Выделение фосфатсолюбилизирующих микроорганизмов и изучение возможности их использования в промышленности и сельском хозяйстве

• Автор: Дунайцев, Игорь Анатольевич
• Шифр специальности: 03.02.03, 03.01.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Оболенск
• Количество страниц: 182 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ

И ТЕРМИНОВ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Фосфор как важный биогенный элемент.

1.1.1. Фосфатные ресурсы и основное фосфоросодержащее сырье.

1.1.2. Особенности современной фосфорной индустрии

1.2. Использование микроорганизмов для разработки биофосфорных

удобрений.

1.2.1. Выделение и характеристика ФС микроорганизмов

1.2.2. Механизм высвобождения фосфатов микроорганизмами из
нерастворимого минерального сырья.
1.2.3. Доступность различных фосфатсодержащих рудных
материалов воздействию микроорганизмов
1.2.4. Использование ФС микроорганизмов для улучшения
фосфорного питания растений.
1.3. Использование микроорганизмов в обработке руд и решении
экологических проблем их добычи и переработки.
1.3.1. Микробное выщелачивание руд
1.3.2. Подходы к микробному извлечению фосфатов из рудного сырья.
1.4. Заключение
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.
2.1. Питательные среды для культивирования.
2.2. Фосфатсодсржащсс сырье и руды.
2.3. Штаммы микроорганизмов
2.4. Поиск и выделение ФС микроорганизмов
2.4.1. Полевой поиск и выделение ФС культур.
2.4.2. Выделение и поддержание чистых ФС культур
2.4.3. Идентификация ФС культур.
2.5. Контроль ФС активности микробных культур
2.5.1. Контроль ФС активности на плотных средах.
2.5.2. Контроль ФС активности в жидких средах.
2.5.3. Тестирование на растениях в вегетационных опытах
2.6. Исследование метаболической активности в процессе микробной
2.7. Измерение содержания фосфора в твердых субстратах.
2.8. Методы культивирования
2.8.1. Глубинное периодическое культивирование ФС культур
2.8.2. Непрерывное проточное культивирование ФС культур
2.9. Непрерывное высвобождение фосфора из фосфорсодержащего сырья
иммобилизованными ФС культурами
2 Экономическая оценка приготовления биомассы
2 Методы статистической обработки результатов
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
ГЛАВА 3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФС ШТАММА I I Е
3.1. Исследование свойств ФС штамма В. i Е
3.2. Оптимизация получения биомассы В. i Е в процессе
периодического и проточного культивирования
3.3. Экономическая оценка получения биомассы В. i Е
3.4. роверка ФС активности В. i Е в вегетационных
испытаниях.
3.5. Заключение.
ГЛАВА 4. ВЫДЕЛЕНИЕ АКТИВНЫХ ФС КУЛЬТУР ИЗ РАЗНООБРАЗНЫХ
ЭКОЛОГИЧЕСКИХ НИШ
4.1. Особенности процесса поиска и выделения ФС культур.
4.1.1. Выделение ФС изолятов.
4.1.2. ФС кулыуры в эрозионных минеральных породах.
4.1.3. Поиск и выделение ФС культур в экологических нишах
4.2. Характеристика ФС изолятов
4.2.1. ФС изолятов в жидких средах.
4.2.2. Метаболическая активность в процессе ФС
4.2.3. Микробная ФС фосфатсодержащего сырья.
4.2.4. Идентификация отобранных для исследований ФС изолятов
4.3. Заключение
ГЛАВА 5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ МИКРОБНОЙ ФС
5.1. Оптимизация получения биомассы ФС штамма .
1 в процессе глубинного культивирования.
5.2. Экономическая оценка получения биомассы ФС штамма
. 1.
5.3. Исследование ФС изолятов в вегетационных опытах.
5.4. Использование ФС изолятов в экологических технологиях.
5.4.1. Разработка носителей биомассы для экологических процессов. .
5.4.2. Высвобождение Р из фосфатсодержащих бедных руд и
отходов
5.5. Заключение
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


СанктПетербург, Россия КанадскоРоссийском Коллоквиуме по биологическим наукам Сентября г. Москва м Международном Семинаре ЯпонияРоссия ii i iI Июня г. , 3м Московском Международном Конгрессе Биотехнология состояние и перспективы развития марта г. Москва, Россия 3м Международном Симпозиуме i i i i мая г. i, i й Международной Конференции i i июня г. i, I Юбилейном Международном Симпозиуме МОББ Биоценотическая регуляция. Основы современных фитосанитарных технологий мая г. Международном Экологическом Форуме Окружающая среда и здоровье человека июля г. СанктПетербург, Россия. Публикации. Основное содержание работы отражено в научных публикациях, включая 7 статей в том числе 3 статьи, опубликованные в журналах, включенных в список ВАК и патент. Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 2 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, результатов и обсуждения, выводов и списка литературы, включающего отечественных работ и 1 работу зарубежных авторов. Работа иллюстрирована рисунками и таблицами. ГЛАВА 1. Фосфор имеет более чем двухвековую историю своего изучения и должен быть благодарен своим открытием в немецкому алхимику Хенингу Браунду как попутный продукт в ходе поиска философского камня. Тем не менее, именно фосфор является главнейшим жизненно важным элементом вместе с углеродом, кислородом, азотом как по многообразию и количеству используемых человеком соединений, так и потому, что является главным биогенным элементом для всех живых организмов , . Академик А. Е. Ферсман, имевший самое непосредственное отношение к открытию крупнейших мировых запасов апатита в Заполярье Кольского полуострова, называл фосфор элементом жизни и мысли. Фосфор входит в состав нуклеиновых кислот, фосфолипидов клеточных оболочек, участвует в энергетическом обмене, является компонентом хитина насекомых и ракообразных, составляет основу скелета и зубов животных. Фосфор является одним из трех ключевых макроэлементов полноценного развития растений, который они извлекают из почвы и воды в виде минеральных соединений в форме фосфатов. Восполнение извлекаемого растениями фосфора в почве происходит в основном за счет разложения органических остатков и медленной минерализации фосфорных соединений. Фосфорные удобрения это одни из трех, кроме азотных и калийных, основных видов удобрений, и в интенсивном сельскохозяйственном производстве для восполнения потерь Р требуется постоянное их внесение 1, , , 2. В силу своей высокой химической активности и окисляемости фосфор в природе встречается только в виде соединений в минералах и организмах. Содержание его в земной коре невелико и составляет 0, по массе. Промышленными сырьевыми источниками фосфора можно рассматривать только природные скопления фосфоросодержащих минералов, которые распространены очень неравномерно в литосфере 1, 6. И среди сырьевых источников выделяют минеральные породы осадочного материковые и шельфовые и магматического геологического генезиса 1,6, 2. Таким образом, для обеспечения полноценной жизнедеятельности человека, включая производство продуктов питания и многочисленных химических соединений, необходима непрерывная добыча и извлечение фосфорных соединений в природных месторождениях. Причем, растущие потребности в фосфорном сырье ведут к существенному росту мировой добычи и производства. Так, с по г. В последние годы мировая добыча и переработка фосфорного сырья уже составляла более 0 млн. Р2О5, что, безусловно, позволяет отнести индустрию фосфорных соединений к крупномасштабному производству 4, 1, 2. Фосфор входит в состав около 0 минералов, относимым к более минералогическим группам. Среди них такие известные минералы, как бирюза, ванадит, вивианит и, конечно, хлор, фтор, гидроксил, карбонатапатиты. АтР1 Х арсениты или ванадаты, V, или ОН, а также т, р, , х, п числовые коэффициенты , .