Neživá příroda – vybrané vlastnosti půdy (vzlínavost, jímavost)

1. Úkol

Úkol 1

Zjistěte půdní vlínavost u předložených půdních vzorků, zapište zjištěné výšky stoupající vody ve vzorcích půdy do tabulky, pozorování vysvětlete.

Úkol 2

Stanovte vodní jímavost půdy (vodní kapacitu) u předložených vzorků půd, vypočítejte v % zadržené množství vody.

Čas: 1 - 2 hodiny

Pomůcky a materiál: Skleněné trubice (umělohmotné průsvitné válce bez dna), miska na vodu, vysušené vzorky půd, váhy, sítka (gáza), měřítko, trojnožky, kádinky, drátěné mřížky.

Hlavní a dílčí cíle: Zjistit množství vody přijaté a zadržené různými druhy půd, vysvětlit pozorované rozdíly v půdní vzlínavosti u vzorků.

Mezipředmětové vztahy a přesahy: fyzika, ekologie, zeměpis, matematika

2. Obecný úvod k tématu:

Půda je podmínkou existence rostlinstva, je jedním z hlavních „výrobních“ prostředků pro naše potraviny. Přežití a rozvoj všech suchozemských biologických společenstev, přirozených i umělých, závisí na tenké vrchní vrstvě Země. Půda je cenné přírodní bohatství. Vznikla z povrchových zvětralin zemské kůry a z organických zbytků za působení půdotvorných činitelů. Mezi půdotvorné faktory patří matečná hornina, podnebné prvky, činnost organismů, činnost člověka, reliéf terénu, čas. Půda tvoří složitý otevřený systém, zahrnuje pevnou, kapalnou a plynnou složku. Složky půdy jsou minerální (anorganická) část, organická hmota, voda (půdní roztok), plyny, živé organismy.

V ekosystémech se půda účastní složitých vazeb a je nezastupitelná v plnění mnoha funkcí.

Půda je substrátem pro růst rostlin a základním článkem potravního řetězce. Je životně důležitou zásobárnou vody pro suchozemské rostliny a mikroorganismy. Mikroorganismy v půdě představují zásobárnu genetické informace a umožňují průběh důležitých procesů v ekosystémech. Organická hmota půdy je zásobárnou uhlíku, dusíku, fosforu a síry a přístupnost těchto prvků je ovlivňována činností mikroorganismů. Půda má důležitou roli ve stabilitě ekosystémů, zadržuje, ale za určitých podmínek i uvolňuje rizikové látky. Z půdy pochází mnoho surovin a složek stavebních materiálů. V půdě probíhá archeologický a paleontologický výzkum.

Složení a charakter půd jsou hlavními faktory, které určují, jakým rostlinám se na daném místě bude dařit. Půdy se klasifikují podle různých hledisek na půdní typy a půdní druhy. Půdní druhy se určují z hlediska fyzikálně petrografického a jedná se o dělení podle zrnitosti.

Textura půdy – základní fyzikální vlastnost půdy daná velikostí půdních částic. Ovlivňuje téměř všechny ostatní půdní vlastnosti, zvláště pórovitost, vodní a vzdušné poměry, velikost povrchové plochy, fyzikálně-chemické a biochemické procesy v půdě. Zrnitost půdy je kritériem pro klasifikaci půdních druhů. Podle zrnitostního složení, tj. podle zastoupení jednotlivých velikostních skupin půdních zrn se půdy dělí na: písčité až hlinitopísčité půdy (lehké půdy), písčitohlinité až hlinité půdy (středně těžké půdy), jílovitohlinité půdy až jíly (těžké půdy), silně štěrkovité až kamenité půdy. Nejúrodnější jsou půdy složené ze zhruba stejných podílů písku (0,1 - 2 mm), prachu (0,01 - 0,05 mm) a jílu (jílnaté částice jsou útvary menší než 0,01mm). Obsah dostatečně jemných částic zajišťuje velkou plochu pro poutání minerálů a vody (které se na částice absorbují). Dostatek hrubých částic je důležitý pro vzduchové póry (komůrky), které mezi nimi vznikají.Vzduchové komůrky zajišťují kyslík kořenům rostlin pro buněčné dýchání. Jestliže půda dostatečně nevysychá, kořeny se „udusí“, protože jsou tyto prostory naplněny stále vodou. Slepování jílovitých částic zabraňuje také humus, rozkládající se organický materiál vzniklý činností bakterií a hub z těl mrtvých organismů, jejich výkalů a jiného organického odpadu. Humus zodpovídá za drolivou strukturu půdy, díky které je v půdě zadržována voda.

3. Pracovní postup

Úkol 1:

Válce dole uzavřené sítkem (zavázané gázou) naplňte do stejné výšky vzorky půd a postavte do misky s vodou.

Zjišťujte výšku stoupající vody a zapisujte do tabulky:   

Úkol 2:

Jednotlivé trubice zvažte a na jednom konci upevněte gumičkou gázu. Nasypte vzorky půd o stejné hmotnosti a válce postavte do misky s vodou. Když voda vystoupá nad půdní vzorky, válce vyndejte, postavte na drátěné mřížky nad kádinky a nechte vodu odkapat. Válce znova zvažte a vypočítejte v procentech kolik vody přibylo.

Voda stoupá v různých vzorcích půdy různou rychlostí. Vzlínání nezávisí jen na kapilaritě, ale i na dalších faktorech (např. teplota).

Vodní kapacita (schopnost půdy zadržovat v pórech po určitou dobu určité množství vody) je u různých půd různá. Závisí na velikosti půdních částeček, na obsahu humusu a struktuře. Plná vodní kapacita (půda je nasycená vodou) roste k jemnozrnnějším půdám.

4. Metodické poznámky

Důležitá je příprava suchých vzorků půd a vhodných válců s průchodným dnem.

5. Očekávané výstupy RVP SV:

Na základě jednoduchého pokusu žáci odvodí význam spodní vody (zvláště v období sucha) pro rostliny a dále odvodí na čem závisí schopnost půdy zadržovat vodu.

Doprovodné otázky pro studenty, kvízy, úkoly aj.

1) Uveďte na čem závisí vzlínavost půdy?

2) Půdní druhy se určují podle:

a) půdní zrnitosti
b) obsahu humusu
c) obsahu vody
d) obsahu vzduchu

3) Vázání vody je nejmenší:

a) u písčité půdy
b) u hlinitopísčité půdy
c) u jílovité půdy

4) Nejhorší provzdušnění je:

a) u hlíny
b) u jílu
c) u písku

5) Vysvětlete co je to humus?

6) Vysvětlete co je to edafon?

7) Na čem závisí barva půdy?

8) Uveďte hlavní půdotvorné činitele.

9) Jaký vliv má struktura půdy a půdní kapiláry na její vodní kapacitu?

10) Které půdy jsou u nás nejvíce zastoupené?

Zdroj:

http://www.la-ma.cz/?p=89

http://www.agrokrom.cz/texty/metodiky/radce_hospodare/radce_pudni_podminky_cr.pdf

CAMPBELL, N. Biologie. 1.vyd. Brno: Computer Press,a.s., 2006, ISBN 80-251-1178-4

PAUK, Fr. Mineralogie, petrografie a geologie. 7.vyd. Praha: SPN, 1969

BAER, H.-W. Biologické pokusy ve škole. 3.vyd. Praha: SPN, 1973