Примерная программа наименование дисциплины инструментальные методы исследований
| Вид материала | Примерная программа |
- Примерная программа наименование дисциплины инструментальные методы исследования почв, 118.24kb.
- Примерная программа наименование дисциплины агрохимические методы исследований, 211.43kb.
- Примерная программа наименование дисциплины методы почвенных исследований, 90.73kb.
- Примерная программа наименование дисциплины аналитическая химия рекомендуется для направления, 147.22kb.
- Аннотация рабочей программы дисциплины методы экологических исследований наименование, 27.1kb.
- Примерная программа наименование дисциплины основы научных исследований в агрономии, 196.45kb.
- Примерная программа наименование дисциплины общее почвоведение рекомендуется для направления, 186.42kb.
- Рабочая программа дисциплины методы исследований в менеджменте наименование магистерской, 679.39kb.
- Рабочая программа наименование дисциплины Методы исследований в менеджменте, 182.94kb.
- Примерная программа наименование дисциплины «Физиология растений» Рекомендуется для, 199.4kb.
ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА
Наименование дисциплины - ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЙ
Рекомендуется для направления подготовки 110400 «Агрономия»
Квалификация (степень) выпускника – магистр
- Цель и задачи дисциплины
Цель - овладение инструментальными методами исследования почвенного плодородия и продукционного процесса агрофитоценозов.
Задачами дисциплины являются освоение методов отбора проб, подготовки их к анализу и определение базовых агрофизических, агрохимических биологических показателей плодородия почвы и растений с помощью современных приборов и оборудования.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина «Инструментальные методы исследований » входит в базовую часть профессионального цикла учебного плана согласно ФГОС ВПО.
Для ее изучения необходимо знать:
основы физиологии растений, агрометеорологии, почвоведения, агрохимии, земледелия, микробиологии, агрофитоценологии, основы научных исследований.
Знания и умения по данной дисциплине должны быть востребованы при проведении научных исследований по разработке инновационных технологий управления почвенным плодородием и продукционным процессом агрофитоценоза при производстве растительной продукции.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Изучение дисциплины направлено на формирование компетенции
- способности самостоятельно организовать и провести научные исследования с использованием современных методов анализа почвенных и растительных образцов.
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать:
– сущность современных методов исследования почв и растений;
– инструментальное обеспечение современных методов исследований;
– методику подготовки почвенных, растительных образцов и анализа.
уметь: проводить агрофизические, агрохимические и биологические анализы образцов почв и растений
4.Объем дисциплины и виды учебной работы
| Вид учебной работы | Всего часов | Семестр |
| Аудиторные занятия (всего) | 28 | 28 |
| В том числе: | - | - |
| Лекции (Л) | 6 | 6 |
| Лабораторные работы (ЛР) | 22 | 22 |
| Самостоятельная работа (всего) | 80 | 80 |
| Подготовка к лабораторным работам | 64 | 64 |
| Подготовка к экзамену | 16 | 16 |
| Общая трудоемкость часы зачетные единицы | 108 | 108 |
| 3 | 3 |
5.Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
Введение. Общее в инструментальных методах исследований. Основные технологические процессы в растениеводстве, требующие инструментального контроля. Особенности почвы и растений как объектов инструментального анализа. Физика, химия и биология среды обитания культурных растений. Современные методы агрофизического, агрохимического и биологического исследования (анализа) почвы и растений. Подготовка к анализам. Особенности отбора проб. Технические средства отбора (отбор с регистрацией координат). Картирование электропроводности. Протокол отбора проб. Этикетирование, транспортировка, сушка, просеивание, размол, хранение. Электронные системы учета. Банки данных. Статистические методы обработки результатов. Лабораторные и экспрессные методы диагностики почвы и растений.
1. Инструментальная диагностика физических условий среды обитания растений.
Физика среды обитания растений. Использование агрофизической информации при управлении плодородием почвы. Уровни исследования и показатели. Методы исследований на ионно-молекурном уровне, уровне элементарных частиц, микро и - макроагрегатов. Инструментальные методы определение базовых характеристик агрофизического состояния почвы. Методы определения плотности сложения, агрегатного состава, водопрочной структуры. Методы изучения гидрофизических свойств
Концептуальные основы методов. Методические требования к реализации методов. Примеры интерпретации и типичные ошибки интерпретации.
Методы диагностики переуплотнения почвы. Определение физико-механических свойств почвы.
2. Биохимические и химические методы исследования растений и среды их обитания.
Общее в аналитических методах исследований растений и почвы. Значение учета содержания воды в образцах и методы ее определения.
Физико-химические методы анализа: спектральные, электрохимические, хроматографические, термические. Сущность методов. Понятие об аналитических приборах. Типы аналитических приборов.
Эмиссионный спектральный анализ. Сущность фотометрии. Использование пламенной фотометрии в агрономических исследованиях. Основные приборы. Достоинства и недостатки метода.
Атомно-абсорбционный спектральный анализ. Сущность метода, достоинство и недостатки с позиции агрономических исследований.
Электрохимические методы. Кондуктометрия и ее использование в точном земледелии. Потенциометрия. Сущность потенциометрии. Применение потенциометрических методов в агрономии: диагностике рН, ионов Ca, K, Cl, N03. Примеры электродов первого и второго рода.
Метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Сущность метода. Применение ЯМР в исследованиях.
Хроматографические методы. Сущность метода. Примеры использования в экологическом земледелии.
Методы определения концентрации при инструментальных исследованиях. Метод стандарта (сравнения) и метод калибровочного графика. Ошибки химического анализа.
Методы исследования химических свойств среды обитания растений. 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.
Современные инструментальные методы определение базовых характеристик агрохимического состояния почвы. Классические методы определения кислотности почвы и доступных элементов питания. Определение неорганических вредных веществ (тяжелых металлов).
Методические требования к реализации методов и стандарты. Примеры интерпретации и типичные ошибки интерпретации. Экспресс методы.
Биохимические методы исследования растений.
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.
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).
Определение макро и микроэлементов в растениях методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии (ААС). Краткая характеристика спектрометра КВАНТ–Z.ЭТА («КОРТЭК»). Управление прибором, обработка результатов анализа, отображение и хранение информации, программное обеспечение QUANT ZEEMAN 1.6.
Определение потребности в подкормке азотом с помощью N –Testera. Принцип работы и краткая характеристика прибора, управление прибором, специфика использования в технологиях возделывания зерновых.
3. Инструментальная диагностика биологических свойств среды обитания растений.
Биологические свойства почвы, их значение для растений и возможность регулирования. Инструментальные методы определение базовых характеристик биологических свойств почвы. Методы определения органического вещества почвы, методы определения дыхания, методы определения микробиологической активности. Концептуальные основы методов. Методические требования к реализации методов и стандарты. Примеры интерпретации и типичные ошибки интерпретации.
Методы диагностики вредного влияния сорняков: методы измерения биомассы, засоренности почвы семенами, токсического влияния выделений сорных растений.
Методы исследования почвенной биоты: насекомых, червей, фитонематод, микроорганизмов.
Методы исследования биологической активности почв (метод определения дыхания почвы), активности ферментов.
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).
Методы инструментальной оценки морфофизиологического состояния растений: массы, площади листьев, состояния развития корневых систем. Спутниковое дистанционное зондирование состояния фитоценозов, фотограмметрия посевов.
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.
5.2.Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечивающими (последующими) дисциплинами
| № п/п | Наименование обеспечиваемых дисциплин | №№ разделов дисциплины, необходимых для изучения последующих дисциплин | ||
| 1 | 2 | 3 | ||
| 1 | Интегрированная защита растений | | | + |
| 2 | Научные основы защиты почв от эрозии | + | + | |
| 3 | Экологически безопасные технологии | + | + | |
| 4 | Практика и научно-исследовательская работа | + | + | + |
5.3.Разделы дисциплин и виды занятий
| № п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекции | Лабор. работы | СРС | Всего |
| 1. | Инструментальная диагностика физических условий среды обитания растений | 2 | 8 | 24 | 34 |
| 2. | Биохимические и химические методы исследования растений и среды их обитания | 2 | 8 | 46 | 56 |
| 3. | Инструментальная диагностика биологических факторов среды обитания растений | 2 | 6 | 10 | 18 |
| | Всего | 6 | 22 | 80 | 108 |
6.Лабораторные работы
| № | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудоемкость, часы |
| 1 | 1 | Подготовка оборудования и лабораторной посуды для анализа. Отбор образцов. Определение потребности в глубоком рыхлении с помощью пенетрометра | 2 |
| 2 | 1 | Диагностика строения пахотного слоя с помощью режущих колец | 2 |
| 3 | 1 | Диагностика устойчивости структуры к дезинтегрирующему действию воды | 2 |
| 4 | 1 | Определение водопроницаемости почвы | 2 |
| 5 | 2 | Определение потребности в известковании с помощью рН-метра | 2 |
| 6 | 2 | Определение потребности в подкормке азотом с помощью N -Testera | 2 |
| 7 | 2 | Определение обеспеченности доступного фосфора | 2 |
| 8 | 2 | Определение обеспеченности обменным калием | 2 |
| 9 | 3 | Определение морфофизиологических характеристик растений | 2 |
| 10 | 3 | Определение физиологического состояния растений | 2 |
| 11 | 3 | Фитопатологическая экспертиза (метод рулонов). | 2 |
| Итого | 22 | ||
7.Примерная тематика курсовых работ – не предусмотрено
8.Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература:
- Пискунов А.С. Методы агрохимических исследований. М.: Колос С 2004. – 312с.
- Васильев И.П., Туликов А.М. и др. Практикум по земледелию. М.: Колос С, 2004.
- Практикум по агрохимии (под ред. В.В. Кидина). М.: КолосС, 2008. 599 с.
- Биоиндикация загрязнителей наземных экосистем / под ред. Р. Шуберта/. М.: Мир, 1988, 350с.
б) дополнительная литература:
- Яшин И.М., Шишов Л.Л., Раскатов В.А. Почвенно-экологические исследования в ландшафтах. МСХА, 2000, 557с.
- Тяжелые металлы в системе почва-растение - удобрение. (Под ред. М.М. Овчаренко) М. ЦИНАО, 1997
- Методы биохимического исследования растений. / Под. ред. А.И. Ермакова/ -3-е изд. Перераб. и дополн. – Л.: Агропромиздат, 1987, 430с.
- Кретович В.Л. Биохимия растений. Учебник для биолог. факультетов ун-тов.- М.: Высшая школа. 1980, 445с.
- Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. Учебник.-2-е издание, МГУ, 1989, 336с.
- Прикладная нематология. /Н.Н. Буторина и др. М.: Наука, 2006, 350с.
- Петрова Л.Н. и др. Биотестирование агроландшафта путем оценки качества зерна. // Плодородие, 2007, № 1, с. 35
- Отбор проб ГОСТы 17.4.3.01.-83; 17.4.4.02; 28168-89
- Стурман В.И. Экологическое картографирование «АспектПресс» 2003, 251с.
в) программное обеспечение
Пакеты прикладных программ по статистике: ”STRAZ”, “STATISTICA” “EXELL”, “STATGRAPHICS Plus for Windows”
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
Для нахождения информации, размещенной в Интернете, чаще всего представленной в формате HTML помимо общепринятых «поисковиков» Rambler, Yandex, GOOGLE можно рекомендовать специальные информационно-поисковые системы:
GOOGLE Scholar – поисковая система по научной литературе,
ГЛОБОС – для прикладных научных исследований,
Science Tehnology – научная поисковая система,
AGRIS – международная информационная система по сельскому хозяйству и смежным с ним отраслям,
AGRO-PROM.RU – информационный портал по сельскому хозяйству и аграрной науке
Math Search – специальная поисковая система по статистической обработке,
Базы данных:
Agro Web России – БД для сбора и представления информации по сельскохозяйственным и научным учреждениям аграрного профиля,
БД AGRICOLA – международная база данных на сайте Центральной научной сельскохозяйственной библиотеки РАСХН,
БД «AGROS» – крупнейшая документографическая база данных по проблемам АПК, охватывает все научные публикации (книги, брошюры, авторефераты, диссертации, труды сельскохозяйственных научных учреждений)
«Агроакадемсеть» – базы данных РАСХН
9.Материально-техническое обеспечение дисциплины
Для проведения курса необходимы: полевые опыты по изучению влияния основных регулирующих воздействий (удобрения, обработка почвы, известкование и.т.п.) на агрономические свойства почвы и урожайность полевых культур или отобранные образцы. Лабораторное помещение с оборудованием: лопаты, буры, пакеты, этикетки, коробки, фарфоровые ступки с пестиками, наборы сит, цилиндры, ванны для насыщения, колбы для растворов реактивы. Приборы: для определения водопрочной структуры, пенетрометры, электронные весы, ионометры. Аудио и видеофильмы по экспериментальному оборудованию.
10.Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
Дисциплина реализуется традиционными технологиями с использованием активных и интерактивных методов. Текущий контроль может проводиться по результатам выполненных индивидуальных заданий, а промежуточная аттестация – в виде экзамена при обязательном выполнении лабораторных работ.
Разработчик:
| РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева | профессор, кафедры земледелия и МОД | Н.Ф.Хохлов |
| | | |
| Эксперт: | | |
| РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева | зав. кафедрой луговодства, профессор | Н.Н.Лазарев |