Биологическая активность почвы презентация

Мониторинг биологической активности почв

6. Мониторинг биологической активности почв Под биологической активностью почв понимают совокупность биологических процессов, протекающих в почве, которая оценивается по выделению углекислоты, потреблению кислорода, интенсивности образования тепловой энергии организмами почвы, содержанию АТФ, ферментативной активностью и другими показателями. В настоящее время для оценки биологической активности почв используют, следующие методы: выделение углекислоты, т.е. «дыхание» почвы; метод учета почвенной активности аммонификации, нитрификации и азотфиксации ; скорость разложения клетчатки; активность ферментов, катализирующих окислительные процессы (оксидоредуктаз); абсолютное количество микроорганизмов, особенно азотобактера, эпифитных и неспоровых почвенных бактерий.

Слайд 21 из презентации «Виды мониторинга земель»

Размеры: 720 х 540 пикселей, формат: .jpg. Чтобы бесплатно скачать слайд для использования на уроке, щёлкните на изображении правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как. ». Скачать всю презентацию «Виды мониторинга земель.ppt» можно в zip-архиве размером 746 КБ.

Урок № 33. Лабораторная работа. Методы определения биологической активности почв

Тип урока – комплексное применение ЗУН учащихся

Метод обучения — основаны на самостоятельном проведении учащимися экспериментов, исследований и выдвижение гипотезы. Определение путей ее реализации, подбор необходимых приборов и материалов самими учащимися.

Формы организации деятельности учащихся

Форма организации работы

В каком случае выбираем ту или иную форму на теоретическом обучении

В каком случае выбираем ту или иную форму на практическому обучении

Когда преподаватель организует выполнение работы парами: сильный учащийся – слабый учащийся. Или два равных по успеваемости.

1.В ходе актуализации опорных знаний, когда предстоящая работа требует серьезного предварительного осмысления. Пары учащихся обсуждают предстоящее задание.

2.В ходе лабораторно-практической работы возможна организация взаимоконтроля и взаимопомощи.

Во время проведения итогов возможна организация взаимной оценки работ.

1.В ходе вводного инструктажа, когда предстоящая практическая работа требует серьезного осмысления, пары учащихся обсуждают предстоящее задание.

2.В ходе практической работы возможна организация взаимоконтроля и взаимопомощи.

3.В ходе заключительного инструктажа возможна организация оценки работы

Закономерности взаимодействия организмов и экологических факторов.

Любой организм в среде своего обитания подвергается воздействию самых разнообразных экологических факторов: климатических, эдафических и биотических.

Несмотря на очень большое разнообразие экологических факторов в природе можно выявить общие закономерности их воздействия на организм и ответных реакций организма на них.

Эффект воздействия экологических факторов среды зависит от их характера, дозы, воспринимаемой организмом (высокая или низкая температура, яркий свет или темнота, дефицит или избыток влаги), его физиологического состояния и возраста.

Для каждого организма существуют наиболее благоприятные конкретные значения факторов, при которых все процессы его жизнедеятельности осуществляются наиболее активно. Наиболее благоприятное значение факторов для жизнедеятельности получило название точки оптимума. При изменении экологического фактора как в сторону снижения от точки оптимума, так и увеличения жизнедеятельность организм будет угнетаться.

Способ оценки абиотических и биотических факторов местообитания при помощи биологических систем называют биоиндикацией.

Организмы или сообщества организмов, жизненные функции которых тесно коррелируют с определенными факторами среды и могут применяться для их оценки, называются биоиндикаторами.

Методы определения биологической активности почв

Биологическая активность почвы выражается суммарным проявлением активности биохимических процессов и характеризует размеры и направление превращения веществ и энергии в почве, происходящего под действием живых организмов.

Показатели биологической активности почвы могут быть использованы при тестировании состояния почв. При загрязнении почв небольшими количествами органических соединений может наблюдаться возрастание некоторых показателей биологической активности, так как более интенсивно развиваются группы микроорганизмов, участвующих в переработке дополнительных субстратов (фенолов, углеводородов). При загрязнениях тяжелыми металлами, оксидами серы, большими количествами различных органических веществ преобладает токсический эффект, вследствие чего биологическая активность подавляется.

В качестве показателей активности, характеризующих экологическое состояние почвы, в литературе чаще всего рекомендуются следующие: выделение почвами диоксида углерода (дыхание почвы), активность ферментов, токсичность почв по отношению к тестовым организмам, различные аппликационные методы.

Интегральной характеристикой напряженности микробиологических процессов является скорость выделения углекислого газа. В большинстве случаев чем она выше, тем лучше экологическое состояние почвы. В оптимальных условиях скорость выделения углекислого газа может достигать нескольких кг/га в час.

Так как интенсивность дыхания почвы является исключительно вариабельной величиной и зависит от большого количества факторов (температурного режима, влажности, состояния фитоценоза и др.), для оценки экологического влияния загрязнений необходимо проводить сравнение данных, полученных на различных участках в близких условиях.

Цель работы: изучить биологическую активность почв по интенсивности дыхания почвы.

Материалы и оборудование: сосуд-изолятор; 0,1 н. раствор КОН; 0,05 н. раствор КОН; фенолфталеин.

Ход работы. Определение дыхания почвы этим методом заключается в том, что поверхность почвы изолируют от окружающего воздуха сосудом, под которым помещают чашку с 2 мл 0,1 н. раствора КОН для поглощения углекислого газа. Через определенное время (0,5—1 час) сосуд-изолятор снимают, щелочь от- титровывают 0,05 н. раствором КОН по фенолфталеину до обесцвечивания. Одновременно делают контрольные измерения (изолятор и щелочь ставят не на почву, а в какой-либо плоскодонный сосуд и также изолируют от воздуха). По разнице титрования определяют количество выделившегося из почвы углекислого газа.

Интенсивность выделения CO2 из почвы рассчитывается по формуле

где D — количество CO2, выделившееся из почвы, кг/га в час; а — количество 0,01 н. HCl, пошедшее на титрование барита после поглощения CO2 в начале определения, мл; Ь — количество 0,01 н. HCl, пошедшее на титрование барита после поглощения CO2 в конце определения, мл; 0,22 — количество CO2, эквивалентное 1 мл 0,01 н. HCl, мг; V1 — объем воздуха в ящике, л; V2 — объем воздуха, взятого для определения CO2, л; 10000 — коэффициент для пересчета на 1 га; S — площадь почвы под ящиком, 60 — коэффициент пересчета на 1 час; t — экспозиция, мин.; 1000-1000 — коэффициент пересчета в кг.

1.Дайте определение понятию «биоиндикация».

2.Что такое дыхание почвы?

3.По какому показателю вы учитывали дыхание почвы?

4.От чего зависит дыхание почвы?

Источник

Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru

Агрономия, земледелие, сельское хозяйство

Почвенная биота

Почвенная биота — живые организмы, обитающие в почве и отличающиеся экологическими функциями и таксономическим положением.

В состав почвенной биоты входят:

микроорганизмы — бактерии, водоросли, грибы, актиномицеты;
простейшие — инфузории, жгутиковые, корненожки;
черви;
членистоногие насекомые;
моллюски и др.

В хорошо окультуренных почвах количество почвенной биоты может достигать нескольких миллиардов на 1 г почвы, или 10 т/га.

Значение почвенной биоты

Почвенная биота участвует в:

формировании плодородия почвы;
минерализации и гумификации органического вещества;
переходе связанных форм питательных элементов в подвижные;
азотфиксации;
перемещении органических и минеральных веществ по профилю почвы;
образовании оптимальной структуры почвы;
процессах образования и трансформации фитоактивных веществ;
поддержании оптимального питательного режима почв.

В обрабатываемой почве почвенная биота за счет частичного связывания минеральных элементов и удобрений, позволяет удерживать питательные веществе в пахотном слое, благоприятствуя созданию оптимального питательного режима и оструктуриванию почвы.

Почвенная микрофлора

Первые живые микроорганизмы, возникшие на Земле в древности, положили начало почвообразовательному процессу. Первые микробы получали энергию от разложения химических соединений и выделяли в процессе своей жизнедеятельности сильные кислоты, которые разрушали и измельчали материнскую породу, создавая новый вид структуры. С течением времени выветренная порода обогащалась органическим веществом.

В пахотном слое почвы масса бактерий составляет от 3 до 7-8 т/га.

Ризосферные микроорганизмы перерабатывают выделяемые растениями в процессе жизнедеятельности токсичные вещества. Полезные микроорганизмы переводят труднорастворимые соединения в доступные для питания растений. Большую роль в питании растений играют азотфиксаторы, как обитающие на корнях бобовых, так и свободноживущие.

По способу питания микроорганизмы подразделяются на автотрофные и гетеротрофные. Автотрофные бактерии используют для поглощения углерода фотосинтез или химическую энергию окисления минеральных веществ — хемосинтез. Способность к фотосинтезу имеют зеленые и пурпурные серобактерии, нитрифицирующие бактерии, железобактерии. Гетеротрофные бактерии поглощают углерод уже готовых органических соединений. Большинство почвенных бактерий, актиномицетов, почти все грибы и простейшие являются гетеротрофами.

Процесс окисления сероводорода, элементарной серы и серосодержащих соединений до серной кислоты называется сульфофикацией. Его осуществляют серобактерии и тионовые бактерии. Серная кислота способствует переходу труднорастворимых минеральных солей в растворимые, либо после нейтрализации в виде сульфатов используется в серном питании растений.

Железобактерии участвуют в превращении солей железа и марганца.

Органический азот, как правило, не доступен растениям. В почве происходит минерализация органического азота (аммонификация). В этом процессе участвуют гетеротрофные бактерии, актиномицеты и грибы.

Аммиак, высвобождающийся в результате биохимических реакций аммонификации частично адсорбируется на глинисто-гумусовых частицах или нейтрализуется кислотностью почвы, частично — используется почвенной биотой. Часть аммиака может окисляться автотрофами до нитритов, нитратов и молекулярного азота.

Автотрофы используют минеральные азотистые соединения, такие как соли аммония и нитраты. Существуют специфические микроорганизмы, способные использовать питательные вещества из гумуса.

Оптимальной влажностью почвы для развития микроорганизмов является влажность 50-60% максимальной влагоемкости. Анаэробные микроорганизмы развиваются при влажности от 80 до 100%.

В почве сосуществуют одновременно аэробные и анаэробные микроорганизмы. Такое сосуществование возможно, когда на поверхности почвенной частицы существуют аэробные бактерии, интенсивно поглощающие кислород. При этом в центре частицы складывается дефицит кислорода и условия становятся анаэробными.

Различные виды микроорганизмов способны разрушать клетчатку и пектиновые вещества, благодаря чему происходит разложение растительных остатков. Под влиянием уробактерий мочевина трансформируется в карбонат аммония. Уробактерии — аэробные микроорганизмы, развивающиеся при рН 7-8, мочевина служит для них источником азота, а органические кислоты и углеводы — углерода. Разнообразные почвенные микроорганизмы расщепляют также гемицеллюлозу, крахмал, лигнин.

В непосредственной близости от корней высших растений образуется зона, благоприятная для развития почвенных микроорганизмов — ризосфера. Корневые выделения, содержащие различные органические вещества, и отмершие ткани растений становятся питательной средой для ризосферных микроорганизмов.

Согласно данным В.Т. Емцева, количество бактерий рода Clostridium в 1 г почвы пара составляет 69,7 тыс., тогда как в ризосфере — 10,7 млн. По расчетам, масса бактерий в ризосфере люцерны вдвое больше, чем вне ризосферы, и составляет соответственно 5 и 2,25 т/га. Микрофлора ризосферы бобовых культур богаче, чем у злаковых.

Преобладающая группа микрофлоры, обитающей в ризосфере — неспоровые бактерии: азотобактер, клубеньковые, фотосинтезирующие бактерии, маслянокислые, микобактерии, водоросли. В ризосфере отмечается и более интенсивное развитие водорослей. В ризосфере также развиваются аммонификаторы, денитрификаторы, нитрификаторы.

При определенных условиях ризосферная микрофлора может выполнять положительную и отрицательную роль. Микроорганизмы, как и растения используют для питания минеральные вещества. Однако размер этой конкуренции обычно не значительный. Ризосферные микроорганизмы выступают в роли биологических «закрепителей» питательных веществ от вымывания и выноса из корнеобитаемого слоя почвы.