раб программа Физика и химия почв

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
АГРАРНЫЙ ИНСТИТУТ
Кафедра почвоведения, агрохимии и земледелия
Рабочая программа
дисциплины «Физика и химия почв»
для студентов 1 курса направления 110305.62 «Технология производства и
переработки сельскохозяйственной продукции»
Составитель: канд. с.х. наук, доцент Иванов Д. И.
Саранск
2011
1. Цели и задачи дисциплины
Цель - формирование современных знаний и навыков о почве, ее
строении, составе и свойствах, процессах образования, развития и
функционирования, взаимосвязях с внешней средой, путях и методах
рационального использования.
Задачи дисциплины:
- изучение происхождения, состава и свойств органической и минеральной части почвы, ее физических, химических, физико-химических и биологических свойств
- оценка свойств и режимов почв, уровня их плодородия по пригодности
для возделывания основных сельскохозяйственных культур
- выработка умений пользоваться современной почвенной терминологией, лабораторным оборудованием, измерительными приборами, химической посудой и реактивами, применяемыми в аналитической практике при
исследовании почвенных образцов, обобщать и правильно интерпретировать результаты анализов почвенных образцов.
2. Место дисциплины в структуре ООП: дисциплина входит в
профессиональный цикл дисциплин вариативной части, включенных в
учебный план подготовки бакалавров согласно ФГОС ВПО по направлению
110305 «Технология производства и переработка сельскохозяйственной
продукции». Для ее изучения необходимы знания, умения и компетенции по
геологии, химии, физике, неорганической и аналитической химии,
физической и коллоидной химии, математике.
3. Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций:
- готовности проводить физический, химический, физико-химический
анализ почв в соответствии с современными методиками;
- готовности изучать современную информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследований;
- способности к обобщению и интерпретации результатов исследований.
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать: современную почвенную терминологию, оптимальные для возделывания сельскохозяйственных культур свойства и режимы почвы;
уметь: идентифицировать почвы и оценивать почвенный свойства и режимы, уровень почвенного плодородия и факторы его лимитирующие; разрабатывать мероприятия по их оптимизации;
владеть: методами анализа физических, химических и физико-химических
свойств почв.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
Всего часов
Аудиторные занятия (всего)
54
Семестр
1
72
В том числе:
Лекции
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа (всего)
В том числе:
Курсовая работа
Другие виды самостоятельной работы
Подготовка к семинару
Подготовка к лабораторным работам
Подготовка к экзамену
Вид промежуточной аттестации (зачет)
Общая трудоемкость
часы
зачетные единицы
–
18
–
–
36
54
–
–
54
–
18
–
–
36
54
–
–
54
зачет
108
зачет
108
3
3
5. Содержание дисциплины
5.1.1 Разделы дисциплин и виды занятий
№
Наименование раздела
Л
ПЗ
п/п
дисциплины
1. Введение
2
2. Общая
схема
6
почвообразовательного
процесса, происхождение и
состав почвы
3. Свойства и режимы почв
6
4. Плодородие
почв
и
его
4
регулирование
Итого
18
ЛР
С
СРС
18
Все
-го
2
24
28
8
18
18
52
30
36
54
108
5.1.2 Темы и содержание лекций
Час.
№ Темы лекций и их содержание
2
1. Вводная лекция
Предмет и содержание дисциплины Химия и физика почв.
Понятие о почве и плодородии. Состав почвы. Твердая фаза,
почвенный раствор, почвенный воздух.
2
Факторы почвообразовательного процесса.
2
Климат. Рельеф. Геологический фактор. Растительность и
животные организмы. Возраст почвы. Производственная
деятельность человека.
3
4
5
6
7
Происхождение, состав и свойства минеральной части
почвы.
Гранулометрический состав почв и пород, классификация, роль
гранулометрического состава в генезисе и плодородии почв.
Минералогический состав почв, первичные минералы,
вторичные минералы, Влияние вторичных минералов на
агрономические свойства почв.
Происхождение, состав и свойства органической части
почвы.
Современные представления о процессе гумусообразования,
гумус почвы, система гумусовых веществ и ее компоненты,
строение, состав и свойства гумусовых веществ, состав
органического вещества в разных типах почв, Агрономическая
оценка гумусового состояния почв. Пути регулирования
состояния органического вещества почвы.
Физические и физико-механические свойства почв
Почвенная структура, и ее характеристика, виды структуры,
условия и механизм формирования агрономически ценной
структуры
Плотность твёрдой фазы почвы, пористость почвы и ее виды,
плотность сложения почвы, пластичность почвы, связность
почвы, твердость почвы, набухание почвы, липкость почвы,
усадка почвы, факторы, определяющие физические и физикомеханические свойства почвы. Проблемные ситуации и
мероприятия по улучшению физических и физикомеханических свойств почв.
Физико-химические и химические свойства почвы
Почвенные коллоиды, их происхождение и состав, строение
коллоидов. Понятие о почвенном поглощающем комплексе,
виды поглотительной способности почв. Реакция почвы,
почвенная кислотность и щелочность. Требования отдельных
групп сельскохозяйственных культур к физико-химическим
свойствам почв.
Содержание элементов питания в почве, их оценка и
регулирование. Почвенный раствор, состав, концентрация,
реакция и осмотическое давление почвенного раствора. Состав
солей.
Водный режим почвы
Водные свойства почв, влагоемкость почвы, виды
влагоемкости; доступность почвенной влаги растениям,
почвенно-гидрологические константы. Типы водного режима и
их регулирование
2
2
2
2
2
8
Экологическое нормирование и мониторинг почвенного 2
плодородия
Показатели экологической безопасности почв. Экологическое
нормирование. Содержание тяжелых металлов, радионуклидов,
загрязняющих веществ.
Основные генетические типы почв России их плодородие и 2
особенности сельскохозяйственного использования
Дерново-подзолистые почвы. Серые лесные, светло-серые
лесные, темно-серые лесные, черноземы. Каштановые почвы,
сероземы, аллювиальные. Агрофизические, агрохимические,
мелиоративные приемы окультуривания почв. Мероприятия по
повышению плодородия почв таежно-лесной, лесостепной,
степной, сухостепной зон, засоленных почв, аллювиальных
почв.
5.1.3 Лабораторный практикум
№ № разНаименование лабораторных работ
Трудоп/п
дела
емкость,
дисцичасы
плины
1.
2
Морфологические признаки почв
2
2.
3
Подготовка образцов почвы к анализу
2
3.
3
Определение гранулометрического состава орга2
нолептическим методом
4.
3.
Проведение агрегатного анализа структуры почвы
2
методом сухого просеивания
5.
3.
Определение плотности твёрдой фазы, плотности
2
сложения и капиллярной влагоёмкости почвы
6.
3.
Определение гигроскопической влаги
2
7.
3.
Определение pH водной и солевой вытяжки, гид2
ролитической кислотности
8.
3.
Определение подвижного алюминия
2
9.
3.
Определение суммы обменных оснований и емко2
сти катионного обмена
10.
3.
Определение гумуса по Тюрину
2
11.
3.
Определение подвижных форм фосфора и калия.
2
12.
3.
Определение окислительно-восстановительного
2
потенциала почвы при разной степени увлажнения
13.
3.
Определение засоленности почвы
2
14
4
Идентификация почв различных зон по химиче6
скому составу и морфологическим признакам
15
4
Решение задач по физике почв
2
16
4
Решение задач по химической мелиорации почв.
2
9
5.2. Содержание дисциплины (з/о)
5.2.1 Разделы дисциплины и виды занятий
№
Наименование раздела
Л
ПЗ
п/п
дисциплины
1. Общая
схема
2
почвообразовательного
процесса, происхождение и
состав почвы
2. Свойства и режимы почв
3. Плодородие
почв
и
его
2
регулирование
Итого
4
ЛР
С
СРС
2
Все
-го
4
6
2
6
4
10
14
5.2.2 Темы и содержание лекций
№ Темы лекций и их содержание
Час.
1. Происхождение, состав и свойства почвы
2
Понятие о почве и плодородии. Факторы почвообразования.
Состав и свойства почвы. Физические, физико-механические,
химические, физико-химические свойства почв. Водный режим
почв.
2 Основные генетические типы почв России их плодородие и 2
особенности сельскохозяйственного использования
Дерново-подзолистые почвы. Серые лесные, светло-серые
лесные, темно-серые лесные, черноземы. Каштановые почвы,
сероземы, аллювиальные. Агрофизические, агрохимические,
мелиоративные приемы окультуривания почв. Мероприятия по
повышению плодородия почв таежно-лесной, лесостепной,
степной, сухостепной зон, засоленных почв, аллювиальных
почв.
5.2.3 Лабораторный практикум
№ № раздела
Наименование лабораторных работ
Трудоп/п дисциплиемкость,
ны
часы
1.
1.
Морфологические признаки почв
2
2.
2.
Определение гранулометрического состава ор2
ганолептическим методом
3.
2.
Определение pH водной и солевой вытяжки,
2
гидролитической кислотности
4.
2.
Определение суммы обменных оснований и
2
емкости катионного обмена
5.
3
Идентификация почв различных зон по хими2
ческому составу и морфологическим признакам, разработка мероприятий по повышению
плодородия почв.
6. Вопросы для зачета по курсу «Физика и химия почв»
Понятие о почве и факторах почвообразования
Климат как фактор почвообразования
Рельеф как фактор почвообразования
Почвообразующие породы как фактор почвообразования
Растительность как фактор почвообразования
Животный мир почв, значение почвенных животных и микроорганизмов
для почвообразования
7. Деятельность человека как фактор почвообразования
8. Структура почвы, ее агрономическое значение и агротехнические способы ее создания.
9. Почвенный гумус, его образование, качественный состав и роль в плодородии
10.Приемы регулирования гумусового баланса в современном земледелии
11.Особенности химического состава почв разных типов
12.Содержание и формы микроэлементов в почвах разных зон
13.Естественные радиоактивные элементы в почвах разных типов
14.Экологическое нормирование содержания в почве радионуклидов, тяжелых металлов, загрязняющих веществ
15.Особенности водного режима почв разных типов, его регулирование
16.Глинистые минералы, их происхождение, распространение в почвах,
значение для почвенного плодородия
17.Гранулометрический состав почв и его агрономическая оценка
18.Почвенные коллоиды, их строение и свойства
19.Обменные катионы и их влияние на свойства почвы
20.Почвы с кислой реакцией среды, их агрономическая оценка и приемы
мелиорации
21.Почвы со щелочной реакцией среды, их агрономическая оценка и приемы мелиорации
22.Общие физические свойства почвы, их значение для почвенного плодородия, способы их регулирования
23.Поглотительная способность почвы, ее роль в формировании почвенного
плодородия
24.Особенности теплового режима почв разных типов
25.Особенности воздушного режима почв разных типов
26.Особенности почвенных растворов почв разных зон
27.Физико-механические свойства почвы, их влияние на почвенное плодородие. Оптимальные параметры.
28.Окислительно-восстановительное состояние почв разных типов и его регулирование
29.Плодородие почвы
30.Приемы повышения почвенного плодородия почв разных зон
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
1. Мамонтов В.Г., Панов Н.П., Кауричев И.С., Игнатьев Н.Н. Общее
почвоведение. М.: КолосС, 2006 .
2. Почвоведение. Под ред. И.С. Кауричева. М.: Агропромиздат, 1989. 4
изд.
3. Почвоведение. Под ред. В.А. Ковды, Б.Г. Розанова. М.: Высшая
школа, 1988, ч.1
б) дополнительная литература
1. Орлов Д.С., Садовникова Л.К., Суханова Н.И. Химия почв. М.:
Высшая школа, 2005
2. Биология почв. Под ред. Д.Г. Звягинцева. М.: МГУ, 1989.
3. Воронин А.Д. Основы физики почв. М.: МГУ, 1985
4. Атлас почв СССР. М., Колос, 1974, 168 с.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Материально-техническое обеспечение лабораторных занятий:
1) лабораторные приборы и оборудование: вытяжные шкафы, сушильные
шкафы, муфельные печи, технические весы, аналитические весы, торзинные
весы, ионометры, потенциометры, фотоэлектроколориметры, пламенный
фотометр, рН-метры, водяные бани, встряхиватели, центрифуги,
оборудование для гранулометрического анализа, приборы для изучения
физических свойств почв;
2) лабораторная посуда: цилиндры для механического анализа на 1000,
500 мл, мерные цилиндры на 250, 100, 50, 10 мл, мерные колбы на 250, 200,
100 мл, плоскодонные и конические колбы на 500, 250, 100 мл, химические
стаканы на 250, 100, 50 мл, фарфоровые чашки, эксикаторы, бюретки на 50 и
25 мл, пипетки на 50, 25, 20, 15, 10, 5, 1 мл, стеклянные палочки, пробирки,
промывалки, пикнометры;
3) химические реактивы: дистиллированная вода, индикаторы
(фенолфталеин, фенилантраниловая кислота, лакмусовая бумага), кислоты:
соляная, серная, азотная, гидроксид натрия, пирофосфат натрия,
двухромовокислый калий, перманганат калия, соль Мора, уксуснокислый
натрий, буферные растворы.
Материально-техническое обеспечение лекционных занятий:
проекционное оборудование, табличный материал, классные доски.