
- •Тема № 5 Микробиологическая переработка органических отходов. Биоконверсия растительного сырья в топливо (получение биогаза, биоэтанола, биодизеля) План:
- •1. Микробиологическая переработка органических отходов.
- •2. Биоконверсия растительного сырья в топливо (получение биогаза, биоэтанола, биодизеля).
- •1. Микробиологическая переработка органических отходов
- •1.1. Переработка растительного сырья и углеводсодержащих отходов в белок одноклеточных организмов
- •1.2. Силосование
- •1.3. Компостирование
- •2. Биоконверсия растительного сырья в топливо (получение биогаза, биоэтанола, биодизеля)
- •2.2. Экобиотехнологический процесс получения биоэтанола
- •Сырьё для производства биоэтанола
- •Промышленное производство спирта из биологического сырья.
- •Этанол как топливо
- •Топливные смеси этанола
- •Экологические аспекты применения этанола в качестве топлива.
- •2.3. Технология получения биодизеля, сырье для получения, биодизельные установки. Использование биодизеля в качестве топлива для автомобилей и с/х техники
- •Технология производства.
- •Применение.
- •Сырьё для производства.
- •Производство биодизеля
- •Экологические аспекты применения и производства.
- •Достоинства биодизеля:
- •Недостатки биодизеля:
- •Производство биодизеля из водорослей
- •Тема № 6 Вермикомпостирование План:
- •1. Биологические основы вермикультуры, вермикомпост (биогумус), вермисток (гумисол)
- •2. Вермитехнология: общие принципы разведения калифорнийского красного червя (содержание, кормление)
- •Агроэкологические требования к питательному субстрату
- •Ферментация субстрата
- •Выращивание вермикультуры зимой
- •Приготовление вермикомпоста на приусадебных и дачных участках
- •Вредители дождевых червей
- •3. Агроэкологическая характеристика копролита (биогумуса)
- •2. Энтомопатогенные препараты
- •Грибные энтомопатогенные препараты
- •Вирусные энтомопатогенные препараты
- •3. Бактерии, стимулирующие рост растений
- •4. Биоудобрения. Производство и применение, в том числе препаратов – азотфиксаторов и препаратов, улучшающих снабжение растений фосфором
- •Производство азотобактерина
- •Бактериальное удобрение фосфобактерин
- •5. Биологические средства защиты растений на основе антибиотиков
- •Кормовые антибиотики, антибиотики против фитопатогенов, биостимуляторы, пищевые консерванты
- •2. Биохимические методы анализа на основе микробных ферментов
- •3. Использование микроорганизмов и тканей живых организмов в качестве биосенсоров
- •4. Применение биосенсоров
- •Тестовые задания
- •Список литературы
3. Бактерии, стимулирующие рост растений
Микроорганизмы в процессе жизнедеятельности вырабатывают разнообразные соединения, оказывающие большое влияние на жизненно важные процессы живых организмов – растений, животных и других микроорганизмов.
Микробные метаболиты (вещества, образующиеся в результате жизнедеятельности микроорганизмов) вызывают значительные изменения в живом организме, влияют на рост и развитие, изменяют обмен веществ или отдельные физиологические функции организма.
Органические вещества разнообразной химической природы, обладающие активностью в очень малых концентрациях (0,001-0,0001 мкг/мл) и большой специфичностью действия, называют физиологически активными соединениями. Часть из них является регулятором роста растений: ауксины, кинетины, гиббереллины.
К физиологически активным веществам относят также ферменты, витамины, аминокислоты, антибиотики, пуриновые и пиримидиновые основания, гормоны, токсины и др.
Мир микроорганизмов – богатейший источник разнообразных физиологически активных веществ.
Гиббереллины и гиббереллиноподобные вещества. Бактерии наряду с другими группами организмов обладают способностью стимулировать рост растений, оказывать влияние на их развитие. Это действие вызывается особыми веществами – стимуляторами, которые продуцируют микроорганизмы. Из них наиболее известны гиббереллины. Впервые гиббереллины были выделены японскими учеными из гриба Gibberella, но затем были обнаружены и в некоторых бактериях.
Эти соединения очень сложного химического строения. Все гиббереллины похожи по своему строению, имея один и тот же остов – «скелет», но даже небольшие отличия в структуре молекулы приводят к существенным различиям в физиологических свойствах. Наибольшей физиологической активностью обладает гиббереллин А3 – гибберелловая кислота.
Ввиду чрезвычайной сложности строения молекулы химический синтез их представляет большие трудности.
Гиббереллины, найденные в культурах микроорганизмов, проявляют необычайно высокую и разностороннюю физиологическую активность в отношении высших растений. В определенных условиях некоторые растения заметно ускоряют рост при концентрации гиббереллина 0,0001 мг, т. е. одной десятимиллиардной части грамма! Гиббереллин резко стимулирует рост растений, ликвидирует карликовость, прерывает период покоя почек, семян и клубней, вызывает образование бессемянных плодов и влияет на целый ряд других процессов.
Гиббереллин стимулирует вегетативный рост.
Исключительно интересным является специфическое действие гиббереллина на растения-двулетники. Эти растения в первый год роста образуют розетку листьев и корнеплоды, а после перезимовки на второй год плодоносят. Но если их обработать раствором гиббереллина, то в первый же год двулетники зацветают и плодоносят.
Стимуляция цветения – еще одно свойство гиббереллина.
Гиббереллин используют в декоративном цветоводстве – после опрыскивания соцветий раствором этого вещества увеличивается число цветоносцев и цветков.
Исключительно эффективно действие гиббереллина на виноград, особенно на бессемянные сорта. Гиббереллин оказывает стимулирующее влияние на такую важную техническую культуру, как конопля, а также на рост чая и табака.
Помимо гиббереллинов, микроорганизмы в процессе жизнедеятельности образуют вещества иной химической природы, обладающие значительным стимулирующим действием на растения. Поэтому их часто называют гиббереллиноподобными веществами. Такие вещества, ускоряющие рост и развитие растений, были выделены из бактерий, актиномицетов и других групп микроорганизмов.
Ауксины. Среди стимуляторов давно известны и хорошо изучены ауксины, которые вызывают растяжение и ускоряют рост клеток. Они производятся и синтетическим путем.
Особенно заметное стимулирующее действие ауксины оказывают на рост корней. Важнейшим среди них является гетероауксин - β-индолилуксусная кислота (ИУК), ИМК,НУК, ИПВК, 2,4-Д.
ИУК применяется в сельском хозяйстве для ускорения образования корней у черенков различных растений, например цитрусовых, для укоренения саженцев.