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

• Автор: Сысоева, Ольга Валерьевна
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 136 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. 1 Взаимодействие растений с микроорганизмами

1. 2 Микробиота почв

1. 3 Корневые выделения растений

1. 4 Индикаторные группы микроорганизмов

1. 5 Состав и характеристика почвоподобного субстрата

1. 6 Перспективы применения пшеничной соломы

1. 7 Микробный ценоз нативных выделений человека

ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2. 1 Объекты исследования
2.1. 1 Объект исследований утилизированных экзометаболитов человека.
2. 1. 2 Объект исследований при изучении влияния способов обработки соломыЗО
2. 1. 3 Объект исследований при оценке влияния внесения растительных отходов в почвоподобный субстрат
2. 2 Методы исследования
2. 2. 1 Эксперимент I
2. 2. 2 Эксперимент II
2. 2. 3 Схема эксперимента III
2. 2. 4 Микробиологические методы
2. 2. 5 Идентификация выделенных бактерий молекулярно-генетическими методами
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3. 1 Численность микроорганизмов в физиологических отходах человека,
утилизированных физико-химическим способом
3. 2 Влияние способа обработки соломы на микробиоту почвоподобного
субстрата
3. 2. 1 Химический анализ водной вытяжки соломы
3. 2. 2 Микробиоценоз почвоподобного субстрата с добавками пшеничной соломы
3. 3 Микробный ценоз ирригационного раствора для выращивания
разновозрастной поликультуры овощей
3. 3. 1 Динамика численности микроорганизмов в ирригационном растворе,
выделенных на плотных питательных средах
3. 3. 2 Динамика численности физиологических групп микроорганизмов в
ирригационном растворе, выделенных на жидких питательных средах.
3. 3. 3 Влияние вносимых несъедобных отходов растений на состав микробиоты
ирригационного раствора
3. 3. 4 Видовой состав микроорганизмов, выделенных из раствора..
ВЫВОДЫ:
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ:
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ВВЕДЕНИЕ

Работы по созданию биологических систем жизнеобеспечения человека в экстремальных условиях начались в нашей стране с середины XX в. (Проблемы 1967; Киренский и др., 1969; Лисовский, 1973; Сидорова, 2006, ВаЛэеу е£ а1, 1996; ОкеЬоп е! а/., 2003). Подобные системы разрабатываются также и за рубежом (СаЬеИо е! а2001; ГПбепоп е? а/., 2007). Помимо поддержания жизни человека в неблагоприятных условиях окружающей среды, эти системы позволяют исследовать биологические и экологические процессы на разных уровнях их организации (Проблемы ..., 1967).
В настоящее время существуют различные системы жизнеобеспечения (СЖО), предназначенные для поддержания жизни человека в экстремальных условиях (Барцев и др., 2008; Морозов, Малоземов, 2009). Одной из особенностей систем жизнеобеспечения является создание искусственной среды обитания, в частности атмосферы, отличающейся от природной, земной (Аргунова и др., 2009).
Системы жизнеобеспечения должны выполнять такие функции, как регенерация кислорода, воды и обеспечение пищи для человека (Самсонов и др., 2009; СаЬеИо Щ а1, 2001; ОкеНоп еГ а/., 2003). Одна из основных функций СЖО - регенерация пищи - в обозримом будущем выполнима лишь биологическим путем (Лисовский, 1973; Беркович, 2008; Левинских и др., 2010; Головко и др., 2011).
Существующие концепции (Сычев и др., 2008) обеспечения жизнедеятельности человека в биолого-технических системах жизнеобеспечения предусматривают разработку биорегенеративных систем жизнеобеспечения (БСЖО), основанных на круговороте веществ (Проблемы..., 1967), где в качестве ключевых компонентов, выполняющих

1 - на 1 г фекалий добавили 4 мл Н202, на 1 мл мочи - 1 мл Н202;
2 - на 1 г фекалий добавили 2 мл Н202, на 1 мл мочи - 0,5 мл Н202;
3 - на 1 г фекалий добавили 1 мл Н202, на 1 мл мочи - 0,25 мл Н202.
Различные объемы перекиси водорода (Н202) использовали для
определения наименьшей её концентрации, необходимой для полного окисления экзометаболитов человека.
Концентрацию перекиси водорода (Н202) меньше, чем в 3-ей пробе, не применяли, так как Н202 в концентрации ниже 0,25 мл на 1 мл урины и 0,5 мл на 1 г фекалий не окисляет нативные выделения человека полностью, т.е. до простых неорганических соединений.
Суть метода заключается в следующем. Твердые и жидкие отходы человека смешивают с определенным количеством перекиси водорода, помещают в реактор из кварцевого стекла и подвергают действию переменного электрического потенциала от 15 до 80 В через помещенные в реактор угольные электроды при силе тока через них 0,3 - 0,5 А (Куденко, Павленко, 1998).
Реакция окисления органических отходов выделяемым перекисью атомарным кислородом устойчиво протекает при 80° - 90°С без дальнейшего повышения температуры. При этом в реакторе объемом 80 см3 находится 30 - 40 мл смеси.
Полное окисление происходит за 1 - 1,5 ч. На окисление 1 г сухой соломы, клетчатки, лигнина расходуется 16 — 18 мл 30 %-ной перекиси, на 1 г нативного кала человека — 4-5 мл, на 1 мл мочи - 1 мл Н202.
Конец реакции характеризуется просветлением раствора и прекращением выделения пузырьков газа. При окислении урины pH конечного раствора равен 7, фекалий — 8, древесной клетчатки — 9 (Куденко, Павленко, 1998).
Одним из плюсов данного метода является сохранение исходного микроэлементного состава (Куденко, Павленко, 1998) (таблица 1), а также необходимых для питания растений соединений азота (N02 , ИОз , ЫН4 ).