Учебно-методический комплекс

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сыктывкарский государственный университет»

Институт естественных наук

Кафедра экологии

Учебно-методический комплекс

Дисциплины «Агроэкология»

Блок дисциплин – М2.ДВ3

Направление 022000.68 – «Экология и природопользование»

Институт естественных наук

Форма обучения – очная

Сыктывкар, 2011

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сыктывкарский государственный университет»

Институт естественных наук

Кафедра экологии

УТВЕРЖДЕНО

На заседании

учебно-методической комиссии Института

«7» сентября 2011г.

Протокол № 1

Председатель УМК

ёва________

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

Дисциплины «Агроэкология»

Блок дисциплин – М2.ДВ3

Направление 022000.68 – «Экология и природопользование»

Институт естественных наук

Форма обучения – очная

Семестр А

Всего учебных занятий – 108 часов

В том числе:

Аудиторных 48 часов, из них

Лабораторные занятия – 48 часов

КСР – 2 часа

Самостоятельных – 58 часов

Промежуточный контроль – контрольная работа

Итоговый контроль – зачет

Сыктывкар 2011

Лист согласования и утверждения рабочей программы

Составители УМК

доцент кафедры экологии, к. б.н. ____________

(подпись)

Рабочая программа составлена на основании ФГОС ВПО и учебного плана

по направлению 022000.62 «Экология и природопользование»

Рабочая программа рассмотрена и одобрена

на заседании кафедры экологии

Протокол заседания №___ от «___»_______2011 г.

Заведующий кафедрой

д. б.н. ____________

(подпись)

СОГЛАСОВАНО:

Директор Института естественных наук

к. б.н. _____________ ёва

(подпись)

Протокол №­­______

«___» __________2011 г.

Председатель УМК Института естественных наук

к. б.н. ____________ ёва

(подпись)

Пояснительная записка

Курс «Агроэкология» посвящен вопросам сохранения биоразнообразия редких видов, методам их изучения и мониторинга за состоянием их популяций. Дисциплина включает в себя пять разделов. В первом разделе обсуждаются общие вопросы сохранения биоразнообразия. Во втором разделе внимание сфокусировано на проблеме сохранения редких видов. Следующий раздел раскрывает специфику полевых методов изучения популяций редких видов. В четвертом разделе анализируются популяционно-биологические и фитоценологические методы, используемые для характеристики редких видов и мест их обитания. Заключительный раздел посвящен вопросам мониторинга и картографирования биоразнообразия.

Цель и задачи курса

Цель курса – изучение закономерностей взаимоотношения организмов на всех уровнях организации со средой их обитания, роли сельского хозяйства в загрязнении биосферы, особенностях экологического кризиса, путях и методах сохранения современной биосферы.

Задачи курса – изучение особенностей функционирования агроэкосистем в условиях современного техногенеза, способов производства экологически безопасных продуктов сельского хозяйства, проблем сельскохозяйственной радиоэкологии, агроэкологического мониторинга, адаптивно-ландшафтной системы земледелия.

Место курса в структуре ООП

Содержание курса связано в первую очередь с такими дисциплинами как «Биоразнообразие», «Устойчивое развитие», «Охрана природы и «рациональное природопользование». От студентов, изучающих данный курс также требуется знание популяционной биологии, экологии животных и растений, биологии, биогеографии, картографирования, геоботаники, биологического мониторинга.

Профессиональные компетенции, формируемые в результате изучения дисциплины

способностью формулировать проблемы, задачи и методы научного исследования; получать новые достоверные факты на основе наблюдений, опытов, научного анализа эмпирических данных; реферировать научные труды, составлять аналитические обзоры накопленных сведений в мировой науке и производственной деятельности; обобщать полученные результаты в контексте ранее накопленных в науке знаний; формулировать выводы и практические рекомендации на основе репрезентативных (от фр. и оригинальных результатах исследований (ПК-1);

глубоким пониманием и творческим использованием в научной и производственно-технологической деятельности знания фундаментальных и прикладных разделов специальных дисциплин ООП магистратуры (ПК-2);

владением основами проектирования, экспертно-аналитическои деятельности и выполнения исследований с использованием современных подходов и методов, аппаратуры и вычислительных комплексов в соответствии с профильной направленностью ООП магистратуры (ПК-3);

использованием современных методов обработки и интерпретации экологической информации при проведении научных и производственных исследований (ПК-4);

умением разработать типовые природоохранные мероприятия (ПК-5);

способностью проводить оценку воздействия планируемых сооружений или иных форм хозяйственной деятельности на окружающую среду (ПК-6);

умением диагностировать проблемы охраны природы,

разрабатывать практические рекомендации по охране природы и обеспечению устойчивого развития (ПК-7);

знанием нормативных документов, регламентирующих организацию производственно-технологических экологических работ (в соответствии с профильной направленностью ООП магистратуры) (ПК-8);

готовностью осуществлять организацию и управление научно-исследовательскими и научно-производственными и экспертно-аналитическими работами с использованием углубленных знаний в области управления природопользованием (в соответствии с профильной направленностью ООП магистратуры) (ПК-11).

Результаты обучения

Студенты должны знать:

-  каков предмет, основные цели и задачи агроэкологии, историю развития науки;

-  какие факторы играют наибольшую роль в жизни сельскохозяйственных растений;

-  какие биологические свойства определяют урожайность сельскохозяйственных культур;

-  какие агротехнические принципы следует использовать в сельском хозяйстве;

-  типы и виды землепользования, их специфику;

-  основны виды ресурсов, используемых в сельском хозяйстве;

-  как влияют почвенные условия на жизнь сельскохозяйственных растений;

-  каковы принципы сельскохозяйственного использование и охраны почв от воздействия неблагоприятных экологических факторов;

-  в чем сущность явления дегумификации почв, каковы методы ее преодоления;

-  как влияют гидрологические условия на жизнь сельскохозяйственных растений;

-  каковы методы улучшения гидрологических условий жизни культивируемых растений;

-  какова роль атмосферного воздуха, солнечной радиации в жизни растений, каковы принципы выбора оптимального режима освещения;

-  каковы принципы применения тепличных технологий для выращивания сельскохозяйственных культур;

-  какие компоненты входят в состав агрофитоценозов, какова их структура, особенности функционирования, в чем их отличия от естественныхз фитоценозов;

-  какими методами можно повысить устойчивость агрофитоценозов, каковы основные закономерности их динамики;

-  основные культивируемые растения агрофитоценозов, как в России в целом, так и в Республике Коми;

-  основные виды и биологические свойства сорных растений;

-  какими методами осуществляется управление взаимоотношениями между культурными и сорными растениями в агрофитоценозах;

-  альтернативные системы земледелия и их экологическое значение;

-  в чем состоят основные принципы производства экологически безопасной сельскохозяйственной продукции, как их можно улучшить;

-  последние тенденции и перспективы развития сельского хозяйства;

-  как используются биотехнологии, клеточная и генная инженерия в современном сельском хозяйстве.

Студенты должны уметь:

- применять на практике методы анализа экологических условий жизни растений,

- владеть методиками определения урожайности культурных растений.

- использовать основные аналитические методы для оценки химического состава и физических свойств почв;

- применять на практике методы определения влаги в почве, ее свойств, связанных со способностью удерживать воду,

- использовать методы улучшения гидрологических условий в культивировании растений,

- оценивать содержание поллютантов в почве, почвенной влаги, атмосферном воздухе;

- применять на практике методы выращивания основных сельскохозяйственных культур.

Объем курса. Дисциплина «Агроэкология» включает в себя лекционные (32 часа) и лабораторные занятия (8 часов), самостоятельную работу студентов ( часов), в соответствии с учебным планом специальности.

Формы работы.

Виды аудиторной работы

Лекции, работы

Виды самостоятельной работы

Работа с лекциями, учебной литературой, опробирование на практике методов изучения и охраны редких видов, использование методов при выполнении квалификационных работ по специальности.

Контроль знаний. Промежуточный контроль знаний включает в себя выполнение студентами контрольной работы по первым двум разделам. Формой текущего контроля знаний и внеаудиторной самостоятельной работы студентов являются опросы, беседы при представлении отчетов по лабораторным работам, в качестве аудиторной самостоятельной работы – работа с учебной и научной литературой. Формой итогового контроля служит зачет.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ План КУРСА “Агроэкология”

Наименование тем	Количество часов по учебному плану
Максимальная нагрузка студентов (часов)	Аудиторная нагрузка	Самосто-ятельная работа
Всего	В том числе
Лекции	Лабораторные занятия
1. Предмет и задачи агроэкологии				3
2. Агроэкологическая оценка факторов жизни и урожайности сельскохозяйственных культур				3
3. Агротехнические условия				3
4. Экология землепользования				3
5. Ресурсы в сельском хозяйстве. Почвенные ресурсы				3
6. Сельскохозяйственное использование и охрана почв.				3
7. Дегумификация почв.				3
8. Водные ресурсы				3
9. Атмосферный воздух				3
10. Агрофитоценозы				3
11. Культивируемые растения агрофитоценоза.				3
12. Сорные растения, их виды.				3
13. Управление взаимоотношениями между культурными и сорными растениями в агрофитоценозах				3
14. Альтернативные системы земледелия и их экологическое значение				3
15. Производство экологически безопасной продукции				3
16. Новая концепция развития сельского хозяйства				3
Итого:				48

Содержание курса «Агроэкология»

Введение. Биосфера. Воздействие человека на биосферу. История развития агроэкологии. Агроэкология как комплексная наука, ее цель, задачи, объекты изучения и методологическая основа. Основные понятия агроэкологии. Методы исследований в агроэкологии.

Агроэкологическая оценка факторов жизни и урожайности сельскохозяйственных культур

Факторы окружающей среды: световая энергия, тепло, вода, питательные вещества, реакция среды (рН почвенного раствора), токсические факторы и случайные факторы. Биологические особенности и урожай культурных растений (потенциальный, климатически обеспеченный, программируемый и производственный урожай).

Агротехнические условия

Действие экологических факторов на агрофитоценозы. Адаптация, биологический оптимум и пределы выносливости организмов.

Комплексность действия экологических факторов. Ведущие и сопутствующие факторы. Законы и принципы агроэкологии.

Экология землепользования

Общая мировая земельная площадь. Виды земель. Типы и виды землепользования (земледельческое, пастбищное и смешанное землепользование; их классификация). Сельскохозяйственное землепользование. Отрасли сельского хозяйства. Рациональное землепользование (снижение деградации земель: уменьшение эрозии почв и потерь гумуса).

Ресурсы в сельском хозяйстве

Почвенные ресурсы. Экологические функции почвы (жизненное пространство, опорная функция, источник питательных элементов, главный источник влаги, стимулятор и ингибитор биохимических процессов, депо семян и других зачатков).

Сельскохозяйственное использование и охрана почв. Ветровая эрозия почв. Загрязнение почв при сельскохозяйственном производстве. Степень загрязнения почв (предельно допустимые концентрации - ПДК тяжелых металлов и др.). Накопление в почве нитратов – минеральные удобрения и качество сельскохозяйственной продукции. Пестициды. Применение, их классификация (по объемам применения, по способу проникновения в организм и характеру действия). Пестициды специфического действия: дефолианты и ретарданты. Почвенные фунгициды. Загрязнение почв выбросами промышленных предприятий и при использовании сточных вод для орошения, вывоз на поля мусора, стоки крупных животноводческих
комплексов и сельскохозяйственных предприятий по переработке продукции, ремонтных мастерских, нефтебаз и населенных пунктов. Кислотные дожди.

Мероприятия, предотвращающие поступление токсичных элементов в растения. Радиоактивное загрязнение почв. Различия в загрязнении почв тяжелых и легких по механическому составу. Захоронение радиоактивных отходов.

Дегумификация почв. Понятие о дегумификации почв. Приемы устранения дегумификации почв (внесение органических удобрений, запахивание пожнивных остатков, применение сидератов, посев многолетних трав и внедрение почвозащитных технологий возделывания сельскохозяйственных культур.

Уплотнение почв ходовыми системами сельскохозяйственных машин, создание экологичной сельскохозяйственной техники.

Водные ресурсы

Их количество на планете и в России. Осушение заболоченных земель. Орошение в сельском хозяйстве. Ирригационная эрозия и меры ее устранения. Артезианские воды и их использование. Загрязнение и очистка поверхностных и грунтовых вод.

Атмосферный воздух

Его состав. Загрязнение атмосферы, источники загрязнения. Радиоактивность. Увеличение содержания СО2 в атмосфере. Парниковый эффект и его последствия. Влияние загрязнения воздуха на людей, животных и растения.

Агрофитоценозы

Компоненты агрофитоценоза. Видовой состав. Одно-, двух - и многовидовые агрофитоценозы. Сходство и различия естественных фитоценозов и агрофитоценозов. Агрофитоценоз – саморегулирующаяся система; его разнородность и разнокачественность – устойчивость системы (использование сортов-популяций схожих морфологически, а генетически разнокачественных).

Доминирующие виды в агрофитоценозе. Взаимоотношения между особями в агрофитоценозе. Культивируемые растения агрофитоценоза. Производственная классификация полевых культур их морфология и биологические требования к экологическим факторам.

Сорные растения, их виды. Сегетальные и рудеральные сорные. Вредоностность и некоторые полезные свойства сорных растений. Требования сорных к экологическим факторам. Взаимоотношения между высшими растениями в агрофитоценозах. Крупные сельскохозяйственные комплексы зоны умеренного климата.

Управление взаимоотношениями между культурными и сорными растениями в агрофитоценозах с целью ликвидации засоренности полей. Влияние агротехнических мероприятий на компоненты агробиоценоза (севообороты, пространственное размещение культур и др.). Экологическая оценка сельскохозяйственных культур (основные параметры их оценки).

Альтернативные системы земледелия и их экологическое значение

Система экологически оптимальной биопродуктивности сельскохозяйственных культур. Поликультуры. Восстановительное земледелие. Биоземледелие и биологическая защита растений. Органическое мини-земледелие с применением вермикультуры, получение биогумуса.

Производство экологически безопасной продукции

Вещества, загрязняющие продукты питания и корма, их предельно  допустимая концентрация (ПДК) в продуктах. Загрязненность продуктов животноводства остатками антибиотиков.

Новая концепция развития сельского хозяйства

Стратегические задачи сельского хозяйства: повышение эффективности фотосинтеза, экологизация сельского хозяйства и снижение энергоемкости, модернизация трофических цепей (растение-человек, растение-животное-человек), и, в частности, усиление переработки сельскохозяйственной продукции для пищевых целей.

Самостоятельная работа студентов

Самостоятельная работа студентов включает в себя работу с текстами лекций, учебной литературой, подготовку к лабораторным работам, выполнение самостоятельных заданий.

Учебно-методическое обеспечение дисциплины

Основная литература

1.   Агроэкология - Нижний Новгород, 2002.

2.  ,   Введение в агроэкологию.-Санкт-Петербург, «Крисмас+», 1999.

3.  и др. Агроэкология - М., «Колос», 2000.

Дополнительная литература

1.  Ацци Дж.  Сельскохозяйственная экология.-М., 1959.

2.    Агрофитоценология.-Харьков, 1986.

3.  и др.. Основы сельскохозяйственных знаний.-М., «Просвещение», 1979.

4.    Агрофитоценология.- Казань, 1972.

5.    Теоретические основы современной фитоценологии.-М., 1985.

6.    Круговорот и баланс питательных веществ в земледелии. - М., 1979.

7.  Сельскохозяйственные экосистемы. - М., 1987.

8.    Сельскохозяйственная экология. - М., 1971.

9.    Основы агрофитоценологии. - Л., 1975.

10. и др.  Сельскохозяйственная экология. - М., «Колос», 1996.

11. Экология и сельское хозяйство. - М., 1989.

Формы и содержание контроля

Текущий контроль

·  Тестирование по тематическим блокам

·  Сдача отчетов по лабораторным работам

Промежуточный контроль

·  Контрольная работа по теме «Ресурсы в сельском хозяйстве»

Итоговый контроль

·  зачет.

Зачет сдается устно. На нем проверяются знания по двум из вопросов общего списка.

ВОПРОСЫ к зачету ПО КУРСУ “ Агроэкология ”

1.  Предмет и задачи агроэкологии

2.  Факторы окружающей среды: световая энергия, тепло, вода, питательные вещества, реакция среды (рН почвенного раствора), токсические факторы

3.  Биологические особенности и урожай культурных растений

4.  Действие экологических факторов на агрофитоценозы.

5.  Агротехнические условия

6.  Виды земель.

7.  Типы и виды землепользования (земледельческое, пастбищное и смешанное землепользование; их классификация).

8.  Сельскохозяйственное землепользование. Отрасли сельского хозяйства.

9.  Рациональное землепользование.

10.Почвенные ресурсы. Экологические функции почвы.

11.Ветровая эрозия почв.

12.Загрязнение почв при сельскохозяйственном производстве.

13.Пестициды.

14.Почвенные фунгициды.

15.Загрязнение почв выбросами промышленных предприятий и при использовании сточных вод для орошения.

16.Кислотные дожди.

17.Мероприятия, предотвращающие поступление токсичных элементов в растения. Радиоактивное загрязнение почв.

18.Различия в загрязнении почв тяжелых и легких по механическому составу.

19.Захоронение радиоактивных отходов.

20.Дегумификация почв. 

21.Приемы устранения дегумификации почв.

22.Уплотнение почв ходовыми системами сельскохозяйственных машин, создание экологичной сельскохозяйственной техники.

23.Осушение заболоченных земель.

24.Орошение в сельском хозяйстве.

25.Ирригационная эрозия и меры ее устранения.

26.Артезианские воды и их использование.

27.Загрязнение и очистка поверхностных и грунтовых вод.

28.Атмосферный воздух

29.Агрофитоценозы

30.Культивируемые растения агрофитоценоза.

31.Сорные растения, их виды.

32.Взаимоотношения между высшими растениями в агрофитоценозах.

33.Управление взаимоотношениями между культурными и сорными растениями в агрофитоценозах

34.Альтернативные системы земледелия и их экологическое значение

35.Производство экологически безопасной продукции

36.Новая концепция развития сельского хозяйства