4. Получение микробных препаратов — удобрителей почв, стимуляторов и регуляторов роста растений (15 баллов).

На основании более чем векового изучения азотфиксирующих микроорганизмов утвердилось представление о целесообразности производства в промышленных масштабах лишь клубеньковых бактерий, поскольку эффективность от внесения в почву препаратов из свободноживущих азотфиксаторов по разным причинам является незначительной. Однако ясно, что в условиях интенсивного земледелия и бурного роста населения земли плодородие почвы — одна из главнейших проблем, на решение которой должны быть направлены усилия различных специалистов, включая биотехнологов. И нельзя считать, что свободноживущие азотфиксаторы не будут вновь объектами биотехнологии. Очевидно не все изучено применительно к их ассоциативным взаимоотношениям в среде обитания и значение самой среды, заметно изменяющейся при энергичном воздействии на нее человека.

Микроорганизмы, фиксирующие азот из воздуха, подразделяют на свободноживущие в природных условиях и на симбиотические с растениями или другими микробами. К свободноживущим относят азотобактеры, актиномицеты, определенные цианобактерии и др., к микробам-симбионтам: азотоспириллы — симбионты папоротника азолла, ризобии — симбионты бобовых растений, отдельные виды цианобактерии в составе лишайников (лишайники представляют собой пример устойчивого симбиоза некоторых грибов с цианобактериями или водорослями), и др.

Микробы-азотофиксаторы ежегодно фиксируют примерно 17,5* 107 т молекулярного азота из воздуха, из которых 10—15% приходится на цианобактерии. Очевидно, что до тех пор, пока не будут созданы "молекулярные гибриды" микробов — азотофиксаторов с широким набором полезных растений методами генной инженерии, использование соответствующих "препаратов-удобри-телей" будет целесообразным и экономически оправданным.

В таком же ряду находятся микробные стимуляторы и регуляторы роста растений — гиббереллины, фузикокцин и др.

Ризотрофин — своеобразный "потомок" коммерческого препарата "нитрагин", впервые созданного в 1896 г. в Германии. Он представляет собой торфяную основу, смешанную с ризобактериям. Производство ризотрофинаразработано во ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии (г. Санкт-Петербург).

Технологический процесс производства ризотрофина включает подготовку клубеньковых бактерий и получение инокулята, подготовку торфа, "обсеменение" торфа ризобактериями (отбор видов' с учетом целесообразных рекомендаций по выращиванию соответствующих растений-"хозяев").

В производстве используют клубеньковые бактерии, быстро или сравнительно медленно размножающиеся на простых средах, содержащих растительные экстракты или отвары, сахарозу (рН 6,8—7,0) — для первых, почти то же самое — для вторых, но добавляют глюкозу, маннит, сахарозу.

Инокулюм готовят в условиях умеренной аэрации на подобных средах, но дополнительно вводят неорганические соли: фосфаты, сульфаты, карбонаты (температура 28—30^оС); необходимо пеногашение. Накапливают примерно 5 млрд. клеток в 1 мл Такую

суспензию вносят в "кислый" торф (рН 3,0—6,0) при 10-15^оС.

Предпочтительнее использовать древесно-осоковые или осоковые торфа с удельной площадью поверхности порядка 300 м2/г. Торф до "обсеменения" бактериями должен быть специально подготовленным —гомогенным, подсушенным, размолотым, увлажненным, смешанным с мелом, расфасованным в полиэтиленовые пакеты по 150—160 г и простерилизованным методом радиационного облучения — 2,5 Мрад. В подготовленный торф "инъецируют" 50-60 мл суспензии бактерий (в торфе должно содержаться 0,5—1 млрд. клеток/г). После этого содержимое пакетов перемешивают во вращающемся барабане и продукт сохраняют до полугода при 5—10^оС — применительно к быстро растущим ризобактериям и при 12—15^оС — применительно к медленно растущим ризобактериям. Расход ризотрофина — 200 г на гектарную норму семян любых бобовых растений.

В странах Юго-Восточной Азии используют цианобактерии Anaboena azollae, обитающие в полостях листьев папоротника Azolla. Азоллу выращивают в специальных прудах, откуда ее вывозят по назначению. Такая симбиотическая ассоциация — хороший "удобритель" азотом рисовых полей.

В последние годы много внимания уделяют бактериям рода Asospirillum — активному азотофиксатору, обитающему в почве (реже — на надземной части растений) в ассоциации с кукурузой, просом, сахарным тростником и др.

№7 ЕМТИХАН БИЛЕТІ / ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ