Актуальность исследования 3-5
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Сельскохозяйственные культуры и влияние на их урожайность сорняков 6-10
1.2. Гербициды: виды, механизмы действия 10-17
1.3. Использование полезных микроорганизмов в сельском хозяйстве 17-21
1.4. Гербицидустойчивые бактерии и перспективы их использования 21-32
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 32
2.1 Объекты исследования, бактериальные штаммы и плазмидные векторы 32-33
2.2 Среды и условия культивирования 33
2.3 Методы исследований 33
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 35
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 43
ВЫВОДЫ 45
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 47
Актуальность исследования
Развитие современного сельского хозяйства сопровождается широким использованием гербицидов для борьбы с сорняками и увеличения урожайности. Однако, такой подход к ведению сельского хозяйства может привести к накоплению вредных остатков в почве и воде, что может повредить ее качество и уменьшить урожайность. Современные технологии, включая биологические методы исследований, позволяют разработать и реализовать меры по борьбе с негативными последствиями применения химических веществ в земледелии.
Одной из наиболее актуальных задач является оценка устойчивости перспективных для сельского хозяйства штаммов бактерий к действию химических компонентов, образующихся при разложении гербицидов, в частности к фенолу и хлорфенолу. Фенол и хлорфенол - это высокотоксичные соединения, которые могут находиться в почве и переходить в растительный материал и животных, вызывая у них болезни, недоразвитость и смерть.
Одним из решений данной проблемы является разработка этапа биологической рекультивации почвы с превышением предельно допустимых концентраций фенола и хлорфенола. Биорекультивация - это процесс восстановления земель, загрязненных химическими веществами, к природному состоянию. Биорекультивация основана на использовании живых организмов, которые способны разлагать и уничтожать вредные компоненты в почве. Бактерии являются основными участниками биорекультивации почвы и поэтому оценка их устойчивости к действию различных химических соединений является важной задачей.
Среди штаммов бактерий, которые выступают в роли биорекультиваторов могут быть отобраны те, которые обладают способностью выделять определенные энзимы, которые могут ускорить процесс разложения вредных веществ. Также отбор перспективных бактериальных штаммов связан с анализом их свойств и характеристик, изучением механизмов их действия на токсичные соединения и прочими аспектами.
Все вышеупомянутые задачи осуществляются в рамках данной темы, с целью:
• Проведения подробного и всестороннего анализа свойств и характеристик бактериальных штаммов, имеющих перспективу использования в сельском хозяйстве.
• Оценки устойчивости штаммов к действию ряда химических соединений (фенол и т.д.).
• Определения минимальной ингибирующей концентрации оцениваемых веществ.
Разработка этапа биологической рекультивации почвы с превышением предельно допустимых концентраций фенола и хлорфенола имеет несколько основных преимуществ:
• снижение уровня загрязнения почвы и воды за счет быстрого разложения и уничтожения вредных веществ бактериальными штаммами. Таким образом, почва становится более продуктивной, что способствует росту растений и повышения урожайности;
• снижение расходов на борьбу с сорняками и увеличения урожайности за счет исключения применения химических средств;
• увеличение устойчивости окружающей среды, что способствует сохранению
биологического разнообразия и повышению качества жизни людей.
Проведение исследований по данной теме имеет актуальность не только для сельского хозяйства, но и для других отраслей промышленности, а также для здоровья человека. Оценка устойчивости бактериальных штаммов к действию химических компонентов имеет большое значение для создания биорекультивационных средств для всех видов загрязнения среды. В результате проведения таких исследований будут разработаны практические методы биологической рекультивации земли, которые будут применяться как в сельском хозяйстве, так и в других отраслях промышленности, и будут способствовать улучшению экологической ситуации в регионах, где используются гербициды и другие химические вещества.
В заключение, разработка этапа биологической рекультивации земли с превышением предельно допустимых концентраций фенола и хлорфенола имеет большое значение для экологии и здоровья человека. Она позволяет снизить уровень загрязнения почвы и воды, а также сократить использование химических веществ и увеличить урожайность. Проведение исследований по данной теме является актуальной задачей для улучшения экологической ситуации в регионах, которые сталкиваются с проблемой загрязнения почвы различными химическими веществами. Именно разработка практических методов биологической рекультивации земли, позволит сократить проблемы экологии и стать одним из приоритетных направлений развития современного сельского хозяйства.
Цель исследования. Оценка устойчивости перспективных для сельского хозяйства штаммов бактерий к действию компонентов, образующихся при разложении гербецидов.
Задачи исследования.
1. Охарактеризовать взятые в анализ бактериальные штаммы, имеющие перспективу для использования в сельском хозяйстве
2. Подобрать состав питательных сред для культивирования бактериальных культур.
3. Оценить устойчивость штаммов к действию фенола
4. Оценить минимальную ингибирующую концентрацию оцениваемых веществ на рост исследуемых микроорганизмов.
Таким образом, в ходе проделанной работы были выявлены видовые принадлежности взятых в анализ трех штаммов бактерий, обладающих ростостимулирующими свойствами. Они были определены как Pseudomonas putida обозначенный нами как штамм 36DCP, Microbacterium sp. Штамм B-13 и Cellulosimicrobium cellulans штамм 2T. Для этих бактерий был подобран состав питательных сред, позволяющий достигать плотности культур при выращивании выше 1х1011 КОЕ. Было показано, что исследуемые штаммы устойчивы к воздействию 2,4-Дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д), являющейся основным компонентом огромного количества различных гербицидов; устойчивы к ФОС глифосфату в составе препарата «Агрокилер», что дает возможность предположить, что бактерии устойчивы и к другим препарат на основе глифосата; а также устойчивы к компоненту распада клодинафоп пропаргил, CF - фенолу. Подытожив, можно сказать, что выбранные для исследования штаммы можно активно использовать в сельском хозяйстве в качестве ростостимулирующих микроорганизмов совместно с препаратами гербицидов, что существенно облегчит технологию их применения, а также на почвах, загрязненных гербицидами и продуктами их распада.
