Определение рН газонной почвы с территории гимназии №57.

Почва - это главный источник жизни на земле, ведь почва служит источником питания растений, а те в свою очередь дают пищу человеку и животным. Проростки, развивающиеся из семян, вначале питаются не только с помощью корешка, всасывающего из почвы воду и минеральные соли, но и запасенными веществами, которые вскоре истощаются. Тогда молодое растение начинает получать все необходимые питательные вещества из почвы.

Почвы сильно различаются по своему химическому составу, который подразумевает наличие и уровень содержания химических элементов и их соединений в том или ином виде почвы. От этого во многом зависит плодородие почвы, ее благоприятность для определенных видов культур и ряд других не менее важных показателей.

Для оценки качества почвы большое значение имеет знание ее уровня кислотности, который соответствует степени концентрации водородных ионов в почвенном растворе.

От уровня кислотности также зависит степень проникновения имеющихся в почве тяжелых металлов в ткани растений. Если показатель рН находится в пределах нейтральной области, тяжелые металлы остаются связанными в почве и лишь незначительная их часть попадает и накапливается в растениях. Напротив, кислые почвы с низким показателем рН содержат большое количество алюминия, железа и марганца в форме ядовитых для растений соединений. В кислой почве значительно возрастает риск накопления тяжелых металлов в тканях растений.

Степень кислотности почвы в значительной мере влияет на развитие растения и его жизнеспособность, и, оказавшись в не подходящей для него среде, растение страдает и может даже погибнуть.

Цель исследования: определение рН почвы различными методами.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- провести анализ литературы по теме исследования;

- подобрать и отработать методики определения кислотности почвы;

- определить кислотность и сопоставить полученные результаты с литературными данными.

Объектом исследования является газонная почва с территории, прилегающей к гимназии.

Экспериментальную часть работы мы выполняли на базе МБОУ г. Кургана «Гимназия № 57. Использовали методы потенциометрии и объемного анализа.

Реакцию среды принято характеризовать значением рН – отрицательным логарифмом концентрации ионов водорода Н⁺. Степень кислотности или щелочности раствора выражается значением рН от 1 до 14. При рН 7 (то есть при одинаковой концентрации ионов Н⁺ и ОН^-, равной 10^-7 моль/л) реакция среды нейтральная. Если рН>7 – реакция среды щелочная, если рН<7 – реакция кислая.

Показатели кислотности для различных видов почв

Кислые почвы:

сильнокислые рН 4 и менее,

среднекислые рН 4—5,

слабокислые рН 5—6.

Нейтральные почвы: рН 6,5—7.

Щелочные почвы:

слабощелочные рН 7—8,

среднещелочные рН 8—8,5,

сильнощелочные рН 8,5 и более

Кислотность почвы создается наличием ионов Н⁺ в почвенном растворе и поглощающем комплексе. Различают активную и потенциальную кислотность почвы. Активная кислотность обусловлена концентрацией ионов Н⁺ в почвенном растворе. Определяется она в водной вытяжке из почвы.

Активная кислотность находится в тесной связи с потенциальной (скрытой) кислотностью. Кислотность, обусловленная ионами водорода и алюминия, находящимися в поглощенном состоянии и способными вытесняться в раствор при действии на почву какой-либо нейтральной соли, называется обменной кислотностью. Определяется она  обработкой почвы 1М КСl (солевая вытяжка) и выражается в мг-экв на 100 г почвы, или величиной рН. В солевой вытяжке определяются активная и обменная кислотность, поэтому рН солевой вытяжки обычно ниже, чем рН водной вытяжки.

Пробоотбор почв производили методом конверта 1м × 1м на глубине до 20 см от поверхности. Почву сушили на воздухе до воздушно-сухого состояния, тщательно очищали от корней, растительных остатков и прочих включений. Высушенные пробы растирали и просеивали через сито с диаметром отверстий 2 мм. Готовую для анализа почву хранили в пластиковых коробках при комнатной температуре и невысокой влажности воздуха, время от времени перемешивая.

Активную и потенциальную кислотность определяли датчиком рН Цифровой лаборатории «Архимед» и методом объемного анализа. Водную или солевую вытяжку титровали раствором щелочи в присутствии фенолфталеина до появления устойчивой слабо-розовой окраски.

Результаты работы представлены в таблице:

Образец	Активная кислотность, рН		Обменная кислотность, рН
	Датчик	Титрование	Датчик	Титрование
1	7,53	6,48	5,15	5,23
2	7,61	7,08	5,24	5,19

Анализ полученных результатов показывает, что исследованная почва является нейтральной. Значения обменной кислотности ниже, чем активная кислотность, так как кроме ионов водорода в реакцию со щелочью в этом случае вступают катионы обменного комплекса почвы, в частности ионы алюминия. Нейтральная почва благоприятна для произрастания пырея ползучего, ромашки непахучей, мать-и-мачехи, вьюнка полевого, клевера лугового и ползучего, донника и осота. Из деревьев и кустарников нейтральную почву предпочитают груша, вишня, слива и облепиха.

Методы анализа, использованные в работе, дают сходные результаты. Однако использование датчика менее трудоемко и сопровождается автоматической статистической обработкой результатов.

По результатам работы можно сделать следующие выводы:

1.     Почва газона на территории Гимназии № 57 является нейтральной по кислотности.

2.     Из многолетних растений для озеленения территории можно рекомендовать вишню и облепиху.

3.     Датчик цифровой лаборатории «Архимед» допустимо использовать в аналогичных исследованиях для определения кислотности водных сред.

Показатель кислотности почвы не является неизменной величиной. Уровень кислотности можно контролировать, регулировать и приводить в состояние, близкое к оптимальному. Таким образом, после специального анализа можно создать наиболее благоприятные условия для жизнедеятельности растений.

Автор работы: Бухарова Маргарита, ученица 9 класса.
Научный руководитель: Рыкова А.И., учитель химии, к.х.н.