Mikrobiologija i biokemija tla (26307)
Course coordinator
Course description
Sadržaj modula omogućuje studentu razumijevanje značaja mikrobne raznolikosti i uloge mikrobioloških procesa u održivom gospodarenju tlom. Uvod u biokemiju tla pomoći će u razumijevanju različitih procesa koji su pod neposrednim utjecajem mikrobiološke komponente tla. Uloga mikroorganizama u tlu, Tlo kao stanište za mikroorganizme, Mikrobna raznolikosti tla, Mikrobna genetika, Osnove biokemijskih procesa u tlu, Rasprostranjenost mikroorganizama tla, Raspored mikroorganizama unutar profila tla, Rizosferna mikroflora, Epifitna i spermatosferna mikroflora, Kruženje C, Transformacije organske tvari u tlu, Stvaranje i struktura humusa; Transformacije N (mineralizacija i imobilizacija N, nitrifikacija, denitrifikacija, biološka fiksacija N); Kruženje S i P; Utjecaj agrotehničkih mjera na mikrobiološke procese u tlu; Mikroorganizmi i procesi u proizvodnji organskih gnojiva, Mikrobiološka gnojiva; Mikrobni indikatori kvalitete tla. Laboratorijske vježbe uključuju upoznavanje sa različitim metodama izolacije i identifikacije mikroorganizama, metodama za određivanje ukupne mikrobne biomase i zastupljenosti određenih fizioloških grupa mikroorganizama, proučavanje morfoloških karakteristika najznačajnijih mikroorganizama tla.
Type of course
- Prijediplomski studij / Agroekologija (Compulsory course, 4 semester, 2 year)
ECTS: 6.00
English language: L1
E-learning: L1
Teaching hours: 60
Lectures: 46
Laboratory exercises: 10
Seminar: 4
Lecturer
Associate teacher for exercises
Associate teacher for seminars
Grading
Sufficient (2): 60%
Good (3): 71%
Very good (4): 81%
Excellent (5): 91%
General competencies
Studenti stječu temeljna znanja koja omogućuju razumijevanje glavnih mikrobioloških procesa u tlu te njihov utjecaj na zaštitu i očuvanje plodnosti tla i prinose poljoprivrednih kultura. Nakon odslušanog predmeta studenti će dobiti neophodna znanja o brojnim i značajnim funkcijama mikroorganizama u tlu te o važnosti pojedinih mikrobioloških procesa i mogućnosti utjecaja na tijek odvijanja ovih procesa te njihovog iskorištavanja u poljoprivrednoj proizvodnji i zaštiti okoliša.
Types of instruction
- Predavanja
- Laboratorijske vježbe
- Seminari
Learning outcomes
| Learning outcome | Evaluation methods |
|---|---|
| navesti i objasniti ulogu i značaj mikroorganizama i mikrobnih transformacija u primarnoj produktivnosti i zaštiti okoliša kao i u konceptu održive poljoprivredne proizvodnje | Aktivno sudjelovanje tijekom nastave, pismeni i usmeni ispit |
| definirati različite sustave klasifikacije mikroorganizama kao i osnovne pojmove vezane za taksonomiju, nomenklaturu i identifikaciju mikroorganizama identificirati najznačajnije skupine bakterija i arheobakterija u tlu kao i najčešće zastupljene eukariotske organizme u tlu | Aktivno sudjelovanje tijekom nastave, kolokvij iz vježbi, pismeni i usmeni ispit |
| objasniti najznačajnije mikrobne biokemijske mehanizme stvaranja energije te razumjeti osnove mikrobne genetike | Aktivno sudjelovanje tijekom nastave, pismeni i usmeni ispit |
| razumjeti karakteristike tla kao specifičnog staništa za mikroorganizme te složenost interakcijskih odnosa koji vladaju u sustavu tlo-biljka-mikroorganizmi kao i njihov utjecaj na rasprostranjenost mikroorganizama u tlu | Aktivno sudjelovanje tijekom nastave, pismeni i usmeni ispit |
| definirati najznačajnije mikrobiološke procese uključene u transformacije ugljika, dušika, sumpora i fosfora u prirodi te objasniti značaj navedenih procesa za poljoprivrednu proizvodnju i za okoliš | Aktivno sudjelovanje tijekom nastave,kolokvij iz vježbi, pismeni i usmeni ispit |
| navesti i objasniti ulogu mikrobnih indikatora kvalitete tla definirati mikrobiološke procese u proizvodnji organskih gnojiva te navesti različita mikrobiološka gnojiva i objasniti njihove karakteristike i značaj preporučiti pojedine agrotehničke zahvate u cilju poticanja i usmjeravanja korisnih mikrobioloških procesa u tlu te podizanja razine plodnosti tala | Aktivno sudjelovanje tijekom nastave, pismeni i usmeni ispit |
| preporučiti pojedine agrotehničke zahvate u cilju poticanja i usmjeravanja korisnih mikrobioloških procesa u tlu te podizanja razine plodnosti tala | Aktivno sudjelovanje tijekom nastave, pismeni i usmeni ispit |
Working methods
Teachers' obligations
Održavanje predavanja, organizacija i izvedba laboratorijskih vježbi, evidencija prisutnosti studenata na predavanjima i vježbama, praćenje aktivnosti studenata tijekom predavanja i vježbi, priprema nastavnih materijala (predavanja i vježbe) studentima, konzultacije, organiziranje i održavanje pismenih i usmenih provjera znanja tijekom semestra i ispitnih rokova.
Students' obligations
Redovito pohađanje svih oblika nastave, polaganje ispita u vidu testova znanja tijekom semestra (kontinuirana nastava) ili u ispitnom roku.
Methods of grading
| Evaluation elements | Maximum points or Share in evaluation | Grade rating scale | Grade | Direct teaching hours | Total number of average student workload | ECTS |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Pohađanje nastave i aktivno sudjelovanje na nastavi | Korektivni bodovi | 56 | 56 | 1 | ||
| Kolokvij iz vježbi | Korektivni bodovi |
60-70% 71-80% 81-90% 91-100% |
Sufficient (2) Good (3) Very good (4) Excellent (5) |
1 | 14 | 0,5 |
| Test znanja 1 | 25% |
60-70% 71-80% 81-90% 91-100% |
Sufficient (2) Good (3) Very good (4) Excellent (5) |
1,5 | 35 | 1,5 |
| Test znanja 2 | 25% |
60-70% 71-80% 81-90% 91-100% |
Sufficient (2) Good (3) Very good (4) Excellent (5) |
1,5 | 35 | 1,5 |
| Ispitni rok-usmeni | 50% |
60-70% 71-80% 81-90% 91-100% |
Sufficient (2) Good (3) Very good (4) Excellent (5) |
40 | 1,5 | |
| UKUPNO | 100% | 60 | 180 | 6 |
| Evaluation elements | Maximum points or Share in evaluation | Grade rating scale | Grade | Direct teaching hours | Total number of average student workload | ECTS |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Pohađanje nastave i aktivno sudjelovanje na nastavi | Korektivni bodovi | 56 | 56 | 1 | ||
| Kolokvij iz vježbi | Korektivni bodovi |
60-70% 71-80% 81-90% 91-100% |
Sufficient (2) Good (3) Very good (4) Excellent (5) |
1 | 14 | 0,5 |
| Ispitni rok- pismeni i usmeni | 100% |
60-70% 71-80% 81-90% 91-100% |
Sufficient (2) Good (3) Very good (4) Excellent (5) |
3 | 110 | 4,5 |
| Ukupno | 100% | 60 | 180 | 6 |
| Evaluation elements | Description | Deadline | Recoupment |
|---|---|---|---|
| Kolokvij iz vježbi | Nakon obavljenih laboratorijskih vježbi, studenti polažu pismeni kolokvij koji uključuje provjeru usvojenih znanja i vještina. | 9 tjedan | 15 tjedan |
| Test znanja 1 | Obuhvaća prvi programski dio modula: Uloga mikroorganizama tla, Mikrobni metaolizam, Genetika mikroorganizama, Mikrobna raznolikost tla, Raspored mikroorganizama u tlu | 7.tjedan | Ispitni rokovi (unutar cjelokupnog gradiva) |
| Test znanja 2 | Drugom testu znanja mogu pristupiti studenti koji su položili prvi test znanja. Drugi test znanja obuhvaća slijedeće programske dijelove modula: Ciklus C, Ciklus N- Amonifikacija, Nitrifikacija, Denitrifikacija, Biološka fiksacija dušika, Ciklus P, Ciklus S, Mikrobiologija gnojiva, Utjecaj agrotehničkih mjera na mikrobiološke procese u tlu, Mikrobni indikatori kvalitete tla | 15 tjedan | ispitni rokovi (unutra cjelokupnog gradiva) |
| Ispitni rok-usmeni | Studenti koji su uspješno položili oba testa znanja mogu pristupiti usmenom ispitu. Usmeni ispit se najčešće sastoji od tri do pet pitanja ovisno o prethodno postignutim rezultatima. | ispitni rokovi | |
| Ispitni rok- pismeni i usmeni | Ukoliko student ne položi testove znanja tijekom kontinuirane nastave, cjelokupno gradivo polaže pismenim te nakon toga usmenim putem. | ispitni rokovi |
Weekly class schedule
- Uvod- Mikrobiologija i biokemija tla- predmet proučavanja, interdisciplinarnost; Uloga mikroorganizama u prirodi, Značaj mikrobnih transformacija u tlu, Mikrobna raznolikost tla - Klasifikacija mikroorganizama; Razlike između prokariotskih i eukariotskih mikroorganizama; Glavne taksonomske skupine mikroorganizama i njihove karakteristike, Osnovne fiziološke razlike između mikroorganizama.
- Mikrobna raznolikost tla - Najznačajnije skupine eubakterija u tlu, Arheobakterije; Najčešće zastupljene grupe eukariota u tlu.
- Biokemijski mehanizmi stvaranja energije - Mikrobni metabolizam, Katabolizam ugljikohidrata, Nastanak ATP-s, Aerobne i anaerobne respiracije.
- Fermentacije - Značaj fermentacija- tlo, epifitni mikroorganizmi, Biokemijski procesi, Mikroorganizmi, Maslačna fermentacija, Mliječna fermentacija, Alkoholna fermentacija, Octena fermentacija.
- Tlo kao stanište za mikroorganizme - Mikroorganizmi u tlu i plinovita faza tla, Mikroorganizmi u tlu i voda, Toplinska svojstva tla, Mikroorganizmi i pH tla, Struktura tla i mikroorganizmi; Rasprostranjenost mikroorganizama u tlu, Rizosfrena, epifitna i spermatosferna mikroflora.
- Rasprostranjenost mikroorganizama tla- Utjecaj pedoloških karakteristika na strukturu i rasprostranjenost mikrobnih zajednica, Geografska distribucija mikroorganizama tla.
- Mikrobna genetika - Struktura i funkcija genetičkog materijala, Osnovne funkcije genetičkog materijala, Replikacija DNA, Tok genetičke informacije, Osobitosti prokaritokih i eukariotskih organizama, Varijabilnost mikroorganizama; Mutacije, Genetske rekombinacije kod prokariota.
- Transformacije C - Ugljik u prirodi, Ugljik u građi stanica mikroorganizama, biljaka i životinja, Kruženje ugljika, Fiksacija C i razgradnja organske tvari ; Transformacije organske tvari u tlu- Organski ostaci u tlu, Razgradnja polisaharida, Razgradnja celuloze, Razgradnja škroba, Razgradnja hemiceluloze i pektina, Razgradnja lignina i pektina, Humus- nastanak, sastav.
- Mineralizacija N- amonifikacija i nitrifikacija - Ciklus N, Transformacije tipa amonifikacije, Amonifikacija- humifkacija i mineralizacija humusa, Biokemija amonifikacije, Amonifikacijski mikroorganizmi, Značaj amonifikacije; Imobilizacija N, Nitrifikacija –definicija, podjela, Značaj, Nitrifikatori, Utjecaj ekoloških faktora.
- Denitrifikacija i biološka fiksacija dušika -Denitrifikacija – podjela, značaj, ekološki uvjeti, mikroorganizmi; Biološka fiksacija N- mjesto BNF u ciklusu kruženja N, podjela, Simbiozna fiksacija dušika, Asimbiozna fiksacija dušika, Asocijativna fiksacija dušika.
- Transformacije N u tlu - Ciklus N - Morfologija i fiziologija najznačajnijih mikroorganizama uključenih u mikrobne transformacije N u tlu.
- Transformacije S i P - Stvaranje sumporovodika, stvaranje sulfta, Redukcija sulfata, Mikroorganizmi; Nastanak fosfata, Fosfomobilizacija, Redukacija fosfata, Mikroorganizmi.
- Mikrobiologija gnojiva - Mikroorganizmi u proizvodnji organskih gnojiva, Mikrobiološka gnojiva- vrste, karakteristike, značaj.
- Mikrobni indikatori kvalitete tla - Mikroorganizmi i kvaliteta tla, Poželjne karakteristike mikrobnih indikatora kvalitete tla, Monitoring kvalitete tla – metode: određivanje mikrobne biomase, respiracije, mikrobne raznolikosti, mikrobne aktivnosti , transformacije N kao indikator kvalitete tla, mikroorganizmi – indikatori kvalitete tla.
- Utjecaj agrotehničkih mjera na mikrobiološke procese u tlu- Redovne i agromelioracijske mjere, Mikrobiološki procesi i obrada tla, Utjecaj gnojidbe tla na mikrobiološke procese, Mikrobiološki procesi i plodored; Mikrobiološki procesi i kalcifikacija; Utjecaj hidromelioracijskih mjera na mikrobiološke procese u tlu.
Obligatory literature
- N.S. Subba Rao. Soil Microbiology, Taylor & Francis Inc, 2001
- Paul, E.A., Clark F. E. Soil Microbiology and Biochemistry, Academic Press, 1996.
- Tate, R.L. Soil Microbiology, John Wiley & Sons, 1995.
Recommended literature
- van Elsas, Trevors J.T., Wellington E.M. H. Modern Soil Microbiology, Marcel Dekker, Inc., 1997.
- Sylvia D. M., Fuhrmann J.J., Hartel P.G., Zuberer D.A. Principles and Applications of Soil Microbiology, Prentice Hall, Inc. 1999.
- Pankhurst, C.E., Doube B.M., Gupta V.V Biological Indicators of Soil Health, CAB International, 1997.
Similar course at related universities
- Soil Microbiology and Biochemistry, Iowa State University, Department of Agronomy
- Soil Microbiology and Biochemistry, McGill University, Faculty of Agricultural and Environmental Sciences, Montreal, Canada