Тема 1 Методы исследований в агрохимии и влияние условий внешней среды на поступление питательных веществ в растения
Основы агрохимии
Методические указания к практическим занятиям
студентов II курса лесохозяйственного факультета по направлению подготовки бакалавров «Лесное дело»
Брянск 2012
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО «Брянская государственная инженерно-технологическая
академия»
Кафедра лесных культур и почвоведения
Утверждены редакционным советом
академии протокол № 9
от « 29 » 11. 2012 г.
Основы агрохимии
Методические указания к практическим занятиям
студентов II курса лесохозяйственного факультета по направлению подготовки бакалавров «Лесное дело»
Брянск 2012
УДК 631.816.1(072)
Основы агрохимии: Методические указания к практическим занятиям студентов II курса лесохозяйственного факультета по направлению подготовки бакалавров «Лесное дело» (специальности 250100) /Составители: З.Н. Маркина. БГИТА, 2012. - 39 с.
Представлена тематика практических занятий, которая подобрана в развитие вопросов теоретического курса. Поставлены цели занятий и форма отчётности.
Рецензент: доктор с.-х. наук, профессор А.Н. Ткаченко
Рекомендованы редакционно-издательской, учебно-методической
комиссиями лесохозяйственного факультета
Протокол № 37 от 12. 11. 2012 г.
© Брянская государственная
инженерно-технологическая академия
ВВЕДЕНИЕ
Целью курса является изучение теоретических основ питания растений и питательных режимов различных типов почв, особенно в лесных экосистемах, и их значение для правильного применения удобрений в лесном хозяйстве; методов химической и биологической мелиорации почв при восстановлении и возобновлении лесов; системы удобрений в лесопитомниках. Эта дисциплина, изучающая взаимодействие растений, почвы и удобрений позволяет изучить в сумме все воздействия на произрастающие растения и выявить влияние всех факторов на их продуктивность.
Целью изучения дисциплины является профессиональная подготовка инженеров лесного и лесопаркового хозяйства - по одной из дисциплин экологического направления.
Основной задачей изучения дисциплины является последовательное получение знаний об управлении круговоротом и балансом элементов питания в системе «почва – растение», что очень важно для лесных биоценозов, выявлении мер воздействия на химические процессы, протекающие в почве и растениях, об антропогенном вмешательстве в геохимический круговорот.
Решение этих задач возможно при глубоком последовательном формировании знаний у будущих инженеров лесного хозяйства об основах питания растений, о свойствах почвы, влияющих на правильное применение удобрений, о создании интенсивных технологий выращивания лесных культур в питомниках.
Для успешного освоения курса «Основы агрохимии» студентам лесохозяйственного факультета необходимы знания по таким общеобразовательным и специальным дисциплинами как математика, физика и химия (неорганическая, органическая, аналитическая и коллоидная), почвоведение, физиология, ботаника, земледелие и т.д.
В результате изучения дисциплины «Основы агрохимии» студент должен:
- уметь грамотно оценить состояние почвенного плодородия и разработать технологию применения удобрений для улучшения лесорастительных свойств почв;
- определить оптимальные уровни всех факторов, влияющих на лесорастительные свойства почв, и их наиболее благоприятное сочетание при выборе участков под питомники и лесонасаждения;
- знать основы минерального питания растений и пути целенаправленного управления ростом и развитием растений с целью создания высокопродуктивных пород и высококачественной древесины;
- правильно рассчитать дозы удобрений, химических мелиорантов и определить способы их внесения как основного средства повышения продуктивности древесных пород и улучшения биологического круговорота веществ;
- знать и уметь управлять продуктивностью растений и качеством получаемой продукции, что достигается их сбалансированным питанием;
- обеспечить дифференцированный подход к применению удобрений с учётом обеспеченности почв доступными формами элементов питания, почвенно-климатических факторов и требовательности различных пород к условиям питания;
- иметь навыки агрохимического обследования почв, агрохимического картирования почв по содержанию элементов питания, выполнения анализов почв и растений;
- уметь рассчитать баланс элементов питания в почвах для основных лесообразующих пород;
- знать вопросы экономической и экологической эффективности применения удобрений.
Практическая работа студентов предусматривает решение задач по определению доз минеральных удобрений под различные культуры с учётом плодородия почв, потребности растений в элементах питания и их выноса с урожаем.
Тема 1 Методы исследований в агрохимии и влияние условий внешней среды на поступление питательных веществ в растения
Цель занятия: Ознакомить студентов с основными методами исследований в агрохимии и влияние условий внешней среды на поступление питательных веществ в растения
Форма отчета: Студенты в тетради для практических занятий кратко описывают цели и задачи, изучаемые при постановке стационарных, вегетационных и лизиметрических исследованиях. Изучают комплекс методов, применяемых при лабораторных исследованиях. По пройденному материалу осуществляется письменный контроль знаний
Особое место в агрохимии занимают лабораторные методы исследований: химические, физико-химические методы анализа растений, почв и удобрений. Широкое распространение получили и такие методы, как фотометрия, хроматография, спектроскопия, атомно-абсорбционная спектрофотометрия, рентгенофлуоресцентный, нейтронно-активационный, масс-спектрометрия и др. Для более точных исследований обмена веществ в растении широко используются методы стабильных и радиоактивных изотопов.
Широко используются в массовых поточных анализах высокопроизводительная современная аналитическая техника и ЭВМ. Портативные агрохимические приборы индивидуального пользования позволяют непосредственно в поле быстро определить содержание какого-либо элемента в растении или почве, свойство почвы (кислотность или щелочность и др.) и оперативно внести коррективы в рекомендации по применению удобрений.
Вторая группа методов - физиолого-агрохимические, включающие вегетационные (эксперименты проводятся в специальных сосудах, размещаемых в вегетационных павильонах-домиках, теплицах) и лизиметрические методы (исследования проводятся в больших сосудах - 1x1x1; 1x1x2 м и т.д. - с изолированными по вертикали стенками в условиях, близких к естественным). В настоящее время последний метод широко используется в научно-исследовательских учреждениях мира, особенно при исследовании миграции, трансформации питательных элементов в почве, в балансовых экспериментах, изменения свойств почв в динамике, а также в физиолого-биохимических исследованиях методом изотопов особенностей обмена веществ в растениях и формирования качества продукции.
Третья группа методов агрохимических исследований - полевые опыты. Мелкоделяночные опыты проводятся для более глубоких, чаще поисковых, экспериментов. Они часто сочетаются с вегетационными и лизиметрическими опытами, но в условиях, идентичных или близких к естественным. В мелкоделяночных опытах часто используются меченые атомы, создаются и проверяются модели почв высокого плодородия, испытываются новые виды и формы удобрений, их сочетание с другими химическими средствами или микробиологическими исследованиями и т.д. Мелкоделяночные опыты с удобрениями проводятся в полевых условиях на делянках площадью не более 10м.
Стационарный длительный полевой опыт с удобрениями,– это стационарный опыт, проводимый более одной ротации севооборота. Длительные стационарные опыты дают ценную информацию по оценке сравнительной эффективности различных систем удобрений в севооборотах, т. е. минеральных, органических, их сочетаний; уровня насыщенности севооборотов удобрениями; оптимального распределения органических и минеральных удобрений по культурам севооборота, а также форм удобрений. Эти опыты являются основной базой для разработки статистических моделей плодородия почв, исследования закономерностей изменения плодородия почв и качества продукции при длительном применении удобрений, проведения балансовых исследований, миграции питательных элементов по профилю почвы и накопления балластных токсических элементов (в том числе тяжелых металлов в почве при длительном применении удобрений и других агрохимических средств, т.е. для решения ряда экологических проблем агрохимии) и т.д.
Производственные опыты с удобрениями проводятся в производственных условиях для проверки рекомендаций и экономической оценки действия удобрений на урожай и его качество. Схемы их, как правило, краткие и предназначены для испытания и доработки научных рекомендаций в условиях производства, в конкретных почвенно-климатических условиях.