ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ - Биологическая активность гуминового комплекса различного присхождения и его влияние на рост и развитие растений


ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ



  1. Получен вермикомпост (биогумус) на основе отечественного гибрида дождевого червя «Старатель» из разных видов компостов;

  2. Освоена методика выделения гумусовых кислот. Разработана и применена одноступенчатая оптимизированная методика выделения гумусовых кислот. Разработан и применен метод ВЭЖХ в обращенных фазах для хроматографической характеристики ГК, ФК, ГМК.

  3. Определен ключевой показатель оценки скорости биоконверсии органических субстратов и степени зрелости вермикомпостов - соотношение C/N, оно снижается от 22,1 – в компосте до 13,7, 17,8 в зимнем и летнем образцах биогумуса соответственно.

  4. На основании систематических исследований установлены закономерности изменения микробиологической и ферментативной активности компостов и вермикомпостов:

- в процессе созревания вермикомпост обогащается грибами-антагонистами (Trichoderma), приобретая свойства оздоравливающего действия;

- аммонифицирующая активность в образцах вермикомпостов значительно повышается по сравнению с компостом в 2,6 и 1,8 раз соответственно для летнего и зимнего образцов;

- нитрифицирующая активность снижается: от 19,2 мг в компосте до 17,8 и 17,6 – в летнем и зимнем образцах вермикомпостов;

- препараты зимних образцов биогумуса обладают более высокой протеолитической активностью, чем препараты летнего, образцы компоста, не обработанного червями, не обладают протеолитической активностью;

- амилолитической активности обнаружить не удалось ни в одном из образцов.

  1. Методом гель-хроматографии определены молекулярные массы белков биогумуса (27 кДа) и жирнокислотный состав в исследованных препаратах. Показано, что содержание жирных кислот в препаратах биогумуса выше, чем в препарате, не обработанном червями (контроль).

  2. На основании исследований и анализа экспериментальных данных можно заключить, что

- влагоудерживающая способность вермикомпостов по сравнению с компостами возрастает;

- с ростом степени гумификации экстрагируемость гумусовых веществ снижается;

- удельная ароматичность суммарных фракций ГК (гидрофильной и гидрофобной) возрастет;

- удельная ароматичность суммарных фракций ФК возрастет, наблюдается существенный рост ароматичности гидрофильной фракции ФК, содержащей малополярные заместители в молекулах;

- предпочтительным спиртом для экстракции ГМК является этанол; - в исследованных образцах гумусовых кислот содержится около 20%(w/w) ГМК;

- относительная степень ароматичности ГМК в процессе гумификации не изменяется;

- с ростом степени гумификации наблюдается снижение содержания карбоксильных, карбонильных и фенольных групп в ГМК.

  1. Исследования вермикомпостов, полученных из разных субстратов показали, что процессы вермикомпостирования для различных компостов различаются как по интенсивности гумификации (различия в приросте удельной ароматичности суммарных фракций), так и по механизмам гумификации (различия в приросте гидрофильной и гидрофобной фракций);

  2. Исследования методом сканирующей микрокалориметрии показали, что ГК в разбавленных водных растворах находятся в виде «мицелл» и содержат две фракции гидрофильную и гидрофобную; в процессе вермикомпостирования содержание гидрофобной фракции увеличивается и возрастает ее алифатичность.

  3. Метод 13С ЯМР-спектроскопии показал, что исследованные препараты ГК, разного срока созревания различаются по соотношению ароматических и углеводных фрагментов, входящих в состав углеродного скелета. Были идентифицированы и количественно определены следующие функциональные группы и молекулярные фрагменты: ароматические (- Ar), карбоксильные (-СООН), карбонильные (-С=О), алкильные (Alk), О-замещенные алифатические атомы углерода (Alk-O).

  4. Разработана общая методология контроля степени гумификации с помощью:

а) метода ВЭЖХ, используя как критерий относительную суммарную ароматичность ГВ;

б) метода сканирующей микроколориметрии используя как критерий разность теплоемкостей, температуру и температурные интервалы перехода разрушения мицелл ГВ.

11. Разработана методика выделения экстрактов и вытяжек из биогумуса, получения препарата гуминового комплекса. Показано положительное влияние гуминового комплекса на иммунную систему с/х растений, что значительно усиливает устойчивость растений к биотическим факторам и повышает урожайность.

12. На основании систематических исследований в полевых и лабораторных условиях выявлена биологическая активность и сортоспецифичность препарата гуминового комплекса, что дает возможность разработки биологически активных фитоиммуномодуляторов.

Предложения по практическому использованию



результатов исследований



  1. На основе водорастворимой фракции гумусовых соединений, полученных из вермикомпоста на основе червя «Старатель», перспективно создание нового класса иммуномодуляторов, стимуляторов роста и развития растений.

  2. Гуминовый комплекс, полученный путем щелочной экстракции из вермикомпостов, может быть рекомендован в качестве компонента питательных сред для культивирования зародышей с целью селекции новых сортов.


ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ



Широкое использование в сельскохозяйственном производстве вермикомпостов (биогумуса), несомненно, будет способствовать оздоровлению окружающей среды, снижению применения химических средств защиты растений, повышению урожайности и устойчивости к болезням и вредителей сельскохозяйственных культур и получению экологически безопасной пищевой продукции.

Предварительные расчеты показали, что производство биогумуса, приготовление на его основе раствора, обработка семян, опрыскивание посевов экономически выгодно в связи с повышением урожайности сельскохозяйственных культур и исключением химических средств защиты.

В качестве контрольного варианта была взята технология возделывания гороха без обработки против болезней и вредителей и технология возделывания гороха с использованием предпосевной обработки семян и двукратной внекорневой обработки растений гороха биопрепаратом гуминового комплекса на основе копролитов дождевого червя «Старатель» в концентрации 1,510 -4 %. Прибавка к урожайности составила 12,6 ц/га по сравнению с контролем. Валовой сбор основной продукции в контрольном варианте составил 137 т., в опытном - 263т., что дает возможность снижения себестоимости на 1442,1 руб. на 1т. основной продукции (в ценах 2007 года).

Прибыль от внедрения подобной разработки в сельскохозяйственное производство может составить 12323,07 рублей на гектар посевов бобовых культур (в ценах 2007 года).

Из проведенного выше анализа экономической эффективности контроля и исследуемых вариантов можно сделать вывод, что обработка семян и опрыскивание посевов вытяжкой из биогумуса экономически выгодно.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ



  1. Юшкова Е.И., Павловская Н.Е., Даниленко А.Н., Ботуз Н.И., Полозова Е.Ю., Борзенкова Г.А. Физико-химическая характеристика и биологическая активность биогумуса. - Орел: Издательство ОРАНС, 2007. - 140 с.

    (монография).



  2. Юшкова Е.И., Таканаев А.А., Павловская Н.Е., Яроватая М.А. Разработка биологически – активных веществ на базе вермикультуры // Экология и жизнь: Сборник материалов VII Международной научно-практической конференции. – Пенза, 2004. – С. 149-151.

  3. Юшкова Е.И., Таканаев А.А., Павловская Н.Е., Яроватая М.А. Выделение и функциональная характеристика некоторых белков и пептидов из Eisenia Fetida // Материалы Второго съезда Общества биотехнологов России. / Под ред. Василова Р.Г. – М.: МАКС Пресс, 2004. – С. 196.

  4. *

    Юшкова Е.И., Павловская Н.Е., Даниленко А.Н., Ботуз Н.И. Физико-химические свойства экстрактов из биогумуса разной степени зрелости. // Сорбционные и хроматографические процессы. – 2006.- т.6.- № 1. – С.70-79.

  5. *

    Юшкова Е.И., Павловская Н.Е., Даниленко А.Н., Ботуз Н.И. Выделение и исследование некоторых физико-химических свойств гиматомелановых кислот методом ВЭЖХ. // Сорбционные и хроматографические процессы. – 2006.- т.6.- № 5. – С. 807-816.

  6. *

    Юшкова Е.И., Павловская Н.Е., Даниленко А.Н., Ботуз Н.И. Сравнительные исследования гуминовых кислот выделенных из компостов и вермикомпостов различного происхождения методом ВЭЖХ. // Сорбционные и хроматографические процессы. – 2006.- т.6.- № 6. – С. 1358-1364.

  7. Юшкова Е.И., Яроватая М.А. Выделение и исследование некоторых физико-химических свойств фульвокислот методом ВЭЖХ. // Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии в исследованиях молодых ученых: Материалы Международной научной конференции. – Астрахань, 2006. – С. 151-152.

  8. Юшкова Е.И. Изучение связывающих и детоксицирующих свойств гуминовых кислот по отношению к различным классам экотоксикантов. // Актуальные проблемы химии и методики ее преподавания: Сборник материалов межрегиональной научно-методической конференции. – Нижний Новгород, 2006. – С. 193-195.

  9. Юшкова Е.И. Применение метода ВЭЖХ для определения степени созревания гуминовых веществ в процессе вермикомпостирования. // Аналитика России: Материалы II Всероссийской конференции по аналитической химии с международным участием. – Краснодар, 2007. – С. 68.

  10. Юшкова Е.И. Выделение, фракционирование и исследование некоторых физико-химических свойств методом ВЭЖХ гумусовых кислот полученных на основе вермикомпоста. // Хроматография в химическом анализе и физико-химических исследованиях: Всероссийский симпозиум (К юбилею проф. О.Г. Ларионова). – Москва, 2007.- С. 95.

  11. Юшкова Е.И. Перспективы использования вермикультуры для утилизации осадков сточных вод. // Инновационные технологии обеспечения безопасности питания и окружающей среды: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. – Оренбург, 2007.- С.460-461.

  12. Юшкова Е.И., Павловская Н.Е., Даниленко А.Н., Ботуз Н.И. Выделение и сравнительное исследование протеолитической активности экстрактов биогумуса. // Вермикомпостирование и вермикультивирование как основа экологического земледелия в XXI веке: проблемы, перспективы, достижения: Сборник научных трудов международной научно-практической конференции ведущих специалистов, ученых предпринимателей и производственников. - Минск, 2007. - С. 71-72.

  13. Юшкова Е.И. Определение средней молекулярной массы белков биогумуса. Актуальные проблемы модернизации химического и естественнонаучного образования: Материалы 55 Всероссийской научно-практической конференции химиков с международным участием. - С-Пб, Изд. РПГУ им. А.И. Герцена, 2008. - С.282-283.

  14. *

    Юшкова Е.И., Даниленко А.Н., Павловская Н.Е., Ботуз Н.И. Исследования методом ВЭЖХ физико-химических свойств фульвокислот компостов и вермикомпостов различного происхождения. //

    Агрохимия, 2008. - №3. - с. 67-71.

  15. Юшкова Е.И. Использование метода 13С ЯМР-спектроскопии в исследовании гуминовых кислот полученных из вермикомпостов различного срока созревания. // Современные проблемы науки и образования, 2008. - № 6. - С. 134-136.

  16. Юшкова Е.И. Зависимость термодинамических свойств разбавленных растворов гуминовых веществ от их относительной степени ароматичности. ГОУ ВПО Орловский государственный университет.- Орел, 2008. Деп. в ВИНИТИ 28.11.08. № 908-В2008.

  17. *

    Даниленко А.Н., Браудо Е.Е., Павловская Н.Е., Юшкова Е.И. Взаимосвязь межу гидрофобностью гуминовых кислот и термодинамическими свойствами их разбавленных растворов. // Биофизика, 2010. - № . – С.

  18. Юшкова Е.И. Хроматографическое исследование жирнокислотного состава экстрактов биогумуса. // Экоаналитика – 2009: VII Всероссийская конференция по анализу объектов окружающей среды. - Йошкар-Ола, 2009. – С. 239-240.

  19. Юшкова Е.И., Даниленко А.Н. Оптимизация выделения гумусовых кислот методом экстракции. // Экоаналитика – 2009: VII Всероссийская конференция по анализу объектов окружающей среды. - Йошкар-Ола, 2009. – С.240-241.

  20. Юшкова Е.И. Химический состав и агрохимическая характеристика биогумуса полученного на основе червя «Старатель». // С-Петербург. Актуальные проблемы модернизации химического и естественнонаучного образования: Материалы 56 Всероссийской научно-практической конференции химиков с международным участием. - С-Пб, Изд. РПГУ им. А.И. Герцена, 2009. - С. 344-345.

  21. Юшкова Е.И., Таканаев А.А. Использование целлюлолитических и легнинолитических ферментов вермикультуры для утилизации отходов с/х производства. // Биотехнология. Биомедицинская инженерная и технология современных социальных практик: Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции. – Курск: ГОУ ВПО КГМУ Росздрава, 2009.- С.98-99.

  22. Юшкова Е.И., Таканаев А.А. Вермикультура как источник биологически активных соединений для фармакологии и медицины. // Ученые записки Орловского государственного университета. Серия «Естественные, технические и медицинские науки», 2009. - №2 (32). - С.109-112.

  23. Юшкова Е.И., Таканаев А.А. Препараты биологической защиты растений на основе вытяжек из биогумуса. - Ученые записки Орловского государственного университета. Серия «Естественные, технические и медицинские науки», 2009. - № 2 (32). - С.112-115.

  24. Юшкова Е.И., Павловская Н.Е., Ботуз Н.И.Влияние активного вещества биогумуса на урожай сельскохозяйственных культур. // Организация и регуляция физиолого-биохимических процессов: Межрегиональный сборник научных работ. - Выпуск 11. - ВГУ, 2009. - С. 254-258.

  25. Юшкова Е.И., Даниленко А.Н., Павловская Н.Е., Ботуз Н.И.Исследование некоторых физико-химических свойств фульвокислот, выделенных из образцов биогумуса разного времени созревания. // Актуальные проблемы химии и методики ее преподавания. // Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием: Нижний Новгород: НПГУ, 2009. - С.177-180.

  26. *

    Юшкова Е.И., Павловская Н.Е. Сравнительное исследование микробиологического состава компостов и вермикомпостов. // Естественные и технические науки, 2010. - № 1. - С.133-135.

  27. *

    Юшкова Е.И., Борзенкова Г.А., Павловская Н.Е., Ботуз Н.И. Испытание активного вещества биогумуса на болезнеустойчивость и урожай гороха. // Хранение и переработка сельхозсырья, 2010. - № .- С.

  28. *

    Юшкова Е.И., Павловская Н.Е., Ботуз Н.И. Влияние биологически активного вещества биогумуса на рост, развитие и урожай картофеля. // Сельскохозяйственная биология, 2010. - № . – С.

  29. *

    Павловская Н.Е., Бородин Д.Б., Юшкова Е.И. Исследование влияния гуминового комплекса вермикомпоста на ферменты антиоксидантной системы гороха. - Агрохимия, 2010. - № 10. – С.

  30. *

    Юшкова Е.И., Павловская Н.Е., Даниленко А.Н. Исследования методом ВЭЖХ физико-химических свойств гуминовых кислот компостов и вермикомпостов разного периода созревания. // Сорбционные и хроматографические процессы, 2010. - № 3. – С. 409-418.

  31. Юшкова Е.И., Павловская Н.Е. Получение препарата гуминового комплекса и его влияние на развитие и продуктивность некоторых сельскохозяйственных культур. // Вермикомпостирование и вермикультивирование как основа экологического земледелия в XXI веке: проблемы, перспективы, достижения: Сборник научных трудов 2-ой международной научно-практической конференции ведущих специалистов, ученых предпринимателей и производственников. - Минск, 2010 г.- С. 180-183.

  32. *

    Юшкова Е.И., Павловская Н.Е., Ботуз Н.И. Изучение влияния активного вещества биогумуса на антиоксидантную систему проростков гороха. // Вестник ВГУ. Серия: Химия. Биология. Фармация.- 2010. - № 2. – С.

  33. Юшкова Е.И., Даниленко А.Н. Количественное определение гумусовых кислот методом экстракции как показатель степени зрелости вермикомпостов. // Экстракция органических соединений: Материалы IV Международной конференции, Воронеж, 2010 г.

  34. Юшкова Е.И., Таканаев А.А. Исследование ферментативной активности некоторых белков и пептидов, выделенных из биомассы дождевого червя Владимирский гибрид «Старатель». // Организация и регуляция физиолого-биохимических процессов: Межрегиональный сборник научных работ. - Выпуск 12. - ВГУ, 2010. - С. .

  35. *

    Юшкова Е.И., Таканаев А.А. Влияние белков и пептидов, выделенных из биомассы дождевого червя Владимирский гибрид «Старатель» на структурную организацию мембран. // Ученые записки Орловского государственного университета. Серия «Естественные, технические и медицинские науки», 2010. - № 2(36).- С.102-106.


* - работы, опубликованные в изданиях, рекомендуемых ВАК (4-6, 14, 17, 26-30, 32, 35).


Выражаю глубокую и искреннюю признательность научному консультанту профессору, д.б.н. Павловской Н.Е., за неоценимый вклад в формировании теоретического фундамента данной тематики; профессору, д.б.н. Таканаеву А.А. за участие в обсуждении и рецензировании глав диссертации; ст. научному сотруднику института биохимической физики РАН им. Н.М. Эммануэля Даниленко А.Н. за помощь в проведении экспериментальных исследований химического состава биогумуса; к.с.х.н. Ботуз Н.И. за сотрудничество и помощь в работе; к.с.х.н., зав. лабораторией иммунитета и защиты растений ГНУ ВНИИЗБК Борзенковой Г.А. за помощь в проведении полевых исследований.





10-vospitatelnaya-deyatelnost-minobrnauki-rossii.html
10-vospitatelnaya-rabota-gosudarstvennogo-byudzhetnogo-obrazovatelnogo-uchrezhdeniya-srednego-professionalnogo-obrazovaniya.html
10-vospitatelnaya-rabota-oglavlenie-3.html
10-votchinnaya-yusticiya-v-sisteme-vladelcheskogo-patronirovaniya-krestyanstva.html
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат