Номер 1, страница 78 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

1. Определите плотность двух образцов почвы объемом $100\ \text{см}^3$, которые имеют массу $130\ \text{г}$ и $160\ \text{г}$. Рассмотрите таблицу плотностей почвы и рис. 51. Объясните, как плотность почвы влияет на рост растений?

Рис. 51. Рост растений зависит от плотности почвы

Определите плотность двух образцов почвы

Дано:

Объем образцов почвы, $V = 100 \text{ см}^3$
Масса первого образца, $m_1 = 130 \text{ г}$
Масса второго образца, $m_2 = 160 \text{ г}$

$V = 100 \text{ см}^3 = 100 \cdot (10^{-2} \text{ м})^3 = 100 \cdot 10^{-6} \text{ м}^3 = 10^{-4} \text{ м}^3$
$m_1 = 130 \text{ г} = 0.13 \text{ кг}$
$m_2 = 160 \text{ г} = 0.16 \text{ кг}$

Найти:

Плотность первого образца $\rho_1$
Плотность второго образца $\rho_2$

Решение:

Плотность вещества определяется по формуле: $ \rho = \frac{m}{V} $, где $\text{m}$ — масса, а $\text{V}$ — объем.

1. Найдем плотность первого образца почвы:
$ \rho_1 = \frac{m_1}{V} = \frac{130 \text{ г}}{100 \text{ см}^3} = 1.3 \text{ г/см}^3 $
В системе СИ: $ \rho_1 = \frac{0.13 \text{ кг}}{10^{-4} \text{ м}^3} = 1300 \text{ кг/м}^3 $

2. Найдем плотность второго образца почвы:
$ \rho_2 = \frac{m_2}{V} = \frac{160 \text{ г}}{100 \text{ см}^3} = 1.6 \text{ г/см}^3 $
В системе СИ: $ \rho_2 = \frac{0.16 \text{ кг}}{10^{-4} \text{ м}^3} = 1600 \text{ кг/м}^3 $

Ответ: плотность первого образца почвы составляет $1.3 \text{ г/см}^3$ (или $1300 \text{ кг/м}^3$), а второго — $1.6 \text{ г/см}^3$ (или $1600 \text{ кг/м}^3$).

Объясните, как плотность почвы влияет на рост растений?

Плотность почвы является одним из ключевых факторов, определяющих ее плодородие и условия для роста растений. Это наглядно демонстрирует рис. 51. Рассчитанные значения плотности ($1.3 \text{ г/см}^3$ и $1.6 \text{ г/см}^3$) являются типичными для почв, но отражают разное их состояние. Плотность $1.3 \text{ г/см}^3$ обычно соответствует рыхлой, хорошо структурированной почве, благоприятной для роста (как у растения справа на рисунке), в то время как плотность $1.6 \text{ г/см}^3$ и выше свидетельствует о сильном уплотнении, которое негативно сказывается на растениях (как у растения слева).

Влияние плотности почвы на рост растений многогранно:

1. Механическое сопротивление росту корней. В почве с высокой плотностью (уплотненной) частицы плотно прилегают друг к другу, уменьшая пористость. Это создает физическое препятствие для проникновения и роста корней. Корневой системе требуется больше энергии, чтобы пробиться сквозь плотный грунт, из-за чего ее развитие замедляется. На рис. 51 слева показано растение в уплотненной почве: его корневая система слабо развита и сосредоточена в верхнем слое. Растение справа, в рыхлой почве, имеет мощную и разветвленную корневую систему, которая может достигать более глубоких слоев почвы.

2. Водно-воздушный режим. Плотность напрямую влияет на пористость почвы, то есть на объем пор, заполненных водой и воздухом.
• Аэрация: В уплотненной почве мало крупных пор, по которым вглубь проникает воздух. Корни растений нуждаются в кислороде для дыхания. Его недостаток (гипоксия) в плотной почве угнетает физиологические процессы, снижает поглощение воды и питательных веществ и может привести к гибели корней.
• Водопроницаемость: Уплотненная почва плохо впитывает воду. Это приводит к ее застою на поверхности (как условно показано синим цветом на левом изображении) и в верхних слоях, что вызывает переувлажнение и анаэробные условия. При этом проникновение влаги вглубь затруднено.

3. Доступность питательных веществ. Ограниченное развитие корневой системы, плохая аэрация и нарушенный водный режим в совокупности затрудняют поглощение растением необходимых питательных элементов из почвы. Кроме того, в анаэробных условиях уплотненной почвы замедляется жизнедеятельность полезных почвенных микроорганизмов, которые переводят питательные вещества в доступную для растений форму.

Таким образом, чрезмерно высокая плотность почвы подавляет рост растений, в то время как оптимальная, более низкая плотность создает благоприятные условия для развития мощной корневой системы, хорошего снабжения водой, кислородом и питательными веществами, что способствует активному росту и развитию всего растения.

Ответ: высокая плотность почвы (уплотнение) создает механическое препятствие для роста корней, ухудшает аэрацию (снабжение корней кислородом) и водопроницаемость, что приводит к угнетению роста и развития растений. Оптимальная (не высокая) плотность способствует формированию мощной корневой системы и обеспечивает растение необходимыми ресурсами, что ведет к его активному росту.