Создание консорциума микроорганизмов для эффективной биодеградации сельскохозяйственных отходов и разработка способов его применения : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / научный руководитель Н. П. Максимова

Abstract

Объектом исследования являлись микроорганизмы, способные, благодаря синтезу гидролитических ферментов, ускорять разложение сельскохозяйственных отходов растительного происхождения. Цель работы – создать консорциум микроорганизмов для эффективной биодеградации сельскохозяйственных отходов. Основными методами исследования являются: микробиологические и биохимические. В процессе исследований были использованы следующие приборы: весы лабораторные аналитические, фотокалориметр, рН-метр, термостаты, холодильники, сушильные шкафы, автоклав, качалки, эксикаторы. Область применения результатов исследований – сельское хозяйство. В результате проведенной работы осуществлен скрининг штаммов микроорганизмов, способных к деградации компонентов органических отходов сельскохозяйственного производства, отобраны штаммы, обладающие максимальной ферментативной активностью. Создана коллекция микроорганизмов, способных к деградации отходов сельскохозяйственного производства. Изучены типы взаимоотношений, в частности антагонистические, между отобранными штаммами. В лабораторных и полевых условиях была проведена проверка эффективности подобранного консорциума. В результате оценки фитотоксичности установлено, что отобранные штаммы не оказывают фитотоксического действия на однодольные и двудольные растения. Изучены физиолого-биохимические свойства микроорганизмов-деструкторов органических макромолекул, на основании чего штаммы-деструкторы отнесены к роду Bacillus. Проведена оценка способности штаммов-деструкторов к деградации компонентов органических отходов и подобраны условия проведения мутагенеза, в результате которого получены три штамма рода Bacillus, имеющих повышенную (в 1,2–1,35 раза), по сравнению с родительскими штаммами, целлюлолитическую активность. У отобранных мутантных штаммов проверено отсутствие перекрестной антогонистической активности. Создан консорциум, способный ускорять процесс деградации растительного материала при компостировании. Консорциум, включающий три полученных мутантных штамма, позволяет в 2,8 раза повысить скорость минерализационных процессов в растительном субстрате по сравнению с контролем в условиях полевого эксперимента. Разработан способ применения консорциума, включающий раздельное культивирование штаммов в течение 24 ч в жидкой среде М9 с глюкозой в качестве источника углерода и энергии, при 36 °С с аэрацией и последующее смешивание выросших бактериальных культур для обработки сельскохозяйственных отходов растительного происхождения.