Биология почв
Министерство образования и науки РФ
Государственное образовательное учреждение
«Владимирский государственный университет»
Проректор по учебной работе
«_____»_____________ 2010 г.
Дисциплина: Биология почв
Направление подготовки: 021900 Почвоведение
Профиль подготовки: Почвоведение
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр почвоведения
Форма обучения: очная
Практические занятия, час
Лабораторн. работы, час
Форма промежуточного контроля (экз./зачет)
Владимир 2010 г.
Цель курса – определить роль живых организмов в формировании почв и почвенного плодородия.
Задачи курса – знакомство студентов с основными группами организмов, обитающих в почве; формирование комплексной системы знаний о роли живых организмов в формировании почв и почвенного плодородия, об их участии в почвенных процессах; получение представления об основных принципах биологической индикации и диагностики почв.
II. Место дисциплины в структуру ООП ВПО
Дисциплина «Биология почв» изучается в Профессиональном цикле, относится к вариативной части Модуля наук о почве. Курс тесно соприкасается с дисциплиной «Биологическая диагностика почв», которая в значительной степени расширит и дополнит теоретические и практические знания, полученные при изучении настоящего курса. Кроме того, курс предшествует изучению такой дисциплины, как «Почвенная микробиология», давая необходимые знания для более подробного и углубленного изучения почвенных микроорганизмов в теоретическом и практическом аспекте. Также курс связан с дисциплинами «Биология», «Ботаника с основами геоботаники», «Физиология и биохимия растений», «Основы почвоведения», расширяя полученные в них знания.
III. Компетенции обучающегося, формируемые в результате
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование элементов следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВПО по направлению Почвоведение:
а) общекультурных (ОК):
· владеет современной культурой мышления, способен к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК–1);
· умеет логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-2);
· способен использовать в познавательной и профессиональной деятельности базовые знания, полученные и получаемые в ходе изучения дисциплин «Биология», «Ботаника с основами геоботаники», расширяя и дополняя их знаниями курса «Биология почв» (ОК-6)
б) профессиональных (ПК):
· способен эксплуатировать современную аппаратуру и оборудование для выполнения научно-исследовательских полевых и лабораторных исследований в области биологии почв (ПК-1);
· способен применять на практике базовые общепрофессиональные знания теории и методов полевых исследований в области почвоведения и биологии почв (ПК-3);
· владеет методами обработки, анализа и синтеза полевой и лабораторной информации в области почвоведения и биологии почв (ПК-4);
· понимает, излагает и критически анализирует получаемую информацию и представляет результаты исследований почвенного покрова c точки зрения биологии почв (ПК-5);
· использует специализированные знания в области почвоведения для освоения профильных дисциплин наук о почве (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-6).
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: основные группы почвенных организмов, особенности их систематики и морфологии; особенности микробного метаболизма и роль почвенных микроорганизмов в превращении веществ и энергии в биосфере; особенности распределения организмов по почвенному профилю, закономерности их сукцессии и взаимоотношения различных групп почвообитающих организмов друг с другом.
Уметь: пользоваться лабораторным оборудованием для анализа активности почвенной биоты и других работ, связанных с почвенно-биологическим мониторингом
Владеть: методами исследования почвенных организмов в полевых и лабораторных условиях
Иметь представление: об основных принципах биологической индикации и диагностики почв.
IV. Структура и содержание дисциплины
Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов (в ауд. часах)
Вводная. Положение биологии почв в системе разделов почвоведения. История биологии почв.
Почвенная биота. Общая характеристика, экологические особенности, таксономия.
Почвенные животные. Общая характеристика.
Черви в почве. Основные группы почвенных червей.
Моллюски, тихоходки, членистоногие и млекопитающие в почве.
Почвенные грибы. Лишайники.
Прокариоты. Вирусы и фаги.
Превращения важнейших биогенных элементов.
Биологические процессы в почвообразовании
Основные принципы биологической индикации и диагностики почв.
Общее количество часов (ауд.), включая СРС
Общее коли-чество компе-тенций
Вводная. Положение биологии почв в системе разделов почвоведения. История биологии почв.
Почвенная биота. Общая характеристика, экологические особенности, таксономия.
Почвенные животные. Общая характеристика.
Черви в почве. Основные группы почвенных червей.
Моллюски, тихоходки, членистоногие и млекопитающие в почве.
Почвенные грибы. Лишайники.
Прокариоты. Вирусы и фаги.
Превращения важнейших биогенных элементов.
Биологические процессы в почвообразовании
Основные принципы биологической индикации и диагностики почв.
V. Содержание курса «Биология почв»
1. Основные понятия и определения. Биология почв как наука о составе живого вещества почв, всесторонне охватывающая биологические аспекты почвоведения. Цели и задачи биологии почв. Основные разделы биологии почв. Объекты и методы биологии почв. Положение биологии почв в системе разделов почвенной науки и связь с ними. Основные этапы развития биологии почв.
2. Почвенная биота. Царства природы. Особенности становления современной таксономии живого мира. Экологические группы живых организмов. Автотрофы и гетеротрофы. Эукариоты тканевые и одноклеточные. Распределение живых организмов по фазам почвы. Многообразие типов связей и взаимоотношений между представителями тех или иных царств живого мира в почвах.
3. Высшие растения — основные первичные продуценты. Биологический круговорот (биомасса растений, опад, подстилка, количеством закрепленных в биомассе элементов и др.). Биомасса растений разных природных зон. Участие высших растений в почвообразовании.
4. Общая характеристика почвенных водорослей. Группы почвенных водорослей. Морфологические особенности водорослей. Тип питания водорослей. Численность, видовое разнообразие и биомасса водорослей различных почв. Экологические особенности почвенных водорослей: Жизненные формы водорослей. Распределение водорослей по почвенному профилю. Особенности, позволяющие водорослям обитать в глубоких слоях почвы. Роль водорослей в почвообразовании. Водоросли как чувствительные показатели загрязнения почвы.
5. Общая характеристика почвенных животных. Различные группы почвенных
животных по их связи с почвой. Размерные и трофические группы почвенных
животных. Приспособления к обитанию в почвенной среде.
6. Основные группы почвенных простейших и их общая характеристика. Биомасса в почвах. Особенности питания простейших различных групп.
7. Черви в почве. Основные группы. Общая характеристика: коловратки, нематоды, энхитреиды, дождевые черви. Экологические особенности. Распределение в толще почвенного профиля. Биомасса в различных почвах. Роль в почвообразовательном процессе и круговороте веществ, повышении плодородия почв.
8. Моллюски, тихоходки, членистоногие и млекопитающие в почве Основные группы. Общая характеристика. Биомасса в почве. Размерные группы. Особенности питания. Роль в почвообразовательном процессе и оструктуривании почв. Роль в биоиндикации условий местообитания.
9. Почвенные грибы. Общая характеристика. Экологические группы почвенных грибов. Основные систематические группы почвенных грибов. Роль грибов в почвообразовании, оструктуривании почвы, разложении органического вещества. Лишайники. Экологические группы почвенных лишайников. Роль в почвообразовательном процессе.
10. Прокариоты. Общая характеристика. Основные группы. Грамположительные и грамотрицательные бактерии. Ферментативная активность почвенных бактерий. Участие в минерализации органических веществ, контроле газового состава атмосферы, химизме почв и тд. Роль в почвообразовательном процессе. Вирусы и фаги, их роль как паразитов различных групп почвенных организмов.
11. Превращения важнейших биогенных элементов. Цикл углерода как важнейший геохимический цикл (связывание CO2 в процессе фотосинтеза, минерализация органических веществ с выделением CO2 ). Разложение целлюлозы. Превращения кислорода. Круговорот азота, превращения фосфора и калия. Связь показателей NPK с плодородием почв.
12. Биологические процессы в почвообразовании. Разложение растительных остатков и формирование подстилки (роль надземных и подземных органов растений в формировании подстилки, переработка растительного опада в различных природных зонах). Образование и разложение гумуса. Направления в исследовании гумусообразования. Запасы гумуса в почвенном покрове Земли и в почвах различных природных зон. Участие почвенных микроорганизмов в разрушении и новообразовании минералов.
13. Основные принципы биологической индикации и диагностики почв. Ботаническая и зоологическая биоиндикация и диагностика почв. Почвенно-альгологическая индикация. Микробиологическая диагностика и биологическая активность почв. Биологическая индикация загрязнения почвенной среды и самоочищения почв (пестициды, тяжелые металлы, загрязнение почв нефтью и продуктами ее переработки, минеральные удобрения в высоких дозах, микробные загрязнения почв). Разработка принципов и методов ранней диагностики повреждения почвенной биоты — насущная задача биологии почв.
1. Систематика почвенных организмов.
2. Биологическое разнообразие почвенных водорослей. Морфологическая организация водорослей.
3. Экологические группы почвенных животных.
4. Биомасса разных трофических группировок сапрофильного комплекса почвенных беспозвоночных в типичных зональных ландшафтах.
5. Почвенные простейшие.
6. Почвенные черви. Распределение в толще почвенного профиля, количественный учет.
7. Правила работы и техника безопасности в микробиологической лаборатории. Микроскоп. Основные правила микроскопирования. Методы микроскопического исследования микроорганизмов.
8. Микроскопия свежеотобранных почвенных образцов с целью выявления мелких почвенных беспозвоночных, их определение.
9. Биоразнообразие и численность почвенных грибов и лишайников в почвах различного происхождения.
10. Изучение биоразнообразия и морфологии бактерий. Качественно-количественный учет микрофлоры почвы.
11. Схематическое описание превращений важнейших биогенных элементов.
12. Освоение метода для определения содержания гумуса в почве.
13. Характеристика качества почвы с помощью растений-индикаторов.
14. Лихеноиндикация рекреационной нагрузки на пригородные биоценозы.
Самостоятельная работа студентов.
Включает самостоятельное изучение литературы при подготовке к лекциям, лабораторным занятиям и рейтинговым контрольным; составление рефератов (докладов), таблиц и т. п. (по усмотрению преподавателя).
VI.оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
Форма учебной работы
Рейтинг в баллах
рейтинг-контроль №1 (письменный ответ на контрольные вопросы)
рейтинг-контроль № 2 (устный ответ на контрольные вопросы по темам курса, защита лабораторных работ)
рейтинг-контроль №3 (письменный ответ на контрольные вопросы, защита лабораторных работ)
Зачет (в устной форме)
Промежуточная аттестация студентов проводится в виде рейтинг – контроля, который проводится в три этапа. Первый рейтинг-контроль проводится в виде контрольной работы по пройденным темам.
Второй рейтинг-контроль проводится в устной форме, что способствует повышению знаний студентов и лучшей усвояемости материла. Устный ответ начинается с защиты лабораторных работ и заканчивается устным ответом на некоторые контрольные вопросы по лекционному материалу (их количество может зависеть от посещаемости, качества ответа студента при защите лабораторных работ и ряда других факторов), с каждым студентом индивидуально.
Третий рейтинг-контроль проводится в виде контрольной работы по пройденному материалу, с защитой лабораторных работ.
Кроме того, в течение семестра студенты могут готовить доклады (рефераты) по текущим темам (подготовка студентом доклада или реферата (с выступлением) поощряется дополнительными баллами к текущему рейтинг-контролю успеваемости).
Примерная тематика докладов (рефератов):
1) Вклад отечественных ученых в развитие почвенной зоологии
2) Почва как среда обитания беспозвоночных разных размерных категорий
3) Значение почвенных простейших в созании почвенного плодородия
4) Условия обитания простейших в почве. Отличия почвенных и водных простейших.
5) Двуслойные животные. Причины отсутствия в почве губок и кишечнополостных
6) Приспособления нематод к обитанию в тканях растений
7) Роль дождевых червей в почвообразовании.
8) Приспособления моллюсков к жизни на суше. Их роль в разложении растительных остатков.
9) Сухопутные представители ракообразных.
10) Пути эволюции пауков и клещей, их связь с почвой.
11) Образ жищни многоножек, их роль в почве.
12) Ногохвостки — мелкие почвенные членистоногие.
13) Приспособления насекомых к обитанию в почве.
14) Общественные насекомые, связь с почвой.
15) Млекопитающие-землерои. Типы нор, гнезд и убежищ, способы питания.
Примерный перечень вопросов к зачету по всему курсу
1) Почвенная биота. Общая характеристика, экологические особенности, таксономия.
2) Высшие растения, их связь с почвообразованием.
3) Почвенные водоросли. Особенности использования ими почвы как среды обитания.
4) Почвенные животные. Общая характеристика.
5) Почвенные простейшие, их связь с почвой.
6) Черви в почве. Основные группы почвенных червей. Роль червей в почвообразовательном процессе.
7) Моллюски, тихоходки, членистоногие и млекопитающие в почве. Роющая деятельность.
8) Почвенные грибы. Лишайники. Их связь с почвообразованием. Лихеноиндикация.
9) Прокариоты. Вирусы и фаги. Участие микроорганизмов в почвообразовательном процессе. Вирусные заболевания растений.
10) Цикл углерода.
11) Круговорот азота.
12) Разложение растительных остатков и формирование подстилки.
13) Образование и разложение гумуса.
14) Участие почвенных микроорганизмов в разрушении и новообразовании минералов.
15) Специфика почвы как среды обитания микроорганизмов.
16) Основные принципы биологической индикации и диагностики почв.
17) Методы исследования биологической активности почв.
VII.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ
1. , Агре руководство по биологии почв.- М.: Изд-во МГУ.- 1971.
2. , Зенова почв М.: МГУ, 1991.
3. Звягинцев почвенной микробиологии и биохимии. — М.: Изд-во МГУ.- 1991.
4. Звягинцев и микроорганизмы. М, 1987.
5. , , Зенова почв: учебник.- 3-е изд., испр. и доп.- М.: Изд-во МГУ, 2005.
6. Мирчинк микология. М., 1988.
7. , Емцев . М., 1987.
8. Микология. – М.: Мир, 1995.
9. Проблемы и методы биологической диагностики и индикации почв. М., 1976.
10. , Сахно практикум по общей микробиологии.- Владимир: Изд-во ВлГУ, 2005.
11. Ингрэм Дж. Мир микробов. Т. 1-3, М, 1979.
12. Общая микробиология. М., 1987.
13. , Голлербах почвенных водорослей. М., 1976.
1. Гельцер диагностика почв. М., 1986.
2. Гиляров метод диагностики почв. — М.: Наука, 1969.
3. , Стриганова методы в почвенной зоологии.- М.: Наука, 1987.
4. Летунова СВ., Ковальский ВВ. Геохимическая экология микроорганизмов. М., 1978.
5. Вторичный метаболизм у микроорганизмов, растений и животных. – М.: Мир, 1979.
6. Почвоведение (МАИК «Наука/Интерпериодика») гг. издания, оригинальные статьи в разделе «Биология почв».
7. , Базилевич органического вещества и биологический круговорот в основных типах растительности. М.-Л., 1965.
8. Умаров азотфиксация. М., 1986.
9. , Стриганова зоология — наука XX века М., Янус-К, 1999.
1) http://www. *****/article/home/pochva1/
2) http://www. eco. *****/lib/data/04/6/060604.htm
4) http://www. *****/pages/pochva_005.htm
7) www. genebee. *****/journals/soil-r. html
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 021900 «Почвоведение», профилю подготовки «Почвоведение»
Автор(ы) ст. преподаватель
Программа одобрена на заседании кафедры «Почвоведение»
Источник