WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 16 |

Сысоева ольга валерьевна факторы, влияющие на микробиоту раствора для выращивания растений в экспериментальной модели экологической системы жизнеобеспечения специальность 03.02.08

-- [ Страница 3 ] --

1. 4 Индикаторные группы микроорганизмов Исследование ассоциаций микроорганизмов и высших растений находит практическое применение не только в сельском хозяйстве, но и в экологическом мониторинге окружающей среды. Е.В. Плешаковой и др.(2012) показано опосредованное действие растений-ремедиантов на разложение нефтешламов путем стимуляции активности почвенной микробиоты.

исследователями в качестве индикатора состояния почвы и воды, являются бактерии группы кишечной палочки (Wilk, Donderski, 2005; Olapadeetal., 2006; Lyimo, 2009). Показательными микроорганизмами для состояния ценоза являются гетеротрофные бактерии, усваивающие различные формы азота (органический, минеральный) и метаболизирующие его в формы, доступные для растений (N2, NO2, NH3). К таким микроорганизмам относятся аммонифицирующие, денитрифицирующие бактерии (Скворцова и др., 2006).

К индикаторным микроорганизмам относят также микроскопические грибы (Барайщук, Хамова, 2006).

Известно (Tirranenetal., 1994), что микроорганизмы быстро отвечают на изменения окружающей среды (как условий питания, так и дыхания). По всей вероятности бактерии могут быть индикаторами состояния растений, произрастающих в природных, культурных, техногенных ценозах.

Показателем состояния микробной системы почвы могут служить как количественные характеристики функциональной деятельности микрофлоры (биомасса, активность почвенных ферментов и продуцирование СO2, фиксация атмосферного азота), так и специфическая структура комплекса микроорганизмов в конкретных экологических условиях (Kennedy, Smith, 1995).

динамике качественного и количественного состава почвенных микроорганизмов показана Г.В. Тороповой и Т.В.Марченковой(2008). Л.С.

Тирранен и М.П. Шиленко (2008) предложены 12 групп микроорганизмов – индикаторов состояния высших растений в замкнутых системах.

Изучение сообществ микроорганизмов поможет лучше понять происходящие в системе растение-почва-микроорганизм процессы.

1. 5 Состав и характеристика почвоподобного субстрата микробиологический процесс, протекающий в почве, в воде, на отмерших и живых растительных тканях, а также в пищеварительном тракте некоторых животных и насекомых. Разложение целлюлозы осуществляется в основном микроорганизмами и не зависит от обилия почвенных беспозвоночных (vanGesteletal., 2003).

Для обозначения процесса распада биополимеров используются термины деструкция и минерализация (Ионенко, 1999). Минерализация растительных остатков обеспечивает выход иммобилизованных в высших растениях химических элементов и попадание их в круговорот веществ (Аристовская, 1980; Фокин и др., 1999; Соколова, 2011).

Микроорганизмы, участвующие в распаде биополимеров: бактерии, актиномицеты, высшие и низшие грибы – всегда присутствуют в окружающей среде и в благоприятных условиях неизбежно инициируют этот процесс путем выделения соответствующих ферментов (Полянская, 1987;

Ковда, 1988; Марчик, Ефремов, 2006).

Индустриализация и интенсификация агропромышленного комплекса, истощение минеральных ресурсов и сокращение возможностей экстенсивного роста в сельском хозяйстве, изменили взгляды на проблему органических отходов в целом и использование растительных отходов в частности (Лефтев, 2007; Назаров, 2007).

К растительным отходам относится биомасса растений, которая не может быть использована в качестве корма для животных или не может быть ценным материалом для промышленности. В качестве примера можно назвать солому злаковых культур, стебли хлопчатника, тростник, несортовую содержанием лигнина и рыхлой микроструктурой. Именно эти растительные остатки составляют основную массу всех органических отходов и поэтому наиболее перспективны с точки зрения их использования (Grosetal., 2003;

Tikhomirovetal., 2003 a, b).

В настоящее время среди искусственных корнеобитаемых сред преобладает торф и смеси на его основе. Одним из минусов этих субстратов является их низкая катионнообменная емкость (Ламан и др., 2011).

Современными исследователями предлагаются различные физические, химические и биологические методы превращения органических отходов в гуминовые вещества (Попов и др., 2004) и кормовые продукты (Данилов и др., 2007; Мокрушина, 2007; Miyazakietal., 2005). Однако внимание исследователей привлекает возможность переработки растительных отходов не только в удобрение, но и в полноценный субстрат для выращивания растений (Gray, 2006).

плодородия и биологической интенсификации земледелия считается применение вермикомпостов - продуктов переработки органических отходов с участием дождевых червей, находящихся в симбиозе с микроорганизмами (Аристовская, 1980; Лозовская и др., 2006). В естественных почвах микроорганизмы (Ковда, 1988; Марчик, Ефремов, 2006).

благоприятные условия для выполнения любых функций, чем в почве.

Дождевые черви и микроорганизмы превращают различные органические отходы в высокоэффективные биологические удобрения с хорошей структурой, обогащенные макро- и микроэлементами, ферментами, активной микробиотой, обеспечивающей пролонгированное (длительное, постепенное) действие на растения (Аристовская, 1980; Лозовская и др., 2006).

почвоподобного субстрата (ППС), который является продуктом переработки калифорнийских червей, грибов вешенка и микроорганизмов (Manukovskyetal., 1997). Почвоподобный субстрат – это не почва, так как у него нет подстилающей материнской породы (Орлов, 1996).

По внешнему виду и основным свойствам ППС соответствует органическим почвам – гистосолям и отличается отсутствием в своем составе алюмосиликатного матрикса, а также повышенной фунгистатической активностью (Мануковский и др., 2008; Enzhuetal., 2008; Nesterenkoetal., 2009).



Использование ППС позволяет совместить и упростить процессы выращивания растений и переработки несъедобной фитомассы (Manukovskyetal., 1996). Продукт «биологического» сжигания растительных отходов – почвоподобный субстрат – может заменить нейтральный субстрат и частично обеспечить растения минеральными элементами, которые в искусственных системах раньше поставляли из запасов (Manukovskyetal., 1997).

Растительные остатки с невысоким содержанием лигнина (зеленые листья, ботва) непосредственно после сбора урожая закапывают на определенную глубину в ППС (Tikhomirovet аl., 2009). На растительных остатках с высоким содержанием лигнина вначале выращивают съедобные грибы (вешенки), а затем остаточный субстрат вносят под растения в ППС (Мануковский и др., 2008).

На приготовленном почвоподобном субстрате выращивают растения (пшеница и овощи). При этом в ППС в начале каждой вегетации вносят полученную в предыдущей вегетации несъедобную биомассу выращенных овощей.

Вместо съедобной биомассы овощей в почвоподобный субстрат вносят эквивалентное количество выращенной на нем пшеничной соломы. Цикл приготовления ППС повторяется.

При многократном использовании ППС растительные отходы (несъедобную растительную биомассу) возвращают в субстрат, в котором с помощью гетеротрофного звена происходит минерализация внесенной массы. В результате этих процессов, минеральные элементы, используемые на формирование несъедобной массы, находятся в постоянном круговороте веществ (Zolotukhinetal., 2005).

Основные компоненты почвоподобного субстрата: гумус – 15 % (в том числе гуминовых кислот – 9,5 %), фульвокислоты– 4,9%, зольные элементы – 30 %, не гидролизуемые вещества (волокна гемицеллюлозы и целлюлозы) – 15,2 % (Grosetal., 2004).

1. 6 Перспективы применения пшеничной соломы Солома пшеницы и других злаков, несъедобные растительные остатки представляют собой ежегодно возобновляемый источник растительного сырья. Микробиологическая переработка отходов сельского хозяйства, лесной и целлюлозно-бумажной промышленности в топливо, кормовые и пищевые продукты, полупродукты для химической и микробиологической промышленности рассматривается в настоящее время как одна из ключевых отраслей биотехнологии (Землянов, 2007; Мокрушина, 2007; Назаров, 2007).

Одно из направлений отрасли переработки сельскохозяйственных отходов предусматривает превращение непищевого сырья (отходов целлюлозно-бумажной промышленности и сельского хозяйства) с помощью ферментов и микроорганизмов в углеводы, биологически активные вещества и гумус (Лефтев, 2007; Gray, 2006).

В настоящее время солома пшеницы нашла свое применение в качестве источника целлюлозы для целлюлозо-бумажной промышленности (Галимова и др., 2007), корма для крупного рогатого скота, подстилки животным (Применение соломы…, 2004).

Солома пшеницы является важным источником органического удобрения (Юшкевич и др., 2012). Для этих целей она широко используется в зарубежной и отечественной земледельческой практике, в хозяйствах, специализирующихся на производстве зерна и обеспечивающих хорошую кормовую базу для животноводства (Еремина и др., 2005; Еремина и др., 2006; Землянов, 2007; Гейдарова, 2009). Из применяемых в настоящее время органических удобрений в соломе содержание органических веществ наиболее высокое – до 80% от массы (Юшкевич и др., 2012).

Оптимальная температура почвы для разложения клетчатки составляет 28–30 °С, влажность почвы – 60–70% от полной ее влагоемкости.

Интенсивность разложения соломы в верхнем слое почвы заметно выше, что объясняется хорошей аэрацией почвы, а также большой численностью и разнообразием видового состава микроорганизмов.

Научные предпосылки использования пшеничной соломы на удобрение следующие:

1. Солома - источник питательных элементов. Химический состав соломы пшеницы довольно широко изменяется в зависимости от почвенных и погодных условий. По данным Б.Н. Кузнецова и др. (2009) солома пшеницы состоит (% масс.): целлюлоза 48,7; лигнин 21,4; гемицеллюлозы 23,2; экстрактивные вещества 2,6; зола 4,1.

В среднем пшеничная солома содержит 0,5% азота, 0,25 - фосфора (Р2О5), 0,8 - калия (К2О) и 35-40% углерода в форме различных органических соединений (Применение соломы…, 2004). В соломе находятся некоторые количества серы, кальция, магния, различных микроэлементов (бор, медь, марганец, молибден, цинк, кобальт и др.) (Применение соломы…, 2004).

(http://vidkormov.narod.ru/card/n1637.html),содержание в 100 г соломы сырого белка в соломе достигает 38,6 г, сырой клетчатки – 375,8 г, сухого вещества – 875 г.

2. Солома – активный энергетический материал для образования гумуса почвы и повышения микробиологической активности почвы (Применение соломы…, 2004). По химическому составу солома зерновых культур характеризуется довольно высоким количеством безазотистых веществ (целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин) и низким содержанием азота и минеральных элементов (Akram, Hussaing, 1978).

Широкое отношение С : N в соломе (70–80:1) оказывает большое влияние на разложение ее в почве. Известно, что солома поставляет микрофлоре почвы легкодоступный источник углерода (Русакова, 2011).

Целлюлозоразлагающие микроорганизмы испытывают сравнительно высокую потребность в азоте (Безлер, Колесникова, 2009; Lupwayietal., 2006). Учитывая небольшое количество азота в соломе, снижается его количество, доступное растениям, так как микроорганизмы потребляют минеральный азот из почвы – идет процесс иммобилизации азота (Аристовская, 1980; Применение соломы…, 2004; Nourbakhsh, Dick, 2005).

Скорость разложения соломы различных сельскохозяйственных культур зависит от концентрации азота в соломе: чем выше содержание азота, тем быстрее происходит деструкция соломы в почве (Юшкевич и др., 2012). Если азота почвы ограниченное количество, то тормозятся процессы разложения соломы.

Для нормального протекания процессов деструкции пшеничной соломы микроорганизмами отношение C:N должно быть 20–30 : (Применение соломы…, 2004; Nourbakhsh, 2006).



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 16 |
 


Похожие материалы:

« СИНЕНКО Николай Николаевич БИОЛОГО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РЕСНИЧНЫХ ИНФУЗОРИЙ НЕКОТОРЫХ ВОДОЕМОВ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ 03.02.04- зоология ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор С.Ф. Лихачев Омск - 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ стр. Введение 4 Глава 1. Обзор литературы 9 1.1. Степень изученности ресничных инфузорий в водоемах и водотоках Омской области 9 1.2. Индикаторные особенности ...»

«Сапрыкина Ирина Николаевна БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МЕСТНЫХ И ИНТРОДУЦИРОВАННЫХ КУЛЬТИВАРОВ CERASUS MILL., PRUNUS L. В УСЛОВИЯХ ОРЕНБУРЖЬЯ 03. 02. 01. – ботаника Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук Авдеев В. И. Оренбург – 2014 г. 2 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 ГЛАВА 1 КРАТКАЯ ИСТОРИЯ СЕЛЕКЦИИ, ВИДЫ И СОРТИМЕНТ 6 ВИШНИ, СЛИВЫ (Обзор литературы) 1.1 История культуры, виды и сортимент вишни, сливы 6 1.2 Особенности ...»

« Петунина Жанна Владимировна СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ БАЙКАЛЬСКИХ АМФИПОД GMELINOIDES FASCIATUS И ИХ ПАРАЗИТОВ, МИКРОСПОРИДИЙ, В ОЗЕРЕ БАЙКАЛ 03.02.08 – экология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель доктор биологических наук Д.Ю. Щербаков Иркутск, 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1. Амфиподы озера Байкал 1.1.1. Роль амфипод в экосистеме озера Байкал 1.1.2. Эволюция амфипод в ...»

« ЭРДЭНЭГЭРЭЛ АРИУНБОЛД ДИНАМИКА РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ СУХИХ СТЕПЕЙ СРЕДНЕЙ ХАЛХИ (СОМОН БАЯН-УНДЖУЛ, МОНГОЛИЯ) 03.02.01 – Ботаника Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель доктор биологических наук, профессор В.Т. Ярмишко Санкт-Петербург 2014 Введение Глава 1. История исследований степей Монголии Глава 2. Природные условия сухих степей Средней Халхи 2.1. Рельеф 2.2. Климат 2.3. Почвы 2.4. Растительность 2.5. ...»

« АНДРЕЕВА Алевтина Сергеевна ЖУКИ-ЛИСТОЕДЫ (COLEOPTERA: CHRYSOMELIDAE) БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ: ФАУНА, ЭКОЛОГИЯ, ХОЗЯЙСТВЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ 03.02.08 – Экология диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор биологических наук, доцент А.В. Присный БЕЛГОРОД 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение Глава 1. Листоеды Средней полосы европейкой России и 7 сопредельных территорий: общие сведения о биологии и экологии (обзор литературы) 1.1. Биология ...»

« Сибиркина Альфира Равильевна БИОГЕОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В СОСНОВЫХ БОРАХ СЕМИПАЛАТИНСКОГО ПРИИРТЫШЬЯ Специальность 03.02.08 – Экология Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук Научный консультант – доктор биологических наук, профессор Панин Михаил Семенович Омск, 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение. Актуальность темы ……………………………………………….…….5 Глава 1. Современные представления об аккумуляции и миграции тяжелых металлов в системе ...»

« САМБУУ Анна Доржуевна СУКЦЕССИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ В ТРАВЯНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ ТУВЫ 03.02.01 – Ботаника 03.02.08 – Экология Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук Научный консультант – доктор биологических наук, профессор А.А. Титлянова Кызыл – 2014 СОДЕРЖАНИЕ Введение ……….…….………………….…………………….…………… 4 Глава 1. Физико-географические условия района исследования ……. 9 1.1. Географическое положение, геологическое строение и рельеф 9 1.2. Гидрография и ...»

« НЕСТЕРЕНКО СТАНИСЛАВ ВЛАДИМИРОВИЧ ЭКОЛОГО-ФАУНИСТИЧЕСКИЙ ОБЗОР МУХ-ЛЬВИНОК (DIPTERA, STRATIOMYIDAE) СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО КАВКАЗА И КРЫМА Специальность 03.02.05 – энтомология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: кандидат биологических наук, доцент С.Ю. Кустов Краснодар 2014 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 4 1 Аналитический обзор литературы 11 1.1 Положение Stratiomyidae в системе отряда Diptera 11 1.2 Морфологическая характеристика ...»

« Фисунов Глеб Юрьевич Функциональная геномика микоплазм при адаптации к стрессовым условиям внешней среды 03.01.04 – Биохимия 03.01.03 – Молекулярная биология Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук Научный руководитель: д.б.н., профессор, член-корр. РАМН Говорун Вадим Маркович Москва – 2014 2 Оглавление Оглавление 1. Введение 1.1 Научная новизна и значимость работы 1.2. Цели и задачи 1.3. Обзор литературы Молекулярные системы бактерий, участвующие ...»

« Байгильдина Асия Ахметовна ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА И СТРУКТУРНОФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЭНДОТЕЛИЯ ПРИ ГЕМОРРАГИЧЕСКОЙ ЛИХОРАДКЕ С ПОЧЕЧНЫМ СИНДРОМОМ 03.01.04 – биохимия Диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук Научный консультант: доктор медицинских наук, профессор Камилов Феликс Хусаинович Новосибирск 2014 2 СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ…………………………………………………….5 ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………6 ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………….20 1.1. Характеристика ...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.