Биология почв лабораторный практикум

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный ниверситет»

О.П. Горлова

Биология почв

Лабораторный практикум

Красноярск 2014

3

Рецензент

Безкоровайная И.Н., доктор биологических наук, профессор кафедры экологии и природопользования СФУ

Горлова, О.П.

Биология почв: лаборатор. практикум / О.П. Горлова; Краснояр. гос. аграр. ун-т. – Красноярск, 2014. – 24 с.

Издание содержит практические задания и вопросы для освоения лабора- торно-практической части образовательной программы дисциплины «Биология почв».

Предназначено для студентов дневной и заочной форм обучения по направлению подготовки 110100.62 «Агрохимия и агропочвоведение» и специальности 110102.65 «Агроэкология», а также для студентов экологических и биологических специальностей.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Красноярского государственного аграрного университета

© Горлова О.П., 2014 © ФГБОУ ВПО «Красноярский

государственный аграрный университет», 2014

4

ВВЕДЕНИЕ

Знание закономерностей существования и взаимодействия живых организмов между собой и со средой обитания позволяет не только выявить экологические закономерности жизни биогеоценозов, но и оценить их состояние.

Биология почв является неотъемлемой частью наук о земле. Значение этого направления научной практики трудно переоценить. Биота обеспечивает существование и функционирование и почвенных, и наземных экосистем, выполняя в них самые разнообразные функции.

Именно с почвой связано существование подавляющего большинства видов растений и животных. И именно в почве сосредоточены процессы трансформации органического вещества, обеспечивающие формирование такого важнейшего показателя, как почвенное плодородие.

Впочве встречаются представители всех царств живой природы. Групповой и видовой состав, обилие, биомасса педобионтов определяют интенсивность и направленность процессов преобразования веществ в биологическом круговороте наземных экосистем.

Знание особенностей биологических объектов, их требований к качеству и условиям среды обитания позволяет использовать живые организмы почвы в диагностических и индикационных целях. При этом формируется экологически обоснованная система знаний о состоянии почв, их особенностях, возможности и перспективах использования и охраны.

Впредлагаемом лабораторном практикуме представлены задания к лабораторным работам, предусмотренным рабочей программой дисциплины «Биология почв» для направления обучения 110100.62 «Агрохимия и агропочвоведение» и специальности 110102.65 «Агроэкология».

Автор выражает благодарность Ирине Николаевне Безкоровайной за предоставление некоторых методических материалов, использованных в данном издании.

5

Занятие № 1. Общее разнообразие почвенной биоты

Цель занятия: ознакомиться с ролью биологических объектов в жизни биосферы. Охарактеризовать общее разнообразие организмов в почве. Рассмотреть особенности почвы как среды обитания.

Оборудование: микроскопы, биокуляры, лупы, чашки Петри, фиксированные образцы почвенной флоры и фауны.

Задания к работе

1.Рассмотрите препараты различных почвообитающих организмов, укажите их место в биогеохимических потоках.

2.В тетради зарисуйте схемы большого геологического и малого биологического круговоротов.

3.Из списка, приведенного ниже, выберите представителей почвенной биоты: а) обитающих в почве как целостном образовании;

б) использующих почву как систему пор и трещин; в) живущих в водных пленках и почвенном растворе; г) поселяющихся на поверхности почвенных частиц и на корнях растений:

микромицеты, гифы высших грибов, бактерии (азотфиксаторы, нитрификаторы, и пр.), синезеленые водоросли, зеленые водоросли, корни высших растений, одноклеточные простейшие, круглые черви (нематоды и коловратки), кольчатые черви, многоножки губоногие и двупарноногие, насекомые, их личинки.

Ответ оформите в виде таблицы.

4. Охарактеризуйте приспособления к обитанию в почве разных групп организмов.

Вопросы к занятию

1. Покажите роль биологического компонента в формировании большого и малого круговоротов.

2. Обоснуйте значение биоты как движущей силы биогеохимических потоков.

3.Назовите представителей всех царств живой природы, обитающих в почве.

4.Охарактеризуйте размерные группы почвенной фауны.

5.Покажите роль почвы как среды обитания для разных размерных групп педофауны.

6

6.Как проявляется влияние гранулометрического состава почв на морфологические характеристики, состав и численность педобионтов?

7.Проанализируйте соотношение представителей трофических групп в почве.

Занятие № 2. Почвенные водоросли. Особенности морфологического строения и размножения

Цель занятия: охарактеризовать особенности морфологии и способов размножения представителей основных отделов водорослей, обитающих в почвах.

Оборудование: микроскоп, бинокуляр, чашки Петри, препаровальные иглы, образцы разрастаний водорослей на почвенных монолитах, фиксированные препараты клеток водорослей.

Задания к работе

1.Рассмотрите визуально и под бинокуляром разрастания водорослей на почвенных монолитах.

2.В тетради зарисуйте варианты морфологического строения водорослей разных отделов.

3.Зарисуйте варианты процессов полового и бесполого размножения водорослей.

4.Из предложенного списка выберите представителей отделов синезеленых, зеленых, желто-зеленых и диатомовых водорослей:

р.Microcystis, р.Gleocapsa, р.Hormidium, р.Nostoc, р.Oscillatoria, р.Phormidium, р.Chlorella, р.Novicula, р.Anckistodesmus, р.Chlamydomonas, р.Ulotrix, р.Pleurochloris. р.Characiopsis, р.Bumilleriopsis, р.Heterotrix, р.Tribonema, р.Botrydium, р.Microspora, р.Pinularia, р.Nitzschia, р.Anabaena, р.Scenedesmus.

Ответ оформите в виде таблицы.

Вопросы к занятию

1.Назовите отличительные черты строения синезеленых водо-

рослей.

2.Охарактеризуйте морфологические формы представителей зеленых и желто-зеленых водорослей.

7

3.Покажите особенности строения диатомовых водорослей.

4.Проанализируйте способы вегетативного и полового размножения водорослей.

5.Охарактеризуйте роль водорослей в почвообразовании.

6.Покажите особенности функционирования почвенных водорослей в условиях различных типов почв.

Занятие № 3. Почвенные грибы и бактерии. Особенности строения и размножения. Основные представители

Цель занятия: охарактеризовать особенности морфологии и способов размножения представителей царства грибов и почвенных бактерий.

Оборудование: микроскоп, препаровальные иглы, чашки Петри, остатки растений, пораженных мучнистой росой, ржавчиной, плесеневыми разрастаниями, фиксированные препараты грибных гиф и органов спороношения.

Задания к работе

1.Рассмотрите под микроскопом и зарисуйте строение гифов и органов размножения различных представителей грибов.

2.В тетради зарисуйте циклы развития миксомицетов, зигомицетов, аскомицетов и базидиомицетов.

3.Заполните таблицу отличительных признаков классов грибов.

4. Зарисуйте внешний вид плодовых тел аско- и базидиомице-

тов.

5. Рассмотрите и зарисуйте особенности морфологического и анатомического строения клеток бактерий, указывая название органоидов.

8

Вопросы к занятию

1.Покажите отличительные особенности строения грибов как особого царства живой природы.

2.Охарактеризуйте осмотрофный тип питания и особенности его реализации грибами почвы.

3.Назовите характерные особенности морфологического строения, бесполого и полового спороношения грибов классов зиго-, аско-, базидио- и дейтеромицетов.

4.Покажите особенности строения лишайников как симбиотических организмов.

5.Охарактеризуйте строение клеток грамположительных и грамотрицательных бактерий.

6.Проанализируйте роль бактерий в формировании круговоротов химических элементов.

Занятие № 4. Почвенные простейшие. Своеобразие строения основных представителей нанофауны

Цель занятия: охарактеризовать особенности морфологии и способов размножения представителей основных групп почвенных простейших.

Оборудование: микроскоп, чашки Петри, препаровальные иглы, жидкие культуры простейших.

Задания к работе

1.Рассмотрите под микроскопом жидкие культуры простейших

почвы.

2.В тетради зарисуйте строение представителей саркодовых, жгутиковых и инфузорий, указав элементы строения и органеллы клеток на основании микроскопирования препаратов простейших.

3.Схематически изобразите процессы бесполого и полового размножения животных рассмотренных классов.

Вопросы к занятию

1. К какой группе почвенной фауны относят простейших?

9

2.Охарактеризуйте отношение простейших с почвой как средой обитания.

3.Покажите роль одноклеточных в формировании почвенных свойств и процессов.

4.Назовите отличительные черты строения клеток представителей саркодовых, жгутиковых и инфузорий.

5.Охарактеризуйте пути бесполого размножения простейших.

6.Дайте понятия изогамии, анизогамии и оогамии.

7.Назовите основных представителей простейших в почвах. Покажите особенности их строения, сформировавшиеся в процессе приспособления к обитанию в почве.

8.Какие условия в почвах определяют существование почвенных простейших?

9.Охарактеризуйте методы выявления и определения почвенных простейших.

Занятие № 5. Черви и моллюски. Основные представители. Особенности строения и адаптации к обитанию в почве

Цель занятия: охарактеризовать особенности морфологии и способов размножения представителей круглых червей на примере нематод и коловраток, кольчатых червей на примере дождевых червей и брюхоногих моллюсков.

Оборудование: микроскоп, бинокуляр, чашки Петри, препаровальные иглы, фиксированные препараты коловраток, нематод, дождевых червей, энхитреид, улиток и слизней.

Задания к работе

1.Рассмотрите под микроскопом препараты нематод и коловраток. В тетради зарисуйте морфологическое строение круглых червей (нематод и коловраток), укажите отделы тела.

2.Укажите в тетради особенности строения пищеварительной, выделительной, нервной и половой системы круглых червей.

3.Рассмотрите под бинокуляром и зарисуйте морфологическое строение кольчатых червей.

4.Рассмотрите под микроскопом препараты продольного и поперечного среза дождевого червя и зарисуйте анатомическое строение олигохет.

10

5.Укажите на рисунке расположение отделов пищеварительной, выделительной, нервной и половой системы кольчецов.

6.Зарисуйте особенности морфологии брюхоногих моллюсков, отметив отделы и ассиметричность строения тела.

Вопросы к занятию

1.Назовите размерные группы, к которым относятся круглые и кольчатые черви, а также брюхоногие моллюски.

2.Укажите морфологические и функциональные приспособления для обитания круглых и кольчатых червей в почве.

3.Охарактеризуйте особенности метамерного строения кольчатых червей.

4.Назовите представителей круглых и кольчатых червей в почве.

5.Охарактеризуйте роль дождевых червей в формировании почвенного плодородия.

6.Покажите распространение кольчатых червей в зональных типах почв.

7.Охарактеризуйте особенности строения легочных брюхоногих

иих место в функционировании почвенной экосистемы.

Занятие № 6. Особенности строения почвенных членистоногих. Основные представители: многоножки, паукообразные, насекомые

Цель занятия: охарактеризовать особенности морфологии, способов размножения представителей членистоногих.

Оборудование: бинокуляр, чашки Петри, препаровальные иглы, препараты представителей многоножек, паукообразных, имаго и личинок насекомых.

Задания к работе

1.Под бинокуляром рассмотрите особенности морфологического строения тел представителей многоножек, паукообразных, насекомых и зарисуйте их в тетради.

2.Зарисуйте морфологические формы обитающих в почве личинок насекомых.

11

Вопросы к занятию

1.Охарактеризуйте особенности внешнего строения и трофические предпочтения губоногих и двупарноногих многоножек.

2.Покажите особенности строения тела различных отрядов паукообразных: пауков, сенокосцев, клещей и скорпионов.

3.Назовите принципиальные особенности строения тела насе-

комых.

4.Назовите представителей типа членистоногих:

а) живущих в почве постоянно; б) использующих ее как среду обитания в отдельные периоды

онтогенеза.

5.Проанализируйте эволюционные преобразования морфологии

ианатомического строения разных классов и отрядов в типе членистоногих.

Занятие № 7. Роль почвенной биоты в биологическом круговороте

Цель занятия: охарактеризовать роль педобиоты в формировании круговоротов основных биофильных элементов.

Оборудование: схемы, наглядные пособия.

Задания к работе

1.В тетради составьте схемы круговоротов углерода, азота, фосфора, серы, железа и алюминия. Цветом выделите звенья круговоротов, в которых участвуют живые организмы почвы.

2.Перечислите представителей почвенной биоты, участвующих

вкруговоротах рассмотренных элементов.

Вопросы к занятию

1.Назовите основные звенья круговоротов углерода, азота, фосфора, серы, железа и алюминия.

2.Покажите роль и место педобионтов в функционировании рассмотренных круговоротов.

3.Обоснуйте экологическое значение почвенной биоты в поддержании стабильности геохимических потоков элементов.

12