Żyjący ocean pod stopami

Doświadczenie 1

Usuń górną część plastikowej butelki po napoju. Do tak powstałego pojemnika wsyp kilka łyżek ziemi (pobranej choćby z kretowiska powstałego na trawniku) i wlej wodę tak, aby wypełniała naczynie w trzech czwartych. Zawartość dokładnie zamieszaj i pozwól zawiesinie opaść na dno. Gdy roztwór się wyklaruje, oświetl go latarką zaopatrzoną w przesłonę z czarnego papieru (światło wydostaje się tylko przez niewielki otwór). Powtórz próbę z różnymi rodzajami gleby, np. torfową (ze sklepu ogrodniczego) czy piaszczystą (z sosnowego lasu).

Wyjaśnienie: Zaobserwuj różne odcienie warstw, z których składa się osad na dnie butelki (na powierzchni wody pływają szczątki roślinne). Cząstki gleby opadały z różną szybkością, większe – szybciej, mniejsze – wolniej (te trafiły do górnych warstw). Gdy na roztwór nad osadem skierujesz latarkę, zauważysz, że światło ulega rozproszeniu. Zjawisko to nosi nazwę efektu Tyndalla. Podobne obserwacje poczynisz, przepuszczając strumień światła przez szklankę wody z odrobiną mleka lub patrząc na promień słońca, który wpada do zaciemnionego pokoju przez szczelinę w zasłonie. We wszystkich przypadkach przyczyna jest taka sama: rozproszenie fal świetlnych na cząstkach o rozmiarach rzędu tysięcznej części milimetra (taki układ nosi nazwę koloidu). Gleba jest więc układem o złożonej strukturze, a najważniejszą jej częścią są właśnie najdrobniejsze składniki – koloid glebowy (cząstki ilaste i powstała z organizmów żywych próchnica).

Doświadczenie 2

Wysusz kilka łyżek gleby, ogrzewając je w piekarniku lub w otwartym naczyniu. Plastikowy lejek wyłóż kuchennym ręcznikiem i nasyp do niego porcję wysuszonej ziemi. W naczyniu z podziałką przygotuj wodę z barwnikiem (np. do jajek, atramentem czy tuszem do drukarki) w ilości dwu-, trzykrotnie większej niż objętość użytej gleby. Lejek umieść w otworze butelki lub słoika (za pomocą włożonej w otwór zapałki zapewnij swobodny wypływ powietrza z naczynia). Powoli wlewaj wodę z barwnikiem do lejka. Zaobserwuj kolor wyciekającej wody, a po zakończeniu próby (15–20 min) zmierz jej objętość. Powtórz eksperyment z różnymi rodzajami gleb.

Wyjaśnienie: Gleba ma zdolność pochłaniania wody oraz rozpuszczonych w niej substancji (barwa cieczy po przejściu przez zawartość lejka jest wyraźnie jaśniejsza niż roztworu przygotowanego do próby), co nazywamy sorpcją glebową. Poszczególne rodzaje gleb charakteryzują się różnym jej stopniem, np. piaszczysta przepuszcza prawie całą wodę i zatrzymuje niewielkie ilości barwnika (w przeciwieństwie do żyznej ogrodowej). Dzięki zdolnościom sorpcyjnym możliwe jest życie roślin i mikroorganizmów, które z gleby czerpią wodę i rozpuszczone w niej składniki mineralne. Za zdolności sorpcyjne gleby odpowiada koloid glebowy.

Doświadczenie 3

Szczyptę gleby umieść na spodeczku i nalej na nią kilkanaście kropli octu lub elektrolitu do akumulatorów. W tym drugim przypadku zachowaj ostrożność – jest to roztwór kwasu siarkowego (chroń ręce i oczy). Obserwuj zachowanie próbki. Powtórz eksperyment z różnymi rodzajami gleby.

Wyjaśnienie: Okruchy skał wapiennych to stały element gleby. Ich główny budulec – węglan wapnia – rozkłada się pod wpływem kwasów, co obserwowałeś jako wydzielanie pęcherzyków dwutlenku węgla. Intensywność pienienia jest proporcjonalna do zawartości wapieni w glebie.

Doświadczenie 4

Szczyptę gleby umieść we wgłębieniu płytki kwasomierza glebowego Helliga (do nabycia w sklepie ogrodniczym). Nalej na nią nieco płynu wskaźnikowego z buteleczki dołączonej do zestawu. Po kilku minutach przechyl płytkę tak, aby ciecz spłynęła do kanalika znajdującego się obok wgłębienia, i porównaj jej barwę ze skalą umieszczoną na płytce. Powtórz oznaczenie dla próbek gleb pobranych z różnych miejsc. Jeśli nie chcesz kupować kwasomierza, pH gleby oznaczysz również w inny sposób. Do odrobiny ziemi znajdującej się na łyżeczce wlej nieco wody i zamieszaj. Po rozwarstwieniu się zawiesiny zanurz w wodzie papierek wskaźnikowy i jego kolor porównaj ze skalą barw na opakowaniu.

Wyjaśnienie: Odczyn gleby nie jest obojętny dla uprawy roślin. Większość gatunków toleruje tylko określony zakres pH, poza nim ich rozwój ulega zahamowaniu. Zapewnienie optymalnych warunków znacznie zwiększa plony, dlatego też plantatorzy i ogrodnicy przykładają dużą wagę do znajomości pH gleby. Polskie gleby mają zazwyczaj odczyn kwasowy.

Doświadczenie 5

Wybierz się na wycieczkę z atlasem botanicznym i kwasomierzem glebowym Helliga. Zmierz pH próbek gleby. Wybierz miejsca, gdzie rosną np. czarne jagody, babka zwyczajna, niezapominajka, hortensja.

Wyjaśnienie: Na podłożu o odczynie kwasowym znajdziesz czarne jagody, borówki, konwalie, koniczynę, szczaw, wrzos czy skrzyp polny. Babka zwyczajna, mak, mlecz i podbiał zwiastują zasadowy odczyn gleby. Niezapominajka ma niebieskie kwiaty na glebach alkalicznych i obojętnych, a zakwaszone środowisko zmienia ich kolor na różowy. Ogrodowa hortensja kwitnie na podłożu kwasowym na niebiesko, a na zasadowym – na różowo. Co ważne dla ogrodników, skupiska ostu świadczą o dużej zawartości wapnia w glebie, a rumianki i chabry o małej. Podłoże zasobne w azot porastają pokrzywy i łopiany, a wrzosy wybierają gleby o niewielkiej jego zawartości.

Krzysztof Orliński
dziennikarz popularnonaukowy

***

Zestaw przyrządów i materiałów

ocet lub elektrolit do akumulatora, kwasomierz Helliga, papierki wskaźnikowe

Niewliczone w cenę: plastikowe butelki, kuchenny lejek, papierowy ręcznik, łyżki, latarka, atlas botaniczny

Szacunkowy koszt: 30–40 zł

***

Wiedza w pigułce

Gleba – powierzchniowa warstwa skorupy ziemskiej – powstaje w wyniku wietrzenia skał przy współudziale zjawisk fizycznych (woda, wiatr, zmiany temperatury) i chemicznych (rozpuszczone w wodzie gazy niszczące skały), a także aktywności organizmów żywych. Jest to mieszanina minerałów, wody z rozpuszczonymi w niej związkami chemicznymi, gazów i składników organicznych. Ma budowę warstwową, co można zauważyć, przyglądając się np. wykopowi pod fundamenty budynku. Górna część jest bogata w próchnicę. Zawartość próchnicy i wody decydują o żyzności gleby.

Struktura i skład gleby nie są ustalone raz na zawsze. Jest to niezwykle dynamiczny, wręcz żyjący układ, w którym procesy przemian minerałów i składników organicznych oraz działalność organizmów żywych zachodzą nieustannie. Od odczynu (pH) gleby zależy szata roślinna. W warunkach nadmiernego zakwaszenia gleby często obserwuje się słabsze działanie nawozów mineralnych.

***

Uwaga!

Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za ewentualne szkody powstałe wskutek doświadczeń.