ИССЛЕДОВАНИЕ АГРОНОМИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ ОТХОДА БИОТЕХНОЛОГИИ ДЕТОКСИКАЦИИ ГИДРОЛИЗАТОВ ЛЦС ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СПИРТОВ

ВВЕДЕНИЕ 5
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 8
1.1 Обзор заболеваний зерновых культур 8
Е Е1 Основные неинфекционные заболевания зерновых культур 8
Е1.2 Основные паразитальные заболевания зерновых культур 10
1.2 Свойства и классификация основных биопрепаратов для защиты растений,
используемых в РФ 12
1.3 Характеристика ацетонобутилового производства 15
1.3.1 Получение био бутанола из пищевого сырья 15
1.3.2 Получение биобутанола из гидролизатов лигноцеллюлозного сырья 19
1.4 Общая характеристика активных илов 21
1.5 Применение микробоценоза активного ила в сельском хозяйстве 24
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 26
2.1 Объекты исследования 26
2.1.1 Активный ил 26
2.1.2 Пшеница 26
2.2 Питательные среды для культивирования 26
2.3 Получение активного ила 27
2.4 Освоение инструментальных средств, осуществляющих мониторинг
кислородного режима и активной реакции среды в процессах адаптации активного ила и детоксикации гидролизатов 27
2.4.1 Освоение приборов Мультитест ИПЛ-513 и Мультитест ИПЛ 111-1 27
2.4.1.1 Комплектация и эксплуатация установки 27
2.4.1.2 Работа с программным обеспечением 30
2.5 Адаптация активного ила к токсикантам брожения 33
2.6 Фитопатологическая экспертиза семян пшеницы в рулонах стерильной
фильтровальной бумаги 34
2.7 Учет численности микробоценова активного ила методом разведения и
высева на плотную питательную среду. Метод Коха 34
2.8 Статистическая обработка материала 35
3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ 3 8
ВЫВОДЫ 39
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 40

Купить

В настоящее время в связи с экологизацией сельского хозяйства использование химических средств защиты растений значительно сокращается, на смену им приходят биологические препараты, основанные на способности микроорганизмов и их метаболитов оказывать фитопротекторное действие, стимулировать рост растений и повышать их продуктивность [1]. В отличие от химической защиты растений биологический метод характеризуется отсутствием отрицательного влияния на окружающую среду, сохранением полезных насекомых и микроорганизмов, сдерживающих развитие фитопатогенов. Химические же пестициды оказывают значительное негативное воздействие на природу, в частности они накапливаются в почве, загрязняют грунтовые воды, нередко накапливаются в плодах растений и по трофической цепи передаются человеку [2, 3].
Тем не менее, несмотря на значительные преимущества биологических средств защиты растений, их применение в сельском хозяйстве сдерживается все еще высокой стоимостью, обусловленной дороговизной используемых для культивирования углеводсодержащих питательных сред и необходимостью обеспечения стерильных условий при создании биопрепаратов. Кроме того, существенным недостатком биопрепаратов является нестабильность их положительных эффектов [4].
Одним из решений указанной проблемы является скрининг на полезные свойства микроорганизмов, прошедших длительную адаптацию к условиям глубинного культивирования на искусственных средах, включающих токсичные соединения в качестве источников углерода и энергии, что играет важную роль в получении агентов с более устойчивыми полезными свойствами, которые сохраняются в процессе длительного производства на их основе биопрепаратов. Перспективным вариантом является получение агентов биопрепаратов из отходов производств, в технологиях которых используются 5
дешевые токсичные субстраты, такие как фенол, формальдегид, что позволит не только еще больше снизить себестоимость биопрепаратов, но и решить вопрос с эффективной утилизацией отходов. В лаборатории экологической инженерии и биотехнологии ТГУ разрабатывается новый метод биодетоксикации гидролизатов, базирующийся на использовании специально адаптированного активного ила, получаемый на субстрате, содержащем фенол. Основным отходом разрабатываемой технологии является отработанный активный ил, который мог бы найти свое применение в других областях [5].
Сложная структура активного ила, включает в себя многие роды микроорганизмов, в том числе Achromobacter, Pseudomonas, Bacillus и др., которые обладают фитопротекторными и ростстимулирующими свойствами. Поэтому было бы интересным оценить отход биодетоксикации на предмет его способности оказывать действия, подобные биопрепаратам, используемых для защиты растений. Также предполагается, что адаптированный к токсичным субстратам активный ил возможно будет эффективно применять в качестве биопрепарата без выделения чистых культур, что позволит снизить стоимость и трудоемкость создания биопрепарата для защиты растений.
Таким образом, целью работы являлась оценка возможности использования отходов биотехнологии детоксикации гидролизатов ЛЦС для производства спиртов для обработки семян пшеницы против возбудителей семенных инфекций.
В задачи исследования входило:
1. Получить активные илы, провести их адаптацию к ингибиторам ацетонобутилового брожения.
2. Оценить эффективность применения активных илов для обработки семян пшеницы против возбудителей семенных инфекций.
3. Проанализировать состав и численность микробоценоза активных илов, адаптированных к токсичным веществам.
Работа выполнялась на кафедре экологии, природопользования и экологической инженерии в лаборатории экологической инженерии и биотехнологии ТГУ под руководством канд. биол. наук, доцента С.Ю. Семенова и научного консультанта, инженера-исследователя Т.С. Морозовой с сентября 2016 по май 2018 года.

Купить