Сельскохозяйственная экология - Российский государственный

ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА
Наименование дисциплины – СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ
ЭКОЛОГИЯ
Рекомендуется для направления подготовки
110100 «Агрохимия и агропочвоведение»
Квалификация (степень) выпускника - бакалавр
1. Цели и задачи дисциплины – формирование знаний и умений по рациональному использованию потенциальных возможностей почвы, растений
и животных при производстве сельскохозяйственной продукции. Реализация
экологической концепции развития и совершенствования сельскохозяйственного производства; изучение нормативной базы по содержанию токсических и радиоактивных веществ, способов и приёмов рекультивации и реабилитации техногенно-загрязнённых территорий с целью возвращения их в
сельскохозяйственное пользование, для производства экологически безопасной продукции.
2. Место дисциплины в структуре ООП: сельскохозяйственная экология
относится к базовой части профессионального цикла учебного плана по
направлению подготовки 110100 «Агрохимия и агропочвоведение».
Требования к входным знаниям, умениям и компетенциям - обучающийся
должен:
знать - строение и состав Земли, геологические процессы, интрузивные и
эффузивные породы, четвертичные отложения, основы геоморфологии, геологические и геоморфологические карты; вертикальную и горизонтальную
структуру, компоненты, динамику, пространственную дифференциацию, типизацию, основы геохимии и биохимии природных и природноантропогенных ландшафтов; понятия о земле и земельном фонде, картографические способы изображения сельскохозяйственных объектов, сведения о
фигуре Земли и системах координат, топографические карты и планы, геодезические измерения и сети, геодезические приборы, топографические съемки; происхождение, состав, свойства, режимы, плодородие, экологические
функции почв; географические закономерности распределения почв, классификацию почв, почвенный покров; почвенно-ландшафтное картографирование, виды почвенных съёмок, дешифрование, методику составления почвенных карт и картограмм; изменение почвенного покрова и почв под влиянием
сельскохозяйственного использования, требования культур к условиям возделывания, агроэкологическую оценку земель, технологии регулирования
почвенного плодородия, охрану почв, рекультивацию земель; методы почвенных исследований: определение элементарного, ионносолевого и минералогического состава, органического вещества, органо-минеральных соединений, методы изучения сорбционных взаимодействий, хроматографию; морфологию, систематику, физиологию и экологию микроорганизмов, роль микроорганизмов в превращениях различных соединений и химических элементов в почве; законы земледелия; факторы жизни растений и методы их регулирования; научные основы севооборотов, защиты растений от сорняков, обработки почвы и ее защиты от эрозии и дефляции;
уметь - проводить элементарный геологический, геоморфологический и
ландшафтный анализ территории, пользоваться геодезическими приборами
при проведении землеустройства; распознавать основные типы и разновидности почв, проводить генетическую и агрономическую оценку почв и почвенного покрова; проводить полевую почвенную съёмку и составлять поч2
венные карты и картограммы; определять основные показатели плодородия
почв агроландшафта; определять биологическую активность почвы и предлагать способы её регулирования; составлять схемы севооборотов, технологии
обработки почвы и защиты растений от сорняков.
Сельскохозяйственная экология является предшествующей для следующих дисциплин: картография почв, агропочвоведение, методы почвенных
исследований, мелиорация, агрохимия, система удобрения, агрохимические
методы исследований.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций:
 владение культурой мышления, способности к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения;
 осознание социальной значимости своей будущей профессии, обладание
высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности;
 использование основных законов естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применение методов математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования;
 способности к ландшафтному анализу территорий и проектированию использования природно-антропогенных ландшафтов;
 способности использовать геологические, геоморфологические, топографические карты и геодезические приборы при оценке агроландшафтов и
размещении сельскохозяйственных угодий и культур, проведении землеустройства;
 способности распознать основные типы и разновидности почв, оценить
уровень их плодородия, обосновать направления использования почв в
земледелии;
 готовности участвовать в проведении почвенных, агрохимических и агроэкологических обследований земель сельскохозяйственного назначения;
 способности проводить оценку и группировку земель по их пригодности
для сельскохозяйственных культур;
 способности к проведению экологической экспертизы проектов сельскохозяйственного землепользования;
 готовности изучать современную информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследований;
 способности к проведению почвенных, агрохимических и агроэкологических научных исследований согласно утвержденным методикам;
 способности к обобщению и статистической обработке результатов опытов, формулированию выводов.
3
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать: понятие об агроэкосистемах и их почвенно-биотический комплекс, экологические проблемы сельскохозяйственного производства, основные направления устойчивого развития агроэкосистем;
уметь: использовать методы инициированного микробного сообщества,
биоиндикацию, биотесты, определять токсиканты в сельскохозяйственной
продукции.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
Всего
часов
54
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа (всего)
В том числе:
Реферат
Выполнение индивидуальных заданий
Подготовка к текущему контролю
Подготовка к промежуточному контролю
Вид промежуточной аттестации
Общая трудоемкость
часы
зачетные единицы
Семестр
4
54
20
12
12
10
54
10
12
12
20
экзамен
108
20
12
12
10
54
10
12
12
20
экзамен
108
3
3
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ Наименование разСодержание раздела
п/п
дела дисциплины
1.
Ресурсы биосферы и Круговороты веществ и потоки энергии как обпроблемы
продо- щебиотическая основа сельского хозяйства.
вольствия. Природ- Почвенные ресурсы. Агроклиматические ресурно-ресурсный
по- сы. Водные ресурсы, биологические ресурсы.
тенциал с.-х. произ- Понятия: природоёмкость, ресурсоёмкость, эководства
логоёмкость производства.
Ресурсные циклы; их классификация и особенности функционирования. Характер цикла почвенно-климатических ресурсов и сельскохозяйственного сырья.
2.
Агроэкосистемы.
Агроэкосистемы – природные системы, трансФункционирование формируемые с целью повышения продуктивно4
в условиях техногенеза.
Почвеннобиотический комплекс.
Функциональная роль почвы
в экосистемах
3.
Антропогенное загрязнение почв, вод.
Экологические основы сохранения и
воспроизводства
плодородия почв
4.
Мониторинг окружающей природной
среды. Агроэкологический
мониторинг. Экологическая
оценка загрязнения
территории
5.
Оптимизация агроландшафтов и организация устойчивых
сти. Классификация агроэкосистем. Свойства.
Биогеохимические циклы в естественных экосистемах и агроэкосистемах. Воздействие агроэкосистемы на биосферу.
Классификация техногенных факторов загрязнения и нарушения агроэкосистем по характеру и
направленности неблагоприятного воздействия.
Возможности снижения и предотвращения нежелательных воздействий. Основы управления
функционированием агроэкосистем в условиях
техногенеза.
Почвенно-биотический комплекс (ПБК), как основа агроэкосистем. Структурно-функциональная
организация ПБК в различных экологических
условиях. Глобальные функции почв. Экологические функции почвы.
Основные виды негативных воздействий на почвенно-биотический комплекс. Антропогенные
изменения почв и их экологические последствия.
Особенности и принципы нормирования антропогенных нагрузок на почвенный покров. Оценка
токсичности тяжёлых металлов в блоке «почварастение». Комплексные показатели загрязнения
почв.
Биогенное загрязнение вод в условиях интенсификации аграрного производства. Оценка влияния природно-аграрных систем на миграцию биогенных веществ. Оценка эвтрофного уровня водоёмов. Экологические основы сохранения и
воспроизводства плодородия почв. Использование ПО.
Мониторинг окружающей природной среды.
Научные, методические и организационные основы его проведения. Агроэкологический мониторинг. Роль агроэкологического мониторинга в
совершенствовании управления и организации
функционирования агроэкосистем. Цели, задачи,
содержание, объекты, принципы проведения.
Особенности и блок-схема системы агроэкологического мониторинга.
Критерии экологической оценки территории. Использование ПО.
Основные принципы организации агроэкосистем.
Оптимизация структурно-функциональной организации агроэкосистем. Устойчивость агроэкоси5
агроэкосистем
6.
Производство экологически безопасной
продукции.
Альтернативные системы земледелия.
Природоохранное
значение безотходных и малоотходных технологий
стем при разных системах земледелия. Условия
реконструкции и создания устойчивых агроэкосистем. Методологические основы экологической
оценки агроландшафтов. Типы реакции агрофитоценоза на антропогенные воздействия. Сбалансированность процессов минерализации и гумификации – интегральный показатель экологической
устойчивости
педосферы.
Экологоэнергетическая оценка антропогенного воздействия
Проблемы производства экологически безопасной продукции. Понятие качества продукции.
Основные виды экотоксикантов, содержащихся в
пищевых продуктах; источники загрязнения,
формы нахождения в сельскохозяйственной продукции и почве. Основные факторы, влияющие
на поведение токсикантов. Основные направления по предотвращению и снижению загрязнения
сельскохозяйственной продукции. Сертификация
качества.
Основные принципы альтернативных систем
земледелия и их агроэкологическое значение. Органическое, органо-биологическое и биодинамическое земледелие. Вермикультура и биогумус.
Экологические аспекты подготовки и применения. Природоохранное значение.
Безотходные и малоотходные производства – основа рационального природопользования. Целесообразные направления и пути создания. Экономическая и экологическая эффективность. Ресурсосберегающие технологии.
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ Наименование обеспечиваемых (по- № № разделов данной дисцип/п следующих) дисциплин
плины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1
2
3
4
5
6
1. Картография почв
+
2. Агропочвоведение
+
+
+
+
3. Методы почвенных исследований
+
+
+
4. Мелиорация
+
+
+
5. Агрохимия
+
+
+
+
6
6.
7.
Система удобрений
Агрохимические методы исследований
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ Наименование раздела
Лек ПЗ
п/п дисциплины
1. Ресурсы биосферы и проблемы
2
2
продовольствия.
Природноресурсный потенциал с.-х. производства
2. Агроэкосистемы. Функциони2
2
рование в условиях техногенеза.
Почвенно-биотический
комплекс. Функциональная роль
почвы в экосистемах. Интерактивная форма.
3. Антропогенное
загрязнение
4
2
почв, вод. Экологические основы сохранения и воспроизводства плодородия почв
4.
Мониторинг окружающей при4
2
родной среды. Агроэкологический мониторинг. Экологическая оценка загрязнения территории. Интерактивная форма.
5.
Оптимизация агроландшафтов и
4
2
организация устойчивых агроэкосистем
6.
Производство
экологически
4
2
безопасной продукции. Альтернативные системы земледелия.
Природоохранное значение безотходных и малоотходных технологий. Интерактивная форма.
Итого по дисциплине
20
12
+
+
+
ЛР
С
+
СРС
-
2
9
Все
-го
15
2
2
9
17
2
2
9
19
2
2
9
19
2
2
9
19
2
2
9
19
10
12
54
108
7
6. Лабораторные работы и практические занятия
6.1 Лабораторные работы
№ № раздеНаименование лабораторных работ
п/п ла дисциплины
1.
1,2,3
Методы определения состояния сельскохозяйственных экосистем. Индикация антропогенных
нагрузок. Расчётные методы оценки антропогенных воздействий в системе «почва-растение».
2.
1,2,3
Оценка изменения агроэкологических показателей
плодородия почв. Расчёт экологической эффективности использования почвенных ресурсов. Расчёт показателей изменения плодородия почв, обусловленных антропогенными воздействиями.
3.
1,2,3
Использование метода инициированного микробного сообщества в экологических исследованиях.
Биоиндикация экологического состояния почвы в
условиях антропогенного загрязнения.
4.
4,5,6
Оценка изменения качества сельскохозяйственной
продукции в условиях техногенеза. Распределение
нитратов в сельскохозяйственных культурах.
Определение содержания нитратов в различных
биологических объектах. Распределение тяжёлых
металлов в объектах окружающей среды.
5.
4,5,6
Определение токсикантов техногенного происхождения в различных сельскохозяйственных объектах. Расчёт суммарных загрязнений сельхозпродукции токсикантами. Биоиндикация и биотестирование в агроэкосистеме.
Трудоемкость,
часы
2
2
2
2
2
6.2 Практические занятия и семинары
№ № разТрудоп/п дела
Наименование практических занятий и семинаров
емкость,
дисцичасы
плины
1
1
Предмет агроэкологии. Объекты изучения. Теорети6
ческие и методологические основы агроэкологии.
Ресурсы биосферы и проблемы продовольствия.
Острота продовольственной проблемы.
Природно-ресурсный потенциал сельскохозяйственного производства. Ресурсные циклы. Кадастры.
2
2
Агроэкосистемы. Типы, структура, функции агроэко4
систем. Круговорот веществ и потоки энергии в агроэкосистемах. Функционирование агроэкосистем в
8
3
3
4
4, 5, 6
5
4, 5, 6
6
4, 5, 6
условиях техногенеза. Использование ПО.
Модуль «Экологические основы качества воды и
здоровье человека».
Почвенно-биотический комплекс. Функциональная
роль почвы в экосистемах. Использование ПО.
Модуль «Сельскохозяйственная экология»
Модуль «Вермикультура и биогумус»
Модуль «Агроэкологический мониторинг»
Модуль «Агроэкологический мониторинг в устойчивом развитии агроландшафтов»
Модуль «Биологическое разнообразие и устойчивое
развитие»
Биоиндикация и биотестирование в агроэкосистеме.
Интегральные показатели токсичности
Природоохранное значение безотходных и малоотходных технологий и процессов энерго- и ресурсосбережения в системе агропромышленного комплекса.
2
8
2
2
7. Примерная тематика курсовых работ – не предусмотрено
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
1. Агроэкология / В.А. Черников, Р.М. Алексахин, А.В. Голубев и др.;
Под ред. В.А. Черникова, А.И. Чекереса. – М.: Колос, 2000
2. Агроэкология. Методология, технология, экономика / В. А. Черников,
И. Г. Грингоф, В. Т. Емцев и др. Под ред. В. А. Черникова, А. И. Чекереса. – М.: КолосС, 2004
3. Данилов-Данильян В. И., Залиханов М. Ч., Лосев К. С. Экологическая
безопасность. Общие принципы и российский аспект. – М.: Изд-во
МНЭПУ, 2001
4. Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия. – М.: Колос, 1996
5. Лопырев М.И., Макаренко С.А. Агроландшафты и земледелие. – Воронеж, 2001
6. Милащенко Н.З., Соколов О.А., Брайсон Т., Черников В.А. Устойчивое
развитие агроландшафтов. Т. 1, 2. – Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2000
7. Природные ресурсы и окружающая среда России. Аналитический доклад / Под ред. Б.А. Яцкевича, В.А. Пака, Н.Г. Рыбальского. – М.: Издво НИА Природа и РЭФИА, 2001
8. Сметанин В.И. Защита окружающей среды от отходов производства и
потребления. – М.: Колос, 2000
9. Черников В.А., Милащенко Н.З., Соколов О.А. Экологическая безопасность и устойчивое развитие. Книга 3. Устойчивость почв к антропогенному воздействию. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2001
10.Черников В.А., Соколов О.А. Экологически безопасная продукция. –
9
М.: КолосС, 2009.
11.Экология и экономика природопользования / Э.В. Гирусов, С.Н. Бобылев, А.Л. Новосёлов. Н.В. Чепурных; Под ред. Э.В. Гирусова. – М.: Издат. Объединение ЮНИТИ, 1998
б) дополнительная литература
1. Голуб А.А., Струкова Е.Б. Экономика природных ресурсов: Учебное
пособие для вузов. – М.: Аспект Пресс, 1999
2. Макар С.В. Основы экономики природопользования. – М.: ИМП, 1998
3. Минеев В.Г., Ремпе Е.Х. Агрохимия, биология и экология почвы. – М.,
1990
4. Определение экотоксикантов в воде, воздухе, почве, растениях и продукции растениеводства. Методические указания к проведению лабораторно-практических занятий по курсу «Экология» для высших с.-х.
учебных заведений. – М.: Изд-во МСХА, 1995
5. Памятка для студентов факультета почвоведения, агрохимии и экологии по написанию курсовых работ (проектов) по комплексному курсу
«Экология» (спец. «Агрохимия и почвоведение») курсам «Сельскохозяйственная экология» и «Охрана окружающей природной среды»
(спец. «Агроэкология»). – М.: 2001
6. Позняковский В.М. Гигиенические основы питания и экспертиза продовольственных товаров. – Новосибирск: Изд-во Новосиб. Ун-та, 1996
7. Реймерс Н. Ф. Природопользование. Словарь-справочник. М.: Мысль,
1990
8. Сельскохозяйственная экология / Н.А. Уразаев, А.А. Вакулин, В.И.
Марымов и др. – М.: Колос, 2000
9. Соколов О.А., Бубнова Т.В. Атлас распределения нитратов в растениях. – Пущино, 1989
10.Соколов О.А., Черников В.А. Атлас распределения тяжёлых металлов в
объектах окружающей среды. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1999
11.Химическое загрязнение почв и их охрана. Словарь-справочник / Сост.
Д. С. Орлов и др. – М.: Агропромиздат, 1991
12.Хрисанов Н.И., Осипов Г.К. Управление эвтрофированием водоёмов. –
С-Пб.: Гидрометеоиздат, 1993
13.Экологический энциклопедический словарь – М.: Издат. Дом «Ноосфера
в) программное обеспечение
1. Локальная информационно-справочная система по оптимизации земледелия в хозяйстве – ЛИССОЗ / Васенёв И.И., Руднев Н.И., Хахулин В.Г., Бузылев А.В. Свидетельство об официальной регистрации программы для
ЭВМ № 2005610898.
2. Региональная автоматизированная система комплексной агроэкологической оценки земель – РАСКАЗ / Васенёв И.И., Хахулин В.Г., Бузылев А.В.
10
Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №
2005610897.
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
Delphi. MapInfo. Statistica. SURFER
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Для проведения лабораторного практикума по дисциплине «Сельскохозяйственная экология» необходима лаборатория, оснащенная стандартным лабораторным оборудованием для определения микробиологических и токсикологических исследований, микропроцессорный измеритель концентрации
«МИАКОМ МИН-100», переносной измеритель концентрации нитратов
«ИОНИКС-102», фотоэлектроколориметры КФК-2.
10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
Реализация компетентностного подхода должна предусматривать широкое
использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий (компьютерных симуляций, деловых и ролевых игр, разбор
конкретных производственных ситуаций) в сочетании с внеаудиторной работой с целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся. В рамках учебного курса должны быть предусмотрены встречи с
представителями российских и зарубежных компаний, государственных и
общественных организаций, мастер-классы экспертов и специалистов.
Перечень контрольных мероприятий
Содержание контрольных мероприятий
Контролируемый объВид контрольного мероприя- Срок проведеем
тия
ния
учебного курса
(№ недели)
Контрольная работа №1
Рубежный тестовый контроль
Итоговый тестовый контроль
5
1-6
12
1, 2, 3, 4.
1-6, 7-12.
1-6, 7-12.
Критерии оценки знаний, умений, навыков
Общее количество баллов
Оценка
Кол-во МаксиОтлично
креди- мальная Неудовлетворит. Удовлетворит. Хорошо
тов
сумма
Оценка ECTS
баллов
F (2) FX (2+) E (3) D (3+) C (4)
B (5) A (5+)
11
3
90
менее 31 31-45
46-52
53-60
61-75
4
120
менее 41 41-60
61-70
71-80
81-100 101-110 111-120
5
150
менее 51 51-70
71-85
86-100 101-120 121-135 136-150
76-82
83-90
Балльная структура оценки и шкала оценок (при 3 кредитах)
Посещение занятий – 1 балл
Активная работа на семинаре – 5 баллов → 15 баллов
Внутри семестровые аттестации:
Контрольные работы (тесты) – 5 баллов → 25 баллов
Творческая работа:
Рефераты и устные доклады – 5 баллов → 15 баллов
Защита домашних заданий – 5 баллов  20 баллов
Итоговое испытание (зачет) – 5 баллов → 30 баллов
Всего – до 90 баллов (до или после экзамена)
Разработчики:
РГАУ-МСХА
им. К.А. Тимирязева
профессор
РГАУ-МСХА
им. К.А. Тимирязева
доцент
Эксперты:
МГУ
им. М.В. Ломоносова
профессор
ВНИИА
им. Д.Н. Прянишникова
профессор
В.А. Черников
Е.Б. Таллер
Л.О. Карпачевский
О.А. Соколов
12