Методы биологического исследования почвы
Занятие 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВЫ
Цель занятия. Ознакомиться с методами исследования почвы при изучении ее химического состава и биологических свойств.
Материалы и оборудование. Пробы почвы; колба на 500 мл; 7%-ный раствор гидроксида калия; реактив Несслера; реактив Грисса; ФЭК; чашки Петри; среда Эндо; пробирки.
Содержание занятия. От химического состава почвы зависит качество произрастающей на ней растительности. Многие болезни животных возникают в связи с недостатком или отсутствием в почве минеральных солей и микроэлементов.
Почва, загрязненная большим количеством органических отбросов, — благоприятная среда для развития различных микроорганизмов, яиц гельминтов и личинок насекомых.
Исследование химического состава почвы. В почве постоянно идут сложные химические процессы разложе-ния — перехода органических веществ в минеральные (минерализация). Это, естественно, влечет за собой освобождение (самоочищение) почвы от загрязнений продуктами жизнедеятельности человека, выделениями животных, сточными водами.
В лабораторных условиях с помощью химического анализа можно определить общее содержание органических веществ, общего азота, минеральных азотсодержащих веществ (азота, аммиака и аммонийных солей азота, нитритов и нитратов), сульфатов, хлоридов и др.
Для этого готовят водную вытяжку из почвы. В колбу помещают 50 г свежей исследуемой почвы и добавляют 250 мл бидистиллированной воды. В течение 3—5 мин содержимое колбы взбалтывают.
Для осветления жидкости в колбу вносят 1 мл 13%-ного раствора сернокислого аммония и вновь взбалтывают в течение 30 с. Если жидкость не осветлилась, в колбу прибавляют 0,5 мл 7%-ного раствора гидроксида калия и взбалтывают. Содержимое колбы фильтруют. Если полученный фильтрат (вытяжка из почвы) оказался окрашенным, использовать его для исследования на наличие азотсодержащих веществ и хлоридов нельзя. Его дополнительно обрабатывают вышеуказанными растворами сернокислого аммония и гидроксида калия до полного обесцвечивания.
Для ориентировочных исследований, отработки навыков и предварительной оценки почвы можно рекомендовать упрощенный, проверенный в лабораторной практике метод анализа почвы на нали-чие в ней аммиака, нитритов.
Определение наличия аммиака. Навеску исследуемой почвы массой 5 г помещают в пробирку, доливают 15 мл 1%-ного раствора хлорида калия, встряхивают в течение 3—5 мин, дают отстояться и фильтруют. В чистую пробирку наливают фильтрат, добавляют 2—3 капли реактива Несслера. Появление желтого окрашивания указывает на наличие аммиака в почве. Количество аммиака определяют колориметрически.
Определение наличия нитритов. В пробирку помещают навеску исследуемой почвы (5—10 г) и наливают 15—20 мл дистиллированной воды, встряхивают содержимое в течение 3—5 мин, дают отстояться и фильтруют. В чистую пробирку наливают 10 мл фильтрата, добавляют 1 мл реактива Грисса, помещают на 15 мин в водяную баню при температуре 70 «С. При наличии азотистой кислоты или ее соединений в зависимости от ее количества вытяжка окрасится в розовый или красный цвет. Количество нитритов определяют колориметрически.
При обсуждении результатов исследований механического состава, физических свойств и некоторых химических показателей почвы следует использовать и руководствоваться обобщенными данными, характеризующими давность загрязнения почвы, степень выживаемости в ней отдельных микроорганизмов.
Давность загрязнения почвы органическими веществами, степень и активность их разложения можно оценить по данным анализа этих процессов:
Исследование биологических свойств почвы. Пробы почвы для бактериологического анализа отбирают не менее чем с двух участков площадью 25 м2, причем один из них должен находиться вблизи источников загрязнения. Для составления средней пробы на каждом участке почву берут в пяти точках по диагонали или в пяти точках, расположенных конвертом, с глубины до 20 см стерильным инструментом (маленькая лопатка или совок).
Пробы почвы из более глубоко залегающих слоев (0,75—2 м) следует брать буром. При отсутствии бура выкапывают яму необходимой глубины и стерильным совком отбирают пробы с каждого горизонта, начиная с нижнего.
Для исследования почвы полей орошения и огородов пробы берут на глубине нахождения в ней клубнеплодов (30 см). Среднюю пробу составляют из трех отдельно взятых с каждой гряды проб.
При изучении влияния почвы на санитарное состояние подземных вод и водоемов пробы следует брать с глубины 0,75—2 м. На кладбищах и скотомогильниках пробы берут с глубины 25 см и ниже глубины захоронения, а на участках для обеззараживания хозяйственно-бытовых отбросов — с глубины 25, 100 и 150 см.
Пробу почвы (200—300 г) помещают в стерильную банку и накрывают слоем ваты. Горлышко банки обертывают бумагой и перевязывают. На банку ставят номер и наклеивают записку, в которой указывают необходимые данные (дату, место отбора пробы). Если проб несколько, банки с почвой укладывают в деревянный ящик с гнездами и отправляют в лабораторию.
В лаборатории почву освобождают от щебня, стекла, корней и т. п., после чего просеивают через стерильные сита с отверстиями диаметром 3 мм. Затем образец почвы перемешивают и из него отбирают 30 г для разведения. Если невозможно провести бактерио-логические исследования в день отбора почвы, допускается ее хранение не более 24 ч при температуре 1 —2 «С.
Для гельминтологического исследования пробы почвы отбирают на участках возможного загрязнения фекалиями с глубины 2— 3 см, а на вспаханных почвах — до 25 см в зависимости от выращиваемых культур. На исследуемом участке в 9—10 точках пробы (200 г) берут с поверхности почвы шпателем или лопаточкой, а из глубоких слоев — лопатой или буром.
Пробы помещают в стеклянные банки или в мешки из целлофана или клеенки. Исследуют почву не позднее чем через 2—3 сут после взятия пробы. При необходимости пробы можно хранить в холодильнике в течение нескольких месяцев. Для этого их помещают в стеклянные банки, почву в них периодически увлажняют водой и изредка перемешивают (для лучшей аэрации). При хранении в условиях комнатной температуры пробы необходимо залить 3%-ным раствором формалина или 1 —2%-ным раствором соляной кислоты.
При микробиологических исследованиях с санитарной точки зрения имеет значение не только общее количество микробов, в том числе анаэробов, в почве, хотя оно обычно и соответствует содержанию органических веществ в ней, но и качественный (видовой) их состав.
Важную роль в отдельных случаях может играть исследование
почвы на присутствие в ней возбудителей сибирской язвы, эмфизематозного карбункула, столбняка, злокачественного отека, паратифозных бактерий и т. д.
Для характеристики санитарного состояния почвы особую ценность имеет установление коли-титра водной вытяжки почвы, поскольку наиболее частым источником заражения ее служат фекалии животных и людей, с которыми в почву может попадать различная патогенная микрофлора.
Под коли-титром подразумевают наименьшее количество посевного материала, при внесении которого в питательную среду наблюдается развитие бактерий кишечной группы.
Для анализа 30 г почвы помещают в стерильный сосуд вместимостью 500 мл, добавляют 270 мл стерильной водопроводной воды. После взбалтывания в течение 10 мин из полученной суспензии без отстаивания получают разведение 1 : 10.
1 мл приготовленной суспензии стерильной пипеткой переносят в пробирку, куда приливают 9 мл стерильной воды. Получается разведение 1:100. Таким же образом приготавливают последующие разведения: для чистых почв 3—4 разведения (1:1000,1:10 000), для загрязненных — 4—6 разведений (1:10 000, 1:1 000 000).
Исследуемую суспензию почвы в убывающих количествах вносят в питательную среду. Чашки Петри с засеянными средами помещают на 24 ч в термостат при температуре 37—43 °С. После этого определяют наличие (отсутствие) изменений в питательной среде под влиянием роста кишечной палочки; минимальное количество внесенной в среду суспензии почвы, в котором были обнаружены эти микроорганизмы, допуская, что попадание одного микроба вызывает видимые изменения в среде.
На практике для оценки степени загрязнения почвы пользуются табл. 13 (при условии, что пробы почвы отбирали с глубины до 20 см).
Источник
Биологический анализ почвы
Качество почвы во многом зависит не только от химического состава и физических особенностей материала. Огромное значение имеет биологический анализ почвы, так как именно он определяет наличие органического вещества, его состав и концентрацию, насыщенность вредными, нейтральными и полезными микроорганизмами.
С другой стороны, микробиологический фактор воздействует на минерализацию мёртвой растительности, гумификацию, динамику оборота веществ в земле (в том числе и токсических). Вот почему АНО «Центр Экологических Экспертиз» так много внимания уделяет именно биологическому анализу почвы.
Методики действия
Самым совершенным на сегодняшний день методом специалисты однозначно признают прямое микроскопирование почв (их превращают в суспензии, после чего под микроскопом определяют число бактериальных клеток в некотором объёме).
Недостатком прямых методов биологического анализа почвы следует признать то, что они не могут установить функциональное значение наблюдаемых организмов, не позволяют выяснить соотношение их видов и категорий между собой. Потому на практике широкое применение находит посев суспензий в твёрдые питательные среды (созданные на основе агара или желатина).
И ещё кое-что
Среди биологических анализов почвы непременно следует упомянуть и о так называемом методе титра (когда специальные жидкостные среды, адаптированные каждая для определённой категории микрофлоры, засеваются разведённой почвенной суспензией).
Кроме микроскопических исследований, целесообразно измерять активность почвенных ферментов, прежде всего оксидоредуктах и гидролаз. Развитие методов и подходов к изучению почв в данный момент продолжается, основным его направлением можно считать курс на большую систематизацию и упорядоченность. Это важно потому, что до сих пор чёткой и выверенной шкалы биологических параметров грунта нет.
Независимо от использованных подходов, нужно фиксировать конкретные даты сбора образцов, методы их консервации и подготовительной работы.
Источник
Методы биологического исследования почвы
Занятие 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВЫ
Цель занятия. Ознакомиться с методами исследования почвы при изучении ее химического состава и биологических свойств.
Материалы и оборудование. Пробы почвы; колба на 500 мл; 7%-ный раствор гидроксида калия; реактив Несслера; реактив Грисса; ФЭК; чашки Петри; среда Эндо; пробирки.
Содержание занятия. От химического состава почвы зависит качество произрастающей на ней растительности. Многие болезни животных возникают в связи с недостатком или отсутствием в почве минеральных солей и микроэлементов.
Почва, загрязненная большим количеством органических отбросов, — благоприятная среда для развития различных микроорганизмов, яиц гельминтов и личинок насекомых.
Исследование химического состава почвы. В почве постоянно идут сложные химические процессы разложе-ния — перехода органических веществ в минеральные (минерализация). Это, естественно, влечет за собой освобождение (самоочищение) почвы от загрязнений продуктами жизнедеятельности человека, выделениями животных, сточными водами.
В лабораторных условиях с помощью химического анализа можно определить общее содержание органических веществ, общего азота, минеральных азотсодержащих веществ (азота, аммиака и аммонийных солей азота, нитритов и нитратов), сульфатов, хлоридов и др.
Для этого готовят водную вытяжку из почвы. В колбу помещают 50 г свежей исследуемой почвы и добавляют 250 мл бидистиллированной воды. В течение 3—5 мин содержимое колбы взбалтывают.
Для осветления жидкости в колбу вносят 1 мл 13%-ного раствора сернокислого аммония и вновь взбалтывают в течение 30 с. Если жидкость не осветлилась, в колбу прибавляют 0,5 мл 7%-ного раствора гидроксида калия и взбалтывают. Содержимое колбы фильтруют. Если полученный фильтрат (вытяжка из почвы) оказался окрашенным, использовать его для исследования на наличие азотсодержащих веществ и хлоридов нельзя. Его дополнительно обрабатывают вышеуказанными растворами сернокислого аммония и гидроксида калия до полного обесцвечивания.
Для ориентировочных исследований, отработки навыков и предварительной оценки почвы можно рекомендовать упрощенный, проверенный в лабораторной практике метод анализа почвы на нали-чие в ней аммиака, нитритов.
Определение наличия аммиака. Навеску исследуемой почвы массой 5 г помещают в пробирку, доливают 15 мл 1%-ного раствора хлорида калия, встряхивают в течение 3—5 мин, дают отстояться и фильтруют. В чистую пробирку наливают фильтрат, добавляют 2—3 капли реактива Несслера. Появление желтого окрашивания указывает на наличие аммиака в почве. Количество аммиака определяют колориметрически.
Определение наличия нитритов. В пробирку помещают навеску исследуемой почвы (5—10 г) и наливают 15—20 мл дистиллированной воды, встряхивают содержимое в течение 3—5 мин, дают отстояться и фильтруют. В чистую пробирку наливают 10 мл фильтрата, добавляют 1 мл реактива Грисса, помещают на 15 мин в водяную баню при температуре 70 «С. При наличии азотистой кислоты или ее соединений в зависимости от ее количества вытяжка окрасится в розовый или красный цвет. Количество нитритов определяют колориметрически.
При обсуждении результатов исследований механического состава, физических свойств и некоторых химических показателей почвы следует использовать и руководствоваться обобщенными данными, характеризующими давность загрязнения почвы, степень выживаемости в ней отдельных микроорганизмов.
Давность загрязнения почвы органическими веществами, степень и активность их разложения можно оценить по данным анализа этих процессов:
Исследование биологических свойств почвы. Пробы почвы для бактериологического анализа отбирают не менее чем с двух участков площадью 25 м2, причем один из них должен находиться вблизи источников загрязнения. Для составления средней пробы на каждом участке почву берут в пяти точках по диагонали или в пяти точках, расположенных конвертом, с глубины до 20 см стерильным инструментом (маленькая лопатка или совок).
Пробы почвы из более глубоко залегающих слоев (0,75—2 м) следует брать буром. При отсутствии бура выкапывают яму необходимой глубины и стерильным совком отбирают пробы с каждого горизонта, начиная с нижнего.
Для исследования почвы полей орошения и огородов пробы берут на глубине нахождения в ней клубнеплодов (30 см). Среднюю пробу составляют из трех отдельно взятых с каждой гряды проб.
При изучении влияния почвы на санитарное состояние подземных вод и водоемов пробы следует брать с глубины 0,75—2 м. На кладбищах и скотомогильниках пробы берут с глубины 25 см и ниже глубины захоронения, а на участках для обеззараживания хозяйственно-бытовых отбросов — с глубины 25, 100 и 150 см.
Пробу почвы (200—300 г) помещают в стерильную банку и накрывают слоем ваты. Горлышко банки обертывают бумагой и перевязывают. На банку ставят номер и наклеивают записку, в которой указывают необходимые данные (дату, место отбора пробы). Если проб несколько, банки с почвой укладывают в деревянный ящик с гнездами и отправляют в лабораторию.
В лаборатории почву освобождают от щебня, стекла, корней и т. п., после чего просеивают через стерильные сита с отверстиями диаметром 3 мм. Затем образец почвы перемешивают и из него отбирают 30 г для разведения. Если невозможно провести бактерио-логические исследования в день отбора почвы, допускается ее хранение не более 24 ч при температуре 1 —2 «С.
Для гельминтологического исследования пробы почвы отбирают на участках возможного загрязнения фекалиями с глубины 2— 3 см, а на вспаханных почвах — до 25 см в зависимости от выращиваемых культур. На исследуемом участке в 9—10 точках пробы (200 г) берут с поверхности почвы шпателем или лопаточкой, а из глубоких слоев — лопатой или буром.
Пробы помещают в стеклянные банки или в мешки из целлофана или клеенки. Исследуют почву не позднее чем через 2—3 сут после взятия пробы. При необходимости пробы можно хранить в холодильнике в течение нескольких месяцев. Для этого их помещают в стеклянные банки, почву в них периодически увлажняют водой и изредка перемешивают (для лучшей аэрации). При хранении в условиях комнатной температуры пробы необходимо залить 3%-ным раствором формалина или 1 —2%-ным раствором соляной кислоты.
При микробиологических исследованиях с санитарной точки зрения имеет значение не только общее количество микробов, в том числе анаэробов, в почве, хотя оно обычно и соответствует содержанию органических веществ в ней, но и качественный (видовой) их состав.
Важную роль в отдельных случаях может играть исследование
почвы на присутствие в ней возбудителей сибирской язвы, эмфизематозного карбункула, столбняка, злокачественного отека, паратифозных бактерий и т. д.
Для характеристики санитарного состояния почвы особую ценность имеет установление коли-титра водной вытяжки почвы, поскольку наиболее частым источником заражения ее служат фекалии животных и людей, с которыми в почву может попадать различная патогенная микрофлора.
Под коли-титром подразумевают наименьшее количество посевного материала, при внесении которого в питательную среду наблюдается развитие бактерий кишечной группы.
Для анализа 30 г почвы помещают в стерильный сосуд вместимостью 500 мл, добавляют 270 мл стерильной водопроводной воды. После взбалтывания в течение 10 мин из полученной суспензии без отстаивания получают разведение 1 : 10.
1 мл приготовленной суспензии стерильной пипеткой переносят в пробирку, куда приливают 9 мл стерильной воды. Получается разведение 1:100. Таким же образом приготавливают последующие разведения: для чистых почв 3—4 разведения (1:1000,1:10 000), для загрязненных — 4—6 разведений (1:10 000, 1:1 000 000).
Исследуемую суспензию почвы в убывающих количествах вносят в питательную среду. Чашки Петри с засеянными средами помещают на 24 ч в термостат при температуре 37—43 °С. После этого определяют наличие (отсутствие) изменений в питательной среде под влиянием роста кишечной палочки; минимальное количество внесенной в среду суспензии почвы, в котором были обнаружены эти микроорганизмы, допуская, что попадание одного микроба вызывает видимые изменения в среде.
На практике для оценки степени загрязнения почвы пользуются табл. 13 (при условии, что пробы почвы отбирали с глубины до 20 см).
Источник