Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Химия / Другие методич. материалы / Исследование «Влияение животноводческого кластера на качественное состояние почв Белгородской области»
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 26 апреля.

Подать заявку на курс
  • Химия

Исследование «Влияение животноводческого кластера на качественное состояние почв Белгородской области»

Выберите документ из архива для просмотра:

Выбранный для просмотра документ Влияние животн. класт..docx

библиотека
материалов

hello_html_216b8449.gifhello_html_130fc4d.gifhello_html_mc2d77c7.gifhello_html_mc2d77c7.gifhello_html_mc2d77c7.gifhello_html_mc2d77c7.gifhello_html_mc2d77c7.gifhello_html_mc2d77c7.gifhello_html_mc2d77c7.gifhello_html_9f77a8a.gifhello_html_mc2d77c7.gifhello_html_mc2d77c7.gifhello_html_mc2d77c7.gifhello_html_mc2d77c7.gifhello_html_mc2d77c7.gifhello_html_mc2d77c7.gifhello_html_mcfbce07.gifhello_html_m149e6c22.gifhello_html_m301f9c4c.gifhello_html_m43b1cc47.gifhello_html_m4071c15d.gifhello_html_m528f9731.gifhello_html_c0b703f.gifhello_html_m2044a1b2.gifhello_html_7020b6c0.gifhello_html_m75b99d46.gifhello_html_m21f38094.gifhello_html_m3794f3c2.gifhello_html_m1a8cbbae.gifhello_html_452072f7.gifhello_html_m5429f6a6.gifhello_html_m4e39530.gifhello_html_3d9df61e.gifhello_html_m7a1818ad.gifhello_html_1c636ba0.gifhello_html_184e25b4.gifhello_html_m173e42ba.gifhello_html_m7cdbf1e5.gifhello_html_m6aff1a66.gifhello_html_m393e071b.gifhello_html_58300541.gifhello_html_m65894254.gifhello_html_m61730fad.gifhello_html_46bad269.gifhello_html_m2c8a54db.gifhello_html_4a3460a9.gifСОДЕРЖАНИЕ


ВВЕДЕНИЕ 3-5


РАЗДЕЛ I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗУЧЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ВЛИЯНИЯ ЖИВОТНОВОДЧЕСКОГО КЛАСТЕРА НА КАЧЕСТВЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧВ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ


1.1. Почва как основной природный ресурс 6-7 1.2. Земельные угодья Белгородской области 7

1.3. Животноводческий кластер как один из факторов влияния на качественное состояние почв Белгородской области. 8


РАЗДЕЛ II. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЧВ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ


2.1. Предмет, цель и задачи исследования 9

2.2. Отбор проб почвы с выбранных участков 9-10

2.3. Подготовка почвы к химическому анализу 10

2.4. Описание используемых методик 11-15


РАЗДЕЛ III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ


3.1. Результаты определения качества почв на тест – организме Daphпia magna Straus. 16

3.2. Результаты определения качества почвы на тест – организме Avena sativa. 16-17

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 18


СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 19


ПРИЛОЖЕНИЕ 20-27






ВВЕДЕНИЕ

Мы так часто слышим слова "земля кормилица", что почти не придаем им значения. А ведь правильнее было бы сказать, что растут деревья и трава, шумят леса и колышется в поле пшеница только благодаря тому, что у нас есть земля, а точнее почва. Образование почвы началось с появлением на Земле первых живых существ, так что именно им мы обязаны жизнью.

Почва является необходимым условием для жизни растений, животных, человека. Относясь к категории невозобновимых природных ресурсов, она является основным средством сельскохозяйственного производства. [4] Международные декларации и соглашения по проблемам природопользования ("Всемирная стратегия охраны природы", "Всемирная почвенная хартия", "Основы мировой почвенной политики") утверждают значение почвы как всеобщего достояния человечества.


Актуальность исследования. В настоящее время проблема взаимодействия человеческого общества с природой приобрела особую остроту. Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Его роль в жизни общества определяется тем, что почва представляет собой основной источник продовольствия, обеспечивающий 95-97% продовольственных ресурсов для населения планеты.

Современный почвенный покров формировался на протяжении тысячелетий, в условиях, которые в настоящее время полностью изменились. Ухудшение качественного состояния земли: разрушение плодородного почвенного слоя, истощение, заболачивание, засоление земель, могут не только надолго вывести землю из сельскохозяйственного оборота, но и привести к уничтожению животного мира, истощению лесов, а в больших масштабах и в перспективе - к частичному изменению климата. [9]

Таким образом, важность почвы как компонента биосферы определило тему моей исследовательской работы.
Проблема исследования почв в Белгородской области обусловлена рядом объективных противоречий:

- противоречием между растущим потреблением природных ресурсов, необходимых для с/х объектов и невозможность возобновления почв, как основного средства с/х производства;

- противоречием между растущим влиянием животноводческого комплекса в современных условиях на состояние почв и важнейшей функцией почвенного покрова как основного биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений;

-противоречием между ростом отходов животноводческих комплексов, свиноферм и птицефабрик и эффективным использованием этих отходов.

Данные противоречия и обусловили постановку проблемы нашего исследования, а именно: влияние животноводческого кластера на качественное состояние почв Белгородской области.

Разрешение указанных противоречий возможно при условии пересмотра существующих систем ведения сельского хозяйства и перехода к производству, способному увязать хозяйственную деятельность с биологическими законами сельскохозяйственной системы. Поэтому использование природных ресурсов и, прежде всего, земли в условиях аграрного производства, с одной стороны, и необходимость выявления динамики состояния почв Белгородской области, с другой стороны, определяют актуальность избранной темы и предметной области исследования.

Цель исследования состоит в изучении особенностей влияния животноводческого кластера на качественное состояние почв Белгородской области.

Объектом исследования выступают почвы Белгородской области.

Предметом исследования является качественные свойства почв.

Сформулированные цель, объект и предмет исследования предполагают решение следующих задач:

1. изучение проблемы влияния животноводческого кластера на качественное состояние почв Белгородской области;

2. исследование качественного состояния почв Белгородского, Шебекинского, Корочанского, Губкинского, Старооскольского, Ракитянского районов Белгородской области;

3. оценка качественного состояния почв Белгородской области.

Общая гипотеза исследования заключается в предположении о том, что ведущим фактором, оказывающим влияние на качественное состояние почв в Белгородской области, наряду с остальными, является животноводческий кластер.

Методы исследования. Необходимость одновременного решения теоретических, эмпирических и практических задач и целей исследования определяли стратегию его проведения и методы. Из системы методов исследования использовались:

  1. Анализ литературных источников и фондовых материалов.

  2. Сравнительно-географический.

  3. Статистический.

  4. Метод полевых наблюдений и исследований.

  5. Картографический.

  6. Методы биоиндекации.

  7. Лабораторный эксперимент.

  8. Биологическое моделирование.

Методики по биотестированию почв, которые мы использовали, разрабатывались в СПб НИЦЭБ РАН и внесены в Федеральный реестр МВИ. Исследование проводилось на базе Белгородского Государственного Технологического Университета имени В.Г. Шухова и проходило в ряд этапов:

1. Полевой этап: взятие образцов почв Белгородского (пос. Майский, пос. Разумное, пос. Северный, с. Хохлово), Шебекинского (п. Маслова Пристань), Корочанского, Губкинского, Старооскольского районов Белгородской области.

2. Второй этап - биологическое моделирование в лабораторных условиях: биотестирование тест-организмами, включающее в себя исследования на следующих тест-объектах:

- представителе гидробионтов Daphпia magna Straus и

- представителе высших растений Avena sativa

в соответствии с нормативными документами [6], в которых рекомендовано использовать минимум два тест-организма.

















РАЗДЕЛ I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗУЧЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ВЛИЯНИЯ ЖИВОТНОВОДЧЕСКОГО КЛАСТЕРА НА КАЧЕСТВЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧВ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ


    1. Почва как основной природный ресурс

Почва - самый поверхностный слой суши земного шара, возникший в результате изменения горных пород под воздействием живых и мертвых организмов (растительности, животных, микроорганизмов), солнечного тепла и атмосферных осадков. Почва представляет собой совершенно особое природное образование, обладающее только ей присущим строением, составом и свойствами.[4]

В 2001 г. в мире проживало около 6 миллиардов человек. Площадь земной суши составляет примерно 149 млн. кв. км, то есть на долю каждого из нас приходится около 2,5 Га земли. Однако почти 70% суши не могут использоваться для земледелия. К ним относятся: шапки полярных льдов, мерзлый грунт, непригодные для этих целей крутые и скалистые горы, пустыни и территории, покрытые голыми скалами или слишком тонким для возделывания слоем почвы. Две трети оставшихся 30% годятся только для выпаса скота. Таким образом, лишь на 10% земной поверхности можно выращивать сельскохозяйственные культуры.

Итак, в 2001 г. на каждого из нас приходилось в среднем 0,25 Га пахотных земель. Эксперты же считают, что для производства нынешнего объема продуктов питания необходимы 0,5 - 0,7 Га на человека. [11]

Природные ресурсы – это тела и силы природы, которые на данном этапе развития производительных сил общества могут быть использованы в качестве предметов потребления или средств производства, и общественная полезность которых изменяется под воздействием деятельности человека.

Земельные ресурсы являются одним из главных видов природных ресурсов и отнесены к не возобновляемым природным ресурсам. [5]

Почвенные ресурсы являются одной из самых необходимых предпосылок обеспечения жизни на Земле. Однако их роль в настоящее время недооценивается. Почва как элемент биосферы призвана обеспечить биохимическую среду для человека, животных и растений. Только почвой могут быть обеспечены полноценные условия для производства продуктов питания, корма для животных. Неотъемлемыми функциями почвы как природного тела является накопление атмосферных осадков и регулирование водного баланса, концентрация элементов питания растений, образование и обеспечение чистоты подземных вод. [3]

Т.О. Почва - это колоссальное природное богатство, обеспечивающее человека продуктами питания, животных - кормами, а промышленность - сырьем.


1.2. Земельные угодья Белгородской области

Белгоро́дская о́бласть — регион Российской Федерации, расположен в юго-западной части России на границе с Украиной. (Рис.1.1) Областной центр — город Белгород. Белгородская область входит в состав Центрально-Чернозёмного экономического района и Центрального федерального округа Российской Федерации. (Рис.1.2; 1.3).

Почвы Белгородской области сформировались в условиях лесостепной природы. Среди многих почвообразующих факторов на их развитие огромное воздействие оказывает, с одной стороны, лесная, а с другой, степная растительность. Так возникли серые лесные почвы и черноземы. Преобладают черноземные почвы. Они занимают около 77% площади. Это важнейшее богатство области. Земельные угодья Белгородской области составляют 2713,4 тыс. гектаров. Почти 15% территории занято серыми лесными почвами. На долю других - лугово-черноземных, черноземно-луговых, солонцов, солодей, пойменных, песчаных, дерново-намытых - приходится лишь около 8% площади Белгородской области.

Т.О. Черноземная зона издавна была важнейшим районом производства товарного зерна в России. Огромные просторы черноземных степей всегда привлекали внимание исследователей. Ведь чернозем "был, есть и будет кормильцем России" [13], он является нашим национальным богатством.




Рис. 1.1 Белгородская область на карте России. Рис. 1.3. Герб Рис.1.2. Флаг Белгородской

Белгородской области.

Области.


1.3 Животноводческий кластер как один из факторов влияния на качественное состояние почв Белгородской области

Никакая другая отрасль общественного производства не связана так с использованием природных ресурсов, как сельское хозяйство. Ведь труд земледельца и животновода - это по существу использование природы, окружающей нас естественной среды для удовлетворения потребностей человека.

На современном этапе в Белгородской области создан мощный животноводческий кластер – это предприятия (свинокомплексы, птицефермы и т.д.) с закрытым циклом производства, обеспеченные кормами, логистикой и надёжным рынком сбыта. Ежедневно на территории области производится 3000 тонн мяса. Этого хватит, чтобы накормить одновременно 15 миллионов человек, в 10 раз больше, чем проживает на Белгородчине[1].

Развитие животноводства на промышленной основе, создание прочной кормовой базы, расширение отгонных пастбищ, большая концентрация поголовья скота на ограниченной площади, изменение традиционных форм его содержания оказывают существенное влияние на качественное состояние почв Белгородской области.

Экскременты животных и птицы благодаря высокому содержанию органического вещества, а также питательных элементов (фосфор, калий, микроэлементы) издавна считаются ценным удобрением [14]. Однако внесение их в избыточных количествах, то есть в дозах, которые превышают потребности растений, ведет к нарушению механизма преобразования и может ухудшить свойства грунта (водопроницаемость, влагоемкость, содержимое кислорода, и др.), а, следовательно, и плодородие почвы.

Одновременно с основными питательными элементами (азотом, фосфором и калием), которые содержатся в экскрементах животных, в почву попадают и могут накапливаться в токсичных концентрациях и другие соединения, которые негативно влияют на грунт и растения.


Ф Каждый четвёртый килограмм Российской свинины, каждый

А шестой килограмм мяса птицы – произведены на Белгородчине.

К Каждая четвёртая московская семья подаёт к столу белгородское

Т мясо.

Рис. 1.4. Производство мяса на Белгородчине.



РАЗДЕЛ II. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЧВ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ


2.1. Цель и задачи исследования

Цель исследования: с помощью метода биотестирования исследовать качественное состояние почв Белгородской области.

Задачи исследования:

  • Произвести пробоотбор почв с районов наибольшей концентрации предприятий животноводческого кластера: Белгородского (пос. Майский, пос. Разумное, пос. Северный, с. Хохлово), Шебекинского (п. Маслова Пристань), Корочанского, Губкинского, Старооскольского.

  • Исследовать образцы почв на двух тест - объектах: представителе гидробионтов Daphпia magna Straus и представителе высших растений Avena sativa.

  • На основании полученных данных дать оценку качественному состоянию почв Белгородской области.

2.2. Отбор проб почв с выбранных участков

В качестве представительных площадок выбраны участки:

- в Белгородском районе: пос. Северный, пос. Разумное, с. Головино, с. Хохлово;

- в Корочанском районе: с. Ломово;

- в Губкинском районе: с. Скородное;

- в Старооскольском районе: с. Каплино;

- в Шебекинском районе: пос. Маслова Пристань примерно одинаковой площади равной 0,1 га. Дата отбора – с 21.09.2012 г. по 30.09. 2012 г. Отбор ведется на горизонте: 10-20 см по предложенной схеме (Рис.2.1), при помощи штыковой лопаты, линейки и

строительного уровня отбираем соответствующие горизонты с обозначенных мест. Формируем сборную пробу массой около 500 граммов каждая. Взвешивания проводим с помощью ручных пружинных весов.








Рис. 2.1. Схема пробоотбора для участков различной геометрической формы (крестиками в кружочках обозначены места отбора)



Таким образом, мы получили 8 образцов, каждому из которых присваиваем номер:

  • 1 – Корочанский район, с. Ломово;

  • 2 -Шебекинский район, пос. Маслова Пристань;

  • 3 – Белгородский район, с. Хохлово;

  • 4 – Белгородский район, пос. Северный;

  • 5 – Губкинский район, с. Скородное;

  • 6 – Старооскольский район, с. Каплино;

  • 7 – Белгородский район, пос. Разумное;

  • 8 – Контроль: Белгородский район, с. Головино. Точки отбора проб почв отмечены на карте районов Белгородской области (Приложение 1).

Далее по нижеследующей методике проводится подготовка образцов.


2.3 Подготовка почвы к химическому анализу

Образцы должны поступать в лабораторию в воздушно-сухом стоянии. Воздушно-сухим называют такое состояние почвы, при котором количество водяных паров, поглощенных почвой, находится в равновесии с водяными парами в воздухе.

Цель высушивания — консервация почвы, т.е. прекращение в ней микробиологических процессов и связанного с ними биохимического изменения образца. К тому же воздушно-сухую почву легко просеивать через сито при подготовке ее к анализу. Такую почву можно хорошо перемешивать при взятии средней пробы. Для этого образцы в состоянии естественной влажности оставляют в хорошо проветриваемом и свободном от лабораторных газов помещении на несколько суток, пока образцы не перестанут быть влажными при взятии на ощупь. Среднюю пробу берут квартованием. (Приложение 2).

Цель просеивания — отделение мелкозема от скелета почвы. То, что остается на сите (если это не хрящ или гравий, а агрегаты почвы), снова высыпают в фарфоровую ступку, измельчают и снова просевают. Попеременное измельчение и просеивание проводят до тех пор, пока все агрегаты почвы не будут разрушены, а на сите останутся лишь частицы скелета, которые выбрасывают. Скелетом почвы называют обломки минералов и горных пород, остающиеся на сите с отверстиями диаметром 1 мм. Все, что проходит через это сито, называют мелкоземом. Для химического анализа почвы используют только мелкозем. Вес пробы на отдельное определение должен в 2-3 раза превышать анализируемую навеску (для повторных или контрольных анализов) [12].

2.4. Методики определения качества почв

Методы биотестирования, основанные на ответной реакции живых организмов на негативное воздействие загрязняющих веществ, способны давать достоверную информацию о качестве почв. Эти методы оценки имеют следующие характеристики:

• быстрота проведения;

• доступность и простота проведения экспериментов;

• воспроизводимость и достоверность полученных результатов;

• экономичность как в материальном отношении, так и по трудозатратам;

• объективность полученных данных.

С целью сведения разброса результатов опытов с живыми организмами к минимуму и тем самым повышения их достоверности, в первую очередь, подопытные организмы в рамках одного эксперимента должны быть визуально одинаковыми. Это означает, что для семян растений необходима калибровка по массе и длине, для животных имеют значение возраст и размеры. Так, для опыта с дафниями мы подбирали молодых особей в возрасте от 1 до 3 дней, культивируемых в лабораторных условиях и прошедших тест на чувствительность к токсикантам (по калию двухромовокислому K2Cr2O7. Во-вторых, уравняли для всех вариантов опыта внешние факторы, такие как освещенность, температура, влажность субстрата (при фитотестировании).

В настоящее время для определения качественного состояния почв методами биотестирования используются показатели водных вытяжек из почв. (Приложение 3).

Из всего комплекса методов биотестирования, существующих в настоящее время, предложен комплекс тест-организмов, включающий в себя исследования на двух тест-объектах: представителе гидробионтов Daphпia magna Straus и представителе высших растений Avena sativa.

  1. Определение токсичности почв на тест – организме Daphпia magna Straus

Биотестирование на дафниях проводили по методике ФР.1.39.2001.00283 [15]. Водные вытяжки из почв готовились из дистиллированной воды в соотношении почва : вода 1:10.

Основные понятия. Большая дафния [2] (лат. Daphnia magna) — Относится к низшим

ракообразным, отряду ветвистоусых. Дафнии обитают в планктоне стоячих и

слабопроточных пресноводных водоемов, широко распространены на территории России. Литературные данные [7], свидетельствуют о том, что этот представитель планктона является универсальным и весьма чувствительным к загрязнению тест-объектом. Характеристика тест – объекта представлена в Приложении 4.

Термин

Определение

Экстракт

Модельная среда, характеризующая содержание химических компонентов в отходе

Острое токсическое действие

Определяется по смертности (летальности) дафний за определенный период экспозиции.

Тест-объект

Представитель планктона Daphпia magna Straus

Период экспозиции

96 часов

Острая токсичность или средняя летальная концентрация (ЛК 50-96)

Вызывает гибель 50 % и более тест-организмов

Безвредная (не вызывающая эффекта острой токсичности) концентрация отдельных веществ (БК10-96)

Вызывает гибель не более 10 % тест-организмов


Материалы и оборудование:

весы лабораторные электронные; лупа измерительная; груши резиновые разные пипеточные луковицы; пипетки стеклянные объемом 2 см3 с отрезанным и оплавленным концом для пересадки рачков; цилиндры вместимостью 100 мг; фильтры мембранные; воронки лабораторные; стаканы стеклянные лабораторные вместимостью 200 см3;

культура тест-организмов - Daphnia magna Str. (рис.2.)


Порядок выполнения работы.

Для определения острого токсического действия проводятся биотестирование водной вытяжки из почв. Биотестирование проводят в химических стаканах вместимостью 150 - 200 см3, которые заполняют 100 см3 исследуемой воды, в них помещают по десять дафний в возрасте 6 - 24 ч.

Дафний отлавливают из культиваторов, в которых выращивают синхронизированную культуру. В отдельный химический стакан отсаживают одновозрастных рачков после фильтрации их через набор сит, а затем отлавливают по одному пипеткой (с отпиленным и оплавленным концом) вместимостью 2 см3 с резиновой Рис.2.2 Daphnia magna Str. грушей. Помещают рачков по одному на сачок, через который вода сливается в отдельный химический стакан, после чего дафний сачком вносят в стаканы с исследуемой водой.

Посадку рачков начинают с контрольной серии. После каждой посадки в исследуемые растворы сачок тщательно промывают в сосуде объемом 2 дм3 с культивационной водой. Для работы с серией контроля должен быть отдельный сачок.

В экспериментах по определению острой токсичности дафний кормят перед началом

эксперимента. В экспериментах по определению острой токсичности растворы не меняют.

Неподвижных особей считают погибшими, если не начинают двигаться в течение 15

секунд после легкого покачивания стакана.

Результаты наблюдений заносят в рабочий журнал.

Если гибель дафний в контроле превышает 10 %, результаты опыта не учитывают, и он

должен быть повторен. Для определения острой токсичности исследуемых вод, водной вытяжки

рассчитывают процент погибших в тестируемой воде дафний (А, %) по сравнению с

контролем по формуле (6)

(6)

где Хк - количество выживших дафний в контроле; Хт - количество выживших дафний в исследуемой воде.

  • При А ≤ 10 % исследуемая вода или водная вытяжка не оказывает острого токсического действия (безвредная кратность разбавления).

При А ≥ 50 % тестируемая вода, водная вытяжка оказывает острое токсическое действие (средняя летальная кратность разбавления).

  1. Исследование на тест – организме Avena sativa

Следующим тест-объектом в предлагаемой системе биотестов для определения качества почв стали высшие растения, поскольку продуктивность является важнейшим критерием качества почв. Данная методика прошла метрологическую аттестацию и внесена в Федеральный реестр МВИ под шифром ФР.1.39.2006.02264 [8].

Основные понятия: Овёс посевномй, или Овёс кормовомй, или Овёс обыкновемнный (лат. Avйna satнva) — однолетнее травянистое растение, вид рода Овёс (Avena), широко используемый в сельском хозяйстве злак. (Рис. 2.3)



Термин

Определение

Экстракт

Модельная среда, характеризующая содержание химических компонентов в отходе

R

Кратность разведения экстракта

Тест-объект

Семена высших растений

Тест-функция

Интенсивность роста корней проростков семян

Показатель тест-функции - Lcp

Средняя длина корней проростков

Фитоэффект (эффект торможения) – ЕT

Ингибирование роста корней семян на 20 % и более от контроля

Материалы и оборудование:

Шутель - аппарат для встряхивания; термостат на 20-23°С; термостат для стерилизации чашек Петри; весы для навески отхода; колбы для приготовления экстрактов на ≥ 100 мл (в зависимости от необходимого объема экстракта); колбочки с притертыми пробками для рабочих растворов; чашки Петри; фильтровальная бумага для проращивания семян; пипетки на 5 мл; стеклянные палочки с загнутым концом; пинцет для извлечения проросших семян; линейка для измерения длины корней проростков.

Последовательность выполнения исследования.

• Чашки Петри с вложенными в них кружочками фильтровальной бумаги стерилизуются и охлаждаются. На внешней стороне крышек ставится маркировка, включающая наименование пробы (контроль либо номер образца) и значение R (рис. 1). В каждую чашку помещается по 20 сухих здоровых семян.

• При определении процента всхожести субстратом для проращивания семян служит дистиллированная вода, которая вносится на фильтр в объеме 5 мл. Закрытые чашки термостатируются при 20-23°С в течение 3 суток, после чего подсчитывается процентная доля проросших семян.

• В опытные чашки вносят по 5 мл экстракта, контрольные семена обрабатываются адекватным количеством дистиллированной воды. Все образцы помещаются в термостат на 7 суток.

Рис.2.3 Овёс обыкновенный

По истечении срока экспозиции измеряют длину корней проростков в контрольных и опытных пробах, причем объектом измерения у каждого семени является корень максимальной длины.

• Результаты измерения оформляются в виде таблицы.

Критерием токсичности, согласно методике, считаются достоверно значимые различия между исследуемыми образцами и контролем, превышающие 20%.








Рис. 2.4. Последовательность выполнения исследований.

Статистическая обработка экспериментальных данных.

Определение фитотоксического эффекта проводится путем сопоставления показателей тест-функции (Lcp) контрольных и опытных семян.

• Величина показателя Lср контрольных и опытных семян вычисляется как среднее арифметическое из совокупности данных о длине корней проростков (формула 1).

 где                                                               (1)

Li - длина максимального корня каждого семени, мм;

 - сумма;

n - общее количество семян, взятых в опыт.

• При Lср(оп) > или = Lcp(K) - отсутствие неблагоприятного действия отхода.

• Величина эффекта торможения определяется по формуле 2.

                                                   (2)

ЕT - эффект торможения, %; LОП  - средняя длина корней в опыте, мм;

LK- средняя длина корней в контроле, мм.

• Фитотоксическое действие считается доказанным, если фитоэффект (ЕT) составляет 20 % и более.

• Результаты данного этапа работы заносятся в таблицу.

РАЗДЕЛ III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ


3.1. Определение качества почв на тест – организме Daphпia magna Straus.

Выполнив описанный порядок работ по определению острого токсического действия и, рассчитав процент погибших в тестируемой вытяжке дафний, мы занесли результаты в таблицу: «Оценка качества водной вытяжки».


образца


Время от начала биотестирования

Количество выживших дафний


Смертность дафний в опыте, в % к контролю

Оценка качества водной вытяжки

В контроле

В опыте

ЛКР

БКР

1

Через 96 часов

10

10

0%


+

2

Через 96 часов

10

9

10%


+

3

Через 96 часов

10

9

10%


+

4

Через 96 часов

10

10

0%


+

5

Через 96 часов

10

10

0%


+

6

Через 96 часов

10

8

20%


+

7

Через 96 часов

10

10

10%


+

По результатам биотестирования на дафниях проб почв Белгородской области установлено, что в 3 – х из 7 образцах все рачки выжили, их смертность составила 0%. Еще в 3-х образцах смертность тест – организмов составила 10% , т.е. в шести из семи случаев водные вытяжки, взятые из проб почв Корочанского, Белгородского (3 точки) и Губкинского районов не оказывают острого токсикологического действия и являются безвредными. Лишь в одном случае (Старооскольский район) гибель дафний в опыте составила 20%, но и в этом случае, согласно методике, определяется отсутствие острой токсичности.

3.2 Определение качества почвы на тест – организме Avena sativa.

Проведя необходимые измерения и обсчитав данные, мы получили результаты, которые занесли в таблицы: №1 «Длина корней проростков контрольных и опытных семян, мм» и №2 «Характеристика влияния образца почвы на семена овса» (Приложение 5). Характеристика влияния качественного состава образца почвы и процентное отношение средней длины корней образцов почв к средней длине корней в контрольной точке наиболее наглядно представлено на диаграмме 1.


hello_html_5c14633.gifДиаграмма 1 «Процентное отношение средней длины корней»



Из диаграммы видно, что средняя длина корней в контроле не является максимальной, ей точно соответствуют (равны) показатели Lср в образцах №5 и №7. Это Губкинский район и посёлок Разумное Белгородского района. Самый высокий показатель тест – функции имеют так же две точки в образцах под №1 и №4. Они превышают показатель в точке контроля на 11,11%, что говорит о положительном влиянии животноводческих комплексов и птицефабрик на качественное состояние почв в Корочанском районе и в посёлке Северный Белгородской области.

В остальных образцах тест реакция сохраняется в пределах нормы и составляет от 5,55% до 8,33% по отношению к контролю.

Процентный минимум показателя тест – функции наблюдается в образце под №6 – Старооскольский район Белгородской области, он равен 13,8% к контролю. В данном случае можно говорить о том, что, находясь в пределах нормы, значение показателя несколько смещено в сторону эффекта торможения.

Т.О. Данные измерений длины корней проростков как наиболее информативный показатель при определении качественного состояния почвы свидетельствуют, что образцы почв различных районов Белгородской области были нетоксичны для высших растений, а органические удобрения используются в оптимальных количествах.

Если сопоставить результаты определения острой токсичности водных вытяжек из почв с данными биотестирования на тест – организме Avena sativa, то никаких принципиальных противоречий не обнаруживается. То есть исследование влияния образца почвы на семена овса подтверждает результаты биотестирования на дафниях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе был проведен теоретический анализ понятия почвы как основного природного ресурса, описаны земельные угодья Белгородской области. При обращении к проблемам качественного состояния почв рассмотрен один из факторов влияния - животноводческий кластер Белгородской области.

Почва - самый поверхностный слой суши земного шара, обладающий только ему присущим строением, составом и свойствами. Это колоссальное природное богатство, обеспечивающее человека продуктами питания, животных - кормами, а промышленность - сырьем. 77% земельных угодий Белгородской области занимают чернозёмные почвы. Это важнейшее богатство области. На современном этапе в Белгородской области создан мощный животноводческий кластер – это предприятия (свинокомплексы, птицефермы и т.д.) с закрытым циклом производства, оказывающие существенное влияние на качественное состояние почв.

Было проведено исследование качественного состояния почв, включавшее полевой этап: взятие образцов почв и биологическое моделирование в лабораторных условиях: биотестирование тест-организмами: на представителе гидробионтов Daphпia magna Straus и на представителе высших растений Avena sativa. На основе анализа полученных в ходе исследования результатов о качественном состоянии почв можно сделать следующие выводы:

- водные вытяжки, взятые из проб почв исследованных районов Белгородской области, не оказывают острого токсикологического действия на представителей гидробионтов Daphпia magna Straus, т.е. являются безвредными;

- данные измерений длины корней проростков овса свидетельствуют, что образцы почв различных районов Белгородской области были нетоксичны для высших растений, а органические удобрения используются в оптимальных количествах.

- Это говорит о соблюдении предприятиями животноводства технологического регламента [10], утвержденного постановлением правительства Белгородской области

от 31 мая 2010 г. N 196-пп в данных районах.

Т.О. Использование навоза, навозных стоков и птичьего помета в качестве органического удобрения (для обогащения почвы азотом и другими элементами питания) является природоохранным и ресурсосберегающим мероприятием, обеспечивающим повышение продуктивности земель и экономию минеральных удобрений. Это подтверждает выдвинутое ранее предположение о том, что ведущим фактором, оказывающим влияние на качественное состояние почв в Белгородской области, наряду с остальными, является животноводческий кластер.


Список источников и литературы


  1. Белгородчина: Только факты. – Белгород: ООО «Константа», 2012.- с.6-7.

  2. Брем А. Э. Жизнь животных / под ред. профессора Никольского А. М. — М.: ОЛМА-ПРЕСС, ОАО «Красный пролетарий», 2004. — С. 1027. — 1192 с.

  3. Воронцов А. И., Щетинский Е. А., Никодимов И. Д. Охрана природы. – М.: Агропромиздат, 2004.

  4. Ковда, В.А. Основы учения о почвах: В 2 ч. Кн. 1. – М.: Изд-во «Наука», 1973 – 448

  5. Кормилицын М. С. Основы экологии. - М.: МПУ, 2002.

  6. Критерии отнесения отходов к классам опасности для окружающей природной среды. Приказ МПР РФ № 511 от 15.06.2001. 13 с.

  7. Куделин В.М., Тимошенко Г.А., Толстихина В.С. Токсикологическая оценка сточных и дренажных вод Байкальского целлюлозно-бумажного комбината // Экология. 2004. № 1. С. 74–76.

  8. Методика выполнения измерений всхожести семян и длины корней проростков высших растений для определения токсичности техногенно загрязненных почв. ФР.1.39.2006.02264

  9. Почвоведение. Учеб. для ун-тов. В 2 ч./Под ред. В. А. Ковды, Б. Г. Розанова. Ч. 1. Почва и почвообразование/Г. Д. Белицина, В. Д. Васильевская, Л. А. Гришина и др. — М.: Высш. шк., 1988. — 400 с.

  10. Постановление Правительства Белгородской области от 31 мая 2010 г. N 196-пп.

  11. Традиционные знания в области землепользования: Информ. Сборник Под общ. ред. Г.Б. Бектуровой, О.А.Романовой: М.: S-Принт, 2007.–104 с.

  12. Трубицын, М.А. Практикум по химии окружающей среды: учеб. Пособие для студентов учебных заведений естественнонаучных и педагогических специальностей. Часть II. Химия литосферы и мониторинг почвенного покрова / М.А. Трубицын., Н.Г. Габрук. – Белгород: Изд-во БелГУ, 2007. – 100 с.

  13. Хижняк А.А. Природные ресурсы земли Белгородской. – Воронеж: Центрально-Черноземное издательство, 1975.

  14. http://ecolog.ucoz.ru/publ/2-1-0-533

  15. http://www.OpenGost.ru/





Приложение 1

Взятие средней пробы квартованием

Почву располагают на листе фильтровальной бумаги толщиной 1-2 см, разламывая крупные комья. Сверху прикрывают еще одним листом. Бумага впитывает влагу, что ускоряет ее испарение. Время от времени перемешиваем образцы. Далее образец почвы весом 400—500 г размещают на листе чистой фильтровальной бумаги и удаляют из него корни и посторонние включения (галька, угли, кости животных) и новообразования (известковые журавчики и т.п.). Дернину тщательно отряхивают от комочков почвы. Крупные комки почвы разламывают руками или раздробляют в фарфоровой ступке пестиком до небольших комков (рис. 2.2), чтобы получить более однородный образец и иметь возможность тщательно перемешать его при взятии средней пробы. Для этого измельченный дроблением образец после перемешивания располагают на бумаге в виде квадрата или прямоугольника и делят диагоналями шпателем на четыре равные части (рис. 2.3). Две противоположные части высыпают в картонную коробку для хранения на случай повторных или дополнительных определений. В коробку кладется также этикетка образца, кроме того, делается наклейка второй этикетки на стенке коробки. Для отбора лабораторной пробы наиболее крупные комки почвы раздавливают в фарфоровой ступке и смешивают на листе бумаги с более мелкими частицами почвы. Почву тщательно перемешивают и распределяют по листу ровным слоем толщиной 0,5 см в виде квадрата или прямоугольника. Квадрат или прямоугольник делят горизонтальными и вертикальными линиями шпателем на небольшие квадраты или прямоугольники площадью 3x3 см или 3x4 см (рис. 2.4.). Из каждого квадрата или через один берут ложкой или шпателем небольшое количество почвы, захватывая ее на всю глубину слоя, в зависимости от требуемой навески, и растирают в ступке. Растирание почвы в ступке производится по возможности раздавливанием. Измельченный образец просеивают через сито с отверстиями диаметром 0,25мм либо 1 мм (в зависимости от требований методики) (рис. 2.5.), что позволяет получить однородный образец почвы, обеспечивающий воспроизводимость повторных определений. Минеральные частицы почвы, остающиеся на сите, растирают в ступке и присоединяют к той части почвы, которая прошла через сито.

Рис. 2.4. Деление на квадраты






Рис. 2.3. Расположение почвы на листе фильтрованной бумаги.

Рис. 2.5. Сито для просеивания почвы: а – крышка; б – ситовая часть; в – поддонье.

Рис. 2.2. Измельчение в ступке




Приложение 2

Приготовление водной вытяжки


1) На технических весах берут навеску почвы, растертой и пропущенной через сито 1 мм, в количестве 10 г.

2) Почву переносят в колбу емкостью 200-250 см3, добавляют в нее при помощи мерного цилиндра 100 см3 дистиллированной воды.

3) Колбу взбалтывают в течение 5 мин., содержимое отстаивают 5-10 мин. и фильтруют через стеклянную воронку с хорошо подобранным бумажным фильтром в колбу емкостью 100-150 см3.



























Приложение 3

















































Приложение 4

Характеристика тест-объекта


1. В качестве тест-объекта используют Daphia magna Straus. Относится к низшим

ракообразным, отряду ветвистоусых. Дафнии обитают в планктоне стоячих и

слабопроточных пресноводных водоемов, широко распространены на территории России.

2. Морфология. Тело дафний овальной формы, сжато с боков, заключено в прозрачный

панцирь. Тело нечетко сегментировано на головной, грудной и брюшной отделы (рис.1). Голова покрыта щитом, передний край которого вытянут, образуя рострум. Под рострумом расположены две пары конечностей: антеннулы и антенны, последние сильно развиты, служат для скачкообразного перемещения в толще воды. Пять пар грудных конечностей сильно расчленены, снабжены щетинками, служат для фильтрации воды, питания, дыхания. Брюшной отдел туловища заканчивается постабдоменом, дорсальный край которого имеет выемку, характерную для дафний данного вида. Расположение внутренних органов представлено на рисунке 1. В головном отделе, не покрытом раковиной, расположена пара глаз: большой - сложный, маленький - простой. Под панцирем дафний легко различимы сердце, кишечник, выводковая камера, которая находится в спинной части туловища. В выводковой камере протекает эмбриональное развитие дафний.

3. Рост, развитие и размножение. Наиболее интенсивно дафния растет первые дни

после рождения, при каждой линьке сбрасывая старый панцирь. Оптимальное питание обеспечивает удвоение размеров рачков в промежутке между линьками. После наступления половой зрелости рост дафний замедляется, снижается и частота линек. Всего в течение жизни дафния может линять до 24 раз. Выметанная молодь имеет в длину 0,7 - 0,9 мм, половозрелые самки - 2,2 - 2,4 мм, самцы - 2,0 - 2,1 мм. Максимальные размеры самок - 6,0 мм при сыром весе 7 - 10 мг. В природе в летнее время, а в лаборатории при оптимальных условиях культивирования круглый год дафнии размножаются без оплодотворения - партеногенетически р(ождаются только самки). При резком изменении условий существования или культивирования (похолодание, голод, перенаселенность и т.п.) в культуре появляются самцы. Самцы отличаются от самок меньшими размерами, видоизмененной формой тела, антеннул, постабдомена. Резкое изменение условий существования вызывает переход к половому размножению, дафнии откладывают «зимние яйца», размещающиеся в эффипиуме, образованном из части створок панциря. При очередной линьке эффипиум отделяется (в природе - осенью), падает на дно водоема, где яйца проходят стадию зимнего покоя. Весной из них появляются самки, снова переходящие к партеногенетическому размножению. Период созревания рачков при оптимальной температуре (+20 ± 2 °С) и хорошем питании

- 5 - 8 суток, длительность эмбрионального развития - 3 - 4 суток, а при повышении

температуры до 25 °С - 46 часов. Затем происходит вымет молоди (партеногенетических самок) каждые 3 - 4 суток. Количество молоди у молодых самок - 10 - 15, у зрелых - 30 - 40 особей. В природе дафнии живут в среднем 20 - 25 суток, а в лаборатории при оптимальном режиме 3 - 4 месяца и более. При температуре свыше 25 °С продолжительность жизни дафний может сокращаться до 25 суток. Голодание увеличивает продолжительность жизни, но задерживает рост и наступление линек.

4. Питание и отношение к содержанию кислорода. По характеру питания относятся к

фильтраторам, в природе дафнии питаются взвешенными в воде бактериями,

одноклеточными водорослями, детритом, растворенными органическими веществами. Пища поступает с потоком воды, направленным грудными конечностями, через выросты - в брюшной желоб вдоль основания конечностей и ко рту рачка. Оптимальное для жизнедеятельности дафний содержание растворенного в воде кислорода - 6 - 7 мг/дм3. Однако дафния достаточно устойчива к изменению кислородного режима и снижению растворенного в воде кислорода до 2 мг/дм3 и ниже, что связано с ее способностью синтезировать гемоглобин Повышенное содержание гемоглобина в крови дафний при ухудшении кислородного режима сопровождается окрашиванием рачков в красный цвет.


















Рисунок .1 - Строение Daphnia magna Straus:

а - самка: 1 - антенна, 2 - сложный глаз, 3 - антеннула, 4 - грудные ножки, 5 - яичник, 6 - створки панциря, 7 -

каудальные когти, 8 - постабдомен, 9 - хвостовые щетинки, 10 - выводковая камера, 11 - сердце, 12 - кишечник, 13 - печеночные выросты; б - самец; в - внешний вид эффипиума

Приложение 5


Таблица №1 «Длина корней проростков контрольных и опытных семян, мм»


№ семян

Контроль

Номер образца почв

№ 1

№ 2

№ 3

№ 4

№ 5

№ 6

№ 7

1

250

220

175

180

195

240

215

220

2

165

210

190

240

255

215

110

180

3

180

175

130

190

230

210

200

240

4

240

230

205

140

190

220

230

245

5

270

255

260

230

220

235

70

150

6

145

195

130

175

195

230

170

205

7

190

240

210

200

225

225

150

190

8

185

180

165

220

215

180

190

260

9

100

195

120

155

175

150

180

170

10

140

265

260

245

195

195

120

235

11

200

235

185

175

245

160

230

215

12

210

225

195

190

240

205

145

190

13

170

170

140

135

260

175

160

245

14

190

215

210

230

255

200

180

155

15

130

280

240

225

230

170

210

205

16

235

270

215

165

235

210

125

255

17

260

255

150

205

260

235

170

195

18

250

185

220

0

180

145

165

0

19

90

0

0

0

0

0

80

0

20

0

0

0

0

0

0

0

0

* Нулевые значения в таблице означают, что данные семена не проросли, т.е. погибли.

















Таблица №2 «Характеристика влияния образца почвы на семена овса»

Образец почв

Средняя
длина корней
(Lcp) мм

Средняя длина
корней (Lcp),
% к контр.

Фитоэффект, %

Тест-реакция

Контроль

180

100

0

Норма

№1

200

111,11

(+) 11, 11

Положительный эффект

№2

170

94,45

(-) 5,55

В пределах нормы

№3

165

91,67

(-) 8,33

В пределах нормы

№4

200

111,11

(+) 11,11

Положительный эффект

№5

180

100

0

Норма

№6

155

86,20

(-) 13,8

Смещение в сторону эффекта торможения

№7

180

100

0

Норма


































31


Выбранный для просмотра документ Тит.лист.docx

библиотека
материалов


Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 49 г. Белгорода с углубленным изучением отдельных предметов









Исследовательская работа

Тема:

«ВЛИЯНИЕ ЖИВОТНОВОДЧЕСКОГО КЛАСТЕРА

НА КАЧЕСТВЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧВ

БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ»





Выполнили: ученицы 10 «В» класса

Шаравина Александра и Нестерова Ирина.

Руководитель-консультант: химии

Шелудченко Т.А.






2013 год

Краткое описание документа:

Цель исследования состоит в изучении особенностей влияния животноводческого кластера на качественное состояние почв Белгородской области.

Объектом исследования выступают почвы Белгородской области.

Предметом исследования является качественные свойства почв.

Сформулированные цель, объект и предмет исследования предполагают решение следующих задач:

1. изучение проблемы влияния животноводческого кластера на качественное состояние почв Белгородской области;

2. исследование качественного состояния почв Белгородского, Шебекинского, Корочанского, Губкинского, Старооскольского, Ракитянского районов Белгородской области;

3. оценка качественного состояния почв Белгородской области.

Автор
Дата добавления 18.07.2013
Раздел Химия
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров884
Номер материала 10630071842
Получить свидетельство о публикации

"Инфоурок" приглашает всех педагогов и детей к участию в самой массовой интернет-олимпиаде «Весна 2017» с рекордно низкой оплатой за одного ученика - всего 45 рублей

В олимпиадах "Инфоурок" лучшие условия для учителей и учеников:

1. невероятно низкий размер орг.взноса — всего 58 рублей, из которых 13 рублей остаётся учителю на компенсацию расходов;
2. подходящие по сложности для большинства учеников задания;
3. призовой фонд 1.000.000 рублей для самых активных учителей;
4. официальные наградные документы для учителей бесплатно(от организатора - ООО "Инфоурок" - имеющего образовательную лицензию и свидетельство СМИ) - при участии от 10 учеников
5. бесплатный доступ ко всем видеоурокам проекта "Инфоурок";
6. легко подать заявку, не нужно отправлять ответы в бумажном виде;
7. родителям всех учеников - благодарственные письма от «Инфоурок».
и многое другое...

Подайте заявку сейчас - https://infourok.ru/konkurs


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ


Идёт приём заявок на международный конкурс по математике "Весенний марафон" для учеников 1-11 классов и дошкольников

Уникальность конкурса в преимуществах для учителей и учеников:

1. Задания подходят для учеников с любым уровнем знаний;
2. Бесплатные наградные документы для учителей;
3. Невероятно низкий орг.взнос - всего 38 рублей;
4. Публикация рейтинга классов по итогам конкурса;
и многое другое...

Подайте заявку сейчас - https://urokimatematiki.ru

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх