Приняв условную величину смыва почвы с эродированной пашни

лучше использовать семена со светло-желтой оболочкой последнего года репродукции, обладающие более высокой всхожестью. Перед проведением исследований необходимо предварительно проверить всхожесть семян. Отобранные семена по 215 шт. помещают в химические стаканчики емкостью 75 мл, заливают 5 мл почвенной вытяжки и замачивают в течение 24 часов. После этого срока семена раскладывают в стерильные чашки Петри с кружками фильтровальной бумаги и слоем ваты, в которые вносят запас стерильной водопроводной воды в количестве 10 мл (чашки Петри стерилизуют в сушильном шкафу при температуре 1200 в течение 2 часов). После внесения воды поверхность фильтров выравнивают шпателем. В каждую чашку помещают 50 семян десятью порциями по 5 семян, которые равномерно распределяют по поверхности чашки. Повторность четырехкратная.

Результаты опыта учитывают на третьи сутки после прорастания семян при комнатной температуре. При их прорастании в биотермостате при температуре 25-260С время учета сокращается до 2-2,5 суток. Контролем служат семена, замоченные в том же объеме стерильной водопроводной воды. Измеряют общую длину корней проростков в каждой повторности, учитывают также невсхожие семена (всхожими считаются семена, прорвавшие оболочку).

После измерения длины корней в четырех повторностях рассчитывают среднюю длину корней взошедших семян, а также процент снижения их длины по сравнению с контролем. Уменьшение длины корней проростков по отношению к контролю, выраженное в процентах, и является показателем токсичности почвы при применении химических средств защиты растений.

Достоверной считается токсичность в 20 % и выше. Такая токсичность по биотесту при сравнении с калибровочной шкалой растворов пестицидов соответствует их количеству, превышающему остаточные количества препаратов, определенных физико-химическими методами в три раза и более.

НЕОБХОДИМЫЕ МАТЕРИАЛЫ. Семена редиса.

ПРИБОРЫ, ОБОРУДОВАНИЕ. 1.Качалка автоматическая. 2. Сушильный шкаф. 3. Бумага фильтровальная. 4. Вата хирургическая. 5. Колбы конические Эрленмейеровские на 250 мл. 6. Стаканчики стеклянные химические на 75 мл.

7. Пробки резиновые. 8.Шпатели металлические.

1. Использую литературу, указанную в лабораторной работе № 1, ознакомьтесь со следующими терминами и понятиями: биоиндикаторы, миграция тяжелых металлов, мониторинг окружающей среды, токсиканты, фитотоксичность почвы.

2. Как влияют физические и химические свойства почвы на скорость аккумуляции тяжелых металлов в почве и растительной продукции 3. Что лежит в основе санитарно-гигиенического нормирования почв, его виды ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИТРАТОВ В РАСТИТЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ Нитраты являются главным источником питания растений, поскольку в их состав входит азот — главнейший биогенный элемент. Нитраты не отличаются высокой токсичностью, однако в процессе трансформации они могут восстанавливаться до нитритов, опасных для человека и животных, В организме теплокровных нитриты участвуют в образовании более сложных (и наиболее опасных) соединений – нитрозаминов, которые обладают канцерогенными свойствами. Проблема загрязнения растительной продукции нитратами тесно связана с крайне низкой культурой земледелия. Неграмотное применение азотных минеральных и органических удобрений в высоких дозах и на поздних стадиях формирования урожая приводит к чрезмерному накоплению нитратов в некоторых видах сельскохозяйственной продукции. Наибольшее количество нитратов накапливается в столовой свекле, салате, укропе, редисе. Допустимые уровни содержания нитратов в картофеле составляют 250, в ранней капусте – 900, в поздней капусте – 500, в ранней моркови – 400, в поздней моркови – 250, в столовой свекле -1400, в репчатом луке – 80, в листовых овощах (салат, шпинат, щавель, петрушка, укроп и т.д.) – 2000 мг NO3/кг.

Порядок выполнения работы Подготовка проб к анализу. Пробу испытуемого материала (столовая свекла, морковь, картофель, репчатый лук) измельчают теркой или мезгообразователем, и измельченную массу тщательно перемешивают. Взвешивают 12,г анализируемого продукта с точностью до первого десятичного знака, помещают в стакан гомогенизатора, приливают 50 см3 раствора алюмокалиевых квасцов с массовой долей 1% (отношение массы пробы к объему раствора 1:4) и гомогенизируют в течение 1 мин. при частоте вращения 6000 мин.– 1.

При отсутствии гомогенизатора 12,5 г мезги помещают в технологическую емкость, приливают 50 см3 раствора алюмокалиевых квасцов с массовой долей 1% и перемешивают на встряхивателе, ротаторе или с помощью мешалки в течение 3 мин. При анализе растений, содержащих твердые ткани и при отсутствии гомогенизатора пробы массой 12,5 г растирают в ступке с прокаленным песком или битым стеклом до однородной массы, переносят в технологическую емкость вместимостью 100 или 200 см3 с помощью 50 см3 раствора алюмокалиевых квасцов с массовой долей 1%, а затем перемешивают в течение 3 мин. В полученной суспензии измеряют концентрацию нитратов.

Измерение концентрации иона нитрата проводят непосредственно в логарифмических единицах pCNO3 (pCNO3 = log CNO3) по шкале иономера, предварительно отградуированного по растворам сравнения.

Перед измерениями нитратный ионоселективный электрод тщательно ополаскивают дистиллированной водой и выдерживают его в дистиллированной воде в течение 10 мин. При непосредственном измерении pCNO3 прибор ежедневно настраивают в режиме «рХ» по растворам сравнения с pCNO3 равными 4 и 2, используя соответствующие регулировочные ручки прибора. Раствор с pCNO3 равным 3, используют для контроля настройки. Отклонения значений pCNO3 от номинальных значений растворов сравнения не должны превышать 0,02 единицы pCNO3.

При работе с приборами, имеющие соответствующие преобразователи величины pCNO3 в значения концентрации иона нитрата, настройку прибора проводят непосредственно в единицах массовой доли нитрата – миллионных долях (мг/кг) по растворам сравнения. Массовую долю иона нитрата в растворах сравнения определяют по значениям величин pCNO3 растворов сравнения с помощью вспомогательных таблиц. При настройке прибора отклонения значений массовой доли иона нитрата от номинальных значений, найденных по таблицам, не должны превышать 4%.

После градуировки прибора электрода тщательно ополаскивают дистиллированной водой, промокают фильтровальной бумагой и погружают в испытуемые пробы. Показания прибора считывают не ранее чем через 1 мин. после прекращения заметного дрейфа показаний прибора. При переходе от одной пробы к другой электроды ополаскивают дистиллированной водой и промокают фильтровальной бумагой. Температура анализируемых проб и растворов сравнения должна быть одинаковой. Настройку прибора проверяют по растворам сравнения не менее 3 раз в течение рабочего дня, используя каждый раз свежие порции растворов сравнения. Перед каждой проверкой настройки иономера нитратный ионоселективный электрод выдерживают в растворе сравнения концентрации с(NO3 –) = 0,0001 моль/дм3 в течение 3-4 минут.

Массовую долю нитратов находят по величине pCNO3 с помощью вспомогательной таблицы. Допускаемые относительные отклонения от среднего арифметического результатов повторных анализов при доверительной вероятности Р = 0,95 составляют 12% (ГОСТ 13496.19-86).

НЕОБХОДИМЫЕ МАТЕРИАЛЫ: квасцы алюмокалиевые (чда), вода дистиллированная, калий хлористый (хч), калий азотнокислый (хч).

ПРИБОРЫ, ОБОРУДОВАНИЕ: мезгообразователь (терка), гомогенизатор (мешалка), иономер, нитратный ионоселективный электрод, электрод сравнения хлорсеребряный, технологические емкости на 100 или 200 см3, мерные колбы на 50 или 100см3, весы лабораторные общего назначения.

1. Использую литературу, указанную в лабораторной работе № 1, ознакомьтесь со следующими терминами и понятиями: биогенные элементы, канцерогены, нитраты, остаточное количество вещества, сертификация пищевой продукции, химизация сельского хозяйства, «экологически безопасная продукция».

2. Перечислите методы определения загрязняющих веществ почвы и растительной продукции.

Таблица Вспомогательная таблица для пересчета pCNO3 в массовую долю нитратов в испытуемом материале (соотношение массы пробы и объема экстрагирующего раствора 1:4) Массовая доля нитрата, мг/кг pCNOСотые доли pCNO0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,1,5 7762 7586 7414 7244 7079 6918 6761 6607 6457 1,6 6166 6026 5888 5754 5623 5495 5370 5248 5129 1,7 4898 4786 4677 4571 4467 4365 4266 4169 4074 1,8 3890 3802 3715 3631 3548 3467 3388 3311 3236 1,9 3090 3020 2951 2884 2818 2754 2692 2630 2570 2,0 2455 2399 2344 2291 2239 2188 2138 2089 2042 2,1 1950 1905 1862 1820 1778 1738 1698 1660 1622 2,2 1549 1514 1479 1445 1413 1380 1349 1318 1288 2,3 1230 1202 1175 1148 1122 1096 1072 1047 1023 2,4 977 955 933 912 891 871 851 832 813 2,5 776 759 714 724 708 692 676 661 646 2,6 617 603 589 575 562 550 537 525 513 2,7 490 479 468 457 447 437 427 417 407 2,8 389 380 372 363 355 347 339 331 324 2,9 309 302 295 288 282 275 269 263 257 3,0 246 240 234 229 224 219 214 209 204 3,1 195 191 186 182 178 174 170 166 162 3,2 155 151 148 145 141 138 135 132 129 3,3 123 120 118 115 112 110 107 105 102 3,4 97,7 65,5 93,3 91,2 89,1 87,1 85,1 83,2 81,3 79,3,5 77,6 75,9 74,1 72,4 70,8 69,2 67,6 66,1 61,6 63,3,6 61,7 60,3 58,9 57,5 56,2 54,9 53,7 52,5 51,3 50,3,7 49,0 47,9 46,8 45,7 44,7 43,6 42,7 41,7 40,7 39,3,8 38,9 38,0 37,1 36,3 35,5 34,7 33,9 33,1 32,4 31,3,9 30,9 30,2 29,5 28,8 28,2 27,5 26,9 26,3 25,7 25,4,0 24,5 24,0 23,4 22,9 22,4 21,9 21,4 20,9 20,4 19,ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ РАДИОЛОГИЧЕСКИХ ЭКСПОНЕНТ Основными источниками техногенных радионуклидов в агросфере являются остаточные количества долгоживущих радионуклидов, поступивших в нее результате испытаний ядерного оружия и аварий на атомных электростанциях.

Наиболее значимыми искусственными радионуклидами, загрязняющими агроландшафты, являются стронций-90 (90Sr) с периодом полураспада 28,5 года и цезий-137 (137Cs) с периодом полураспада 30,2 года. Потребление радионуклидсодержащих продуктов приводит к формированию источников внутреннего облучения человека из-за накопления радиоактивных веществ в его организме. В различных радиологических ситуациях, связанных с поступлением радионуклидов в природную среду, именно внутреннее облучение вносит основной вклад в суммарное облучение человека. После Чернобыльской катастрофы поступление 137Cs (одного из основных компонентов радиоактивных выпадений) с пищевыми продуктами обеспечивало до 70-80% общей дополнительной (аварийной) дозы облучения населения. Предельно-допустимая концентрация радионуклидов в продовольственном сырье и пищевых продуктах регламентируется санитарными правилами и нормами (СанПиН 2.3.2.560-96). Для зерна допустимый уровень содержания цезия-137 составляет 80 Бк/кг, стронция-90 – 140 Бк/кг. Для молока допустимый уровень содержания цезия-137 составляет 50 Бк/кг, стронция-90 – 25 Бк/кг. Характеристика интенсивности поступления радионуклидов из почвы в растения проводится на основе расчетов коэффициента накопления (Кн) и коэффициента перехода (Кп). Последний коэффициент используется и для характеристики поступления радионуклидов в продукцию животноводства.

Порядок выполнения работы 1. Используя данные таблицы, для всей растительной продукции рассчитайте величину Кн для 137Cs и 90Sr по формуле:

Концентрация радионуклида в растениях, Бк/кг Кн= —————————————————————— Концентрация радионуклида в почве, Бк/кг 2. Используя данные таблицы, рассчитайте величину Кп (почва-растение), для Cs по формуле:

Концентрация радионуклида в продукции, Бк/кг Кп (почва-растение)= ——————————————————————— Плотность загрязнения почвы, кБк/мПлотность загрязнения пахотных угодий определяется как суммарное содержание радионуклида в пахотном слое (0-20 см) на единицу площади. Для расчета этой величины необходимо вычислить массу (М) квадратного метра пахотного слоя почвы:

М = ГМо, где Г – глубина пахотного слоя почвы (равна 0.2 м); Мо- объёмная масса почвы (принять равной 1100 кг/м3).

Величину плотности загрязнения (кБк/м2) получают умножением содержания радионуклида в почве (Бк/кг) на массу квадратного метра пахотного слоя почвы (кг/м2).

3. Рассчитайте величину Кп (рацион-молоко) для 137Cs по формуле:

Концентрация радионуклида в молоке, Бк/л Кп (рацион-молоко)= ——————————————————————— Содержание радионуклида в рационе, Бк/сутки При расчетах содержания радионуклида в рационе исходите из допущения, что суточный рацион коровы состоит из 50 кг зеленой массы.

Контрольные вопросы 1. Использую литературу, указанную в лабораторной работе № 1, ознакомьтесь со следующими терминами и понятиями: аэральное загрязнение растений, метаболизм радиационных веществ, радиоактивные элементы, радиоактивное загрязнение, радиационный мониторинг.

2. Какие факторы влияют на величину коэффициентов накопления и перехода 3. Какими способами можно уменьшить накопление радионуклидов в сельскохозяйственной продукции 4. Существует ли опасность загрязнения сельскохозяйственной продукции в Белгородской области и почему Таблица Данные для расчета радиологических экспонент Концентрация ра- Концентрация радионуклидов в дионуклидов в Вид сельскохозяйстпочве, Бк/кг продукции, Бк/кг венной продукции 137 90 137 Сs Sr Сs Sr Белгородская область, Алексеевский район (чернозем обыкновенный) Ячмень (зерно) 2,50 1,Ячмень (солома) 6,40 3,90 Зеленая масса трав 4,20 1,Молоко Брянская область, Новозыбковский район (дерново-подзолистая почва) Зеленая масса трав (без удобрений) Молоко не опреде- не опредеЗеленая масса трав ляли ляли (доза удобрений N180 P120 K360) Молоко ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ ГУМУСА И БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В РЕЗУЛЬТАТЕ ПОВЕРХНОСТНОГО СМЫВА ПОЧВЫ Водная эрозия является самым масштабным и необратимым видом деградации почв. В результате эрозии со смытой почвой теряется большое количество гумуса и основных элементов питания растений, что приводит к снижению плодородия эродированных почв, уменьшению продуктивности сельскохозяйственных культур.

Порядок выполнения работы 1. Используя данные таблицы, определите площади эродированной пашни для каждого района и в целом для Белгородской области.

Таблица Эродированность пашни и потери элементов питания со смытой почвой в районах Белгородской области Районы Площа- Эродирован- Площадь Смыто Потери со смытой дь паш- ность, % эродир. почвы, почвой, тыс. т ни, тыс. пашни, тыс. т гумус N P K га тыс. га 1. Алексеевский 67,100,2. Белгородский 55,85,3. Борисовский 23,40,4. Валуйский 61,92,5. Вейделевский 57,88,6. Волоконовский 50,81,7. Губкинский 51,99,8. Грайворонский 20,53,9. Ивнянский 36,57,10.Корочанский 58,88,11.Красногвардейский 72,90,12.Краснояружский 45,28,13.Красненский 68,50,14.Новооскольский 59,83,15.Прохоровский 42,91,16.Ракитянский 45,59,17.Ровеньский 63,88,18.Старооскольский 47,87,19.Чернянский 61,73,20.Шебекинский 43,104,21.Яковлевский 50,67,ИТОГО 2. Приняв условную величину смыва почвы с эродированной пашни за 6 т/га в год, определите потери почвы для каждого района и в целом для Белгородской области.

3. Исходя из допущения, что содержание в смытой почве гумуса составляет 4,2 %, валового азота – 0,22 %, валового фосфора (P2O5) – 0,15 %, валового калия (K2O) – 2.0 %, рассчитайте потери гумуса, азота, фосфора и калия для каждого района и в целом для Белгородской области.

Контрольные вопросы 1. Использую литературу, указанную в лабораторной работе № 1, ознакомьтесь со следующими терминами и понятиями: альтернативная система земледелия, гумус, кадастр, консервация земель, коэффициент эрозионной опасности, линейная эрозия, поверхностная эрозия.

2. Каковы основные причины развития водной эрозии в Белгородской области 3. Определите административные районы, имеющие наиболее низкую природную защищенность. Дайте экологический прогноз развитию эрозионных процессов на территории Белгородской области.

4. Что такое лимитированное природопользование Какие ограничения, на ваш взгляд, необходимо ввести при использовании земельных ресурсов Белгородской области Ответ обоснуйте.

Источник