Особенности почвы как объекта исследования

Особенности почвы как объекта химического анализа

Почва — сложный объект исследования. Сложность исследования химического состояния почв обусловлена особенностями их химических свойств и связана с необходимостью получения информации, адекватно отражающей свойства почв и обеспечивающей наиболее рациональное решение, как теоретических вопросов почвоведения, так и вопросов практического использования почв. Для количественного описания химического состояния почв используют широкий набор показателей. В него входят показатели, определяемые при анализе практически любых объектов и разработанные специально для исследования почв (обменная и гидролитическая кислотность, показатели группового и фракционного состава гумуса, степень насыщенности почв основаниями и др.)

Особенностями почвы как химической системы является гетерогенность, полихимизм, дисперсность, неоднородность, изменение и динамика свойств, буферность, а так же необходимость оптимизации свойств почвы.

Полихимизм почв. В почвах один и тот же химический элемент может входить в состав разнообразных соединений: легкорастворимых солей, сложных алюмосиликатов, органоминеральных веществ. Эти компоненты обладают разными свойствами, от которых, в частности, зависит способность химического элемента переходить из твердых фаз почвы в жидкую, мигрировать в профиле почвы и в ландшафте, потребляться растениями и т.п. Поэтому в химическом анализе почв определяют не только общее содержание химических элементов, но и показатели, характеризующие состав и содержание индивидуальных химических соединений или групп соединений, обладающих близкими свойствами.

Гетерогенность почв. В составе почвы выделяют твердую, жидкую, газовую фазы. При исследовании химического состояния почвы и отдельных ее компонентов определяют показатели, характеризующие не только почву в целом, но и ее отдельные фазы. Разработаны математические модели, позволяющие оценить взаимосвязь уровней парциального давления диоксида углерода в почвенном воздухе, рН, карбонатной щелочности и концентрации кальция в почвенном растворе.

Полидисперсность почв. Твердые фазы почвы состоят из частиц разного размера от крупинок песка до коллоидных частиц диаметром в несколько микрометров. Они неодинаковы по составу и обладают разными свойствами. При специальных исследованиях генезиса почв определяют показатели химического состава и других свойств отдельных гранулометрических фракций. С дисперсностью почв связана их способность к ионному обмену, которая в свою очередь характеризуется специфическим набором показателей — емкостью катионного и анионного обмена, составом обменных катионов и пр. От уровней этих показателей зависят многие химические и физические свойства почв.

Кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства почв. В состав почв входят компоненты, проявляющие свойства кислот и оснований, окислителей и восстановителей. При решении разнообразных теоретических и прикладных проблем почвоведения, агрохимии, мелиорации определяют показатели, характеризующие кислотность и щелочность почв, их окислительно-восстановительное состояние.

Неоднородность, вариабельность, динамика, буферность химических свойств почв. Свойства почв неодинаковы даже в пределах одного и того же генетического горизонта. При исследовании процессов формирования почвенного профиля оценивают химические свойства отдельных элементов организации почвенной массы. Свойства почв варьируют в пространстве, изменяются во времени и в то же время почвы обладают способностью противостоять изменению своих свойств, т. е. проявляют буферность. Разработаны показатели и способы характеристики вариабельности, динамики, буферности свойств почв.

Изменение свойств почв. В почвах непрерывно протекают разнообразные процессы, которые приводят к изменению химических свойств почв. Практическое применение находят показатели, характеризующие направление, степень выраженности, скорости протекающих в почвах процессов; исследуются динамика изменения свойств почв и их режимы. Разнокачественностъ состава почв. Разные типы и даже виды и разновидности почв могут иметь столь разные свойства, что для их химической характеристики используют не только разные аналитические приемы, но и разные наборы показателей. Так, в подзолистых, дерново-подзолистых, серых лесных почвах, определяют рН водных и солевых суспензий, обменную и гидролитическую кислотность, обменные основания вытесняют из почв водными растворами солей. При анализе засоленных почв определяют рН только водных суспензий, а вместо показателей кислотности — общую, карбонатную и другие виды щелочности. Перечисленные особенности почв во многом обусловливают принципиальные основы методов исследования химического состояния почв, номенклатуру и классификацию показателей химических свойств почв и химических почвенных процессов.

Источник

Почва как объект исследования

Почва является очень сложным природным явлением, поэтому для ее исследования нужно обладать знаниями не только в почвоведении, но и в химии, экологии и т.д. Она представляет собой постепенно, но постоянно изменяющуюся среду, где протекают процессы синтеза, а затем разрушения органических веществ, круговорот зольных и азотных элементов.

Отличительные черты почв

Почва как объект исследования имеет ряд особенностей:

• Включает множество компонентов: органические и химические соединения, воздух, минералы, живые организмы, растворы почв;
• Присутствие разных соединений – органических, химических, органо-минеральных;
• Присутствие гумуса – новообразованного органического гетерогенного вещества;
• Способность изменять состав и свойства в пространстве и времени;
• Возможность выполнять несколько функций;
• Механизмы межфазных взаимодействий имеют разную природу;
• Почвенное тело имеет иерархическую структуру организации;
• Векториальность почвенно-генетическая, а также унаследованная от материнской породы.

Почва как объект исследования ее химического состояния представляет определенную сложность, которая обусловлена ее особыми химическими свойствами.

Вся полученная в ходе исследований информация позволяет принимать самые рациональные решения не только в теоретических вопросах, но и в практическом использовании почв.

Полезные статьи

Радиологические исследования почв и грунтов

Источник

Особенности почвы как химической системы

Химического состояния почвы.

Особенности почвы как объекта исследования и показатели

Почва – сложный объект исследования. Эта сложность обусловлена особенностями химических свойств почвы и связана с необходимостью получения информации, адекватно отражающей ее нативные свойства. Для количественного описания химического состояния почвы используют широкий набор показателей. Некоторые из них определяют по общим аналитическим методикам, для нахождения других разработаны специальные методики для анализа почв.

Набор и соподчиненность показателей химического состояния почвы обусловлены особенностями почвы как химической системы и как объекта практического использования.

Полихимизм.

В почвах один и тот же элемент может входить в состав различных соединений – легкорастворимых солей, сложных алюмосиликатов, органоминеральных веществ. Эти соединения обладают различными свойствами, от которых зависит способность элемента переходить из твердой фазы в жидкую, мигрировать в профиле почвы и ландшафте, потребляться растениями и пр. Поэтому в химическом анализе почв определяют не только общее (валовое) содержание элемента, но и состав и содержание химических соединений или их групп, в которые этот элемент входит. Эти показатели позволяют диагностировать почвенные процессы, исследовать трансформацию химического элемента в процессе почвообразования, при внесении удобрений и техногенном загрязнении, оценивать плодородие и мелиоративные особенности почв.

В составе почвы выделяют твердую, жидкую и газообразную фазы. При исследовании химического состояния определяют показатели, характеризующие не только почву в целом, но и отдельные ее фазы. Разработаны математические модели, позволяющие, например, оценить взаимосвязь уровня парциального давления СО₂ в почвенном воздухе, РН, карбонатной щелочности и концентрации Са 2+ в почвенном растворе.

С дисперсностью почв в некоторой степени связана их способность к ионному обмену, которая характеризуется специфическим набором показателей – емкостью катионного и анионного обмена, составом обменных катионов и др. Уровни этих показателей определяют многие химические и физические свойства почв.

При специальных исследованиях генезиса почв иногда приходится определять показатели химического состава отдельных гранулометрических фракций почв.

Кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства почв.

В состав почв входят компоненты, проявляющие свойства кислот, оснований, окислителей и восстановителей. При решении разнообразных теоретических и прикладных проблем определяют показатели этих свойств. Неоднородность, вариабельность, динамика, буферность свойств почв.

Свойства почв неодинаковы даже в пределах одного и того же генетического горизонта. При исследовании процессов формирования почвенного профиля оценивают химические свойства отдельных элементов организации почвенной массы ( кутан, педов и пр.)

Свойства почвы изменяются во времени и в то же время обладают способностью противостоять внешнему воздействию, т.е. проявляют буферность. Разработаны методы оценки вариабельности, динамики и буферных свойств почвы.

Изменение свойств почвы.

Оно является следствие постоянно протекающих в почве химических процессов. Практическое применение находят показатели, характеризующие направление, степень выраженности, скорость почвенных процессов.

Могут изменяться показатели даже изолированных почвенных проб при их высушивании, растирании, просто при хранении. Высушивание проб влияет на результаты определения РН, гидролитической кислотности, подвижных соединений азота, фосфора, калия и пр.

Возможное изменение свойств почвенных проб необходимо учитывать при

оценке химического состояния реальных почв.

Разнокачественность состава почв.

Наборы показателей химического состояния могут быть различны для почв разного типа или вида. Например, в подзолистых, дерново-подзолистых, серых лесных почвах определяют обычно РН водных и солевых суспензий, обменную и гидролитическую кислотность, обменные основания вытесняют из почв водными растворами солей. При анализе засоленных почв определяют РН только водных суспензий, а вместо показателя кислотности – общую, карбонатную и другие виды щелочности. Обменные основания в засоленных почвах невозможно определить простым вытеснением их из почв водными растворами солей без использования специальных аналитических приемов.

Перечисленные особенности почв обуславливают номенклатуру и классификацию показателей химического состояния почв и почвенных процессов.

Источник

Научная работа по экологии на тему «Исследование почв»

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Отдел образования Кузнецкого района Пензенской области.

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа р.п. Евлашево.

Исследовательская работа по экологии

Исследование пробы почв с разных регионов России

Конновой Анны Александровны

Учащейся 10 класса

МОУ СОШ р.п. Евлашево

Руководитель: Булатова Анастасия Юрьевна

МОУ СОШ р.п Евлашево

1.Образование почв и их разнообразие…………………………. 6

2.Подготовка кислотных вытяжек. ………………………………………..…. 9

3. Определение водопроницаемости почвы……………………………………10

4. Исследование кислотности почвы……………. ……………………………11

В наше время, важно знать, какие химические элементы и их соединения входят в состав почвы чтобы избежать проблем мы должны следить за составом почвы. В последние годы подобных исследований не проводилось. Почвы – это особые природные тела, такие же особенные, как животные, растения и минералы. Это отдельное «царство природы».

С почвой мы знакомимся еще тогда, когда с совочком и ведерком делаем куличики, когда и себя-то еще не помним. По почве мы всю жизнь ходим и ездим, выращиваем на ней урожай и, в конце концов, в нее же и превращаемся. С почвой мы встречаемся не реже, чем с растениями, и намного чаще, чем с дикими животными.

Загрязняющие вещества – это вещества антропогенного происхождения, поступающие в окружающую среду в количествах, превышающих природный уровень их поступления. Загрязнение почв – вид антропогенной деградации, при которой содержание химических веществ в почвах, подверженных антропогенному воздействию, превышает природный региональный фоновый уровень. Превышение содержания определенных химических веществ в окружающей человека среде (по сравнению с природными уровнями) за счет их поступления из антропогенных источников представляет экологическую опасность. Работа носит прикладной (практический) характер, поскольку исследование образцов почв позволяет дать реальную объективную оценку состояния окружающей среды и принять научно обоснованные меры по улучшению экологической ситуации.

Цель исследования : изучить экологическое состояние почв, взятых с различных районов России. Оценка соответствия показателей качества почвы установленным нормативам.

Задачи:
1. Изучить литературу по данной проблеме.

2.Подготовить образцы почвы к проведению анализа.
3.Провести анализ химического состава почв и определить значение рН.

4. Определение водопроницаемости почвы

5. Предложить способы повышения плодородия почвы, не требующие особых материальных затрат и физических усилий.

Актуальность: Экологический мониторинг должен проводится регулярно для контроля качества почв. Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. Почвенный покров выполняет функцию биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений. Именно поэтому чрезвычайно важно изучение почвенного покрова, его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности.

Объект исследования : образцы почв, взятых с различных участков России: . из города Пенза, Петропавловск-Камчатский, город Москва (2 образца), Пензенская область р.п. Евлашево.

Гипотеза: если изучить физико-химические свойства почвы, то можно будет составить план по улучшению состояния почвы, так как рост и урожайность растений напрямую зависит от плодородия почвы.

Место исследования: лаборатория.

• Определение рН потенциометрическим методом анализа

• Определение водопроницаемости почвы

• Определение концентрации ванадия с использованием метода феррометрического титрования.

Оборудование: цифровой рН-метр DEKO , лабораторная посуда, химические реактивы.

Новизна проекта: Мы проводим контроль и сравнение показателей по почвам разных регионов одновременно.

1. Образование почв и их разнообразие.

Почвы занимают уникальное, но вполне закономерное положение в ландшафте. Они возникают там, где наиболее тесно взаимодействуют между собой живые организма и неорганическая (косная) материя при непосредственном участии водной и воздушной среды, и образуют особые природные системы. Почва оказалась первым типом особого класса природных систем земной коры, которые В. И. Вернадский назвал биокосными. Почва формировалась в течение длительного времени в верхней части коры выветривания в процессе взаимодействия горных пород, рельефа, климата, почвенно-грунтовых вод, растительных и животных организмов, микроорганизмов, деятельности человека.

Каждый из компонентов природы накладывает свой отпечаток на «внешность» почв и «физиологию» протекающих в них процессов, поэтому почву справедливо считают детищем и зеркалом ландшафта. Одним из важных факторов почвообразования в последнее время становится человек. Он может оказывать двоякое – как положительное, так и отрицательное – воздействие на почвы. К сожалению, пока приходится констатировать гораздо больше случаев его негативного влияния на почвенный покров.

Примерно 10 тыс. лет назад человек со­временного типа (прежде его называли кроманьонцем) — первый среди людей, заслуживший название «человека разумного», — совершил так называемую неолитическую ре­волюцию. Находясь перед угрозой голода, он резко изменил способ своего существования. Уничтожив всю съедобную дичь и истощив охотничьи угодья, этот охотник и собиратель был вынужден заняться скотоводством и земледелием, для того чтобы получать достаточное количество продуктов. И тут он впервые встретился с почвой как объектом своего прямого жизненного интереса. В течение столетий стихийно складывались и передавались из поколения в поколение приёмы обработки земли. Впоследствии, эти рекомендации стали записываться и передаваться по наследству, пос­тоянно дополняясь. Они стали отправной точкой для более сложных научных исследований в области земледелия. Таков путь становления агрономии — отрасли науки, имеющей дело с наиболее жизненно важным свойством почвы — плодородием.

Плодородие почвы — это её способность обеспе­чивать сельскохозяйственные растения элемен­тами минерального питания и влагой и в ре­зультате этого давать урожай. Естественным плодородием обладают целинные, не возделы­ваемые человеком почвы. Уровень плодородия может быть повышен человеком путём внесения удобрений, благодаря различным способам обра­ботки, мелиорацией и другими специальными мероприятиями.

Внимательнее всего с древних времён люди изучали самый верхний слой почвы — пахотный, где находятся корни возделываемых растений. Это корнеобитаемый слой почвы — объект агрономиче­ского почвоведения.

Для людей главное было получить урожай, а для этого необходимо разобраться в том, как почва питает растения, какие её свойства благотворно влияют на сельскохозяйственные культуры, а какие, наоборот, затрудняют их жизнь.

Поэтому до второй половины XIX в. внимание учёных было приковано лишь к самому верхнему слою почвы, в котором обитают корни растений. К этому времени стало ясно: для получения хороших урожаев необходимо, чтобы корни растения по­лучали из почвы достаточно влаги, минеральных веществ и могли спокойно дышать. Поэтому люди внимательно изучали те характеристики почв, от которых в первую очередь зависит снабжение растений всем необходимым, прежде всего — механический состав и органическое вещество почвы. 1

Для исследования я взяла образцы почв. Из города Пенза, Петропавловск-Камчатский, город Москва , Пензенская область р.п.Евлашево. Пробы отбирались со всех участков на глубине 5 см. Масса пробы составила примерно 100 г с каждого участка.

Источник