Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Факторы, влияющие на микробиоту раствора для выращивания растений в экспериментальной модели экологической системы жизнеобеспечения Сысоева Ольга Валерьевна

Факторы, влияющие на микробиоту раствора для выращивания растений в экспериментальной модели экологической системы жизнеобеспечения
<
Факторы, влияющие на микробиоту раствора для выращивания растений в экспериментальной модели экологической системы жизнеобеспечения Факторы, влияющие на микробиоту раствора для выращивания растений в экспериментальной модели экологической системы жизнеобеспечения Факторы, влияющие на микробиоту раствора для выращивания растений в экспериментальной модели экологической системы жизнеобеспечения Факторы, влияющие на микробиоту раствора для выращивания растений в экспериментальной модели экологической системы жизнеобеспечения Факторы, влияющие на микробиоту раствора для выращивания растений в экспериментальной модели экологической системы жизнеобеспечения Факторы, влияющие на микробиоту раствора для выращивания растений в экспериментальной модели экологической системы жизнеобеспечения Факторы, влияющие на микробиоту раствора для выращивания растений в экспериментальной модели экологической системы жизнеобеспечения Факторы, влияющие на микробиоту раствора для выращивания растений в экспериментальной модели экологической системы жизнеобеспечения Факторы, влияющие на микробиоту раствора для выращивания растений в экспериментальной модели экологической системы жизнеобеспечения Факторы, влияющие на микробиоту раствора для выращивания растений в экспериментальной модели экологической системы жизнеобеспечения Факторы, влияющие на микробиоту раствора для выращивания растений в экспериментальной модели экологической системы жизнеобеспечения Факторы, влияющие на микробиоту раствора для выращивания растений в экспериментальной модели экологической системы жизнеобеспечения
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Сысоева Ольга Валерьевна. Факторы, влияющие на микробиоту раствора для выращивания растений в экспериментальной модели экологической системы жизнеобеспечения: диссертация ... кандидата биологических наук: 03.02.08 / Сысоева Ольга Валерьевна;[Место защиты: Красноярский государственный аграрный университет].- Красноярск, 2014.- 136 с.

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1 Обзор литературы 10

1. 1 Взаимодействие растений с микроорганизмами 10

1. 2 Микробиота почв 12

1. 3 Корневые выделения растений 15

1. 4 Индикаторные группы микроорганизмов 16

1. 5 Состав и характеристика почвоподобного субстрата 18

1. 6 Перспективы применения пшеничной соломы 21

1. 7 Микробный ценоз нативных выделений человека 25

ГЛАВА 2 Материалы и методы исследования 29

2. 1 Объекты исследования 29

2. 1. 1 Объект исследований утилизированных экзометаболитов человека 29

2. 1. 2 Объект исследований при изучении влияния способов обработки соломы30

2. 1. 3 Объект исследований при оценке влияния внесения растительных отходов в почвоподобный субстрат 30

2. 2 Методы исследования 34

2. 2. 1 Эксперимент I 34

2. 2. 2 Эксперимент II 37

2. 2. 3 Схема эксперимента III 37

2. 2. 4 Микробиологические методы 39

2. 2. 5 Идентификация выделенных бактерий молекулярно–генетическими методами 44

ГЛАВА 3 Результаты и их обсуждение 47

3. 1 Численность микроорганизмов в физиологических отходах человека, утилизированных физико-химическим способом 47

3. 2 Влияние способа обработки соломы на микробиоту почвоподобного субстрата 49

3. 2. 1 Химический анализ водной вытяжки соломы 49

3. 2. 2 Микробиоценоз почвоподобного субстрата с добавками пшеничной соломы 51

3. 3 Микробный ценоз ирригационного раствора для выращивания разновозрастной поликультуры овощей 68

3. 3. 1 Динамика численности микроорганизмов в ирригационном растворе, выделенных на плотных питательных средах 69

3. 3. 2 Динамика численности физиологических групп микроорганизмов в ирригационном растворе, выделенных на жидких питательных средах 89

3. 3. 3 Влияние вносимых несъедобных отходов растений на состав микробиоты ирригационного раствора 92

3. 3. 4 Видовой состав микроорганизмов, выделенных из раствора 95

Выводы: 98

Практические рекомендации: 100

Список литературы:

Введение к работе

Актуальность темы. В настоящее время существуют различные системы жизнеобеспечения (СЖО), в которых функции регенерации кислорода, воды и обеспечение растительной пищи для человека выполняют высшие растения (Киренский и др., 1969; Лисовский, 1973; Барцев, 2008; Морозов, Малоземов, 2009; Сычев и др., 2012; Gitelson et al., 2003).

Увеличение замыкания системы по массообмену свыше 70 % возможно за счет включения экзометаболитов человека и несъедобных частей растений в круговорот веществ в СЖО (Kudenko et al., 2000; Manukovsky et al., 2005; Tikhomirov et al., 2005). В связи с вышеизложенным, определение наличия микроорганизмов в растворе, получаемом после утилизации нативных выделений человека, и оценка воздействия способов обработки органических отходов на микробный ценоз субстратов, применяемых для выращивания высших растений, актуальны.

Цель работы – исследовать влияние факторов на микробиоту почвоподобного субстрата и растворов, используемых для выращивания растений в экспериментальной модели экологической системы жизнеобеспечения.

Задачи работы:

  1. - Выявить влияние абиотического фактора (№ 1) «утилизация физико-химическим способом физиологических отходов человека» на наличие микроорганизмов в растворе, получаемом после окисления экзометаболитов.

  2. - Проанализировать воздействие абиотического фактора (№ 2) «способ обработки пшеничной соломы» на численность индикаторных групп микроорганизмов в почвоподобном субстрате.

  3. - Оценить вклад биотического фактора (№ 3) «внесение несъедобных отходов редиса, салата, чуфы и пшеницы в почвоподобный субстрат» в формирование микробного ценоза ирригационного раствора, используемого для выращивания растений.

Научная новизна работы заключается в оценке влияния на микробиоту ирригационного раствора или почвоподобного субстрата (ППС), внесенных в ППС несъедобных растительных отходов, используемых: для увеличения замкнутости круговорота веществ в системе; для восстановления объема почвоподобного субстрата в системе; в качестве удобрения для выращивания монокультуры редиса и поликультуры высших растений в экспериментальной модели экологической системы жизнеобеспечения.

Практическая значимость

Полученные результаты могут быть востребованы при разработке экологических систем жизнеобеспечения, основанных на использовании высших растений и предусматривающих длительное пребывание в таких системах человека в условиях полной изоляции от земной биосферы (в космосе, под водой и т.д.), в труднодоступных районах планеты (в полярных широтах, в высокогорье, в пустынях и др.).

Положения, выносимые на защиту:

1 - изученные группы микроорганизмов не обнаружены в выделениях человека, утилизированных физико-химическим способом, что свидетельствует о

микробиологической безопасности раствора, полученного после минерализации физиологических отходов человека;

  1. - внесение в почвоподобный субстрат (ППС) обработанной любым из применявшихся способов соломы пшеницы достоверно влияет на численность изученных групп микроорганизмов в субстрате, используемом для выращивания растений редиса;

  2. - добавление в почвоподобный субстрат несъедобных отходов чуфы оказывает сильное (r > 0,7) и среднее (0,5 < r < 0,7) влияние на индикаторные группы микроорганизмов ирригационного раствора, использованного для выращивания поликультуры высших растений на почвоподобном субстрате.

Личный вклад автора. Отбор и анализ образцов, обработка, интерпретация полученных результатов, написание работы выполнены лично автором.

Апробация работы: материалы диссертации доложены на: 1-ой региональной студенческой конференции «Современные проблемы биологии: успехи научной молодежи», Красноярск, СФУ, 20 – 21 апреля, 2007 г.; XIV Всероссийском симпозиуме с международным участием «Сложные системы в экстремальных условиях», Красноярск, природный парк «Ергаки», 23 – 28 июня, 2008 г.; 1 Всероссийской научно-практической (заочной) конференции «Естественные науки и современность: проблемы и перспективы исследований», Москва, 2009 г.; XV Всероссийском симпозиуме с международным участием «Сложные системы в экстремальных условиях», Красноярск, 2010 г.; Международной интернет-конференции «Растения и микроорганизмы», Казань, 18 – 21 апреля, 2011 г.; IV международной (заочной) научно-практической конференции молодых ученых «Инновационные тенденции в развитии российской науки», Красноярск, апрель, 2011 г.

Основные материалы диссертации опубликованы в 9 печатных работах, 4 из которых в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 136 страницах текста. Работа включает 20 рисунков и 40 таблиц, состоит из введения, 3 глав (обзор литературы, материалы и методы исследования, результаты и их обсуждение), выводов, практических рекомендаций, списка литературы, содержащего ссылки на 209 источников, из которых 60 – на иностранных языках, и приложения, содержащего 1 рисунок и 2 таблицы.

Корневые выделения растений

Взаимоотношения высших растений и почвенных микроорганизмов являются одной из интереснейших и сложнейших проблем биологии (Звягинцев и др., 1999).

Микроорганизмы обнаруживаются в окружающей природной среде практически повсеместно. Однако из всех известных сред обитания наиболее богаты как количественно, так и качественно почвы, в одном грамме которых может находиться до 10 миллиардов бактерий и более (Мишустин, 1975; Современная микробиология… под ред. Й. Ленглера, Г. Древса, Г. Шлегеля, Т.1, Т.2, 2005).

Длина грибного мицелия в грамме почвы может превышать несколько тысяч метров (Красильников, 1958; Мирчик, 1988). Микробная биомасса, несмотря на микроскопические размеры, достигает от 10-15 г/м2 в тундровой зоне до 30 г/м2 в лесных почвах (Ковда, 1988; Добровольский, Никитин, 2000).

Основными представителями почвенной микрофлоры являются бактерии, актиномицеты, микроскопические грибы. Бактерии способны очень быстро размножаться при поступлении свежего органического вещества.

Неспороносные формы бактерий размножаются быстрее, чем спорообразующие. Поэтому бациллы встречаются на более поздних этапах сукцессии. К тому же бациллы, как и микроскопические грибы, обладают более мощным ферментативным аппаратом и могут питаться веществами, недоступными неспороносным бактериям (Амбулос и др., 1992).

Большинство почвенных бактерий относится к сапрофитам. Структура сообщества микроорганизмов в большой степени определяется содержанием органического вещества (Красильников, 1958; Мишустин, 1975; Мергель и др., 1996; Кожевин, 2000; Коростелва, Кощаев, 2013).

Почвенным микроорганизмам принадлежит основная роль в формировании плодородия почвы (Фокин и др., 1999). Микроорганизмы, населяющие любую почву, очень разнообразны и часто их физиологические свойства не совместимы для одной среды обитания. Но почва является гетерогенной системой из множества различных сред обитания, обладающих различными свойствами и сменяющихся не только в пространстве, но и во времени (Добровольский, Никитин, 2000).

Обычно в любой почвенной микрозоне присутствуют микроорганизмы, способные использовать любой питательный субстрат. Это достигается благодаря наличию в почве колоссального запаса разнообразных почвенных микроорганизмов (Магданова, Галясная, 2013).

Одни почвенные микроорганизмы разлагают внесенную в почву органику, способствуют образованию гумуса (Фокин и др., 1999), делают доступными для растений питательные вещества, другие связывают атмосферный азот, синтезируют органические соединения, следующие переводят эти соединения в формы, доступные растениям (Соколова, 2011).

Помимо азотфиксации, микроорганизмы обусловливают питание растений азотом и путем трансформации органических соединений азота в почве, которые практически не могут быть непосредственно использованы растениями, и только в результате деятельности аммонифицирующих и нитрифицирующих бактерий они подвергаются минерализации и переходят в доступные для растений аммиак и нитраты (Мишустин, 1975; Коростелва, Кощаев, 2013).

В почве отсутствуют зоны, заселенные только какой-либо одной группой микроорганизмов, и поэтому все организмы, населяющие ее, составляют биологические ассоциации – экосистемы, которые имеют специфические особенности. Многие почвенные организмы не имеют четкой специализации и в разных условиях среды способны проявлять те или иные свои свойства (Магданова, Галясная, 2013). Сосуществование разнообразных микроорганизмов чаще всего благоприятно и для сообщества, и для отдельных ее членов (Kennedy, Smith, 1995).

Срок жизни бактерий и иных почвенных микроорганизмов может быть очень короток - от дней до нескольких часов. Другой особенностью почвенных микроорганизмов является способность быстро размножаться и осваивать благоприятную среду. Их продукты жизнедеятельности составляют тот самый "питательный бульон", в который входят не только простые минеральные соединения (соединения азота, неорганические кислоты, углекислый газ и вода) для питания растений, но и сложные органические соединения (аминокислоты, витамины, ауксины, антибиотики, моно- и дисахариды, органические кислоты) для нормального развития растительного организма (Заварзин, Колотилова, 2001; Цавкелова и др., 2006).

Чем ближе к корню расположена почва, тем больше бактерий в ней содержится (Кожевин, 2000). Особенно много бактерий на поверхности корней – в ризоплане. Здесь обитают преимущественно эпифиты.

В слое почвы (2-3 мм), прилегающем к корням и получившем название ризосфера, численность микроорганизмов увеличивается, так как в качестве дополнительного источника питания бактерии используют продукты распада отмерших тканей корня (Возняковская, 1969).

Перспективы применения пшеничной соломы

Анаэробные бактерии выделяли методом «часовых стекол» по Haenel (1961), где в качестве поглотителя О2 использовался штамм Serratiamarcescens. Чашки со средами для выделения бактерий (кроме кишечной группы) и актиномицетов инкубировали в термостате при температуре 28 – 30оС. Через 2 дня чашки оставляли при комнатной температуре для лучшей обрисовки внешнего вида колоний и выявления их пигментации.

Чашки с КАА оставляли до 20 дней, затем проводили учет актиномицетов. Чашки со средой Эндо инкубировали одни сутки при температуре 43оС, затем подсчитывали число выросших колоний (Частная медицинская микробиология …, 2005). Чашки с сусло-агаром для выделения микроскопических грибов оставляли при комнатной температуре в биксах. На 5 – 10 день учитывали количество микромицетов.

Статистическую обработку данных проводили по Лакину (1990) и с помощью программы MicrosoftExcel. Математическая обработка осуществлялась методами корреляционного дисперсионного анализа и оценки параметров при помощи t–критерия Стьюдента.Влияние различных добавок оценивали по критерию разности между численностью микроорганизмов в исследуемых пробах.

Критерием оценки служила стандартная величина нормированного отклонения (tSt), с которой сравнивалось фактическое значение этого критерия (tэксп) для р 0,05, р 0,01, р 0,001(Лакин, 1990; Кобзарь, 2006; STATISTICA, version 6,0).

Численность микроорганизмов отдельных физиологических групп определяли методом предельных разведений на жидких элективных средах (Громовых, Прудникова, 2006). Количественный учет проводили по таблице Мак-Креди (Теппер др., 2004), разработанной на основе методов вариационной статистики. Из групп, участвующих в процессах превращения азотистых веществ, определяли численность аммонифицирующих и денитрифицирующих (косвенных и истинных) микроорганизмов.

Для аммонифицирующих микроорганизмов использовали пептонную воду (ПВ). О наличии роста аммонификаторов судили по помутнению среды и изменению красного цвета лакмусовой бумажки (красная лакмусовая бумага для определения аммиака) на синий – свидетельство выделения аммиака (Коротяев, 1998).

Группу денитрифицирующих микроорганизмов выделяли на среде Гильтая с индикатором бромтимолблау. Изменение цвета среды с зеленого на синий свидетельствовало о присутствии косвенных денитрификаторов, восстанавливающих нитраты до нитритов. По появлению газа велся подсчет истинных денитрификаторов, выделяющих свободный азот в атмосферу.

На среде Гетчинсона учитывали аэробные целлюлозоразрушающие микроорганизмы. Развитие микробов, разлагающих целлюлозу, заметно на границе фильтровальной бумаги со средой. По разложению полосок бумаги судили о наличии данной группы микроорганизмов (Коротяев, 1998).

Для определения силы связи между вносимыми отходами растений и численностью отдельных групп микроорганизмов рассчитывали коэффициент корреляции (r) по методу, заложенному в статистическом пакете MicrosoftExcel (STATISTICA, version 6,0). В растворе определяли содержание органических веществ (перманганатной и бихроматной окисляемости), нитратной и амидной форм азота (Еськов, Черников, 2005). 2. 2. 5Идентификация выделенных бактерий молекулярно– генетическими методами

В экспериментах с разновозрастной поликультурой овощей на 5–7 день инкубирования проводили учет и выделение чистых культур бактерий из чашек с пептонным агаром с последующей идентификацией до вида.

Все выделенные бактерии проверяли на чистоту путем высева на твердые среды с получением изолированных колоний (Теппер и др., 2004) и последующим микроскопированием препаратов этих бактерий.

Для определения состава бактериального сообщества были использованы молекулярно-биологические методы: клонирование и секвенирование 16s рРНК. В конце ХХ века были разработаны новые методы определения и идентификации микроорганизмов. В их число входят такие молекулярно-биологические методы как полимеразная цепная реакция (ПЦР), микрочипы и др. (Нетрусов, Котова, 2012).

При использовании этих методов необходимо проведение ряда последовательных операций: выделение нуклеиновых кислот (НК), амплификация исследуемых участков НК (при помощи ПЦР), определение чистоты полученного продукта электрофорезом, секвенирование для достоверной идентификации микроорганизма (Нетрусов, Котова, 2012).

Для выделения нуклеиновых кислот из чистой культуры необходимо разрушение клеток микроорганизма детергентами и литическими ферментами (Нетрусов, Котова, 2012).

Увеличение числа копий отдельных исследуемых фрагментов нуклеиновых кислот достигается путем проведении полимеразной цепной реакции (ПЦР).

Объект исследований при оценке влияния внесения растительных отходов в почвоподобный субстрат

Известно, что из прикорневой зоны чуфы выделен новый вид актиномицета – Streptomycescyperinussp. nov. (Кузнецов и др., 1986). Данный вид актиномицета синтезирует два новых полициклических антибиотика: циперомицин I, подавляющий рост грамположительных бактерий, и циперомицин II, подавляющий рост грибов и дрожжей (Кузнецов и др., 1986). По-видимому, снижение численности грамположительных бактерий, в том числе и споровых в вегетативной стадии и стадии спор (рисунок 18), зависело от действия антибиотика циперомицина I. А уменьшение числа микроскопических грибов (рисунок 19) определялось антибиотиком циперомицин II.

Динамика численности физиологических групп микроорганизмов в ирригационном растворе, выделенных на жидких питательных средах Для определения численности физиологических групп микроорганизмов в ирригационном растворе для выращивания высших растений были исследованы аммонифицирующие бактерии, истинные и косвенные бактерии-денитрификаторы, целлюлозоразрушающие микроорганизмы. Данные об изменении численности отдельных физиологических групп микроорганизмов в течение эксперимента представлены в таблице 37. Таблица 37 Численность микроорганизмов на жидких питательных средах в течение эксперимента (НВЧ /1мл раствора) Группа микроорганизмов Продолжительность эксперимента, сутки 66 (фон) 96 165 193 306 Аммонифицирующие, 1 х 105 15 25 45 25 45 ДенитрифицирующиеКосвенные, 1 х 105 0,25 0,95 1,4 2,5 0,95 Истинные, 1 х 103 ОД 0,05 ПО 1,5 0,12 Целлюлозоразлагающие, 1 х 103 0,45 200 200 300 4,5 Примечание: - НВЧ – наиболее вероятное число микроорганизмов; – присутствовали несъедобные отходы редиса, салата и солома пшеницы; – присутствовали несъедобные отходы редиса, салата, чуфы и солома пшеницы. Статистическая обработка проведена при расчете количества микроорганизмов по таблице Мак-Креди, основанной на методах вариационной статистики.

Среди микроорганизмов, участвующих в превращении азотистых веществ, наиболее многочисленна была группа аммонифицирующих, количество которых исчислялось миллионами клеток в 1 мл раствора (таблица 37). Количество аммонифицирующих бактерий увеличивалось в течение всего эксперимента. К 306 суткам численность аммонифицирующих бактерий достигла максимума (таблица 37).Возможно, такая тенденция связана с постоянным внесениемв почвоподобный субстрат органических веществ в виде растительных отходов.

Количество косвенных денитрификаторов, восстанавливающих

нитраты до нитритов или аммиака, варьировало от нескольких тысяч до сотен тысяч клеток в 1 мл питательного раствора. Численность истинных денитрификаторов, восстанавливающих нитраты до молекулярного азота значительно колебалась (таблица 37). Однако присутствие денитрифицирующих микроорганизмов не может служить прямым доказательством наличия процесса денитрификации, так как одни и те же бактерии в зависимости от условий могут участвовать в различных микробиологических процессах. Денитрификация зависит от наличия нитратов, легкоусвояемого органического вещества, нейтральной или слабощелочной реакции среды и анаэробных условий. Последнее не обязательно, т.к. восстановление нитратов до свободного азота не подавляется и при полном доступе воздуха(Умаров и др., 2007). О присутствии азота в нитратной и аммонийной формах в питательном растворе свидетельствуют химические анализы (таблица 38)(Величко и др., 2011). Таблица 38 Содержание азота в ирригационном растворе (мг / л) Сутки 66 96 165 193 306 Нитратный азот 195,82 94,81 124,6 140,52 82,11 Аммонийныйазот 1,3 2,1 37,3 90,7 22,9 Примечание: – вносили несъедобные отходы редиса и салата; – вносили несъедобные отходы редиса, салата и чуфы Реакция ирригационного раствора для выращивания разновозрастной поликультуры растений на почвоподобном субстрате была нейтральной или слабощелочной (таблица39).

Примечание: см. таблицу 38. Сочетание вышеперечисленных условий в питательном растворе, видимо, приводило к росту числа истинных денитрификаторов (таблица 37) и, как следствие, потерям азота в среде.

Увеличение численности целлюлозоразрушающих микроорганизмов (таблица 37) до 193 суток может свидетельствовать об ускорении разложения трудноокисляемых органических веществ в растворе. Уменьшение количества вносимых отходов вызывает снижение количества бактерий, редуцирующих клетчатку (306 сутки эксперимента).

С 193 по 306 сутки эксперимента численность всех физиологических групп микроорганизмов, за исключением аммонификаторов, уменьшилась на 1-2 порядка.

3. 3. 3 Влияние вносимых несъедобных отходов растений на состав микробиоты ирригационного раствора

В почвоподобный субстрат (ППС), подтапливаемый ирригационным раствором, в течение эксперимента вносили несъедобные растительные отходы (рисунок 20, по данным лаборатории УБФ), среди несъедобных частей растений большую часть составляли листья растений чуфы. Вместо собранных съедобных частей растений вносилось эквивалентное количество пшеничной соломы, выращенной на отдельномППСи другом растворе (ПриложениеА, рисунок А.1).

Примечание: виды отходов: - общее количество несъедобных частей растений; - несъедобные отходы чуфы (листья); - несъедобные отходы редиса(листья)

Для более точного определения зависимости между численностью отдельных групп микроорганизмов и количеством внесенных несъедобных растительных отходов (листьями редиса, листьями и стеблями чуфы, пшенично соломой) (рисунок А.1), был подсчитан коэффициент корреляции (таблица 40). Масса корней растений салата не определялась, так как они не вынимались из почвоподобного субстрата и ими можно пренебречь.

Численность большинства изученных групп микроорганизмов не зависела или слабо зависела от несъедобных частей редиса (таблица 40).

Между отходами чуфы и числом микроорганизмов различных групп показана сильная (r 0,7) или средняя (0,5 r 0,7) зависимость (таблица 40).

Количество микроорганизмов зависело от массы соломы пшеницы в различной степени: от сильной (r 0,7), средней (0,5 r 0,7), слабой (0,3 r 0,5) связи и до ее отсутствия (r 0,3) (таблица 40).

Химический анализ водной вытяжки соломы

Проведена видовая идентификация 21 изолята микроорганизмов, преобладавших в микробиоте ирригационного раствора, из них 11 изолятов выделены из раствора на 66 сутки выращивания растений, в том числе 10 изолятов бактерий и 1 изолят (№ 3), актиномицетаStreptomycessp., который выделялся на протяжении всего эксперимента, 10 изолятов бактерий – на 306 сутки использования раствора. В фоне по результатам секвенирования (Приложение Б) микробиотаирригационного раствора представлена 6 родами: Pseudomonas, Bacillus, Commamonas, Sphingobacterium, Staphylococcus, Kytococcus(Таблица Б.1).

Уровень сходства 100.0% с BacilluscereusATCC 14579(T) AE016877 В результате было выявлено, что в течение эксперимента среди доминирующих микроорганизмов в растворе наиболее часто встречались бактерии рода Pseudomonas. ВЫВОДЫ:

1. Исследуемые группы микроорганизмов – индикаторы состояния высших растений и санитарно-показательные для человека в растворе из реактора после окисления экзометаболитов человека перекисью водорода в электромагнитном поле (фактор № 1) не обнаружены. Полученные растворы не представляют потенциальной (микробиологической) опасности ни для растений, ни для человека и могут использоваться в качестве удобрения для выращивания растений в экологических системах жизнеобеспечения.

2. При добавлении в почвоподобный субстрат, используемый для выращивания монокультуры редиса, соломы пшеницы, обработанной любым из применявшихся способов (фактор № 2), численность бактерий, усваивающих органический азот, микроскопических грибов, анаэробных бактерий и целлюлозоразрушающих микроорганизмов достоверно выше, чем в фоне, а количество косвенных денитрификаторов – достоверно ниже по сравнению с фоном.

3. При использовании минерализованной соломы пшеницы достоверно ниже численность фитопатогенных бактерий, споровых бактерий в вегетативной стадии и стадии спор, микроскопических грибов в почвоподобном субстрате по сравнению с другими способами обработки соломы (фактор № 2).

4. Присутствие ферментированной соломы пшеницы и несъедобных частей редиса и салата (фактор № 3) в почвоподобном субстрате на 96 сутки использования ирригационного раствора для выращивания поликультуры высших растений достоверно влияет только на численность бактерий группы кишечной палочки. 5. Добавление в почвоподобный субстрат несъедобных отходов чуфы (фактор № 3) оказывает сильное (r 0,7) и среднее (0,5 r 0,7) действие на индикаторный группы микроорганизмов ирригационного раствора, использованного для выращивания поликультуры высших растений на почвоподобном субстрате.

1 - Рекомендуем ФГБУН «Институт биофизики СО РАН», Пекинскому аэрокосмическому университету: a) при выращивании растений в СЖО использовать минерализованные физиологические отходы человека, не представляющие микробиологической опасности ни для человека, ни для растений, способствующие увеличению замкнутости экологической системы жизнеобеспечения по круговороту веществ;

b) выращивать растения чуфы на почвоподобном субстрате для регулирования численности микроорганизмов – индикаторов состояния растений и санитарно-показательных для человека в экологических системах жизнеобеспечения.

2 – Результаты исследований используются в учебном процессе студентов по направлениям 110400 «Агрономия» и 110100 «Агрохимия и агропочвоведение» в ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет» (акт о внедрении прилагается).

Похожие диссертации на Факторы, влияющие на микробиоту раствора для выращивания растений в экспериментальной модели экологической системы жизнеобеспечения