Методы определения дыхания почвы

Сад и огород

За последнее время для характеристики биохимических процессов, протекающих и почве, учета деятельности почвенной микрофлоры, а также для оценки биологической активности почвы, все большее внимание уделяется изучению режима углекислоты и дыхания почвы.
В настоящее время для определения дыхания почвы пользуются главным образом двумя методами— Б. Н. Макарова (2, 3) и В. И. Штатнова (6).
Метод Макарова состоит в том, что почва изолируется стеклянным или металлическим ящиком-домиком и из него через 20 мин. отсасывается аспиратором через поглотитель проба воздуха.
Углекислота поглощается раствором барита или щелочи, а избыток раствором НС1.
По методу Штатнова почва изолируется стеклянным или металлическим сосудом ((1=10—
15 см), под который ставится чашечка с 0, 1 п раствором щелочи.
Одновременно для контроля ставится такой же сосуд с чашечкой со щелочью на тарелку и для изоляции от окружающего воздуха заливается 1% раствором НгЗО. Через 2—5 часов сосуды-изоляторы с контроля и почвы снимаются и избыток щелочи оттитровывается 0,1 п НС1. По разнице между титрованием в первом (контроль) и втором (почва) случаях определяется количество выделившейся углекислоты из почвы.
Метод Штатнова отличается простотой, но при этом методе не достигается полнота поглощения С02, вследствие длительной экспозиции (2—5 часов) нарушаются естественные условия и, в частности, срез надземной массы растений нарушает нормальное дыхание корней.
При определении дыхания почвы по методу Штатнова существенное значение имеет гремя (экспозиция), на которое надо ставить сосуды-изоляторы, ибо чем меньше экспозиции тем меньше нарушаются естественные условия. Наши исследования показали, что при определении дыхания почвы методом Штатнова экспозицию надо брать не меньше двух-трех часов.
В 1955 и 1956 гг. дыхание почвы определялось на дерново-подзолистых и торфяно-болотных почвах одновременно двумя методами в трех-плтикратной повторности.
Результаты 45 определений (табл. 1 и 2) показали, что во всех случаях показания интенсивности выделения СОг из почвы по методу Штатнова в 1,5—2 раза ниже, а в периоды максимального выделения СОг (например, в июне—июле) в три-три с половиной раза ниже, чем по методу Макарова. Причины такого большого расхождения в показаниях двух методов объясняются, по-видимому, неполным поглощением СО2 щелочью и нарушением естественных условий при применении метода Штатнова. О том, что по методу Штатнова получаются заниженные результаты, можно видеть и из опубликованных работ. Так, например, по данным В. Н. Смирнова (4), под пологом леса в летние месяцы при благоприятных гидротермических условиях выделилось всего лишь 0,6—1,5 кг С02 в час на 1 га и в двух случаях — 2,3 и 3,7 кг.
Для дальнейшего упрощения своего метода мы предлагаем дыхание почвы определять с помощью широкогорлых колб, используя принцип по Петтендоферу определения СОг в воздухе путем перемешивания воздуха с баритом.
Определение дыхания почвы методомколб. Широкогорлая (

Copyright © 2011 — Все права защищены — Сад и огород

Источник

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

Методы исследования биологической активности почв (метод определения дыхания почвы)

В биодиагностике почв большое значение имеет определение почвенного дыхания как интегрального показателя работы всей биоты. Интенсивность выделения углекислоты дает достоверную информацию о напряженности микробиально-биохимических процессов, о направленности трансформации органического вещества, а также позволяет судить о самоочищающей способности антропогенно нарушенных почв. Определение углекислоты методом титрования – быстрый и достаточно простой способ исследовать биологические свойства почв в больших объемах, когда работа ставится на поток и необходимо получить репрезентативные данные.

Билет 7

Инструментальные методы определения плотности сложения почвы.

Плотностью (удельным весом) твердой фазы почвы наз отношение массы твердой фазы определенного объема к массе воды того же объема при 4 °C.

Величина плотности твердой фазы почвы зависит от количества органического вещества, удельный вес которого равен в среднем 1,4, и минералогического состава ее, так как удельный вес различных минералов почв колеблется от 2,5 до 3,8. В большинстве случаев плотность твердой фазы (удельный вес) почвы в среднем равна 2,50–2,65. Знание плотности (удельного веса) твердой фазы почвы необходимо для вычисления скважности почвы.Плотность (удельный вес) твердой фазы почвы определяют из образца почвы с нарушенной структурой, т. е. растертой в порошок пикнометрическим способом – путем определения объема какой-либо навески почвы при вытеснении ею воды. В качестве пикнометра обычно употребляют мерную колбу на 100 мл.

— На аналитических весах берут 10 г воздушно-сухой почвы в небольшую фарфоровую чашку. Одновременно в отдельной навеске определяют гигроскопическую воду. Для удаления из дистиллированной воды воздуха 200–250 мл кипятят в колбе в течение 30 мин., далее охлаждают до комнатной температуры. Затем пикнометр на 100 мл наполняют точно до метки этой водой и взвешивают на аналитических весах.

Пикнометр во время работы нужно брать только за горлышко и не нагревать его рукой, так как даже незначительные колебания температуры отражаются на точности определения плотности (удельного веса). Рекомендуется записать температуру, при которой проводилось первое взвешивание пикнометра. После взвешивания из пикнометра отливают примерно половину воды и, вставив в его горлышко воронку, осторожно пересыпают взятую навеску почвы. Смывают приставшие к воронке и чашке твердые частицы почвы дистиллированной водой в пикнометр и кипятят его содержимое на электрической плитке или спиртовке 30 мин., не допуская разбрызгивания. После кипячения пикнометр охлаждают до первоначальной температуры, доливают оставшейся прокипяченной водой до метки и взвешивают вторично. Если охлаждение пикнометра проводят в сосуде с водой, наружные стенки его перед взвешиванием тщательно обтирают фильтровальной бумагой.

Инструментальные методы определения микроэлементов в почве, преимущества и недостатки.

Из более чем 100 элементов таблицы Менделеева 70 с лишним можно найти в растениях. Два десятка из них совершенно необходимы для питания, а еще 12 считаются необходимыми условно. Азот, фосфор и калий — основные элементы, содержатся в значительных количествах. И наз их макроэлементами. Помимо них, к жизненно необходимым относятся железо, марганец, медь, цинк, бор, молибден, кобальт. Пусть и содержатся они в сотых долях процента, в микроскопических дозах, оттого и микроэлементы, да без них не обойтись.Определение микроэлементов в почвах и растениях рентгенофлуоресцентным методом с полным отражени

Инструментальные методы определение базовых характеристик биологических свойств почвы.

Биологические свойства почвы хар. наличием в них различных микроорганизмов и процессами роста растений. Отмирающие растения и их части, отлагаясь в почве, обога­щают ее питат. вещ. в устойчивых против вымы­вания формах. Корневая система растений перемещает минераль­ные вещества из нижних слоев в верхние. Биологический процесс, таким образом, является фактором концентрации питательных веществ в почве. В верхнем слое концентрируются как минераль­ные соли, так и синтезированные органические вещества, содер­жащие много азота. Сюда относится, в частности, перегной (гумус).Большинство показателей биологической активности почвы определяют в лабораторных условиях в средних смешанных пробах, которые составляют из индивидуаль­ных образцов, взятых буром. Число их должно быть не менее четырех с каждой делянки двух несмежных повто­рений исследуемого варианта опыта. Пробы берут по одной или двум диагоналям, избегая нехарактерных мест. Перед взятием проб верхний слой почвы (0,5—1 см) удаляют. Средний образец м=1,5 кг помеща­ют в полиэтиленовый мешок, вкладывают этикетку с указани­ем названия опыта, даты, глубины слоя почвы, номера варианта. В лаб средний образец измельчают шпателем, тщательно перемешивают и удаляют из него корни растений и различные включения. Опр. биолог. активности почвы проводить в 1-2 сут

Билет 8

1.Инструментальные методы определения агрегатного состава.(Методом Саввинова.?)

Существует ряд способов разделения почвы на фракции. Ситовой анализ, состоит в том, что подготовленный к механическому анализу образец почвы (грунта) просеивается через сита с отверстиями разных размеров.

Агрегатный анализ. В природе очень редко можно встретить действительно раздельнозернистые почвы и грунты (напр., пески). Обычно же как в почвах, так и в грунтах элементарные частицы связаны в агрегаты, сложные зерна. Многие свойства почв и грунтов определяются не количеством элементарных частиц, а устойчивостью и количеством вторичных частиц, или агрегатов. Эти последние часто определяют водные и воздушные свойства почвы, поэтому в последнее время особенное внимание обращается на определение агрегатного состава. Различают макроагрегатный и микроагрегатный состав. Первый определяется ситовым анализом в стоячей воде (купание), второй- ситовым и пипеточным анализом и агрегантного анализа вычисляютя коэффициенты структурности почв. Выбор фракции частиц и границ их размеров зависит от принятой классификации элементов механич. Состава.

Источник