Инструментальная диагностика физических условий среды обитания растений
Физика среды обитания растений
1. Использование агрофизической информации при управлении плодородием почвы. Уровни исследования и показатели.
2. Методы исследований на ионно-молекулярном уровне, уровне элементарных частиц, микро- и макроагрегатов.
3. Инструментальные методы определение базовых характеристик агрофизического состояния почвы.
4. Методы определения плотности сложения, агрегатного состава, водопрочной структуры. Методы изучения гидрофизических свойств
5. Концептуальные основы методов. Методические требования к реализации методов. Примеры интерпретации и типичные ошибки интерпретации.
6. Методы диагностики переуплотнения почвы. Определение физико- механических свойств почвы.
Лекция 3
Биохимические и химические методы исследования растений и среды их обитания
1. Общее в аналитических методах исследований растений и почвы. Значение учёта содержания воды в образцах и методы её определения.
2. Физико-химические методы анализа: спектральные, электрохимические, хроматографические, термические. Сущность методов. Понятие об аналитических приборах. Типы аналитических приборов.
3. Эмиссионный спектральный анализ. Сущность фотометрии. Использование пламенной фотометрии в агрономических исследованиях. Основные приборы. Достоинства и недостатки метода.
4. Атомно-абсорбционный спектральный анализ. Сущность метода, достоинство и недостатки с позиции агрономических исследований.
5. Электрохимические методы. Кондуктометрия и её использование в точном земледелии.
6. Потенциометрия. Сущность потенциометрии. Применение потенциометрических методов в агрономии: диагностика рН, ионов Ca, K, Cl, N03. Примеры электродов первого и второго рода.
|
|
7. Метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Сущность метода. Применение ЯМР в исследованиях.
8. Хроматографические методы. Сущность метода. Примеры использования в экологическом земледелии.
9. Методы определения концентрации при инструментальных исследованиях. Метод стандарта (сравнения) и метод калибровочного графика. Ошибки химического анализа.
Лекция 4
Методы исследования химических свойств среды обитания растений
1. Отбор, этикетирование, транспортировка и хранение проб для анализа. Особенность систем отбора проб неоднородных участков при определении рН, содержания подвижных макро- и микроэлементов в связи с нарушением принципа аддитивности. Статистическая обработка результатов агрохимических анализов.
2. Современные инструментальные методы определения базовых характеристик агрохимического состояния почвы.
3. Классические методы определения кислотности почвы и доступных элементов питания. Определение неорганических вредных веществ (тяжёлых металлов).
4. Методические требования к реализации методов и стандарты. Примеры интерпретации и типичные ошибки интерпретации. Экспресс методы.
Лекция 5
Биохимические методы исследования растений
1. Отбор, этикетирование, транспортировка и хранение проб для анализа. Средние пробы культурных растений и подготовка их к анализу (включая семян) - отбор с отдельных растений, мелкоделяночных посевов, крупных делянок.
|
|
2. Общее о классических биохимических методах: определение активности ферментов (каталазы, пероксидазы, полифенолоксидазы); витаминов (аскорбиновой кислоты, каротиноидов); сахаров, органических кислот, жирных масел; белковых веществ (азота по Кьельдалю).
3. Определение макро- и микроэлементов в растениях методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии (ААС).
4. Краткая характеристика спектрометра КВАНТ–Z.ЭТА («КОРТЭК»). Управление прибором, обработка результатов анализа, отображение и хранение информации, программное обеспечение QUANT ZEEMAN 1.6.
5. Определение потребности в подкормке азотом с помощью N –Testera. Принцип работы и краткая характеристика прибора, управление прибором, специфика использования в технологиях возделывания зерновых.
Лекция 6
Инструментальная диагностика биологических свойств среды обитания растений
1. Биологические свойства почвы, их значение для растений и возможность регулирования.
2. Инструментальные методы определение базовых характеристик биологических свойств почвы.
3. Методы определения органического вещества почвы, методы определения дыхания, методы определения микробиологической активности. Концептуальные основы методов.
4. Методические требования к реализации методов и стандарты. Примеры интерпретации и типичные ошибки интерпретации.
5. Методы диагностики вредного влияния сорняков: методы измерения биомассы, засоренности почвы семенами, токсического влияния выделений сорных растений.
Лекция 7
1. Методы исследования почвенной биоты: насекомых, червей, фитонематод, микроорганизмов.
|
|
2. Методы исследования биологической активности почв (метод определения дыхания почвы), активности ферментов.
3. Методы идентификации возбудителей болезней растений (метод микроскопического анализа) и интенсивности поражения. Устройство и принципы работы портативного полевого фотометра ПИФ – М. Фитопатологическая экспертиза (метод рулонов ГОСТ Р 50459-92).
4. Методы инструментальной оценки морфофизиологического состояния растений: массы, площади листьев, состояния развития корневых систем.
5. Спутниковое дистанционное зондирование состояния фитоценозов, фотограмметрия посевов.
6. Основные методические подходы определения химической токсичности почв. Метод биотестов. Экспресс-диагностика по водным экстрактам, содержащих водорастворимые фракции почв. Биотестирование на ракообразных, инфузориях, водорослях (хлореллах), рыбках - гуппи.
Лабораторные работы
| № | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудоемкость, часы |
| Подготовка оборудования и лабораторной посуды для анализа. Отбор образцов. Определение потребности в глубоком рыхлении с помощью пенетрометра | |||
| Диагностика строения пахотного слоя с помощью режущих колец | |||
| Диагностика устойчивости структуры к дезинтегрирующему действию воды | |||
| Определение водопроницаемости почвы | |||
| Определение потребности в известковании с помощью рН-метра | |||
| Определение потребности в подкормке азотом с помощью N -Testera | |||
| Определение обеспеченности доступного фосфора | |||
| Определение обеспеченности обменным калием | |||
| Определение морфофизиологических характеристик растений | |||
| Определение физиологического состояния растений | |||
| Фитопатологическая экспертиза (метод рулонов). | |||
| Итого |
Содержание дисциплины
Содержание разделов дисциплины
1. Общие положения. Классификация инструментальных методов исследования почв и растений, пробоотбор, пробоподготовка, разделение и концентрирование, измерение (определение), обработка данных, выводы и отчет, представление о хемометрике.
2. Атомно-абсорбционная спектрометрия. Теоретические основы метода атомно-эмиссионной спектрометрии, источники излучения, используемые в атомно-эмиссионной спектрометрии, спектрометры для атомно-эмиссионной спектрометрии, возможности метода атомно-эмиссионной спектрометрии для анализа сельскохозяйственных объектов, теоретические основы метода атомно-абсорбционной спектрометрии, устройство атомно-абсорбционных спектрометров, возможности метода атомно-абсорбционной спектрометрии, анализ воды методом атомно-абсорбционной спектрометрии,анализ воздуха методом атомно-абсорбционной спектрометрии, атомно-абсорбционный метод определения свинца в воздухе в соответствии с международным стандартом ИСО 9855, определение тяжелых металлов в почве в соответствии с международным стандартом ИСО 11047,анализ пищевых продуктов, анализ биологических образцов, анализ пищевых продуктов.
3. Спектральные методы анализа. Инфракрасная спектроскопия, ультрафиолетовая спектроскопия, спектроскопия ядерного магнитного резонанса, газо-жидкостная хроматография, высокоэффективная жидкостная хроматография, масс- спектрометрия, хромато-масс-спектрометрия.
4. Электрохимические методы анализа. Теоретические основы электрохимических методов анализа, потенциометрия, вольтамперометрия, возможности электрохимических методов для анализа сельскохозяйственных объектов, определение массовой доли нитрат-ионов в продуктах растительного происхождения, продуктах переработки плодов и овощей, кормах, комбикормах и комбикормовом сырье потенциометрическим методом, определение массовой концентрации витамина С во фруктах и ягодах вольтамперометрическим методом, определение иода в пищевых продуктах и продовольственном сырье вольтамперометрическим методом.
5. Хроматография. Теоретические основы хроматографии как метода разделения и определения химических веществ, газо-жидкостная хроматография, высокоэффективная жидкостная хроматография, ионная хроматография, масс- спектрометрия, хромато-масс-спектрометрия, определение содержания эфирных масел, определение анионов.