Диссертация (1145858), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Набортаких кислот чрезвычайно разнообразен, микроорганизмы продуцируют глюконовую,пировиноградную, уксусную, щавелевую, уксусную, яблочную, молочную, лимоннуюкислотыКроме того, продукция органических кислот часто сопряжена с выработкой фосфатаз, чащевсего щелочных, а также других биологически активных метаболитов, таких как ИУК,сидерофоры, антифунгальные метаболиты.Эффективность растворения минеральных соединений фосфора может быть достаточновысокой,данныеколичествадоступногофосфорамогутполностьюудовлетворитьпотребности растительного организма.
К примеру, штамм Burkholderia cepacia способствовалмобилизации фосфатов кальция, алюминия, железа, фосфоритной муки, повышая содержаниерастворенного фосфора до 125,7; 227,3; 60,0; 321,1 мг/л соответственно (Liu et al., 2012).Штамм Trichoderma sp. способствовал накоплению до 398.4 мкг фосфора/мл среды (приутилизации фосфорита железа), и до 449.0 мкг фосфора/мл среды (при утилизацииортофосфата кальция) (Rawat, Tewari, 2011). Содержание доступного для растений фосфора ввермикомпосте при инокуляции фосфатмобилизующими штаммами Burkholderia silvatlantica,Burkholderia spp., Herbaspirillum seropedicae через 60 дней инкубации увеличивалось на 106%(Busato et al., 2012).
При использовании штамма Burkholderia vietnamiensis мобилизацияфосфора из ортофосфата кальция составляла 1,039 мг/л, гидрофосфата кальция - 2,132 мг/л,гидроксиапатитов - 1,754 мг/л (Park et al., 2010).Продукция фосфатаз у разных штаммов микроорганизмов при росте на жидких средах сдобалением неооганических источников фосфора обычно колеблется в интервалах 200-500мкг белка на мл (Viruel et al., 2011). Отмечается также увеличение активности фосфотаз на43% в нестерильных почвенных субстратах (Busato et al., 2012).Показантакжеположительныйэффектотиспользованияфосфатмобилизующихмикроорганизмов в вегетационных, полевых экспериментах и сельскохозяйственной практике(Gaur, Ostwal, 1972; Banik,Dey, 1982; Datta et al, 1982; Kloepper et al., 1988).
Однакопродукция рядом штаммов других полезных для растения метаболитов, таких какфитогормоны, сидерофоры и др., создает определенную путаницув выяснениинепосредственной роли мобилизации фосфора в процессах развития растения. В настоящеевремя есть доказательства, подтверждающие участие данного механизма в стимулированиисельскохозяйственных культур.
Например, ряд штаммов бактерий усиливал процессыпоставки фосфора в растение вследствие способности к растворению неорганическихфосфатов (Lifshitz et al., 1987; Richardson et al., 1994). Учитывая, что наличие фосфораявляется лимитирующим фактором в питании растений, накопленные данные позволяют59сделать вывод о фундаментальном вкладе фосфатмобилизующих микроорганизмов вфосфорном питании растений и их влиянии на показатели роста.Так, Шабо с соавт.
(Chabot et al., 1993) продемонстрировал положительный эффект отинокуляции сельскохозяйственных культур несколькими штаммами фосфатмобилизующихбактерий. К примеру, штамм Burkholderia cepacia не обладая способностью к продукции ИУК,за счет мобилизации фосфора и высокой активности фосфотаз, способствовал стимуляциироста растений томатов, лука картофеля, бананов, кофе и др. культур в полевыхэкспериментов.Кнастоящемувременибиопрепаратнаосноведанногоштаммазарегистрирован в качестве коммерческого продукта на Кубе (Rodrigues, 1999). Кроме того,имеются сведения от использования штаммов с двойным эффектом: фосфатмобилизующих иростстимулирующих бактерий. Использование двух штаммов фосфатмобилизуюих Rhizobiumспособствовало увеличению количества клубеньков и более мощному развитию корневойсистемы, повышению содержания фосфора в растениях (Chabot et al., 1996).
Эксперименты смеченым фосфором в составе фосфатов, продемонстрировали процессы фосфатмобилизациина примере штамма Pseudomonas putida (Lifshitz et al., 1987). А инокуляция семян рисаштаммом Azospirillum lipoferumstrain 34H увеличивала не только содержание фосфора врастении,ноиобщуюбиомассу.Стимулирующийэффектоказывалирядфосфатмобилизующих представителей рода Bacillus: Bacillus firmus (Datta et al., 1982), Bacilluspolymyxa (Gaur et.
al., 1972) и Bacillus cereus (Fernandez et al., 1984).Коммерческие продукты на основе фосфатмобилизующих бактерий или смешанных культур внастоящеевремяактивноразрабатываютсяивнедряютсявсельскохозяйственноепроизводство. Примером может служить препарат «Phylazonit-M» (регистрационный No 9961Министерства сельского хозяйства Венгрии), продукт на основе двух культур - Bacillusmegaterium и Azotobacter chroococcum, способствующий снабжению растений фосфором иазотом, или препарат «KYUSEI EM» (EM Technologies, Inc.) на основе молочнокислыхбактерий.1.2.4. Целлюлозолитические микроорганизмы, как продуценты биопрепаратов длядеградации отходов сельскохозяйственного производстваВ настоящее время в России более половины пахотных земель засевается озимыми и яровымикультурами.
В то же время после их уборки на полях остаѐтся большое количествопожнивных остатков - соломы, которая является основным источником поступления свежегоорганического вещества в почву. При больших объемах пожнивных остатков очень сильнозатрудняется работа почвообрабатывающей техники из-за забивания и залипания (прибольшой влажности) соломенно-земляной массой рабочих органов агрегатов, что ведет к60частым поломкам и преждевременному износу оборудования, увеличивается расход ГСМ.Особенно остро стоит эта проблема после уборки кукурузы на зерно, так как она оставляет засобой в поле большое количество пожнивной массы.
Также важной проблемой является и то,что при наличии большого количества пожнивных остатков на поверхности поля происходитвзрывное развитие болезнетворных микроорганизмов и вредителей.Солома зерновых культур имеет высокое содержание целлюлозы, гемицеллюлозы, лигнинапри широких пределах варьирования соотношения C:N (70-80:1), что существенно влияет нахарактер и скорость ее разложения.
При этом, целлюлозолитические организмы для стартаактивной жизнедеятельности испытывают высокую потребность в азоте, так оптимальным дляпроцессов деструкции соломы в почве считается соотношение C:N 20-30:1 (Кононова, 1972).В России, несмотря на повсеместную нехватку органических удобрений, устоялась практикасжигания пожнивных остатков. При этом, наряду с явным ущербом от уничтоженияпотенциального источника почвенной органики происходит дальнейшее упрощение ужедеформированной избытком пестицидов и агрохимиктов структуры почвенной микрофлоры.Заделка в почву измельченной соломы (еще один распространенный способ утилизациипожнивных органических остатков зерновых) тоже небезопасна, поскольку на подобныхсубстратах хорошо развивается и благополучно переживает зиму микрофлора (гнилостная,сапрофитная, патогенная грибная и бактериальная), что активирует процессы иммобилизациипочвенного азота, в том числе из гумусовых веществ.
Также достаточно часто встречаетсяпролив пожнивных остатков водными растворами азотных удобрений, однако этот агроприемв первую очередь инициирует процесс минерализации почвенной органики до газообразных,жидких и балластных продуктов метаболизма. Сведения об усилении процессов гумификациипри внесении в солому малых доз азота не находят экспериментального и практическогоподтверждения (Петров, Чеботарь, 2012).В настоящее время активно разрабатываются и внедряются в практику альтернативныеметоды утилизации пожнивных остатков, предполагающие их более полное вовлечение вбиологический круговорот с применением современных комплексных микробиологическихпрепаратов. Разработаны методологические основы, технологии производства и примененияспектра таких микробных препаратов, в частности, группа средств создается на основекомплексов грибов и бактерий (Русакова, Воробьев, 2010; Воробьев с соавт., 2011).Ферментативный гидролиз целлюлозы с помощью целлюлозолитических микроорганизмовявляется одним из ключевых звеньев глобального круговорота углерода.
Несмотря на обилиемикроорганизмов в почве, только небольшой их процент может деградировать целлюлозу (Liet. al., 2009). Существует по крайней мере пять различных механизмов, используемыхмикроорганизмами для деградации целлюлозы, которые непосредственно связаны спродукцией целлюлаз. Использование целлюлозолитических микроорганизмов и целлюлаз61открываетчрезвычайноразнообразныевозможностидлятехнологиидеградациирастительных отходов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
