Разработка технологии получения экологически чистого комплексного биоудобрения нового поколения на основе
азотфиксирующих микроорганизмов и модифицированных цеолитов
Предлагаемая работа относится к сельскохозяйственной микробиологии, фундаментальной и прикладной биотехнологии и направлена на получение нового биоудобрения для повышения урожая и качества сельскохозяйственных культур, восстановления нарушенных земель и Разработка технологии получения экологически чистого комплексного биоудобрения повышения почвенного плодородия.
Проведенный анализ почв различных регионов Армении показал, что широкое и длительное использование химических удобрений привело к катастрофической ситуации – полному обеднению почв и многократному превышению предельно допустимой концентрации содержания нитратов и нитритов. Таким образом, для сельского хозяйства чрезвычайно актуальным стала не только задача сохранения плодородия земель, но и уменьшения в них, а следовательно и в продуктах питания, концентрации вредных веществ. Так как аналогичная ситуация существует во многих странах мира - эта задача, на наш взгляд, приобретает всеообщее значение.
В этой связи весьма актуальна проблема минимизации применения экологически нерациональных химических веществ и замена их экологически чистыми средствами для повышения плодородия почв и рекультивации земель, а также получения экологически чистых продуктов питания. Одним из путей решения этой проблемы является разработка и производство биопрепаратов.
Целью проекта является разработка принципиально новой технологии получения комплексного экологически чистого биоудобрения многопрофильного действия, превышающего по своей эффективности известные бактериальные препараты.
Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:
- получение высокоактивного штамма Azotobacter chroococcum методом аналитической селекции природных изолятов по принципу отбора штаммов, обладающих высокой нитрогеназной активностью и повышенной способностью фиксировать атмосферный азот, антибиотической активностью в отношении микроорганизмов-фитопатогенов, а также высокой приживаемостью в почве; получение, c применением новой технологии, модифицированного цеолита, отличающегося от известных природных и синтетических (модифицированных) цеолитов своими селективными, адсорбционными и ионообменными свойствами; получение нового эффективного, экологически чистого двухкомпонентного биоудобрения для сельского хозяйства на основе отобранного штамма и модифицированного цеолита.
Для выполнении вышеизложенных задач будут разработаны соответствующие технические подходы и использованы известные методы работы с азотфиксирующими микроорганизмами и цеолитами. Будут использованы также новые, разработанные участниками проекта методы, закрепленные патентами РА ( № 1665 А 2 от 20.04.2005).
Осуществление проекта, в основе которого лежит разработка биотехнологического способа получения нового высокоактивного комплексного экологически чистого азотного удобрения на основе азотфиксирующего штамма микроорганизма и в сочетании с свойствами использованного модифицированного цеолита станет еще одним шагом к решению всевозрастающей мировой проблемы органического земледелия и получения экологически чистых продуктов питания.
Основой для создания биоудобрений служат штаммы микроорганизмов, выделенные из почвенной микрофлоры. В странах СНГ нашли практическое применение несколько видов микроорганизмов, на основе которых получены биопрепараты Азотобактерин, Фосфобактерин, Нитрагин и другие. Биоудобрения широко применяются также в странах дальнего зарубежья, таких как Япония, Америка, Испания, Канада, Индия, Китай, Италия и др.
Для оздоровления и удобрения сельскохозяйственных земель используются также цеолиты – минералы вулканогенно-осадочного происхождения, широко распространенные и на территории Армении. Определенные свойства цеолитов – пористость, катионный обмен и способность удерживать влагу обуславливают целесообразность их использования для решения агрохимических задач. Адсорбционные и ионообменные свойства природных цеолитов и содержание в них значительного количества микроэлементов питания растений определяют применение их в сельском хозяйстве. Идея совмещения в одном препарате азотфиксирующих микроорганизмов и цеолитов основана на полученных нами в предварительных экспериментах данных о стимулирующем действии цеолитов на рост и размножение Azotobacter chroococcum. Цеолиты приводят к морфо-физиологическим изменениям штамма, способствуют повышению титра культуры и увеличению биомассы, что свидетельствует о воздействии их на метаболическую активность Az. chroococcum.
Новизна проекта заключается в разработке принципиально новой технологии получения азотного биоудобрения многопрофильного и длительного действия, представляющего собой комплекс высокоактивного азотфиксирующего штамма Az. chroococcum, выделенного из почв Армении, и местного цеолита, который будет модифицирован с учетом специфических свойств этого микроорганизма.
«Научно-Исследовательский Институт Биотехнологии» имеет опыт работы в этом направлении. Разработана технология получения экологически чистого биопрепарата «Азотовит-1» широкого спектра действия для обогащения почвы азотом, стимуляции роста и развития растений.
Биопрепарат прошел успешные испытания на различных культурах растений как в парниковых, так и в полевых условиях в ГАОЗТ «Научный центр почвоведения, агрохимии и мелиорации», в лаборатории агрохимии Сельхоз. Академии РА, в СП «Масис Тобако». Имеется положительное заключение о целесообразности использования «Азотовит-1» при весенней обработке озимой пшеницы, сделанное в результате работы, финансированной фондом прикладных исследований и агробизнеса при содействии USDA Marketing Assistance Project in Armenia. Имеется также заключение Института эпидемиологии о непатогенности используемого в данном биопрепарате штамма. Со стороны Института стандартов» зарегистрированы ТУ на жидкий биопрепарат «Азотовит-1».
ЕГУ опыт работы В рамках проекта МНТЦ А-485 «Эффективная очистка радиоактивных жидких отходов с помощью химически и термически модифицированных цеолитов» в Ереванском Государственном университете проводились работы по разработке технологии очистки жидких радиоактивных отходов (ЖРО) Армянской Атомной Электростанции (ААЭС) с использованием природных адсорбентов-алюмосиликатов типа клиноптилолита и др. из группы цеолитов. Подробно изучены физико-химические свойства природных цеолитов месторождений Армении (Ноемберянская группа месторождений) и на их основе также разработана серия новых органо-цеолитовых удобрений типа - «Цеогум-1 и 2». Такое удобрение содержит все питательные элементы (макро - и микро-) в легко усвояемых растениями формах, медленно отдает их растениям, обладает пролонгированным действием, исключает несколько дополнительных подкормок, не имеет неприятного запаха.
«НИИ Биотехнологии» имеет опытно-производственную базу, где можно отработать и внедрить технологию производства комбинированного азотного биоудобрения.
Возможность организации в результате выполнения проекта производства и применения биоудобрения будет способствовать решению национальных задач, связанных с охраной окружающей среды. Результаты проекта будут иметь также ощутимое экономическое значение, так как внесение в почву комплексного биоудобрения даст двойную выгоду: обеспечит длительность действия внесенного удобрения (эффект пролонгирования) и предотвратит вымывание питательных веществ. Имеющиеся у нас предварительные данные позволяют считать, что разработанная технология универсальна и в дальнейшем может быть успешно применена для создания аналогичных препаратов на основе других необходимых для обогащения почвы микроорганизмов, таких как фосфорные бактерии, актиномицеты, дрожжи, молочнокислые бактерии и др. В выполнении Проекта примут участие специалисты с многолетним опытом работы в области микробиологии, биотехнологии, агрохимии, химии и геохимии цеолитов. В группу исполнителей будут вовлечены также химики-аналитики и специалисты, владеющие современными методами физико-химического анализа. Большинство исполнителей - «оружейные» ученые, которым будет дана возможность научно-исследовательской деятельности в мирных целях.
По ходу выполнения работы планируется проведение консультаций, обмен информацией, перекрестные испытания препарата и обсуждение результатов с зарубежными коллабораторами. Технические отчеты представляемые участниками проекта в МНТЦ будут передаваться коллабораторам для комментариев.
http://rgeph. do. am
