WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 37 | 38 || 40 | 41 |   ...   | 49 |

«Т. Г. Волова БИОТЕХНОЛОГИЯ Ответственный редактор академик И. И. Гительзон Рекомендовано Министерством общего и профессионального образования Российской Федерации в ...»

-- [ Страница 39 ] --

Наряду с биогербицидами, для защиты растений все шире применяют биологические препараты для борьбы с возбудителями заболеваний. На основе бактерий Pseudomonas fluorescens получен препарат «P-2-79», подавляющий развитие свыше 40 видов микроорганизмов, поражающих пшеницу, ячмень, рожь. На основе Pseudomonas проводят защиту семян сорго и кукурузы от антрактоза и ризоктониоза; хлопчатника и сои – от вилта и ряда других заболеваний. Для борьбы с фитофторозом яблонь предложен способ применения почвенной бактерии Enterobacter aerogenes.

Защита многих овощных культур от заболеваний, вызываемых некоторыми видами микроскопических грибов, обеспечивается применением препарата на основе культур Trichoderma polysporum, T. viride.

В целом масштабы применения различных препаратов для борьбы с вредителями и возбудителями болезней сельскохозяйственных культур непрерывно возрастают. По разным экспертным оценкам рынок этих препаратов к 2000 году может составить от 8 до 20 млрд. долл./год.

6.3. БИОЛОГИЧЕСКИЕ УДОБРЕНИЯ Микроорганизмы играют большую роль в повышении плодородия почвы, так как в процессе роста и развития улучшают ее структуру, обогащают питательными веществами, способствуют более полному использованию удобрений.

Интенсивное растениеводство обедняет почву азотом, так как значительная его доля ежегодно выносится из почвы вместе с урожаем. С древних времен для восстановления и улучшения почв существует практика использования бобовых растений, способных в симбиозе с азотфиксирующими микроорганизмами восполнять почвенные запасы азота в результате диазотрофности (усвоения атмосферного азота). Большой положительный эффект от возделывания бобовых вызвал постановку исследований явления диазотрофности.

Впервые наличие бактерий в клубеньках на корнях бобовых растений описали Лахман в 1858 и Воронин в 1866 г. Чистая культура азофиксаторов была получена Бейеринком в 1888 г. Вскоре были выделены и описаны другие азотфиксирующие микроорганизмы; Виноградский в 1893 г.

впервые выделил анаэробную спороносную бактерию, фиксирующую молекулярный азот, назвав ее в честь великого Л. Пастера Clostridium pasteurianum; в 1901 г. Бейеринк открыл вторую свободноживущую азотфиксирующую бактерию Azotobacter. Высокая продуктивность азотфиксации у Azotobacter стала использоваться для интродуцирования этих бактерий в почву с целью восполнения ресурсов азота. Практическое применение нашли также симбиотические бактерии рода Rhizobium, развивающиеся в клубеньках бобовых растений.

Как только была выяснена роль симбиотических бактерий рода Rhizobium в азотфиксации, стали разрабатывать способы внесения этих микроорганизмов в почву и также для инокуляции семян. Затраты на применение этих способов невелики, техника применения весьма проста, а эффект от их применения значителен. Культивирование бобовых, положительно влияя на азотный баланс почв, также облегчает борьбу с эрозией и помогает восстанавливать истощенные земли.

Технология получения азотных биоудобрений Наиболее простой способ инокуляции основан на использовании почвы после выращивания на ней бобовых растений. Этот метод разработан в конце XIX века и применяется до настоящего времени. Недостаток метода – необходимость перемещения достаточно больших объемов почвы (100– 1000 кг/га), а также возможность распространения болезней. Более эффективным оказалось применение для инокуляции семян специальных препаратов азотфиксирующих бактерий.

Клубеньковые бактерии рода Rhizobium, развиваясь в корневой системе бобовых растений, в симбиозе с ними фиксируют атмосферный азот, обеспечивая этим азотное питание растений. Согласно современным представлениям азотфиксация является восстановительным процессом превращения газообразного азота в аммиак, который в дальнейшем ассимилируется растениями с образованием аминокислот. Азотфиксирующие микроорганизмы обладают специфическим ферментом нитрогеназой, в активном центре которой происходит активирование инертной молекулы N2 и восстановление до NH3:

Клубеньковые бактерии обладают избирательной способностью по отношению к растению-хозяину. Эта особенность азотфиксаторов положена в основу их классификации внутри рода Rhizobium. Так, для бактерий Rh.

leguminosarum растением-хозяином являются горох, вика, кормовые бобы, чина, чечевица; для Rh. phaseoli – фасоль; Rh. japonicum – соя; Rh. trifolii – клевер; Rh. vigna – вигна, маис, арахис и др. Процесс азотфиксации протекает только в клубеньках на корнях бобовых растений, которые образуются в результате проникновения бактерий через корневые волоски в корень.

Взаимоотношение бактерий с растениями зависит от комплекса условий, включая физиологическое состояние и условия роста растений, а также физиологическую активность и вирулентность бактерий. Под вирулентностью понимают способность бактерий проникать внутрь корня растений и вызывать образование клубенька. Существенное влияние на процесс образования клубеньков, следовательно, эффективность последующего процесса азотфиксации, оказывают температура и влажность почвы, наличие в ней необходимых для развития бактерий и растений биогенных элементов.

Первая коммерческая разновидность культуры для инокуляции семян (товарное название «Nitragin») была запатентована в Великобритании Ноббе и Хилтнером в 1896 г. Для разных бобовых в то время выпускали 17 вариантов культуры. В 20-е годы выпускалось много разновидностей инокулятов, среди них были чистые культуры азотфиксирующих микроорганизмов, смеси бактерий с песком или торфом, а также культуры, выращенные на агаре или в жидкой среде.



Бактерии выращивали на агаризованных средах, далее соскабливали с поверхности плотной среды и суспендировали в молоке. Суспензию бактерий выливали на кучу семян, перемешивали и далее семена высушивали в тени. Вскоре семена высевали. Данный метод пригоден для инокуляции сравнительно небольших объемов семян и применялся во многих странах с конца тридцатых до начала семидесятых годов. Затем с сокращением площадей, засеваемых люцерной в ряде европейских стран объемы использования метода сократились. Кроме этого, такие препараты азотфиксирующих бактерий после высушивания быстро погибают, то есть не могут использоваться в течение длительного времени. Этого недостатка лишены препараты инокулята на торфяной основе. Бактерии выращивают обычным способом в глубинной культуре в стерильных условиях до достижения достаточно высокой плотности культуры (108–109 клеток/мл); в качестве основы среды используют дрожжевой экстракт или маннитол.

Далее просушенный (остаточная влажность около 10 %), измельченный (200 меш) торф доводят до рН 6.5–7.0, добавляя CaCO3, и смешивают с жидкой культурой (40 % по массе). Препарат бактерий на торфяной основе в течение нескольких суток созревает. Затем его вновь перемешивают и фасуют в полиэтиленовые мешочки, которые герметизируют. При хранении препарата в условиях пониженной температуры жизнеспособность инокулята сохраняется достаточно долго, до 90 недель. При благоприятных условиях культуру можно хранить в течение года.

В качестве носителя для бактерий были опробованы различные композиции: смеси торфа с почвой, добавки люцерны и соломы, перегнившие опилки, бентоит и активированный уголь. В настоящее время для поддержания жизнеспособности симбиотических азотфиксирующих бактерий используют разнообразные носители, но лучшим считается торф. Сухие препараты азотфиксаторов, приготовленные на основе клубеньковых бактерий рода Rhizobium и предназначенные для повышения урожайности бобовых растений (гороха, фасоли, сои, клевера, люцерны, люпина и др.) в настоящее время выпускаются под товарным названием «Нитрагин». Помимо почвенного нитрагина, выпускают также сухой нитрагин – препарат бактерий с содержанием в 1 г не менее 9 млрд. жизнеспособных клеток, в качестве наполнителя используют мел, каолин, бентоит. Препараты сухого нитрагина с остаточной влажностью 5–7 % фасуют по 0.2–1.0 кг и хранят при 15°С в течение 6 месяцев. Вносят нитрагин путем опудривания семян сухим препаратом непосредственно перед посевом. Препараты нитрагина вносят в почву на фоне минеральных и органических удобрений. При инокуляции почв нитрагином урожайность бобовых культур возрастает на 15–20 %.

Аналогом азотных удобрений является другой препарат азотфиксирующих бактерий – «Азотобактерин», который выпускается промышленностью в нескольких вариантах. Бактерии рода Azotobacter являются свободноживущими азотфиксирующими микроорганизмами и обладают высокой продуктивностью азотфиксации (до 20 мг/г использованного сахара). Помимо связывания атмосферного азота, эти бактерии продуцируют биологически активные соединения (витамины, гиббериллин, гетероауксин и др.). В результате этого инокуляция азотобактерином стимулирует прорастание семян и ускоряет рост и развитие растений. Более того, Azotabacter способен экскретировать фунгицидные вещества. Этим угнетается развитие в ризосфере растений микроскопических грибов, многие из которых тормозят развитие растений. Однако бактерии рода Azotobacter весьма требовательны к условиям среды, особенно концентрации в почве фосфатов и микроэлементов, и активно развиваются в плодородных почвах.

Технология получения сухого препарата азотобактерина аналогична получению сухого нитрагина и включает получение посевного материала и культивирование бактерий в контролируемых условиях в глубинной стерильной культуре до начала стационарной фазы. Готовый препарат с содержанием не менее 5 млрд. жизнеспособных клеток на 1 кг при остаточной влажности 5–7 % фасуют в полиэтиленовые мешки 0.4–2.0 кг, которые герметизируют и далее хранят при температуре до 15°С. Промышленностью выпускаются также торфяной и почвенный препараты азотобактерина. Для этого в качестве наполнителя используют разлагающийся торф с нейтральной реакцией среды или богатую перегноем почву. В просеянную почву или торф вносят суперфосфат (0.1 %) и известь (1–2 %).

Смесь фасуют в бутылки объемом 0.5 л, увлажняют водой до 40–60 % и стерилизуют. В стерильный наполнитель вносят выросшую культуру бактерий. Длительность хранения препаратов – 2–3 месяцев. При обработке семян препарат вносят из расчета 3–6 кг на 1 га пашни.

Способ применения азотобактерина определяется посевным материалом: семена зерновых культур опудривают сухим препаратом механизированным способом; клубни картофеля и корневую систему рассады овощных культур равномерно обрабатывают водной суспензией препарата.

В последние годы для изучения биологической азотфиксации стали применять методы молекулярной биологии и новейшие методы генетики.

Установлена возможность с помощью колифага P1 размножать свободноживущую азотфиксирующую бактерию Klebsiella pneumoniae М5 и с ее помощью трансдуцировать nif-гены (гены азотфиксации). Также доказано, что перенос nif-генов возможен с помощью плазмид от штаммаазотфиксатора к штамму, не обладающему диазотрофностью. Обнаружены конъюгативные плазмиды, несущие гены азотфиксации, относительно легко передающиеся при конъюгации от штамма к штамму. После этого появились надежды на получение методами клеточной и генной инженерии растений, способных фиксировать атмосферный азот. Однако перенос генов азотфиксации и их экспрессия является чрезвычайно сложной задачей.

Активные исследования в этом направлении, начатые в середине 70-х годов, пока не принесли желаемых плодов. После установления в начале 90-х гг. структуры и организации nif-генов усилия исследователей были сосредоточены на изучении функционирования этих генов и природы их продуктов. Вслед за открытием крупных плазмид в ряде азотфиксирующих микроорганизмов было установлено, что эти плазмиды содержат не только структурные гены нитрогеназы, но и гены, ответственные за развитие корневых клубеньков в определенных видах бобовых растений. Биохимические характеристики нитрогеназы разных азотфиксаторов сходны.



Pages:     | 1 |   ...   | 37 | 38 || 40 | 41 |   ...   | 49 |
 



Похожие работы:

«Егор Тимурович Гайдар Гибель империи Скан, вычитка: http://www.socioline.ru Гайдар Е.Т. Гибель империи. Уроки для современной России: Российская политическая энциклопедия (РОССПЭН); М.; 2006 ISBN 5 – 8243 – 0759 – 8 Егор Гайдар: Гибель империи Аннотация Книга посвящена проблемам, с которыми сталкиваются авторитарные режимы в полиэтнических государствах, чья экономика в значительной степени зависит от непредсказуемых колебаний цен на топливно-энергетические ресурсы. Эта тематика актуальна для...»

«Your browser does not support inline frames or is currently configured not to display inline frames. О.Г.Сорохтин, С.А.Ушаков Развитие Земли М: Изд-во МГУ, 2002. 506 с. В книге в доступной форме изложена современная теория глобального развития Земли, рассмотрены ее происхождение, строение и состав, процесс выделения земного ядра, энергетика Земли и природа ее тектонической активности, происхождение Луны и ее влияние на развитие нашей планеты в катархее и архее. С единых позиций этой теории...»

«Санкт-Петербург 2011 С 1991 года ЦНИИ КМ Прометей и Санкт-Петербургское общество научнотехнических знаний каждые 2 года проводят Международную конференцию Проблемы материаловедения при проектировании, изготовлении и эксплуатации оборудования АЭС, целью которой является возможность представить и обсудить материаловедческие проблемы, связанные с поддержанием безопасности эксплуатации оборудования в течение всего срока службы. К этому времени ЦНИИ КМ Прометей уже разработал стали с высоким...»

«Календарь предстоящих событий недели с 25 апреля по 1 мая Экономика: 25 апреля - Президент России В.Путин выступит в Кремле с ежегодным посланием к Федеральному Собранию РФ. 26 апреля - В Москве под председательством премьер-министра РФ М.Фрадкова пройдет совещание с участием глав субъектов Федерации по вопросам реформы ЖКХ, организации местного самоуправления и замене льгот денежными компенсациями. 26 апреля - Комитет госзаимствований Москвы выплатит 3-й купон облигаций 40-го выпуска. Объем...»

«БУДУЩЕЕ ИНФРАСТРУКТУРЫ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ И ЭНЕРГЕТИКИ ТРАНСПОРТА Яков Басин Введение Каких бы высот ни достигла современная индустриально-технологическая цивилизация к настоящему моменту, какие бы радужные перспективы автоматизации нашей сумасшедшей жизни в каменных лабиринтах мегаполисов ни рисовали нам компании-производители электронной техники, но стит исчезнуть колоссальному потоку энергии, питающему нашу цивилизацию, – и движение мира остановится. Как только этот поток энергии начнт...»

«Чернобыль. Большая ложь Алла Ярошинская 2 Книга Алла Ярошинская. Чернобыль. Большая ложь скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! 3 Книга Алла Ярошинская. Чернобыль. Большая ложь скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! Алла Александровна Ярошинская Чернобыль. Большая ложь 4 Книга Алла Ярошинская. Чернобыль. Большая ложь скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! ОТЧЕТ ИЗ МЕРТВОЙ ЗОНЫ 26 апреля 1986 года, спустя семь лет после...»

«КРАТКАЯ АННОТАЦИЯ ПРОГРАММЫ ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ Название образовательного учреждения Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального обучения Нижегородский государственный инженерно-экономический институт Название программы повышения квалификации Энергосбережение и повышение энергетической эффективности в АПК Нижегородской области Приоритетное направление модернизации и технологического Повышение энергоэффективности и ресурсосбережения развития экономики России...»

«Любимая Родина Газета издается инициативной группой жителей поселений родовых поместий : Родное Ладное Мирное Заветное Солнечное Газета предназначена для взаимопонимания между людьми, живущими на одной территории, и обмена информацией Разговор о праздниках Мысль написать статью о праздниках появилась после щую определённый энергетический образ. Мысленно этот костёр прогорел, шаман выложил из углей дорожку метра в разговоров с людьми на праздновании Ивана Купала. образ помещают в центр круга....»

«ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ БИОЭНЕРГЕТИКИ, КАК ИСТОЧНИКА ДОХОДОВ АГРАРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ ОКСАНА МАКАРЧУК, ХАЙНРИХ ХОКМАНН, АЛЕКСЕЙ ЛИССИТСА DISCUSSION PAPER NO. 111 2007 Theodor-Lieser-Strae 2, 06120 Halle (Saale), Germany Phone: +49-345-2928 110 Fax: +49-345-2928 199 E-mail: iamo@iamo.de Internet: http://www.iamo.de Оксана Макарчук – Аспирантка кафедры статистики и экономического анализа Национального аграрного университета, г. Киев, Украина. Главной темой научного исследования является анализ...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.