Biochemia gleby

Zajęcia z biochemii gleby mają na celu zaznajomienie studentów kierunku z najważniejszymi procesami biogeochemicznymi przebiegającymi w różnych ekosystemach lądowych. Wykłady umożliwią lepsze zrozumienie znaczenia organizmów glebowych w funkcjonowaniu biocenozy, transformacji biogenów oraz ich wzajemnym wpływie na siebie i na inne organizmy żywe. Studia z zakresu biochemii gleby mają uwypuklić znaczenie mikroorganizmów glebowych w krążeniu materii i prze-pływie energii między różnymi elementami biocenozy glebowej. Szczególna uwaga będzie zwrócona studentom na znaczenie enzymów glebowych, na ich pochodzenie, aktywność i rolę w przemianach materii organicznej, tj. podstawowego substratu energetycznego gleby. Ponadto będzie mowa o roli procesów biochemicznych w powstawaniu gleby i detoksykacji ksenobiotyków.

WYKŁADY:

1.Historia i podstawowe pojęcia z zakresu biochemii gleby. Skład mikrobiocenotyczny środowisk glebowych. Rola mikroorganizmów i procesów biogeochemicznych w powstawaniu i formowaniu gleby.

2.Reakcje biochemiczne zachodzące w środowiskach glebowych. Metabolizm gleby a drobnoustroje. Mikrobiologiczna i biochemiczna aktywność gleb i jej żyzność.

3.Tlenowe i beztlenowe procesy zachodzące w środowisku glebowym. Wzajemne stosunki między drobnoustrojami glebowymi (interakcje) mikroorganizmy-roślina-gleba.

Rodzaje i źródła enzymów w glebach.

4.Biochemia przemian azotu glebowego.

5.Biologia i biochemia próchnicy glebowej.

6.Biogeochemia fosforu, siarki, żelaza w glebie. Rola sideroforów w zapewnieniu zdrowotności roślin.

7.Mechanizmy powstawania fitotoksyn, nitrozoamin i mykotoksyn w środowiskach glebowych.

8.Biochemiczne przemiany ksenobiotyków (pestycydy, metale ciężkie) w środowiskach glebowych.Biochemiczne przemiany organicznych i mineralnych nawozów. Biopreparaty.

9.Biochemiczne i mikrobiologiczne aspekty funkcjonowania fyllosfery, ryzosfaer i mikoryzy.

10.Biochemizm działania związków allelopatycznych.

Zjawisko zmęczenia gleb (aspekt mikrobiologiczny i biochemiczny).

11.Podstawy biochemii ekologicznej, substancje biologicznie czynne produkowane przez drobnoustroje glebowe.

12.Biotechnologia gleby. Normy ISO stosowane w ocenie jakości i zdrowotności gleb uprawnych.

ĆWICZENIA:

1.Przepisy BHP obowiązujące na zajęciach laboratoryjnych

2.Skład flory glebowej a jej właściwości biochemiczne

3.Analiza gleby

4.znaczanie wskaźników stanu sanitarno - higienicznego i wskaźników żyzności gleby

5.Odczyt analizy gleby i interpretacja wyników. Wyznaczanie wskaźników stanu sanitarnego gleby w oparciu o uzyskane wyniki zgodnie z zaleceniami norm.

6.Enzymy glebowe jako wskaźnik aktywności biologicznej gleby.

7.Oznaczanie dehydrogenazy glebowej.

8.Oznaczanie zdolności proteolitycznych, amylolitycznych i cellulolitycznych mikroorganizmów glebowych.

9.Badanie zdolności wykorzystywania przez drobnoustroje różnych źródeł azotu i węgla (ze związków organicznych i nieorganicznych)

10.Zastosowanie metod perkolacyjnych do badań biochemicznych.

11.Wpływ metali ciężkich na przebieg procesów nitryfikacji i denitryfikacji.

12.Znaczenie i działanie fitoncydów. Ocena wrażliwości drobnoustrojów glebowych na substancje pochodzenia roślinnego (cebula, czosnek, chrzan, pokrzywa i in.).

13.Wykonanie testów wrażliwości metodą zagłębieniową.

Znaczenie węgla organicznego dla aktywności biochemicznej organizmów glebowych.

14.Oznaczanie zawartości węgla organicznego w różnych rodzajach gleb metodą spektrofotometryczną

15.Zasady ekstrakcji i oznaczania nitrozoamin w środowisku glebowym. Oznaczanie zawartości nitrozoamin z wykorzystaniem metod chromatograficznych (cienkowarstwowa i HPLC). Jakość i zdrowotność gleb według norm ISO.

Statystyka przedmiotu:

1. Liczba godzin oraz punktów ECTS - przedmiot obowiązkowy Godziny: -; ECTS: -

2. Liczba godzin oraz punktów ECTS - przedmiot do wyboru Godziny: 100; ECTS: 4

3. Łączna liczba godzin oraz punktów ECTS, którą student uzyskuje poprzez bezpośredni kontakt z nauczycielem akademickim (wykłady, ćwiczenia, seminaria....) Godziny: 30; ECTS: 1,2

4. Łączna liczba godzin oraz punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach praktycznych np. laboratoryjne, projektowe, terenowe, warsztaty Godziny: 15; ECTS: 0,6

5. Przewidywany nakład pracy własnej (bez udziału prowadzącego lub z udziałem w ramach konsultacji) konieczny do realizacji zadań programowych przedmiotu. Godziny: 70; ECTS: 2,8

1. Paul E.A.: Mikrobiologia i biochemia gleb.Wydawnictwo UMCS,Lublin, 2000

2. Harborne J.B.: Wkologia biochemiczna.Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 1997

3. Freeland J.R.: Ekologia molekularna. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa,2008

4. Sadowski Z.: Biogeochemia - wybrane zagadnienia. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2005

5. Oleszek W., Głowniak K., Leszczeński B.: Biochemiczne oddziaływania środowiskowe. Akademia Medyczna, Lublin, 2001

6. Błaszczek M.K.: Mikroorganizmy w ochronie środowiska. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2007

7. Kucharski J., Wyszkowska J.: Ćwiczenia z biochemii gleby. UW-M, Olsztyn, 2005

Wiedza: student, który zaliczył przedmiot definiuje i opisuje najważniejsze procesy biochemiczne zachodzące w środowisku glebowym z udziałem różnych mikroorganizmów w tym bakterii, promieniowców i grzybów. Umie powiązać i wyjaśnić dlaczego w różnych glebach procesy przebiegają z różną intensywnością oraz dlaczego aktywność biologiczna gleb ma tak ważny wpływ na żyzność i produktywność gleb uprawnych.

Umiejętności: student, który zaliczył przedmiot: interpretuje i samodzielnie wykorzysta zdo-bytą wiedzę z zakresu biochemi i biochemii gleb do celów praktycznego jej wykorzystania w życiu codziennym. Oceni zagrożenia i objaśni korzyści płynące z zastosowania przemian biochemicznych w przemianach ważnych miogenów w środowisku glebowym oraz wyjaśni znaczenie miogenów w życiu roślin.

Kompetencje społeczne: student który zaliczył przedmiot: samodzielnie oceni i zinterpretuje zdobycze wiedzy z zakresu biochemii gleby. Wyjaśni jak ważne są przemiany niektórych biogenów w ogólnobiologicznym cyklu ich przemian. Wyjaśni znaczenie akumulacji CO2 (sekwestracja) w zmianach klimatycznych ziemi.

Wykłady: egzamin pisemny (test wyboru)

Ćwiczenia: egzamin pisemny, test wyboru oraz zaliczenie ustne z praktycznych umiejętności posługiwania się podstawowym sprzętem laboratoryjnym

1. Ocena niedostateczna (2,0): wystawiana jest wtedy, jeśli w zakresie co najmniej jednej z trzech składowych (W, U lub K) przedmiotowych efektów kształcenia student uzyska mniej niż 50% obowiązujących efektów dla danej składowej.

2. Ocena dostateczna (3,0): wystawiana jest wtedy, jeśli w zakresie każdej z trzech składowych (W, U lub K) efektów kształcenia student uzyska przynajmniej 50% obowiązujących efektów dla danej składowej.

3. Ocena ponad dostateczna (3,5): wystawiana jest na podstawie średniej arytmetycznej z trzech składowych (W, U lub K) efektów kształcenia (średnio 61-70%).

4. Podobny sposób obliczania ocen jak przedstawiony w pkt. 3 przyjęto dla ocen dobrej (4,0 - średnio 71-80%), ponad dobrej (4,5 - średnio 81-90%) i bardzo dobrej (5,0 - średnio >90%).

UWAGA: Prowadzący zajęcia, na podstawie stopnia opanowania przez studenta obowiązujących treści programowych danego przedmiotu, w oparciu o własne doświadczenie dydaktyczne, formułuje ocenę, posługując się podanymi wyżej kryteriami formalnymi.