Общая характеристика объекта
Микроорганизмы — доступный объект исследования они буквально окружают нас, обитают во всех средах жизни. Основная проблема их изучения — микроскопические размеры и сложные методики. Однако существует несколько простых методов количественного определения микроорганизмов в воздухе и почве.
Воздух — неблагоприятная среда для развития микроорганизмов. Здесь нет пищи, недостаточное количество влаги, опасные для жизни ультрафиолетовые лучи. В то же время в воздухе постоянно находится большое число спор грибов и бактерий — это вполне подходящая среда для их распространения. Источниками микрофлоры воздуха являются почва, растительность, животные и люди. На открытых пространствах ее в основном составляют почвенные сапротрофы, а в закрытых помещениях — обитатели верхних дыхательных путей. Именно из воздушной среды микроорганизмы - возбудители различных заболеваний попадают в организм человека и животных. Поэтому количество микроорганизмов в воздухе является важным санитарным показателем, характеризующим его чистоту. Санитарно-гигиеническое состояние воздуха оценивают по микробному числу, общему содержанию микроорганизмов в 1 м3.
Почва является более благоприятной средой для жизнедеятельности микроорганизмов. В каждом участке почвы складывается специфический комплекс экологических условий: влажности, температуры, засоления — свой состав компонентов питательного субстрата. Поэтому в каждом микролокусе имеется определенный микробиоценоз. Количество и разнообразие микроор-
ганизмов в почве характеризует ее биологическую активность. Чем выше этот показатель, тем более благоприятны почвенные условия для растений.
Изучение количества микроорганизмов в воздухе может стать темой самостоятельного исследования или быть частью других работ (например, мониторинга помещений, городских улиц, биогеоценозов). Визуальная оценка микробиоценозов почвы позволяет составить первое представление о ее свойствах и часто является частью почвенных исследований.
МЕТОДИКА: обнаружение и количественный учет спор бактерий и грибов в воздухе
Приготовление питательной среды (мясо-пептонный агар)
1. Один бульонный кубик залить 250 мл воды, кипятить несколько минут.
2. Задать реакцию среды (уровень кислотности удобно контролировать при помощи индикаторной бумаги). Для бактерий рН равен 6,5—7,0; для грибов — 4,5—5.
3. Для обесцвечивания бульона добавить в него один белок куриного яйца, предварительно смешанного с равным количеством воды и хорошо взбитого. Нагревать 30 секунд до появления сгустка, а затем отфильтровать.
4. В бульон добавить 2 % агара, кипятить 5 минут и простерилизовать одним из ниже перечисленных методов.
Стерилизация питательной среды и микробиологического оборудования
Термические методы: стерилизация в автоклаве паром под давлением: (1 атм, 121 °С) в течение 20 минут; стерилизация в термостате сухим жаром (160—170 °С) в течение 2—3 ч; тиндализация — дробная стерилизация, при которой стерилизуемый материал ежедневно прогревают 1 ч на водяной бане при температуре 60—65 °С в течение 5 дней или при температуре 70—80 "С в течение 3 дней.
Холодные методы: стерилизация фильтрованием через специальные мембранные фильтры, изготовленные из ацетата, коллодия, целлюлозы (применяют для стерилизации питательных сред); стерилизация ультрафиолетовым светом.
Заражение питательной среды
(седиментационный метод, или метод оседания по Коху)
1. Питательную среду разлить в стерилизованные чашки Петри и дать пластинке застыть. Приготовить чашки для двух вариантов опыта - контрольного и опытного, по 5—6 повторностей в каждом. На крышке указать дату посева и время.
2. Для заражения опытные чашки Петри открыть и выдерживать в течение 50 минут. Крышки, не переворачивая, поставить рядом. Одну чашку контрольного варианта не открывать вовсе.
3. Контрольные и зараженные чашки Петри поместить в термостат при температуре 22—25 °С на несколько дней для культивирования посевов. Чашки просматривают на 5, 7, 10 и 15-й день после посева. В опытных чашках при культивировании появляются колонии бактерий и грибов. Большинство бактерий имеют колонии правильной формы с ровными краями, чаще — окрашенные или молочно-белые. Колонии грибов разрастаются в густую, пушистую, бархатистую или мучнистую массу. В контрольных чашках колонии не должны появляться. Если это произошло, контрольные и опытные варианты придется заложить снова.
Анализ и оценка санитарно-гигиенического состояния воздуха
1. Подсчитать число колоний в чашках Петри.
2. Определить площадь чашки Петри.
3. Пересчитать количество колоний на 100 см2.
4. Определить микробное число для каждой повторности. Установлено, что за 50 минут при спокойном состоянии воздуха на площадь 100 см2 оседает приблизительно столько же микроорганизмов, сколько их содержится в 100 л (0,1 м3) воздуха. Исходя из этого, можно подсчитать количество микроорганизмов в 1 м3 воздуха данного помещения.
5. Для опытного варианта определить выборочную среднюю, ее ошибку и доверительный интервал для генеральной средней.
6. Сделать вывод о санитарно-гигиеническом состоянии воздуха, сравнив свои данные с табличными значениями
Качество воздуха Всего микроорганизмов в 1 кв. м. летом зимой Чистый 1500 4500 Грязный 2500 7000
.
.
.
При помощи данной методики можно проводить сравнительные исследования, определяя микробное число в разное время суток, в различных помещениях.
Утилизация отработанного микробиологического материала
Чашки с отработанным материалом помещают в автоклав или сухо-жаровой шкаф так же, как при стерилизации, для уничтожения культур. После этого посуду очищают и моют.
МЕТОДИКА: изучение качественного состава микробиоценоза почвы
Посев почвенного образца по Новогродскому
1. Подготовить питательную среду. Посев почвы делают на агаровую среду, которая имеет состав: на 1 л воды 18 г агара (так называемый голодный агар). Воду доводят до кипения, добавляют агар, разваривают 30 минут. Полученную среду стерилизуют и разливают в стерилизованные чашки Петри слоем 0,5 см.
2. Подготовить пробы почвы. Сухую почву растирают в ступке пальцем в резиновой перчатке в течение 5 минут для отделения клеток от поверхности почвенных частиц и их разобщения. Растертую пробу почвы просеивают через сито с диаметром отверстия 0,25 мм.
3. Провести посев почвы и культивирование микроорганизмов. Полученную почвенную пыль высевают в чашки Петри на «голодный агар» (навеска 10—50 мг). Засеянные чашки помещают в термостат при температуре 25 "С на 3—5 дней.
Обработка результатов эксперимента
1. Обследовать образцы под микроскопом. Пробиркой с ровным краем вырезать агаровые блоки и с помощью пинцета поместить на предметное стекло. Микроскопируют образец с общим увеличением около 100—200 раз. На препарате видно, что почвенная пылинка служит центром микробиоценоза, рост которого идет локально (по водной пленке вокруг почвенной частицы за счет питательных компонентов самой почвы).
В состав микробиоценоза точвы входят бактерии (доминирующая группа), актиномицеты, дрожжи, плесневые грибы, водоросли, простейшие (рис. ). Бактерии выглядят как мелкая зеррнистость вокруг почвенной гастицы, окрашены в желто-коричневые или серо-белые тона. Актиномицеты образуют тонкий беесцветный субстратный мицелий в виде прямых или разветвленных нитей, от которых отхо-хят более толстые темные гифы воздушного мицелия, формирующие конидиеносцы. Гифы воздушного мицелия могут быть прямыми, спирально закрученными, волнистыми. Эукариотические грибы в основном представлены плесневыми грибами. Их мицелий в 10 раз толще, чем
у актиномицетов. Водоросли видны в виде округлых клеток (может просматриваться оформленное ядро). Под микроскопом клетки водорослей обычно светятся, так как содержат пигменты.
2. Зарисовать микробиоценозы. Мицелий актиномицетов изобразить одной линией, так как он целостный (не имеет перегородок). Сначала зарисовать субстратный мицелий, а затем воздушный. Мицелий плесневых грибов изобразить двумя линиями, показывая его толщину.
Утилизация отработанного микробиологического материала
Чашки с отработанным материалом помещают в автоклав или сухо-жаровой шкаф так же, как при стерилизации, для уничтожения культур. После этого посуду очищают и моют.
Человек — один из самых интересных и доступных объектов исследования. Огромное количество разнообразных методик разработано для оценки различных показателей организма человека. С их помощью можно измерить и определить уровень физического развития, физиологическое состояние организма, особенности организации нервной системы, индивидуальные биоритмы. Можно оценить влияние различных факторов на здоровье человека, способность адаптироваться к различным воздействиям.
В экологии наиболее часто изучают не отдельного человека, а целые группы людей. Это позволяет выявить общие закономерности изменения показателей состояния организма и установить взаимосвязи между ними.
Непременное условие проведения исследования на людях — применение методик, не причиняющих вреда здоровью, и согласие испытуемого участвовать в исследовании.
Деятельность человека тоже важный объект исследования. Человек оказывает очень существенное влияние на окружающую среду, причем результаты человеческой деятельности в основном негативно действуют на все живое, в том числе на самого человека.
МЕТОДИКА: измерение показателей физического развития
Вводная информация
Здоровье — это состояние полного физического, духовного и социального благополучия, одна из несомненных ценностей каждого человека и общества в целом. Здоровье формируется под влиянием сложного комплекса внутренних факторов (таких как наследственность, состояние иммунной системы, психо-эмоциональное состояние) и внешних воздействий (таких как состояние окружающей среды, здоровый образ жизни, социальное благополучие).
Показатели физического развития являются наиболее объективными и надежными критериями благоприятного или неблагоприятного влияния различных факторов на рост и развитие организма. Физическое развитие человека оценивают, в первую очередь, по состоянию опорно-двигательной системы, соотнося длину тела (рост), массу и окружность грудной клетки.
Оценка росто-весового соотношения Оборудование: ростомер, напольные весы.
1. Измерить рост с помощью ростомера (в сантиметрах).
2. Определить свой вес при помощи напольных весов.
3. Рассчитать по формуле должную массу (Д. м.) для данного роста:
для молодого человека = 0,71 х Рост — 57,98;
и для девушки = 0,62 х Рост — 48,92.
4. Сравнить полученную величину с реальной измеренной массой (Р. м.) и сделать вывод о соответствии своей массы росту (расхождение более чем на 15 % в ту или иную сторону является фактором риска). Если Р. м. больше Д. м., то по величине разности между ними врачи выделяют четыре степени ожирения: расхождение на 15-29 % — 1-я степень; на 30-40 % — 2-я степень; на 50-100 % - 3-я степень; более чем на 100 % — 4-я степень.
Определение типа сложения по индексу пропорциональности
Оборудование: ростомер, сантиметровая лента.
1. Измерить рост (в сантиметрах) с помощью ростомера.
2. Измерить окружность грудной клетки (в сантиметрах) с помощью сантиметровой ленты. Ленту начинают накладывать сзади по нижним углам лопаток; спереди она проходит по среднегрудинной точке (место прикрепления четвертых ребер к грудине — под молочными железами).
3. Рассчитать индекс пропорциональности (И. п.), окружность гр. Клетки разделить на рост и умножить на 100%
4. Сделать вывод о своем типе сложения по величине индекса пропорциональности:
и 52—54 % (для мужчин) и 50—52 % (для женщин) — нормальный тип сложения (нормостенический)\
и менее 52-54 % (для мужчин) и 50-52 % (для женщин) — узкогрудый тип сложения (астенический)',
и более 52—54 % (для мужчин) и 50—52 % (для женщин) — широкогрудый тип сложения (гиперстенический).
Оценка гармоничности физического развития
Оборудование: ростомер, напольные весы, сантиметровая лента.
1. Измерить рост с помощью ростомера.
2. Измерить окружность грудной клетки с помощью сантиметровой ленты.
3. Определить массу тела с помощью медицинских весов.
4. Пользуясь таблицей, определить размерные «категории», в которые попадают полученные значения показателей.
Таблица - Категории показателей физического развития
В столбцах таблицы указаны правые границы «коридоров»
значений; значения больше правой границы 6-го «коридора»
считать в составе 7-й категории
1 - рост(см)
2 - масса тела, кг
3 - окружность груди, см
5. Сделать вывод о гармоничности своего физического развития:
- развитие можно считать гармоничным, если категории всех трех показателей совпадают;
- развитие умеренно негармоничное, если номера категорий любой пары показателей различаются на две единицы;
- развитие выражение негармоничное, если номера категорий любой пары показателей различаются на три единицы и более; в таких случаях желательно проконсультироваться у врача, который порекомендует соответствующий способ коррекции.
МЕТОДИКА: определение функционального состояния и адаптивных возможностей организма
Вводная информация
Оценка функционального состояния организма выявляет степень развития дыхательной и сердечно-сосудистой систем. В основу этой оценки положен учет изменения частоты пульса и дыхания в зависимости от положения тела или определенного мышечного напряжения.
Техника постановки эксперимента
Оборудование: секундомер.
1. Сделать обычный вдох. Задержать дыхание (сколько сможете), зажав нос пальцами. Записать время задержки.
2. Сделать обычный выдох. Задержать дыхание (сколько сможете), зажав нос пальцами. Записать время задержки.
3. Выполнить дозированную нагрузку, например низкие (глубокие) приседания в течение 30 секунд. Повторить задержку дыхания на выдохе. Зафиксировать время задержки.
4. Сделать вывод о функциональном состоянии дыхательной системы испытуемого, исходя из следующих данных:
1 - у здоровых детей и подростков 6—18 лет время задержки дыхания на вдохе колеблется в интервале 30—55 с;
2 - у здоровых школьников задержка дыхания на выдохе составляет 12-13 с;
3 - при дозированной физической нагрузке за норму обычно принимают уменьшение времени задержки дыхания на выдохе не более чем на 50 %.
МЕТОДИКА: определение состояния сердечнососудистой системы с помощью пробы Марина
Оценивают физическую работоспособность испытуемого по приросту пульса после нагрузки в процентах от нормального пульса.
1. Подсчитать пульс в спокойном состоянии в течение минуты.
2. Выполнить дозированную нагрузку — низкие (глубокие) приседания в течение 30 секунд. Снова подсчитать пульс в течение минуты.
3. Сделать вывод о состоянии сердечно-сосудистой системы и физической работоспособности испытуемого, исходя из данных таблицы 7.4.
МЕТОДИКА: оценка общего состояния здоровья с помощью теста МПК
Вводная информация
Показатель максимального потребления кислорода (МПК) позволяет судить о резервных возможностях дыхательной, сердечно-сосудистой и других адаптационных систем организма. Величина МПК зависит от развития и функционального состояния этих систем. Всемирная организация здравоохранения считает тест МПК объективным обобщенным показателем резервных возможностей организма и, как следствие, — показателем общего состояния здоровья, Наиболее часто используют метод определения МПК с помощью «степ-теста» (восхождения на ступеньку высотой 30—35 см для детей и 50 см — для взрослых).
Техника постановки эксперимента
Оборудование; скамейка для «степ-теста», секундомер, калькулятор, весы.
1. Измерить массу тела испытуемого с помощью весов.
2. По команде экспериментатора (он засекает время) испытуемый начинает восхождения на ступеньку в течение 4 минут в среднем темпе — 20 восхождений в минуту. Каждое восхождение выполняют на 4 счета: «раз» — шаг одной ногой на ступеньку, «два» — шаг другой ногой, «три» — одной ногой на пол, «четыре» — другой ногой на пол.
3. После завершения восхождений (на пятой минуте) подсчитать пульс испытуемого.
4. Рассчитать мощность работы (N, кг • м/мин) по формуле:
N=m•h•n•K,
где т — масса тела испытуемого, кг; h — высота скамейки, см; n - число циклов восхождений; К— коэффициент, учитывающий величину работы при спуске со ступеньки (табл. 7.5).
5. Рассчитать величину МПК, мл/мин, по формуле Добельна:
МПК =(A•N / H-S)•K•1000
где N — мощность работы, кг • м/мин; Н — пульс на пятой минуте, ударов/мин; А — коэффициент поправки к формуле в зависимости от возраста и пола (табл. 7.6.1); S— коэффициент поправки к пульсу в зависимости от возраста и пола (табл. 7.6.1); К — возрастной коэффициент (табл. 7.6.2).
6. Рассчитать относительную величину МПК, мл/мин • кг, по формуле:где т — масса тела, кг.
Если оценка резервных возможностей организма оказалась низкой, это свидетельствует о слабом здоровье человека и подверженности организма заболеваниям.
МЕТОДИКА: определение типа высшей нервной деятельности
Вводная информация
Тип высшей нервной деятельности (ВНД) — это совокупность врожденных и приобретенных свойств нервной системы, определяющих характер взаимодействия организма с окружающей средой и находящих свое отражение во всех функциях организма. Особенности ВНД определяются характером взаимодействия основных нервных процессов. Поэтому в основе классификации типов ВНД лежат различия таких свойств нервной системы, как сила, подвижностью уравновешенность нервных процессов.
Тип ВНД формируется в ходе индивидуального развития организма на основе врожденных свойств нервной системы под влиянием факторов внешней среды и во многом определяет характер человека. Характер (темперамент) — это целостный устойчивый индивидуальный склад психической жизни личности, проявляющийся в деятельности, общении и типичных способах поведения.
Русский физиолог Иван Петрович Павлов (1849—1936) выделял четыре наиболее выраженных типа ВИД: живой, спокойный, безудержный и слабый, которые в общих чертах соответствуют четырем типам характера (темперамента) — сангвинику, флегматику, холерику, меланхолику.
Сбор данных
Испытуемому предлагают заполнить анкету, состоящую из 42 вопросов. Если он затрудняется ответить однозначно, то ему следует выбирать наиболее подходящий из возможных вариантов (то, что для него наиболее характерно).
Оценку ответов проводят по таблице 7.8.
Вопросы для оценивания показателей силы нервных процессов
1. В конце каждого занятия не чувствую усталости. Материал усваиваю хорошо как в начале занятия, так и в конце.
2. В конце учебного года занимаюсь с той же активностью и продуктивностью, что и в начале.
3. В период сдачи экзаменов и зачетов сохраняю высокую работоспособность до конца.
4. Быстро восстанавливаю силы после экзаменов.
5. При опасности действую смело, легко подавляя излишнее волнение, неуверенность, страх.
6. Склонен к риску, к острым ощущениям в ситуациях, требующих энергичных действий.
7. На собраниях смело высказываю свое мнение, критикую недостатки своих товарищей.
8. Стремлюсь участвовать в общественной работе.
9. Неудачные попытки при решении задач, сдаче зачетов мобилизуют меня на достижение поставленной цели.
10. В случае неудачного ответа на экзаменах, получения двойки настойчиво готовлюсь к пересдаче.
И. Порицание родителей, преподавателей, товарищей оказывает положительное влияние на мое состояние и поведение.
12. Безразличен к насмешкам, шуткам.
13. Легко сосредотачиваюсь. Не отвлекаюсь при помехах (хождении, разговорах) во время умственной работы.
14. После неприятностей легко успокаиваюсь и сосредотачиваюсь на работе.
Вопросы для оценивания показателей уравновешенности нервных процессов
15. Спокойно делаю трудную и неинтересную работу.
16. Перед экзаменами, выступлениями сохраняю спокойствие.
17. Накануне экзаменов, переезда, путешествия поведение обычное.
18. Хорошо сплю перед серьезными испытаниями.
19. Умею сдерживаться, легко и быстро успокаиваюсь.
20. В волнующих ситуациях (спор, ссора) владею собой, спокоен.
21. Характерна вспыльчивость и раздражительность по любому поводу.
22. Проявляю сдержанность, самообладание при неожиданном известии.
23. Легко храню в секрете неожиданную новость.
24. Начатую работу всегда довожу до конца.
25. Тщательно готовлюсь к решению сложных вопросов.
26. Настроение обычно ровное, спокойное.
27. Активность в учебной работе, физической работе проявляю равномерно, без спадов и подъемов.
28. Для меня характерны равномерная и плавная речь, сдержанные движения.
Вопросы для оценивания показателей подвижности нервных процессов
29. Стремлюсь скорее начать выполнение всех учебных и общественных поручений.
30. Часто допускаю много ошибок, потому что спешу.
31. К выполнению заданий приступаю сразу, не всегда обдумывая их.
32. Легко изменяю привычки, легко приобретаю навыки.
33. Быстро привыкаю к новым людям, к новым условиям жизни.
34. Люблю быть с людьми, легко завожу знакомства.
35. Быстро втягиваюсь в новую работу.
36. Легко перехожу от одной работы к другой.
37. Люблю, когда задания часто меняются.
38. Легко и быстро засыпаю, просыпаюсь и встаю.
39. Легко переключаюсь от переживания неудач и неприятностей к деятельности.
40. Мои чувства ярко проявляются в эмоциях, в мимике и вегетативных реакциях (краснею, бледнею, бросает в пот, в дрожь и т. д.).
41. Часто меняется настроение по любому поводу.
42. Речь и движения быстрые.
Обработка результатов и выводы
Ответы, выраженные в баллах, заносят в таблицу (табл. 7.9). Для расчета общей суммы баллов в процентах общую сумму баллов со знаками «+» и «—» делят на максимальное количество баллов, которое можно набрать в каждом блоке вопросов (оно составляет 14 • 3 = 42), а затем умножают на 100 %.
На основании подсчитанной общей суммы баллов, выраженной в процентах, делают вывод о выраженности силы, уравновешенности и подвижности нервных процессов, придерживаясь ориентировочных границ: 50 % и более — высокая выраженность, 49—25 % — средняя, 24—0 % — низкая.
На основе полученных данных делают вывод о типе характера (темперамента), учитывая, что для сангвиника характерны высокие сила нервных процессов, уравновешенность и подвижность; для флегматика — высокие сила и уравновешенность, низкая подвижность; для холерика — высокие сила и подвижность, низкая уравновешенность; для меланхолика — низкие сила, подвижность и уравновешенность нервных процессов.
МЕТОДИКА: определение хронобиологического типа человека
Вводная информация
Изменения условий окружающей среды ритмичны. Все живые организмы, в том числе человек, имеют приспособления к этому явлению. Их жизнедеятельность подчиняется биологическим ритмам, в соответствии с которыми периодически ускоряются и замедляются функции систем органов организма. Физиологические ритмы могут изменяться на протяжении жизни человека. Если судить по суточным ритмам физиологической активности, каждого из нас можно в той или иной мере отнести к одному из хронобиологических типов (от греч. chronos— «время», bios— «жизнь»), условно называемых «сова», «жаворонок» и «голубь» (смешанный тип).
Сбор данных
При выполнении тестового задания необходимо придерживаться следующих рекомендаций.
Прежде чем ответить на вопрос, нужно прочитать его до конца.
Необходимо ответить на все вопросы в заданной последовательности.
На каждый вопрос надо отвечать независимо от другого.
Для всех вопросов, где даны на выбор ответы с оценочной шкалой, необходимо выбрать только один ответ.
На каждый вопрос необходимо отвечать как можно откровеннее.
1. Когда вы предпочитаете вставать, если впереди у вас свободный день и вы имеете воможность руководствоваться только собственными ощущениями?
2. Когда вы предпочитаете ложиться спать, если вечером не заняты и имеете возможность руководствоваться только собственными ощущениями?
3. Можете ли вы утром проснуться в определенное время без будильника?
Конечно, да................................................4
Иногда не могу.............................................3
Почти всегда в этом случае ставлю будильник на нужное время .. 2
Всегда ставлю будильник на нужное время.....................1
4. Насколько легко вам вставать утром?
Очень тяжело...............................................1
Относительно тяжело .......................................2
Сравнительно легко.........................................3
Очень легко................................................4
5. Насколько вы деятельны в первые полчаса после утреннего вставания?
Большая вялость ...........................................1
Небольшая вялость .........................................2
Относительно деятелен .....................................3
Очень деятелен ............................................4
6. Какой у вас аппетит после утреннего вставания в первые полчаса?
Совсем нет аппетита ........................................1
Слабый аппетит ............................................2
Сравнительно хороший аппетит..............................3
Очень хороший аппетит .....................................4
7. Как вы себя чувствуете в первые полчаса после утреннего вставания?
Очень усталым .............................................1
Усталость в небольшой степени...............................2
Относительно бодрым.......................................3
Очень бодрым..............................................4
8. Если на следующее утро вы не должны идти в школу, когда вы ложитесь спать по сравнению с вашим обычным временем отхода ко сну?
Всегда или почти всегда в обычное время......................4
Менее чем на 1 ч позже обычного.............................3
На 1—2 ч позже обычного....................................2
Больше чем на 2 ч позже обычного............................1
9. Вы решили регулярно делать физкультурную зарядку или заниматься физической тренировкой. Ваш друг предложил заниматься дважды в неделю по одному часу утром начиная с 7 часов утра. Будет ли это благоприятным временем для вас?
Мне это время очень подходит ...............................4
Для меня это время относительно приемлемо ..................3
Мне это будет достаточно затруднительно .....................2
Мне будет очень трудно .....................................1
10. В какое время вечером вы чувствуете, что сильно устали и должны идти спать?
11. Вам поручают работу, которая займет примерно два часа. Какое время суток вы предпочтете, если не заняты и хотите выполнить задание в период наивысшей работоспособности (по вашим ощущениям)?
8.00-10.00 .................................................6
11.00-13.00.................................................4
15.00-17.00.................................................2
19.00-21.00.................................................О
12. Если вы ложитесь спать в 23.00, насколько усталым вы себя ощущаете?
Очень усталым .............................................5
Относительно усталым ......................................3
Слегка усталым.............................................2
Совсем не усталым..........................................О
13. Какие-то обстоятельства заставили вас лечь спать несколькими часами позднее обычного. На следующее утро нет необходимости вставать в обычное время. Какой из указанных ниже вариантов будет наиболее верным для вас?
Просыпаюсь в обычное для себя время и не хочу спать..........4
Просыпаюсь в обычное для себя время и продолжаю дремать .... 3
Просыпаюсь в обычное для себя время и снова засыпаю.........2
Просыпаюсь позднее, чем обычно ............................1
14. Вам предстоит отъезд рано утром между 4 и 6 часами. На следующий день у вас нет никаких обязанностей. Какую из следующих возможностей вы выберете?
Сплю сразу после приезда ...................................1
Перед отъездом дремлю, а после приезда сплю .................2
Перед отъездом сплю, а после приезда дремлю .................3
Полностью высыпаюсь перед отъездом........................4
15. Вы должны в течение двух часов сделать тяжелую физическую работу Какое время для этого вам лучше всего бы подошло, если бы вы имели возможность выбирать?
8.00-10.00 .................................................4
11.00-13.00.................................................3
15.00-17.00.................................................2
19.00-21.00.................................................1
16. Вы решили серьезно заняться закаливанием организма. Друг предложил делать это вместе дважды в неделю по часу начиная с восьми часов вечера. Устраивает ли вас это время?
Да, полностью устраивает, буду в хорошей форме...............1
Буду в относительно хорошей форме..........................2
Нет, буду быстро уставать....................................3
Нет, это время меня совсем не устраивает......................4
17. Представьте, что вы сами можете выбирать график своего трудового дня. В какие пять часов (без перерывов) работа будет для вас наиболее продуктивной и принесет большее удовлетворение?
Часы суток (перечеркните пять клеточек; количество баллов за ответ определите по правому концу выбранного временного периода)
18. В какой час суток вы чувствуете себя «на высоте»? Часы суток (перечеркните только одну клеточку)
19. Иногда говорят «человек утреннего типа» и «человек вечернего типа». К какому типу вы себя относите?
Четко к утреннему типу — «жаворонок» .......................6
Скорее к утреннему типу, чем к вечернему.....................4
Смешанный тип — «голубь»..................................3
Скорее к вечернему типу, чем к утреннему.....................2
Четко к вечернему типу — «сова» .............................О
Обработка результатов и выводы
Подсчитывают сумму баллов и, пользуясь таблицей 7.10, определяют хронобиологический тип испытуемого: «жаворонок», «сова» или «голубь».
МЕТОДИКА: определение количества загрязнителей, попадающих в окружающую среду в результате работы автотранспорта
1. Выбрать участок автотрассы длиной 0,5—1 км, имеющий хороший обзор. Измерить длину участка по обочине (в километрах).
2. Определить число единиц автотранспорта разного типа (автобусов, легковых и грузовых автомобилей), проходящих по участку в течение 20 минут, данные занести в таблицу (табл. 7.11),
3. Умножив полученное число автомобилей на три, вычислить N— число единиц автотранспорта, проходящих по участку за 1 ч. Рассчитать общий путь (L), пройденный автомобилями каждого типа за 1 ч: умножить N на длину участка. Результаты занесите в таблицу 7.11.
4. Рассчитать объем топлива (Q, л), сжигаемого за 1 ч автомобилями каждого типа, по формуле: Q=LY,
где 7—удельный расход топлива на 1 км (табл. 7.12.1). Полученные данные занести в расчетную таблицу, отметив буквой вид используемого топлива: Б — бензин; ДТ — дизельное топливо.
5. Рассчитать общие объемы (Vco, Vcnнт, VN02, л) выделившихся в атмосферу загрязнителей (угарного газа, углеводородов, диоксида азота) при сгорании топлива по формуле:
V=K-Q,
где К — эмпирический коэффициент, определяющий зависимость величины выброса вредных веществ от вида горючего (табл. 7.12.2). Занести рассчитанные данные в нижнюю часть таблицы 7.11.
6. Рассчитать массу каждого из выделившихся вредных веществ CO, NO2, CnHm) по формуле:
т = VM : 22,4
где М— молекулярная масса каждого из оцениваемых загрязнителей. Занести цифры в расчетную таблицу.
7. Определить по справочным таблицам ПДК каждого из загрязнителей и сравнить с опытными данными.
Объект исследования — растения
Общая характеристика объекта
Растения — самый доступный объект для исследования. Многие из них постоянно живут рядом с нами и нетребовательны к условиям содержания. Для опытов в лаборатории можно использовать семена и проростки, корнеплоды, клубни и луковицы, комнатные растения, ветки деревьев и кустарников, водные (аквариумные) растения. Различные наблюдения можно проводить в природных и городских экосистемах.
Некоторые виды растений являются индикаторами состояния окружающей среды. На них можно выполнять модельные исследования.
Изучают растения очень давно и весьма активно, поэтому литература по экологии, физиологии, морфологии и анатомии растений очень обширна. Также разработаны различные методики, многие из которых не требуют особых материальных затрат и просты в исполнении.
Некоторые техники работы с растениями
Проращивание семян
Для опытов обычно отбирают семена растений с известными сроками сбора урожая и всхожестью, сходные по внешнему виду, размерам и массе (для однородности пробы).
Семена перед проращиванием обеззараживают, замачивая их в 1%-м растворе перманганата калия или облучая ультрафиолетовым светом в течение 30 минут. После замачивания семена отмывают дистиллированной водой.
Проращивают семена в чашках Петри. На дно чашки укладывают фильтровальную бумагу и равномерно распределяют семена — от 7 до 100 штук в зависимости от размера. На внешней стороне чашки (обычно снизу) подписывают вариант опыта. Затем пипеткой вносят 10 мл раствора (или дистиллированной воды), закрывают крышкой, под которую тоже укладывают фильтровальную бумагу для создания большей влажности. Проращивают семена в теплом месте, например в термостате при температуре 26 °С.
Выращивание проростков растений
Для выращивания проростков до стадии зеленения листьев используют метод «тряпичной куклы». На столе раскладывают полиэтиленовую пленку шириной 10—15 см, на нее помещают подложку — фильтровальную бумагу, чистую ткань или салфетку. На подложку в несколько рядов на расстоянии 1—1,5 см друг от друга раскладывают семена. Пленку вместе с подложкой сворачивают в рулон, скрепляют резинкой и ставят вертикально в стакан с водой, наполненный на '/з- Стакан помещают в теплое место, например в термостат, и выдерживают при температуре 26 "С.
Измерение длины и площади органов растений
При измерении длины корней или побегов растений в процессе их роста на исследуемый орган, как правило, наносят метки на определенном расстоянии. Для этого проще всего воспользоваться пластмассовой расческой. Зубцы расчески, изготовленной промышленным способом, находятся на одинаковом расстоянии друг от друга. Так как расчески делают разных размеров, можно иметь набор шаблонов для измерений.
Для нанесения меток кончики зубцов расчески смачивают в чернилах и прикладывают к корню или побегу. Чернила высыхают и сохраняются длительное время при осторожном поливе. На протяжении всего исследования все промеры производят с помощью одного и того же шаблона.
Диаметр стебля следует замерять в строго определенном месте, обычно это середина выбранного междоузлия.
Площадь листа можно измерить весовым методом. Для этого исследуемый лист накладывают на миллиметровую бумагу и обводят контур. Контур вырезают и взвешивают. Из такой же бумаги вырезают три квадрата с определенной площадью, обычно 100 см2 (10x10 см), взвешивают их и определяют среднюю массу квадрата. Площадь исследуемого листа вычисляют по формуле:
где а — масса контура листа, b— средняя масса квадрата бумаги (площадью 100 см).
Определение сырой и сухой массы растительного материала
Для определения сырой массы исследуемый орган, например лист, промокают фильтровальной бумагой для удаления воды с поверхности и сразу взвешивают. Основная масса сырого вещества приходится на свободную воду, содержащуюся в тканях, так как вегетативные части растений на 70—90 % состоят из воды. Масса сырого вещества может сильно колебаться в зависимости от времени суток, влажности воздуха и т. д. Поэтому отбор проб для определения сырой массы следует проводить в строго определенное время дня при одних и тех же условиях. Для стандартизации (выравнивания) условий полезно поливать растения за 3—5 ч до сбора материала.
При определении сухой массы исследуемый растительный материал высушивают в сушильном шкафу при температуре 60—70 °С или в термостате при температуре 90—105 "С. Через 2—2,5 ч растительный материал взвешивают. Еще через 0,5 ч проводят повторное взвешивание и, если масса материала не изменилась, сушку прекращают, а полученную величину считают сухой массой. Если же масса изменилась, растительный материал опять помещают в сушильный шкаф (термостат) и взвешивают через некоторое время. Эту операцию повторяют до установления постоянной массы.
Для получения более точного результата сушку рекомендуют проводить в течение 18—24ч.
Инфильтрация тканей
Метод инфильтрации — заполнение жидкостью межклетников изолированных фрагментов ткани растения. Инфильтрацию высечек (вырезанных фрагментов пластинки листа, срезов стебля и т. д.) проводят с помощью медицинского шприца. Сначала указательным пальцем закрывают отверстие канюли шприца, наливают воду на 1/3 объема, закладывают в шприц высечки и вставляют поршень. Затем переворачивают шприц канюлей вверх и, убрав палец, выгоняют из баллона шприца воздух, вдавливая поршень. После этого, плотно закрыв пальцем отверстие канюли, поршень оттягивают, в результате чего в баллоне понижается давление. Шприц резко встряхивают, одновременно отнимая палец от канюли. Давление в баллоне шприца тут же повышается, и вода заполняет межклетники высечек — происходит инфильтрация. Повторяя операцию несколько раз, можно добиться полной инфильтрации. Ее легко обнаружить невооруженным глазом: ткани высечек темнеют и на просвет выглядят однородными.
Инфильтрированные высечки опускаются на дно сосуда. Иногда этого не происходит из-за образовавшихся на поверхности высечек пузырьков газа. Пузырьки легко удалить кисточкой или стеклянной палочкой.
Определение типа пространственного распределения организмов
В полевых исследованиях бывает необходимо оценить среднюю плотность популяции какого-либо вида травянистых растений, занимающих большой луг, или выявить характер их размещения на территории . Для этого в обследуемом местообитании в разные, случайно выбранные места помещают деревянную рамку, ограничивающую определенную площадь (например, 1 кв.м), и каждый раз подсчитывают растения интересующего вида. Для закладки пробных площадок можно вместо рамки использовать четыре колышка, соединенных бечевкой и помещаемых в углы квадрата пробной площадки. Данные по нескольким (не менее 10) пробным площадкам используют для подсчета среднего числа организмов на одной площадке (выборочной средней) и дисперсии. Если значение дисперсии приблизительно равно выборочной средней, распределение особей считают случайным. Если величина дисперсии ниже выборочной средней, тогда распределение равномерное. Если выше выборочной средней, тогда — мозаичное.
МЕТОДИКА: исследование воздействия освещенности на интенсивность фотосинтеза у наземных растений
Вводная информация
Фотосинтез у растений протекает за счет световой энергии, поэтому его интенсивность зависит от интенсивности освещения. Существуют простые методики, позволяющие изучить эту зависимость по скорости образования кислорода.
У наземных растений образующийся при фотосинтезе кислород накапливается в межклетниках листа. Если межклетники заполнены газом, плотность листа небольшая, и он плавает на поверхности воды в сосуде. Если межклетники заполнены водой, лист опускается на дно. Кислород, образующийся при фотосинтезе, вытесняет из инфильтрированных межклетников воду, лист становится легче и всплывает на поверхность. На этом явлении основан метод Сапожникова для определения интенсивности фотосинтеза.
Техника постановки эксперимента
Оборудование: листья растений, пробочные сверла диаметром 8 мм, стаканчики, кипяченая вода, 0,5%-й раствор питьевой соды, шприцы объемом 10 мл, стеклянные трубки, лампы на 100 W, люксметр.
Внимание! При работе со стеклянной посудой и электроприборами необходимо соблюдать правила безопасности (см. Приложение 2).
1. Пробочным сверлом сделать высечки из листа и инфильтрировать их водой, насыщенной углекислым газом. Для насыщения двуокисью углерода кипяченую воду можно продуть выдыхаемым воздухом в течение 5—10 минут или использовать вместо воды 0,5%-й раствор пищевой соды (при более высокой концентрации сода оказывает вредное действие на живые клетки, что может привести к подавлению фотосинтеза).
2. Инфильтрированные высечки поместить в стаканчик с водой, насыщенной углекислым газом (с раствором соды). Один из стаканчиков поставить в темноту (контрольный вариант), другие расположить на разном расстоянии от источника света. С помощью люксметра измерить освещенность в каждой точке.
3. Оценить интенсивность фотосинтеза по времени, прошедшему с момента установки стаканов с инфильтрированными высечками на свет до всплытия 50 % высечек в стакане. Высечки, находящиеся на свету, всплывают в разное время в зависимости от интенсивности света. Высечки, находящиеся в темноте (контроль), всплывать не должны.
С помощью этой методики можно провести серию опытов по сравнению интенсивности фотосинтеза световых и темновых листьев, интенсивности фотосинтеза растений разных экологических групп и др.
МЕТОДИКА: изучение интенсивности фотосинтеза у водных растений
У водных растений интенсивность фотосинтеза можно оценить по количеству выделяющихся пузырьков кислорода.
Оборудование: веточка элодеи, лампа мощностью 100 W, пробирка, сосуд с водой для экранирования тепла, термометр, стеклянная палочка, пинцет, черная бумага для экранирования света, линейка, кипяченая вода, 0,5%-й раствор питьевой соды.
Внимание! При работе со стеклянной посудой и электроприборами необходимо соблюдать правила безопасности (см. Приложение 2).
1. Здоровую веточку элодеи длиной 3—4 см с верхушечной почкой обломить или срезать под водой и поместить в пробирку с водой, обогащенной углекислым газом (способы насыщения газом описаны в предыдущей методике).
2. Элодею поместить в пробирку верхушкой вниз, так чтобы свежеобломанный кончик ветки был на 5 см ниже поверхности воды. Пробирку с веточкой поставить во внешний прозрачный цилиндр (например, в батарейный стакан) с температурой воды в нем 27 °С. Слой воды служит тепловым фильтром.
3. Полученный прибор поместить справа или слева от источника света. Вскоре из свежеобломанного побега начинают выделяться пузырьки кислорода, образующегося в процессе фотосинтеза. Если пузырьки крупные и поступают редко, то нужно слегка сдавить пинцетом кончик среза или прижать его стеклянной палочкой к стенке пробирки. Если величина пузырьков не изменится, нужно обновить срез.
4. Когда пузырьки начнут выделяться равномерно, убедиться в том, что при затенении пробирки с веточкой ток пузырьков останавливается, а при возобновлении освещения возникает снова. Затенение производят черной бумагой, помещенной между лампой и прибором, так чтобы веточка была хорошо закрыта.
5. Измерить интенсивность фотосинтеза в разных условиях освещенности, подсчитав количество пузырьков, выделяющихся за 1 минуту Для этого прибор постепенно отодвигают от лампы на 5, 15, 25, 50
и 100 см. При этом величина освещенности меняется пропорционально квадрату расстояния от лампы. Счет пузырьков повторяют на
каждой точке три раза по 1 минуте (нужно убедиться, что выделяющиеся пузырьки достаточно мелкие, в противном случае см. п. 3). Затем находят среднее число пузырьков для каждого положения лампы.
С помощью этой методики можно исследовать интенсивность фотосинтеза при разной концентрации углекислого газа. При этом сравнение числа выделившихся пузырьков нужно проводить на одной и той же веточке, так как диаметр пузырьков, определяющий скорость выделения кислорода, зависит от площади среза. Она, в свою очередь, может различаться у разных веточек. Можно также сравнить разные водные растения (например, элодею, валлиснерию, роголистник) по степени зависимости процесса фотосинтеза от освещенности.
МЕТОДИКА: определение количества фотосинтетических пигментов в листьях
Вводная информация
Хлорофиллы и каротиноиды — важнейшие компоненты фотосинтетического аппарата листьев. Их количество зависит от интенсивности жизнедеятельности организма и тех черт, которые закреплены в генотипе. Поэтому по содержанию этих пигментов можно оценить некоторые возрастные и генетические особенности растения. Количество пигментов также отражает реакцию растительного организма на условия произрастания.
Для извлечения пигментов из листьев (экстрагирования) растительный материал растирают с полярным растворителем (этиловым спиртом, ацетоном). При этом пигменты переходят в раствор — образуется экстракт. Его обычно разбавляют тем же растворителем и используют приготовленную таким образом вытяжку для анализа.
Пигменты лучше всего экстрагировать из свежего растительного материала, но можно и из фиксированного. Концентрацию пигментов определяют при помощи фотоэлектроколориметра или спектрофотометра. Содержание пигментов выражают в миллиграммах на единицу сырой или сухой массы (на 1 г), в процентах от сырой (сухой) массы, а также в процентах на единицу площади листьев (дм2).
Этап 1. Получение спиртовой вытяжки
Оборудование: растительный материал (листья), весы, фарфоровая ступка, пестик, стеклянный фильтр № 2, стеклянные воронки, колба Бунзена, насос, мерные стаканы, мерная колба на 25 мл, диоксид кальция, кварцевый песок, 96%-й раствор этилового спирта.
Внимание! При работе со стеклянной посудой и электроприборами соблюдайте правила безопасности (см. Приложение 2).
1. Навеску листьев (0,1—0,15 г) поместить в фарфоровую ступку.
2. Добавить немного диоксида кальция, промытого кварцевого песка и растереть с 2—3 мл этилового спирта. К растертой массе прилить 4—5 мл спирта, снова растирать несколько минут, а затем оставить ступку для отстаивания осадка.
3. При помощи каучуковой пробки соединить насос с колбой Бунзена. Вставить в горло колбы сухую стеклянную воронку со стеклянным фильтром.
4. После отстаивания массы нижнюю сторону носика ступки слегка смазать вазелином. Образовавшуюся над осадком взвесь (экстракт) осторожно слить по палочке в воронку и отсосать насосом (использование насоса позволяет ускорить процесс экстракции). Фильтрат из колбы Бунзена перелить через сухую стеклянную воронку в мерную колбу на 25 мл. Колбу Бунзена дважды ополоснуть небольшой порцией спирта, каждый раз сливая жидкость в мерную колбу.
5. Повторять пп. 2 и 4, добавляя к осадку в ступке небольшие порции этилового спирта до тех пор, пока пигменты не будут извлечены полностью (пока растворитель не перестанет окрашиваться).
6. Содержимое мерной колбы довести растворителем до метки, закрыть каучуковой пробкой, тщательно взболтать и использовать спиртовую вытяжку для определения концентрации пигментов.
Этап 2. Определение концентрации хлорофиллов и каротиноидов
Оборудование: спиртовая вытяжка, спектрофотометр.
Анализ пигментов проводят при комнатной температуре на рассеянном свету, так как при сильном освещении происходит их фотоокисление и пигменты разрушаются. Вытяжку можно хранить несколько суток в темном холодном месте.
Спектрофотометрический анализ — наиболее точный метод определения количества пигментов в листьях. С его помощью можно измерить плотность экстракта и по ней оценить содержание пигментов в опытном растительном материале.
Плотность экстракта (D) измеряют на спектрофотометре в красной области спектра при длинах волн, соответствующих максимумам поглощения хлорофиллов а и b(665 и 649 нм). Нужно учитывать, что плотность раствора зависит от природы растворителя. При использовании 96%-го этилового спирта концентрацию пигментов (Q рассчитывают по уравнениям:
Схл.a = 13,7D665 - 5,76D649; Скар = 0.22D649 - 8,42D665; Схл.b = 25,8D649-7,6D665,
где D665и D649 — измеренные значения плотности экстракта при длинах волн 665 и 649 нм соответственно.
МЕТОДИКА: оценивание содержания воды в тканях растения
Вводная информация
Вода, содержащаяся в тканях растений, обеспечивает жизненно важные процессы — транспярацию и тургор. Ее доступность во внешней среде является условием нормального существования растений. Количество воды в растениях изменяется в течение вегетационного периода. Максимальное и минимальное ее содержание является характерной чертой вида.
Эту методику можно использовать для мониторинга и выявить с ее помощью максимум и минимум содержания воды в течение вегетационного периода у растений одного вида. Кроме того, можно сравнивать по этому показателю растения разных видов, различных экологических групп или одного вида, но из разных местообитаний.
Техника постановки эксперимента
Оборудование: термостат, весы, стеклянные бюксы (пустые бюксы хранят в эксикаторе), эксикатор, растительный материал.
Внимание! Будьте осторожны при работе с нагревательными и электроприборами.
2. Поместить в бкжсы пробы листьев подопытных растений. Масса пробы — 1—2 г (сделать в четырех повторностях). Бюксы снова взвесить, занести результаты в рабочую таблицу и рассчитать среднюю сырую массу пробы (m1).
3. Поместить бюксы в термостат и высушивать растительный материал при температуре 100—105 С до постоянной массы. Крышки снять и поставить в термостат рядом с бюксами.
4. Первое взвешивание провести через 1,5 ч, а контрольное — еще через 0,5 ч. (Каждый раз вынутый из термостата бюкс быстро закрыть крышкой и остудить в эксикаторе.) Если при контрольном взвешивании масса не изменилась, то высушивание заканчивают. Если масса изменилась, сушку продолжают до постоянной массы. Результаты взвешиваний занести в рабочую таблицу.
5. Вычислить среднюю сухую массу пробы (m2) и заполнить пустые графы таблицы.
МЕТОДИКА: исследование водоудерживающей способности тканей
Вводная информация
Водоудерживающая способность характеризует свойство растений накапливать и удерживать влагу в своем теле в течение более или менее продолжительного времени. Водоудерживающая способность является видоспецифическим признаком и зависит от скорости потери воды тканями, которая, в свою очередь, определяется особенностями белков цитоплазмы. Чем медленнее растение теряет воду, тем выше его водоудерживающая способность и, следовательно, оно может дольше выносить обезвоживание.
Суть метода состоит в наблюдении за скоростью потери воды листьями в течение некоторого времени. Опыт заканчивается, как только масса листьев станет постоянной (иногда, в зависимости от объекта, эксперимент приходится продолжать несколько суток).
Предлагаемая методика позволяет сравнивать по исследуемому показателю растения разных экологических групп.
Техника постановки эксперимента
Оборудование: растительный материал, весы, термостат, стеклянные бкжсы, камера для насыщения листьев водой (любая плотно закрывающаяся емкость, на дно которой помещают фильтровальную бумагу и добавляют 3 — 5 мл дистиллированной воды), эксикатор.
1. Листья исследуемых растений (около 1 г на каждую из 3—5 повторностей) поместить на 1—2 ч во влажную камеру для насыщения водой.
2. После насыщения водой пробы взвесить. Из них две повторности сразу отобрать и определить среднюю сырую массу пробы (т1). Остальной материал разложить на столе в комнате вдали от окна при относительно постоянной температуре.
3. Через равные промежутки времени (например, через каждые 2 ч) делать повторные взвешивания просушиваемых листьев до установления постоянной массы.
4. После того как масса листьев перестанет меняться, определить среднюю сухую массу пробы (т2).
5. Вычислить водоудерживаюшую способность листьев: рассчитать количество испарившейся воды (т1 — т2) и определить, каково было содержание влаги (в процентах) в сырой массе листьев (т1).
Все данные, полученные в ходе опыта, нужно записывать в рабочий дневник.
МЕТОДИКА: исследование критического водного дефицита растения
Вводная информация
Критический водный дефицит — это наибольшая потеря воды растительным организмом, которую он способен вынести без необратимых нарушений. Данный показатель, как и водоудерживающая способность, характеризует устойчивость растений к обезвоживанию и является видоспецифичным признаком. Например, критический водный дефицит европейских видов мезофитов составляет 15—20 %, а растений-ксерофитов — 60—65 %.
Данная методика позволяет сравнивать по исследуемому показателю растения одного вида из разных местообитаний или разные виды растений. Для комплексного изучения устойчивости растений к обезвоживанию следует объединить эту методику с предыдущей.
Техника постановки эксперимента
Оборудование: растительный материал, термостат, весы, стеклянные бюксы, эксикатор, влажная камера, химические стаканы, штативы.
1. С нескольких растений подопытного вида собрать 30—36 однородных листьев и поместить на 1 ч во влажную камеру для насыщения водой.
2. После насыщения отобрать 3—5 листьев и определить среднюю сырую массу листа (т1). Полученный результат занести в рабочую таблицу (табл. 7.14). Остальные листья подвесить в лаборатории вдали от окна для завядания.
3. Через 2 ч отобрать из завядающих листьев три для взвешивания и определения средней массы завядающего листа, а другие три поместить на донасыщение во влажную камеру для проверки их способности восстанавливать тургор. Занести результат в рабочую таблицу.
4. Повторить процедуру через 2 ч и далее до тех пор, пока листья, отбираемые из числа завядающих, не потеряют способность восстанавливаться. Все данные занести в рабочую таблицу.
5. Рассчитать критический водный дефицит. Для этого вычислить разность средней сырой массы листа (т 1) и массы завядающего листа в последней пробе (например, после 12 ч завядания) и полученное значение выразить в процентах от сырой массы листа.
МЕТОДИКА: изучение влияния света на прорастание семян
Оборудование: семена салата Lactucasativa, чашки Петри, фильтровальная бумага, фольга, лампа мощностью 15 W
Внимание! Будьте осторожны при работе с нагревательными и электроприборами.
1. В 12 чашек Петри разложить на влажную фильтровальную бумагу по 20 семян салата в предохраняющем зеленом свете. Сухие семена можно подсчитывать при обычном освещении, так как чувствительны к свету только набухшие семена.
2. После того как семена разложены, быстро запаковать 10 чашек в фольгу для защиты от света. Две чашки поставить на дневной свет.
3. Из 10 чашек две оставить запакованными и поместить в темное место (контрольный вариант). Остальные облучать лампой по схеме:
1 секунда облучения — 2 чашки; 1 минута — 2 чашки;
10 секунд — 2 чашки; 2 минуты — 2 чашки.
Облученные чашки снова быстро запаковать. Если помещение холодное, поместить их в термостат.
4. Через два дня в каждом из опытных вариантов подсчитать общее для двух повторностей число семян, у которых лопнула кожура и показался кончик корня (n). Полученные данные занести в рабочую таблицу (табл. 7.15).
5. Определить всхожесть семян. Для этого рассчитать долю проросших семян (в процентах от общего числа):
МЕТОДИКА: определение глубины покоя у древесных и кустарниковых растений
Вводная информация
У лиственных деревьев и кустарников умеренного климата к зиме рост прекращается, они теряют листья и переходят в состояние покоя. В это время все жизненные процессы в организме протекают очень медленно, что делает растение более устойчивым к неблагоприятным внешним воздействиям. Глубина покоя у разных видов неодинакова. Осенью, после опадения листьев, покой наиболее глубокий (органический). Одни растения выходят из органического покоя еще до наступления весны, но остаются в вынужденном покое, обусловленном неблагоприятными факторами среды. Другие — сохраняют состояние органического покоя до конца зимы. Если органический покой завершен, то у растений, перенесенных в благоприятные условия, почки трогаются в рост и отрастают новые побеги.
По данной методике можно проводить сравнение разных видов растений, разных жизненных форм или растений одного вида из разных местообитаний (например, произрастающих в городе и за его пределами).
Техника постановки опыта
Оборудование: банки на 200—500 мл, 3—5 побегов растений (например, черемухи, березы, липы, клена, лещины, крушины и т. д.).
Особенность данной работы состоит в том, что наблюдение нужно проводить в течение длительного времени: опыт закладывают в октябре (после опадения листьев), а результаты подводят в конце февраля — марте.
1. В октябре собранные побеги этикировать, указав на этикетках дату сбора образцов, и поставить в банку с водой, предварительно подрезав под водой концы побегов чуть выше места слома.
2. На банку наклеить этикетку с указанием исполнителей работы.
3. Раз в месяц (в ноябре, декабре, январе, феврале) осуществлять повторный сбор побегов того же вида растений (повторяя процедуру, описанную в п. 1). Следить за сроками выхода побегов из состояния органического покоя. Не реже одного раза в неделю менять воду и подрезать концы веток под водой.
4. Во время «пробуждения» почек (не пропустите!) отметить в дневнике наблюдений время начала набухания, развертывания, роста новых побегов (табл. 7.16). Обратите внимание на скорость развертывания почек у побегов одного вида, собранных в разные сроки.
5. При подведении итогов все данные заносят в сводную таблицу, анализируют и делают выводы о глубине и продолжительности покоя у растений разных видов.
МЕТОДИКА: оценка устойчивости злаков к засолению почв
Вводная информация
В условиях избыточной засоленности почвы всхожесть семян и интенсивность роста растений часто снижаются. Показателем солеустойчивости служит сравнение числа проросших семян в растворе соли и дистиллированной воде.
Техника постановки опыта
Оборудование: зерновки ячменя, чашки Петри, фильтровальная бумага, 1%-й раствор перманганата калия, химические стаканы, марлевые мешочки, этикетки, термостат, сушильный шкаф, пипетки на 10 мл, 10%-й раствор поваренной соли.
Внимание! При работе со стеклянной посудой и электроприборами соблюдайте правила безопасности (см. Приложение 2).
1. Здоровые, однородные по размеру и массе зерновки (40—80 штук) обработать 1%-м раствором перманганата калия в течение 3—5 минут, промыть в воде и слегка подсушить фильтровальной бумагой.
2. Восемь чашек Петри прокалить в сушильном шкафу при 150 °С в течение 1 ч. На дно уложить фильтровальную бумагу.
3. Разложить по 10—20 семян в чашки Петри (2 варианта по 4 повторности). В каждую контрольную чашку налить 10 мл дистиллированной воды, в каждую опытную — 10 мл 10%-го раствора соли.
4. Чашки с семенами поместить в термостат при температуре 26 °С для проращивания. На дно термостата поставить кювету с водой.
5. Через 7 дней в каждой повторности подсчитать общее число проросших семян (у них лопнула кожура и показался кончик корня) в каждом из вариантов опыта.
6. Определить среднюю для каждого варианта всхожесть семян (долю проросших семян в процентах от общего числа в варианте).
7. Результаты занести в рабочую таблицу (табл. 7.17) и сделать выводы.
МЕТОДИКА: определение степени экологического загрязнения среды с помощью биотеста
Вводная информация
Биотестирование разнообразных субстратов (воды, почвы и т. д.) с помощью растений является стандартным приемом в биоэкологических исследованиях и может быть использовано при оценке степени их загрязнения. В данной методике исследуют реакцию корней проростков, так как они очень чувствительны к загрязнению среды.
Техника проведения биотестирования
Оборудование: семена огурца, чашки Петри, фильтровальная бумага, мерные пипетки на 10 мл, маркер по стеклу, термостат с температурой 26 °С, весы, линейки, дистиллированная вода, 1%-й раствор перманганата калия, водопроводная вода, образец почвы.
1. Получить водную вытяжку почвы. Для этого навеску почвы (3—5 г) за сутки перед закладкой семян равномерно распределить по дну чашки Петри, закрыть бумажным фильтром, залить 20—30 мл дистиллированной воды и оставить до следующего дня. Образовавшуюся вытяжку слить в стакан и протестировать на загрязненность.
2. Для однородности пробы семена калибруют, т. е. отбирают примерно одинаковые по размеру и массе. Для трех вариантов опыта потребуется не менее 144 семян.
3. Семена на 10—20 минут поместить в 1%-й раствор перманганата калия (для обеззараживания), отмыть дистиллированной водой и разложить в 12 чашек Петри на фильтровальную бумагу по 12 штук: по 4 чашки для контроля и двух опытных вариантов. Чашки подписать.
4. В каждую чашку Петри ввести по 10 мл жидкости: в контрольный вариант — дистиллированную воду, в первый опытный вариант — водопроводную воду, во втором опытном варианте испытуемой жидкостью является образовавшийся при заливании почвы раствор.
5. Чашки Петри с семенами поместить в термостат при температуре 26 °С на четверо суток.
6. По окончании четырех дней для каждой из четырех повторностей опыта составить расчетную таблицу (табл. 7.18).
7. Измерить с помощью линейки длину главного корня и длину зоны боковых корней у 10 однородных проростков в каждой из чашек Петри. Данные занести в расчетную таблицу
8. В каждом варианте рассчитать выборочную среднююи ошибку выборочной средней. Полученные данные занести в расчетную таблицу (табл. 7.19),
9. Попарно сравнить выборочные средние каждого варианта с контролем и определить существенность различий между ними. Если различия существенные и полученные в опытных вариантах величины меньше контрольной более чем на 30 %, это позволяет сделать вывод: среды, использованные в опытных вариантах, действительно оказывают токсическое действие на проростки.
МЕТОДИКА: обнаружение тяжелых металлов в тканях растений
Оборудование: зерновки кукурузы, чашки Петри, фильтровальная бумага, бритва (нож, скальпель), пинцет (препаровальная игла), микроскол, маркер, термостат, установленный на 26 °С, 0,33%-й раствор Pb(NO3)2, раствор перманганата калия, реактив дитизон.
Внимание! При работе с химическими реактивами необходимо соблюдать осторожность (см. Приложение 2).
1. Зерновки кукурузы (56 штук), предварительно обработанные в течение 10—20 минут слабым раствором перманганата калия, разложить по 7 штук в восемь чашек Петри на фильтровальную бумагу.
2. Заложить контрольный и опытный варианты (по четыре повторности в каждом). Для этого налить в каждую чашку по 15 мл жидкости: в контрольные чашки — дистиллированную воду, в опытные чашки — раствор нитрата свинца. Чашки выдерживать в термостате при температуре 26 °С в течение 7 дней.
3. По окончании 7 дней измерить длину главного корня и длину зоны боковых корней. Данные по каждой повторности представить в табличной форме (см. п. 6 описания предыдущей методики и табл. 7.18).
4. Провести статистическую обработку полученных данных: для обоих вариантов рассчитать выборочные средние (хв) и ошибки выборочных средних (Sx), определить доверительный интервал для генеральной средней (в таблице 7.20 обозначен [хг]). Результаты занести в расчетную таблицу (табл. 7.20).
5. Проверить существенность различий между опытным вариантом и контролем (см. п. 9 описания предыдущей методики).
6. Для изучения локализации свинца в тканях растений приготовить серии тонких поперечных срезов корня и первых листьев (при работе с образцами серии срезов необходимо начинать, отступая на равное расстояние от края органа). Срезы поместить на предметное стекло, нанести 3—4 капли дитизона и накрыть покровным стеклом. Через несколько минут на срезах появится четкое окрашивание, так как дитизон обладает высокой чувствительностью к свинцу и реагирует с его ионами с образованием нерастворимых солей — дитизонатов свинца, имеющих красный цвет. Рассмотреть срезы под микроскопом при разных увеличениях и зарисовать их, отмечая распределение свинца.
При использовании этой методики можно поставить серию модельных опытов по влиянию разных концентраций растворов солей свинца на проростки кукурузы. Известно, что 0,33%-я концентрация раствора нитрата свинца ингибирует (замедляет) рост корней проростков кукурузы на 50 %.
Так же можно поставить серию опытов по выявлению влияния нитрата свинца или других растворимых солей тяжелых металлов на проростки подсолнуха, огурца, гороха и т. д.
МЕТОДИКА: обнаружение нитратов в растениях
Вводная информация
Внесение азотных удобрений без соблюдения дозы и правил приводит к увеличению содержания нитратов в пищевых растениях. Министерство здравоохранения РФ установило предельно допустимые концентрации нитратов в сельскохозяйственной продукции (табл. 7.21).
Попадание большой дозы нитратов в организм опасно для здоровья. По данным Министерства здравоохранения РФ, предельно допустимая доза нитратов для взрослого человека в сутки составляет 500 мг, токсичная доза - 600 мг и более. Использование простых методов обнаружения нитратов в растениях позволяет избежать потребления токсичных доз нитратов.
С помощью данной методики можно сравнивать разные культуры между собой, а также разные органы растения по содержанию в них нитратов.
Техника постановки эксперимента
Оборудование: растительный материал (плоды, клубни, корнеплоды, луковицы и т. д.); растворы нитрата калия (нитрата натрия) в концентрациях, мг/л: 1000, 900, 800, 700, 600, 500, 400, 300, 200, 100, 50, 10, 1; 1%-й раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте (хранить в капельнице в темноте), пинцет (стеклянная палочка), стеклянные палочки, плоские белые фарфоровые тарелки, стеклянные пластинки, фломастер (маркер), фильтровальная бумага, ножницы, бритва (нож, скальпель).
Внимание! При работе с острыми предметами, химическими реактивами и стеклянной посудой соблюдайте правила безопасности (см. Приложение 2).
1. Подготовить концентрационную шкалу окраски растворов, соответствующую определенному содержанию нитратов. Для этого в разные места поверхности белой фарфоровой тарелки (стеклянной пластинки с белым фоном) нанести капли контрольных растворов нитрата калия (нитрата натрия) и добавить по одной капле дифениламина. Подписать каждую контрольную пробу.
2. Растительный материал, взятый для исследования, разложить на столе и отделить ткани для анализа. Отжать сок на поверхность чистой фарфоровой тарелки (стекла с белым фоном) с помощью пинцета или стеклянной палочки. Образцы подписать фломастером. Одновременно острой бритвой (ножом, скальпелем) сделать несколько срезов изучаемой ткани и поместить на предметное стекло.
3. На срезы и выжатые порции сока нанести по капле дифениламина. Сравнить полученную окраску с контрольными пробами и оценить количество нитратов в каждом образце.
4. Полученные данные занести в сводную таблицу (табл. 7.22) и сделать выводы.
5. Смывая по окончании работы растительные ткани и сок, необходимо помнить о правилах работы с кислотами.
МЕТОДИКА: описание лесного растительного сообщества
Вводная информация
Изучением фитоценозов занимаются науки геоботаника и фитоценология (раздел геоботаники и биоценологии), Геоботанические исследования необходимы во время планирования работы по освоению земель, так как типы растительных сообществ являются индикаторами качества земель и степени их пригодности для окультуривания. Знания геоботаники составляют научную основу лесоводства, луговодства, полеводства, планирования охранных и восстановительных мероприятий. Названные науки изучают фитоценозы в их связи с факторами среды: климатом, почвой, деятельностью животных и человека, а также с другими фитоценозами.
Растительный покров той или иной территории неоднороден: его слагают различные растительные ассоциации — совокупности растений, каждая из которых имеет определенные видовой состав и структуру (внешний облик), характер взаимоотношений между ее членами и встречается в определенных условиях среды.
В пределах одного фитоценоза нередко можно наблюдать одну или несколько растительных ассоциаций. Так, в еловом лесу встречаются ассоциации, называемые «ельник зеленомошный», «ельник чернично-зеленомошный», «ельник бруснично-зеленомошный» и т. д. В названии растительной ассоциации имя существительное происходит от родового названия доминанта (эдификатора) верхнего яруса, имя прилагательное — от родовых названий до-минантов нижних ярусов. Например, в ельнике чернично-зеленомошном ель является эдификатором верхнего яруса, а в нижних ярусах доминируют зеленые мхи и черника. Вместе с тем территориально разграниченные фитоцензы, например расположенные на правом и левом берегу большой реки, могут быть образованы одной ассоциацией.
Чтобы составить представление о растительном покрове местности, ученые применяют метод геоботанического описания, для которого разработаны типовые бланки (см. Приложение 3).
При подготовке к исследованиям рекомендуется обратиться в лесхоз, где могут предоставить полезную информацию. Сведения о площади лесного массива, типе леса (хвойный или смешанный), основных растительных ассоциациях, типах почвы, характеристиках основных лесообразующих пород, а также карты местности очень помогут в ходе работы. При исследовании охраняемых территорий необходимо получить разрешение у владельца леса.
Последовательность составления геоботанического описания
Оборудование: геоботанический бланк; бланк для описания почв и рельефа (см. Приложение 3); карандаш; блокнот; сантиметровая лента; длинная линейка; сеточка Раменского (сеточка в жесткой рамке размером 10 х 10 см с ячейками 1 кв. см) или палетка (прозрачная пленка, расчерченная на равные квадраты) для оценки проективного покрытия травянистых растений, мхов и лишайников; определители древесных и травянистых растений (по возможности); гербарные папки для сбора растений; лопатки; колышки и длинная бечевка или шпагат для разметки участка.
Выбор пробной площадки. Пробная площадка — наиболее типичный для описываемого фитоценоза участок, однородный по рельефу и видовому составу. Форма пробной площадки зависит от простирания растительной ассоциации и может быть квадратной или прямоугольной. Размер площадки для лесной ассоциации составляет 500 м2, для более сложных сообществ — 0,5 га или I га. Для школьных исследований оптимальной является площадка не менее 100 м2.
Нельзя закладывать площадки на границе двух ассоциаций. Возможен выдел площадки вдоль какого-либо ориентира (тропы, просеки), но не менее чем в 20 м от него.
Правильная закладка площадки повышает точность геоботанического описания и обеспечивает сравнимость результатов, полученных на разных территориях и в разное время.
При детальных фитоценологических исследованиях закладывают несколько пробных площадок в пределах одной ассоциации. При мониторинге каждую площадку используют несколько лет.
Для облегчения работы площадку следует отметить колышками с натянутым на них шпагатом.
Физическая характеристика ассоциации. Сначала в бланке фиксируют географическое положение растительного сообщества: область, район, румб по
странам света, расстояние в километрах или в метрах от населенного пункта, реки, озера. Рельеф и почву описывают в отдельном бланке (см. 7.5).
Описание структуры фитоценоза. Оно включает общую характеристику вертикальной структуры сообщества и последовательное детальное описание каждого из выделенных ярусов.
1. Вертикальная структура. Наземные ярусы выделяют на основе различия между жизненными формами: первый ярус — древесный, второй — кустарниковый, третий — травяно-кустарничковый, четвертый — мохово---лишайниковый. Внеярусная растительность — лишайники на стволах деревьев, мхи на пнях.
В основе выделения подъярусов лежат биологические особенности растений (характерная для вида высота ствола, роль в сообществе и др.). Например, в хвойном (сосново-еловом) лесу рябина входит в состав второго подъяруса первого яруса, потому что ее кроны ниже крон елей и сосен (образуют первый подъярус), и она не является эдификатором.
В Ленинградской области преобладают хвойные леса, как правило, образованные елью. Еловые леса затененные, поэтому малоярусные (2—4 яруса). Кустарниковый ярус обычно отсутствует.
2. Древостой (первый ярус). Сначала оценивают сомкнутость крон. Исследователь встает на середину площадки, смотрит вверх и примерно оценивает, какую часть неба, находящуюся в поле зрения, закрывают кроны. Сомкнутость древостоя выражают в долях от единицы (балла) или в процентах. В темном лесу сомкнутость крон составляет 0,8—0,9 балла, и травянисто-кус -тарничковый ярус почти неразвит. В светлом лесу — 0,4—0,5 балла. В редком лесу — 0,2—0,3 балла, и солнечный свет свободно достигает нижнего яруса.
Далее в бланке указывают, каким является древостой — простым (нет разделения на подьярусы) или сложным (внутри яруса можно выделить подъярусы). Древостой, в котором древесный ярус образован одной породой (одним видом), называют чистым. Если лесообразующих пород больше, то древостой смешанный. Также отмечают, является древостой одновозрастным или разновозрастным (этот показатель оценивают визуально). Условно одновозрастными считают деревья, у которых разница в возрасте составляет не более 20 лет. Такие деревья слабо различаются по толщине стволов, и древостой выглядит однородным.
Видовой состав определяют с помощью определителя и фиксируют в бланке. Кроме того, подсчитывают число деревьев каждого вида на обследуемом участке. По этим данным составляют формулу древостоя. Названия видов в формуле отмечают первой буквой: С — сосна, Е — ель, Р — рябина, Б — береза, Ос — осина, Ол — ольха и т. п. Общее число деревьев на участке принимают за 10 единиц. Участие каждого вида выражают в долях от 10. Если участие вида не превышает 0,1, то в формуле этот вид отмечают знаком «+». Таким образом, формула древостоя 8С2Е+Б означает, что в составе древостоя 80 % — сосны, 20 % — ели и присутствуют березы.
Диаметр стволов измеряют с помощью сантиметровой ленты и в бланке отмечают амплитуду диаметра (наименьший и наибольший диаметры), а также средний диаметр (определяют визуально).
Высоту стволов измеряют косвенными методами. Исследователь берет в вытянутую руку линейку известной длины (например, 50 см) и проецирует ее на ствол измеряемого дерева. Затем, удерживая линейку в этом положении, удаляется от дерева на несколько метров так, чтобы концы линейки зрительно совместились с основанием и верхушкой ствола. После этого измеряют расстояние от исследователя до ствола дерева по прямой и рассчитывают высоту дерева по формуле:
где Н— высота дерева, h— длина линейки, L— расстояние от ствола дерева до измеряющего, / — длина вытянутой руки, С — рост измеряющего.
В бланке отмечают амплитуду высоты (наименьшую и наибольшую высоту), а также среднюю высоту (определяют визуально).
Высоту прикрепления крон измеряют до первых живых ветвей с помощью сантиметра или косвенным методом (так же, как высоту стволов).
Более или менее точный возраст древостоя оценивают по кернам или сравнивая живые деревья со спиленными, если такие имеются на участке. Возраст последних определяют по годичным кольцам. Косвенные методы определения возраста применяют для сосны. Возраст равен числу мутовок боковых побегов на главном стволе плюс 10. Возраст ели определить косвенным способом сложнее, так как она образует ложные мутовки, поэтому оценка может быть менее точной.
Бонитет древостоя — это качественный показатель спелости древостоя, используемый в лесном хозяйстве. Он отражает скорость роста деревьев. Выделяют пять классов бонитета: I класс — высокие деревья (эталон — корабельные сосны), V класс — низкий древостой (например, сосна на болоте). Бонитет оценивают визуально.
Затем в описании отмечают наличие повреждений древостоя (следов короедов и других паразитов, пожара, поедов животными, рубки). Указывают число стоящих мертвых деревьев (оценка обилия сухостоя) и число деревьев с отклонениями в развитии, например двуствольных, искривленных, с нехарактерными утолщениями и т. д. (оценка обилия фаута).
Наконец, оценивают возобновление древостоя (качество и состав всходов и подроста лесообразующих видов) — важный показатель для составления прогнозов о развитии леса. Например, хороший еловый подрост в березовом лесу обычно приводит к смене березового фитоценоза еловым. При описании указывают видовой состав, возраст, высоту (амплитуду высоты и среднюю высоту), число растений каждого вида на площадке, их характер распределения (равномерный или неравномерный), происхождение (искусственное семенное или естественное порослевое) и состояние (плохое, удовлетворительное, хорошее).
3. Кустарниковый ярус и подлесок (второй ярус). Если кустарниковый ярус имеется, то при его описании характеризуют видовой состав, число кустов каждого вида, их высоту (амплитуду высоты и среднюю высоту) и фенофазу (фазу жизненного цикла): вегетация — ВГ; бутонизация — БТ; начало цветения — НЦВ; полное цветение — ПЦВ; конец цветения — КЦВ; начало плодоношения — НПЛ; конец плодоношения — КПЛ; вегетация после плодоношения -ВГ/ПЛ; сухое растение — СУХ. Указывают густоту яруса в баллах:
одиночные кустарники.......................................1 балл
кустарники располагаются группами,
сплошного яруса не образуют ...............................2 балла
плотная, труднопроходимая стена кустарников ................3 балла
Кроме того, отмечают общее состояние кустарников (определяют визуально, как при оценивании подроста).
4. Травяно-кустарничковый покров (третий ярус). Сначала последовательно описывают общий облик яруса по трем показателям. Первый из них — аспект (внешний вид яруса) — зависит от видового разнообразия и фенофазы растений. Эту характеристику выражают, описывая окраску яруса. Например, в первой половине лета для некоторых участков ельника, соседствующего с верховым болотом, характерен зелено-белый аспект: «на темно-зеленом фоне цветущей брусники выделяются белые пятна цветущего багульника и светло-зеленые пятна цветущей голубики». Аспект помогает быстро находить сходные сообщества при движении по мониторинговому маршруту и быстро сравнивать их.
Второй общий показатель — густоту яруса — оценивают визуально (густой или разреженный покров).
Третий показатель — общее проективное покрытие (площадь проекции наземных частей растений на почву). Данная характеристика отражает степень затенения почвы. Ее оценивают визуально и выражают в процентах:
несомкнутый травяной покров, единичные растения ..........5—10 %
между растениями — отчетливые промежутки ................20—25 %
хорошо сомкнутый покров, но наблюдаются просветы ........30—50 %
«ажурный» сомкнутый покров..............................60—70 %
плотный многоярусный покров ...............................100 %
Видовой состав выясняют на месте. Если это невозможно, то образцы собирают в гербарные папки (с корнями и желательно с цветками) и определяют
в лаборатории по определителям. Для каждого вида оценивают среднюю высоту и фенофазу.
Чтобы выяснить роль вида в сообществе, важно знать его обилие. Эту характеристику оценивают визуально по заселенности площадки представителями вида, для чего используют шкалу Друде (табл. 7.23).
Для обильных видов (от Сор-1 и выше) измеряют проективное покрытие с помощью сеточки Раменского или палетки (см. пример на с. 14, сопровождаемый рисунком 1.3).
Для всех видов определяют характер распределения (равномерный или неравномерный) и жизненность. Второй из показателей оценивают по трехбалльной шкале:
полная жизненность (встречаются растения разных фенофаз) ... 3 балла
средняя жизненность (наблюдается вегетация, плодов нет)......2 балла
пониженная жизненность (рост и развитие угнетено)............1 балл
5. Мохово-лишайниковый покров (четвертый ярус). Общий облик характеризуют, отмечая узор окрашивания (например: «на светло-зеленом фоне зеленых мхов выделяются желто-зеленые пятна сфагнума»). Мощность покрова измеряют линейкой, помещая ее вертикально в слой мха. Видовой состав описывают с помощью определителя. Обилие видов определяют по шкале Друде (см. выше). Проективное покрытие оценивают с помощью сеточки Раменского или палетки: для мхов и наземных лишайников — в целом, и отдельно — для каждого из обильных видов (от Сор-1 и выше). Характер распределения (равномерный или неравномерный) определяют визуально.
6. Внеярусная растительность (мхи и лишайники — эпифиты, лианы). В этой части описания указывают видовое разнообразие, обилие, отмечают приуроченность эпифитов к той или иной древесной породе.
Общая характеристика объекта
Почва — достаточно сложный объект, сочетающий в себе признаки живой и неживой природы. Тем не менее при правильном выборе методик изучение почв может быть доступным для начинающего исследователя.
По мнению президента Международной ассоциации почвоведов А. Руэллана, «...если мы хотим говорить о почве с людьми, которые о ней ничего не знают, мы должны в первую очередь начинать с того, что достаточно легко наблюдать в почве — цвет, агрегаты, поры, корни...»*. Уже эти простые сведения, полученные только путем полевого наблюдения, позволяют многое узнать о почве.
Вертикальная толща всякой почвы (до материнской породы), называемая почвенным профилем, расчленена на ряд почвенных горизонтов (почвенных слоев различной окраски и структуры). В полевых наблюдениях почвенных объектов обычно закладывают так называемые почвенные разрезы. Их делят на основные (глубокие) глубиной до 150—300 см (рис. 7.5), полуразрезы (полуямы) глубиной до 75-100 см и прикопки (25—75 см). Понятно, что такие методы сложно использовать в школьной практике, но работа с верхними горизонтами почв вполне доступна.
Почвенные горизонты различаются по цвету, плотности, влажности, структуре, химическому составу, кислотности, солености и другим характеристикам. Они представляют собой «отпечатки» процессов, протекающих в почве. Например, верхний горизонт свидетельствует об образовании гумуса. Горизонты, лежащие под ним, отражают изменения минеральной части почвы. В то же время кислотность, степень засоления, влажность, активность почвенных микроорганизмов, насыщенность органическими и минеральными веществами и другие свойства почв влияют на состав и структуру растительных сообществ, заселяющих данную местность.
Важная особенность почвы заключается в том, что ее свойства сильно зависят от географического положения и других условий. Невозможно указать универсальные для всех местностей почвенные характеристики, с которыми можно было бы сопоставлять результаты исследования данного конкретного участка почвы. Поэтому при работе с почвами следует сравнивать между собой почвенные объекты определенной местности, например почвы, в разной степени подверженные антропогенному влиянию или развитые под лесом и под луговой растительностью и т. д.
Техника отбора образцов для лабораторных исследований
При работе с верхними горизонтами почв образцы следует отбирать в 4—5-кратной повторности. На расстоянии нескольких шагов (по сторонам воображаемого квадрата и посередине него) изымают 4—5 проб на глубину, равную штыку лопаты. Верхнюю часть, представленную подстилкой (дёрном), обычно не используют для анализа. Если образцы отбирают из почвенного раз-реза, следует их изымать из средней части каждого горизонта и непременно записывать глубину взятия.
Подготовка почвы к анализу
Образцы, доставленные в лабораторию, необходимо немедленно подвергнуть анализу или довести до воздушно-сухого состояния (большинство опытов проводят на заранее собранных и высушенных образцах). Хранение сырых образцов не допускается, так как под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов, обитающих в субстрате, и тех, которые заселяются в него из воздуха, свойства почвы изменяются.
Для подготовки воздушно-сухого образца каждую взятую пробу почвы рассыпают тонким слоем на большом листе плотной бумаги. Пинцетом удаляют корни и другие растительные остатки и, прикрыв сверху другим листом бумаги, оставляют на 2—3 дня. Помещение для подготовки образцов должно быть сухим и защищенным от доступа аммиака, паров кислот и других газов.
Высушенный образец делят по диагонали на четыре части. Две противоположные части берут для растирания, а две другие сохраняют в неизменном состоянии. Почву растирают в фарфоровой ступке пестиком и просеивают через сито с отверстиями 1 мм. Растирание и просеивание повторяют до тех пор, пока на сите не останутся лишь твердые каменистые частицы крупнее 1 мм (скелет почвы). Почву, пропущенную сквозь сито, хранят вместе с необработанными фрагментами в коробке или бумажном пакете.
Лесные подстилки и образцы торфа сушат в течение нескольких суток, так как благодаря высокой влагоемкости они содержат большое количество воды. Все пробы раскладывают тонким слоем на больших листах бумаги в хорошо вентилируемых помещениях, ежедневно многократно перемешивая. По окончании просушивания образцы измельчают растиранием в фарфоровых ступках, затем просеивают через сито с отверстиями диаметром 2—3 мм. Затем берут один из образцов массой 50—200 г, вновь измельчают и просеивают через сито с отверстиями диаметром I мм. Частицы, оставшиеся на сите, снова растирают и просеивают до тех пор, пока не будет просеян весь образец. Готовые образцы хранят так же, как и образцы почв.
МЕТОДИКА: изучение почвенного профиля
Характеристики почвы, оцениваемые в исследовании
Цвет.
Основными соединениями, обусловливающими цвет почвы, являются: черные или коричневые гумусовые соединения; окисные соединения железа и марганца, окрашенные в красные или оранжевые тона; закисные соединения железа (соединения двухвалентного железа), имеющие сизоватую или голубоватую окраску; кремнезем, углекислая известь и каолинит, окрашенные в белый цвет. Например, верхние горизонты почв почти всегда темно-серые или коричневые, что свидетельствует о накоплении гумуса.
Обычно, чем интенсивнее цвет, тем больше органических веществ в почве. Богатые гумусом горизонты называют гумусово-аккумулятивными горизонтами. В описании их обозначают латинской буквой А с индексом (см. рис. 7.5). Выделяют собственно гумусово-аккумулятивные горизонты (A1), торфяные горизонты (At), дерновые (Aд), пахотные (Ап), лесные подстилки (Ао) и т. д.
Белесый цвет горизонта чаще всего связан с присутствием карбонатов (об их выявлении см. ниже). Вторая возможная причина — внутрипочвенное выветривание, при котором в горизонте накапливаются весьма устойчивые соединения кремния, а менее устойчивые соединения разрушаются и вымываются осадками в нижнюю часть почвенного профиля. Такие горизонты называют подзолистыми и обозначают А2. Они существенно обеднены элементами питания для растений. Горизонты с присутствием карбонатов получают дополнительный индекс «к» (например, Ак — верхний горизонт карбонатной почвы).
Горизонты ниже горизонта А — это переходные горизонты, свойства которых существенно зависят от свойств материнской породы (т. е. той, на которой сформировалась почва). Переходные горизонты обозначают латинской буквой В. В одном почвенном профиле может быть несколько переходных горизонтов — В1, В2 и т. д. Материнскую породу обозначают буквой С.
Некоторые горизонты влажных почв (например, болотных) имеют сизоватый оттенок, что свидетельствует о накоплении соединений двухвалентного железа. Сизый или голубоватый оттенок почвы — признак переувлажнения. Такие горизонты называют глеевыми. При описании разрезов глеевый горизонт обозначают буквой G. Если пятна сизоватого цвета не образуют сплошного слоя, а встречаются разрозненно, то горизонт называют оглеенным и при описании разреза к основному обозначению (букве) добавляют индекс g. Например, оглеенный переходный горизонт болотной почвы обозначают Bg.
Красноватые горизонты характерны для почв, в которых накапливается железо, иногда соединения трехвалентного железа и марганца могут образовывать яркие пятна или «зерна». Это также отмечают в бланке.
В почвенных профилях редко встречаются яркие и чистые цвета. Поэтому при описании окраски часто используют двойное название цвета, добавляют к названию «темно-» или «светло-», дополнительно детализируют, например «светло-серая с буроватым оттенком».
Переход одного горизонта в другой может быть постепенным, почти незаметным. Поэтому иногда выделяют двойные горизонты, например А1, А2, АВ, ВС и т.д.
Структура.
Структурой почвы называют совокупность почвенных отдельностей (агрегатов), состоящих из соединенных между собой частиц. В описании разреза отмечают размеры и форму агрегатов (рис. 7.6). Кубовидной называют структуру, в которой агрегаты имеют примерно одинаковые размеры по трем осям (т. е. выглядят как круглые комки, зерна и т. д.).
У агрегатов призмовидной структуры размеры по вертикальной оси (т. е. в направлении «верх — низ» при расположении в почвенном профиле) превышают размеры по двум другим осям (т. е. образуют «столбики»). Агрегаты плитовидной структуры, наоборот, «сжаты» по горизонтальной оси (они выглядят как отдельные пластинки, чешуйки и т. д.).
Хорошо выраженные кубические агрегаты присутствуют в пахотной почве и являются признаком высокого плодородия. Агрегаты призмовидной структуры часто формируются при засолении почв, а плитовидной — при интенсивном вымывании минералов из почвенного горизонта.
Рис. 7.6
Основные типы почвенной
структуры:
а — кубовидная;
б— призмовидная;
в — плитовидная
Сложение.
Оно может быть слитным (очень плотным), плотным, рыхлым и рассыпчатым. При слитном сложении почвенный нож очень трудно воткнуть в горизонт, а сухой образец невозможно разломить руками. В горизонт с плотным сложением почвенный нож входит с усилием на 2—5 см, в рыхлый — на глубину 10—15 см. При рассыпчатом сложении отдельные почвенные частицы почти не связаны между собой и практически не создают препятствий для ножа.
Новообразования.
В результате естественных процессов в почве формируются новообразования, отличающиеся от основной массы почвы по цвету и химическому составу. Например, часто встречаются новообразования, состоящие из соединений железа и марганца. Они имеют ржавобурый, охристый и черный цвет и встречаются в виде пятен, «зерен» темного цвета или даже в виде почти сплошных, очень твердых прослоек. Еще один распространенный тип новообразований — белые образования карбонатов. Они встречаются в виде пятен или заполняют почвенные поры, повторяя их форму.
Оглеение.
Глеевый горизонт выявляют по наличию сизоватых или голубоватых пятен (см. выше).
Включения.
Под включениями понимают инородные тела в профиле почв, например каменистые включения, остатки животных и растений (раковины, корни и т. д.), следы деятельности человека (обломки кирпича, кусочки угля, черепки посуды и т. п.).
Механический состав.
Этим термином называют относительное содержание в почве почвенных частиц (механических элементов) различных размеров — от нескольких микрометров до нескольких миллиметров. Методика определения механического состава приведена ниже.
Мощность почвенных горизонтов.
Толщину почвенных слоев, различаемых по вышеперечисленным признакам, определяют с помощью сантиметровой ленты (см. далее).
Вскипание.
Этот показатель свидетельствует о наличии в почве карбонатов (солей углекислого кальция), разрушающихся при взаимодействии с кислотой:
СаС03 + 2НСl = СаСl2 + Н2О + СО2.
Углекислый газ выделяется из почвы в виде пузырьков с характерным шипением, а при небольшом количестве — с потрескиванием.
Техника закладки разреза
Оборудование:
лопата штыковая, лопата совковая, три куска полиэтиленовой пленки (примерно 2X2 м).
Как правило, если цель работы не предусматривает другое, почвенные разрезы закладывают в типичных для исследуемого участка условиях, в стороне от дорог, канав, бугров или западин, не характерных для данного участка. Данные полевых исследований заносят в специальный бланк (см. Приложение 4).
1. В начале работы наметить штыковой лопатой контур разреза (прямоугольник) длиной 90—100 см и шириной 60—70 см. Одна короткая сторона разреза служит лицевой стороной, по которой будет проводиться описание почвы. Эта сторона должна быть обращена к солнцу.
2. Квадратиками вынуть дерн и отложить на заранее подготовленное место (на полиэтиленовую пленку). По сторонам разреза поместить остальные два куска пленки.
3. Углубить разрез на длину штыка лопаты, остатки почвы вынуть совковой лопатой. Гумусовый горизонт складывать по одну сторону разреза, нижние горизонты — по другую.
4. Лицевую стенку, а также две боковые делать совершенно отвесными. Со стороны, противоположной лицевой, оставить ступеньку шириной примерно 30 см. На остальном пространстве разреза продолжить работу.
5. Когда разрез достигнет желаемой глубины, зачистить (выровнять с помощью лопаты) лицевую стенку.
Процедура описания разреза
Оборудование:
сантиметровая лента, булавка, нож с широким лезвием, пузырек с 10%-й соляной кислотой, ручка или карандаш, типовой бланк для описания почвенного разреза.
1. Осуществить привязку почвенного разреза к местности: зафиксировать в бланке область, район, румб по сторонам света, расстояние в километрах (метрах) от населенного пункта, реки, озера. Расстояние можно измерять шагами, заранее установив длину шага.
2. Охарактеризовать особенности рельефа:
- мезорельеф — равнина, часть полого склона, западина и т. п.;
- микрорельеф — элементы рельефа диаметром 2—50 м и высотой 1—1,5 м (бугры, блюдца и т. д.);
- нанорельеф — элементы рельефа диаметром 10—200 см и высотой до 1 м (кочки осок, кротовины, припневые и приствольные возвышения и т. д.);
-
степень каменистости (определяют визуально, чаще — для пахотных почв) — если на поверхности пашни валуны (камни) составляют менее 10 %, каменистость считают слабой, при 10—20 % — средней, более 20 % — сильной.
3. Составить схему расположения разреза по рельефу, начертить профиль участка и крестиком показать местоположение разреза.
4. Прикрепить к верхней части лицевой стенки разреза сантиметровую ленту так, чтобы ее нулевое деление совпадало с верхним уровнем почвы, и измерить общую мощность профиля.
5. По цвету, сложению и другим признакам определить почвенные горизонты. Очертить их границы ножом. Измерить мощность каждого горизонта и зафиксировать результат в бланке.
6. Провести описание каждого горизонта по форме, указанной в Приложении 4. Для оценки структуры, механического состава и других характеристик почвы из середины каждого горизонта отобрать небольшой образец (на ладонь). Для оценки присутствия карбонатов накапать на образец несколько капель соляной кислоты. Отметить присутствие новообразований и оглеения.
7. На бланке описания выполнить мазки: из каждого горизонта отобрать щепоть почвы и растереть ее по бумаге в месте, соответствующем описанию горизонта. В результате на бумаге получится схематическое изображение профиля с естественной окраской горизонтов.
8. Закопать разрез: засыпать нижние горизонты, затем верхние и утрамбовать почву. После этого разместить в прежнем порядке снятый дерн.
9. Определить рабочее название почвы при помощи специальной литературы, в которой описаны основные типы почвенных профилей (например, Александрова Л.Н., Найденова О.А., 1986).
МЕТОДИКА: определение уровня кислотности почвы (по водной суспензии)
Вводная информация
В зависимости от географического положения, климата, состава растительности, наличия водоемов и близости подземных вод, влияния хозяйственной деятельности человека и других факторов в почвах устанавливается разный химический состав. От него зависит уровень кислотности почв. Во время дождя или при поливе ионы водорода, содержащиеся в почве, высвобождаются в почвенный раствор и поглощаются клетками и тканями живых существ. Многие из них очень чувствительны к концентрации протонов в среде и при отклонении уровня кислотности от нормы гибнут. Поэтому данный экологический фактор в значительной мере определяет состав и структуру растительного сообщества, а также характер использования территории человеком (анализ кислотности почв обязателен при ведении сельского хозяйства).
Для определения уровня рН почвы (табл. 7.24) готовят водную суспензию почвенного образца и измеряют ее кислотность (рН H2O) с помощью рН-метра.
Таблица 7 .24
Почвы с разным уровнем кислотности (по книге Химический анализ почв, 1995)
Пример |
Градация кислотности |
рН H2O |
Подзолистые , дерново-подзолистые |
Сильнокислые |
3,0-4,5 |
Некоторые болотные |
Кислые |
4,5-5,5 |
Пример |
Градация кислотности |
рН H2O |
Серые лесные |
Слабокислые |
5,5-6,5 |
Некоторые черноземы |
Нейтральные |
6,5-7,0 |
Горизонты черноземов, насыщенные карбонатами, каштановые, сероземы |
Слабощелочные |
7,0-7,5 |
Солонцы |
Щелочные |
7,5-8,5 |
Почвы с содовым засолением |
Сильнощелочные |
>8,5 |
С помощью этой методики можно сравнивать разные почвенные образцы, проверять прогнозы о пробах, взятых на территории города, и т. п.
Техника постановки опыта
Оборудование: образец почвы, дистиллированная вода (предварительно освобожденная от растворенного углекислого газа, с рН 6,6—6,8), мерные стаканы на 50 мл, пипетка (дозатор, мерный цилиндр), весы, сито с ячейкой 1 мм (если для опыта взят сырой образец), рН-метр со стеклянными электродами.
~Внимание! Посуда, используемая в опыте, обязательно должна быть чистой, так как ничтожные примеси сильно изменяют величину рНН2О. При работе со стеклянной посудой и электроприборами соблюдайте технику безопасности (см. Приложение 2).
1. На технических весах взвесить 8—10 г почвы и поместить в стаканчики на 50 мл (если образец свежий, его перед этим нужно просеять через сито). Прилить пипеткой (дозатором, мерным цилиндром) 20 — 25 мл дистиллированной воды (соотношение почвы и воды в испытуемой водной суспензии должно составлять 1 : 2,5).
2. Содержимое стаканчиков перемешивать энергичными круговыми движениями в течение 5 минут. За это время в раствор из почвы переместятся катионы, в том числе относительно свободные ионы водорода, которые задают рН водной суспензии. Если перемешивание продолжить, между частицами почвы и жидкостью установятся обменные процессы: катионы раствора начнут вытеснять ионы водорода, которые закреплены на поверхности почвы, и те частично перейдут в раствор, изменяя его кислотность. Чтобы это исключить, необходимо по истечении указанного времени сразу же измерить рН водной суспензии.
3. Поместить электроды рН-метра непосредственно в стаканчики с почвенной взвесью. Записать показания прибора с точностью до 0,01 единицы рН. После измерения электроды обмыть дистиллированной водой и вернуть в специальный сосуд, где они хранятся. Прибор выключить.
МЕТОДИКА: определение рН солевой вытяжки
Вводная информация
При изучении почв с рН менее 7 часто необходим более детальный анализ, чем измерение кислотности почвы по ее водной суспензии (см. предыдущую методику). Для этого готовят так называемую солевую вытяжку из образцов и определяют ее кислотность (табл. 7.25). Почву обрабатывают раствором соли, образованной сильным основанием и сильной кислотой (например, хлоридом калия). Катионы металла, образовавшиеся при растворении соли, поглощаются почвенными частицами и вытесняют ионы водорода, закрепленные на поверхности почвы. Протоны переходят в вытяжку и становятся доступными для оценивания.
Таблица 7.25
Кислотность солевых вытяжек почв (по книге Химический анализ почв, 1995)
Группа почв |
рН солевой вытяжки |
(КС1) |
Сильнокислые |
<4,5 |
|
Среднекислые |
4,6-5,0 |
|
Слабокислые |
5,1-5,5 |
|
Близкие к нейтральным |
>5,6 |
Анализ уровня кислотности солевой вытяжки (рНКСl) полезен в научных и в прикладных целях, так как аналогичный обменный процесс протекает в природе при увлажнении засоленных почв или почв, обогащенных минеральными удобрениями. Кроме того, по величине рНКСl косвенно судят об условиях образования торфа: верховой торф имеет рНКСl, равный 2,5-4,0, для переходного торфа характерно значение 4,0—6,0, для нижнего торфа — 4,5-7,5.
Техника постановки опыта
Оборудование: образец почвы, весы, 1 М раствор КСl (рН — 6,0), сито с ячейкой 1 мм (если для опыта взят сырой образец), мерные стаканы на 50 мл, тщательно промытые водой и ополоснутые раствором хлорида калия, пипетка (дозатор, мерный цилиндр), предметные стекла, рН-метр.
1. Для получения солевой вытяжки на технических весах взвесить 8—10 г почвы (предварительно пропущенной через сито, если почва свежая) и поместить в подготовленные мерные стаканы. Пипеткой (дозатором, мерным цилиндром) прилить 20—25 мл раствора КСl. Суспензию энергично взбалтывать круговыми движениями в течение 5 минут. Накрыть стаканы чистыми предметными стеклами и оставить до следующего дня. В течение суток ионы К+ вытеснят Н+-ионы из почвы в раствор.
2. На следующий день измерить рНКСl с помощью рН-метра (см. п. 3 описания предыдущей методики).
МЕТОДИКА: изучение биологической активности почвы
Вводная информация
Состав, разнообразие и активность почвенных микробиоценозов — важная характеристика почвы. Жизнедеятельность микроорганизмов, обитающих в почве, обеспечивает ее плодородие, а следовательно, и благоприятные условия для жизни растений.
Почвенные микробиоценозы очень чувствительны к изменению экологических условий, к наличию загрязнителей, внесению минеральных и органических удобрений. Уровень их активности и численность служат индикатором благополучия почвенной среды.
В отличие от таких свойств почвы, как, например, состав, структура, рН и содержание гумуса, биологическая активность почвы не зависит от происхождения и типа почвы, что позволяет сравнивать пробы, взятые с разных территорий. Эта особенность очень важна для исследования городских почв, так как в условиях городов даже небольшие участки существенно различаются по происхождению, физическим и химическим показателям.
Общую биологическую активность почвы можно оценить по активности ферментов, вырабатываемых почвенными грибами и микроорганизмами во внешнюю среду, т. е. по так называемой протеазной активности.
Техника постановки опыта
Оборудование: воздушносухой образец почвы, коробки или банки для компостирования образцов, неиспользованная засвеченная фотопленка, дистиллированная вода, фотоувеличитель и люксметр или палетка (прозрачная пленка, расчерченная на равные квадраты со стороной 0,5 см).
1. Отобранный образец (примерно 300—500 г) поместить в емкость для компостирования и довести влажность почвы до оптимальной: вливать дистиллированную воду частями и размешивать до образования крупных почвенных комочков. В момент, когда они начнут распадаться на более мелкие агрегаты, прекратить добавление воды.
2. Нарезанную по 2—3 кадра фотопленку уложить на дно коробки (банки) эмульсионным (светлым) слоем вверх. Фотопленку лучше сначала замочить в дистиллированной воде на 10—15 минут.
3. Произвести компостирование образца: выдерживать емкость с образцом при комнатной температуре 10—14 дней, регулярно увлажняя почву. В течение этого времени эмульсионный слой пленки будет разрушаться под действием протеаз, выделяемых грибами и микроорганизмами в почву.
4. По окончании компостирования пленку осторожно вынуть и промыть под струей воды (не тереть!), после чего высушить.
5. Произвести подсчет доли (в процентах) разрушенного протеазами эмульсионного слоя (рис. 7.7) при помощи фотоувеличителя и люксметра (вариант «А») или палетки (вариант «Б»).
А. Включить приборы. При помощи люксметра измерить освещенность стола под фотоувеличителем (желательно, чтобы помещение было затенено) при закрытом затворе (принять за 0 %) и при открытом затворе без пленки (принять за 100 %). Фрагменты фотопленки по одному поместить в кадродержатель фотоувеличителя, измерить освещенность стола, рассчитать долю разрушенного слоя.
Рис. 7.7
Внешний вид фотопленки после компостирования и промывания при разных значениях протеазной активности почвенных грибов и микроорганизмов: а— при 5 %; б— при 40 %.
Б. На каждый фрагмент пленки поочередно наложить палетку, подсчитать количество светлых квадратов и вычислить (в процентах) долю разрушенного эмульсионного слоя.
МЕТОДИКА: определение механического состава почвы
Вводная информация
В почвенных исследованиях механический состав почвы оценивают по содержанию в ней обособленных частиц различных размеров. Частицы крупнее 0,01 мм объединяют во фракцию физического песка, частицы мельче 0,01 мм — во фракцию физической глины. По соотношению этих фракций почвы делят на песчаные, супесчаные, суглинистые и глинистые. В каждой группе есть более мелкие подразделения (например, легкие, средние и тяжелые суглинки).
Определение механического состава почв очень важно для оценки экологических и сельскохозяйственных характеристик. Известно, что песчаные почвы (содержание глинистых частиц менее 10 %) обычно бедны питательными элементами для растений, плохо удерживают влагу, быстро и глубоко промерзают, неблагоприятны для развития почвенных бактерий. Загрязнители (например, тяжелые металлы или пестициды), попавшие в песчаную почву, ею практически не удерживаются и легко переходят в природные воды и растения.
Почвы, содержащие преимущественно глинистые частицы (от 50 до 85 %), также имеют отрицательные свойства: сильно набухают во время дождя, долго удерживают влагу на поверхности и не пропускают ее к корням растений, как правило, имеют мало промежутков, заполненных воздухом, необходимым для почвенных обитателей.
Наиболее благоприятны по свойствам супесчаные почвы (содержание глины — 10—20 %) и суглинистые почвы (содержание глины — 20—30 % в легком суглинке, 30—40 % — в среднем суглинке, 40—50 % — в тяжелом суглинке). Эти почвы хорошо впитывают и удерживают влагу в толще почвы, а не на поверхности, содержат питательные элементы в форме, доступной для растений, и препятствуют их вымыванию, богаты микроорганизмами.
Техника постановки опыта
Оборудование: воздушно-сухой образец почвы, лупа, фарфоровая чашка, фарфоровая ступка.
1. Небольшое количество почвы осторожно растереть в фарфоровой ступке. Это необходимо для того, чтобы разрушить почвенные агрегаты, т. е. разделить отдельные слипшиеся частички.
2. Растертую почву поместить на лист белой бумаги и с помощью лупы определить наличие или отсутствие песчаных частиц. Частицы менее
0,01 мм с помощью лупы различить нельзя, поэтому глинистые частицы выглядят как однородный порошок.
3. Еще одну порцию почвы (примерно 8—10 г) насыпать в фарфоровую чашку и осторожно смачивать водой до тестообразного состояния. Воду приливать постепенно, наблюдая за полным впитыванием каждой порции, тщательно размешивая ее с почвой до получения как можно более вязкого «теста». При избытке воды масса почвы становится жидкой и текучей, расплывается. В таком случае следует добавить еще одну порцию почвы.
4. Из полученного «теста» скатать шарик диаметром 1,5—2 см и растянуть его в жгут. Соотнести наблюдаемое с данными таблицы 7.26 и определить механический состав почвы.
Таблица 7.26
Определение механического состава почвы
Механический состав |
Вид в лупу |
При скатывании |
Песчаный |
Состоит почти исключительно из песчаных зерен |
Не скатывается в шарик |
Супесчаный |
Преобладают песчаные частицы с небольшой примесью глины |
Не скатывается, но лепится в непрочные шарики |
Легкосуглинистый |
Среди глинистых частиц преобладают песчаные частицы |
Образует непрочный шарик, в жгут не раскатывается, образует отдельные колбаски или цилиндрики |
Среднесуглинистый |
Среди глинистых частиц заметны песчаные частицы |
Образует сплошной жгут, который при сгибании в кольцо разламывается |
Тяжелосуглинистый |
Крупные песчаные зерна отсутствуют |
Образует длинный жгут, который при сгибании в кольцо дает несколько трещин |
Глинистый |
Песчаные зерна отсутствуют |
Дает гладкий шарик и длинный жгут |
МЕТОДИКА: определение водопрочности структуры почвы
Вводная информация
Чрезвычайно важным свойством почвенной структуры является ее водопрочностъ — устойчивость почвенных агрегатов против размывающего действия воды (о структуре почвы см. в методике изучения почвенного профиля). Водопрочная структура почвы обеспечивает благоприятные условия для растений — достаточное количество влаги, воздуха и питательных веществ. Если структура почвы неводопрочная, то при осадках возникает заиливание (в просторечии — образуется «грязь непролазная»), а при высыхании почва может даже растрескиваться.
Техника постановки опыта
Оборудование: воздушно-сухой образец почвы, фильтровальная бумага или ткань 15X15 см, расчерченная на квадраты со стороной 1 см; подставка (например, перевернутое сито), кристаллизатор.
1. Отобрать 100 почвенных агрегатов примерно одинакового размера и поместить по одному в каждый квадратик на ткань или бумагу, уложенную на подставку так, чтобы края свисали (рис. 7.8, а).
2. Подставку поместить в кристаллизатор, наполненный водой таким образом, чтобы смачивались свободные края ткани или бумаги. Выждать три минуты, чтобы почвенные агрегаты насытились влагой.
3. Долить в кристаллизатор воды так, чтобы агрегаты были накрыты слоем толщиной 0,5 см. С этого момента начинается учет водопрочности агрегатов.
4. На странице рабочей тетради, где расчерчена такая же сетка, как и на ткани (бумаге), в соответствующих клетках проставлять время расплывания того или иного агрегата. Общая продолжительность опыта — 10 минут. Пометкой «10 мин» обозначить и совсем распавшиеся на 10-й минуте агрегаты, и частично распавшиеся (рис. 7.8, б).
5. Для каждой минуты опыта подсчитать распавшиеся агрегаты (Nр), а также агрегаты, не распавшиеся в опыте (Nс), и занести полученные данные в таблицу (табл. 7.27). За общее число агрегатов, распавшихся на 10-й минуте, принять сумму распавшихся за это время агрегатов и половины частично распавшихся.
Рис. 7.8
Схема опыта по определению водопрочности агрегатов: а— приспособление для увлажнения агрегатов; б— участок фильтра с агрегатами: 1 — почвенные агрегаты; 2— фильтровальная бумага или ткань; 3 — грузик; 4 — начальный уровень воды; 5 — уровень воды в опыте; 6 — нераспавшиеся агрегаты, 7 — частично распавшиеся агрегаты; 8 — полностью распавшиеся агрегаты
Таблица 7.27
Динамика разрушения агрегатов при размокании в воде
(по Андрианову-Каминскому)
Время отсчета, мин |
k |
Nр |
Nр . k |
1 |
5 |
|
|
2 |
15 |
|
|
3 |
25 |
|
|
4 |
35 |
|
|
5 |
45 |
|
|
6 |
55 |
|
|
7 |
65 |
|
|
8 |
75 |
|
|
9 |
85 |
|
|
10 |
95 |
|
|
сумма |
|
Примечание. Поправочный коэффициент (k) позволяет сравнивать агрегаты, распадающиеся в разное время. Например, если k равно 100, это означает, что агрегат, который не распался после 10 минут замачивания, в 100 раз прочнее того, который распался сразу.
6. Рассчитать показатель водопрочности (ПВ). Он равен отношению общего числа распавшихся в опыте агрегатов с учетом поправочного коэффициента к изначальному числу агрегатов - N (согласно предлагаемой методике N равно 100):
Водопрочность почвенных агрегатов выражают в процентах. При ПВ, равном 50, говорят, что наблюдается 50%-я водопрочность агрегатов, при ПВ, равном 40, — что 40%-я и т. д.
МЕТОДИКА: определение объемной массы почвы
Вводная информация
Объемная масса почвы — масса 1 см3 сухой не нарушенной посторонним вмешательством почвы. Данный показатель зависит от обилия органического вещества и пористости почвы, а также от соотношения в ней различных по составу и размеру частиц фракций (песка, глины).
Песчаные почвы (см. методику определения механического состава почвы) содержат малое количество органического вещества, они более плотные и состоят из мелких однородных частиц. Поэтому объемная масса таких почв всегда больше, чем суглинков с большим содержанием перегноя и хорошо выраженной разнородной структурой. Слой почвы, подвергаемый ежегодному рыхлению (так называемый пахотный горизонт), имеет меньшую объемную массу, чем более плотные (менее пористые) подпахотные горизонты.
Объемная масса почвы колеблется в пределах 1—1,8 г/см3. Богатые гумусом почвы имеют объемную массу около 1,2—1,4 г/см3, безгумусные слои — около 1,6—1,8 г/см3. Объемная масса торфяных горизонтов — менее 1 г/см3.
Техника постановки опыта
Оборудование: металлические бюксы для отбора почвенных образцов, лопата, нож с широким лезвием, технические весы, термостат.
1. В лаборатории бюксы взвесить, определить их объем и подписать цилиндры и крышки к ним.
2. В поле отобрать образец почвы. Для этого лопатой очистить площадку от растений и обнажить верхний почвенный горизонт. На его поверхность установить открытый, перевернутый вверх дном бюкс и постепенно добиться его полного погружения в почву. Лопатой снять слой почвы вокруг бюкса и осторожно ножом «срезать» цилиндр с почвой. Закрыть его крышкой, чтобы почва не высыпалась по пути. Таким образом отобрать 3—4 пробы на одном участке (предположительно с одним типом почв).
3. В лаборатории открыть крышки, взвесить бюксы с почвой и поместить их в термостат для высушивания до тех пор, пока масса бюксов при каждом следующем взвешивании не перестанет уменьшаться (допустимы незначительные колебания на 0,01—0,02 г).
4. Рассчитать объемную массу почвы (d) по формуле:
где т — масса сухой почвы в цилиндре, г; V— объем цилиндра, куб. см.
Описания публикаций в списке литературы
Для книги сначала указывают фамилию и инициалы автора (в описании книги, вышедшей под заглавием, эта часть описания отсутствует). Если авторский коллектив включает четырех и более человек, тогда следует указать фамилии первых трех авторов (или только первого из них), а остальные фамилии обозначить сокращением «и др.» в квадратных скобках: [и др.].
В конце этой части библиографического описания нужно поставить точку. За ней следует заглавие издания:
Спиер Р.Е., Адаме Г.Д., Гриффите Д.Б. [и др.]. Биотехнология клеток животных
Затем указывают сведения, относящиеся к заглавию: тип, жанр издания, количество томов, перевод с иностранного языка. Каждое из сведений отделяют от предыдущего фрагмента описания двоеточием, отграниченным с обеих сторон пробелами (если поясняющих сведений нет, после заглавия ставят точку):
Спиер Р.Е., Адаме Г.Д., Гриффите Д.Б. [и др.]. Биотехнология клеток животных : в 2 т. : пер. с англ.
Далее нужно отметить место публикации издания (город и название издательства) и год выхода в свет. Эту часть описания отделяют от предыдущей точкой и тире. Названия города и издательства разделяют двумя пробелами и двоеточием, а дату отделяют запятой:
Спиер Р.Е., Адаме Г.Д., Гриффите Д.Б. [и др.]. Биотехнология клеток животных : в 2 т. : пер. с англ. — М. : Агропромиздат, 1989
Названия некоторых городов в этой части описания принято сокращать: Москва — М., Санкт-Петербург — СПб., Нижний Новгород — Н. Новгород, Ростов-на-Дону — Ростов н/Д. и т. д.
В конце записи нужно указать объем издания, который отделяют от предыдущей части описания точкой и тире. Если книга состоит из нескольких томов (частей), то последовательно приводят объем каждого из них (разделяя эти фрагменты описания двумя пробелами и точкой с запятой):
Спиер Р.Е., Адаме Г.Д., Гриффите Д.Б. [и др.]. Биотехнология клеток животных : в 2 т. : пер. с англ. — М. : Агропромиздат, 1989. — Т. 1. — 270 с. ; Т. 2. — 250 с.
Если в исследовательской или реферативной работе использована информация только из одного (или некоторых томов) многотомного непериодического издания, номер этого тома приводят после сведений о заглавии. В конце описания указывают только объем названного тома:
Спиер Р.Е., Адаме Г.Д., Гриффите Д.Б. [и др.]. Биотехнология клеток животных : в 2 т. : пер. с англ. Т. 2. — М. : Агропромиздат, 1989. — 250 с.
Таким образом, все перечисленные элементы библиографического описания разделены строго определенными знаками, а все фамилии, инициалы, названия, а также части описания, следующие за знаком «. —» (точка — тире), всегда записывают с заглавной буквы.
Для статьи «сведениями, относящимися к заглавию» является заглавие сборника (журнала), в котором помещена статья. Принадлежность статьи к сборнику (журналу) отмечают знаком « // » — две косые черты, обособленные пробелами, и после заглавия статьи точку не ставят. Если периодическое издание состоит из нескольких серий («Физика», «География», «Биология» и т. п.), тогда указывают и заглавие серии, в которой опубликована статья, отделяя его точкой от заглавия журнала (сборника):
Нешатаев Ю.Н., Ухачева В.Н. Новые виды растений для Башкирского заповедника // Вестник ЛГУ. Сер. 3. Биология
Взамен указания места публикации всего издания (в данном случае журнала или сборника) приводят только том (если издание выходит в нескольких томах) и номер (выпуск), в котором опубликована статья. Эти фрагменты описания разделяют запятой. Дату выхода интересующего тома (номера, выпуска), как правило, помещают перед указанием тома (номера, выпуска):
Нешатаев Ю.Н., Ухачева В.Н. Новые виды растений для Башкирского заповедника // Вестник ЛГУ. Сер. 3. Биология. — 1987. — № 3
Вместо указания объема журнала (сборника) указывают только страницы, на которых размещена описываемая статья.
Нешатаев Ю.Н., Ухачева В.Н. Новые виды растений для Башкирского заповедника // Вестник ЛГУ. Сер. 3. Биология. — 1987. — № 3. — С. 29-35.
Иногда в библиографических описаниях после сведений, относящихся к заглавию (если таковые имеются), встречается знак « / » — косая черта. Им отделяют инициалы и фамилии лиц, принявших участие в подготовке издания: всех участников большого авторского коллектива, переводчиков, составителей (если в библиотечных каталогах книга описана под заглавием) и т. п.
При оформлении библиографического описания иногда разрешено заменять знак «. —» точкой. Если список литературы обширный, такая форма записи позволяет заметно сэкономить место. Этот способ «экономии пространства» как раз используют при оформлении полных и подстрочных библиографических ссылок (см. выше).
Нешатаев Ю.Н., Ухачева В.Н. Новые виды растений для Башкирского заповедника // Вестник ЛГУ. Сер. 3. Биология. 1987. № 3. С. 29-35.
Составление аннотаций и рефератов
Аннотация включает в себя полный комплект библиографических сведений: данные об авторе, заглавии, месте и дате выхода в свет и т. д. Также в очень краткой форме она отражает содержание работы. В готовых изданиях аннотации расположены на обороте титульного листа или в конце книги.
Реферат издания обычно подразумевает более развернутое описание работы. Кроме сведений, указываемых в аннотации, в нем приводят данные о том, какова структура издания (деление на части, разделы, главы, параграфы), отмечают наиболее интересные, на взгляд автора реферата, фрагменты.
Строгой формы составления реферата не существует, но, как правило, он должен содержать следующие элементы:
- сведения, приводимые в библиографической ссылке при составлении списка литературы;
- описание жанра и адресата издания;
- характеристику структуры работы: количество и соподчинение ее составных частей (глав, параграфов и т. д.), сведения о наличии и количестве таблиц, рисунков, приложений;
- результаты критического анализа прочитанного текста;
- выводы о том, как именно можно использовать содержание данного издания (например, указание научной темы, при разработке которой может понадобиться эта работа, и т. п.).
Следует помнить, что реферат издания, включаемый в библиографическую запись, должен быть достаточно кратким (не более одной страницы).
Методическое пособие. О.А.Магазов. Л.Н. Магазова. Москва, экосистема, 1996
Оформление результатов работы должно показать умение учащихся самостоятельно проводить исследования с применением современных методик, анализировать полученные данные, сравнивать их с литературными данными, делать правильные и обоснованные выводы.
Раздел "Введение"
В этом разделе дастся краткая характеристика современного состояния проблемы, обосновывается актуальность выполняемой работы, ее научное и практическое значение, формулируются цели.
Раздел "Обзор литературы"
Здесь автор должен показать знание основных работ по следуемому вопросу, а также умение работать с литературой: подбирать необходимые источники, проводить их сопоставление. В тексте раздела следует помещать ссылки на используемые работы.
При необходимости воспроизводятся рисунки и таблицы, снабженные ссылками на источник.
В конце этого раздела желательно сделать краткий вывод о степени изученности и перспективах по данной проблеме.
Обзор литературы имеет большое значение при выполнении экспериментальной работы. Реферативная работа практически полностью состоит из обзора работ, поэтому разделы в ней выделяются в зависимости от конкретной темы.
Описанные нижеразделы имеются в экспериментальных работах и исследованиях материалов, собранных в полевых условиях.
Раздел "Материал и методика"
В начале раздела следует указать район исследований, кто и когда (даты) проводил сбор материала, перечислить объекты исследований (наблюдений). В экспериментальной работе отмечается место проведения эксперимента. Если применяемая в работе методика ранее была описана в литературе, то дается просто ссылка на соответствующую работу без подробного изложения. Если же в неё внесены изменения, то следует их подробно описать и обосновать необходимость такого шага. Это же касается и случая, когда применяется полностью оригинальная методика.
В разделе следует перечислить применяемые приборы и инструменты и указать точность, с какой проводились измерения тех или иных параметров.
Раздел "Характеристика района исследования"
Этот раздел составляется с привлечением данных из литературных источников. Он особенно важен в таких, например, исследованиях, как геоботанические и подобные им. Тогда он должен быть достаточно подробным.
Раздел "Результаты исследований"
Это основной раздел, который чаще всего делится на несколько подразделов, каждый из которых соответствует определенной цели.
В нём подробно излагаются полученные результаты, которые при необходимости иллюстрируются с помощью таблиц, рисунков, графиков, диаграмм, фотографий и т.п., и в котором делается сопоставление со сведениями из литературы. Если материал большой, тогда сравнительный анализ полученных данных выносится в отдельный раздел: "Обсуждение результатов".
В тексте должны быть ссылки на рисунки или таблицы. Например: «Результаты исследований сведены в таблицу 1» или: «В результате мы видим (рис. 3), что ...». Правила оформления иллюстрированного материала описаны ниже.
В конце каждого подраздела делается краткий вывод.
Раздел "Выводы"
В этом разделе кратко (по пунктам) формулируются результаты, даются практические рекомендации и намечаются перспективы для дальнейших исследований. Если в ходе исследования чётких результатов подучить не удалось, (что случается сплошь и рядом и трагедией не является), тогда вместо выводов пишется Заключение, отличающееся несколько более пространными рассуждениями.
Раздел "Литература"
В этом разделе в алфавитном порядке перечисляются все использованные работы. Если есть работы, изданные за рубежом, то они пишутся также в алфавитном порядке после работ, изданных на русском языке. Все работы нумеруются в сквозном порядке.
Исследовательская работа выполняется на белых стандартных листах писчей бумаги (формат А4, т.е. 297 х 210 мм), расположенных вертикально.
На каждом листе оставляются поля: справа - I см, слева - 3 см, сверху и снизу по 2 см. Поля не обводятся!
Текст может быть напечатан на машинке или на компьютере с межстрочным интервалом 1,5 знака (или, в крайнем случае, написан от руки чёрной или синей пастой). Текст на каждом листе пишется только с одной стороны.
Страницы нумеруются, начиная с 3-й, посередине листа на верхних полях. Первой страницей считается титульный лист.
При первом упоминании животного, растения или микроорганизма в скобках указывается видовое название на латинском языке и автор, впервые описавший вид. Например: "В качестве объекта исследования использовались меченосцы (Xiphophourus helteri Heck.) ...". В некоторых случаях фамилии авторов могут записываться в общепринятом сокращенном виде: L. - Линней, Pair. - Паллас и т.п. К ботанической работе обязательно прилагается гербарий.
Первый лист - титульный . Поля - как на всех листах, но обводятся в виде рамки.
На втором листе размещается содержание работы.
На третьем листе - "Введение", объем которого в большинстве случаев не превышает одного листа.
После введения с четвертого листа начинается основная часть, включающая разделы от "Обзора литературы" до "Результатов исследований" или "Обсуждения результатов" включительно.
Основная часть оформляется сплошным текстом с небольшими интервалами между разделами и подразделами. Каждый раздел основной части нумеруется. Нумерация подразделов двойная: сначала ставится номер раздела, затем - точка, а после неё - номер подраздела. Пример: 4.1, 4.2 и т.п.
Все подразделы должны иметь заглавие.
После основной части на новом листе пишутся выводы (или заключение), затем, также с нового листа, литература.
Иллюстративный материал
Таблицы имеют сквозную нумерацию и могут располагаться на листе вертикально или горизонтально.
Справа пишется: Таблица (Номер). Ниже посередине - название таблицы. Если она взята из литературного источника, то после названия в скобках даётся ссылка. Если в таблицу сводятся полученные результаты и литературные данные, то ссылка ставится в соответствующей части таблицы.
При необходимости ниже таблицы даются примечания.
Если таблица не вмещается на один лист, то она переносится на следующий (следующие). На новом листе справа пишется: Таблица (Номер) и после номера - в скобках (Продолжение) или (Окончание). Заголовок в этом случае размещается только на первом листе.
Рисунки, графики, диаграммы, фотографии, схемы и т.п. -все они обозначаются как рисунки, которые также имеют сквозную нумерацию. Рисунки выполняются черной пастой или тушью (не цветными). Все обозначения, которые автору необходимо сделать на рисунке, отмечаются только цифрами или значками.
Под рисунком с красной строки пишется: Рис. (номер). Название. Условные обозначения: 1 -..., 2 -... и т.д.
У рисунков, заимствованных из литературы, после названия даётся ссылка. Если в воспроизводимом рисунке имеются изменения по сравнению с оригиналом, к ссылке добавляется "с изменениями".
Ссылки оформляются по-разному, в зависимости от источника. Источниками могут быть: книги и статьи, имеющие одного или двух авторов; книги и статьи, имеющие больше двух авторов (в книгах все они указываются на титульном листе, не путать с редактором!); книги, авторы которых - большие коллективы, что обычно характерно для словарей, справочников и школьных учебников.
А. Книги и статьи с одним или двумя авторами
Существует два способа оформления ссылок.
В первом случае в скобках указываются фамилия (или две фамилии) без инициалов и, через запятую, год издания. Примеры: "В работе использовалась общепринятая методика (Правдин, 1966)." "Этой проблеме посвящен подробный обзор (Фогель, Мотульский, 1989)."
В другом случае фамилия автора указывается в тексте работы. Тогда перед ней ставятся инициалы, а в скобках пишется только год. Первый приведённый пример можно записать таким образом: "В работе применялась методика, изложенная И. Ф. Правдиным (1966)."
Б. Авторов книги или статьи больше двух
Тогда упоминается только первый автор, а после его фамилии добавляется "и др." в первом случае (см. предыдущий пункт А), или "с соавторами" - во втором случае.
Для иностранной работы вместо "и др." пишется "et al.w, но об этих работах немного ниже.
Примеры: "В современном справочном пособии (Досон и др., 1991) имеются сведения..." или "В работе Ф.Блума с соавторами (1988) отмечено, что...."
В. Авторов книги очень много.
В этом случае вместо фамилии автора указывается название книги (и год издания).
Здесь также применяются два способа: название книги без кавычек вместе с годом издания помещается в скобках или название с кавычками в тексте, а год - в скобках.
Пример: "Имеется следующее определение изученного явления (Биологический энциклопедический словарь, J989): ...", или "В "Биологическом энциклопедическом словаре"(1989) это явление определено следующим образом:...".
Длинное название книги можно привести только один раз, а в дальнейшем сократить его. Так, "Руководство по изучению питания рыб в естественных условиях"(1961), будет обозначаться: "Руководство... "(1961) или (Руководство..., 1961).
Если в тексте приводится дословная цитата, то после года через запятую необходимо указать страницу, на которой располагается цитируемый фрагмент.
При использовании нескольких работ одного автора в ссылке после фамилии через запятые ставятся годы изданий от самых ранних к более поздним. Например: (Дубинин, 1966, 1985) или "...Н.П. Дубинин, 1966, 1985...". Если публикации вышли в свет в один год, тогда после года издания ставятся буквы: (Шмальгаузен, 1968 а, б).
Если в ссылке необходимо указать несколько работ разных авторов, то они отделяются точкой с запятой. При этом желательно перечисление делать в хронологическом порядке. Пример: "Большинство исследователей (Шмальгаузен, 1968 а, б, 1969, 1982; Майр, 1974; Грант, 1980; Солбриг и Солбриг, 1982; Яб-локов и Юсуфов, 1987; Северцов, 1990)" считает, что...".
При упоминании работ, изданных за рубежом и не переводившихся на русский язык, в тексте пишутся фамилии в русской транскрипции, а в скобках - на языке оригинала плюс гид издания через запятую: "В статье Ф.Бридена и Г.Стоунера (Breeden, Stoner, 1987)..." или проще - только ссылка в скобках: "Проведенные американскими учёными (Breeden, Stoner, 1987) исследования показали...".
В ссылке, где перечисляются несколько работ разных авторов (см. предыдущий абзац), работы на иностранных языках размещаются после тех, что опубликованы на русском языке.
Существуют определённые библиографические правила для различных источников, которых следует придерживаться. Каждая книга или статья записывается с красной строки.
1. Однотомные издания с указанием автора (авторов) (их фамилии пишутся на титульном листе сверху).
В список заносятся (соблюдайте все знаки препинания!!): №. Фамилия Инициалы. Название. - Место издания, год. - количество страниц.
Места издания обозначаются следующим образом: Москва -М., Ленинград - Л., Санкт-Петербург - СПб., остальные города -полным названием.
Примеры:
№. Реймерс Н.Ф. Популярный биологический словарь. -М., 1991.-539 с.
№. Шмапьгаузен И.И. Факторы эволюции. - М., 1968 а. -452с.
№. Шмальгаузен И.И. Кибернетические вопросы биологии. - Новосибирск, 1968 б. -223 с.
№. Захаров В.Д. Птицы Челябинской области. - Свердловск, 1989. -71 с.
№. Вахрамеева М.Г., Денисова Л.В., Никитина С.В., Самсонов С.К. Орхидеи нашей страны. - М., 1991. - 222 с.
2. Однотомные издания, подготовленные коллективом авторов:
№. Название. - Место издания, год. - страницы.
Примеры:
№. Биологический энциклопедический словарь. - М., 1989. -864с.
№. Любительский сад и огород. - Пермь, 1988. -191 с.
Для школьных учебников желательно после названия указать редактора:
№. Общая биология / Под ред. Д.К.Беляева, А.О.Рувинского. - М., 1991. - 271 с.
3. Многотомные издания.
3.1.Все тома изданы в один год. В работе использованы целиком (все тома). Указывается:
№. Фамилия Инициалы (если есть). Название: В ... т. - Место издания, год. - Т. 1."... с., Т.2.... с. и т.д.
Пример:
№. Фабр Ж.А. Инстинкты и нравы насекомых: В 2 т. - М., 1993.-Т.1. 608с., Т.2. 612с.
3.2. Тома изданы в разные годы.
Тогда записи делаются отдельно для каждого года издания.
Пример:
№. Фогель Ф., Мотульский А. Генетика человека: В 3 т. Т.1. -М., 1989.-312с.
№. Фогель Ф., Мотульский А. Генетика человека: В 3 т. Т.2,3. - М., 1990. - Т.2. 378 с., Т.З. 366 с.
Аналогично поступают в тех случаях, когда используется отдельный том, а не все издание:
№. Брэм А.Э. Жизнь животных: В 3 т. Т.2. Птицы. - М., 1992.-352с.
Обратите внимание (!) - если у каждого тома имеется название, оно записывается после номера этого тома. В данном случае -это "Птицы".
4. Книга представляет собой сборник статей разных авторов.
В эту категорию входят, например, многотомные издания "Жизнь растений" и "Жизнь животных".
Авторы разделов в этих изданиях указаны в оглавлении.
4.1. Статьи из однотомных изданий записываются так:
№. Фамилия Инициалы. Название статьи // Название сборника. -Место издания, год. - Страницы от -до.
Пример:
№. Симберлофф Д. Биогеографические модели, распространение видов и организация сообществ // Биосфера: эволюция, пространство, время. Биогеографические очерки. - М., 1988.-с. 3-48.
4.2. Статьи из многотомных изданий:
№. Фамилия Инициалы. Название статьи // Название сборника: В .... т. Т. ... Название тома (если есть). - Место издания, год. - Страницы от - до.
Пример:
№. Власов Б.В. , Матекин П.В. Тип Моллюски (Mollusca). Общий очерк У/ Жизнь животных: В 7 т. Т.2. Моллюски. Иглоко-жие. Погонофоры. Щетинкочелюстные. Полухордовые. Хордо-вые. Членистоногие. - М., 1988. - с, 5-9.
№. Бахтина Л.И. Семейство Бегониевые (Begoniaceae) // Жизнь растений: В 6 т. Т.5. Цветковые растения. 4.2. - М., 1981.-с. 63-64.
5. Статьи из журналов
Оформление следующее:
№. Фамилия Инициалы. Название статьи // Название журнала. - Год. Том, выпуск, номер (что есть). - Страницы от - до.
Примеры:
№. Тахтаджян А.Л. Макроэволюционные процессы в истории растительного мира // Ботан. журн. -1983. - Т. 68, вып. 12. -с. 1593-1603.
№. Семаго Л. Каменная куница // Наука и жизнь. - 1993. -№3.-с.130-132.
Для выступления на конференции автором (авторами) готовятся текст доклада объёмом 3-4 стр. машинописного текста (или немного больше, если он написан от руки), что соответствует 10-15 минутному выступлению.
Листы доклада имеют то же оформление, что и в самой работе. На введение и выводы отводится примерно 1/2 листа, т.е. они приводятся практически полностью. Очень кратко описывается методика, если она общепринятая, а на изложение оригинальной требуется больший объём. Также кратко характеризуется район исследований и литературный обзор. Список литературы не приводится. Большее внимание уделяется изложению полученных результатов.
Для наглядности доклад сопровождается демонстрацией таблицам и рисунков, которые выполняются на больших стандартных листах чертёжной бумаги с соблюдением общих правил, а также, в некоторых случаях - объектов исследования. Для показа во время доклада отбираются самые информативные и важные иллюстрации, подтверждающие основные сделанные по работе выводы. Короткий,. 10-15 минутный доклад не должен быть перегружен иллюстративным материалом: 1-2 таблицы, содержащих первичный фактический материал, и 2-3 таблицы или графика, иллюстрирующих главные наблюдаемые закономерности.
Особое внимание следует уделять заголовкам и подписям к иллюстрациям. Они обязательно должны быть на каждом рисунке (таблице, графике и т.п.) и должны легко читаться. Оси на графиках и диаграммах обязательно должны быть подписаны. Изображение на рисунках и таблицах должно быть четким и ясно различимым с некоторого расстояния.
При оформлении рисунка или графика можно пользоваться разными цветами, но их не должно быть более 4-х, т.к. слишком пёстрая картина затрудняет восприятие.
На полях или в тексте доклада для удобства докладчика делают яркие пометки в тех местах, когда следует обратиться к таблице или рисунку.
В докладе необходимо делать ссылки, указывая фамилии авторов и года издания.
Подготовка тезисов
Кроме доклада желательно составить два варианта тезисов объёмом 1 - 3 страницы машинописного текста через 1,5 интервала. Тезисы обычно требуются для участия в заочных конкурсах или при представлении работы для публикации в сборник.
Листы тезисов оформляются на общих основаниях.
Справа в первой строчке пишется фамилия и инициалы автора. Если авторов много, то фамилии указываются по две на строке в несколько столбиков справа. Ниже, под фамилиями - название учреждения. Если в сборник включаются работы только одной организации, тогда вместо него указывается структурное подразделение.
Затем, отступив 2 (!) интервала КРУПНЫМ ШРИФТОМ посередине листа - название работы. Еще через два интервала идёт основной текст с интервалом 1,5 знака без деления на подразделы.
В тезисах объёмом в 1 страницу все разделы представляются очень сжато, описание района исследования можно опустить, если только это напрямую не связано с темой работы. Литературный обзор сводится до минимума. Не менее половины страницы должно занимать описание результатов, которые можно объединить с выводами. Ссылки обязательны, список литературы не приводится.
Структура 3-х страничных тезисов сходна со структурой текста доклада (см. выше).
Рисунки и таблицы в тезисах обычно не приводятся, важнейшие данные из них помещаются в текстовой форме.
К тезисам прилагается лист с указанием:
1. Фамилии, имени, отчества автора (авторов), даты рождения, полного домашнего адреса и места учёбы (школа, класс).
2. Фамилии, имени, отчества руководителя, должности и места работы, учёной степени (если есть), полного домашнего адреса, телефона.
3. Названия учреждения, с его адресом и телефоном.
Оъект исследования - микроорганизмы Объект исследования - садовая мушка
|
Объект исследования - человек и его деятельность
|
Объект исследования - растения |
|
Работа с литературой и обработка данных
|
|
|