Как сделать почвенный раствор
Обновлено: 06.07.2024
Почвенный раствор имеет огромное значение для развития растений, которые используют растворенные в нем элементы питания.
Состав, концентрация и реакция почвенного раствора весьма разнообразны и зависят от особенностей и интенсивности биохимических процессов в почве, состава гумуса, поглощенных катионов и содержания в ней легкорастворимых солей.
При разложении органических остатков происходит их минерализация с постепенным образованием водорастворимых органических и минеральных веществ. Кроме того, при развитии этих процессов образуется углекислый газ, который, растворяясь в воде, способствует растворению минеральных веществ почвы. Поглощенные катионы непрерывно взаимодействуют с катионами почвенного раствора, переходя в раствор.
Содержание в почве легкорастворимых солей (хлоридов, сульфатов, карбонатов и некоторых фосфатов) также очень сильно влияет на состав и концентрацию почвенного раствора, поскольку соли растворяются в воде, поступающей в почву.
В состав почвенного раствора входят минеральные и органические вещества, находящиеся в молекулярной или коллоидной степени дисперсности и растворимые или пептизируемые в воде. Минеральная часть почвенного раствора представлена обычно бикарбонатами, сульфатами, нитратами и фосфатами, растворимыми в воде. В некоторых почвах есть также хлориды и сода. В очень незначительных количествах раствор может содержать соли кремниевой кислоты и полуторных окислов.
В состав органической части почвенного раствора входят водорастворимые гуминовые кислоты и их соли и незначительное количество водорастворимых промежуточных продуктов разложения органических остатков — аминокислоты, органические кислоты, сахара и т. д.
По концентрации почвенного раствора все почвы делятся на незасоленные и засоленные.
В незасоленных почвах концентрация почвенного раствора невелика и не превышает одного или нескольких граммов на 1 л раствора. Минеральная часть раствора представлена в основном бикарбонатами, а также небольшим количеством сульфатов и нитратов. Осмотическое давление почвенного раствора в этом случае ниже осмотического давления клеточного сока растений и не превышает 1—3 атмосфер. Элементы питания, находящиеся в почвенном растворе, доступны растениям.
В засоленных почвах концентрация почвенного раствора очень высока, часто достигает нескольких десятков и сотен граммов на 1 л раствора. Минеральная часть представлена в основном хлоридами, содой, сульфатами натрия, кальция и магния. Осмотическое давление почвенного раствора при высокой концентрации солей поднимается до 10—20 и более атмосфер, и растения не могут использовать минеральные вещества из такого раствора. Кроме того, сода и хлористый натрий вредны для растений.
Часть почвенного раствора входит в состав капиллярной и гравитационной влаги и вполне доступна растениям, другая часть — в состав прочносвязанных форм влаги и растением не используется.
Реакция почвенного раствора определяется концентрацией в нем водородных и гидроксильных ионов и зависит от содержания в растворе кислот, их кислых и щелочных солей.
В почвах, содержащих в составе обменных катионов, кроме щелочно-земельных, ионы водорода и алюминия (выщелоченные и оподзоленные черноземы, серые лесные почвы, дерново-подзолистые почвы), реакция почвенного раствора определяется одновременным присутствием гидрокарбоната кальция, свободной углекислоты, органических кислот и их солей и изменяется в пределах рН от 7 до 5.
Сильнокислая и сильнощелочная реакция почвенного раствора крайне неблагоприятна для растений, а иногда и губительна. Благоприятной является слабокислая или слабощелочная реакция в пределах рН 6—7,5.
Наиболее распространенным методом определения концентрации и состава почвенного раствора является метод водной вытяжки с последующим анализом фильтрата. Более правильную картину о концентрации и составе почвенного раствора дают прямые методы вытеснения и анализа почвенных растворов, разработанные в последнее время. Необходимо отметить, что состав, концентрация и реакция почвенного раствора очень изменяются даже в течение вегетационного периода. Во время интенсивного развития растений и потребления ими элементов питания, а также при выпадении обильных атмосферных осадков концентрация раствора понижается. В засушливое время года, а также в периоды интенсивного разложения органических остатков она повышается.
Состав почвенного раствора изменяют внесением удобрений, агротехникой и мелиорацией. Поэтому для правильного регулирования почвенного раствора необходимо хорошо знать почву, чтобы установить причины, от которых зависит состав почвенного раствора, и разработать мероприятия по его улучшению.
Развивающие: развитие ключевых компетентностей школьников на примере содержания экологического образования; развитие исследовательских умений учащихся по оценке состояния различных компонентов окружающей среды.
Воспитательные: формирование системы базовых ценностей (жизнь, здоровье, человек, сохранение биологического разнообразия, культурного наследия и др.), создание условий для творческой самореализации и саморазвития школьников.
Регулятивные: организовывать своё рабочее место под руководством учителя; определять план выполнения заданий на уроке, оценивать результат своей деятельности.
Планируемые результаты
Познавательные: осмысление учащимися ценностей феномена жизни, ценности каждой формы существования жизни; ценности существования человека, его здоровья, социо-космической значимости; формирование ключевых компетентностей на содержании экологического образования;
Предметные: формирование природосообразного стиля поведения человека в окружающей среде, базирующегося на знании законов взаимодействия человека с окружающей средой; развитие экологического мышления –предполагающего способность к установлению причинно-следственных связей, системному анализу действительности, моделированию и прогнозированию развития окружающей среды;
Личностные: развитие экологического мышления – гибкого вероятностного мышления, предполагающего способность к установлению причинно-следственных связей, системному анализу действительности, моделированию и прогнозированию развития, окружающей среды; развитие исследовательских умений по оценке и системному анализу состояния окружающей среды.
Метапредметные: связи с такими учебными дисциплинами как биология, химия, физика, география - будут способствовать более высокому уровню владения навыками по данному курсу и реализации задач пред профильной подготовки школьников.
Тип урока –- демонстрация, на котором эксперимент служит наглядным пособием
Форма – форм практико-ориентированной деятельности учащихся
Методы:, частично-поисковый, исследовательский, проведении учащимися экспериментов.
Приготовление почвенной вытяжки
Цели работы: ознакомление с операциями приготовления почвенных вытяжек, приготовление почвенных вытяжек для их использования в дальнейших работах.
Информация. Химическое исследование почвы обычно проводится путем подготовки к анализу заблаговременно отобранного образца почвы и определения состава почвенных вытяжек - водной и солевой. От правильности приготовления почвенных вытяжек во многом зависят и результаты исследования почвенного образца. В водной вытяжке определяются концентрации водорастворимых солей (хлоридов, сульфатов, карбонатов и гидрокарбонатов, а также солей жесткости), а в солевой - кислотность, или значение рН вытяжки.
Оборудование из комплекта: воронка стеклянная, палочка стеклянная, стакан на 50 мл, фильтр бумажный, цилиндр мерный на 50 мл.
Оборудование из кабинета: весы учебные, стакан на 200 мл, штатив ШХЛ с кольцом, разновесы, кювета, сушильный шкаф.
Реактивы и материалы: раствор хлорида калия (1,0 н.), чистая вода, образец почвы.
1.Высушите отобранный образец почвы в сушильном шкафу или на воздухе, расположив почву в кювете слоем толщиной не более 2 см.
2.Взвесьте пустой чистый стакан на 200 мл. В стакан поместите высушенную почву на 1/3 высоты и снова взвесьте его, определив массу почвы (т) в граммах
3.Добавьте к почве раствор хлорида калия в количестве 2,5 хш в мл (5 мл раствора на 2 г почвы), приготовив тем самым солевую вытяжку. Объем раствора хлорида калия отмерьте с помощью цилиндра.
4.Перемешивайте содержимое стакана в течение 3-5 мин. с помощью стеклянной палочки.
5.Отфильтруйте содержимое стакана через бумажный фильтр, собирая готовую вытяжку в нижний стакан на 50 мл, как показано на рисунке. Обратите внимание на ее внешний вид (цвет, мутность). Вытяжка должна быть однородной и не содержать частиц почвы.
Аналогично приготовьте водную вытяжку, используя вме-
сто раствора хлорида калия чистую воду, в соотношении 5хт (5 мл воды на 1 г почвы).
7.Солевую вытяжку используйте далее для определения кислотности почвы
Зафиксируйте результаты экспериментов в тетради.
Результат работы Почвенного Раствора
Муравьев А.Г., Пугал Н.А., Лаврова В.Н. Экологический практикум: Учебное пособие с комплектом карт-инструкций / Под ред. к.х.н. А.Г. Муравьева. - СПб.: Крисмас+, 2003. - 176 с.: ил.
Почвенный раствор представляет собой жидкую фазу почв, которая формируется путем взаимодействия атмосферных осадков, поверхностного стока и грунтовых вод (при неглубоком залегании последних) с твердой, газообразной и живой фазами.
Почвенный раствор содержит минеральные, органические и органо-минеральные вещества в ионной, молекулярной, коллоидной формах и иногда в виде взвесей. Он также содержит растворенные газы: кислород, углекислый газ, аммиак. Количество почвенного раствора зависит от влажности почвы и колеблется в широких пределах — от долей и единиц до десятков процентов в минеральных почвах, до сотен процентов — в торфяных.
Для выделения почвенных растворов используют различные методы:
Каждый из этих методов обладает определенными преимуществами и недостатками, которые обсуждаются в специальной литературе.
По данным К.К. Гедройца, коллоиды составляют от '/4 до 1 /]0 общего количества веществ почвенного раствора. В почвенных растворах преобладают катионы Са 2+ , Mg 2+ , Na + , всегда присутствуют К + , NH4 + , Н + ; в почвах с кислой реакцией среды — Al 3+ , Fe 3+ , Fe 2+ . Из анионов преобладают С03 2_ , СИ, S04 2- ; присутствуют N03~, N02 _ , Н2Р04 _ , НР04 2- . Железо, алюминий содержатся в основном в виде устойчивых комплексов с органическими веществами. Минерализация почвенных растворов невелика и в разных типах почв колеблется, возрастая с севера на юг, от десятков мг в подзолистых до нескольких граммов вещества на литр — в черноземах и каштановых почвах; в засоленных почвах минерализация резко повышается до десятков и даже сотен граммов на литр.
Содержание органических веществ в почвенных растворах измеряется десятками и сотнями миллиграммов на литр, повышенные концентрации их наблюдаются в подзолистых и болотных почвах таежно-лесной зоны. Органические вещества представлены в основном фульвокислотами и простыми органическими кислотами. Наиболее высокие концентрации органических веществ характерны для верхних горизонтов — лесной подстилки и гумусовых.
Реакция среды почвенных растворов (актуальная кислотность и щелочность) изменяется от кислой и слабокислой в подзолистых почвах северной и средней тайги, нейтральной в зоне черноземных почв до слабощелочной и местами щелочной в почвах аридных областей. Это связано с закономерными изменениями водного режима в почвах зонального ряда. При избытке влаги в почвах таежно-лесной зоны основания, и прежде всего щелочные металлы, вымываются за пределы почвенного профиля; при непромывном водном режиме в черноземах в пределах почвенного профиля всегда присутствуют карбонаты кальция и магния, а в почвах аридных областей водорастворимые соли и обменный натрий ППК обусловливают щелочную реакцию почвенного раствора. Наиболее высокая щелочная реакция обусловлена содовым засолением, в меньшей степени — хлоридным и затем — сульфатным.
С концентрацией и степенью диссоциации водорастворимых солей тесно связано осмотическое давление почвенного раствора. Оно наиболее высокое у засоленных почв. Если осмотическое давление равно или выше осмотического давления клеточного сока растений, то прекращается поступление воды в растения и они погибают. Это является основной причиной бесплодия засоленных почв. Существует выраженная динамика концентрации почвенных растворов (годовая, сезонная, суточная), связанная с изменением влажности и температуры.
Агроэкологические функции почвенных растворов заключаются в следующем.
Рассада развивается и наращивает вегетативную массу в ограниченном объеме субстрата. И этот объем должен удовлетворять потребности растений в питательных веществах и обеспечивать нормальные условия роста корней.
Компоненты грунта для рассады
Чтобы придать грунту нужные свойства, в него добавляют различные компоненты в определенной пропорции. Компоненты разделяются на органические и минеральные. Основу составляет, конечно же, почва: дерновая или садовая.
В приоритете дерновая земля, поскольку в ней не содержатся споры грибных болезней и токсины. Садовая земля требует основательного обеззараживания. Почву нельзя полностью заменить на компост или перегной. В условиях избытка азота сеянцы вытянутся и сформируют слабую корневую систему.
Ниже представлены компоненты, которые используют для приготовления грунта под рассаду.
Органические компоненты — источник питательных веществ, а минеральные — используют для улучшения структуры, воздухопроницаемости и влагоемкости.
На заметку! Песок перед использованием промывают несколько раз для удаления железа и марганца.
Готовые почвосмеси заправляют комплексными удобрениями и, при повышенной кислотности, нейтрализуют доломитовой мукой, мелом или известью.
Параметры качественного грунта
Чтобы определить насколько готовый грунт пригоден для выращивания рассады, его оценивают по следующим параметрам:
• содержание питательных веществ;
• воздухопроницаемость (легкая и рыхлая структура);
• влагоемкость (способность впитывать и удерживать воду);
• реакция почвенного раствора, pH (проверяется специальным прибором или лакмусовой полоской, должна быть нейтральной либо слабокислой);
• фитосанитарное состояние (отсутствие болезнетворных микроорганизмов и семян сорных растений, наличие полезной микрофлоры).
Почвосмесь не должна содержать токсины, ионы тяжелых металлов и радионуклиды, поэтому органические компоненты берут в экологически чистой местности. Не допускается добавление свежей органики (навоз, сухие листья, солома), поскольку активный процесс гниения приводит к росту температуры в почве. Перегрев — сильный стресс для корней.
Почвенную смесь нельзя воспринимать как дезинфицированный стабильный субстрат. Это живая динамичная система, в которой протекают сложные биохимические процессы с участием полезных микроорганизмов. В стерильном грунте невозможно нормальное развитие рассады.
Составы почвосмеси в зависимости от культуры
Мы собрали проверенные рецепты приготовления почвенных смесей, которые основываются на многолетнем опыте садоводов-практиков и исследованиях ученых. Приведенную таблицу можно распечатать и использовать как памятку.
Для приготовления смеси компоненты тщательно перемешивают до однородного субстрата. Под рассаду овощных культур не рекомендуется просеивать почву до мелкодисперсной фракции.
Правила подготовки почвенного грунта перед посевом семян
Осенью опытные садоводы рекомендуют запастись органическими компонентами и песком в нужном объеме. При хранении в отапливаемом помещении грунт пересыхает, а вот низкие температуры ему не вредны. До начала рассадного сезона материал заносят в теплое помещение и через 4 дня приступают к его подготовке.
Готовую почвосмесь обеззараживают 4 способами.
Промораживание
Длительное, от 30 дней, воздействие температур ниже минус 20 градусов эффективно против грибных болезней и зимующих стадий вредителей. Почву защищают от осадков и не допускают укрытия снегом. Этот способ используют в северных регионах.
Пропаривание
Обработку паром можно провести 2 методами:
• смесь в мешке расположить на решетке над емкостью с кипящей водой и обрабатывать в течение часа;
• насыпать грунт в таз в отверстиями и пролить кипятком.
После окончания обработки почвогрунт просушивают, рассыпав тонким слоем на газетной бумаге.
Прокаливание
Влажную почву рассыпают на противне слоем 5 см и помещают в духовку на полчаса. Температура обработки — 60 градусов. Способ считается агрессивным, хотя бабушки по-прежнему признают только его.
Протравливание
В качестве протравителя используют марганцовку (3 г на 10 литров воды) или раствор биофунгицидов. Щадящий метод — полив биопрепаратами (Фитоспорин, Байкал ЭМ-1, Триходермин и др.). Они содержат полезную микрофлору, которая подавляет развитие патогенов. Также их можно использовать после прокаливания и пропаривания для восстановления полезной микрофлоры.
Как выбрать готовый грунт в магазине?
При всех преимуществах приготовленной почвенной смеси многие огородники предпочитают покупать готовый грунт для рассады. Так проще. И с этим нельзя не согласиться. Но чтобы ещё и рассаду получить достойную, нужно уметь отличать многокомпонентную смесь, заправленную комплексом удобрений, от кислого торфа.
Прежде чем совершить покупку, изучайте состав смеси и уровень кислотности. В составе должны присутствовать 2 и более органических компонентов и один минеральный (песок, вермикулит или перлит), а также микроэлементы и комплексные удобрения. Добросовестные производители для нормализации кислотности добавляют доломитовую муку, молотый известняк или мел.
Можно пойди сложным путем: купить универсальный грунт для рассады и самостоятельно улучшить его в зависимости от требований культуры.
Для улучшения структуры добавить вермикулит или речной песок, для повышения влагоемкости внести немного гидрогеля, нейтрализовать древесной золой или мелом, повысить питательность комплексными удобрениями.
Читайте также: