Окружающая среда и экологические факторы

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ

по дисциплине

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ

ЭКОЛОГИЯ

Фамилия И.О. студента (ки)………………………………

Группа………………………………………………………..

МОСКВА 2017

Рабочая тетрадь по дисциплине Сельскохозяйственная экология/Д.А. Постников, В.А. Раскатов, С.Л. Игнатьева М.: Изд-во РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2017. 52 с.

Издание третье, дополненное и переработанное.

В рабочей тетради приведены новые тематические задания, элементы теории, расчетные задачи и лабораторные работы в соответствии с программой учебной дисциплины «Сельскохозяйственная экология».

Предназначено для бакалавров всех профилей агрономического факультета, обучающихся по направлению 35.03.04 «Агрономия».

Рекомендовано учебно-методической комиссией факультета агрономии и биотехнологии (протокол №….. от ………… 2017г)

Рекомендовано к изданию учебно-методической комиссией агрономического факультета. Протокол № ……. от ……………………… 2013г.

Раскатов В.А., составители, 2017

имени К.А. Тимирязева, 2017

Содержание

ЧАСТЬ 1. Предмет, цели и задачи экологии

Введение. Предмет, цели и задачи сельскохозяйственной экологии………….. 5

Тема 1.1 Экология и агросфера…………………………………….……………..6

Тема 1.2 Окружающая среда и экологические факторы…………….…….…...7

Тема 1.3 Биогеоценоз и его организационная структура, понятие о экосистемах и биосфере…………………………………………………………………………...10

Тема 1.4 Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства, типы агросистем…………………………………………………....14

Тема 1.5 Функционирование агросистем в условиях техногенеза……………15

Тема 1.6 Биологические альтернативы в интегрированной защите сельскохозяйственных растений и животных………………………………………………..19

Тема 1.7 Мониторинг и нормирование окружающей среды ………….…..….20

Тема 1.8 Загрязнение агроландшафтов…………………………………….......23

Тема 1.9.Экологическое земледелие, возможности, значение………….........29

Тема 1.10 Основы рационального природопользования, рециклинг………..30

Тема 1.11 Основы охраны природы и природоохранного законодательства

…………………………………………………………………………………….31

ЧАСТЬ 2. Лабораторные работы

Тема 2.1 Органолептические показатели качества воды и их определение....34

Тема 2.2 Определение токсичности почвы. Лабораторная работа № 2 (метод биотестирования)…………………………… ……………………………...……...41

Лабораторная работы № 3 Определение порога фитотоксичности при использовании семян горчицы белой (Sinapis alba. L) на загрязненном эталонном субстрате солями тяжелых металлов………………………………………….….44

ЧАСТЬ 3. асчетные задачи

Расчетные задачи

Тема 3. 1 Основы рационального природопользования и методика экономических расчетов экологии. Задания 1, 2 и 3………….........................…………...49

Библиографический список ……………………………………………...……..51

Целью данного курса по дисциплине « Сельскохозяйственная Экология» является усвоение студентами знаний по основным разделам рабочей программы: введение - экология и агросфера, основы общей экологии, введение в агроэкологию, мониторинг и нормирование загрязнений в эко- и агросфере, альтернативное земледелие и экологические технологии, нормативная оценка качества окружающей среды, загрязнение агроландшафтов, экологическое земледелие, экологические и экономические основы рационального природопользования, правовые основы охраны природы.

Правила заполнения студентами рабочей тетради

1. Все записи выполняются простым карандашом или шариковой ручкой.

2. Не допускается использование нестандартных сокращений экологических терминов и индексов.

3. При выполнении заданий по итоговым темам теоретического или практического разделов тетради преподаватель проверяет правильность выполнения каждого задания и ставит оценку в журнале.

4. По окончанию изучения основных тем дисциплины «Экология» на семинарских и лабораторных занятиях преподаватель назначает сроки сдачи рабочих тетрадей на проверку с последующей аттестацией студента для выставления итоговой оценки.

5. Аккуратно и правильно заполненная студентом рабочая тетрадь сдается на проверку преподавателю в период проведения учебной сессии с обязательной отметкой в журнале.

6. Студенты, выполнившие правильно задания и лабораторные работы, предусмотренные по рабочему плану, допускаются для сдачи зачета по дисциплине «Экология».

7. Пропущенные темы экологического практикума отрабатываются студентами индивидуально с 15 до 17 часов по согласованию с дежурным преподавателем.

1 ЧАСТЬ

Введение

Предмет, цели и задачи сельскохозяйственной экологии

Современное определение экологии трактуется так – экология – наука, изучающая взаимоотношения организмов между собой и с окружающей средой, а также исследующая структуру и функционирование биологических (надорганизменных) систем различного уровня. (Маврищев В.В. 2011).

Термин «экология» впервые ввел знаменитый немецкий биолог Э.Геккель (1834 – 1919) в 1866 г., образовав его от двух греческих слов, означающих в переводе «наука о местообитании».

Сельскохозяйственная экология — это комплексная прикладная наука, в основе которой лежит изучение состояния абиотических и биотических компонентов, а также взаимовлияние в различных комбинациях биотических групп и отдельных организмов (бактерии, грибы, вирусы, растения, рыбы, животные) в границах сельскохозяйственной сферы антропогенного воздействия.

В идеале сельскохозяйственная экология стремится раскрыть и познать все многообразие характера взаимодействий между различными биотическими сообществами, определить пределы допустимого воздействия на агроценозы, экологически обосновать использование новых агротехнологий, материалов, сортов растений и пород животных, определить агроэкологический и экономический эффект, прямой или опосредованный ущерб, а также выявить степень влияния качества сельскохозяйственной продукции на здоровье людей и оценить в целом по экологическим параметрам состояние агросферы.

В задачи сельскохозяйственной экологии входит:

- экологическое обоснование необходимого производства качественной продукции растениеводства и животноводства;

-оптимизация использования биоэнергетического потенциала агросистем

- сохранение и максимальное воспроизводство ресурсного потенциала агросферы;

- минимальное негативное воздействие на биосферный комплекс в целом.

Тема 1.1

Экология и агросфера

Ответьте письменно.

1. Основная цель экологии___________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Основные проблемы аграрного сектора с экологической точки зрения______

3. Значение сельскохозяйственной экологии в современном развитии общества_____________________________________________________________

4. Как связана сельскохозяйственная экология с фундаментальными и прикладными науками, заполните и опишите представленную схему.

сельскохозяйственная экология

____________________________________________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________

Тема 1.2

Тема 1.3

Тема 1.4

Экологические аспекты интенсификации

Тема 1.5

Тема 1.6

Тема 1.7

Тема 1.8

Загрязнение агроландшафтов

«Почвой следует называть ”дневные”, или наружные, горизонты горных пород (все равно каких), естественно измененные совместным воздействием воды, воздуха и различного рода организмов, живых и мертвых». Это определение принадлежит знаменитому русскому ученому-почвоведу В.В. Докучаеву. В почве сосредоточен основной запас питательных элементов, которые в целом определяют потенциал плодородия. В настоящее время этот показатель существенно снижен вследствие высоких эксплуатационных нагрузок в агросфере и задача агроинженера-эколога заключается в разработке новых концептуальных подходов при разработке элементов и технологий системы земледелия.

Агроландшафт – антропогенный ландшафт, в котором доминируют культурные виды растений, образуя агроценозы. Равновесное состояние агроландшафта поддерживается системой агрономических, мелиоративных и экологических мероприятий.

1.Укажите причины формирования почвенной корки, раскройте её экологическое значение.____________________________________________________ ____________________________________________________________________

2. Что образуется ниже границ пахотного горизонта суглинистой и глинистой почвы, опишите меры борьбы с этим явлением.___________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Напишите, что означает термин «загрязнение почв».___________________

На способность почвы выполнять функции основной материальной базы для функционирования высших наземных растений оказывает степень загрязнения плодородного слоя различными химическими элементами, в том числе тяжелыми металлами.

По степени опасности тяжелых металлов подразделяют на ....... класса.

4. Создайте правильный шаблон и заполните таблицу в соответствии с классом опасности по каждому металлу - кадмий, ртуть, бериллий, свинец, цинк, кобальт, хром, медь⃰, молибден, никель, ванадий, барий, вольфрам, марганец и стронций.

Таблица 2

	ПДК, мг/кг

⃰ или ОДК

5. Как определить коэффициент концентрации химического элемента в почве

К_к =

6. Рассчитайте показатель суммарного загрязнения почвы тяжелыми металлами (ТМ) по результатам таблицы 3, составьте заключение на основании полученных показателей Z_c .

Таблица 3

Валовое и подвижное содержание тяжёлых металлов

в дерново-подзолистой супесчаной почве, мг/кг сухого вещества

Вариант	Содержание ТМ, мг/кг
Вариант	Pb	Cd	Cu	Zn	Zс =∑К_с -( n -1)
Контроль	30,5/4,1	1,19/0,10	32,1/2,5	112,6/8,4
40т/га ОСВ	31,3/ 4,3	1,22/0,12	37,1/3,6	123,7/9,6
80т/га ОСВ	35,8/4,9	1,25/0,12	44,5/3,8	145,4/12,7
120т/га ОСВ фон ПДК	39,7/5,3 11,3 ……	1,31/0,12 0,54 ……	56,3/4,2 25,7 ……^⃰⃰	167,0/25,3 75,8 ……

⃰ - ориентировочная

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Опишите типы загрязнений и представьте классификацию загрязнений почв. Как составляется легенда экологической карты?______________________

8. Расчет возможной степени контаминации возбудителями паразитозов, содержащихся в сточных водах или осадках при подаче (внесении) их на земельные угодья, в т.ч. под кормовые культуры, проводят по формуле:

Д *П

ИК= ---------,

10000

где ИК - интенсивность контаминации объектов среды (в частности, почвы) возбудителями паразитозов, экз./ м² площади; П - количество возбудителей паразитозов в единице -объема стоков, их осадков, экз./л., м³;

Д -доза вносимых на поля стоков или их осадков данной влажности с учетом кратности внесения, м³, т/га; 10000 – расчетная площадь, м^2.. Рассчитайте ИК, если известно: доза осадка … т/га⃰, количество паразитозов – ….. экз./м^3⃰.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

9. Опишите традиционные и экологические (фиторемедиация) приемы для снижения содержания ТМ в ризосферной зоне агроценоза, рассчитайте коэффициент биологического накопления металлов надземной и подземной частью растений белой горчицы. Уточните технологию фиторемедиации. Проанализируйте аккумулирующую активность растений на основании проведенных расчетов и представленных значений в табл. 3 и 4, если известно, что на опытном участке по вариантам внесли осадок сточных вод в дозах 40, 80 и 120 т/га.

⃰^{задается индивидуально}

Вариант	свинец	кадмий	медь	цинк
I Контр. Стебли КБП_стебли = С_{тм стебли./}С_{тм почва (подв)}	0,53 ………..	0,697 ………..	14,98 ………	128,53 …………
I Контр. Корни КБП_корни = С_{тм корни./}С_{тм почва (подв)}	1,55 ………	0,303 ……….	15,92 ………..	80,09 ………..
II вар. Стебли 40 т ОСВ/га КБП	0,10 ………..	0,781 ………..	17,79 ……….	171,58 ……….
II вар. Корни 40 т ОСВ/га КБП	1,42 ……….	0,261 ……….	19,78 ……….	89,90 ………..
III вар. Стебли 80т ОСВ/га КБП	0,28 ………	0,557 ………..	14,23 ………..	254,62 ……….
III вар. Корни 80т ОСВ/га КБП	1,47 ………	0,294 ……….	15,73 ………..	100,35 …………
IV вар. Стебли 120тОСВ/га КБП	1,41 ………	1,060 ………	17,47 ……….	174,60 ………
IV вар. Корни 120тОСВ/га КБП	1,42 ………	0,461 ………..	18,74 ……….	106,35 ………….

Таблица 4

Содержание ТМ (мг/кг) в растительных образцах белой горчицы

Общий вывод

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Тема 1.9

Тема 1.11

Основы охраны природы и природоохранного законодательства

Охрана природы — это система научно обоснованных международных, государственных и общественных мер, направленных на рациональное использование, воспроизводство и охрану природных ресурсов, на защиту природной среды от загрязнения и разрушения в интересах существующих и будущих поколений людей.

Охрана окружающей среды - деятельность органов государственной власти Российской Федерации, органов государственной власти субъектов Российской Федерации, органов местного самоуправления, общественных и иных некоммерческих объединений, юридических и физических лиц, направленная на сохранение и восстановление природной среды, рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов, предотвращение негативного воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду и ликвидацию ее последствий (далее также - природоохранная деятельность)

Правовой основой охраны природы являются Конституция РФ, международные договоры, законы об охране природы и основных компонентов окружающей природной среды, постановления законодательных учреждений разного уровня.

1. В каком году был принят Федеральный закон «Об охране окружающей среды»__________________________________________________________

2. Объектами охраны окружающей среды от загрязнения, истощения, деградации, порчи, уничтожения и иного негативного воздействия хозяйственной и иной деятельности являются:___________________________________________

3. Особой охране подлежат объекты, включенные в Список всемирного культурного наследия и Список всемирного природного наследия,______________

______________________________________________________________________________________________________________________________________

4. На основании закона «Об охране окружающей среды» каждый гражданин РФ имеет право:___________________________________________________

5. Экологическая этика это________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Составьте определение - “экологическое преступление” и приведите примеры общих и специальных экологических преступлений._____________

7пп. С какого возраста предусмотрена уголовная ответственность граждан РФ за экологические преступления?_________________________________________

В ходе исторического развития межгосударственное сотрудничество в области охраны окружающей среды претерпело существенные изменения. Выделяют следующие временные этапы формирования международной системы сотрудничества в области экологии:

1. 1913 – 1948гг;

2. 1948 – 1968гг;

3. 1968 – 1992гг;

4. 1992г. – по настоящее время.

7. Подробно опишите каждый из этапов, указав внутри каждого периода образование соответствующей международной организации.__________________

ЧАСТЬ 2

Лабораторные работы

Тема 2.1

Лабораторная работа № 1

Цель работы. Освоение методики отбора проб воды из водоемов и подготовка их к анализу при проведении экологического контроля. Освоить методы определения качества воды.

Отбор проб воды

Отбор проб воды проводят в соответствии с ГОСТ 24481-81. Из открытых водоемов отбор проб производят на расстоянии 2-5 м от берега с глубины 0,5-1 м.

Классификация воды по качеству (степень загрязненности) приведена в таблице 6

Таблица 6

Классификация воды Сан ПиН 2.1.4.1074-01; 2.1.4. 1175-02.

	Чистая вода питьевая,		Умеренно загрязненная		Загрязненная вода
Класс качества	1	1 - 2	2	2 - 3	3	3 - 4
Содержание О₂, мг/л (20 ^°С, 101кПА)	8,45-8,84	7,5-8,45	6,2- 7,5	4,4-6,2	2,2-4,4	0,9- 2,2
Поглощение О₂ 20 °С, мг/л	0-0,3	0,3-1,1	1,1-2,2	2,2- 3,8	3,8- 7,0	7,0- 12
Метановое брожение, мл газа на 1 г с.в. в сутки (30^°С)	0,002	0,002-0,005	0,005-0,008	0,008-0,01	0,01-0,015	0,015- 0,02
Аммонийные ионы (NH₄), мг/л Нитрат-ион (NO^-₃₎мг/л	<1 <13	- -	<3 <30	- -	<10 <40	- -

Из колодцев - на глубине 0,5-1 м от поверхности воды, утром до начала разбора и вечером после разбора воды. Из водопроводных кранов, колонок и т.д. выливают застоявшуюся воду в течение 10-15 мин, после чего берут пробу.

Перед взятием пробы бутыль ополаскивают 2-3 раза исследуемой водой, заполняют ее на 2/3 объема, плотно закрывают пробкой и наклеивают этикетку с обозначением номера пробы, места и даты взятия.

Для бактериологического исследования пробы воды берут в стерильные бутылки или пробирки с закрываемыми стерильными пробками.

Для полного лабораторного исследования отбирают не менее 5л воды, для полевого анализа - около 1 л.

Кратко опишите экологические особенности водоемов, где отбираете пробы._____________________________________________________________

Цветность

Цветность — естественное свойство природной воды, обусловленное присутствием гуминовых веществ и комплексных соединений железа. Цветность воды может определяться свойства ми и структурой дна водоема, характером водной растительности, прилегающих к водоему почв, наличием в водосборном бас сейне болот и торфяников и др.

Цветность воды определяется визуально или фотометри чески, сравнивая окраску пробы с окраской условной 100-гра дусной шкалы цветности воды, приготавливаемой из смеси бих ромата калия К₂С r2 О₇ и сульфата кобальта CoSO ₄ . Для воды по верхностных водоемов этот показатель допускается не более 20 градусов по шкале цветности.

Если окраска воды не соответствует природному тону, а также при интенсивной естественной окраске, определяют высоту столба жидкости, при котором обнаруживается окраска, а также качественно характеризуют цвет воды. Соответствующая высота столба воды не должна превышать: для воды водоемов хозяйственно-питьевого назначения — 20 см; культурно-бытового назначения — 10 см.

Можно определять цветность и качественно, характеризуя цвет воды в пробирке высотой 10-12 см (например, бесцветная, слабо-желтая, желтая, буроватая и т.д.).

Оборудование

Пробирка стеклянная высотой 15-20см, лист белой бумаги (в качестве фона).

Выполнение анализа

1.Заполните пробирку водой до высоты 10-12 см. 2.Определите цветность воды, рассматривая пробирку сверху на белом фоне при достаточном боковом освещении (дневном, искусственном). Отметьте наиболее подходящий оттенок из приведенных в таблица 7, или укажите параметры цветности самостоятельно

Цветность воды Таблица 7.

Слабо-желтоватая	Коричневатая
Светло-желтоватая	Красно-коричневатая
Желтая
Интенсивно-желтая

Запах

Запах воды обусловлен наличием в ней летучих пахнущих веществ, которые попадают в воду естественным путем либо со сточными водами. Практически все органические вещества (в осо бенности жидкие) имеют запах и передают его воде. Обычно за пах определяют при нормальной (20 °С) и при повышенной (60°С) температуре воды.

Таблица 8

Прозрачность

Прозрачность, или светопропускание, воды обусловлена ее цветом и мутностью, т.е. содержанием в ней различных окра шенных и минеральных веществ. Прозрачность воды часто опре деляют наряду с мутностью, особенно в тех случаях, когда вода имеет незначительные окраску и мутность, которые затруднитель но обнаружить приведенными выше методами.

Оборудование

Стеклянный цилиндр с внутренним диаметром 2,5 см или более и высотой не менее 30 см (желательно 60 см) с дном из плос кого отшлифованного или оптического стекла. Цилиндр должен быть снабжен экраном, хорошо защищенным от попадания боко вого света.

Образец шрифта - четкий шрифт на белом фоне (высота 3,5 мм , ширина 0,35 мм), либо юстировочная метка (черный крест на белой бумаге). Линейка, отградуированная в сантиметрах.

Выполнение анализа

1. Пробу тщательно перемещайте и поместите в цилиндр.

2. Установите цилиндр на высоте около 4 см над об разцом шрифта, добейтесь хорошего освещения шрифта при отсутствии попадания света на боковую поверхность цилиндра.

3. Наблюдая сверху через столб воды и сливая или доливая воду в цилиндр, определите высоту столба, еще позволяющего от четливо видеть шрифт (метку). Измеренное значение прозрач ности (т.е. столба воды) записывайте с точностью до 1 см.

Пенистость

Пенистостью считается способность воды сохранять ис кусственно созданную пену. Данный показатель может быть использован для качественной оценки присутствия таких веществ, как детергенты (поверхностно-активные вещества) природного и искусственного происхождения и др.

Пенистость определяют, в основном, при анализе сточных и загрязненных природных вод.

Оборудование

Колба емк. 0.5л, секундомер, стеклянная палочка.

Выполнение анализа

Колбу на 0,5 л заполняют на 1/3 водой, взбалтывают около 30 сек.

Проба считается положительной, если пена сохраняется более 1 мин. Величина рН воды при этой процедуре должна быть 6,5-8,5 (при необходимости воду ней трализуют).

После завершения всех работ, проведите анализ полученных результатов по органолептическим показателям состояния водных экосистем, при наличии портативного прибора (ИОНИКС, HANA) определите pH в пробах воды по маршруту следования.

Таблица 12

Cводная таблица для экспериментальных данных

ТОЧКА ОТБОРА	pH_вод.	Жесткость, ppm	Прозрачность/ Цветность	Температура, °С

ЗАКЛЮЧЕНИЕ___________________________________________________

Тема 2.2

Лабораторная работа N 3

СОЛЯМИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

Цель работы: освоение методики биотестирования на модельно загрязненном субстрате при нормировании содержания загрязнителей и определение порога фитотоксичности для водорастворимых солей тяжёлых металлов.

Условия проведения опыта

Температура – 15-25°С.

Качество света – белый свет электролампы (не менее 500 лк).

Количество тестируемых семян на повторность – 100 шт.

Повторность опыта – 4-х кратная.

Контроль – кварцевый или промытый речной песок.

Оборудование и материалы:

Электронные весы. Кюветы – объём 1 л (по 4 шт. на контроль и на каждый из вариантов). Мерный цилиндр на 200 мл. Пинцет. Фильтровальная бумага, промывалки. Семена горчицы белой. Удобрения – фосфорнокислый калий -K₂HPO₄ и мочевина (NH₂)₂CO. Токсикант - нитрат свинца - Pb(NO₃)₂.

Порядок выполнения работы

1. Подготовка тары

Для работы могут быть использованы кюветы, сосуды или специальные контейнеры. Тару необходимо промыть водопроводной водой и ополоснуть H₂O_дист., вытерев насухо фильтровальной бумагой или поместив в сушильный шкаф.

2. Определение массы субстрата (кварцевый песок)

Кювету устанавливают на электронные весы и тарируют. Затем тару заполняют на ¾ кварцевым песком и доводят массу (m) песка до 500,.г.

Аналогичным способом подготавливают остальные варианты с кварцевым или речным песком.

3. Расчет дозы удобрений

На следующем этапе необходимо рассчитать навеску удобрения по азоту, фосфору.

Калий фосфорнокислый (K₂HPO₄) содержит и фосфор, и калий.

Поскольку и фосфор, и калий вносятся с одной и той же солью, расчет необходимо вести по элементу, который окажется в первом минимуме.

В данном случае это фосфор.

Примем за норму дозу внесения по фосфору 80 мг/кг почвы.

Далее производим пересчет дозы на навеску:

80 мг фосфора. – 1000 г песка

X мг фосфора – 500г песка;

x = 40 мг фосфора.

Затем пересчитаем рассчитанную дозу фосфора на фактическую массу соли, которую будем вносить в песок. Для этого определим атомную (Аr) и молекулярную (Mr) массу фосфорнокислого калия:

Mr (K₂HPO₄) = 174

Аr (P) = 31;

Следовательно, необходимая навеска вносимого удобрения по фосфору составит:

174мг K₂HPO₄ – 31 мг фосфора

у K₂HPO₄;мг – 40 мг фосфора;

у =224,5мг K₂HPO₄

Аналогично производят расчет по азоту.

Рассчитаем дозу мочевины* (NH₂)₂CO, в форме которой будем вносить азот. Доза внесения азота в почву - 50 мг/кг. Массовая доля азота в мочевине составляет 46,7 %.

4. Внесение удобрений в субстрат (песок)

На электронных весах взвешивают рассчитанную массу каждой соли, переносят в цилиндр и растворяют в 10 мл дистиллированной воды. Каждый раствор раздельно вносят в песок и тщательно перемешивают.

5. Подготовка субстрата (песка) к посеву семян биотеста и расчет

необходимого количества влаги

Субстрат (песок) доводят до необходимой влажности из расчета 225 - 230 мл воды на кг. Итоговое количество дистиллированной воды добавляется в субстрат с учетом расхода её части на растворение вносимых солей элементов питания и токсиканта.

6. Расчет дозы выбранного токсиканта

В качестве стандартного токсиканта используем нитрат свинца – Pb(NO₃)₂.

Валовое содержание ПДК по свинцу для дерново-подзолистых супесчаных почв составляет 32 мг/кг.

Следовательно, на навеску песка массой 500 г необходимо внести расчетное содержание выбранного токсиканта (свинца):

32 мг _Pb /кг – 1000 г песка

y мг _Pb /кг – 500 г песка;

y = 16 мг _Pb /кг

Далее определяем для соли свинца молекулярную и атомную массу токсиканта:

Мr (Pb(NO₃)₂) = 331

Ar (Pb) = 207

На следующем этапе рассчитываем необходимую массу вносимой соли*, принимая во внимание выбранную в варианте дозу токсиканта по установленной ПДК:

331(мг соли) – 207 (мг Pb )

Х (мг соли) – у… (мг Pb ) - 1;2;4;8;16 ПДК

х = …..мг _Pb(NO3)2/кг

Соль токсиканта (свинец) растворяют в 10 мл дистиллированной воды и отдельно, не смешивая с другими растворами, вносят в субстрат (песок).

7. Посев семян растений (биотеста)

В качестве биотеста используют семена растений горчицы белой (Sinapis alba L.), всхожесть и степень развития которых учитываются в опыте.

Семена (не менее 100шт.) высевают в кюветы четырех вариантах (повторность двукратная):

1) контроль (NPK); 2) NPK + 2 ПДК (Pb);

3) NPK + 4 ПДК (Pb); 4) NPK + 8 ПДК (Pb).

8. Учет проростков

Отмечают даты появления всходов по вариантам и определяют фазу полных всходов, принимая во внимание дату, когда наблюдается 75 % прорастание семян на контроле.

Основной учет проводят через неделю от сроков посева. При закладке опыта в зимний период, необходимо, чтобы опытные растения имели достаточное освещение, а температура окружающего воздуха должна быть не менее 15°С.

На 7-14-й день (в зависимости от темпов развития опытных растений по вариантам), определяют количество сохранившихся растений к уборке (шт.) и рассчитывают процент всхожести. Визуально описывают состояние развития проростков по каждому варианту.

Для отделения растений от субстрата используют промывалки, увлажняя при этом субстрат до момента, когда можно извлечь корень, не травмируя ризосферную часть проростков. Затем их промывают от частиц песка, аккуратно промокая фильтровальной бумагой, определяют массу корней и стеблевой части.

Дают морфологическое описание ростков, с указанием наблюдаемых патологических изменений. Определяют их линейные размеры и биомассу.

Анализ экспериментальных данных можно проводить в несколько этапов, в этом случае на каждой повторности высевают не менее 100 семян и выборочно через 7, 14 дней проводят биометрические измерения, учеты и наблюдения в период роста и развития растений. При использовании сканирующих устройств или оптического увеличения следует обратить внимание на окраску проводящих пучков на границе перехода корня в стебель, при сильном токсикозе возможно потемнение сосудов ксилемы, что будет служить дополнительным доказательством аккумуляции катионов свинца в корневой части опытных растений.

Таблица 14

Результаты биоиндикации в лабораторных опытах

Вариант

Масса вносимых удобрений, мг

Масса соли

токсиканта, мг

Дата всходов

повторности

Масса, мг

% растений, сохранившихся к уборке

фосфор

калий

азот

корней

повторности

стеблей

повторности

1.Контроль

Среднее

2. 2ПДК

Среднее

3. 4ПДК

Среднее

4. 8ПДК

Среднее

На последнем этапе проводят сопоставление результатов между вариантами и делают выводы.

* - скорректируйте дозу азота с учетом дополнительного внесения с нитратом свинца

Часть 3.

Тема 3.1

Задача 1

Проведите экологический анализ сбрасываемых стоков химическим предприятием, если ежегодный сброс (m) фенолов - 0,32 тонн, масса общих стоков (М) – 4…0 (по вариантам – задается преподавателем) тонн, плотность стоков – 1,15 г/см³(ρ)

1. Определите объем (V) общих стоков предприятия.

2. Опишите химические свойства фенола и определите фактическую концентрацию фенолов в сточных водах.

3. Переведите ПДК под размерность значения, рассчитанного в п. 2, сравните полученный результат с ПДК_{сточн. воды для орош.} (40 мг/л для фенолов).

Таблица 15

Результаты определения объема стоков и концентрации фенола

(V), …	C_{Факт. конц. фенл.,} …..	Индекс загрязнения, С_факт./ПДК_фенол.	Заключение

Задача 2

Рассчитайте универсальный показатель качества атмосферного воздуха (К), если содержание двуокиси азота 0,09 мг/м³ (0,04мг/м³), ацетона 0,89 мг/м³ (0,35 мг/м³), аммиака 0,14 мг/м³ (0,04 мг/м³) и составьте заключение. В скобках указаны значения ПДК.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача 3

Рассчитать эффективность природоохранных мероприятий в районе г. Нижний Новгород, если ежегодный сток в реку с химического предприятия составляет – 10 (0,5)* тонн фосфатов (ПДС_фофс-_.0,6 тонн/год) в и 10 (0,9)* тонн хлорида калия (ПДС_kcl – 0,85 тонн/год ).

1. Определите для фосфатов и хлоридов показатель относительной опасности (А) и приведенную массу сбросов ЗВ.

2. Рассчитайте прямой экономический ущерб (У⁰эк) от ежегодных сбросов (стоков) загрязняющих веществ в реку.

3. Рассчитайте экономический ущерб в новых условиях хозяйствования - (У¹_эк)* и определите величину снижения ущерба ∆У, результаты занесите в таблицу.

Таблица 16

Приведённая масса сбросов, М_i_{, усл. т.}	Ущерб удельный базовый, У_{уд.баз.,}руб/усл.т	Прямой ущерб, У⁰_эк, руб	* ущерб, после очистки У¹_эк,руб	Величина снижения ущерба, ∆У,руб
………… …………	Норматив …………………….	………………….. …………………..	………………………. ………………………	……………… ……………….

4. На основании полученных данных предложите вариант показателя эколого-экономической эффективности (Эф_{экол/.экон})_. природоохранных мероприятий, если сумма капитальных вложений составила ………….млн. руб /задается индивидуально/

* - после ввода очистных сооружений

Библиографический список

1. Агроэкология. Методология, технология, экономика / В.А. Черников ,И.Г. Грингоф, В.Т. Емцев и др.; Под ред . В.А. Черникова, А.И. Чекереса.-М.: Колос, 2004.-400 с.

2. Вронский В.А. Экология и окружающая среда. – Роств н/Д:. Издательский центр «Март», 2009. – 432с.

3. Еськов Е.К. Экология. Закономерности, правила, принципы, теории, термины и понятия: Учеб. пособие/ Е.К. Еськов.- М.: Абрикос, 2013. – 584 с.

4. Житин Ю.И., Прокопова Л.В. Практикум по экологии/ Под общ. ред. Ю.И. Житина – Воронеж.: Изд-во ВГАУ, 2002. – 120 с.

5. Куликов Я.К. Агроэкология.:учеб. пособие .- Минск.: Высш. шк., 2012.-319с.

6. Маврищев В.В. Общая экология. Курс лекций. – М:. ИНФА-М, 2011. – 299 с.

7. Ступин Д.Ю. Загрязнение почв и новейшие технологии их восстановления: Учебное пособие. – СПб:. Изд-во «Лань», 2009. – 432 с.

8. Чебышев Н.В., Филипова А.В. Основы Экологии. – М:.РИА «Новая волна» : Издатель Умеренков, 2010. – 336 с.

9. Экология: учеб./ Л.В Передельский, В.И Коробкин., О.Е. Приходченко.- М.: Проспект, 2013. – 512 с.

10. Экология для бакалавров: учеб. пособие/ О.В. Гончарова. – Ростов н/Д:Феникс, 2013.- 366 с.

Учебное издание

Составители:

Постников Дмитрий Андреевич

Раскатов Вячеслав Андреевич

Рабочая тетрадь

Издается в редакции составителей

Корректура составителей

Отпечатано с готового оригинала-макета

Подписано в печать ……………… г. Формат 60x84¹/₈

Усл. печ. л. 8,6. Тираж … экз. Зак. ….

Издательство РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева

127550, Москва, Тимирязевская ул., 44

Тел.: 977-0012, 977-26-90, 977-40-64

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ

по дисциплине

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ

ЭКОЛОГИЯ

Фамилия И.О. студента (ки)………………………………

Группа………………………………………………………..

МОСКВА 2017

Издание третье, дополненное и переработанное.

Раскатов В.А., составители, 2017

имени К.А. Тимирязева, 2017

Содержание

ЧАСТЬ 1. Предмет, цели и задачи экологии

Введение. Предмет, цели и задачи сельскохозяйственной экологии………….. 5

Тема 1.1 Экология и агросфера…………………………………….……………..6

Тема 1.2 Окружающая среда и экологические факторы…………….…….…...7

Тема 1.5 Функционирование агросистем в условиях техногенеза……………15

Тема 1.7 Мониторинг и нормирование окружающей среды ………….…..….20

Тема 1.8 Загрязнение агроландшафтов…………………………………….......23

Тема 1.9.Экологическое земледелие, возможности, значение………….........29

Тема 1.10 Основы рационального природопользования, рециклинг………..30

Тема 1.11 Основы охраны природы и природоохранного законодательства

…………………………………………………………………………………….31

ЧАСТЬ 2. Лабораторные работы

Тема 2.1 Органолептические показатели качества воды и их определение....34

ЧАСТЬ 3. асчетные задачи

Расчетные задачи

Библиографический список ……………………………………………...……..51

Правила заполнения студентами рабочей тетради

1. Все записи выполняются простым карандашом или шариковой ручкой.

2. Не допускается использование нестандартных сокращений экологических терминов и индексов.

1 ЧАСТЬ

Введение

Предмет, цели и задачи сельскохозяйственной экологии

В задачи сельскохозяйственной экологии входит:

-оптимизация использования биоэнергетического потенциала агросистем

- сохранение и максимальное воспроизводство ресурсного потенциала агросферы;

- минимальное негативное воздействие на биосферный комплекс в целом.

Тема 1.1

Экология и агросфера

Ответьте письменно.

1. Основная цель экологии___________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Основные проблемы аграрного сектора с экологической точки зрения______

3. Значение сельскохозяйственной экологии в современном развитии общества_____________________________________________________________

сельскохозяйственная экология

____________________________________________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________

Тема 1.2

Окружающая среда и экологические факторы

1. Окружающая среда - ____________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Подробно опишите абиотические факторы, раскройте их значение при взаимодействии организмов с факторами окружающей среды.______________________________________________________________

3. В чем сущность лимитирующего показателя в экологии, как этот показатель учитывается в земледелии, растениеводстве и других сельскохозяйственных науках при постановке модельных опытов, содержании животных?___________

4. Как экологическая валентность связана с эври - и стенобионтными видами растительного и животного мира, как используется показатель пластичности сорта, породы животного в сельскохозяйственной экологии? ________________

5. В чем проявляется экологическое значение:

a) закона толерантности В. Шелфорда_______________________________

Поясните записи на графике

Рисунок 1. Закон В. Шелфорда

5. Раскройте значение экологического гомеостаза в интенсивных агроценозах, почему гомеостаз для биологических систем носит динамический характер?

6. Приведите примеры, как влияет эдафический фактор на распространение растений, насекомых, животных?___________________________________

7. Биотические факторы – совокупность_______________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Опишите типы межвидовых отношений: нейтрализм -__________________ _________________________________________________________,конкуренция - _________________________________________________________________, мутуализм -_________________________________________________________

_____________________, протокооперация - ____________________________

,комменсализм____________________________________________________

_____________________,аменсализи______________________________________,паразитизм - _______________________________________________________

____________________________,хищничество-_________________________

_________________________________________________________________

9. Раскройте термин «интродукция», приведите примеры интродукции сельскохозяйственных растений и животных. _________________________________

Тема 1.3

Дата: 2019-03-05, просмотров: 392.

12 3 4 5 6 Следующая ⇒