МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

Рабочая программа

Направление подготовки – Агрономия (магистр)

Профиль – «Экономически эффективные технологии возделывания с.-х.

культур в системе адаптивного растениеводства»

Дисциплина – «Инструментальные методы исследований в агрономии»

Срок обучения – 2ой семестр 1го курса.

Орел 2011 год Содержание Предисловие 5 1. Цель и задачи профильного обучения 5 2. Взаимосвязь с другими дисциплинами 3. Место дисциплины в структуре ООП магистратуры 4. Содержание дисциплины 5. Объем дисциплины и виды учебной работы 5.1 Рабочий план лекций 5.2 Рабочий план ЛПЗ 5.3 Самостоятельная работа 6. Материально-техническое обеспечение дисциплины 7. Учебно-методическое и информационное обеспечение Дисциплины Составитель: к.с.-х.н., доцент кафедры растениеводства Титова Е.М.

к.с.-х.н Чекалин Е.И.

«» 2011г.

Рецензент:

«» 2011г.

Программа разработана в соответствии с ФГОС ВПО по направлению 110400.62 Агрономия и примерной учебной программой.

Программа обсуждена на заседании кафедры Зав. кафедрой, академик РАСХН Н.В. Парахин «» _2011г.

Лист согласования рабочей программы Декан факультета Агробизнеса и экологии _к.с.-х.н. Князев С.Д.

«_» 20г.

Программа обсуждена и одобрена учебно-методической комиссией по направлению подготовки 110400.62 Агрономия протокол №_ «» 20г.

Председатель учебно-методической комиссии по направлению подготовки 110400.62 Агрономия д.с.-х.н., профессор Наумкин В.П.

Заведующий выпускающей кафедрой _ Парахин Н.В. академик РАСХН «» 20г.

Руководитель ЦНБ_ Ишханова Е.В.

«» 20г.

Предисловие Область профессиональной деятельности магистров включает агрономические исследования и разработки, направленные на решение комплексных задач по организации и производству высококачественной продукции растениеводства в современном растениеводстве.

Объектами профессиональной деятельности магистров являются:

полевые, овощные, плодовые культуры и их сорта, генетические коллекции растений, селекционный процесс, агрономические ландшафты, природные кормовые угодья, почва и воспроизводство ее плодородия, вредные организмы и средства защиты растений от них, технологии производства продукции растениеводства.

Цель – развитие у студентов личностных качеств, формирование общекультурных компетенций и овладение инструментальными методами исследования почвенного плодородия и продукционного процесса направлению «Агрономия».

Задачи освоения дисциплины:

– привить студентам знания по теоретическим основам инструментальных методов исследования;

– научить студентов выбирать метод исследования, позволяющий с минимальными затратами времени и средств получать достоверную информацию об исследуемом объекте;

– освоить методы отбора проб, подготовки их к анализу;

– освоить методику определения базовых агрофизических, агрохимических, биологических показателей плодородия почвы с помощью современных приборов и оборудования;

– освоить методику определения физиологических, агрохимических, биологических показателей растений;

– привить студентам навыки работы с современными приборами, обработки полученной информации и оценки ее достоверности.

Дисциплина «Инструментальные методы исследований» входит в базовую часть профессионального цикла учебного плана согласно ФГОС ВПО по направлению подготовки Агрономия, квалификация (степень) «магистр». Цикл – профессиональный.

Для ее изучения необходимы знания, умения и компетенции по химии, физике и математике, физиологии растений, микробиологии, агрометеорологии, почвоведению, агрохимии, земледелию в объеме, предусмотренном государственным образовательным стандартом и примерными программами этих дисциплин. Для ее изучения необходимо владеть базовыми знаниями по агрофитоценологии, основам 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 При изучении дисциплины выпускник должен обладать следующими общекультурными компетенциями (ОК):

– способностью совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

– способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

– способностью использовать на практике умения и навыки в организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом (ОК-4);

– способностью проявлять инициативу, в том числе в ситуациях риска, брать на себя всю полноту ответственности (ОК-5);

– способностью самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ОК-6);

– способностью к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (в соответствии с целями ООП магистратуры) (ОКспособностью создавать в коллективе отношения сотрудничества, владеть методами разрешения конфликтных ситуаций (ОК-8);

– владением методами пропаганды научных достижений (ОК-9).

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование профессиональных компетенций (ПК) общепрофессиональные:

– способность понимать сущность современных проблем агрономии, научно-технологическую политику в области производства безопасной растениеводческой продукции (ПК-1);

– владение методами оценки состояния агрофитоценозов и приемами коррекции технологий возделывания сельскохозяйственных культур в различных погодных условиях (ПК-2);

– способность оценить пригодность земель для возделывания сельскохозяйственных культур с учетом производства качественной продукции (ПК-4);

научно-исследовательская деятельность:

– готовность использовать современные достижения мировой науки и передовой технологии в научно-исследовательских работах (ПК-9);

– способностью обосновать задачи исследования, выбрать методы экспериментальной работы, интерпретировать и представить результаты научных экспериментов (ПК-10);

– способность самостоятельно организовать и провести научные исследования с использованием современных методов анализа почвенных и растительных образцов (ПК-11);

– готовностью составлять практические рекомендации по использованию результатов научных исследований (ПК-12);

– готовностью представлять результаты в форме отчетов, рефератов, публикаций и публичных обсуждений (ПК-13).

В результате освоения 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 Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

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. Статистические методы обработки результатов.

Лабораторные и экспрессные методы диагностики почвы и растений.

1. Инструментальная диагностика физических условий среды обитания растений.

Использование агрофизической информации при управлении плодородием почвы. Инструментальные методы определение базовых характеристик агрофизического состояния почвы. Методы определения плотности сложения, агрегатного состава, водопрочной структуры. Методы изучения гидрофизических свойств. 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.

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 атомноабсорбционной спектрофотометрии (ААС).

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.

5. Объем дисциплины и виды учебной работы Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы.

Аудиторные занятия (всего) В том числе Лабораторно-практические занятия (ЛПЗ) 22/0, Самостоятельная работа (всего) Самостоятельное изучение разделов 36/ Подготовка к промежуточному контролю 22/0, Концептуальные основы контроля.

Методы исследования растений и почвы.

Методы исследований 2. Инструментальные методы среды обитания растений. характеристик биологических 5.2. Рабочий план лабораторно-практических занятий 1 Подготовка оборудования и лабораторной посуды для анализа. Отбор проб. Определение потребности в глубоком рыхлении с помощью пенетрометра.

дезинтегрирующему действию воды.

4 Определение потребности в подкормке азотом с помощью N –Testera.

5 Определение обеспеченности доступного фосфора. 7 Определение качественных характеристик клейковины 8 Определение фотосинтетических показателей растений с помощью приборов Mini-PAM по Bilger &Schreiber, LiXT, Li-3000 С.

9 Биохимическая оценка качества зерна с помощью анализатора зерна Infratec™ 1241 по оригинальной методике (Foss).

10 Фитопатологическая экспертиза (метод рулонов). характеристик почвы. 3. Методы определения Значение и принцип 1. Спектрофотометрия методов анализ. 3. Спектрофотометрия Значение и сущность 2. Знакомство с устройством и 3 ионометрического метода работой ИОНОМЕРА ЭВ-74 Рентгенофлуоресцентный значение метода метод анализа. 2. Характеристика приборов Поляриметрический метод значение метода Методы диагностики вредного влияния агрофитоценозов.

Методы исследования 2. Метод исследования червей 8. Метод биотестов. 1. Значение и сущность метода. 6. Материально-техническое обеспечение дисциплины Для проведения курса закладываются полевые опыты по изучению влияния основных регулирующих воздействий (удобрения, обработка почвы, применение средств защиты растений и др.) на агрономические свойства почвы и урожайность полевых культур, имеются отобранные пробы. Есть лабораторное помещение с необходимым оборудованием для отбора почвенных и растительных проб и проведения анализов. Видеофильмы по экспериментальному оборудованию.

Перечень оборудования для проведения экспериментов:

Спектрофотометр СФ-2000 (ОКБ Спектр, Россия).

Анализатор зерна Infratec™ 1241 (Foss, Швеция).

Портативный измеритель флюоресценции хлорофилла листьев MINIPAM (Walz, Германия).

Фотопланиметр LI-3100C (Li-COR, США).

Газоанализатор LI-6400 (Li-COR, США).

Климатическая камера СМ-60/75-1000 ТВХ.

Сушильный шкаф СМ-50/250-100-ШС.

Измеритель деформации клейковины ИДК-3М.

Термостаты ЛП-114.

Хроматограф «Милихром - 6».

Прибор для определения числа падения ПЧП-3.

Аналитические весы Adventurer Pro.

Люксметр Ю-116.

Электровлагомер для определения влажности зерна Wile55.

Литровая пурка для определения натуры зерна ПХ-1.

Электрические зерновые мельницы.

Диафаноскопы ДЗС-2 для определения стекловидности зерна.

Набор сит для определения структурного состояния почвы.

Набор сит для определения выравненности и крупности зерна.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины 1. Биоиндикация загрязнителей наземных экосистем / под ред. Р.

Шуберта/. М.: Мир, 1988.– 350 с.

2. Васильев И.П. Практикум по земледелию/И.П. Васильев, А.М.

Туликов.– М.: Колос С.– 2004. – 205 с.

3. Пискунов А.С. Методы агрохимических исследований/А.С. Пискунов.

М.: Колос С 2004. – 312с.

4. Практикум по агрохимии/под ред. В.В. Кидина. – М.: КолосС, 2008. – 5. Практикум по агрохимии/Под ред академика РАСХН В.Г. Минеева. – М.: Изд-во МГУ, 2001. – 689 с.

1. Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв/И.П. Бабьева, Г.М. Зенова. – М.: Изд-во МГУ, 1989. – 336 с.

2. Методы биохимического исследования растений/Под. ред. А.И.

Ермакова/ 3-е изд. Перераб. и дополн. – Л.: Агропромиздат, 1987. – 3. Отбор проб ГОСТы 17.4.3.01.-83; 17.4.4.02; 28168- 4. Петрова Л.Н. Биотестирование агроландшафта путем оценки качества зерна/Л.Н. Петрова//Плодородие. – 2007.– № 1.– С. 35.

5. Прикладная нематология/Н.Н. Буторина. – М.: Наука, 2006. – 350 с.

6. Стурман В.И. Экологическое картографирование/В.И. Стурман. – «АспектПресс», 2003.– 251 с.

7. Тяжелые металлы в системе почва-растение – удобрение/Под ред.

М.М. Овчаренко. – М.: ЦИНАО, 1997. – 198 с.

8. Яшин И.М., Шишов Л.Л., Раскатов В.А. Почвенно-экологические исследования в ландшафтах. МСХА, 2000, 557с.

Пакеты прикладных программ по статистике: ”STRAZ”, “STATISTICA” “EXELL”, “STATGRAPHICS Plus for Windows” 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, 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