Введение 3
1. Обзор литературы 5
1.1 Биохимия сельского хозяйства 5
1.2 Полигидроксиалканоаты, их свойство и применение 9
1.3. Свойство полигидроксиалканоатов 9
1.4 Процессы биодеградации полигидроксиалканоатов 11
1.5 Гербицидные препараты и формы их применения 14
2. Материалы и методы 15
2.1 Процесс биосинтеза бактерий Cupriavidus eutrophus B10646 15
2.1.1 Процесс приготовления питательных растворов и их стерилизация.
15
2.1.2 Получение инокулята из музейной культуры 17
2.1.3 Получение инокулята в ферментёре-инокуляторе 18
2.1.4 Двустадийная ферментация в производственном ферментёре. 18
2.1.5 Концентрирование бактериальной культуры 19
2.1.6 Центрифугирование и лиофильная сушка сгущенной культуры 19
2.2 Природные наполнители 19
2.3 Получение гранул из композитов. 20
2.4 Исследование биодеградации гранул с различным наполнителем 22
2.5 Изготовление долговременных формы гербицидных препаратов с
опилками 22
2.6 Экспериментальные формы препарата гербицидного действия в
лабораторных посевах сорных растений 22
2.7 Регрессионный анализ 23
2.3 Объект исследования 28
3. Результаты 29
3.1 Деградация гранул в почве Ошибка! Закладка не определена.
3.2 Математическое моделирование Ошибка! Закладка не определена.
3.2 Эффективность долговременных форм гербицидных препаратов в лабораторных посевах зерновых культур зараженные сорняками.
Одними из самых распространённых видов отходов производственного характера являются нефтехимические пластики, которые имеют долгий путь разложения. Они образуют целые острова в море и горы на суше. Путем решения данной проблемы является замена нефтехимического пластика на биополимер. Он, в отличии от синтетических пластиков, имеет много положительных качеств, среди которых высокий уровень биодеградации и полная биосовместимость.
Биополимером является внутриклеточное запасающее вещество бактерии, которое синтезируется в стрессовых условиях, таких как избыточное содержание углерода и недостаточное содержание различных питательных элементов, таких как азот и фосфор. Также он очень быстро разлагается в природных как аэробных так и анаэробных условиях так как подвержен воздействию бактерий.
Самый распространённый биополимер это полигидроксиалканоаты (ПГА) синтезируемы бактериями Cupriavidus Eutrophus, из которого производят различные матриксы, пленки и гранулы для разных медицинских и сельскохозяйственных нужд.
В сельском хозяйстве возникли такие проблемы, как деградация и истощение почвы, неконтролируемо используемое минеральных удобрений. После внесения различных удобрений остается в почве небольшая часть, остальная доля веществ быстро смывается в водоёмы тем самым нанося непоправимый ущерб природе.
Одним из путей решения этой проблемы является использования новых сельскохозяйственных препаратов на основе биополимера, который будет биоразлагаться и давать экстраполированный выход активных веществ, что может существенно снизить как стоимость вносимых препаратов, так и их эффективность.
Цель работы: Исследовать биодеградацию гранул из различных композитов на основе П(3ГБ), получить гербицидные препараты и определить перспективу их использования в сельском хозяйстве для борьбы с сорняками.
Задачи:
1. Отработать методику изготовления и получить образцы гранул из композитных материалов на основе П(3ГБ) и природных наполнителей.
2. Исследовать влияние природных наполнителей на скорость биодеградации полученных образцов гранул и получить математическую модель исследуемого процесса.
3. Изготовить образцы долговременных форм гербицидных препаратов на основе П(3ГБ) и древесных опилок и исследовать возможность применения полученных гербицидных препаратов в сельском хозяйстве для борьбы с сорняками
Отработана методика изготовления и получены композитные формы в виде гранул на основе П(3ГБ) с природными наполнителями (торф, глина, опилки) массой 0,005 - 0,006 грамм в соотношении полимер - филлер 70% на 30%.
Исследовано влияние природных наполнителей на скорость биодеградации полученных образцов гранул в лабораторных почвенных микроэкосистемах. Получена математическая модель процесса биодеградации полученных образцов гранул. Уравнение Y = 100,662 - 2,18998*Х1 - 1,04212*Х2 дает представление о количественном влиянии каждого фактора на остаточную массу образцов в процессе деградации. .
Исследована гербицидная активность изготовленных форм препаратов на основе П(3ГБ) и древесных опилок. Ингибирующий эффект экспериментальных форм, не уступал, а в некоторых опытах превосходил коммерческие препараты.
