифицируется в диапазоне солености от C2 до C3 и в диапазоне опасности натрия от S1 до S2. В общем, любая вода с ЕС выше 2000 или значением SAR выше 6 не рекомендуется для непрерывного орошения в Северной Дакоте.

В случаях, когда практикуется спорадическое орошение (конкретный участок земли орошается один год из трех или более), может использоваться вода более низкого качества. Однако вода более низкого качества не должна иметь ЕС, превышающий 3000 мкмос / см, или SAR, превышающий 10.

Кальций, добавленный в поливную воду, может снизить SAR и уменьшить вредное воздействие натрия.Эффективность добавленного кальция зависит от его растворимости в поливной воде. Растворимость кальция контролируется источником кальция (например, карбонат кальция, гипс, хлорид кальция) и концентрацией других ионов в поливной воде.

По сравнению с карбонатом кальция и гипсом, добавление хлорида кальция приведет к более высоким концентрациям растворимого кальция и будет наиболее эффективным для снижения SAR для поливной воды. Однако хлорид кальция значительно дороже карбоната кальция и сульфата кальция (гипса).

Соленость

C1 — Вода с низким содержанием соли: Может использоваться для орошения большинства сельскохозяйственных культур на большинстве почв с малой вероятностью развития засоления почвы. Некоторое промывание требуется, но оно происходит при обычных методах орошения, за исключением почв с медленной и очень медленной проницаемостью.

C2 — Вода средней солености: Может использоваться при умеренном выщелачивании. Растения с умеренной солеустойчивостью в большинстве случаев можно выращивать без специальных методов борьбы с засолением.

C3 — Вода с высокой соленостью: Не может использоваться на почвах с умеренно медленной или очень медленной проницаемостью. Даже при адекватной проницаемости может потребоваться специальное управление для контроля засоления, и следует выбирать растения с хорошей солеустойчивостью.

C4 — Вода очень высокой солености: Не подходит для орошения в обычных условиях, но может использоваться время от времени при очень особых обстоятельствах. Почвы должны иметь быструю водопроницаемость, дренаж должен быть адекватным, поливная вода должна применяться в избытке для обеспечения значительного выщелачивания, и следует выбирать очень солеустойчивые культуры.

Натрий

S1 — Вода с низким содержанием натрия: Может использоваться для орошения почти всех почв с небольшой опасностью развития вредных уровней обменного натрия.

S2 — Вода со средним содержанием натрия: Будет представлять заметную опасность натрия в мелкозернистых почвах, особенно в условиях слабого выщелачивания. Эту воду можно использовать на крупнозернистых почвах с проницаемостью от умеренно быстрой до очень быстрой.

S3 — Вода с высоким содержанием натрия: Будет производить вредные уровни обменного натрия в большинстве почв и требует особого управления почвой, хорошего дренажа, высокого выщелачивания и добавления большого количества органических веществ.

S4 — Вода с очень высоким содержанием натрия: Обычно непригодна для орошения, за исключением низкой и, возможно, средней солености.

Карбонаты

Карбонат и бикарбонат-ионы в воде соединяются с кальцием и магнием с образованием соединений, которые выпадают в осадок из раствора. Удаление кальция и магния увеличивает опасность натрия для почвы из-за поливной воды. Повышенная опасность натрия часто выражается как «скорректированный SAR». Увеличение «скорректированного SAR» от SAR является относительным показателем увеличения опасности натрия из-за присутствия этих ионов.

Форсунки спринклерных систем были забиты карбонатными минералами в некоторых штатах, но этого не наблюдалось в Северной Дакоте. Однако карбонатные минералы засорили источники выбросов в системах капельного орошения в Северной Дакоте. Чтобы решить эту проблему, добавьте слабую кислоту, чтобы снизить pH поливной воды.

Бор

Бор необходим для нормального роста всех растений, и его необходимое количество невелико по сравнению с другими минералами. Однако некоторые растения чувствительны даже к низким концентрациям бора.Сухие бобы очень чувствительны к небольшому количеству бора, но кукуруза, картофель и люцерна более терпимы. Фактически, концентрация бора, которая может повредить чувствительные растения, часто близка к той, которая требуется для нормального роста толерантных растений.

Хотя никаких проблем с бором в воде, используемой для орошения в Северной Дакоте, не зарегистрировано, тестирование этого элемента в поливной воде является мерой предосторожности. Бор действительно присутствует в некоторых грунтовых водах Северной Дакоты в концентрациях, которые теоретически токсичны для некоторых культур.

Концентрация бора более 2 частей на миллион (ppm) может быть проблемой для некоторых чувствительных культур, особенно в годы, когда требуется большое количество поливной воды.

Взаимодействие почвы и воды

Почва — это среда, которая накапливает и перемещает воду. Если бы кубический фут типичного верхнего слоя почвы илистого суглинка был разделен на его составные части, около 45 процентов объема составляли бы минеральные вещества (частицы почвы), органические остатки занимали бы около 5 процентов объема, а остальное было бы поровым пространством.

Поровое пространство — это пустоты между частицами почвы, занятые воздухом или водой. Количество и размер порового пространства определяется структурой, объемной плотностью и структурой почвы.

Вода удерживается в почве двумя способами: тонким слоем на внешней стороне частиц почвы и в поровых пространствах. Почвенную воду в поровом пространстве можно разделить на две различные формы: гравитационная вода и капиллярная вода (Рисунок 6) .

Гравитационная вода. Поровые пространства Капиллярная вода удерживается в поровом пространстве против силы
, заполненной водой, превышающей их капиллярную емкость, силы тяжести.
и избыток, или гравитационная вода, стекает вниз.

Рис. 6. Двумя основными способами удержания воды в почве для растений являются капиллярные и гравитационные силы.

Гравитационная вода обычно быстро движется вниз в почве под действием силы тяжести. Капиллярная вода является наиболее важной для растениеводства, потому что она удерживается частицами почвы против силы тяжести.

По мере того, как вода проникает в почву, поры заполняются водой. По мере заполнения пор вода движется через почву под действием силы тяжести и капиллярных сил. Движение воды продолжается вниз до тех пор, пока не будет достигнут баланс между капиллярными силами и силой тяжести.

Вода вытягивается вокруг частиц почвы и через небольшие поры в любом направлении за счет капиллярных сил. Когда капиллярные силы перемещают воду с неглубокого зеркала грунтовых вод вверх, соли могут выпадать в осадок и концентрироваться в почве, поскольку вода удаляется растениями и испарением.

Влагоудерживающая способность почв

Четыре важных уровня влажности почвы отражают доступность воды в почве. Эти уровни обычно называют 1) насыщением, 2) полевой емкостью, 3) точкой увядания и 4) сушкой в ​​печи.

Когда почва насыщена, поры почвы заполняются водой, и почти весь воздух в почве вытесняется водой. Вода, находящаяся в почве между насыщением и полевой емкостью, является гравитационной водой. Часто гравитационной воде требуется несколько дней, чтобы просочиться через почвенный профиль, и, таким образом, некоторая часть может быть поглощена корнями растений.

Пропускная способность определяется как уровень влажности почвы, оставшейся в почве после дренажа гравитационной воды (Рисунок 7) .Вода, удерживаемая между емкостью поля и точкой увядания, доступна для использования растениями.

Вместимость поля. Поры капилляров заполнены и точка увядания . Вода, доступная растениям, исчерпана.
Оставшееся поровое пространство заполнено воздухом.

Рисунок 7. Влага, доступная растениям, — это количество влаги, удерживаемой между полем и точкой увядания.

Точка увядания определяется как содержание влаги в почве, при котором большинство растений не может приложить достаточную силу для удаления воды из мелких пор в почве.Большинство сельскохозяйственных культур будут навсегда повреждены, если содержание влаги в почве достигнет точки увядания. Во многих случаях снижение урожайности может произойти задолго до достижения этой точки.

Капиллярная вода, оставшаяся в почве за пределами точки увядания, может быть удалена только путем испарения. При сушке в духовке почти вся вода удаляется из почвы. «Сухая» влажность используется в качестве эталона для измерения других трех значений влажности почвы.

При обсуждении водоудерживающей способности, связанной с определенной серией почв, воде, доступной для использования растениями в корневой зоне, обычно дается (Таблица 3) .Доступное содержание влаги в почве обычно выражается в дюймах на фут почвы.

Например, доступная вода может быть рассчитана для почвы с мелким супесем на первом подошве, супесчаным песком на втором основании и песком на третьем основании. Верхняя опора будет иметь примерно 2 дюйма, вторая опора будет иметь примерно 1 дюйм, а третья опора будет иметь примерно 0,75 дюйма, что в сумме составит 3,75 дюйма доступной воды для культуры с глубиной корня 3 фута.

Напряжение влажности почвы

Степень прилипания воды к почве является наиболее важной характеристикой воды в почве для растущего растения.Это понятие часто выражается как напряжение почвенной влаги. Напряжение почвенной влаги — это отрицательное давление, обычно выражаемое в барах.

Во время этого обсуждения, когда напряжение влажности почвы становится более отрицательным, это будет обозначаться как «возрастающее» значение. Таким образом, по мере увеличения напряжения влаги в почве (давление воды в почве становится более отрицательным), количество энергии, затрачиваемой растением на удаление воды из почвы, также должно увеличиваться. Один бар напряжения влажности почвы почти эквивалентен давлению -1 атм (1 атм давления равняется 14.7 фунтов на квадратный дюйм на уровне моря).

Насыщенная почва имеет напряжение влаги около -0,001 бар или меньше, что требует небольшого количества энергии для растения, чтобы отводить воду от почвы. При полевой урожайности у большинства почв напряжение влажности почвы составляет от -0,05 до -0,33 бар. Почвы, классифицируемые как песчаные, могут иметь натяжение полевой емкости около -0,10 бар, в то время как глинистая почва будет иметь полевую нагрузку при натяжении около -0,33 бар. При полевой урожайности удаление воды из почвы растению относительно легко.

Точка увядания достигается, когда максимальная энергия, проявляемая растением, равна напряжению, с которым почва удерживает воду. Для большинства сельскохозяйственных культур это примерно -15 бар напряжения влажности почвы. Для сравнения: температура увядания некоторых пустынных растений составляет от -50 до -60 бар напряжения влажности почвы.

Присутствие большого количества растворимых солей в почве снижает количество воды, доступной растениям. По мере увеличения количества растворенных солей в почвенной воде энергия, затрачиваемая растением на извлечение воды, также должна увеличиваться, даже если напряжение почвенной влаги остается прежним.По сути, растворенные соли уменьшают общее количество доступной воды в почвенном профиле.

Как растения получают воду из почвы

Вода необходима для роста растений. Без достаточного количества воды нормальные функции растений нарушаются, и растение постепенно увядает, перестает расти и погибает. Растения наиболее подвержены повреждению от недостатка воды на вегетативной и репродуктивной стадиях роста. Кроме того, многие растения очень чувствительны к засолению во время прорастания и на ранних стадиях роста.

Большая часть воды, поступающей в корни растений, не остается в растении. Менее 1 процента воды, потребляемой растением, фактически используется в фотосинтезе (усваивается растением). Остальная вода перемещается к поверхности листьев, где она испаряется (испаряется) в атмосферу. Скорость, с которой растение поглощает воду, определяется его физическими характеристиками, атмосферой и почвенной средой.

По мере того, как вода движется из почвы в корни, через стебель, в листья и через устьица листьев в воздух, она переходит от низкого давления воды к высокому напряжению воды (Рисунок 8) .Напряжение воды в воздухе во многом определяется относительной влажностью и всегда больше, чем натяжение воды в почве.

Рис. 8. Иллюстрация разницы в энергии, которая движет потоком воды из почвы в корни, вверх по стеблю, в листья и в атмосферу. Вода переходит от менее отрицательного напряжения влажности почвы к более отрицательному напряжению атмосферы.

Растения могут извлекать только ту почвенную воду, которая контактирует с их корнями.Для большинства агрономических культур распределение корней в глубокой однородной почве сосредоточено вблизи поверхности почвы (Рисунок 9) . Таким образом, в течение вегетационного периода растения обычно извлекают больше воды из верхней части своей корневой зоны, чем из нижней.

Рис. 9. В течение вегетационного периода растения извлекают около 40 процентов воды из верхней четверти, 30 процентов из второй четверти, 20 процентов из третьей четверти и 10 процентов из нижней четверти корня. зона.

Такие растения, как травы, которые имеют высокую плотность корней на единицу объема почвы, могут поглощать всю доступную почвенную воду. Другие растения, такие как овощи, которые имеют низкую плотность корней, могут быть не в состоянии получить столько же воды из равного объема той же почвы. Таким образом, овощи, как правило, более чувствительны к водному стрессу, чем агрономические культуры с высокой плотностью корней, такие как люцерна, кукуруза, пшеница и подсолнечник.

Использование воды для сельскохозяйственных культур

Использование воды растениями, также называемое эвапотранспирацией или ЭП, часто определяется как суточная оценка сочетания количества воды, выделяемой растениями, и количества испарений с поверхности почвы вокруг растений.Использование воды растением меняется предсказуемо от прорастания до созревания.

Все агрономические культуры имеют одинаковую структуру водопользования (Рисунок 10) . Однако общее потребление воды растениями будет варьироваться от сезона к вегетационному сезону из-за изменений климатических переменных (температура воздуха, количество солнечного света, влажность, ветер) и различий в почве между полями (глубина корней, влагоудерживающая способность почвы, текстура, структура. , так далее.).

Рисунок 10.Типичная кривая водопотребления для большинства сельскохозяйственных культур.

В результате многолетних исследований были получены уравнения, позволяющие точно рассчитать значения водопотребления сельскохозяйственных культур для основных орошаемых культур в Северной Дакоте с использованием измеренных суточных погодных переменных. Эти уравнения были объединены с метеорологическими данными, собранными Сетью сельскохозяйственных погодных условий Северной Дакоты (NDAWN), чтобы обеспечить суточные оценки использования воды растениями для каждой метеостанции в сети. Значения использования воды для сельскохозяйственных культур можно найти в формате таблицы или карты на веб-сайте NDAWN в разделе «Приложения» в левом меню.

Знание моделей водопользования на разных стадиях роста имеет большое влияние на то, как проектируется и управляется ирригационная система. Неспособность распознать модели водопользования культурой может привести к неэффективному управлению поливом. Недостаток воды для сельскохозяйственных культур, вымывание удобрений и пестицидов, а также увеличение затрат на перекачивание — это лишь некоторые из результатов плохого управления поливной водой.

Управление оросительной водой

Одна из самых сложных частей управления поливной водой — это решить, когда включать ирригационную систему и сколько применять.Хорошее управление поливом начинается с точного измерения количества дождя, полученного на каждом орошаемом поле. В идеале каждое орошаемое поле должно иметь по крайней мере один, а возможно, два дождемера (не менее 2 дюймов в диаметре), установленные на столбах рядом с полем.

Оценка влажности почвы — наиболее распространенный метод управления поливной водой; однако это необходимо делать регулярно в течение всего вегетационного периода. В летнюю жару обычно проверяют влажность почвы два-три раза в неделю.

Самым старым и наиболее часто используемым является «метод наощупь», который оценивает влажность почвы, беря образец почвы в руку и сжимая его в шарик. Наблюдая за внешним видом мяча и создавая полосу почвы между большим и указательным пальцами, можно определить содержание влаги в почве. Этот метод требует практики и опыта, чтобы точно прогнозировать потребности в воде для орошения.

Для определения полного водного статуса почвы необходимо брать пробы почвы с нескольких уровней в корневой зоне.Этот метод популярен, потому что его можно комбинировать с другими полевыми работами, такими как разведка насекомых, отбор проб почвы на азот или отбор проб черешков.

Механические устройства, такие как тензиометры и блоки влажности почвы, также используются для управления поливной водой. Эти устройства особенно полезны для плодовых и овощных культур. Для этих культур они оказались точными, надежными и недорогими. Для составления расписания полива могут использоваться другие, более сложные приборы, но, как правило, они не используются для управления поливом из-за больших затрат.

Планирование полива

Планирование полива — это наука и / или искусство применения надлежащего количества воды в нужное время для обеспечения максимальной полезной влажности почвы в корневой зоне растения, не вызывая вредного стресса. Планирование полива — это баланс между применением слишком большого или недостаточного количества воды для удовлетворения потребностей растений на определенной стадии роста.

Использование слишком большого количества воды может привести к более высоким затратам на перекачивание и увеличению нагрузки на урожай.Внесение слишком малого количества воды в неподходящее время вызовет стресс у сельскохозяйственных культур и снизит урожайность. Планирование поливов — это в основном методология принятия решений. Каждому оросителю пришлось научиться разрабатывать метод планирования полива, который работает в его или ее ситуации.

Распространенной формой планирования полива является метод «замены». Ирригаторы, которые следуют этому методу, регистрируют (обычно в календаре) количество дождя и полива, а также ежедневное использование воды растениями. Время и количество полива корректируются для восполнения почвенной воды, используемой растениями.

Другая форма метода замены — предположить, что среднесуточное потребление воды растениями составляет 0,25 дюйма в день. Средняя сумма за неделю в июле и августе составляет 1,75 дюйма. Количество дождевых осадков в течение недели вычитается из 1,75 и применяется это количество поливной воды. Имея доступ к Интернету, этот метод можно было бы значительно улучшить, используя данные об использовании воды для сельскохозяйственных культур с веб-сайта NDAWN.

Процедура планирования полива, называемая методом «чековой книжки», успешно используется в течение многих лет в Северной Дакоте.Метод чековой книжки — это метод учета влажности почвы, который использует суточные значения водопотребления растениями и влагоудерживающую способность почвы для прогнозирования времени и количества воды, необходимой для восполнения того, что было удалено из корневой зоны. Дождь и полив — это «отложения» для хранения в корневой зоне, а использование воды растениями — это забор воды из этого хранилища.

Три инструмента планирования полива доступны ирригаторам в Северной Дакоте. Ручной метод описан в дополнительной публикации AE792 «Планирование полива методом чековой книжки».«Два других — электронные методы. Веб-приложение для конкретного сайта доступно через веб-сайт NDAWN; загляните в меню «Приложения».

Также была разработана версия чековой книжки в виде электронной таблицы. Он включает методы чековой книжки от NDSU и Университета Миннесоты. В Северной Дакоте программу можно использовать для планирования полива кукурузы, пшеницы, ячменя, картофеля, люцерны, сои, подсолнечника, сахарной свеклы и подсолнечника. В Миннесоте программу можно использовать для планирования полива кукурузы, пшеницы, сои, подсолнечника, картофеля, сахарной свеклы и фасоли.

Дополнительные источники информации

Дополнительные публикации

AE1360, «Анализ пробы поливной воды»

AE1637, «Совместимость почв Северной Дакоты для орошения»

SF1087, «Обработка засоленных почв в Северной Дакоте»

AE92, «Планирование ирригации … Контрольный список»

AE91, «Выбор спринклерной системы орошения»

AE792, «Планирование полива методом чековой книжки»

Публикации NRCS

Руководство по ирригации Северной Дакоты, доступно на веб-сайте NRCS.

Веб-исследование почвы.

Значение органического вещества почвы

Значение органического вещества почвы


Преобразование и перемещение материалов в почве резервуары органических веществ — это динамический процесс, на который влияют климат, тип почвы, растительность и почвенные организмы. Все эти факторы действуют в рамках иерархической пространственный масштаб. Почвенные организмы ответственны за разложение и круговорот обоих макронутриенты и микроэлементы, и их активность влияет на структуру, пахота и продуктивность почвы.

В естественных влажных и субгумидных лесных экосистемах без человека нарушение, живые и неживые компоненты находятся в динамическом равновесии друг с другом (рисунок 4). Подстилка на поверхности почвы под разными слои навеса и высокая продукция биомассы обычно приводят к высоким биологическим активность в почве и на поверхности почвы. Моллисон и Слэй (1991) различают следующие пять механизмов:

  • сплошной грунт покров живых растений, который вместе с архитектурой почвы способствует захват и просачивание дождевой воды и защищает почву;

  • подстилка разложения листья или остатки, обеспечивающие непрерывный источник энергии для макро- и микроорганизмы;

  • корни разных растений распределены по всей почве на разной глубине, позволяют эффективно поглощать питательных веществ и активное взаимодействие с микроорганизмами;

  • основной период питательных веществ высвобождение микроорганизмами совпадает с основным периодом потребности в питательных веществах растения;

  • питательных веществ, переработанных глубоко укоренившиеся растения и почвенная макрофауна и микрофауна.

Это равновесие создает переводы почти с замкнутым циклом питательные вещества между почвой и растительностью, адаптированные к таким условиям участка, приводя к почти идеальным физическим и водным условиям для роста растений, т.е. прохладный микроклимат, повышенная эвапотранспирация, хорошие условия для укоренения с хорошей пористостью и достаточной влажностью почвы. Это облегчает воду инфильтрация и предотвращает эрозию и сток. Таким образом, получается чистая вода в потоки, исходящие из области, относительно плавное изменение потока в течение года и подпитка грунтовых вод.

РИСУНОК 4
Замкнутый цикл

В системах, управляемых человеком, биологическая активность почвы под влиянием системы землепользования, типов растений и методов управления. В главе 4 описывается влияние практики управления земельными ресурсами. Экологическая и эдафические факторы, контролирующие деятельность почвенной биоты, и, следовательно, баланс между накоплением и разложением органических веществ в почве, описаны ниже.

Температура

Несколько полевых исследований показали, что температура является ключевым фактором. фактор, контролирующий скорость разложения растительных остатков. Разложение обычно происходит быстрее в тропиках, чем в районах с умеренным климатом. Лэдд и Амато (1985) сообщил, что, несмотря на различия в растительном материале и климате узоры, разложение зернобобовых культур на участках южной Австралии следовал той же схеме, что и райграс для участков в Нигерии и Соединенное Королевство (Jenkinson and Ayanaba, 1977), хотя временные масштабы были другой.Скорость реакции удваивалась при каждом повышении средней на 8-9 ° C. годовая температура воздуха. Относительно более высокая скорость разложения, вызванная постоянное тепло в тропиках означает, что высокий уровень равновесия органическое вещество трудно получить в тропических агроэкосистемах. Следовательно, большие годовые нормы внесения органических веществ необходимы для поддержания адекватного лабильного запасы почвенного органического вещества в окультуренных почвах. Почвы в более прохладном климате обычно содержат больше органических веществ из-за более медленной минерализации (разложения) ставки.

Влажность почвы и вода насыщение

Уровни органических веществ в почве обычно увеличиваются как среднегодовые количество осадков увеличивается. В результате возникают условия повышенного уровня влажности почвы. в большем производстве биомассы, что дает больше остатков и, следовательно, больше потенциальная пища для почвенной биоты.

Биологическая активность почвы требует наличия воздуха и влаги. Оптимально микробная активность проявляется почти в «полевой емкости», т.е. эквивалентно 60-процентному заполнению порового пространства водой (Linn and Doran, 1984).

С другой стороны, периоды водонасыщения приводят к плохому аэрация. Большинство почвенных организмов нуждаются в кислороде, и, следовательно, уменьшение содержания кислорода в почва приводит к снижению скорости минерализации, поскольку эти организмы становятся бездействовать или даже умереть. Некоторые процессы трансформации становятся анаэробными, что может привести к повреждению корней растений, вызванному продуктами жизнедеятельности или благоприятным условия для болезнетворных организмов. Продолжение производства и медленное разложение может привести к очень большому содержанию органических веществ в почвах с длительным периоды водонасыщения (напр.грамм. торфяные почвы и чайные культуры Индии).

За исключением сверхгумидных регионов, климат обширные территории влажных, субгумидных и полузасушливых тропиков характеризуются отчетливые влажные и сухие сезоны. Во влажных и сухих тропиках большое количество нитратов часто встречаются на поверхности почвы в течение первой части сезона дождей (Гренландия, 1958; Мюллер-Харви, Джуо и Уайлд , 1989). Это ускорило минерализация азота, вызванная значительным увеличением микробной активности, является результат первых нескольких дождей, активирующих лабильные органические иметь значение.

Фермеры, практикующие подсечно-огневое земледелие часто выбирают раннюю посадку, чтобы воспользоваться этим приливом неорганический азот до того, как он будет утерян в результате выщелачивания и стока. В этих малозатратных системы, количество нитратов, присутствующих в почве в начале периода Сезон дождей тесно связан с содержанием органических веществ в почве. N доступность снижается в конце сезона дождей.

Текстура почвы

Органическое вещество почвы имеет тенденцию увеличиваться с увеличением содержания глины увеличивается.Это увеличение зависит от двух механизмов. Во-первых, связи между поверхность глинистых частиц и органического вещества замедляет процесс разложения. Во-вторых, почвы с более высоким содержанием глины увеличивают возможность образования агрегатов. формирование. Макроагрегаты физически защищают молекулы органических веществ от дальнейшая минерализация, вызванная атакой микробов (Rice, 2002). Например, когда дождевые черви бросают и содержащиеся в них крупные частицы почвы расщепляются совместное действие нескольких факторов (климат, рост растений и других организмов), питательные вещества высвобождаются и становятся доступными для других компонентов почвы микроорганизмы.

В аналогичных климатических условиях содержание органических веществ в мелкозернистых (глинистых) почвах в два-четыре раза больше, чем в крупнозернистых. (песчаные) почвы (Prasad and Power, 1997).

Каолинит, главный глинистый минерал многих горных почв в тропики, имеет гораздо меньшую удельную поверхность и емкость обмена питательными веществами, чем большинство других глинистых минералов. Поэтому каолинитовые почвы содержат значительно меньше глинисто-гумусовые комплексы. Кроме того, незащищенные лабильные гуминовые вещества являются уязвимы к разложению при соответствующих условиях влажности почвы.Таким образом, высокий уровень органических веществ трудно поддерживать в культивируемых каолинитах. почвы во влажных и сухих тропиках, потому что климат и почвенные условия способствуют быстрому разложение. Напротив, органические вещества могут сохраняться в виде оксидорганических комплексов. в почвах, богатых оксидами железа и алюминия. Такие свойства способствуют образованию почвенных микроагрегатов, характерных для многих, мелкозернистых, богатых оксидами, высоких базовые почвы в тропиках (Uehara, Gilman, 1981). Эти почвы известны своей низкой насыпной плотностью, высокой микропористостью и высоким содержанием органических веществ удержание под естественной растительностью, а также за их высокую фиксацию фосфатов емкость по оксидам при использовании в растениеводстве.Текущие знания предполагают что в то время как органическое вещество способствует темному цвету вертисолей (Coulombe, Dixon and Wilding, 1996), это не считается важным в определение развития, устойчивости или устойчивости конструкции в эти почвы (McGarry, 1996). Уровни органических веществ в вертисолях обычно низкие; даже всего 10 г / кг (Coulombe, Dixon and Wilding, 1996).

Основной материал не влияет на накопление органических веществ. только благодаря его влиянию на структуру почвы.Почвы образовались из изначально богатых материал, такой как базальт, более плодороден, чем почвы, сформированные из гранитных материал, который содержит меньше минеральных питательных веществ. Более того, прежний опыт накопление большего количества органических веществ из-за обилия растительных рост.

Топография

Скопление органических веществ часто происходит в нижней части холмы. Это накопление происходит по двум причинам: условия более влажные, чем на средних или верхних склонах, а органическое вещество транспортируется на самая низкая точка ландшафта из-за стока и эрозии.Точно так же почва на северных склонах (на северных склонах) содержание органического вещества выше. Полушарие) по сравнению с южными склонами (и наоборот в Южное полушарие), потому что температуры ниже (Quideau, 2002).

Засоленность и кислотность

Засоленность, токсичность и экстремальные значения pH почвы (кислые или щелочные) приводят к плохому производству биомассы и, как следствие, к уменьшению добавления органических дело в почве. Например, pH влияет на образование гумуса двумя способами: разложение и производство биомассы.В сильнокислой или сильнощелочной почвы, условия роста микроорганизмов плохие, что приводит к низким уровни биологического окисления органического вещества (Primavesi, 1984). Кислотность почвы также влияет на доступность питательных веществ для растений и, таким образом, регулирует косвенно производство биомассы и доступный корм для почвенной биоты. Грибы менее чувствителен, чем бактерии, к кислым почвенным условиям.

Растительность и биомасса производство

Скорость накопления органического вещества в почве во многом зависит от количества и качества поступающего органического вещества.В тропических условиях применение легко разлагаемых материалов с низким соотношением C: N, таких как зеленый навоз и зернобобовые покровные культуры, способствуют разложению и кратковременной увеличение пула лабильного азота в период вегетации. С другой рука, применение растительного сырья как с большим соотношением C: N, так и с лигнином такие продукты, как солома злаковых и травы (рис. 5), как правило, благоприятствуют питательным веществам. иммобилизация, накопление органических веществ и гумусообразование, с повышенной потенциал для улучшения развития структуры почвы.

Компоненты растений, такие как лигнин и другие полифенолы, замедляют развитие разложение. В эксперименте на юге Нигерии для сравнения менеджмента влияние на накопление органического вещества в почве, трехлетний пар с Гвинеей трава ( Panicum, максимум ), которая имеет высокое содержание лигнина, сохраняла уровень углерода сравним с уровнем под паром. Однако вслед за бобовые виды, такие как голубиный горох ( Cajanus cajan ), вызвали значительное снижение общего содержания углерода в почве (Juo and Lal, 1977).

Палм и Санчес (1990) сообщили, что разложение скорость и характер высвобождения азота трех тропических бобовых ( Inga edulis, Cajanus cajan и Erythrina spp . ) были связаны с суммой полифенольных соединений, таких как лигнин в листьях. Erythrina листа имели самые низкие концентрации полифенолов и самая быстрая скорость разложения изучены три вида.

Корневой оборот также представляет собой важную добавку гумуса. в почву, и, следовательно, он важен для связывания углерода.В в лесах большая часть органических веществ добавляется в виде поверхностной подстилки. Однако в экосистемы пастбищ, до двух третей органических веществ добавляется через загнивание корней (Quideau, 2002).

РИСУНОК 5
Состав листьев и корней зернобобовых и травы

Источник: Primavesi, 1984


.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *