Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ставропольский государственный аграрный университет»
Кафедра химии и защиты растений
АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ И ПЕСТИЦИДЫ
Методические указания
по выполнению лабораторных работ
для студентов всех форм обучения
Направление 110400.62 Агрономия
Ставрополь
2013
1. Общие положения.
Целями освоения дисциплины (модуля)
Агроэкологический
мониторинг и пестициды являются:
методологических и теоретических основ влияния
пестицидов
на природные и искусственные экосистемы;
циркуляцию пестицидов в природе;
особенности действия пестицидов в биосфере;
характеристику побочного действия пестицидов и их
метаболитов на окружающую среду (почву, воду, воздух).
Учебная дисциплина «Агроэкологический мониторинг и пестициды»
входит в цикл базовых вариативных дисциплины по выбору (Б3.В.ДВ.5).
Для успешного освоения дисциплины должны быть сформированы
общекультурные, профессиональные и вузовские компетенции на
повышенном уровне ОК-4, ПК-16, ВК-11.
Для изучения данной учебной дисциплины необходимы следующие
знания,
умения
и
навыки,
формируемые
предшествующими
дисциплинами:
Б2.Б.4 «Химия неорганическая и аналитическая» Б2.Б.5 «Химия
органическая» Б2.В.ОД.1 «Химия физическая и коллоидная» Знать:
основные законы химии, методы качественного и количественного
анализа, технику безопасности при работе в лаборатории. Уметь работать в
химической лаборатории с использованием химического оборудования,
посуды и реактивов; проводить расчеты концентраций растворов. Иметь
навыки работы в лаборатории; навыки работы со специализированной
литературой, компьютерной техникой.
Б3.Б.2 «Физиология и биохимия растений». Знать основные
физиологические процессы, протекающие в растительном организме,
восприимчивость растений к неблагоприятным условиям окружающей
среды, стрессоустойчивость. Уметь определить потребности растений в
солнечной инсоляции, влаге, температурному режиму.
Б3.В.ДВ.1 «Экологию» У студентов должно быть сформированное
экологическое мировоззрение и умения использовать экологические
законы и принципы для принятия проектных решений в своей
профессиональной деятельности.
Знания, умения и навыки, формируемые дисциплиной «Химические
средства защиты растений» будут способствовать лучшему усвоению
следующих дисциплин учебного плана: «Системы защиты растений»,
«Биологическая защита», «Основы карантина». Кроме того знание основ
химической защиты растений необходимо непосредственно в
практической деятельности при выращивании сельскохозяйственных
культур и культур защищенного грунта.
2
Требования к результатам освоения содержания дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование элементов
следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВПО по направлению
110400.62 Агрономия:
а) общекультурных (ОК):
ОК-4 Способностью находить организационно-управленческие
решения в нестандартных ситуациях и готовностью нести за них
ответственность.
б) профессиональных (ПК):
ПК-16 Способностью обеспечить безопасность труда при
производстве растениеводческой продукции.
в) вузовских (ВК)
ВК-11 Способность оценить уровень экологической опасности
пестицидов и владеть методами их безопасного применения
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
- Знать: методологических и теоретических основ влияния пестицидов
на природные и искусственные экосистемы. Циркуляцию пестицидов в
природе. Особенности действия пестицидов в биосфере. Характеристику
побочного действия пестицидов и их метаболитов на окружающую среду
(почву, воду, воздух).
- Уметь: проводить оценку загрязнения атмосферного воздуха; давать
оценку остаточного количества пестицидов в биологических средах;
сравнительную активность препаратов; особенности проведения
агроэкологического мониторинга на сельскохозяйственных угодьях.
Владеть:
методами
комплексной
оценки
загрязнения
сельскохозяйственных угодий
применяемыми пестицидами и их
остаточными количествами.
3
2. Порядок проведения лабораторных работ
Лабораторные работы помогут студентам систематизировать знания
по учебной дисциплине «Агроэкологический мониторинг и пестициды»,
освоить методы анализа, научиться самостоятельно прорабатывать
научную и учебную литературу.
Перед занятием рекомендуется ознакомиться с изучаемой темой по
источникам, которые указаны в Рабочей программе курса, изучить тему
лекции, соответствующей данной практической работе. Если в процессе
подготовки у студента появляются вопросы, студент может задать их
лектору или преподавателю, ведущему практические занятия в
консультационные часы или в начале занятия.
Освоение материала и выполнение заданий вынесенных на
самостоятельное изучение перед лабораторным занятием является
обязательным требованием.
Лабораторная работа выполняется в соответствии с методическими
указаниями в присутствии преподавателя. В рабочую тетрадь
записываются основные пункты выполнения работы, расчеты, вносятся
рисунки (если таковые требуются), результаты и выводы.
В завершении работы преподаватель делает вывод о правильности
выполнения работы и оценивает ее соответственно ФОС.
3. Содержание лабораторных работ
Лабораторная работа 1-2. Унифицированные правила отбора проб
объектов окружающей среды для определения микроколичеств
пестицидов
Цель занятия: изучить правила отбора унифицированных проб объектов
окружающей среды для определения микроколичеств пестицидов
Для получения с помощью лабораторного анализа достоверных
данных о загрязнении сельскохозяйственной продукции, объектов
окружающей среды остаточными количествами пестицидов следует строго
придерживаться правил отбора проб для исследования.
Высокая ответственность этого этана исследования объясняется тем,
что ошибку могут привести к неправильной гигиенической оценке
исследуемых образцов и обесцениванию работы аналитика при самых
чувствительных и точных методах анализа.
Цель отбора проб – взятие и доставка для лабораторного анализа
на остаточные количества пестицидов сельскохозяйственной продукции в
том виде, в каком они употребляются в пищу или передаются для
дальнейшей переработки.
4
Терминология.
Ареал
отбора
проб
–
площадь
сельскохозяйственных угодий одном территории или одного комплекса
хозяйства. Площадь отбора проб – площадь поля под одной культурой.
Схема отбора проб – разработанный на научной основе план сроков
и размещения точек отбора проб. Схема зависит от стадии развития
культуры и устанавливается так, чтобы сроки отбора совпали со «сроками
ожидания», установленными в инструкциях по проведению защитных
мероприятий.
Сыпучий материал – сухой материал, такой, как зерно,
концентрированные и гранулированные корма.
Соломоподобныи материал – материал с волокнистой структурой,
отдельные масти связаны между собой.
Поштучный материал - образцы таких культур, как свекла,
капуста, бахчевые, картофель и другие.
Продукция, готовая к реализации – стадия зрелости продуктов
растений, в которой проводится их сбор, иначе говоря, стадия товарном
зрелости продукции (более ранняя, чем зрелость биологическая).
Партия – любое количество однородной по качеству продукта,
предназначенного к одновременной приемке, сдаче, отгрузке, хранящееся
н одном помещении и оформленное одним документом о качестве.
Единица упаковки – фляга, ящик, металлическая корзинка, бочка,
барабан, отсек, автомобильные цистерны и другие виды упаковок,
предусматриваемые стандартами и техническими условиями.
Выемка – небольшое количество продукта, отобранного из партии за
один прием, или почвы, отобранной в одной точке для составления
исходного образца.
Выборка – определенное количество консервированных пищевых
продуктов, отбираемое за одни прием от каждой единицы упаковки или
единицы продукции.
Общая проба – совокупность разовых проб.
Исходный образец – совокупность всех выемок и выборок,
отобранная из партии или участка почвы.
Разовая проба – проба, отобранная из каждой единицы упаковки или
единицы продукции.
Средняя проба – после тщательного перемешивания и в случае
необходимости растапливании разовых проб.
Средний образец – часть исходного образца или средней пробы,
выделенная для определения качества. Для небольших партий продукта
или участка почвы исходный образец или средняя проба одновременно
являются и средним образцом.
Навеска – точно отвешенная часть среднего образца, выделенная для
анализа.
5
Метод конверта – способ отбора сыпучего или поштучного
материала, хранящегося насыпью. В зависимости от двойного или
тройного конверта.
Метод квартования – способ составления среднего образца из
исходного. Материал необходимо высыпать на гладкую, чистую и сухую
поверхность, чтобы сформировать на ней пирамиду с основанием в форме
квадрата. Тщательно перемешать. С помощью двух коротких дощечек со
скошенными ребрами набрать сыпучий растительный материал с двух
противоположных концов и ссыпать его с обеих дощечек на середину
квадрата до тех пор, пока слои сыпучего растительного материала не
приобретет форму продолговатого холмика и ссыпать его на середину.
Сформированную таким образом пирамиду расплющить в слои, имеющий
форму квадрата и поделить его двумя диагоналями на четыре
треугольника, из которых два противоположных отбросить, а из двух
оставшихся снова создать квадрат и поделить его двумя диагоналями на 4
треугольника. Эту процедуру повторить до получения средней или
лабораторной пробы нужном величины.
Систематический контроль за остаточными количествами
пестицидов – контроль за остаточными количествами пестицидов в
сельскохозяйственных продуктах, осуществляемым систематически в
соответствии с ранее разработанным планом.
Аварийное загрязнение – загрязнение сельскохозяйственной
продукции остаточными количествами средств зашиты растений,
возникшее в результате:
- несоблюдения установленных регламентов применения средств
защиты растении (превышение нормы расхода, кратность обработок, снос
препарата на соседние культуры, неправильное обращение с препаратами
и аппаратурой для их применения);
- непредвиденных
обстоятельств
(авария
аппаратуры,
конвекционные токи воздуха использование загрязненной воды для
дождевания; полива, а также для переработки сельскохозяйственных
продуктов);
- применения химических средств защиты растений со скрытыми
производственными дефектами.
1. Территориальная схема отбора проб
1.1.
Растительные материалы. Постоянные пункты отбора проб.
Постоянные пункты отбора проб создаются не менее чем на пятилетний
период. В районе, области создается сеть нескольких постоянных пунктов
в зависимости от числа и величины хозяйств.
Кроме выборочных хозяйств к постоянным пунктам относятся:
мясокомбинаты, молокозаводы, элеваторы, плодоовощные базы,
плодокомбинаты, птицефермы, животноводческие комплексы, заводы
6
комбикормов, винзаводы, рыбхозы, лесхозы, садоводческие хозяйства,
крупные водоемы, почва полей (поймы), предназначенные для
выращивания корнеплодов, а также пункты отбора воздуха в населенных
пунктах,
вокруг
которых
проводятся
интенсивные,
особенно
авиахимические обработки. Пробы следует брать периодически и
постоянно с одних и тех же пунктов, что обеспечивает непрерывный
контроль за уровнем остатков пестицидов. Достоинством постоянных
пунктов является возможность в динамике систематически контролировать
уровень остаточных количеств пестицидов в определенной среде пли в
продуктах питания, планово н оперативно вмешиваться в случае
неблагоприятной ситуации, а также выявлять влияние предшествующих
химических обработок на формирование уровня загрязнения.
1.2. Временные пункты отбора проб.
Временные пункты контролируются на протяжении одного сезона
применения пестицидов или не более одного года, затем переносятся в
другую местность с другим ареалом проб. Дислокацию временных
пунктов по району (области) определять в соответствии с планом
химической защиты растений территориального сельхозуправления,
учитывая при этом в первую очередь хозяйства, поля и объекты с
интенсивными многократными обработками, особенно стойкими во
внешней среде пестицидами. Временные пункты работают по той же схеме
и плану, что и постоянные, но с учетом обстановки. Данная группа
пунктов позволяет охватить контролем большую территорию
непосредственно к местах применения пестицидов, мобильно
сосредоточить профилактические усилия на наиболее опасных участках.
1.3. Выборочные пункты отбора проб.
На контролируемой территории выборочно отбираются пищевые
пробы и пробы из различных объектов окружающей среды Характерной
чертой этой системы является изменчивость ареала отбора проб, в которых
по непредвиденным обстоятельствам складывается неблагоприятная
обстановка требующая оперативных дополнительных мероприятии по
химической защите окружающей среды или животноводстве.
2. Технология отбора проб сельскохозяйственной продукции и
почвы
Отбор проб слагается из нескольких этапов:
- отбора выемок, выборок, разовых проб;
- составление исходного образца, обшей пробы, средней пробы;
- составление среднего образца;
- выделение навесок для анализа.
2.1. Способ отбора проб – зависит от места (поле, склад, средства
транспорта), формы материала (сыпучий, поштучный, соломоподобный,
7
тарированный и т. п.) и от назначения пробы (систематический контроль,
аварийные случаи и т. п.).
2.2. Метод отбора проб по диагонали – от вегетирующих растений,
к которым имеется легкий доступ. По диагонали поля, в 7-10 точках,
находящихся на разных расстояниях, в определенных интервалах берутся
пробы растении в количестве, достаточном для получения исходного
образца. В дальнейшем этот метод будет обозначаться буквами ЛД.
2.3.Отбор проб по двум смежным сторонами (СС) – от
вегетирующих растении, к которым доступ в глубине поля затруднен
(кукуруза, зерновые, рапс). На смежных сторонах поля намечают 3-4 точки
так, чтобы они охватывали всю длину стороны. Затем на расстоянии 5-1015 м от края поля берут пробы. Общее количество отобранного материала
должно соответствовать величине исходного образна.
2.4. Отбор проб культур в закрытом грунте (К) методом
конверта. При больших площадях применяют систему двойного или
тройного конверта. Если в нескольких секциях теплицы одновременно
проводятся идентичные химические обработки, то пробы, взятые в них.
представляют собой средний исходный образен.
2.5 Метод отбора проб с помощью пробоотборника (ПР) – отбор
материала из складов, силосохранилищ, средств транспорта при сыпучих и
текучих материалах, хранящихся в больших емкостях и других.
Принцип заключается в выемке по схеме конверта проб с верхнего,
среднего и нижнего слоев материала, с каждого пункта конверта
различными пробоотборниками и приспособлениями.
В случае отбора пробоотборником из струи жидкости сыпучего
материала метод конверта не применяется. Пробы вбираются через равные
промежутки времени путем погружения пробоотборника в струю сыпучего
или текучего материала. Из танка, цистерн и других емкостей выемка или
разовая проба отбирается пробоотборником из стольких мест, сколько
отверстии в емкости. В емкостях со съемными крышками применяется
метод конверта. Если емкость имеет высоту до 2 м проба отбирается по
всему слою при использовании соответствующего приспособления. При
высоте свыше 2 м пробу следует отбирать соответствующим
приспособлением с верхнего, среднего и нижнего слоев емкости;. У
полутвердых и мазеобразных продуктов, доставляемых без упаковки в
больших ящиках пли бочках, разовую пробу также отбирают из трех слоев,
по верхний, соприкасающийся с дном емкости слои, отбрасывают.
2.6. Отбор проб в аварийных случаях проводится:

при явном аварийном загрязнении (например, применение
гербицидов вместо зооцида, конвекция и перемещение частиц гербицида,
при появлении пятна после разлитой суспензии пестицида и т. п.);
8

если признаки невидимы, но на основе полученной
информации известно, что наступила авария (например, 2-кратное
опрыскивание поля или его части, разрыв шланга, обработка в
непосредственном соседстве с культурой, готовой к реализации).
2.7. Отбор проб в случае видимых признаков загрязнения. На поле
обозначаются участки с признаками загрязнения, с равной степенью их
проявления, для отдельного отбора проб. Пробы отбираются по одному из
способов, представленных выше, в зависимости от вида культуры. Пробы
каждого выделенного участка с равной степенью проявления признаков
объединяются в исходный образец.
2.8. Отбор проб в случае невидимых признаков загрязнения. На
основании опроса устанавливается возможная поверхность загрязнения,
принимая во внимание рельеф поля, натуральные препятствия (деревья,
кустарники, постройки и т.д.), атмосферные условия в период
предполагаемого загрязнения но данным ближайшей метеорологической
станции.
Вычерчивается план загрязнения участка и лучеобразно от середины
назначаются и нумеруются от одного до нескольких пунктов отбора
исходного образца. В каждом пункте отбирается образец, который
является средним и должен соответствовать величине, обозначаться теми
же номерами, что и пункты их отбора.
2.9. Срок отбора проб в аварийных случаях. В аварийных случаях
отбор проб проводится сразу же после получения информации о
загрязнении.
Для систематического контроля имеют право отпирать пробы
квалифицированные
работники,
уполномоченные
соответствовать
государственными органами. В аварийных случаях следует создать
специальную комиссию, в состав которой кроме уполномоченного для
отбора проб лица должны входить представители администрации
хозяйства, на территории которого отбираются пробы, и другие лица.
Рекомендуется использовать для отбора проб приспособления,
установленные действующей нормативно- технической документацией.
Техника подготовки пробы к исследованию. Отбор выемки, разовая
проба. Растения на поле срезают ножом или серпом, выкапывают пли
выкорчевывают и отряхивают от земли, фрукты срывают чистой рукой.
Выемка из мешков проводится соответствующим приспособлением, затем
мешки зашиваются или заклеиваются. Более мелкие упаковки (пакеты,
мешочки и т. п.) после отбора проб заклеиваются, опечатываются
отбирающим пробу лицом и снабжаются информацией о том, что вес
товара меньше указанного в упаковке.
Следя за тем, чтобы в пробах соломоподобного материала, жома и т.
п. не разорвать и не сломать отдельных фрагментов материала.
9
Исходный образец общей пробы составляется из всех выемок
разовых проб. Исходный образец и общая проба приготовляются в чистом
сосуде, на чистом полотняном полотнище или нa листовой бумаге, чтобы
предупредить падение частиц проб на землю.
Средний образец выделяется из средней пробы или исходного
образца после тщательного перемешивания, квартования, измельчения и
повторного перемешивания. Растения, загрязненные землей, а также корни
следует вымыть под проточной водой для удаления остатков почвы.
При анализах в аварийных случаях землю с корней следует считать
отдельной пробой для лабораторного исследования.
При поштучном материале отдельные образцы четвертуются или
делятся пополам. ¾ или ½ материала отбрасываются, а остальные и
включаются в образец.
При направлении проб на определение дитиокарбаматов до начала
анализа нельзя разрезать овощи и фрукты, а также надрезать свежий
растительный материал.
Средний образец приготовляется непосредственно перед началом
аналитических работ. Оставшаяся часть средней пробы или исходного
образца используется для возможною контроля.
3. Отбор проб почвы.
Для отбора проб почвы выбираются районы, наиболее интенсивного
(по объему) в течение последних 5-7 лет применения пестицидов. Отбор
проб рекомендуется проводить в весенний и осенний периоды, то есть до и
после прекращения обработок пестицидами. Если целью исследования
является установление динамики миграции пестицидов в звене «почва –
растение», то отбор проб проводят не менее 6 раз – фоновые пробы (перед
обработкой). Затем 4-кратно в период вегетации растений и последний раз
– в уборку урожая. Для характеристики загрязнения сельскохозяйственных
полей пестицидами отбираются исходные образцы, что обусловлено
неоднородностью пахотного и неравномерностью распределения
остаточных количеств пестицидов.
Количество исходных образцов зависит от типа почвы, рельефа
местности, возделываемых культур, интенсивности применения
пестицидов, категории.
Отбирается один исходный образец:

с площади 1-3 га в лесной зоне, а также в других районах с
волнистым рельефом, с разнообразными почвообразующими породами
и неоднородным почвенным покровом;

с площади 3-6 га для лесостепных и степных районов с
расчлененным рельефом и однообразным почвенным покровом;
 в условиях орошаемого – с поливной карты площадью 2-3 га;
10
 в горных районах, где размер сельскохозяйственных полей
небольшой и велика комплексность почвы - с площади 0,5-3 га.
Отбирается не менее трех образцов с площади до 50 га. С каждых
последующих 50 га отбирается по три исходных образца.
На больших площадях (5-10 тыс. га) исходные образцы отбираются с
пробных площадок (100X200 м), которые закладываются нe менее чем в
100 м от края поля.
Походный образец состоит из 25-30 выемок, отбираемых по
диагонали. Бур погружают в почву па глубину пахотного слоя. Если
захвачена часть подпахотного слоя, то эта масса удаляется. Выемка,
отобранная тростевым буром составляет 15-20 г почвы. Почвенный
образец пахотного слоя, взятый лопатой из одной точки, высыпается на
клеенку, перемешивается и из него отбирается проба строго определенного
объема (например, стакан), что представляет выемку, часть выбрасывается.
Все выемки ссыпаются вместе, тщательно перемешиваются и методом
квартования отбирается образец весом 400-500 г.
Допускается смешивание исходных образцов из нескольких пробных
площадок и отбор методом квартования среднего образца весом до 1 кг.
Выемки (100X200 м), из которых составляется исходный образец, должны
быть близки между собой по окраске, структуре, механическому составу.
На складах каждая выемка отбирается на расстоянии 1 м от ствола. На
виноградниках и под пропашными культурами выемки почвы отбираются
так, чтобы в равной мере захватить рядки и междурядья.
Для взятия пахотного слоя в 5 точках копаются прикопки на глубину
50 см. На всю его глубину вырезают лопатой образец весом 1,5-2 кг. После
перемешивания из этого образца методом квартования отбирают исходный
образец весом 400-500 г.
Пробы анализируются в естественно-влажном состоянии. В случае
невозможности проведения анализа в течение одного дня при определении
хлорорганических пестицидов отобранные пробы высушивают до
воздушно-сухого состояния в темном помещении. При определении в
почвенных образцах фосфорорганических пестицидов отобранные пробы
почв рекомендуется хранить в холодильнике, не высушивая их. Для
пересчета результатов анализа на сухой образец параллельно проведению
анализа на пестициды проводится определение влажности почвы.
4. Упаковка, хранение и транспортировка средних проб или
исходных образцов.
Отобранные пробы овощей сыпучих материалов, почвы переносятся
в матерчатые или плотные бумажные мешочки и завязываются, а затем в
бумажный или пластмассовый пакет. Образцы в мелкой расфасовке
направляются и лабораторию в оригинальной упаковке.
11
К каждому образцу, независимо, где он был отобран, приклеивается
или вкладывается этикетка.
Образцы, доставляемые в лабораторию по почте или лицами, не
отвечающими за отбор проб, пломбируются или опечатываются.
Образцы доставляются в лабораторию сразу же после изъятия, в
случае длительной транспортировки охлаждают до температуры 2-4°С,
используя для этой цели холодильники и прочие приспособления.
В исключительных случаях перед транспортировкой пробы для
анализа на содержание пестицидов можно сохранять не более 1-2 дней в
холодильнике при температуре не выше 2-4°С
Пробы, взятые в аварийных случаях, следует доставлять в
лабораторию сразу же после их отбора.
Пробы, взятые в аварийных случаях, должны быть тщательно
упакованы, запломбированы и иметь акт отбора.
5. Порядок приема проб в лабораторию и подготовил их к
исследованию
Все образцы в лаборатории осматриваются, вскрываются,
регистрируются в журнале в соответствии с сопроводительной картой.
В журнале отмечается: дату поступления образца; кто направил
образец для исследования; место и дата отбора; наименование и
характеристика пробы (данные по объекту исследования из акта отбора
проб); основные причины возможного загрязнения; вес образца
(количество) подпись лица, принявшего образец для исследования;
результат.
Образцы исследуют в тот же день. При отсутствии этой возможности
образец помещают в холодильник не более, чем на трое суток со времени
отбора среднего образца.
В исключительных случаях по всем правилам (указанным ниже)
берется не менее чем по три навески каждого образца, проводится
экстракция растворителем, согласно методу определения. Экстракты
хранятся в холодильнике при температуре не выше 2-4°С. Время хранения
зависит от природы пестицида: ФОС – не более 5 суток. В лаборатории
каждый средний образец соответствующим образом готовится для взятия
навески на определение. Навеска, которая берется из средней пробы,
должна отражать всю среднюю пробу. Поэтому образцы жидких,
полужидких, вязких, сыпучих средств должны тщательно перемешиваться,
твердые предварительно измельчаться;
Навеска сыпучих продуктов берется методом квартования: средний
образец рассыпается на столе в форме квадрата, который диагоналями
делят на 4 части, 2 из них (противоположные) отбрасываются, а две вновь
раскладывают в форме квадрата, который диагоналями делят на 4 части и
так до тех пор, пока не останется количество продукта по весу
12
приблизительно в пять раз превышающего величину навески для анализа.
Навеску зернобобовых измельчают на электромельнице, кофемолке.
Примечание. При взятии средней навески для всех образцов следует
учесть навеску, необходимую для параллельного исследования другим
методом (например, при исследовании методом хроматографии в тонком
слое дополнительное исследование колометрическим методом или
газохроматографическим методом).
Лиственные овощи, траву, сено режут ножницами.
Из каждого плода или клубня, овощей, фруктов берутся по осевой
линии сегмента. Вес сегментов в 10 раз превышает навеску, необходимую
для исследования. Сегменты измельчают на терке или нарезают ножом.
Овощи перед нарезанием моют и очищают. Клубни картофеля не чистят.
При исследовании яблок, груш на наличие хлорорганических
пестицидов целесообразно брать для исследования только кожуру, для
чего выделенные сегменты взвешивают, затем с них снимают кожуру
толщиной не более 2 мм, взвешивают (вес сегментов, взятых для снятия
кожуры, записывают, данные необходимы для расчета на 1 кг яблок).
Для исследования капусты целесообразно брать нижние части
наружных листьев.
Образцы почвы освобождают от корней, камней и всякого рода
включений. Крупные, агрегаты растираются в ступке. Просеиваются через
сито с отверстиями 1-1,5 мм.
При влажной почве в параллельном образно определяют влажность,
что учитывается при расчете содержания пестицидов в сухой почве.
Средние образцы сохраняются на холоде до конца анализа, при
обнаружении пестицидов выше нормативов – до вручения результатов
исследования и принятия мер.
После этого средние образцы уничтожаются. Из лаборатории
образцы могут выдаваться только по требованию следственные органов.
Результат анализа регистрируется в лабораторном журнале.
№
п/п
1.
2.
НОРМАТИВЫ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ
ПДК
МДУ
Пестицид
(почва),
(растения),
Наименование
мг/кг
мг/кг
временно
перец, баклажаны
Актеллик
0,5
0,2
томаты, огурцы, сахарная свекла
0,2
сахарная свекла
Фундазол
0,1
томаты, огурцы, фрукты, капуста,
не доп.
земляника, смородина, виноград
13
Лабораторная работа 3. Проведение опытов по контролю и изучению
фитотоксичности
остатков
пестицидов
в
мелкоделяночном полевом опыте
Цель занятия: изучить проведение опытов по контролю и изучению
фитотоксичности остатков пестицидов в мелкоделяночном полевом
опыте
1. Общие положения
2. Контроль остаточных количеств и фитотоксичности
пестицидов
3. Контроль гербицидной фитотоксичности
4. Фитотоксичности гербицидов
5. Подготовке к проведению мелкоделяночного полевого опыта
1. Общие положения
При широкомасштабном использовании гербицидов, особенно при
возделывании культур по интенсивным технологиям, возникает
необходимость в организации и осуществлении контроля за
фитотоксичностью их остаточных количеств в почве. Результаты контроля
обычно учитывают по нормативам допустимого содержания пестицидов и
контролируемом объекте. Большинство разработанных для почвы
предельно допустимых концентрации (ПДК) пестицидов обеспечивают их
санитарно-гигиеническую безопасность для человека и окружающей
среды. В качестве безопасного критерия для растении содержания
остатком гербицидов в почве могут быть использованы знамении их ПДК
по фитотоксическому показателю (ФП), который устанавливают на
основании данных о токсическом действии гербицидов на основные
сельскохозяйственные культуры.
2. Контроль остаточных количеств и фитотоксичности
пестицидов
Контроль провидится с целью предотвращения негативных для
культурных растений последствий применения пестицидов и связанных с
этим потерь урожая в условиях открытого и защищенного грунта.
Контроль предусматривает:
оценку пригодности сельхозугодий для возделывания конкретных
сельскохозяйственных культур и почвогрунтов;
выявление и анализ случаев фитотоксичности гербицидов,
сохраняющихся в почве от обработок предыдущих лет или примененных в
текущем году с нарушением рекомендации (передозировка и т. д.), а
также попавших в почву в результате технологического процесса.
14
Основными методами, используемыми при проведении контроля за
действием остаточных количеств пестицидов и фитотоксичности
гербицидов, являются визуальные наблюдения и определение содержания
в почве их остатков. Общие требования и методики проведения
контрольных мероприятий приведены в методических материалах
госкомиссии по химическим средствам защиты растений.
Фитотоксическое действие на культурные растения, в зависимости
от условии применения и ряда других обстоятельств, способны проявлять
практически все гербициды. Особое внимание должно быть уделено
гербицидам группы 2,4-Д (в условиях защищенного грунта) и ряду других.
3. Контроль гербицидной фитотоксичности
Этот вид работ проводится путем визуальной оценки состояния
посевов сельскохозяйственных культур и определении остаточных
количеств гербицидов в почвах тех угодий, на которых имеет место
частичное угнетение или полная гибель (сплошные или на отдельных
участках поля) растений.
На поле или в теплице, где наблюдаются проявления
фитотоксичности, специалисты станции химизации самостоятельно пли
совместно с работниками хозяйства проводят следующую работу:
Определяют характер, степень и размеры угнетающего действия
фитотоксиканта,
регистрирует
состояние
угнетенных
растении
(пожелтение кончиков листьев, высохшие растения, растения отсутствуют
и т. д.), степень (легкая, средняя, сильная, полная гибель) и размеры
участков, на которых угнетение наблюдается.
Отбираются смешанные пробы ночи с
пахотного горизонта
неорошаемых участков в пахотного и подпахотного на орошаемых на
поле, где наблюдается полная гибель пли среднее угнетение (или
изреженность) растении и где угнетение визуально не наблюдается. В
последних двух случаях наряду с почвой отбирают пробы растении.
Получают в хозяйствах информацию о данном поле, культуре,
предшественнике, сорте возделываемой культуры, применении удобрении
и гербицидов в текущем и предшествующие годы.
Анализируют пробы почв и растений па содержание остаточных
количеств гербицидов методом газожидкостной хроматографии.
При необходимости совместно с контрольно-токсикологическими
лабораториями станции зашиты растении оценивают качество
гербицидных препаратов п наличие в них примесей, способных вызвать
явление фитотоксичности.
Проводят анализ полученных результатов, делают заключение об
уровнях содержания гербицидов в почве п растениях, при которых
наблюдается та или иная степень угнетения растений.
15
По результатам проведенной работы оформляют карточки учета
фитотоксичности остаточных количеств гербицидов в почве и
почвогрунтах (приложение 2). На каждое отдельное поле, где
зарегистрирована фитотоксичность и отобраны смешанные пробы ночь и
растении, оформляется отдельная карточка.
Обобщением данных контроля гербицидной фитотоксичности,
полученных на протяжении ряда лет для конкретных гербицидов, культур
и условий их возделывания (тип почвы, полив и т. д.), устанавливают
уровни предельного содержания остаточных количеств препаратов в
почве, не оказывающих фитотоксичного действия на культуры. Для
каждого сочетания
«гербицид – культура» целесообразно иметь
минимальное количество значений предельного содержания гербицида и
почве. Как правило, различные значения этой величины следует
устанавливать тогда, когда они в зависимости от условий отличаются
более чем в 2 раза. В противном случае в качество предельного берут
более низкое значение содержания гербицида в почве. Например, если по
результатам контроля фитотоксичности препарата по отношению к
пшенице на протяжении ряда лет установлено, что предельно безопасным
для культуры содержанием в черноземе является 0,2 мг/кг, а в каштановой
почве 0,08мг/кг, то эти два значения в данной зоне рассматриваются как
самостоятельные предельные содержания гербицида в указанных типах
почв. Если же для разных типов почв получены значения 0,16 и 0,1 мг/кг,
то для зоны рекомендуется использовать единое предельное содержание
гербицида в почве для пшеницы – 0,1 мг/кг.
В дальнейшей работе полученные значения предельных содержании
гербицидов используют при разработке заключений-рекомендаций для
хозяйств. В последних, наряду с культурами для возделывания,
рекомендуется проводить также агротехнические мероприятия, которые
позволят снизить содержание гербицидов в почве: перепашка, промывка, в
ряде случаев внесение активированного угля и другие.
4. Изучение фитотоксичности гербицидов
Изучение фитотоксичности гербицидов по отношению к основным
сельскохозяйственным культурам в рамках традиционной методики
полевых опытов связано с большими затратами сил и отчуждением
значительных площадей пахотной земли. В связи с этим указанные задачи
предлагается решать с помощью мелкоделяночных полевых опытов.
5. Подготовке к проведению мелкоделяночного полевого опыта
16
Достоверность и значимость результатов полевых опытов по
изучению фитотоксичности гербицидов зависит от следующих
требований:
типичность условий опыта (земельным участок для будущего опыта
должен соответствовать тем условиям, в которых предполагается
использовать результаты опытов);
проведения его на специально выделенном участке;
соблюдения принципа единственного различия и достоверности
опыта по существу.
История опытного участка
Опыты закладываются на участках с известной хозяйственной
историей. При отсутствии таких участков можно использовать под опыт
поле, отдельные части которого обрабатывали по-разному, по все
варианты опыта должны располагаться в пределах участка с одной
историей.
Почвенное обследование участка
Цель этой работы состоит в том, чтобы получить почвенную
характеристику; участка и наилучшим образом в пределах одной
почвенной разности расположить опыт. Для этого используют материалы
агрохимического обследования, а также проводят детальное почвенное
обследование, применяя обычные методы — почвенные разрезы и
прикопки, анализ по определению основных агрохимических свойств
почвы (содержание гумуса, механического состава, емкости обмена. рН и
т. д.). Также, наблюдения позволят выявить расположение пятен с
наименее плодородной почвой и установить степень неоднородности
почвенного покрова.
Рельеф опытного поля
Для большинство опытов предпочтительнее ровный пли с
небольшим уклоном (1-2,5 м на 100 м) участок. Если опыты ставятся на
сравнительно крутых склонах, например, опыты по изучению влияния
крутизны склона на степень фитотоксичности гербицидов, то
целесообразно располагать на отдельные повторности на одних и тех же
уровнях склона. Закладывать опыты на длинных, вытянутых вдоль склона
делянках, которые учитывают дробно.
При выборе земельного участка необходимо учитывать микрорельеф
почвенного покрова (бугорки впадины, мелкие ложбинки и прочее).
Подготовка участка
Перед полевым опытом желательно проводить уравнительные
посевы, которыми можно в течение нескольких лет в некоторой степени
17
устранить пестроту земельного участка, вызванную использованием
агрохимических приемов, по-разному применявшихся в прошлом на
различных участках поля. Иногда целесообразно занять его паром или
пропашной культурой, а затем какой-либо зерновой культурой.
Уравнительные посевы создают надлежащий однотипный фон, визуальная
оценка выравненности растений такого посева служит основным
критерием оценки пригодности земельного участка под опыт.
5.1. Выбор оптимальной схемы проведения
мелкоделяночного полевого опыта
При разработке схемы опыта необходимо правильно определить
число вариантов и повторностей, размер делянок и их направление,
размещение вариантов и опыте, число доз гербицида и «шаг» их
варьирования.
5.2. Число вариантов и повторностей в опыте
Увеличение числа вариантов не оказывает значительного влияния на
типичность опыта, но может дать ошибку, так как может быть несколько
почвенных разностей. В связи с этим при разработке схемы не следует
произвольно увеличивать число вариантов, т. к. для опыта необходим
однотипный участок.
При увеличении числа повторностей до 4-6 значительно снижается
ошибка опыта. Многофакторные многовариантные опыты по изучению
действия и взаимодействия количественных факторов в диапазоне
градаций (например, 4-6 доз гербицида) можно проводить в 2-3-кратной
повторности методом блоков. Опыты без повторностей допустимы только
в предварительном (рекогносцировочном) варианте.
Полевые
опыты
рекомендуется
располагать
методом
организованных повторностей: делянки с полным набором всех вариантов
схемы объединяют территориально в компактную группу, как это показано
на рис. 1.
Обычно применяют два способа размещения повторностей:
сплошной (все повторности объединены территориально) и разбросанный
(повторности расположены в разных частях поля). Второй чаще всего
использую при отсутствии в одном месте достаточного земельного участка
для размещения всех повторностей.
Размещение вариантов опыта. Существует три основных метода
размещения вариантов в опыте: стандартные, систематическое и
случайные (рендомизированные), рис. 2. При изучении фитотоксичности
гербицидов рекомендуется использовать систематический метод, которым
предусматривает неизменный порядок расположения вариантов в каждом
18
повторности. Имеется много способен систематического размещения
вариантов, наиболее простым является последовательное расположение
делянок в один ярус.
I
II
III
IV
а) I
II
I
II
б)
III
III
IV
I
IV
в)
III
II
IV
г)
Рис. 1. Размещение делянок на опытном участке:
а, б, в — сплошное, г — разбросанное; I —IV — повторение
опыта
I
II
III
IV
К 1
1 2 3 4
а)
I
2
3
4
К
II
1
2
3
4
К
III
1
2
3
4
К
IV
2 К 3 1 4
1 3 К 4 2
3 1 4 2 К
2
К 1 3 4
б)
Рис. 2. Размещение вариантов в полевом опыте:
а – систематическое, б – рендромизированное;
I – IV – повторение опыта; К – контроль; 1 – 4 – варианты
опыта.
19
Площадь
делянки.
Минимальная
площадь
определяется
количеством и размерами выращиваемых в опыте растении. При
разработке
делянок
необходимо
предусматривать
возможность
механизации полевых работ.
Для изучения фитотоксичности гербицидов в мелкоделяночном
опыте рекомендуется использовать делянки размером 5-10 м2.
Форма и расположение делянки. Целесообразны прямоугольные
делянки 2х5 или 1х10 м, что позволяет полнее охватывать пестроту
земельного участка н обеспечивает лунную сравнимость вариантов опыта.
Делянки необходимо располагать удлиненной стороной в направлении
наиболее сильного изменения плодородия. В этом случае все варианты
будут поставлены в одинаковые условия и оценка их эффективности будет
более точной. При расположении опыта на склоне делянку размещают
удлиненной стороной вдоль склона. При закладке опытов на хорошо
выровненных по плодородию участках направление определяется
агротехническими условиями. Форма всего опытного участка по
возможности должна быть квадратной.
Выбор доз гербицидов. При разработке схемы опыта необходимо
правильно установить число доз препарата, единицу и интервал их
варьирования. Важно так составить схему опыта, чтобы на основании его
данных построить кривую отзывчивости, характеризующую зависимость
степени угнетения или в конечном итоге урожая изучаемой
сельхозкультуры до изменения дозы гербицида. Для построения такой
зависимости необходимо 5 доз гербицида. При этом интервал и «шаг»
варьирования должны быть такими, чтобы отклик (степень угнетения
растений или конечный урожаи) равномерно располагался на этой кривой.
Выбор интервала и «шага» варьирования доз гербицида проводится
на основании литературных данных, результатов рапсе проведенных пли
вегетационных опытов, которые проводятся специально для этих целей.
Лабораторная работа 4. Методика проведение опытов по контролю и
изучению фитотоксичности остатков пестицидов в
вегетационном опыте и мелкоделяночных полевых
опытах
Цель занятия: изучить методику проведение опытов по контролю и
изучению фитотоксичности остатков пестицидов в вегетационном
опыте и мелкоделяночных полевых опытах
1. Методика вегетационных опытов
2. Методика проведения мелкоделяночных полевых опытов
20
1. Методика вегетационных опытов
С помощью вегетационных опытов могут быть получены данные о
степени фитотоксического эффекта того или иного гербицида (его
метаболита, смеси метаболита и гербицида, смеси гербицидов) в
зависимости от вида сельскохозяйственной культуры, типа почвы,
глубины заделки препаратов и ряда других факторов. С глубины пахотного
слоя (0-20 см) берут почвенные пробы с места планируемой закладки
полевого опыта. Образцы почв высушивают до воздушно-сухого
состояния, размельчают, удаляют крупные механические примеси (камни,
растительные остатки и другое), просеивают через сито с размером ячеек 5
мм, анализируют на содержание гербицидов. Почва для исследования не
должна содержать остаточных количеств гербицидов.
Для внесения гербицида в почву навеску препараты растворяют в
ацетоне, добавляют равное количество воды и тщательно перемешивают и
выдерживают в течение суток. При использовании химически чистых
гербицидных соединений (то есть д. в. гербицидов), в случае их полного
растворения в ацетоне, воду не добавляют. Из маточного раствора
готовят рабочие растворы.
Почвенные пробы (от 0,5 до 5,5 кг в зависимости от вместимости
вегетационных сосудов) распределяют тонким слоем на эмалированном
или пластмассовом поддоне, затем пульверизатором или пипеткой на
поверхность ночвы наносят изучаемый гербицидный препарат в виде
ацетонового или водно-ацетонового растворов в дозах из такого расчета,
чтобы обеспечить в зависимости от почвенной разности и данной тест
культуры снижение зеленой массы на 20-80% по сравнению с контролем.
Каждую повторность того или иного варианта опыта обрабатывают
отдельно. Почву тщательно перемешивают и помещают в вегетационные
сосуды, дно которых предварительно засыпают чистым кварцевым песком
слоем в 1 см. Затем на их поверхность равномерно высевают 11
проращенных семян тест растений и снова почвенную поверхность
засыпают сантиметровым слоем кварцевого песка. Затем всходы
прореживают, оставляя в вегетационном сосуде по 5 ростков. Сосуды
помешают в вегетационный домик или теплицу, растения выращивают в
течение
30 дней. Влажность поддерживают ежедневным разовым поливом водой
сосудов на уровне 60-70% полной влагоемкости почвы. Повторность
опыта 4-кратная, для каждой серии опытов (тип почвы, тест-растение и
других) необходимо иметь свой контроль. С момента появления всходов
тест-растений и в каждые последующие 5 дней описывается внешний вид
растений. Все отклонения в росте и развитии заносятся в рабочий журнал.
В конце эксперимента растения срезают и определяют снижение сырой
надземной массы в процентах к контролю:
21
ФЭ (%) = 100 *
Мк  Мг
,
Мк
(1)
где ФЭ – фитотоксический эффект, %;
Мк – масса надземной части растений на контроле, г;
Мг – масса надземной части растений на варианте с гербицидами, г.
Расчет ФЭ производится как по сырой, так н по сухой массе
растений, получая таким образом два значения ФЭср и ФЭсх
соответственно. Для учета сухой массы растений высушивают в
термостате сначала при температуре 600С, а затем при 700С в течение
суток и взвешивают на весах аналитических. Результаты заносят в таблицу
по соответствующей форме.
После окончания вегетационного опыта определяют необходимую
шкалу концентрации гербицида для будущего полевого опыта.
После установления нижнего (угнетение растений на 10 20% по
сравнению с контролем) и верхнего (угнетение растении не более 90% по
сравнению с контролем) пределов доз выбирают «шаг» их варьирования.
Дозы должны изменяться в логарифмической зависимости, их количество
должно быть не менее пяти. Для более точного выбора диапазона и «шага»
варьирования необходимо построить график зависимости процента
снижения урожая тест культуры (ФЗ) и специальных единицах (пробитах)
от логарифма вносимой дозы гербицида.
Расчет дозы гербицида для внесения в почву может быть произведен
по формуле 2:
Д = 2 * С * Х,
(2)
где Д – доза гербицида, кг д. в./га;
С – концентрация гербицида в почве, мг/кг почвы;
X – объемная плотность почвенного слоя, г/см3;
2 – эмпирический коэффициент пересчета.
По расширенной схеме изучения фитотоксичности гербицидов
наряду с контролем почвы на их содержание до проведения опытов
определяют остаточное количество изучаемого гербицида в пропоете
проведения опыта. Отбор индивидуальных проб для получения
смешанных почвенных проб по каждому варианту (включая контроль)
проводят 1-2 уколами бура или сверла из каждого вегетационного сосуда.
Образовавшиеся отверстия заделывают почвой из того же сосуда.
Смешанные почвенные пробы высушивают до воздушно-сухого состояния
при комнатной температуре и анализируют на содержание останов
гербицида (в 3 кратной повторности). Результаты анализа выражают в мг
на I кг воздушно-сухой почвы. Анализ почвенных проб на содержание
остатков гербицида проводят после каждого учета урожая зеленой массы
растений. Для этих нолей из сосудов со срезанными растениями удаляют
верхний слой песка, извлекают содержимое, почву отделяют от корней,
22
перемешивают, высушивают до воздушно-сухого состояния и
анализируют на содержание гербицида.
С помощью вегетационных опытов можно оценить фитотоксичное
последействие гербицидов и их продуктов превращения в почве.
Для этого проводят трехвариантный опыт:
контроль (почва не содержит гербицида):
почва содержит остатки гербицида, примененного год назад и ранее;
в почву вносят гербицид в концентрации, примерно равной в
варианте 2.
Для проведения этого опыта используют почву сельхозугодий, на
которых в предыдущие годы интенсивно применялся изучаемый гербицид.
Желательно, чтобы концентрация остатков гербицида в почве была не
менее 0,1 мг/кг и давала фитотоксический эффект не менее 30%.
2. Методика проведения мелкоделяночных полевых опытов
При проведении мелкоделяночного полевого опыта с гербицидами
необходимо соблюдать все требования, предъявляемые к полевым опытам.
Опыты по изучению фитотоксичности гербицида проводят с пятью дозами
препарата в 4-кратнон повторности с использованием метода
систематического размещения опытных делянок. Во избежание попадания
гербицида на соседние делянки опыта их разделяют защитной полосой
шириной в 1 м.
Разбивка опытного участка. После изучения земельного участка,
его подготовки, выбора изучаемых доз и культуры составляют
схематический план, где указывают точные размеры всего опытного
участка, поверхностей делянок, номера вариантов и т. п. При выборе
опытного участка следует учитывать, что он не должен быть расположен
ближе 10-20 м от опытного поля. По схематическому плану затем
размешают опыт в натуре, то есть выделяют и фиксируют границы опыта,
отдельных поверхностей и делянок. Перед выходом в поле необходимо
заранее подготовить теодолит или эккер для построения прямых углов, 10метровую рулетку, шнур, 8-10 вешек (столбиков) длиной 1,5 м, 4 угловых
репера для фиксирования границ опыта и вешки диаметром 3-4 см и
длиной 30-40 см для фиксирования границ делянок. Рабочих вешек
требуется в 4 раза больше, чем делянок в опыте.
Разбивку участка начинают с выделения общего контура отдельных
повторностей. Опыт должен располагаться так, чтобы со всех сторон его
окаймляла защитная полоса шириной не менее 5 м. При выделении
контура опыта поступают следующим образом: по одной из удлиненных
сторон участка прокладывают по шнуру прямую линию – А1Д1.
Отступают от границы поля 5 м и забивают колышек А. Затем по линии
A1Д1 отмеряют требуемое по плану расстояние и забивают колышек Д. Из
23
точек А и Д под прямым углом проводят линии, на которых откладывают
необходимое расстояние и фиксируют границы опыта колышками В и С.
Если прямые углы были построены верно, то АД = ВС и АВ = СД, при
несоблюдении этих условии работу повторяют. После выделения контура
опыта участок разбивают на делянки и повторности. Колышки на границе
делянок вбивают точно около отметок, все время с одной стороны мерной
ленты. На колышках указывают номера, делянок, повторностей и делают
другие обозначения.
Надписи располагают на обращенной внутрь соответствующей
делянки стороне колышка. По окончании разбивки участка необходимо
надежно зафиксировать его основные границы, чтобы в любое время
можно установить границы пов-торностей и делянок. Для каждого опыта
обязательно закрепляют не менее четырех основных точек А, В, С, Д,
находящихся за пределами обрабатываемого участка и в этих точках
устанавливают постоянные реперы.
Обработка почвы. Все агротехнические приемы, проводимые в
течение опыта, должны быть однотипными и одновременными на всех
делянках опыта. Вспашку, боронование и другие приемы обработки почвы
следует выполнять через все делянки повторности перпендикулярно к их
длинным сторонам. На опытных делянках недопустимы разъемные
борозды и свальные бугры, орудия обработки должны разворачиваться
только за пределами делянок (на защитных полосах).
Внесение гербицида. После разбивки опыта в поле проводят
обработку почвы гербицидом с помощью переносного опрыскивателя
(ранцевый, гидропульт и т. д.). Расход рабочей жидкости — 1 л/м2. Для
повышения качества внесения и снижения вероятности сноса гербицида на
соседние делянки обрабатывают в безветренную погоду утром или
вечером каждую отдельно, защищая с подветренной стороны фанерным
листом или полиэтиленовой пленкой. Гербицид вносят от минимальной
дозы к максимальной, следят за стабильностью суспензии и периодически
ее перемешивают.
Посев сельскохозяйственных культур — важный этап опыта.
Норму высева определяют по числу всхожих семян. Посев должен быть
проведен в течение одного дня, через 1-2 дня после внесения гербицида в
почву (предварительно убрав колышки с опытного поля). Перед посевом с
каждой повторности отбирают пробы почвы для определения из них
остаточных количеств гербицида. Посев сельскохозяйственном культуры
можно проводить вручную, но обычно после внесения гербицида проводят
сплошной посев изучаемой культуры с помощью сельскохозяйственной
техники вдоль длинных сторон делянки.
Проведение опыта и учет урожая. В течение вегетационного периода
проводят наблюдение за ростом и развитием тест-растений и степенью
засоренности делянок. Результаты наблюдений заносят в рабочий журнал.
24
Для учета фитотоксичности гербицидов на разных стадиях развития
растений в три срока (через 30 и 50 суток после высева растений и в фазе
полной спелости) отбирают пробы растении. Отбор проводят с каждой
делянки путем скашивания растений серпами с участка площадью 0,5м2
(50 х 100 см).
За несколько дней до каждого отбора растительных проб опытный
участок осматривают, колышками восстанавливают границы каждой
делянки и при необходимости делают выбраковку делянок. Причины для
выбраковки могут быть следующие:
повреждения, вызванные стихийными явлениями природы;
случайные повреждения в результате потравы скотом, птицей,
грызунами и прочее;
ошибки при закладке и проведении опыта.
Выбраковка делянок на основании чисто субъективной визуальной
оценки экспериментатора не допускается!
Пробы растений взвешивают, результаты заносят в таблицу. По
формуле (1), рассчитывают значение ФЭср. В этих же пробах определяют
содержание остаточных количеств изучаемого гербицида и при
необходимости его метаболитов.
Отбор проб почв с пахотного слоя делянок для определения
остаточных количеств гербицида и его метаболитов проводят в
соответствии с планом проведения опыта. Первый отбор проб почвы
проводят до посева культуры. В опытах, проводимых по максимально
насыщенной схеме, анализ проб почв и растений на содержание
остаточных количеств гербицида (и метаболита) проводят в сроки, когда
учитывается фитотоксичность (то есть через 30, 50 суток и в период
уборки урожая). В опытах по сокращенной схеме второй отбор проб почвы
(из пахотного и подпахотного горизонтов) проводят в период уборки
урожая. Результаты анализа проб почвы и растений заносят в таблицу и
обрабатывают результаты опытов.
Лабораторная
работа 5.
Качественный
содержащих азот и серу
анализ
пестицидов,
Цель занятия: освоить проведение качественного анализа пестицидов,
содержащих азот и серу
1. Идентификация соединений, содержащих группу
2. Распознавание водорастворимого фундазола
3. Распознавание цинксодержащих веществ
4. Распознавание цинксодержащих веществ
5. Распознавание цинсба и поликарбацина
25
6. Идентификация веществ, не содержащих цинк. Обнаружение
ТМТД.
7. Распознавание веществ, не дающих положительного результата в
реакции.
Идентификация соединений, содержащих группу
Производные дитиокарбаминовой кислоты при щелочном гидролизе
разлагаются с образованием соответствующей кислоты, которая дает с
ионами меди труднорастворимые соли характерного бурого цвета.
Выполнение реакции. Небольшое количество анализируемого
вещества помещают в пробирку, добавляют 1—2 мл раствора едкого
натрия и кипятят в течение 2—3 мин. Содержимое пробирки охлаждают,
фильтруют и делят на 2 части. Одну часть фильтрата нейтрализуют
разбавленной серной кислотой и добавляют несколько капель
уксуснокислого раствора хлорида меди и 3—5 капель хлороформа. В
присутствии дитиокарбаматов слой хлороформа окрашивается в краснобурый цвет. Положительную реакцию дают цинеб, поликарбацин, ТМТД.
Реактивы: 10 %-ный водный раствор NaOH, кислота серная
разбавленная, медь хлорная (смесь в равных объемах 1 %-ного водного
раствора хлорной меди и разбавленной в отношении 1 : 1 уксусной
кислоты), хлороформ.
Распознование водорастворимого фундазола (бенлата)
Поскольку фундазол является сложным эфиром карбоновой кислоты,
его путем воздействия в щелочной среде гидроксиламином можно
перевести в щелочную соль соответствующей гидроксамовой кислоты.
При подкислении образуется свободная гидроксамовая кислота,
которая в комплексе с хлорным железом дает характерное соединение
фиолетового цвета.
Выполнение реакции. Небольшое количество исследуемого вещества
обрабатывают в фарфоровом микротигле несколькими каплями
насыщенного спиртового раствора гидрохлорида гидроксиламина и таким
же количеством спиртового раствора щелочи. Смесь осторожно нагревают
на горелке до начала выделения пузырьков газа, а после охлаждения
подкисляют соляной кислотой по лакмусу и добавляют 2—3 капли
раствора хлорного железа. Появление фиолетовой окраски свидетельствует о присутствии в пробе фундазола.
Реактивы: гидрохлорид гидроксиламина (насыщенный спиртовой
раствор), 0,5 н. спиртовой раствор КОН, 1 %-ный водный раствор FеС13.
26
Распознавание цинксодержащих веществ
Цинковые
соли
дитиокарбаминовых
кислот
легко
идентифицируются с помощью цветных реакций. При нагревании солей
цинка с нитратом кобальта образуется цинкат кобальта — соединение
характерного зеленого цвета («ринманова зелень»):
Выполнение реакции. На фильтровальную бумагу наносят несколько
капель исследуемого раствора и несколько капель раствора нитрата
кобальта. Бумагу высушивают и сжигают в тигле. Зеленый цвет золы свидетельствует о наличии ионов цинка в растворе.
Zn2+ в растворе легко обнаружить также по реакции с
железистосинероднстым калием и железосинеродпым калием. При этом
образуются окрашенные продукты реакции: в первом случае — осадок
желтого цвета, во втором — голубого:
Положительный результат дают цинеб, поликарбацин.
Распознавание цинсба и поликарбацина
Поскольку эти вещества очень близки по своим свойствам, для их
распознавания используют физико-химические методы (ИК- и УФспектрометрия), а также различную растворимость в слабых водных
растворах щелочей.
Выполнение реакции. Проводят пробу на растворимость
анализируемых веществ в слабом щелочном растворе согласно. В
пробирку помещают пробу (0,1 г) исследуемого вещества и добавляют по
порциям 3 мл, используя в качестве растворителя 1—3%-иый водный
раствор едкого натра.
Вещество, растворимое в щелочной среде, идентифицируется как
поликарбацин.
Реактивы: 1—3 %-иый водный раствор NaQH.
Идентификация веществ, не содержащих цинк. Обнаружение ТМТД.
Тетраметилтиурамдисульфид в ацетоновом растворе, реагируя с
солями меди, дает характерную салатовую окраску, быстро темнеющую на
свету. Химизм данной реакции до конца не ясен. Однако с ее помощью
можно легко распознать ТМТД.
Выполнение реакции. Небольшое количество вещества растворяют в
пробирке в 1—2 мл ацетона. Затем по каплям добавляют водный раствор
медного купороса. Появление интенсивного салатового цвета
свидетельствует о наличии ТМТД в пробе.
Реактивы: ацетон, 5%-ный водный раствор медного купороса.
27
Распознавание веществ, не дающих положительного результата
в реакции.
В эту группу веществ входят топсин-М,
витавакс, гезагард
(прометрин) и семерон.
Отличительная реакция на топсин-М и витавакс.
Производные тиомочевины в щелочной среде при нагревании легко
разрушаются до соответствующих аминов.
Образовавшиеся амины легко идентифицируются по реакции с
глутаконовым альдегидом или с пентацианоаквоферриатом натрия.
Выполнение реакций. В пробирку с небольшим количеством
исследуемого вещества добавляют 2—3 мл щелочи и полученную смесь
кипятят в течение 2—3 мин. После охлаждения раствор фильтруют и делят
на 2 части.
Одну часть помещают в фарфоровую чашечку или микротигель и
добавляют равное количество реагента— 4-пиридилпиридиния.
Подщелачивают едким натром и немедленно подкисляют соляной
кислотой. В присутствии фенилендиамина (топсин-М) — фиолетовая, а
анилина (витавакс) —красно-бурая.
Вторую часть фильтрата смешивают в фарфоровой чашечке с
раствором нитропруссида натрия. При налачии фенилендиамина и анилина
— зеленое.
Реактивы: 10%-ный раствор NaOH, 10%-ный водный раствор НС1,
1%-ный водный раствор хлорид-гидрохлорид-4-пиридилпиридипия, 1 %ный раствор нитропруссида натрия в 1%-ном водном растворе соды,
облученный в течение 15 мин ультрафиолетовым светом.
Распознавание топсина-М и витавакса.
Для более точного распознавания этих веществ определяют
температуру их плавления: топсин-М—181 — 1823С, витавакс—91—92°С.
Идентификация прометрина и семерона.
Прометрин и семерон в кислой среде при нагревании гидролнзуются
по второму положению триазинового кольца с отщеплением
метилмеркаптана, который легко обнаруживается по осаждению солей
одновалентной меди.
Выполнение реакции. Небольшое количество исследуемого вещества
помещают в пробирку, добавляют 2—3 мл серной кислоты и полученную
смесь кипятят на открытом огне в течение 2—3 мин. Затем раствор
охлаждают, фильтруют и фильтрат разбавляют примерно в 5 раз.
Несколько капель разбавленного фильтрата переносят в фарфоровую
чашечку, добавляют равное количество уксусной кислоты и 2—3 капли
раствора соли меди. При наличии метилмеркаптана появляется желтое
окрашивание или осадок, свидетельствующий о наличии в пробе
прометрина или семерона.
28
Реактивы: 50%-ный раствор серной кислоты, концентрированная
уксусная кислота, раствор соли меди—готовят непосредственно перед
анализом, смешивая равные части двух реактивов (1) 1,5 г хлорида меди и
3 г хлорида аммония растворяют в небольшом количестве воды, после чего
к раствору добавляют 3 мл концентрированного аммиака и разбавляют
водой до 50 мл; 2) 20%-ный водный раствор гидрохлорида
гидроксиламина.
Распознавание прометрина и семерона.
Более точное распознавание прометрина и семерона проводят по
температуре их плавления. Для прометрина она составляет 118-120 оС, а
для семерона – 84-86 оС.
Лабораторная работа 6. Качественный анализ фосфорорганических
соединений
Цель
занятия:
освоить
проведение
качественного
фосфорорганических соединений
анализа
Предварительная идентификация веществ, содержащих фосфор,
проводится по продуктам их щелочного гидролиза.
Выполнение реакции. К небольшому количеству исследуемого
вещества в пробирке добавляют 2— 3 мл щелочи, перемешивают
содержимое и кипятят в течение 1—2 мин. Затем раствор фильтруют и
фильтрат используют для дальнейшего анализа.
Распознавание веществ, содержащих фосфор и галогены.
В эту группу входит хлорофос, который резко отличаются по
растворимости в воде.
Проба на растворимость в воде.
В пробирку помещают пробу (0,1 г) исследуемого вещества и
добавляют по порциям 3 мл дистиллированной воды комнатной
температуры. После прибавления каждой порции воды пробирку
встряхивают, при разогревании жидкости ее охлаждают до комнатной
температуры.
Вещество, растворимое в воде, идентифицируется как хлорофос. Для
подтверждения сделанного вывода проводят качественные реакции.
Идентификация хлорофоса. Обнаружение хлорофоса по
выделению хлористого водорода.
В щелочной среде хлорофос дегидрохлорируется с образованием
ДДВФ.
29
Ион хлора определяется по реакции с AgNO3.
Выполнение реакции. К фильтрату после гидролиза прибавляют
несколько капель азотной кислоты до кислой реакции по лакмусу, а затем
2—3 капли раствора азотнокислого серебра. При наличии хлорофоса в
пробе выпадает белый осадок.
Реактивы: 8—10%-ный водный раствор азотной кислоты, 0,5%-ный
раствор азотнокислого серебра.
Распознавание веществ, содержащих фосфор и серу.
Распознавание метафоса.
В щелочной среде метафос гидролизуется до диметилтиофосфорной
кислоты и пара-нитрофенола, последний обнаруживается по реакции с
хлорным железом.
Пара-нитрофенол дает интенсивную сине-фиолетовую окраску с
раствором FеС13.
Выполнение реакции. В пробирку наливают 1—2 мл фильтрата после
реакции гидролиза и добавляют несколько капель раствора FеС13. При
наличии в пробе метафоса появляется сине-фиолетовая окраска.
Реактивы: 1 %-ный водный раствор хлорного железа.
Распознавание Би-58 (и других димитоатов).
Одним из первых этапов гидролиза фосфамида является образование
диметоаткарбоновой
кислоты
и
метиламина,
который
легко
идентифицируется по реакции с п-диметиламииобензальдегпдом
(появление желтой окраски).
Выполнение реакций. К небольшому количеству исследуемого
вещества добавляют 2—3 мл раствора щелочи. Полученную смесь
нагревают до кипения и, накрывая увлажненной красной лакмусовой
бумажкой, осторожно кипятят в течение 1 мин. Несколько капель
бензольного раствора п-диметиламинобензальдегида наносят на
фильтровальную бумагу и добавляют 3—5 капель фильтрата после
гидролиза исследуемого вещества. Затем фильтровальную бумагу в
течение 3 мин выдерживают в шкафу при температуре 110°С. Появление
желтого пятна свидетельствует о наличии Би-58.
Реактивы: 10 %-ный раствор едкого натрия, красная лакмусовая
бумага, п-диметиламинобензальдегид— насыщенный бензольный раствор.
Распознавание базудина (и др. диазинон содержащих веществ)
Базудин легко гидролизуется в щелочной среде с образованием 2изопропил-4-метпл-6-оксипиримидина. Это вещество, вступая в реакцию
азосочетания, дают продукты характерной окраски.
30
Выполнение реакции. К небольшому количеству исследуемого
вещества добавляют 5—6 мл раствора щелочи. Полученную смесь
нагревают до кипения и, накрывая увлажненной красной лакмусовой
бумажкой, осторожно кипятят в течение 30 мин.
В пробирку с несколькими каплями раствора сульфаниловой
кислоты в соляной кислоте добавляют равное количество раствора нитрата
натрия, хорошо встряхивают и добавляют небольшое количество
фильтрата после омыления. Снова все перемешивают и прибавляют по
каплям раствор бикарбоната натрия. При наличии анилина появляется
зелено-желтая окраска, переходящая со временем в ярко-зеленую.
Реактивы: 0,5%-ный раствор сульфаннловой кислоты в 2 %-ном
водном растворе НС1, 0,5%-ный водный раствор нитрата натрия, 10%-ный
водный раствор Na2CO3.
Лабораторная работа 7. Оптимизация структурно-функциональной
организации агроэкосистем – основа повышения их продуктивности и
устойчивости
Цель работы: изучить оптимизацию структурно-функциональной
организации агроэкосистем в целях повышения их продуктивности и
устойчивости
Сельское хозяйство изначально основывалось на стихийном
использовании отдельных экологических принципов. По мере
формирования научных основ сельскохозяйственного производства и
поступательного развития его отраслей и инфраструктуры эти принципы
начали применяться более осмысленно и целенаправленно. Однако и в
настоящее
время
преимущественно
учитываются
лишь
аутоэкологические закономерности, популяционные же и экосистемные
подходы применяются гораздо реже.
Целевая установка сельского хозяйства объективно направлена на
получение максимума биологической продукции. Сообразно этому
развиваются (да и будут развиваться) аграрные производственные
системы. Между тем сугубо технократический подход к необходимому
процессу интенсификации производства в аграрном секторе вступил, как
известно, в серьезное противоречие с возможностями поддержания
природ-но-антропогонного равновесия. В конечном счете сработал
принцип бумеранга в виде негативных последствий интенсификации для
экологического состояния и продуктивности сельскохозяйственных
угодий. Так, в районах сплошной распашки земель и неоднократного
проведения химических обработок посевов ощущается столь суще-
31
ственный недостаток энтомофагов (насекомоядных организмов) и
опылителей, что возникает угроза существованию природных
биоценозов, формированию урожая культурных растений.
Новейшие достижения экологии позволяют совершенствовать
существующие
и
разрабатывать
новые
методы
ведения
сельскохозяйственного производства, выявляя в растениеводстве и
животноводстве
дополнительные
резервы
для
стабилизации
агроландшафтов.
Важное условие экологизации сельского хозяйства — использование
биоценологических экосистемных принципов. От практики поддержания
на полях только продуцентов — культурных растений — следует
переходить к более полному и активному использованию в агроценозах
естественных регуляторных механизмов.
В первую очередь необходимы анализ и учет ландшафтно экологических особенностей конкретной территории. Создаваемые
агроландшафты функционируют в соответствии с природными
закономерностями данного района. Основой для анализа ландшафтной
неоднородности и изменчивости земельного фонда в процессе его
сельскохозяйственного
использования
служат
материалы
количественного и качественного учета состояния агроэкосистем.
Однако пока что степень изученности почвенных условий в разных
ландшафтах неодинакова. Кроме того, слаба обеспеченность аграрного
сектора базовыми
природными
картами
(геоморфологической,
почвенной, геоботанической, ландшафтной).
Ландшафтно-экологический
анализ
агроландшафта
должен
основываться
на
знании
его
морфологических
компонентов
(типологическое картографирование) и региональных различий (районирование), а также на учете многочисленных взаимосвязей (баланс
веществ и энергии). Особенно важно, чтобы хозяйственные нагрузки на
ландшафт планировались в соответствии с его природной структурой. В
противном случае несоответствие сложившейся специализации сельского
хозяйства потенциальным ресурсным возможностям ландшафта приводит
к возникновению и развитию негативных процессов, к нарушению
природно-антропогенного равновесия, особенно в ландшафтах с
неустойчивым природным равновесием.
Наряду с влиянием антропогенных факторов нужно учитывать и
естественные тенденции развития ландшафтов, возможности проявления
неблагоприятных для сельского хозяйства природных процессов.
Последние воздействуют медленнее, но масштабнее (изменение климата,
сейсмичность, процессы эрозии и др.). Рациональным можно считать
такое
воздействие,
при
котором
обеспечивается
правильный
ресурсооборот, расширенное воспроизводство возобновляемых ресурсов
ландшафта
(повышение
плодородия
почвы,
продуктивности
32
естественных и культурных фитоценозов и др.). Анализ ландшафтной
неоднородности и изменчивости — многоступенчатая система подходов к
раздельной оценке природных компонентов и всего ландшафтного
комплекса.
В агроэкосистемах происходят как изменение отдельных
биотических компонентов, так и трансформация системы в целом. При
этом нарушаются ее внутренняя структура и функционирование,
обеспечивающие определенную устойчивость с помощью различных механизмов самоорганизации и самовоспроизводства. Для определения
происходящих и возможных изменений перспективна разработка
интегральных
параметров,
характеризующих
структурнофункциональную организацию агроэкосистем по их биотической
компоненте.
Такого рода характеристики отражают процессы создания,
использования, разрушения и остаточного накопления биотической
продукции различных категорий (первичной, вторичной, остаточной,
мертвой), а также некоторые этапы круговорота веществ, вовлеченных в
биологические циклы.
1.3апас живой биомассы (фито-, зоо- и микробиомассы), г/м2 или
т/га (в расчете на абсолютно сухое вещество). Под биомассой понимают
общее количество живого органического вещества, накопленного к
данному моменту. Кроме абсолютных показателей могут применяться
соотношения биомассы различных групп организмов или их частей,
отнесенной к единице площади. В том числе: для растений (автотрофов) систематических экологических групп, надземных и подземных частей,
ассимилирующих и запасающих органов; для гетеротрофов —
систематических экологических (включая трофические) групп, долей
мигрирующей зоомассы; для микроорганизмов — грибов, бактерии,
актиномицетов.
2. Запас мертвого органического вещества. Это количество
вещества, заключенного в сухостое, валежнике, от мерших органах, а
также накопившегося в лесной подстилке, торфяном горизоте почв, в
степном войлоке. Мертвое органическое вещество включает также трупы
животных и гумус почв.
3. Интегральная характеристика структуры органического
вещества агроэкосистемы определяется как соотношение запасов гумуса,
фитомассы, зоомассы и биомассы (микроорганизмы), представляется в
виде формулы органического вещества агроэкосистемы.
При оценке состояния агроэкосистем также должны учитываться
показатели их функционирования, под которым понимают смену
состояний системы, определяемую изменениями в годичном цикле
запасов веществ и интенсивностей потоков. В основе функционирования
экосистем лежит биологический круговорот, осуществляющийся по
33
следующей типовой схеме: на восходящей ветви происходит создание
первичной продукции при одновременном расходе ее на дыхание; на
нисходящей — потребление фитофагами, отмирание и деструкция.
4.Текущее функционирование автотрофных и гетеротрофных
компонентов. Его оценивают по первичной и вторичной продукции, а
также по их соотношению. Чистая первичная продукция [(г/(м 2 • год),
г/(м 2 • сут), т/(га • год)] - продукция автотрофных организмов,
которая практически совпадает с продуктивностью фитоценоза. Она
определяет энергетический потенциал системы и характеризуется
количеством органического вещества (фитомассы), образуемого за год
в наземной и подземной сферах сообщества за вычетом части,
затраченной на дыхание. Фактически — это годичный прирост.
Вторичная продукция включает зоомассу и фитомассу,
продуцируемую гетеротрофными организмами. Эта величина позволяет
оценить «вклад» разных групп консументов и редуцентов в отчуждение
фитомассы из годичного прироста, в деструкцию и минерализацию
растительных остатков. Отношение первичной продукции к вторичной
отражает сбалансированность биологической продукции.
5. Опад [г/(м 2 • год), т/(га • год)] - количество органического
вещества, заключенного во всех ежегодно отмирающих наземных и
подземных частях растений.
6. Истинный прирост [т/(га • год)] - количество органического
вещества, остающегося в сообществе в результате годичного прироста, за
вычетом опада.
7. Скорость воспроизводства органического вещества —
отношение первичной продукции к запасу живой фитомассы (в %).
Наибольшая она — в луговой степи, наименьшая — в лесу. Чем меньше
этот показатель, тем больше задержка веществ и дальнейшая их консервация, чем он больше, тем выше динамизм процессов.
8. Скорость общего оборота органического вещества —
отношение запаса живого и мертвого органического вещества (включая и
не включая гумус) к продукции (в %). Этот критерий позволяет выявить
подвижность каждой единицы органического вещества при прохождении
этапов трансформации продукции. Например, она минимальная в
полярном и бореальном поясах и почти на порядок выше в луговой степи
и пустыне.
9. Скорость деструктивных процессов. Этим процессам
принадлежит важная роль в биологическом круговороте наземных
систем, поскольку преобладающая часть биологической продукции
трансформируется в форме детрита поддействием
различных
деструктивных агентов минуя трофические цепи растительноядных
организмов. Количество фитомассы, потребляемое животными,
составляет всего лишь несколько процентов
от
ее
общей
34
продукции, а 88...99 % первичной продукции поступают в почвенную
детритную подсистему. В качестве показателя скорости деструктивных
процессов используют отношение ежегодно поступающей мертвой
массы к ее запасу (опадо-подстилочный коэффициент, %).
10. В дополнение к основным показателям рекомендуются
параметры, связанные с изменением биогеохимического цикла, особенно
в условиях техногенеза. Это, в частности, показатели содержания
химических элементов в органическом веществе:
а)
годичное накопление химических элементов, кг/(га • год);
б)
годичный возврат химических элементов с спадом, кг/(га • год);
в)
годичное удержание элементов в фитоценозе [определяется как
разница между накоплением химических элементов и их возвратом,
кг/(га • год)].
(Показатели эти рассчитывают умножением массы отдельных структурных
компонентов на содержание того или иного химического элемента в
единице учета.)
Определение
основных
показателей
систем
и
их
функционирования позволяет исследовать происходящие в них
внутренние процессы формирования первичной продукции и ее
последующего потребления и разложения. Взаимодействие с
абиотическими
компонентами
обусловливает
круговорот
пипитательных элементов и потоки энергии. Использование экосистемного
подхода предполагает, что анализируемый сельскохозяйственный объект
состоит из взаимодействующих компонентов, которые образуют систему
с характерными для данного уровня организации свойствами.
Агроэкосистема имеет определенный состав, структуру и режим,
которые поддерживаются и регулируются человеком. При отсутствии
контроля с его стороны агроэкосистемы постепенно теряют свои
свойства. Естественно, что без знания структуры и функционирования
агроэкосистем на балансово-ве-щсственно-энергетическом уровне
нельзя предпринимать какие-либо меры по управлению ими: они могут
оказаться несостоятельными и даже вредными. Функции экосистем
целесообразно анализировать в следующих направлениях: потоки
энергии; пищевые цепи и сети; структура пространственного
разнообразия; круговороты питательных элементов (биогеохимических);
развитие и эволюция.
Агроэкосистемы — это природные системы, измененные под
воздействием соответствующих технологических и социальных факторов.
Создание агроэкосистем преследует в первую очередь экономическую
цель - устойчивое производство сельскохозяйственной продукции. При
этом достаточно очевидна необходимость гармоничного сочетания
экономических интересов с экологическими требованиями. По существу,
35
управление
сельским
хозяйством
адекватно
управлению
агроэкосистемами.
Основным организующим началом в любой агроэкосистеме является
взаимодействие между производством и потреблением. Поскольку
агроэкосисте-мам свойственны те же внутренние регулирующие
механизмы,
что
и
природным
экосистемам,
поддержание
самоорганизующихся процессов в агро-экосистемах способствует
снижению
вещественно-энергетических
затрат
на
внешние
(антропогенные) регулирования. Взаимодействия на трофическом уровне
могут быть упорядочены посредством влияния на цепи питания. При этом
основное внимание следует уделять физиологическим аспектам, процессам роста и развития, переносу энергии, круговороту питательных
веществ, а также регулированию рождаемости и смертности популяций.
Регулирование продукционного процесса, направленное на
повышение продуктивности и устойчивости агро-экосистем, — задача
первостепенной важности. Интенсификация сельскохозяйственного
производства на экологических началах — процесс многоплановый. Это
обстоятельство предопределяет возможность применения нескольких
принципиально различных и взаимодополняющих подходов.
Один из них — перестройка структуры фитоценозов. Например,
вместо традиционных одновидовых посевов можно внедрять
поликультурные посевы, основываясь на принципе дифференциации
растений по экологическим нишам. Такие поля более выгодны энергетически. На них можно получать разнообразные и неоднократные урожаи
в течение вегетационного периода. Наряду с продуктивностью при этом
обеспечивается высокая устойчивость посевов.
Перспективно также применение севооборотов с формированием
горизонтальной ротации культур. В этом случае создается
пространственно-разнородный
агрофитоценоз,
который
может
поддерживать постоянный резерв разнообразных энтомофагов.
Эффективно и рационально также использование многолетних
плодосмен, организованных по типу протекания сукцессии, -от
однолетних до древесных культур. Это позволяет меньше вмешиваться в
жизнь почвы, беречь ресурсы, максимально использовать естественные
восстановительные процессы, что особенно актуально при вовлечении в
хозяйственный оборот нарушенных площадей. Следует учитывать, что
устойчивость к сорнякам выше не у максимально выравненных по
генетическим качествам, а у гетерогенных сортов хозяйственных видов.
По этой причине основным принципом биологической борьбы с
сорняками должен стать максимальный захват культурными растениями
экологических ниш во времени и в пространстве. Важную роль играет
развитие методов экологической инженерии при подборе экотипов и
36
жизненных форм растений для конструирования фитоценозов
длительного пользования.
На уровне агроценопопуляций оптимизацию агроэкосистем можно
проводить путем изменения ряда экологических показателей: плотности и
пространственного размещения; фенологических характеристик —
дружности всходов и интенсивности их развития в первые недели (с
использованием биофизических методов предпосевной обработки, а
также выбора сроков посева); дифференциации агроценопопуляций
благодаря подбору смеси сортов, обеспечивающему максимальное
использование пространства и ресурсов (возможно повышение
гетерогенности популяций на фенотипической основе).
Лабораторная работа 8. «Экологические чистые продукты»
Цель работы: ознакомить и обсудить с студентами производство
экологически чистых продуктов в России и в мире
Лабораторное занятие проводиться в форме конференции на
которую каждый студент должен подготовить доклад с презентацией на
предложенную или свободную тему.
Темы докладов на конференцию «Экологические чистые
продукты»
1. Понятие о экологически чистых продуктах.
2. Принципы производства экологически чистых продуктов.
3. Понятие о генетически модифицированные ингредиентах.
4. Правила применения при возделывании сельскохозяйственных
культур с использованием пестицидов.
5. Правила применения при возделывании сельскохозяйственных
культур с использованием ядохимикатов.
6. Правила применения при возделывании сельскохозяйственных
культур с использованием искусственных удобрений.
7. Мировые лицензированные символы обозначающие экологически
чистые продукты.
8. Категории и подкатегории экологически чистых продуктов.
9. Отличие экологических чистых продуктов от обычных.
10. Тема по выбору студента.
4. Содержание отчета по практической работе
Отчет о проведенной практической работе записывается в конце
работы. В рабочую тетрадь вносятся рисунки (если таковые требуются),
результаты и выводы.
37
5. Список литературы
5.1.Основная литература:
1. ЭБС «Университетская библиотека ONLINE»: Гогмачадзе, Г. Д.
Агроэкологический мониторинг почв и земельных ресурсов РФ: учеб.
пособие для студентов вузов/ под ред. Д. М. Хомякова.
- М.:
Издательство Московского университета, 2010. – 592 с.
2. ЭБС «Лань»: Агрохимическое обследование и мониторинг почвенного
плодородия: учеб. пособие/ А. Н. Есаулко [и др.]. – Ставрополь :
АГРУС, 2012. – 352 с.
3. Дронова, О. Г. Меры безопасности при работе с пестицидами в
сельскохозяйственном производстве : метод. пособие ; учеб. пособие
для студентов по агрон. направлениям / О. Г. Дронова, Н. Н. Глазунова,
Ю. А. Безгина ; СтГАУ. - Ставрополь : Параграф, 2011. - 128 с. - (Гр.
УМО).
5.2. Дополнительная литература:
1. ЭБС Издательства «Лань»: Защита растений от вредителей: учебник /
под ред. проф. Н. Н.Третьякова и проф. В. В. Исаичева. 2-е изд.,
перераб. и доп. – СПб.: Издательство «Лань», 2012. – 528 с. : ил.(Гр.
УМО).
2. Мазницына, Л. В. Экологическая токсикология : учебно-методическое
пособие для лабораторных работ / Л. В. Мазницына, Ю. А. Безгина, Н.
Н. Глазунова; - Ставрополь : СтГАУ, 2011. – 44 с.
3. Глазунова, Н. Н. Системы защиты основных полевых культур Юга
России: справочное и учебное пособие для студентов агрономического
факультета и факультета защиты растений / Н. Н. Глазунова, Ю. А.
Безгина, Л. В. Мазницына, О.В. Шарипова; СтГАУ. - Ставрополь :
Параграф, 2013. - 184 с. - (Гр. УМО).
4. Защита растений от болезней : учебник для студентов аграрных вузов
по направлениям: "Агрономия", "Агрохимия и агропочвоведение",
"Садоводство" и специальности "Технология пр-ва и перераб. с.-х.
продукции" / под ред. В. А. Шкаликова ; Ассоц. "Агрообразование". 3-е изд., испр., доп. - М. : КолосС, 2010. - 404 с. : ил. - (Учебники и
учебные пособия для студентов вузов. Гр. МСХ РФ).
5. Защита растений от вредителей : учебник для студентов вузов по
направлениям: "Агрохимия и агропочвоведение", "Агрономия",
"Садоводство" / под ред. Н. Н. Третьякова, В. В. Исаичева. - 2-е изд.,
перераб. и доп. - СПб. : Лань, 2012. - 528 с. : ил. - (Учебники для вузов.
Специальная литература. Гр. УМО).
6. Глазунова, Н. Н. Химические средства защиты растений и основы их
применения : учеб. пособие для выполнения лабораторных работ / Н.
38
Н. Глазунова, Ю. А. Безгина ; СтГАУ. - Ставрополь : АГРУС, 2008. 216 с.
7. Список пестицидов и агрохимикатов разрешенных к применению на
территории Российской Федерации. 2013 год. : справ. изд. - М., 2013 ( :
Первая образцовая типография). - 636 с. - (Приложение к журналу
"Защита и карантин растений", № 4).
8. Защита и карантин растений (периодические издания)
9. Вестник защиты растений (периодические издания)
10. Микология и фитопатология (периодические издания)
11. Энтомологическое обозрение (периодические издания)
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
1. Агроэкологический атлас России и сопредельных стран
[Электронный ресурс], 2003-2009 -. - Режим доступа
http://www.agroatlas.spb.ru/, свободный, загл. с экрана.
2. Атлас вредных объектов [Электронный ресурс] , 2007-. - Режим
доступа http://www.himagro.com.ua/press/atlas/, свободный, загл. с
экрана.
3. Газета «Защита растений» [Электронный ресурс] , 2013-. - Режим
доступа http://www.zrast.ru/index.html, свободный, загл. с экрана.
4. ЗАО Фирма «Август» [Электронный ресурс] , 2007-2013 -. - Режим
доступа http://www.avgust.com/company/, свободный, загл. с экрана.
5. Средства защиты растений [Электронный ресурс] , 2013 -. - Режим
доступа
http://www.syngenta.com/country/ru/ru/croprotection/products/Pages/home.aspx, свободный, загл. с экрана.
6. Справочник пестицидов и агрохимикатов, разрешенных на
территории Российской Федерации [Электронный ресурс] , 2013-. Режим доступа http://www.agroxxi.ru/goshandbook, свободный, загл.
с экрана.
7. Bayer CropScience [Электронный ресурс], 2013 -. - Режим доступа
http://www.bayer.ru/scripts/pages/ru/products/subgroups/cropscience/inde
x.php, свободный, загл. с экрана.
8. SYNGENTA [Электронный ресурс], 2013 -. - Режим доступа
http://www.syngenta.com/country/ru/ru/about-company/mediareleases/Pages/131205-youg-agro-2013.aspx, свободный, загл. с экрана.
9. Сайт по описанию пестицидов http://rupest.ru/, свободный, загл. с
экрана.
39