Агрохимия для восьмиклассников

Цели и задачи проекта:
Изучить научную литературу по данной теме
Определить основные физические характеристики почвы (состав, структуру, влажность)
Оценить химическое состояние почвы по кислотности и солевому составу
Сравнить рост и развитие комнатных растений и овощных культур с использованием минеральных удобрений и без них
Сделать выводы

Природа – единственная книга, каждая страница которой полна глубокого содержания. Гёте
Методы исследования:
Изучение теоретического материала для дальнейшей разработки и изучения данной проблематики
Эксперимент
Наблюдения за ростом и развитием растений
Обработка полученных результатов
Тип проекта: исследовательский, долгосрочный, межпредметный, индивидуальный
Формы представления результатов проекта: доклад по теме исследования, постер, компьютерная презентация

Почва – это верхний слой земной коры, образовавшийся в результате разрушения горных пород под воздействием климата, живых организмов и производственной деятельности человека.
Что даёт почва растениям:
Является средой обитания корней и подземных видоизменений стебля (корневища, клубни, луковицы)
Почва – посредник между растением и удобрениями, растением и влагой
Почва – источник питательных веществ для растений

Определение механического состава почвы
Берём образец почвы с дачного участка (село Гнездилово Рамонского района Воронежской области). Поместим небольшое количество почвы в фарфоровую чашку, смочим водой и разомнём пальцами в однородную густую массу, из которой скатаем шарик. По таблице сравнения определим механический состав почвы.

Получение почвенного раствора и опыты с ним
Нальём в стакан воду и бросим в неё комочек почвы. Из почвы выделяются пузырьки воздуха. Размешаем содержимое стеклянной палочкой. После отстаивания на дне стакана осядет песок, а вода останется мутной из-за содержащихся в ней частичек глины. Профильтруем содержимое, собранный в сосуде фильтрат представляет собой почвенную вытяжку.

Получение почвенного раствора и опыты с ним
Несколько капель почвенного раствора поместим на стеклянную пластинку и подержим над пламенем спиртовки. На стекле остаётся белый налёт минеральных солей, которые входят в состав почвы. Поместим немного почвы в чашку для выпаривания и прокалим её. При прокаливании появляется дым, а почва становится более светлой, это происходит в результате сгорания органических веществ (перегноя).

Определение засолённости почвы
Определение карбонатов
Из образца берут небольшое количество почвы, переносят в фарфоровую чашку. На почву из пипетки капают несколько капель 10 % соляной кислоты. Если почва содержит карбонат – ион, то под действием кислоты начинается выделение углекислого газа:
Nа2СО3 + 2НСI = 2NаCI + CO2 ↑ +Н2О
Кислоту добавляют до прекращения выделения пузырьков углекислого газа. По интенсивности выделения углекислого газа и по количеству израсходованной соляной кислоты судят о более или менее значительном содержании карбонатов.
Вывод: карбонат - ионы в почве обнаружены.

Определение засолённости почвы
Обнаружение сульфатов
В пробирку внести 10 мл пробы почвенного раствора, 0,5 мл соляной кислоты (1:5) и 2 мл 5% раствора хлорида бария. По характеру выпавшего осадка определяют ориентировочное содержание сульфат-ионов. При отсутствии мути концентрация сульфат-ионов менее 5 мг/л, при слабой мути, появляющейся не сразу, а через несколько минут - 5-10мг/л. При концентрации сульфат-ионов более 10 мг/л выпадает белый осадок:
Ba(2+) + SO4(2-) = BaSO4↓
Вывод: явного осадка не обнаружено, а обнаружено слабое помутнение, что свидетельствует о том, что сульфат – ионы обнаружены в количестве сотых долей процента.

Определение засолённости почвы
Обнаружение хлоридов
К 10 мл почвенной вытяжки прибавить 3-4 капли азотной кислоты (1:4) и прилить 0,5 мл нитрата серебра. Белый осадок выпадает при концентрации хлорид - ионов более100 мг/л:
Cl- +Ag+ = AgCl ↓
Помутнение раствора наблюдается, если концентрация хлорид – ионов более 10 мг/л, опалесценция – более 1 мг/л. При добавлении аммиака раствор становится прозрачным.
Вывод: помутнение раствора свидетельствует о том, что обнаружены хлорид – ионы, и данный образец содержит сотые доли % хлоридов.

Определение засолённости почвы
Обнаружение сульфитов
В пробирку внести 10 мл пробы почвенной вытяжки, добавить 3 мл слабого раствора перманганата калия. При содержании сульфит – иона розовый цвет раствора исчезает.
3SO3(2-)+ 2MnO4(-)+ H2O = 2MnO2 + 3SO4(2-)+ 2OН-
Вывод: сульфит-ионы в почве не обнаружены.

Определение засолённости почвы
Определение катионов железа III
В пробирку с 10 мл почвенной вытяжки добавить 1 каплю концентрированной азотной кислоты, затем добавить 2-3 капли пероксида водорода и 0,5 мл раствора роданида калия. При содержании железа 0,1мг/л появляется розовое окрашивание, а при более высоком - красное.
Fe(3+)+ 3CNS- = Fe(CNS)3
Вывод: катионы железа (+3) в почве обнаружены в незначительных количествах

Определение засолённости почвы
Определение катионов меди II
В фарфоровую чашку помещают 3-5 мл почвенной пробы, осторожно выпаривают досуха и наносят на периферийную часть пятна каплю концентрированного раствора аммиака. Появление интенсивно-синей или фиолетовой окраски свидетельствует о присутствии ионов меди (II)
Cu(2+)+ 4NH4OH = [Cu(NH3)4]2+ + 4H2O
Вывод: катионов меди (+2) в почве не обнаружено.

Результаты эксперимента

Удобрения – природные или синтетические вещества, содержащие необходимые для питания растений химические соединения.
В своей работе в качестве минерального удобрения я использовала промышленные азотсодержащие сточные воды от производства NPK (г. Россошь), которые получила для исследования на кафедре общей и неорганической химии факультета экологии и химической технологии ВГТА

Наблюдение за комнатным растением - герань

Наблюдение за комнатным растением - амариллис

Наблюдение за комнатным растением - декабрист

Наблюдение за овощной культурой - капуста

Наблюдение за овощной культурой - томат

Наблюдение за овощной культурой - огурцы

Результаты и выводы
В своей работе я исследовала образец почвы с дачного участка (село Гнездилово Рамонского района Воронежской области). Исследуемый образец – это чернозём с небольшим содержанием глины. Верхний гумусовый слой почвы имеет тёмно-серый цвет, что свидетельствует о достаточном содержании гумуса (6-7%). Почва слабо уплотнена, пористая, комковато-пылеватой структуры, обладает высокой влагоёмкостью, большой водоудерживающей способностью и в то же время имеет достаточную водопроницаемость. pH почвенного раствора 5,5-6,0 близкая к нейтральной. Исследуемый образец почвы не имеет химических загрязнений.