Предлагаемый методический материал является кейсом учителя химии, содержит ресурсный материал для проведения внеурочных занятий по предмету, в кружковой работе, на уроках химии, биологии, экологии, естествознания. Информация кейса может применяться при закреплении знаний по предмету, при подготовке домашних заданий, при изучении нового материала.
Зябкина О.А, учитель химии МБОУ Митрофановской СОШ
Кейс учителя химии
СОСТАВ И СВОЙСТВА ПОЧВЫ. УЛУЧШЕНИЕ СТРУКТУРЫ ПОЧВ
ХИМИЧЕСКИМИ ПРЕПАРАТАМИ
Земля как планета Солнечной системы существует около 4,6 млрд лет.
Считают, что жизнь на ней зародилась около 4 млрд лет назад. Ученые
обнаружили следы деятельности первобытного человека, возраст которых
оценивается в 600–700 тысяч лет. Эра земледелия насчитывает всего лишь 17
тысяч лет.
За многомиллионные эпохи вода, воздух, а затем и первые живые
организмы разрушали и измельчали каменные породы земной коры. Отмирая,
живые организмы образовывали перегной или, как его называют ученые,
гумус. Он смешивался с измельченной породой, склеивал и цементировал ее.
Так зарождалась почва на нашей планете. Первая почва служила субстратом
для первых наземных растений, которые в свою очередь способствовали
новому ускоренному образованию гумуса. Еще с большим ускорением
процесс почвообразования стал протекать с появлением организмов,
населивших почвенный слой. Превращению органического вещества в гумус
способствовали различного рода бактерии. Образование и распад
органических веществ в почве считается главной причиной почвообразования.
Таким образом, почва состоит из минеральной и органической частей.
Минеральная часть составляет от 90 до 99 % и более всей массы почвы. В
ее состав входят почти все элементы периодической системы Д. И.
Менделеева. Однако основными составляющими минеральной части почв
являются связанные в соединения кислород, кремний, алюминий и железо.
Эти четыре элемента составляют около 93 % массы минеральной части почвы.
Органическая часть (гумус) является основным источником питательных
веществ для растений. Благодаря жизнедеятельности населяющих почву
микроорганизмов происходит минерализация органического вещества с
освобождением в доступной для растений форме азота, фосфора, серы и
других необходимых для растений химических элементов. Органическое
вещество оказывает большое влияние на формирование почвы и изменение ее
свойств. При разложении органических веществ в почве выделяется
углекислый газ, который пополняет приземную часть атмосферы и
ассимилируется растениями в процессе фотосинтеза.
Однако какой бы богатой питательными веществами ни была почва, рано
или поздно она начинает истощаться. Поэтому для поддержания плодородия в
нее необходимо вносить питательные вещества (удобрения) органического
или минерального происхождения. Удобрения не только поставляют
растениям питательные вещества, но и улучшают физические, физикомеханические, химические и биологические свойства почв. Органические
удобрения в значительной степени улучшают также водновоздушный и
тепловой режим почв. Способность почвы поглощать пары воды и
газообразные вещества из внешней среды является ее важной
характеристикой. Благодаря этой способности почва задерживает влагу, а
также аммиак, образующийся в результате разложения органических веществ
и служащий основой синтеза белка.
Почвы обладают ионообменными свойствами, аналогичными свойствам
ионообменных смол. Благодаря им почвы задерживают катионы и анионы
солей и постепенно замещают их на другие, поступающие извне. Плохо
закрепляются в почве анионы NO3Ї и С1Ї, так как они очень подвижны. При
избытке влаги эти анионы легко вымываются из поверхностных слоев почв и
переносятся в более глубокие слои. Считают, что в подземные воды уходит до
13 % нитратного азота, содержащегося во вносимых на поля удобрениях.
Из катионов почва как ионообменник «заряжена» главным образом
ионами кальция Са2+, в меньшей мере – магния Mg2+, и еще в меньшей –
+, натрия Na+ и калия К+. Ионы Са2+ и Mg2+ способствуют
ионами аммония NH4
поддержанию прочной структуры почвы. Под структурностью почвы
понимают ее способность распадаться на отдельные комочки. Ионы К+ и NH4
+,
и особенно Na+, напротив, способствуют разрушению структурных агрегатов
почвы и усиливают вымывание гумуса и минеральных веществ. Во влажном
состоянии такая почва становится липкой, а в сухом превращается в глыбы,
не поддающиеся обработке (так называемый солонец). Вытекающая из такой
почвы вода имеет цвет чайного настоя, что указывает на потерю гумуса.
Важное значение имеет химическое связывание почвой анионов некоторых
кислот. Нитратные и хлоридные анионы не дают малорастворимых
соединений с катионами, обычно содержащимися в почве. Напротив, анионы
фосфорной, угольной, серной кислот образуют с ионами кальция
малорастворимые соединения. Это и обусловливает химическую
поглотительную способность почв.