Лабораторна робота № 9 Тема. Визначення рівня захисних можливостей ґрунту від забруднення нітратами
Завдяки лабораторним дослідженням динаміки вмісту нітратів у різних типах ґрунтів дало змогу визначити їх потенційну здатність до самоочищення. Основними факторами, що впливають на вміст нітратів, є фізико-хімічні процеси у ґрунті та біологічна активність ґрунтової мікрофлори. Різні типи ґрунтів характеризуються неоднаковими темпами зменшення вмісту нітратів і залишком у кінці досліду.
Таблиця 5
Здатність ґрунтів до самоочищення
Доза N, кг/га |
Коефіцієнт самоочищення, мг NO3на 1 кг грунту |
|||
5 діб |
10 діб |
20 діб |
60 діб |
|
Дерново-підзолистий |
||||
60 |
13,2 |
3,50 |
0,3 |
0 |
240 |
51,1 |
18,8 |
0,3 |
0 |
360 |
78,2 |
27,1 |
0,3 |
0 |
540 |
115 |
430 |
1,0 |
0 |
900 |
196 |
67,9 |
0,8 |
0 |
Темно-сірий опідзолений |
||||
60 |
6,10 |
16,5 |
0,1 |
0,1 |
240 |
38,3 |
26,1 |
1,7 |
0,3 |
360 |
19,0 |
79,1 |
2,3 |
0,3 |
540 |
10,1 |
159 |
3,5 |
0,1 |
900 |
1,20 |
271 |
74,0 |
1,4 |
Чорнозем звичайний |
||||
60 |
1,12 |
22,9 |
2,50 |
0,1 |
240 |
23,1 |
18,8 |
12,8 |
0,2 |
360 |
0,1 |
97,2 |
20,6 |
0,5 |
540 |
17,6 |
78,2 |
24,8 |
1,6 |
900 |
84,3 |
33,1 |
64,8 |
2,1 |
Темно-каштановий |
||||
60 |
4,60 |
3,90 |
3,40 |
0 |
240 |
35,8 |
20,4 |
6,30 |
0 |
360 |
25,2 |
29,4 |
23,8 |
0,1 |
540 |
20,2 |
73,6 |
29,9 |
0,3 |
900 |
20,2 |
136 |
47,1 |
1,5 |
Для порівняння цих показників обчислюють коефіцієнт самоочищення ґрунтів за формулою,запропонованою К. Вуркманом (1972):
ЗС==
SmQ(CO -CK),(3)
gtg
де ЗС – здатність середовища до самоочищення;
Sm – показник самоочищення;
СО, Ск – концентрації забруднювача відповідно на початку і в кінці процесу очищення;
t – тривалість процесу самоочищення;
g – загальна маса середовища;
Q – прибуток забруднювача
Лабораторна робота №10 Тема. Екологічна роль азотфіксуючих мікроорганізмів у екосистемах
Мета заняття: ознайомиться з проведенням мікробіологічних досліджень, дослідити вільно існуючих азотфіксаторів, їхню активність у різних субстратах, встановити залежність між активністю азотобактера та ґрунтовими умовами;
Основні екологічні законі є єдиними для рослин, тварин, мікроорганізмів. Екологія ґрунтових мікроорганізмів розглядає загальні екологічні закономірності, що є обов’язковими для всіх екосистем і організмів, (гомеостаз, сукцесія, біологічна організованість угрупувань). Розглядаючи специфічні закони, що діють в мікробних угрупуваннях екосистем, а саме здатність до розщеплення певних класів органічних речовин, азотфіксації, здатності надзвичайно швидко розмножуватись і розселятися можна відзначити надзвичайно важливу роль мікробів у екосистемах.
Ґрунтознавці-мікробіологи в своїх дослідженнях, як правило, визначають потенційні можливості мікроорганізмів в екосистемах. Показники чисельності при лабораторному культивуванні повністю не характеризують інтенсивність процесів, що реально проходять у природі, а тільки вказують на потенційну можливість мікробного населення зберігати гомеостаз при мінливих умовах зовнішнього середовища. Основна екологічна відмінність мікробів від вищих організмів полягає у тому, що їх кількість може буті зовсім не пропорційною їх реальному впливу на екосистему. Кількість тварин і рослин, а також їх біомаса у більшому ступені пропорційні їх внеску у колообіг речовин у екосистемі.
Однією із специфічних функцій окремих мікроорганізмів є здатність до фіксації вільного азоту, який у достатній кількості міститься у повітрі, але не може засвоюватися вищими рослинами Це відомі симбіотичні та вільно існуючі мікроорганізми. Велике значення у фіксації азоту має родина Azotobacteraceae. Найкраще вивчена вільно існуючі бактерії Azotobacter chroococcum. та Azotobacter vinelandii
Azotobacterchroococcum. Azotobacter vinelandii
Усі види азотобактера строгі аеробі. За фізіологічними особливостями азотобактер фіксує молекулярній азот атмосфери. Невисокі дозі азотовмісних сполук не пригнічують фіксацію азоту. Збільшення кількості зв'язаного азоту у вигляді нітратів в середовищі пригнічує засвоєння молекулярного азоту. Важливе значення для розвитку азотобактера поряд з мікроелементами, мають мікроелементи, насамперед молібден, що входить до складу ферментів нітрогеназ, що каталізують засвоєння азоту.
Ці фізіолого-біохімічні особливості азотобактера визначають його екологічні особливості. Він переважно мешкає у родючих, достатньо зволожених ґрунтах з нейтральною або близько до неї реакцією середовища. При дефіциті вологи більшість клітин цього мікроорганізму відмирає.
У багатих чорноземних, каштанових і сірих ґрунтах, що є сприятливими для розвитку азотобактера, він зустрічається у значних кількостях. За розрахунками відомо, що у степовій зоні в середньому за рік вільно існуючі азотфіксатори зв'язують і переводять у доступну для віщих рослин форму приблизно 17 кг азоту на гектарі оранки.