Участие дождевых червей и бактерий в модификации биологических и химических свойств гумусовых веществ

• Автор: Тихонов, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 03.02.03, 03.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

Гумусовые вещества.

1.1 Что такое гумусовые вещества.

1.2 Процесс гумификации, природа умусовьх веществ, их источники

1.3 Разрушение гумусовых веществ

1.4 Биологическая активность гуминовых кислот.

1.4.1 Участие ГВ в окислительновосстановительных реакциях

1.4.2 Биорсакционная способность гумусовых веществ

1.4.3 Гидрофильногидрофобные и электростатические взаимодействия вызываемые

гумусовыми веществами.

1.4.4 Биологическая активность гуминовых кислот на микроорганизмы.
1.5. Сорбция гуминовых кислот бактериями.
Дождевые черви экосистемные инженеры. Влияние на физикохимические параметры
2.1 Влияние дождевых червей на физические свойства среды
2.2 Влияние дождевых червей на химические свойства почв.
2.3 Влияние дождевых червей на микробный комплекс почв. Механизмы регуляции.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
3.1 Почвы, компосты и вермикомпосты.
3.2 Черви.
3.3 Гуминовые кислоты.
3.4 Микроорганизмы
3.5 Спектрофотометри.
3.6 Спектрофотометрия гумусовых веществ.
3.7 Жидкостная хроматография
3.8 Определение агрегатного состава почвы.
3.9 Получение пищеварительной жидкости Лроггесосес саИпоьа
РЕЗУЛЬТАТЫ
4.1 Рост микроорганизмов на средах с ГКу в качестве единственного источника углерода
4.2 Действие добавок ГКу на рост бактерий на среде Чапека.
4.2.1 Оптимальные концентрации гуминовой кислоты, стимулирующие рост бактерий
4.2.2 Изменение молекулярной массы гуминовой кислоты под действием бактерий при их
росте на среде Чапека.
4.3 Оценка воздействия гумата натрия из препарата фирмы Флсксом на рост
углеводородокисляющей бактерии АспеюЬасег Ьаитапп из препарата Дестройл
4.4 Сорбция гуминовых кислот бактериями.
4.5 Протекторная роль гуминовых кислот на примере АспеоЬасег Ьаитапп.
4.6 Участие дождевых червей в модификации гумусового вещества почвы.
4.6.1 Изменение молекулярной массы и концентрации гумусовых веществ в компостах
4.6.2 Оценка фактора ионов Са и биологического фактора в связывании гумусовых веществ
4.6.3 Содержание дождевых червей ii и ii i на песке с
добавлением гуминовой кислоты из торфа.
4.6.4 Влияние кишечной жидкости ii на гуминовую кислоту
4.6.5 Влияние кишечной жидкости ii и бактерий, выделенных из нее
на гуминовую кислоту.
4.6.6 Изменение содержания С и в субстрате при вермикомпостировании
4.6.7 Действие модифицированных гумусовых веществ на рост микроорганизмов
4.6.8 Рост бактерий, выделенных из компоста и вермикомпоста, в присутствии исходной и
модифицированных червями гуминовых кислот в жидкой культуре
4.6.9 Рост бактерии из компоста на исходной и модифицированных червями гуминовых
кислотах в качестве единственного источника углерода, возможность роста на экскретах червя
4.6. Биологическая активность компостов и вермикомпостов, низкомолекулярные
регуляторы роста.
4.6. Участие червей i ii и гуминовой кислоты ГКт в создании
структуры почвы и в изменении физиологического состояния бактериального
сообщества почв, содержание азота и углерода.
ОБСУЖДЕНИЕ
5.1 Рост почвенных и ассоциированных с кишечником ii бактерий на
средах с гуминовой кислотой, нахождение оптимальных концентраций гуминовых кислот для роста бактерий
5.2 Изменение молекулярной массы гуминовой кислоты иод действием олиго и копиотрофов
при их росте на среде с гуминовой кислотой из чернозема
5.3 Возможность применения гуминовых кислот при интродукции ценных
биотехнологических штаммов в среды на примере препарата Дестройл.
5.4 Сорбция гуминовых кислот бактериями перспективная область исследований
5.5 Протекторная роль 1уминовых кислот на поверхности клеток бактерий.
5.6 Участие червей iii в уменьшении молекулярной массы и концентрации
гумусовых веществ в компостах при всрмикомпостировании.
5.7 Факторы, влияющие на уменьшение концентрации и молекулярных масс гумусовых
веществ при всрмикомпостировании
5.8 Влияние дождевых червей ii и ii i на чистые препараты
уминовой кислоты из торфа
5.9 Рост ассоциированных бактерий на гуминовой кислоте из белоиодзолистой почвы и
кишечной жидкости ii. Влияние бактерий и стерильной кишечной жидкости на разрушение данной гуминовой кислоты
5. Влияние всрмикомпостироиания на содержания С и в субстрате и растворе.
5. Рост vii и i ii в присутствии исходной и
модифицированных гуминовых кислот.
5. Действие исходных и модифицированных гумусовых веществ на рост микроорганизмов.
из компоста и всрмикомносга. Гумусовые вещества iуляторы микробных сообществ.
5. Рост бактерий из компоста на исходной, модифицированных червями гуминовых
кислотах и экскретах червя в качестве единственного источника углерода, консервация труднодоступного углерода.
5. Биологическая активность компостов и вермикомпостов, низкомолекулярные регуляторы
5. Влияние червей и гуминовой кислоты на агрегатный состав почвы.
5. Содержание углерода и азота во фракциях агрегатов.
5. Влияние внесенных гуминовой кислоты и червей на рост бактерий из микроксомов
5. Анализ роста функционального разнообразия бактерий в микропланшетном фотометре
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


ГВ входят в состав органического вещества этих биокосных тел, являясь главным компонентом. Так, например, в минеральных почвах на долю ГВ приходится суммарного содержания органических соединений в сапропелях 9, в торфах до , в землистых бурых углях до , в воде рек и озер . К ГВ также относятся и меланиновые прогуминовые вещества, синтезируемые грибами и бактериями. В силу того, что ГВ образуются в результате спонтанно протекающей полимеризации, они конечные продукты этого процесса представляют собой разнообразные полимеры, имеющие тот или иной химический состав и. Попову, . По И. Когда имеют дело с гумусовыми веществами, исчезает понятие молекулы. Соответственно, к ГВ невозможно применить традиционный способ численного описания строения органических соединений определить количество атомов в молекуле, число и типы связей между ними. Одна из важнейших проблем познания гумусовых веществ лежит в самой природе вещества. Вследствие сложной организации ГВ не отмечается однозначной зависимости их свойств от состава. Несмотря на известную неоднородность химического состава с использованием современных физикохимических методов исследования, удалось подтвердить самостоятельность ГВ как особого класса природных органических высокомолекулярных гетерогенных азотосодержащих соединений. ГВ характеризуются общим принципом молекулярного строения и сходными свойствами. Четко установлена ароматическая природа ГВ, выявлены многочисленные фрагменты их молекул, хотя некоторая часть соединений в составе ГВ еще не идентифицирована Попов, . Полную и однозначную формулу ГВ вывести невозможно, потому что гумусовые . Это означает, что замена в молекуле ГВ отдельных структурных фрагментов, концевых цепей и функциональных групп не изменит заметно химических и физических свойств молекулы в целом. Диапазон вариаций атомных отношений основных составляющих элементов С, II, О и не столь уж широк. При этом он отчетливо зависит от источника происхождения ГВ. Максимальное содержание кислорода и кислородсодержащих функциональных групп наблюдается в веществах, полученных из воды, и дальше их содержание снижается в ряду вода почваторфуголь. В обратной последовательности увеличивается содержание ароматического углерода. У всех гумусовых веществ не важно, какого происхождения единый принцип строения. У них есть каркасная часть ароматический углеродный скелет, замещенный функциональными группами. Помимо каркасной части, у гумусовых веществ есть и периферическая, обогащенная полисахаридными и поли пептидными фрагментами. Таблица 1. Номенклатурная схема подразделения гумусовых веществ почвы по Д. I i тоесизг i 0. Рис. При поступлении в почву растительных и животных остатков органическая масса включается в цикл многообразных взаимосвязанных процессов, итогом которых является распад и частичная минерализация опада, новообразование ГВ, распад ГВ. Сочетание процессов минерализации и гумусообразован ия, важнейшими агентами которых являются разнообразные группы микроорганизмов, микрофауны, а также макро и мезофауны, предохраняют Землю, как от скопления свежих органических остатков, так и от избытка ГВ, что является одним из условий существования живых форм на планете Кононова, . По данным ЮНЕСКО половина органического вещества биосферы ГВ Трубецкая, . Образование гумусовых веществ, или гумификация, это второй по масштабности процесс превращения органического вещества после фотосинтеза. В результате фотосинтеза ежегодно связывается около I О9 т атмосферного углерода,, а при отмирании живых организмов на земной поверхности оказывается около 9 т углерода. По разным источникам ежегодно в процесс гумификации вовлекается 0,,5Т т углерода Перминова, На суше запасы гумуса оцениваются в 2,4 т Ковда, Якушевская, . В широком смысле слова под гумификацией понимают совокупность процессов превращения исходных органических веществ в гуминовые и в фульвокислоты и процессов, определяющих уровень накопления и соотношения этих кислот в почве. Александрова, , биологическая Вильямс, , при этом все они до сих пор актуальны и, в общем, не противоречат друг другу.