Какие минеральные вещества содержатся в почве 3 класс
В целом, почва представляет собой поверхностный слой твёрдой оболочки нашей планеты, отличающийся плодородием.
Одной из основ для образования почвы служат горные породы.
На протяжении многих лет горные породы, из которых состоят равнины, днища водоемов, равно как и сами горы, разрушались под влиянием воздушных масс, воды, тепла, источаемого солнцем, и живых организмов.
Как образуется почва
В принципе, процесс образования почвы следует рассматривать с точки зрения непосредственной взаимосвязи живой и неживой природы – как результат жизнедеятельности организмов и выветривания горных пород.
Хвоинки, веточки деревьев, сухие опавшие листья и трава, накапливаются в земле и уже за полгода становятся удобрением; под ними, в свою очередь, находятся камешки, глина и песок, перегной, останки животных и насекомых – божьи коровки, муравьи.
В почве также находятся грибы и бактерии…
Дождевые черви и кроты вообще большую часть своей жизни проводят в почве, лишь изредка показываясь наружу.
Майские жуки в почве откладывают яйца.
Для улиток и лягушек почва является спасением от жаркой погоды.
Земляной шмель в почве зимует.
- Жуки могут проникать в почву на двухметровую глубину;
- муравьи и того больше – до трёх метров;
- а кроты – до пяти метров;
- ну а дождевые черви в этом плане «рекордсмены» – до восьми метров.
Воздух и вода поступают в почву благодаря ходам, которые прокладывают в процессе своей жизнедеятельности животные, тем самым обогащая её.
А ещё животные размельчают остатки растений в почве, а бактерии превращают их в перегной.
Основным свойством почвы является плодородие.
Под плодородием подразумевают наличие в почве веществ, которые обуславливают рост и развитие растений.
“Продолжительность жизни деревьев” …
Как определить состав почвы?
Опыт №1. Воздух
Опустите в стакан с водой маленький комочек почвы (сухой). И, вы увидите, как на поверхность воды будут подниматься пузырьки, что и свидетельствует о наличии в почве воздуха.
Опыт №2. Минеральные соли, глина , песок
Опустите почву в стакан с водой, размешайте и оставьте на некоторое время. После чего капните пару капель помутневшей воды на стёклышко и нагрейте его. Когда вода испарится, то на стекле вы увидите белый налёт, указывающий на присутствие в почве минеральных солей.
В самом же стакане можно будет со временем наблюдать следующее: на дне осядет песок, на нём отложится глина, а уже на самой глине – перегной.
Опыт №3. Вода
Разместите размельчённые комки почвы на какой-либо жестяной поверхности и подогрейте её; одновременно держа стёклышко над почвой: стекло сначала запотеет, а потом на неё появятся капли воды. а значит, что в почве содержится вода.
Опыт №4. Перегной
В продолжение предыдущего: не прекращайте нагрев почвы, и вы почувствуете противный запах. Дело в том, что подобный запах дают горящие гниющие останки животных и растений (перегной).
А если продолжить нагрев, то перегной весь сгорит и почва станет серого цвета. Получается, что именно перегной и обуславливает тёмный цвет почвы.
И так, составляющие почвы:
1. Неживая природа – это:
- глина,
- песок,
- перегной,
- минеральные соли,
- вода,
- воздух.
2. Кроме того, в состав почвы входят элементы живой природы:
- корни растений,
- мелкие животные,
- бактерии.
Так что всё более чем взаимосвязано.
Советуем почитать: Размножение растений разными способами
Источник
Минеральная часть почвы — основная составляющая почв, включающая
Минеральная часть почвы возникла в ходе процессов выветривания горных пород и минералов верхних слоев литосферы и их превращений. Это подтверждается схожим химическим составом литосферы и почв. Почвенный покров образовался под совокупным влиянием на минеральную природу физических и химических факторов, а также живых организмов, прежде всего растений и микроорганизмов.
Геохимический состав почвы наследуется от почвообразующих пород. Так, высокое содержание оксида кремния определяет высокое содержание его в почве. На карбонатных породах образуются почвы, обогащенные щелочноземельными элементами.
Биологических фактор почвообразования
Благодаря деятельности живых организмов в почве по сравнению с земной корой содержание углерода увеличилось в 20 раз, азота — в 10 раз.
Почвообразование в естественных условиях протекает очень медленно. Применение удобрений и агротехнических приемов позволяет ускорить этот процесс. Так, внесение удобрений усиливает жизнедеятельность растений и почвенной микрофлоры, что приводит к накоплению органических веществ и биологически важных элементов.
По химическому строению минералы делятся на силикаты и алюмосиликаты. Из силикатов для всех типов почв во фракциях песка и пыли преобладает кварц — SiO2, характеризующийся низкой поглотительной способностью и высокой водопроницаемостью. В почвах его содержание, как правило более 60%, в песчаных — более 90%. Кварц химически инертен, отличается высокой прочностью.
Основой минеральной части почв составляют кремнекислородные соединения. Самый распространенный почвенный минерал — кварц, или оксид кремния. Алюминий и железо преимущественно входят в состав алюмосиликатных и ферросиликатных минералов. Атомы кремния и кислорода образуют прочносвязанные группы SiO4, имеющие тетраэдрическую структуру. В связи с четырехвалентностью кремния, группы SiO4 могут образовывать между собой различные сложные комбинации соединения.
Группы соединений тетраэдров SiO4
В структурах минералов тонкодисперсных фракций почв кремнекислородные тетраэдры могут соединяться в слои, цепочки или отдельные группы тетраэдров SiO4. Суммарная степень окисления этих групп отрицательна. В сложных сочетаниях кремнекислородных тетраэдров часть атомов кремния может замещаться атомами алюминия.
В кристаллической решетке кварца тетраэдры SiO4 соединены между собой посредством атомов кислорода с четырьмя другими тетраэдрами SiO4. Общая формула кварца (SiO2)n. В кристаллической структуре полевых шпатов часть атомов кремния замещена на алюминий. Для компенсации возникающего отрицательного заряда кремнеалюмокислородного каркаса в их состав включаются атомы натрия, кальция и других, встраивающиеся в «полостях» решетки. Так, полевой шпат альбит имеет формулу Na[SiAlO8].
Кристаллическая структура кварца
Алюминий в тетраэдрической координации с ионами кислорода или гидроксильной группы ОН образует октаэдрические группы, где атом алюминия окружен шестью атомами кислорода или гидроксильной группами. Формула такого соединения (слоя) [Аl(ОН)3]•n соответствует минералу гиббситу (гидраргиллиту).
Структуру таких минералов можно представить следующим образом:
…[(ОН)ЗАl2(ОН)З]•n…[(ОН)3Al2(ОН)3]•n…[(OH)3Al2(OH)3]•n.
Формуле отражает химический состав слоя (пакета), а точки — межпакетные промежутки.
Минеральная часть почв состоит из первичных и вторичных минералов. В песчаных и супесчаных почвах в основном преобладают первичные минералы, суглинистые почвы состоят из первичных и вторичных минералов, а глинистые — преимущественно из вторичных с примесью кварца. Разделение минералов на первичные, то есть с размером частиц более 0,001 мм и вторичные менее 0,001 мм условно, так как последние являются продуктами физико-химического выветривания первичных и образования при этом гидратов полуторных оксидов кремнезема и иных соединений.
В процессе выветривания гидролиз полевого шпата и слюды приводит к замещению катионов металлов в кристаллических решетках минералов на ионы водорода:
Физико-химическое выветривание нераздельно от биологического преобразования пород и минералов под воздействием живых организмов и продуктов их жизнедеятельности.
Первичные минералы почвы — минералы, перешедшие из земной коры в почву без изменения своей структуры. К ним относятся минералы почвенного скелета:
- кварц и его разновидности,
- полевые шпаты: ортоклазы, плагиоклазы, слюды, роговые обманки, авгит, турмалин, магнетит, кальцит, доломит и др.
Первичные минералы почвы входят в состав материнских почвообразующих пород, образовавшихся в результате выветривания и разрушения горных пород. В почвах они присутствуют в виде песчаных частиц размером от 0,05 до 1,0 мм и пылеватых частиц размером от 0,001 до 0,05 мм. В небольшом количестве присутствуют в виде илистых размером менее 1 мкм и коллоидных размером менее 0,25 мкм частиц.
Из первичных минералов под влиянием физико-химических процессов, таких как гидратация, гидролиз, окисление и жизнедеятельности почвенных организмов образуются гидраты полуторных оксидов и кремнеземы, минеральные соли, а также вторичные минералы.
При разрушении полевых шпатов и слюд высвобождается калий, кальций, магний, железо и некоторые другие питательные элементы для растений.
Вторичные минералы, или минералы глин, — каолинит, монтмориллонит, гидрослюды и др. В основном представлены в виде илистых и коллоидных частиц, реже в виде пылеватых частиц.
В кристаллических решетках алюмосиликатных минералов мелкодисперсной фракции почв лежат комбинации кремнекислородных тетраэдрических и алюмогидроксильных октаэдрических слоёв.
Кристаллическая решетка каолинита образована пакетами из двух слоев, связанных между собой атомами кислорода: тетраэдрического кремнекислородного и октаэдрического алюмогидроксильного:
…[O3Si2O2(OH)Al2(OH)3]•n…[O3Si2O2(OH)Al2(OH)3]•n.
Кристаллические решетки монтмориллонита и гидрослюд образованы одним алюмогидроксильным слоем и двумя присоединёнными к нему кремнекислородными:
[O3Si2O2(OH)Al2OHO2Si2O3]•n…[O3Si2O2(OH)Al2OHO2Si2O3]•n.
Связь между пакетами у минералов каолинитовой группы сильнее, а межпакетные пространства небольшие. Поэтому взаимодействие микрокристаллических частиц с водой протекает только на внешней поверхности.
У минералов монтмориллонитовой группы межпакетные пространства больше, а связь между пакетами слабее, поэтому молекулы воды могут проникать в межпакетные пространства. В катионном обмене с почвенным раствором минералов этой группы принимают участие катионы, расположенные на поверхности частиц и находящиеся в межпакетных промежутках. Этим объясняется высокая обменная поглотительная способность минералов монтмориллонитовой группы и наличие необменного поглощения катионов. Эта группа характеризуется высокой дисперсностью, набухаемостью, липкостью и вязкостью.
Почвенные глинистые минералы разделяются на:
- монтмориллонитовые (монтмориллонит — Al2Si4O10(OH)2·nН2O, бейделлит — Al3Si3O9(OH)3·nH2O, нонтронит, сапонит, соконит и др.).
- каолинитовые (каолинит — Al2Si2O5(OH)4 и галлуазит Al2Si2O5(OH)4·2Н2O),
- гидрослюды (гидромусковит (иллит) (К,Н3O)Аl2(OН)2[Аl,Si]4·nН2O, гидробиотит, вермикулит),
- минералы полуторных оксидов (гематит, бемит, гидраргиллит, гётит и др.).
Наибольшей поглотительной способностью обладают монтмориллонитовые минералы, наименьшей — каолинит. Так, емкость поглощения каолинита в 8-15 раз меньше емкости поглощения монтмориллонита. Эта особенность имеет значение в поглощении удобрений.
Монтмориллонит — Мg3(OН)4[Si4O8(OН)2]·Н2O — характеризуется высокой дисперсностью: 40-50% коллоидных (размер менее 0,0001 мм) и 60-80% илистых (размер менее 0,001 мм) частиц. Преобладает в черноземах. Из-за высокой дисперсности емкость поглощения достигает 120 мг-экв/100 г, при увлажнении набухает. В межплоскостное пространство кристаллической структуры могут проникать катионы (К+, NH4+, Na+, Са2+ и др.), которые при дегидрации (подсушивании) почвы фиксируются и становятся недоступными для растений до следующего насыщения влагой.
Вторичные алюмосиликатные минералы находятся в почве в виде мелкодисперсных кристаллов и характеризуются высокой поглотительной способностью.
Группа каолинитов менее дисперсна, обладает небольшой набухаемостью и липкостью, емкость поглощения — не более 25 мг-экв/100 г почвы, размер частиц менее 0,001 мм, водопроницаемость хорошая.
В дерново-подзолистых и черноземных почвах, сформированных на покровных суглинках, в составе высокодисперсных фракций преобладают монтмориллонит и гидрослюды. В красноземах, желтоземах и дерново-подзолистых почвах, сформировавшихся на продуктах древнего гумидного выветривания гранита, содержание минералов каолинитовой группы значительно выше.
Гидрослюды образуются из слюд, имеют непостоянный химический состав, по физическим свойствам занимают промежуточное положение между монтмориллонитом и каолинитом. Гидрослюды присутствуют во всех почвах в илистой и коллоидной фракциях. Из-за высокой дисперсности обладают большой поверхностью и поглотительной способностью.
Слюды определяют агрохимические и агрофизические свойства почвы. Являются источником калийного питания растений, в их состав входит до 5-7% калия. Энергия коллоидного поглощения калия большая, вследствие чего в поглощающем комплексе его содержится 0,510 ммоль/100 г почвы. Красноземы и латериты вследствие небольшого содержания слюд и гидрослюд и избытком минералов каолинитов группы с низким содержанием калия, отличаются дефицитом калия.
К слабо окристаллизованным минералам, существенно влияющих на поглотительную способность почв, относятся аллофан, свободная кремнекислота, различные кислоты и их соли. В состав минеральной части почвы входят аморфные вещества: гидраты оксидов алюминия Al2O3 • nН2O, железа Fe2O3 • nН2O и кремния SiO2 • nН2O. Наибольшее их содержание отмечается в красноземах и желтоземах. В изоэлектрических точках этим вещества образуют аморфные осадки, которые по мере старения образуя новые минералы:
В почве содержатся минеральные соли: карбонаты, сульфаты, нитраты, хлориды, фосфаты кальция, магния, калия, натрия, железа, алюминия, марганца. Все нитраты и хлориды, а также соли калия и натрия хорошо растворимы в воде, но их содержание в почвах (за исключением засоленных) относительно небольшое. Малорастворимые соли (карбонаты кальция, магния и сульфат кальция) встречаются в составе твердой фазы в некоторых почвах в значительных количествах, а нерастворимые — фосфаты кальция, магния, железа и алюминия — во всех почвах.
В почве кроме макроэлементов присутствуют микроэлементы. Основным их источником в почве служат почвообразующие горные породы. Так, почвы, образовавшиеся на продуктах выветривания кислых пород, то есть гранитах, липаритах, гранито-порфирах, бедны никелем, кобальтом, медью. Почвы, сформировавшиеся на продуктах выветривания основных пород (базальтах, габбро), напротив, обогащены этими элементами.
Некоторые микроэлементы, например, йод, бор, фтор, селен, мышьяк могут поступать в почву из атмосферного воздуха, вулканических извержений и осадками. Для йода и фтора эти источники являются основными.
Таблица. Содержание микроэлементов в почве и литосфере, масс. %[1]
| Элемент | Содержание | Элемент | Содержание | ||
|---|---|---|---|---|---|
| в почве | в литосфере | в почве | в литосфере | ||
| Марганец | 0,085 | 0,09 | Медь | 0,002 | 0,01 |
| Фтор | 0,02 | 0,027 | Цинк | 0,005 | 0,005 |
| Вольфрам | 0,01 | 0,015 | Кобальт | 8·10-4 | 0,003 |
| Бор | 0,001 | 3·10-4 | Молибден | 3·10-4 | 3·10-4 |
| Никель | 0,004 | 0,008 | Йод | 5·10-4 | 3·10-5 |
[INSERT_ELEMENTOR id=”4128″]
Агрохимия. Учебник/В.Г. Минеев, В.Г. Сычев, Г.П. Гамзиков и др.; под ред. В.Г. Минеева. — М.: Изд-во ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова, 2017. — 854 с.
Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.
Источник
Конспект урока окружающего мира в 3 классе
Тема: «Почва и её состав (Шестое заседание клуба)»
Тип урока:изучение нового материала
Цель урока: формировать представление о почве, её образовании и составе.
Задачи:
1. Предметные:
– познакомить с почвой как верхним плодородным слоем земли; выяснить основной состав почвы; узнать, как образуется почва.
2. Метапредметные:
а) познавательные УУД:
-формировать у обучающихся представление о почве как о верхнем плодородном слое земли, о её составе;
– развивать умение моделировать, выделять существенные признаки предмета ;
– развивать умения анализировать и обобщать полученные знания;
б) коммуникативные УУД:
– формировать умение работать в группе, паре: слушать и слышать товарища, договариваться вместе;
– развивать умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли, обосновывать свою точку зрения, выслушивать одноклассников;
в) регулятивные УУД:
– учить детей контролировать свои действия при работе в группе, паре;
– формировать умения выполнять свои действия по образцу (правило);
– формировать умение адекватно оценивать свою работу, исправлять ошибки;
3. Личностные:
-учить осознавать смысл учения, важность изучаемого материала.
-развивать творческие способности учащихся.
Оборудование и наглядный материал для урока:
Учебник О.Н. Федотова, Г.В. Трафимова, С.А. Трафимов «Окружающий мир» 3 класс (часть 2), 3 класс, тетрадь для самостоятельной работы №2, блюдечки с почвой, палочки для рыхления почвы, стаканы с водой.
Ход урока.
Организационный момент. Настрой на урок.
Добрый день
Солнцу и птицам!
Добрый день
Улыбчивым лицам!
-Посмотрите друг на друга, улыбнитесь, пожелайте успехов!
Наши глаза внимательно смотрят и всё … (видят).
Уши внимательно слушают и всё … (слышат).
Голова хорошо … (думает).
– Проверка д/з
Проверим домашнее задание.
-О чем мы говорили на прошлом уроке? (о почве)
-Как образуется почва?
-Какое участие в образовании почвы принимают растения и животные?
2. Актуализация знаний, постановка цели.
Отгадайте загадку, чтобы понять о чем пойдет речь на уроке
Бьют меня ногами,
Режут грудь ножами.
Каждый хочет растоптать.
А я с подарками опять (Земля)
У слова «земля» есть несколько значений. Слайд
-Как по-другому можно назвать слово «земля» (Почва).
Итак, какая тема нашего урока? («Почва») (выставить на доску карточку).
-А что вы знаете о почве? (как образуется почва)
– А что ещё хотите узнать? (Из чего она состоит)
– Попробуйте сформулировать цель нашего урока. Сегодня наш урок мы посвятим почве, узнаем её состав, как она образуется и какими свойствами она обладает. (на доске таблички «Что такое почва?», «Состав почвы», «Свойства почвы», «Образование почвы»)
– Что для этого нам надо сделать? (исследовать)
-Какова цель исследования? (определить состав почвы)
3. Новый материал.
У. с. 35 прочитайте первый абзац параграфа и найди ответ на вопрос.
-Что такое почва?
Вывод. Почва – верхний плодородный слой земли. Толщина почвенного слоя бывает разная: от 2-3 см до 150-200 см. Почвенный слой словно чехол одевает сушу нашей планеты.
Значение слова плодородие СЛАЙД
Что значит слово «плодородие»? Когда говорят плодородный слой земли, что имеют в виду? (в этом слое почвы содержаться вещества, необходимые для роста и развития растений.)
-Какое значение почва имеет для растений, животных, человека? (Ответы детей)
В нём находятся корни растений, живут черви, насекомые и их личинки. Растительноядные животные питаются растениями, растущими на нём. Человек получает урожай, выращенный на земле.
4. Практическая работа.
– Итак, ребята, наш класс – небольшая лаборатория, а вам я предлагаю побывать в роли исследователей. Работать будем в группах. (3 группы). Вспомним правила работы.
Опыт №1
Разрыхлите палочкой комочек почвы и рассмотрите её под лупой.
Определите цвет почвы. Найдите полусгнившие остатки корешков и листьев растений, части тел насекомых и других мелких животных. Обсудите и запишите результаты своих наблюдений в тетрадь для самостоятельной работы.
– Выполняем. Что вы увидели? Запишите свои наблюдения и вывод.
(В состав почвы входят остатки растений и животных)
Опыт №2
Возьмите стакан с водой и бросьте в него комочек почвы.
Что вы увидели?
Какой вывод можно сделать? В почве есть воздух.
Опыт №3
Опыт № 3,4,5, невозможно провести без горелки. Поэтому эти опыты проводит и объясняет Евдокия Васильевна герой учебника.
Испарение нескольких капель воды из стакана, в котором долго находилась почва. Вода быстро испарилась. А на стекле остались белые пятна. Налёты.
Сделайте вывод , что это за пятна? В почве содержатся минеральные соли, которые растворяются в воде.
– Что такое минеральные соли?Соли – это питательные вещества, которые необходимы растениям для развития и роста. Образуются они благодаря перегною под действием микробов, которые живут в почве. Соли растворяются в воде
Опыт №4 Возьмите промокательную бумагу, насыпьте на неё немного почвы. Придавите её плотно к бумаге. Стряхните почву в стакан с водой. Что вы увидели на бумаге?
В почве содержится вода.
Опыт №5
Будем нагревать почву.
Что вы видите и чувствуете? Появился лёгкий дымок. Мы почувствовали неприятный запах!
Это сгорает перегной, который образуется из остатков растений и животных. Именно перегной придаёт почве тёмный цвет. Плодородие почвы определяется количеством в ней перегноя.
Опыт №6
Если мы возьмём стакан с водой и почвой, который оставляли после второго опыта, что вы увидите? Можно рассмотреть различные слои почвы. На дне видны песчинки песка и частицыглины. Сверху – перегной.
-Перегной – настоящая кладовая питательных веществ. Именно от количества перегноя зависит плодородие почвы
Вывод. Чем больше перегноя в почве, тем лучше она обеспечена минеральными солями, тем лучше корневое питание растений, а значит, плодороднее почва.
Мы провели исследование. Какие выводы вы можете сделать?
В состав почвы входят воздух, вода, минеральные соли, перегной, песок и глина.
А сейчас прочитаем, какой итог подвела Евдокия Васильевна. С. 38.
5. Интересные факты
1см почвы за 250 – 300 лет
20см за 5 – 6 тысяч лет
На 1 м² живет приблизительно 80 дождевых червей
Животные, обитающие в почве, делают в ней ходы, куда легко проникает вода и воздух, перемешивают почву, измельчают остатки растений. Так они повышают плодородие почвы.
– Еще в старину наши предки называли землю кормилицей, матушкой. Ее брали с собой в далекие странствия, потому что считали, что она придает силы и помогает во всем в чужих краях. Люди всегда бережно относились к земле. Складывали о ней стихи, песни. Давайте же и мы с вами будем любить, ценить землю, заботиться о ней. Тогда и она будет нас радовать богатым урожаем, густыми лесами, цветущими полями.
6. Итог урока:
– Какова была цель нашего урока? (выяснить состав, свойства, образование почвы)
-Достигли цели урока? Кого бы вы могли похвалить на уроке и за что?
7.Рефлексия
Составление Синквейна
Первая строка – тема стихотворения, выраженная ОДНИМ словом, обычно именем существительным);
Вторая строка – описание темы в ДВУХ словах именами прилагательными);
Третья строка – описание действия в рамках этой темы ТРЕМЯ словами, обычно глаголами
Четвертая строка – фраза из ЧЕТЫРЕХ слов, выражающая отношение автора к данной теме);
Пятая строка – ОДНО слово – синоним к первому, повторяющее суть темы.
Почва
Живая, плодородная,
Разрушается, впитывает, выращивает
Солнце, ветер и вода разрушают горы
Земля.
Почва
Живая, неживая,
Разрушают, беречь, выращивать
1см образуется за 300 лет!
Земля-матушка.
8.Информация о домашнем задании.
-Домашнее задание предлагаю на выбор:
а) Прочитать статью учебника на с.35-38 и ответить на вопросы.
б) Подготовить сообщение о животных, обитающих в почве.
4
Источник