Место дисциплины в структуре ООП ВПО
Дисциплина входит в базовую часть профессионального цикла – Б.3.
Изучение дисциплины предполагает предварительное освоение ботаники, неорганической и органической химии, почвоведения.
Дисциплина является основополагающей для изучения следующих дисциплин: физиология и биохимия растений, земледелие, агрохимия, растениеводство.
3. Требования к результатам освоения содержания дисциплины
«Почвенная микробиология»
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование элементов следующих компетенцийв соответствии с ФГОС ВПО и ООП по данному направлению подготовки:
а) выпускник должен обладать следующими профессиональными компетенциями:
ПК-7 – готовностью проводить микробиологический анализ почв, химический анализ растений, удобрений и мелиорантов в соответствии с современными методиками;
ПК-14 – способностью к проведению растительной и почвенной диагностики, принятию мер по агроэкологической оптимизации минерального питания растений и микробиологической активности почв;
ПК-22 – способностью к лабораторному анализу образцов почв, удобрений и растений.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
- Знать: роль микроорганизмов в превращениях различных соединений и химических элементов в почве (ПК-7).
- Уметь: определять биологическую активность почвы и предлагать способы ее регулирования (ПК-7, ПК-14, ПК-22).
- Владеть: методами лабораторного анализа микробного сообщества (ПК-22).
Содержание дисциплины
Объем дисциплины и виды учебной работы
Семестр – 5. Форма промежуточной аттестации – зачет.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы 108 часов.
| Вид учебной работы | Всего | Очное обучение | Всего | Заочное обучение* | ||
| Распределение по семестрам | Распределение по семестрам | |||||
| Аудиторные занятия (всего) | ||||||
| В том числе: | - | - | ||||
| Лекции | ||||||
| Практические занятия (ПЗ), Семинары (С) | ||||||
| Лабораторные работы (ЛР) | ||||||
| Самостоятельная работа | ||||||
| В том числе: | - | - | - | - | ||
| Реферат | ||||||
| Самоподготовка (самостоятельное изучение разделов, проработка и повторение лекционного материала, материала учебников и учебных пособий, подготовка к лабораторным работам, зачету). | ||||||
| Общая трудоемкость час зач. ед. | ||||||
Содержание разделов дисциплины
| № п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела | Коды формируемых компетенций |
| Общая микробиология | Систематика, морфология и размножение бактерий | ПК-7 | |
| Отношение микроорганизмов к факторам внешней среды | |||
| Физиология, обмен веществ и энергии у микроорганизмов | |||
| Превращение соединений углерода микроорганизмами. Основные бродильные и окислительные процессы | |||
| Участие микроорганизмов в круговороте азота | |||
| Участие микроорганизмов в круговороте серы, фосфора, железа и других элементов | |||
| Почвенная микробиология | Микробные комплексы почвы. Принципы и концепции почвенной микробиологии | ПК-14,ПК-22 | |
| Агроэкологическая роль почвенных микроорганизмов | |||
| Биологическая активность разных типов почв, методы определения состава почвенных микроорганизмов |
1. «Общая микробиология»
«Систематика, морфология и размножение бактерий». Объекты микробиологии, место и роль микробиологии в системе биологических наук, роль микроорганизмов в природе и жизни человека.
Общие сведения по систематике и номенклатуре прокариот. Принципы нумерологической и филогенетической систематики.
Микроорганизмы, не имеющие клеточного строения. Морфологические типы бактерий. Ультраструктура бактериальной клетки. Споры и спорообразование. Рост и размножение бактерий.
«Отношение микроорганизмов к факторам внешней среды». Действие абиотических и био-тических факторов окружающей среды на микроорганизмы. Физиологические группы микро-организмов по отношению к факторам внешней среды.
«Физиология, обмен веществ и энергии у микроорганизмов». Питание бактерий. Механизмы транспорта через цитоплазматическую мембрану. Пищевые потребности. Типы питания. Ферменты и обмен веществ.
Получение энергии микроорганизмами. Роль АТФ в аккумуляции и переносе энергии. Типы энергетических процессов. Брожение. Аэробное дыхание. Анаэробное дыхание.
«Превращение соединений углерода микроорганизмами. Основные бродильные и окислительные роцессы». Круговорот углерода и кислорода в биосфере. Значимость двух космических процессов – фотосинтеза и минерализации микроорганизмами органических веществ. Ассимиляция СО2 микроорганизмами. Фотосинтез и хемосинтез. Процессы минерализации органических соединений и роль различных групп микроорганизмов.
Спиртовое брожение. Возбудители спиртового брожения и их особенности. Химизм процесса. Эффект Пастера. Роль спиртового брожения в природе и жизни человека.
Молочнокислое брожение и его возбудители. Особенности молочнокислых бактерий. Гомоферментативное, гетероферментативное и бифидоброжение.
Виды брожений, вызываемых клостридиями. Маслянокислое брожение, особенности возбудителей, значение в природе, сельском хозяйстве и промышленности.
Разложение пектиновых веществ и его роль в первичной переработке лубоволокнистых растений. Микробная трансформация целлюлозы. Возбудители, химизм, значение.
«Участие микроорганизмов в круговороте азота». Процессы минерализации, иммобилизации, нитрификации и денитрификации. Регуляция денитрификации агротехническими приемами. Рациональные способы хранения навоза. Биологическая фиксация молекулярного азота атмосферы.
«Участие микроорганизмов в круговороте серы, фосфора, железа и других элементов». Участие микроорганизмов в круговороте серы. Превращение микроорганизмами органических соединений фосфора. Роль микроорганизмов в переводе недоступных минеральных соединений фосфора в растворимые, доступные для растений. Роль микроорганизмов в превращении соединений железа, марганца, алюминия, калия.
2. «Почвенная микробиология»
«Микробные комплексы почвы. Принципы и концепции почвенной микробиологии». Понятие о микробных комплексах почвы. Особенности почвы как среды обитания микроорганизмов. Эколого-географические закономерности распространения микроорганизмов в почвах. Стратегии жизнедеятельности микроорганизмов в почве. Разнообразие трофических взаимодействий микроорганизмов. Принципы и концепции, принятые в почвенной микробиологии.
«Агроэкологическая роль почвенных микроорганизмов». Значение почвенных микроорганизмов в плодородии почвы. Ассоциации микроорганизмов с корневой системой живых растений: ризосфера и ризоплана. Роль почвенных микроорганизмов в образовании и разрушении гумуса. Экологическая, биохимическая и микробиологическая концепции гумосообразования. Значение почвенной микрофлоры при рекультивации земель. Действие органических и минеральных удобрений, различных приемов обработки почвы и мелиорации на почвенные микроорганизмы. Деградация почвенными микроорганизмами пестицидов и других химических веществ.
«Биологическая активность разных типов почв, методы определения состава почвенных микроорганизмов». Биогенность почв разных типов. Почвенные микроорганизмы как индикаторы типа и плодородия почв. Прямые и косвенные методы определения численности, состава и активности почвенных микроорганизмов. Учет численности отдельных физиологических групп.
Тематический план дисциплины