Методика изучения почв при организации проектной деятельности

В ходе проведения полевых работ школьники получают представление о производстве полевых исследований и базовые знания в области почвоведения.2.2.2. Лабораторные методы исследования почвыСобранные образцы почвы, полевой дневник доставлены для дальнейшей обработки в почвенно-химическую лабораторию. Сырые почвенные образцы распаковываются и просушиваются до воздушно сухого состояния. Далее сухие образцы сопоставляются с описанием почвы, произведенным в полевых условиях, занесенным в полевой дневник. На этом основании окончательно описывается почвенный разрез. Исключение составляют образцы, которые предназначены для определения влажности почвы.Для просушки почвенные образцы рассыпаются тонким слоем на листе плотной бумаги, удаляются корни растений. Образцы прикрываются сверху другим листом бумаги, оставляются на несколько дней. Общая схема подготовки почвы для анализов состоит из следующих операций:Квартование почвенного образца. Высушенные образцы делятся линейкой по диагоналям на 4 части. Первая и третья части берутся для растирания в ступке, а вторая и четвертая- сохраняются в неизменном виде. Взятие проб для химического анализа с целью определения азота и углерода.Отбор органических остатков растительности и корней растений. Отбор производится пинцетом.Измельчение образцов. Измельчение проводится пестом в фарфоровой ступке. Растертая в ступке почва просеивается через сито с отверстиями 1 мм.Просеивание через сито с отверстиями диаметром 0,25 мм.Хранение пробы, подготовленной для определения углерода и азота. Проба почвы заворачивается в плотный бумажный пакет для дальнейшего хранения.Взятие пробы почвенного образца для исследования разложение почвы.Растирание пробы в агатовой ступке до пудры.Хранение образца почвы, просеянного через сито с отверстиями диаметром 1 мм в стеклянной бутыли.Хранение подготовленной для разложения почвы. Осуществляется также в плотном бумажном пакете[20].Для проведения дальнейшей работы составляется аналитический план, который предусматривает виды анализов и методы их проведения. Кратко изучим особенности лабораторных методов исследования свойств почв. Определение гигроскопической влажности. Отвешивается 5 г воздушно-сухой почвы, просеянной через сито 1 мм. Навеска прокаливается при температуре 1050С в сушильном шкафу в биксе. После просушивания в течение 3 часов бикса извлекается, закрывается притертой крышкой, охлаждается, взвешивается. Затем проводится контрольная сушка и контрольное взвешивание. Влажность рассчитывается по формуле W = (m1· 100)/ m, где m1 – масса испарившейся воды, г, m – масса сухой почвы, г. [8].Определение гранулометрического состава почвы. Гранулометрический анализ почвы лабораторными методами состоит из трех этапов:Подготовка образца почвы, взятого в поле к диспергации (разрушению на отдельные элементарные частицы и создание почвенной суспензии).Диспергация образца.Определение содержания в образце почвенных частиц по диаметру, мм.Определение гранулометрического состава почвы ситовым методом применяется в случаепесчаных грунтов, позволяет определить содержание гранулометрических фракций диаметром > 0,1 мм. Для анализа необходимо такое оборудование как набор стандартных сит (размеры отверстий 10 мм, 5 мм, 2 мм, 1 мм, 0,5 мм, 0,25 мм, 0,1 мм) с поддоном и крышкой, лоток для анализируемого грунта, чашка фарфоровая для взвешивания фракций, лабораторные весы с точностью взвешивания до 0,01 г, фарфоровая ступка и пестик с резиновым наконечником, кисточка для сметания частиц с сит, грунтовый нож с прямым лезвием, лист белой плотной бумаги размером 25х25 см, сушильный шкаф.Ход работ выглядит следующим образом:Высушить грунт до воздушно-сухого состояния;Отобрать среднюю пробу массой 100 г для грунтов, не содержащих частиц более 2 мм в диаметре, 500 г – для грунтов, содержащих 10% частиц более 2 мм в диаметре, 1000 г – 10-30% частиц более 2 мм в диаметре, 2000 г – более 30% частиц более 2 мм в диаметре. Отобранная проба взвешивается на весах с точностью 0,01 г.Просеять пробу через сита. Получившиеся фракции взвешиваются и вычисляется процентное содержание каждой из них Другой метод – это метод определения гранулометрического состава почв методом пипетки по Н.А. Качинскому с подготовкой почвы к анализу пирофосфатным методом по С.И. Долгову и А.И. Личмановой. Он является одним из ведущих. Суть метода заключается в том, что почву просеиваю на ситах, затем мелкоземы (частицы менее 1 мм, проходящие через все сита) обрабатывают пирофосфатом натрия, повторно пропуская их через сито с отверстиями 0,25 мм. Все частицы менее 0,25 мм переносятся в цилиндр с водой, в котором проводится анализ методом пипетки, основанной на зависимости скорости оседания частиц в суспензии от их размера. При этом скорость оседания является известной, а элементы определяются весовым методом, забирая их пипеткой с определенной глубины в определенное время. Прибор для проведения гранулометрического анализа подобным методом представлен на рисунке 4. Пипетка в нижней части имеет боковые отверстия, через которые забирается проба. Продолжительность отстаивания частиц в зависимости от их веса и температуры воздуха указывается в справочных таблицах.Для химического анализа с целью определения содержания гумуса и азота, почвенный образец подвергается особой обработке, которая заключается в тщательном удалении всех остатков корней растений и дополнительном растирании. Для этого почву, просеянную через сито с 1 мм отверстиями, высыпают на плотную бумагу, разравнивают тонким слоем и делят на несколько квадратиков площадью 4×4 см. Из каждого квадратика берется небольшое количество почвы (весом около 5 г). Отобранный образец расстилается тонким слоем на листе бумаги и пинцетом с помощью лупы отбираются крупные корешки. Мелкие корешки растений отбираются наэлектризованной стеклянной палочкой, для чего палочкой многократно проводят над слоем почвы на высоте 3-5 см. В результате, все корешки притягиваются к палочке. В процессе отбора корешков почву несколько раз перемешивают и вновь расстилают тонким слоем. Необходима тщательная очистка образца от корешков. По окончании этого процесса почва растирается в фарфоровой ступке и просеивается через сито с отверстиями 0,25 мм. Оставшаяся на сите почва вновь растирается. Подготовленная проба должна храниться в стеклянной баночке с плотно притертой пробкой.Рисунок 4– Прибор для гранулометрического анализа проб почвы методом пипеткиХимический анализ почв представляет собой целый комплекс сложных химических исследований, позволяющих оценивать химическое состояние почв. Результаты этого анализа содержат информацию о химических свойствах почв и проходящих в них химических почвенных процессах. Они являются основой мониторинга почв и составления прогнозов изменения свойств почв в процессе их естественного развития, хозяйственного использования почв.Школьникам не доступен весь спектр методов химического анализа почвы. Можно провести лишь ряд исследований.Анализ кислотности почвы.Анализ кислотности образцов почвы почвенного профиля проводится с помощью лакмусового индикатора. Это наиболее простой и доступный для каждого школьника метод определения кислотности почвы.Из каждого горизонта берутся образцы почвы в количестве по 50 грамм, и рассыпаются в стеклянные пробирки. Почва каждого горизонта насыпается в свою отдельную колбу, пробирку. Берутся также в равных количествах (по 10 г) образцы почвы каждого горизонта, смешиваются все вместе, и засыпаются в отдельную колбу. Все колбыподписываются, затем заливается вода, колбы встряхиваются, перемешиваются, оставляются на 10-15 минут. Затем каждую колбу встряхивают, в полученный водный раствор почвы, опускаетсяиндикатор, например лакмусовые бумажки. Каждая бумажка изменит цвет, который покажет уровень кислотности. Лакмусовая бумажка окрашивается в 3 цвета. Красный цвет показывает, что раствор кислый; фиолетовый – что он нейтральный; синий – что он щелочной.Так, например, во всех колбах лакмусовая бумажка покраснела. Это означает, что наша дерново-подзолистая почва является кислой.Определение содержания гумуса в почвенных горизонтах профиля.Гумус являются наиболее ценными компонентами почвы, влияющим на ее плодородие. Анализ содержания гумуса почвы можно провести по методу И.В. Тюрина.Метод И. В. Тюрина основывается на окислении органического вещества почвы хромовой кислотой до образования углекислоты. Количество кислорода, израсходованное на окисление органического углерода, определяют по разности между количеством хромовой кислоты, взятой для окисления, и количеством ее, оставшимся неизрасходованным после окисления. В качестве окислителя применяется раствор хромовой кислоты в серной кислоте, предварительно разбавленной водой в соотношении 1:1.Остаток хромовой кислоты, не израсходованной на окисление, оттитровывается 0,1 н. раствором соли Мора с фенилантраниловой кислотой. Этот метод прост, быстр, и не требует применения специальной аппаратуры. В настоящее время он является общепринятым.Так, например, используя этот метод, можно определить содержание гумуса в дерново-подзолистой почве. Оно составило от 2 до 3,5%. Это позволяет сделать вывод, что дерново-подзолистые почвы являются бедными. Тогда как содержание гумуса в черноземах составляет 9-10%.Низкое содержание гумуса в дерново-подзолистых почвах объясняется тем, что в гумусе данных почв преобладают растворимые фульвокислоты и их соли, которые вымываются из гумусового горизонта атмосферными осадками до грунтовых вод[20].Полный химический анализ почвы проводят специалисты почвенно-химической лаборатории. Школьники знакомятся с результатом этих исследований. Некоторыми результатами исследований используются для составления агрохимической характеристики почвы.Так, на основании проведенных лабораторных исследований почвенного разреза можно дать агрохимическую характеристику изучаемой почвы. Полученные в ходе всех исследований данные заносятся в таблицу (таблица 4).Таблица 4Результаты исследований почвенного разреза.№Показатели исследованияНаименование показателяЧисловое выражение показателя1Содержание гумуса в почве, %2-3,52рН солевой вытяжки4-4,53Содержание подвижного фосфора, мг на 100 гр почвы4,84Содержание подвижного калия, мг на 100 гр почвы7,25Мощность гумусового горизонта, см32Совокупность приведенных данных показывает что наша дерново- среднеподзолистая суглинистая почва является бедной.Для дерново-подзолистых почв характерным является низкое содержание гумуса, общего азота и фосфора и резкое снижение их количества с увеличением глубины профиля.Дерново-подзолистые почвы имеют кислую реакцию, низкую емкость поглощения и степень насыщенности основаниями.Дерново-подзолистые почвы обычно бедны элементами питания, но достаточно увлажнены.Дерново-подзолистые почвы характеризуется сравнительно низким содержанием усвояемых форм азота и подвижного фосфора.Следовательно, можно сделать вывод, что применение органических и минеральных удобрений может дать на дерново-подзолистых почвах высокий агрономический эффект. Из минеральных удобрений наиболее эффективны азотные, а на слабоокультуренных почвах также фосфорные удобрения. Большая часть этих почв нуждается в известковании.Полученные данные могут стать, например, основой для создания атласа почв изучаемого района, рекомендаций по ведению сельскохозяйственных работы, созданию сада и т.д.Подводя итоги, можно сделать вывод о том, что со школьниками можно выполнять довольно широкий спектр почвоведческих исследований, использовать их в проектной деятельности.ЗАКЛЮЧЕНИЕПроектный метод обучения предполагает создание некоего продукта через ряд этапов в рамках учебной проблемы. Проектное обучение предполагает целый ряд необходимых атрибутов, в частности цель, задачи проекта, его структуру, результат проектной деятельности. Для эффективной работы метода необходимы определенные педагогические условия, в частности связь проекта со средой, активностью учащихся, их творческим потенциалом, коммуникативными навыками.Проектный метод предполагает этапность, включает в себя поисковые, аналитический, практический, презентационный, контрольный этапы, для каждого из которых существует определенный объем деятельности как со стороны учащихся, так и со стороны педагога.Почва – это сложная структура, имеющая как минеральный, так и органический компонент, а также включающая в себя живых организмов, в ней обитающих. Факторами почвообразования можно назвать материнские и горные породы, климат, растительные организмы, животные организмы, рельеф, время, антропогенный фактор.Все это определяет особенности строения, свойств почв.В проведенной нами работе были проведены со школьниками теоретические и практические исследования свойств дерново-подзолистых почв, которые весьма широко распространены в нечерноземной зоне России.Приобретенные знания помогут заинтересованным школьникам в дальнейшем их углубить, чтобы стать специалистами лесного или сельского хозяйства.Данная работа может использоваться как методические указания для изучения основ почвоведения в школьных экологических и природоохранных кружках, в школьных лесничествах.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВАпаринБ.Ф. Почвоведение: учебник для образоват. учреждений сред.проф. Образования. – М.: Издательский центр «Академия», 2012. – 256 с.БегугловаО.С. Диагностика состава и свойств почв: учебное пособие. – Ростов-на-Дону, 2008. – 124 с.Безуглова О.С. Классификация почв: учебное пособие/ О.С. Безуглова. – Ростов-на-Дону: изд-во УФУ, 2009. – 128 с.Белобров В.П. География почв с основами почвоведения: учеб.пособие для студ. пед. вузов/ В.П. Белобров, И.В. Замотаев, С.В. Овечкин; под ред. В.П. Белоброва. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 352 с.Березин Л.В. Лесное почвоведение: учеб.пособие/ Л.В. Березин, Л.О. Карпачевский. – Омск: Из-во ФГОУВПООмГАУ, 2009. – 360 с.Вальков В.Ф. Почвоведение: учебник для бакалавров/ В.Ф. Вальков, К.Ш. Кащеев, С.И. Колесников. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательство Юрайт, 2014. – 527 с.ГанжараН.Ф. Почвоведение. – М.: Агроконсалт, 2001. – 392 с.ГанжараН.Ф. Практикум по почвоведению/ Н.Ф. Ганжара, Б.А. Борисов, Р.Ф. Байбеков; под ред. проф. Н.Ф. Ганжары. – М.: Агроконсалт, 2002. – 280 с.Геннадиев А.Н. География почв с основами почвоведения: учебник/ А.Н. Геннадеив, М.А. Глазовская. – М.: Высш. шк., 2005. – 461 с.Гриппа С.П. Полевая практика по геоморфологии и географии почв: учебно-методическое пособие/ С.П. Гриппа, И.В. Щеколдина. – Петрозаводск: ГОУВПО «КГПУ», 2006. – 40 с.Елизарова Е.А. Закономерности организации проектной деятельности. Педагогические условия формирования проектных умений. КарпачевскийЛ.О. Динамика свойств почвы. – М.: ГЭОС, 1997. – 170 с.Классификация и диагностика почв России/ Л.Л. Шишов, В.Д. Тонконогов, И.И. Лебедева, М.И. Герасимова. – Смоленск: Ойкумена, 2004. – 342 с.Ковриго В.П., КауричевИ.С., БурлаковаЛ.М. Почвоведение с основами геологии. – М.: Колос, 2000. – 416 с.Козловская И.П. Почвоведение с основами геоботаники: учеб.пособие. – Минск: Уруджай, 2000. – 260 с.Мирзоева М.М. Сущность проектной деятельности педагога профессионального обучения// Вестник ЧГПУ, 2015. – №3. – С. 173-180. Ожегов С.И. Толковый словарь русского языка: Ок. 100 000 слов, терминов и фразеологических выражений/ С.И. Ожегов; Под ред. проф. Л.И. Скворцова. – 28-е изд., перераб. – М.: ООО «Издательство «Мир и Образование»: ООО «Издательство Оникс», 2012. – 1376 с.Педагогика окружающей среды, безопасности и здоровья человека: интерактивные образовательные технологии: учебно-методическое пособие/ под ред. Э.В. Гущиной. – СПб.: СПбАППО, 2008. – 104 с. Полевой определитель почв. – М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева, 2008. – 182 с.Полевые и лабораторные методы исследования физических свойств и режимов почв: методические рекомендации/ под ред. Е.В. Шеина. – М.: Изд-во МГУ, 2001. – 200 с.Розанов Б.Г. Морфология почв: учебник для высшей школы. – М.: Академический Проект, 2004. – 432 с.Турченко Д.Н. Проектная деятельность как один из методических приемов формирования универсальных учебных действий// Интернет-журнал «Науковедение», 2013. – №6 (19). – С. 202.Ушаков Д.Н. Толковый словарь современного русского языка. – М.: «Аделант», 2013. – 800 с.ХабаровА.В., Яскин А.А. Почвоведение. – М.: Колос, 2001. – 232 с.ХушбахтовА.Х. Терминология «педагогические условия»// Молодой ученый. – 2015. – №23. – С. 1020-1022.Шишкина Е.Ю., ВертяковаЭ.Ф. Сущность понятия «проектная деятельность» и ее особенности// Новая наука: проблемы и перспективы, 2016. – №6-2(85). – С. 123-127.