Методы почвенных исследований

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Калининградский государственный

технический университет»

УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебно-методической работе п\п «12» декабря 2014 г..

Рабочая программа дисциплины

методы почвенных исследований

Профессиональный цикл, базовая часть

Направление подготовки

110100 – агрохимия и агропочвоведение

Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр

Форма обучения

очная

Факультет биоресурсов и природопользования

Кафедра - разработчик агропочвоведения и агроэкологии

Калининград, 2013

1. цели и задачи освоения дисциплины

Цель - овладение студентами основными современными методами проведения лабораторных и натурных исследований почв.

Задачи дисциплины:

-  изучение современных методов исследования элементного, минералогического, химического состава почв;

-  освоение методов оценки свойств, процессов и режимов в почвах;

-  получение навыков правильного выбора метода в конкретных условиях;

-  выработка умений пользоваться современной почвенной терминологией, лабораторным оборудованием, измерительными приборами, химической посудой и реактивами, применяемыми в аналитической практике при иссле­довании почвенных образцов, обобщать и правильно интерпретировать результаты анализов.

2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата

Дисциплина «Методы почвенных исследований» входит в базовую часть профессионального цикла дисциплин, основной образовательной программы (ООП) по направлению 110100 «Агрохимия и агропочвоведение».

При освоении дисциплины используются знания и навыки, полученные студентом в курсах «Химия», «Биология».

Для качественного усвоения дисциплины студент должен знать почвообразующие породы и слагающие их минералы, рельеф, растительность, иметь представление об индивидуальных органических соединениях и коллоидных системах, иметь навыки взятия навески, приготовления вытяжки, фильтрования суспензии, титрования раствора. Дисциплине должны предшествовать курсы: физика, химия, физико-химические методы исследования, общее почвоведение. Курс «Методы почвенных исследований» является основополагающим и предшествующим для следую­щих дисциплин: агрохимические методы исследований, сельскохозяйственная экология, агроэкологический мониторинг, бонитировка почв.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

В результате освоения дисциплины у студента должны сформироваться следующие общекультурные и профессиональные компетенции (или их элементы), предусмотренные ФГОС ВПО:

а) общекультурные (ОК):

- владением культурой мышления, способностью к анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);

- способностью находить организационно - управленческие решения в нестандартных ситуациях и готовностью нести за них ответственность (ОК-4);

- способностью осознавать социальную значимость своей будущей профессии, обладать высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК-8);

б) профессиональные (ПК):

- готовностью проводить физический, физико-химический, химический и микробиологический анализ почв, химический анализ растений, удобрений и мелиорантов в соответствии с современными методиками (ПК-7);

- готовностью участвовать в проведении почвенных, агрохимических и агроэкологических обследований земель сельскохозяйственного назначения (ПК-8);

- способностью определить способы оптимального регулирования водного режима растений на мелиорируемых землях (ПК-10);

- готовностью изучать современную информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследований (ПК-20);

- способностью к проведению почвенных, агрохимических и агроэкологических научных исследований согласно утвержденным методикам (ПК-21);

- способностью к лабораторному анализу образцов почв, удобрений и растений (ПК-22);

- способностью к обобщению и статистической обработке результатов опытов, формулированию выводов (ПК-23).

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать: современную почвенную терминологию, свойства, процессы и режимы почв теоретические основы применения методов исследования почв;

уметь: ориентироваться в современных методиках анализа почв; качественно выполнять основные виды анализов; разбираться в инструментальной лабораторной базе; организовывать режимные исследования почв; делать правильный выбор метода в зависимости от задачи исследования;

владеть: методами элементного, химического анализа почв; методами исследования органического вещества, водных, физических, тепловых, окислительно-восстановительных свойств почв, методами миграции веществ в почвах и сорбционных взаимодействий.

4. Структура и содержание дисциплины

4.1. Структура дисциплины

Дисциплина читается в 5 семестре. Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа. Аудиторные занятия - 60 часов, самостоятельная работа - 84 часа. Для текущего контроля знаний студентов используются тесты, индивидуальные задания. Итоговая аттестация – экзамен.

№ п/п	Темы дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (часы)	Формы текущего контроля успеваемости, промежуточной, итоговой аттестации
АЗ*	курсовая работа (КР)	самостоятельная работа (СРС)	Всего часов
Лекции	Лабораторные занятия (ЛЗ) (семинар)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1.	Характеристика почвы как объекта исследований	5	1	2	-	-	2	4
2.	Классические и современные методы изучения минералогического и элементного состава почв	5	2-3	4	4	-	6	14	·  проверка индивидуального задания ·  защита лабораторных работ

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
3.	Система и методы химического анализа почв	5	4-7	8	8	-	10	26	·  проверка индивидуального задания ·  защита лабораторных работ
4.	Методы изучения физических свойств почв	5	8-9	4	4	-	6	12	·  защита лабораторных работ
5.	Методы изучения передвижения почвенной влаги и водного режима	5	10-11	4	4	-	6	12	·  защита лабораторных работ
6.	Методы изучения гумусового состояния почв	5	12	2	2	-	4	8	·  проверка индивидуального задания ·  защита лабораторной работы
7.	Методы изучения газовой фазы и воздушных свойств почв	5	13	2	2	-	4	8	·  тест ·  защита лабораторной работы
8.	Методы изучения миграции вещества в почвах	5	14	2	2	-	4	8	·  тест ·  защита лабораторной работы
9.	Методы сорбционных взаимодействий и состояния вещества в почвах	5	15	2	2	-	4	8	·  защита лабораторной работы
10.	Методы математической статистики в почвоведении	5	16	-	2	-	2	4	·  проверка индивидуального задания
11.	Подготовка к экзамену	5	В течение семестра	-	-	-	36	36	Экзамен
Итого по дисциплине	5		30	30	-	84	144	Экзамен
		60	84

4.2. Теоретические занятия (лекции)

№ те-мы	Тема	Содержание	Кол-во часов
1	Характеристика почвы как объекта исследований	Особенности почвы как объекта исследований. Особенности элементного и вещественного состава почвы. Пространственная неоднородность почвы и особенности почвенных процессов на различных уровнях структурной организации.	2
2	Классические и современные методы изучения минералогического и элементного состава почв	Почвенные минералы как источник элементов минерального питания растений, влияние на остальные физико-химические и водно-физические свойства почвы. Инструментальные методы определения минералов в почвах. Использование данных химического анализа для характеристики особенностей минералогического состава почв. Микроморфологический метод изучения почв. Характеристика методов элементного анализа ночи: химические и инструментальные методы. Характеристика методов валового анализа без специальной подготовки почвы (спектральный, рентгенофлуоресцентный методы). Использование данных элементного анализа для контроля генетических концепций в почвоведении. Использование валового анализа для характеристики уровня загрязнённости почв тяжелыми металлами.	4
3	Система и методы химического анализа почв	Общая система показателей химического состава почв. Методы исследования вещественного состава почв. Показатели и способы оценки подвижности химических элементов в почвах. Методы оценки кислотно-основных свойств почв. Показатели и способы оценки катионообменных свойств почв. Показатели и методы изучения фракционного и группового состава соединений химических элементов в почвах.	8
4	Методы изучения физических свойств почв	Физика твердой фазы почв. Принципы и методы разделения почвы на фракции элементарных почвенных частиц и микроагрегатов. Методы определения удельной поверхности. Прямые и косвенные методы определения структуры почвы. Плотность и пористость почв. Физико-механические свойства почв и методы определения.	4
5	Методы изучения передвижения почвенной влаги и водного режима	Физика жидкой фазы почв. Энергетическое состояние и свойства почвенной влаги. Основная гидрофизическая характеристика почвы. Подходы и методы определения влажности. Натурные и лабораторные методы изучения передвижения влаги в почве. Водный баланс и методы его определения.	4
6	Методы изучения гумусового состояния почв	Методы определения общего содержания органического углерода. Методы анализа фракционного и группового состава гумуса. Элементный анализ органического вещества. Методы изучения гумификации и минерализации растительных остатков в почвах. Изучение органо-минеральных взаимодействий в почвах. Роль гумуса в детоксикации загрязняющих веществ.	2
7	Методы изучения газовой фазы и воздушных свойств почв	Газовая фаза почв и методы изучения состава почвенного воздуха. Воздухоемкость и методы ее изучения. Теплофизика почв. Энергетический баланс почвы. Теплофизические характеристики и методы изучения.	2
8	Методы изучения миграции вещества в почвах	Лизиметрические колонки. Метод стоковых и воднобалансовых площадок. Изотопно-индикаторный метод. Краткая характеристика радиоактивных изотопов, используемых в почвенных исследованиях.	2
9	Методы сорбционных взаимодействий и состояния вещества в почвах	Значение сорбционных процессов в явлениях засоления и кислотности. Сорбция удобрений и пестицидов в почвах. Методы изучения кинетики, статики и динамики сорбции. Использование сорбционных параметров для оценки доступности веществ для растений и их миграционные способности.	2
ИТОГО:		30

4.3. Лабораторные работы

Темы лабораторных работ	Кол-во часов	№ темы
Оценка данных минералогического состава почв	2	2
Валовой анализ минеральной части почв и оценка результатов	2	2
Виды почвенных анализов в разных природных зонах. Пробоподготовка и представительность почвенных проб. Анализ гигроскопической влаги.	2	3
Анализ органической части почв и оценка результатов	2	3
Определение обменных форм катионов в почвах	2	3
Анализ водной вытяжки засоленных почв	2	3
Сравнительный анализ методов определения почвенной структуры	2	4
Определение удельной поверхности и физико-механических свойств почв.	2	4
Определение полной, наименьшей, капиллярной влагоемкости почв	2	5
Определение максимальной гигроскопичности по Николаеву	2	5
Определение лабильного гумуса. Сравнительный анализ методов фракционирования гумусовых веществ.	2	6
Определение эмиссии СО2 из почв по Штатнову	2	7
Оценка данных лизиметрических анализов	2	8
Определение и расчет калийного потенциала почв с помощью ионоселективных электродов	2	9
Статистическая обработка данных почвенных анализов.	2	10
Итого по дисциплине 30

4.4. Самостоятельная работа студентов (СРС)

№ п/п	Вид (содержание) СРС	Кол-во часов	Форма контроля
1.	Освоение учебного материала	14	·  Тесты (два)
2.	Выполнение лабораторных работ (подготовка к лабораторным занятиям, оформление работ)	10	·  Защита лабораторных работ
3.	Выполнение индивидуальных заданий	24	·  Проверка результатов выполнения
4.	Подготовка к сдаче и сдача экзамена	36	·  Экзамен
Итого	84

5. Образовательные технологии

В процессе преподавания используются следующие методы:

- лекции;

- проведение лабораторных работ;

- развернутые беседы с использованием экспедиционного опыта и результатов конкретных научно-исследовательских и научно-поисковых экспедиций;

- индивидуальные задания по пройденным темам (четыре);

- обязательная промежуточная аттестация (тесты - два);

- консультации преподавателя;

- самостоятельная работа студентов, в которую входит: изучение конкретно предложенных тем для такой работы с использованием литературных источников, а также соответствующих материалов из сети Интернет; освоение теоретического материала; подготовка к промежуточному контролю; подготовка к лабораторным работам, к экзамену.

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

Оценочные средства включают проверку:

Тестов Индивидуальных заданий Экзамен

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

а) основная литература

1.  Мамонтов почвоведе­ние / , , .- М.: КолосС, 2006.

2.  Ганжара по почвоведению / , , . – М.: Агроконсалт, 2002. – 280 с.

б) дополнительная литература

1.  Почвоведение / Под ред. . М.: Агропромиздат, 1982. 3 изд.

2.  Ганжара /. – М.: Агроконсалт, 200с.

3.  , , Бурлакова с основами геологии / Под ред. - М.: Колос. -2000.

4.  Анциферова описание почв и руководство к учебной практике по почвоведению/. – Калининград: Изд-во КГТУ, 2004. – 82 с.

5.  Александрова -практические занятия по почвоведению / , . – Л.: Агропромиздат, 1986. – 296 с.

6.  Анциферова по почвоведению. Учеб.-метод. пособие для студентов по направлению 560200 – Агрономия, 511100 – Экология и природопользование / . – Калининград, 2002 – 87 с.

7.  Анциферова изучения органического вещества почв. Метод. Пособие по почвоведению / – Калининград, 2003. – 84 с.

8.  Научные журналы «Почвоведение», «Агрохимия», «Плодородие», «Агрохимический вестник», «Земледелие».

в) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы: полнотекстовая база данных иностранных журналов Doal, реферативная база данных Агрикола и ВИНИТИ, научная электронная библиотека e-library, Агропоиск; информационные справочные и поисковые системы: Rambler, Yandex, Google. Интернет-ресурсы по почвоведению можно посмотреть по ссылке http://soil. *****/index. php? option=com_weblinks&catid=242&Itemid=128

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудиторные занятия проводятся в специализированной аудитории, лабораторные занятия в лаборатории химии почв.

8.1. Учебно-лабораторное оборудование

Таблицы, схемы, раздаточный материал. Лабораторная посуда, реактивы и оборудование Приборы: рН-метры, иономеры, фотоэлектроколориметры Весы: технические, электронные, аналитические, торзионные

5.  Специализированное оборудование: вытяжные шкафы, сушильные шкафы, наборы сит, пикнометры, ротаторы (встряхиватели), центрифуги, оборудование для гранулометрического анализа, оборудование для изучения физических свойств почв, водяные бани, этернитовые плитки с асбестовыми сетками.

Видеоаппаратура, мультимедийный проектор