RU2819374C1 - Способ иммобилизации микроорганизмов на биочаре - Google Patents
Способ иммобилизации микроорганизмов на биочаре Download PDFInfo
- Publication number
- RU2819374C1 RU2819374C1 RU2023125220A RU2023125220A RU2819374C1 RU 2819374 C1 RU2819374 C1 RU 2819374C1 RU 2023125220 A RU2023125220 A RU 2023125220A RU 2023125220 A RU2023125220 A RU 2023125220A RU 2819374 C1 RU2819374 C1 RU 2819374C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- biochar
- microorganisms
- immobilized
- waste
- organic
- Prior art date
Links
- 244000005700 microbiome Species 0.000 title claims abstract description 69
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 title claims abstract description 9
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 13
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 claims abstract description 12
- GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N resorcinol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1 GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000009630 liquid culture Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 claims abstract description 7
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 claims abstract description 7
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 claims abstract description 6
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 15
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 239000003895 organic fertilizer Substances 0.000 abstract description 2
- 229960001760 dimethyl sulfoxide Drugs 0.000 abstract 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 22
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 16
- 241000193388 Bacillus thuringiensis Species 0.000 description 14
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 14
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 12
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 12
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 11
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 10
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 10
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 10
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 8
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 7
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 7
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 7
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 7
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 7
- 235000002787 Coriandrum sativum Nutrition 0.000 description 6
- 229940097012 bacillus thuringiensis Drugs 0.000 description 6
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 241000208308 Coriandrum Species 0.000 description 5
- 241000190950 Rhodopseudomonas palustris Species 0.000 description 5
- 238000009264 composting Methods 0.000 description 5
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 4
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 4
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 4
- 210000001822 immobilized cell Anatomy 0.000 description 4
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 4
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 3
- 241000925032 Lactobacillus harbinensis Species 0.000 description 3
- 241001643453 Lactobacillus parabuchneri Species 0.000 description 3
- 241000228143 Penicillium Species 0.000 description 3
- 241001460073 Trichoderma asperellum Species 0.000 description 3
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 3
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 3
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 3
- 239000010828 animal waste Substances 0.000 description 3
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 3
- -1 etc.) Substances 0.000 description 3
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 3
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 3
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000010891 toxic waste Substances 0.000 description 3
- 239000000341 volatile oil Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000222120 Candida <Saccharomycetales> Species 0.000 description 2
- 241001260838 Cystoseira Species 0.000 description 2
- 241000194033 Enterococcus Species 0.000 description 2
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 2
- 244000199866 Lactobacillus casei Species 0.000 description 2
- 235000013958 Lactobacillus casei Nutrition 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000001332 colony forming effect Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000010794 food waste Substances 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940017800 lactobacillus casei Drugs 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003562 morphometric effect Effects 0.000 description 2
- 238000013425 morphometry Methods 0.000 description 2
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 2
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 2
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 description 1
- 241001474374 Blennius Species 0.000 description 1
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 description 1
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 1
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 1
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 1
- 244000018436 Coriandrum sativum Species 0.000 description 1
- 241000264277 Cystoseira barbata Species 0.000 description 1
- 229920002307 Dextran Polymers 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010022355 Fibroins Proteins 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- 108010076876 Keratins Proteins 0.000 description 1
- 102000011782 Keratins Human genes 0.000 description 1
- 240000008415 Lactuca sativa Species 0.000 description 1
- 244000178870 Lavandula angustifolia Species 0.000 description 1
- 235000010663 Lavandula angustifolia Nutrition 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 241001378512 Pseudoclavibacter helvolus Species 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 101710172711 Structural protein Proteins 0.000 description 1
- 241001052560 Thallis Species 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000098338 Triticum aestivum Species 0.000 description 1
- 241000196252 Ulva Species 0.000 description 1
- 241000196251 Ulva arasakii Species 0.000 description 1
- 241001520823 Zoysia Species 0.000 description 1
- 241000509461 [Candida] ethanolica Species 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 description 1
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 1
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 1
- 150000004781 alginic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006286 aqueous extract Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 235000021028 berry Nutrition 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000679 carrageenan Substances 0.000 description 1
- 235000010418 carrageenan Nutrition 0.000 description 1
- 229920001525 carrageenan Polymers 0.000 description 1
- 229940113118 carrageenan Drugs 0.000 description 1
- 238000007444 cell Immobilization Methods 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003630 growth substance Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 244000000013 helminth Species 0.000 description 1
- 235000003642 hunger Nutrition 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 239000001102 lavandula vera Substances 0.000 description 1
- 235000018219 lavender Nutrition 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 230000003032 phytopathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 230000008121 plant development Effects 0.000 description 1
- 230000008636 plant growth process Effects 0.000 description 1
- 239000004476 plant protection product Substances 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 150000004804 polysaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000017363 positive regulation of growth Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 1
- 235000002020 sage Nutrition 0.000 description 1
- 235000012045 salad Nutrition 0.000 description 1
- 230000007226 seed germination Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 238000004158 soil respiration Methods 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 230000037351 starvation Effects 0.000 description 1
- 239000008223 sterile water Substances 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000701 toxic element Toxicity 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
- 238000011514 vinification Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000002676 xenobiotic agent Substances 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
- UHVMMEOXYDMDKI-JKYCWFKZSA-L zinc;1-(5-cyanopyridin-2-yl)-3-[(1s,2s)-2-(6-fluoro-2-hydroxy-3-propanoylphenyl)cyclopropyl]urea;diacetate Chemical compound [Zn+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CCC(=O)C1=CC=C(F)C([C@H]2[C@H](C2)NC(=O)NC=2N=CC(=CC=2)C#N)=C1O UHVMMEOXYDMDKI-JKYCWFKZSA-L 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ иммобилизации микроорганизмов на биочаре, включающий смешивание в соотношении 1:2 предварительно стерилизованного биочара и биомассы микроорганизмов, полученной путем центрифугирования при 5000-10000 g в течение 3-10 мин жидкой культуры микроорганизмов, и добавление стерильных стабилизаторов в различных сочетаниях: 0,1%-ной ксантановой камеди, 1%-ного глицерина, 0,5%-ной аскорбиновой кислоты, 0,5%-ного резорцина, 1%-ного диметилсульфоксида, 0,5%-ной тиомочевины; полученную смесь тщательно перемешивают и высушивают до уровня 3÷7% влажности. Изобретение обеспечивает расширение арсенала способов иммобилизации микроорганизмов на биочаре, используемого для переработки органических отходов в органическое удобрение для культурных растений. 6 ил., 12 пр.
Description
Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в сельском хозяйстве для повышения плодородия обедненных почв, улучшения их экологического состояния с помощью микробных препаратов, полученных в результате переработки органических отходов АПК.
Использование химических пестицидов, удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений в производстве сельхозпродукции наносит непоправимый экологический ущерб целому ряду экосистем планеты, снижает плодородие почв. Разработка альтернативных способов улучшения качества урожая - востребованная задача многих исследований. Одним из таких способов стало применение микробных препаратов, которые, в отличие от химических, безвредны для окружающей среды и живых организмов.
Помимо жидких и сухих микробных препаратов, на современном рынке также есть иммобилизованные, представленные гранулами с заключенными внутри микроорганизмами. Клетки, иммобилизованные на носителе или в его массе, менее подвержены отрицательному действию окружающей среды по сравнению со свободными клетками.
Известны различные твердые носители для микроорганизмов, отличающиеся по своей структуре и свойствам: наличию реакционноспособных функциональных групп, легкости вступления в различные химические реакции, гидрофильности и т.д.
Для иммобилизации клеток широко используются синтетические полимеры на основе стирола, акриловой кислоты, поливинилового спирта, полиамидные и полиуретановые полимеры. Синтетические полимеры разнообразны по форме (трубы, волокна, гранулы и т.д.), величине пор и вводимым различным функциональным группам, имеют механическую прочность.
В качестве носителей неорганической природы наиболее часто применяют материалы из стекла, глины, керамики, графитовой сажи, силикагеля, а также силохромы, оксиды металлов. Их можно подвергать химической модификации, для этого носители покрывают пленкой оксидов алюминия, титана, гафния, циркония или обрабатывают органическими полимерами. Основное преимущество неорганических носителей - легкость регенерации. Подобно синтетическим полимерам, неорганическим носителям можно придать любую форму и получать их с любой степенью пористости.
Из полисахаридов, для иммобилизации наиболее часто используют целлюлозу, декстран, агарозу, каррагинан, губчатый крахмал, альгиновые кислоты и их соли, аминополисахариды - хитин и хитозан.
Среди белков, практическое применение в качестве носителей, нашли структурные протеины такие, как коллаген и продукты его переработки - желатин, кератин, фиброин. Однако, природные полимерные носители неустойчивы к воздействию микроорганизмов и имеют относительно высокую стоимость.
В настоящее время имеется тенденция использования в качестве твердого носителя - биочар: менее дорогостоящий, отличающийся более простой технологией получения, на котором можно иммобилизовать клетки. Биосорбент (биочар, биоуголь) преимущественно получают путём пиролиза таких материалов, как древесные остатки, сельскохозяйственные и пищевые отходы. Биочар представляет собой высокопористый материал с большой площадью поверхности и высоким содержанием углерода, что определяется исходными характеристиками используемого сырья, температурой пиролиза, временем выдержки образца при конечной температуре, скоростью нагрева и позволяет задавать баланс пористости изготавливаемого материала, определяющей параметры сорбционной емкости биосорбента.
Для иммобилизации используют промышленные штаммы микроорганизмов - физиологически активные экстремофильные, т.е. растущие при повышенных температурах, высоких концентрациях солей, кислых или щелочных значениях рН. Сыпучая форма препаратов, на основе иммобилизованных микроорганизмов, удобна для механизированного внесения в почву, а сухая способствует увеличению сроков хранения микроорганизмов и их жизнеспособности. Сухие формы препаратов не требовательны к кратковременным изменениям температурных условий хранения.
Известны различные способы иммобилизации микробных клеток, например, на основе использования лиофильно высушенной монтмориллонитовой глины с биологическим материалом в виде биомассы микроорганизмов Lysobactersp, предназначенной для нанесения на раневую поверхность (патент RU 2754927).
Известен способ иммобилизации отселектированного микробного сообщества на различных неорганических и органических, преимущественно пористых объектах, например таких, как природные пористые цеолиты, перлит, торф, опилки, почва и др., с концентрацией иммобилизованных клеток не менее 105KOE (колониеобразующие единицы) на грамм твердого носителя (патент RU 2412913). Иммобилизацию проводили путем обработки носителя суспензией микроорганизмов в жидкой среде посредством распыления, смешения и т.д. с последующей сушкой, которую осуществляли как при атмосферном, так и при пониженном давлении.
Наиболее близким к заявленному способу, является способ иммобилизации микроорганизмов путем обрастания гидрофобного сорбента на основе торфа бактериями и/или грибами. Данный способ позволяет осуществлять одновременно сорбцию и утилизацию загрязнения микроорганизмами (патент RU 2318736).
Однако общим недостатком, присущим вышеперечисленным способам является низкая эффективность воздействия микробных препаратов в результате недостаточной численности микробных клеток на носителе, используемом для иммобилизации.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является улучшение экологического состояния почв, водоемов, переработка органических токсических отходов в субстрат, предназначенный для вторичного использования, за счет деградации загрязняющих веществ, подавление болезнетворных микроорганизмов, а также стимуляция роста и снижение стрессовых факторов растений в результате повышения эффективности воздействия микробных препаратов, полученных способом иммобилизации микробных клеток на биочаре с концентрацией иммобилизованных клеток не менее 1010 KOE на 1 грамм носителя.
Для достижения данного технического результата, предложен способ иммобилизации микроорганизмов на биочаре, включающий смешивание предварительно стерилизованного биочара с биологическим материалом в виде биомассы микроорганизмов, полученной в жидкой культуре, центрифугированной на стационарной фазе развития культуры, после слитого супернатанта и последующее соединение осадка со стерильными стабилизаторами в различных сочетаниях: ксантановой камедью 0,1%, глицерином 1%, аскорбиновой кислотой 0,5%, резорцином 0,5%, диметилсульфоксидом 1%, тиомочевиной 0,5%. При этом режим центрифугирования составляет: 5000÷10000 g в течение 3÷10 минут. Далее полученный продукт перемешивают и высушивают до уровня 3÷7% влажности.
Новизна и суть способа заключается в том, что на стерильный твердый носитель (биочар) наносится микробная паста (концентрированные микробные клетки) и стерильные стабилизаторы, что приводит к заявленной численности иммобилизованных клеток не менее 1010 KOE на 1 грамм биочара. Основным фактором, способствующим выживанию микроорганизмов на биочаре, является доступность биогенных элементов, предпочтительно углерода, азота, калия и фосфора в водорастворимой форме. При этом наличие макропор на поверхности биочара обеспечивает необходимую влажность, газообмен, снабжение кислородом, что важно для аэробных микроорганизмов. Кроме этого, адсорбция микроорганизмов в порах повышает конкурентную способность вносимых организмов по сравнению с «аборигенными» почвенными микроорганизмами из-за обеспечения локальных благоприятных условий и разделения сферы потребления при внесении удобрений в почву. Кроме того, обеспечивается синергетический эффект от совместного использования воздействия микроорганизмов (подавление фитопатогеннов, стимуляция роста растений, снижения стрессовых факторов для растений, деградация загрязняющих веществ) и биочара, как адсорбента молекул загрязняющих веществ.
Технический результат данного изобретения заключается в разработке способа иммобилизации микроорганизмов на биочаре, численность которых не менее 1010KOE на 1 грамм биочара. Использование биочара с иммобилизованными микроорганизмами обеспечивает повышение плодородия обедненных почв и улучшение их экологического состояния, увеличение объема и качества урожая, снижение химической нагрузки на окружающую среду. Кроме того, дополнительно осуществляется переработка токсических отходов в субстрат без утилизации, за счет обеззараживания почв от фитопатогенных микроорганизмов, восстановление биоценоза почвы, ремедиация почв, загрязненных токсикантами органической и неорганической природы (пестицидов, тяжелых металлов) или биодеструкция поллютантов и ксенобиотиков.
Сущность предлагаемого способа поясняется иллюстрациями и таблицами.
Фиг. 1 - Колонизация микроорганизмов в культуре in vitro корней пшеницы штаммом B. thuringiensis 0371, иммобилизованном на биочаре.
Фиг. 2 - Внешний вид навоза на разных этапах эксперимента: А - 1 день эксперимента, Б - 45 день эксперимента (контрольный вариант), В - 45 день эксперимента, опытный вариант (биочар с иммобилизованным микробным консорциумом).
Фиг. 3 - Результаты применения биочара с иммобилизованными микромицетами для переработки отходов эфиромасличной промышленности (фото кориандра, проросшего насквозь мицелием грибов).
Фиг. 4 - Табл. 1 - Результаты (агрохимические показатели) переработки отходов животноводства в органические удобрения при использовании биочара с иммобилизованным на нем микробным консорциумом.
Фиг. 5 - Табл. 2 - Влияние компоста из органических отходов мусороперерабатывающего завода и биочара с иммобилизованными микроорганизмами на ростовые процессы проростков пшеницы сорта Салют Алтая.
Фиг. 6 - Табл. 3 - Влияние микроорганизмов B. thuringiensis 0371, иммобилизованных на биочаре на ростовые процессы растений пшеницы сорта Надор в водной культуре.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
Для иммобилизации использовали биологический материал, в виде биомассы микроорганизмов, предварительно полученной в жидкой культуре, центрифугированной на стационарной фазе развития культуры, после слитого супернатанта. Затем к осадку биомассы добавляли стабилизатор и биочар в соотношении носитель:биомасса, равном 1:2, при температуре 25°C. Полученную смесь тщательно перемешивали и высушивали при температуре благоприятной для используемого микроорганизма до уровня 3÷7% влажности композиции в течение 24÷48 часов. При этом режим центрифугирования, в зависимости от культуры микроорганизма, составлял: 5000÷10000 g при выдержке 3÷10 минут. В качестве стабилизатора были использованы различные сочетания ксантановой камеди 0,1% (стерилизованной при 121°С), глицерина 1%, аскорбиновой кислоты 0,5%, резорцина 0,5%, диметилсульфоксида 1%, тиомочевины 0,5%.
Контроль качества иммобилизации микроорганизмов на биочаре, проводили следующим образом: 1 грамм биочара с иммобилизованными микроорганизмами помещали в стерильную фарфоровую ступку и 5 минут растирали до порошкового состояния. Стерильной водой (9 мл) смывали суспензию в стерильную колбу, которую закрывали резиновой пробкой и 10 минут вертикально встряхивали. Суспензии (первое разведение 10-1) давали отстояться 0,5 минуты и готовили серию предельных разведений. Для определения численности микроорганизмов, делали посев из разведений 10-6, 10-12, в 5-ти кратной повторности на питательную среду, оптимальную для роста микроорганизма. Результаты количественного определения микроорганизмов выражали в КОЕ - условных колониеобразующих единицах.
Способ получения и свойства иммобилизованных микроорганизмов на биочаре иллюстрируются Примерами 1-6, а Примеры 7-12 иллюстрируют их применение для переработки различных органических отходов и воздействие на ростовые процессы растений.
Пример 1. Иммобилизация штамма Lactobacillus casei IMBB-7343 на биочар
Культивирование штамма Lactobacillus casei IMB B-7343 проводили в жидкой питательной среде MRS в биореакторе Minufors 2 при 36°С в течение 28 часов. Жидкую культуру микроорганизмов цетрифугировали при 7000 g в течение 5 минут. В осадок микроорганизмов вносили стерильный биочар из расчета 3 г биочара на 15-20 мл осадка и 1 мл 0,1 % ксантановой камеди. Высушивали смесь биочара и бактериальной биомассы в термостате при 30°С до влажности 6 %.
Численность микроорганизмов, иммобилизованных на биочаре, составила 1,6⋅1011 КОЕ.
Пример 2. Иммобилизация штамма Rhodopseudomonas palustris B-14279 на биочар
Культивирование Rhodopseudomonas palustris B-14279 проводили в жидкой питательной среде R2, в биореакторе Minufors 2 при 28°С, в течение 120 часов. Жидкую культуру микроорганизмов цетрифугировали при 5000 g в течение 5 минут. В осадок микроорганизмов вносили биочар из расчета 2 г биочара на 11-15 мл осадка и 1 мл 0,1% ксантановой камеди. Высушивали смесь биочара и бактериальной биомассы в термостате при 28°С до влажности 3%. Численность микроорганизмов, иммобилизованных на биочаре, составила 1,9⋅109 КОЕ.
Пример 3. Иммобилизация штамма Рseudoclaviobacter helvolus B-13899 на биочар
Культивирование Рseudoclaviobacter helvolus B-13899 проводили в жидкой питательной среде Молиша в биореакторе Minufors 2, при 28°С, в течение 48 часов. Жидкую культуру микроорганизмов центрифугировали при 5000 g в течение 3 минут. В осадок микроорганизмов вносили в биочар из расчета 1 г биочара на 11-15 мл осадка и 1 мл 0,1% ксантановой камеди. Высушивали смесь биочара и бактериальной биомассы в термостате при 28°С до влажности 7%. Численность микроорганизмов, иммобилизованных на биочаре, составила 2,3⋅109 КОЕ.
Пример 4. Иммобилизация штамма Bacillus thuringiensis 0371 на биочар с использованием смеси стабилизаторов: глицерин 1%, диметилсульфоксид 1%, аскорбиновая кислота 0,5%
Культивирование Bacillus thuringiensis 0371 проводили в жидкой питательной среде на основе кукурузного экстракта и мелассы в биореакторе Minufors 2, при 27°С, в течение 72 часов. Жидкую культуру микроорганизмов цетрифугировали при 10000 g в течение 10 минут. В осадок микроорганизмов вносили биочар из расчета 0,5 г биочара/5 мл осадка и 1 мл стабилизатора, состоящего из 1% глицерина, 1% диметилсульфоксида, 0,5% аскорбиновой кислоты. Высушивали смесь биочара, стабилизатра и бактериальной биомассы в термостате при 50°С до влажности 5%. Численность микроорганизмов, иммобилизованных на биочаре, составила 2,3⋅1011 КОЕ.
Пример 5. Иммобилизация штамма Bacillus thuringiensis 0371 на биочар с использованием смеси стабилизаторов глицерин 1%, диметилсульфоксид 1%, резорцин 0,5%
Культивирование Bacillus thuringiensis 0371 проводили в жидкой питательной среде на основе кукурузного экстракта и мелассы в биореакторе Minufors 2 при 27°С, в течение 72 часов. Жидкую культуру микроорганизмов центрифугировали при 10000 g в течение 10 минут. В осадок микроорганизмов вносили биочар из расчета 0,5 г биочара на 5 мл осадка и 1 мл стабилизатора, состоящего из 1% глицерина,1% диметилсульфоксида, 0,5% резорцина. Высушивали смесь биочара, стабилизатора и бактериальной биомассы в термостате при 50°С до влажности 7 %. Численность микроорганизмов, иммобилизованных на биочаре, составила 2,9⋅1011 КОЕ.
Пример 6. Иммобилизация штамма Bacillus thuringiensis 0371 на биочар, с использованием смеси стабилизаторов глицерин 1%, диметилсульфоксид 1%, тиомочевина 0,5%
Культивирование Bacillus thuringiensis 0371 проводили в жидкой питательной среде на основе кукурузного экстракта и мелассы в биореакторе Minufors 2, при 27°С, в течение 72 часов. Жидкую культуру микроорганизмов цетрифугировали при 10000 g, в течение 10 минут. В осадок микроорганизмов вносили в биочар из расчета 0,5 г биочара на 5 мл осадка и 1 мл стабилизатора, состоящего из 1% глицерина,1% диметилсульфоксида, 0,5% тиомочевины. Высушивали смесь биочара, стабилизатора и бактериальной биомассы в термостате при 50°С до влажности 3 %. Численность микроорганизмов, иммобилизованных на биочаре, составила 2,5⋅1011 КОЕ.
Пример 7. Способность микроорганизмов, иммобилизованных на биочаре колонизировать корни растений
Способность бактерий колонизировать поверхность корней исследовали на растениях пшеницы (Triticum aestivum L.). Двухсуточные стерильные проростки асептически помещали в биологические пробирки, заполненные 7-10 мл 0,6 % голодного агара, в которые предварительно вносили по 200 мг биочара с иммобилизованным штаммом B. thuringiensis 0371. Пробирки с проростками размещали на свету при температуре 25°С и освещении 1 тыс. люкс. Способность бактерий колонизировать прикорневую зону растений оценивали по образованию колоний бактерий на поверхности корня на 7-е сутки выращивания проростков.
Штамм B. thuringiensis 0371, иммобилизованный на биочаре, проявляет свои свойства также и виде суспензии - попав в ризосферу корня, потребляет экзометаболиты выделяемые корневыми волосками и образует колонии вокруг них (Фиг. 1).
Пример 8. Переработка отходов животноводства в органические удобрения при использовании биочара с иммобилизованным на нем микробным консорциумом
В навоз крупного рогатого скота (КРС) внесли биочар с иммобилизованным на нем микробным консорциумом (Lactobacillus parabuchneri B-13109, Lactobacillus harbinensis B-13111, Candida ethanolicaY-4357, Pseudoclavibacter helvolusB-13899, Rhodopseudomonas palustrisB-14279, Trichoderma asperellumF-1527) из расчета 10 г на 10 тонн навоза, в контрольный кагат не вносили ничего.
В результате компостирования навоза КРС, с биочаром с иммобилизованным микробным консорциумом, через 2 недели после начала эксперимента, цвет помета начал темнеть, объем кагата уменьшился на 30 %. Через 1,5 месяца компостирования в опытном варианте компост стал темно коричневого цвета и содержал мягкие частицы почерневшей соломы размером не более 40 мм (Фиг. 2). В то же время в контрольном бурте навоза, были обнаружены твердые частицы соломы длиной 100 - 150 мм. Навоз КРС имеет стойкий специфический запах, обусловленный наличием аммиака и сероводорода. В контрольном бурте, через 1,5 месяца компостирования запах навоза не изменился, а в опытном - неприятный запах значительно уменьшился уже в первую неделю эксперимента, а через 1,5 месяца отмечен характерный земельный запах компоста.
Исследование агрохимических показателей показало, что при несении в навоз КРС биочара с иммобилизованными микроорганизмами, содержание общего азота увеличилось на 30%, фосфора - на 15,7%, калия - на 8,8% по сравнению с контролем (Табл. 1).
Пример 9. Использование биочара с иммобилизованными микроорганизмами для переработки органических отходов мусороперерабатывающего завода (МПЗ) в компост
Объектом исследования являлась органическая часть коммунальных отходов, которая отделялась на мусороперерабатывающем заводе путем сепарации от остального мусора и высушивалась в биобарабане без дополнительного внесения микроорганизмов. Органическая часть мусора содержала тяжелые металлы, превышающие ПДК в 2-7 раз по разным токсическим элементам. Компост, полученный из органических отходов на мусороперерабатывающем заводе, ингибирует прорастание семян и морфометрические показатели проростков. Токсичное действие компоста более ярко проявлялось на ранних этапах развития растений. В органическую часть мусора вносили биочар с иммобилизированным микробным консорциумом (Lactobacillus parabuchneri В-13110, Lactobacillus harbinensis В-13111, Enterococcus duranceB-13109, Candida aethanolicaY-4357, Rhodopseudomonas palustris В-14279, Рseudoclaviobacter helvolusB-13899, Trichoderma asperellumF-1527, Penicillium chrysogeniumF-1431), в количестве 1 г/1 кг, при установленной влажности 70% (опытный вариант). В качестве контрольного варианта использовали органические отходы МПЗ без внесения дополнительных элементов.
Всхожесть семян пшеницы сорта Салют Алтая в компосте, полученном на МПЗ, составила 62,5%, а внесение в компост биочара с иммобилизованными микроорганизмами привело к увеличению всхожести до 97,5% - значения сравнимому с почвой (контроль 2). Изучение морфометрических показателей растений пшеницы показало, при внесении в компост биочара с иммобилизованным микробным консорциумом, отмечена стимуляция роста вегетативных органов проростков пшеницы (Табл. 2). Также, использование биочара с иммобилизованными микроорганизмами привело к увеличению содержания пигментов в листьях проростков пшеницы.
Применение биочара с иммобилизованными микроорганизмами, позволяет использовать органическую часть токсических отходов в качестве органического удобрения для культурных растений.
Пример 10. Применение биочара с иммобилизованными микроорганизмами для переработки морских водорослей в органические удобрения
Смесь водорослей ульвы салатной (Ulva lactuca L.) и цистозиры бородатой (Cystoseira barbata (Stackhouse) C. Agardh1820) увлажнили до 70% и разделили на 2 варианта - контрольный и опытный с внесением биочара с иммобилизованным микробным консорциумом (Lactobacillus parabuchneri В-13110, Lactobacillus harbinensis В-13111, Enterococcus durance B-13109, Candida aethanolica Y-4357, Rhodopseudomonas palustris В-14279, Рseudoclaviobacter helvolus B-13899, Penicillium chrysogenium F-1431, Trichoderma asperellum F-1527). Микробный консорциум, иммобилизованный на биочаре, ускорял процесс деструкции смеси водорослей ульва и цистозиры. Через несколько месяцев компостирования, в опытном варианте наблюдалась гомогенная масса с частицами не более 0,5 см. В то же время, в контроле - таллом цистозиры сохранился в неизменной форме и на нем визуально определялся налет микроскопических грибов.
Водные вытяжки, приготовленные из опытного и контрольного вариантов водорослей, стимулируют ростовые процессы культурных растений. При применении вытяжки из некомпостированных водорослей, максимальное увеличение длины корня пшеницы (до 32% по сравнению с контролем) показано при использовании 5% раствора, а при применении вытяжки из компостированных водорослей - максимальная стимуляция длины корня (60% по сравнению с контролем) наблюдалась при использовании 1% раствора.
Таким образом, за один и тот же период времени деструкции, биочар с иммобилизованным микробный консорциумом, полностью переработал водоросли до состояния гомогенной массы, по сравнению с сохранившимися в неизменном виде талломами водорослей в контрольном варианте.
Пример 11. Применение биочара с иммобилизованными микромицетами для переработки отходов эфиромасличной промышленности
В результате извлечения масла из плодов кориандра (Coriandr umsativum) остается шрот, одним из вариантов применений которого, является использование в качестве удобрений. Шрот длительное время разлагается в почве. Для ускорения переработки остатков кориандра в них был внесен биочар с иммобилизованными на нем спорами и остатками мицелия (Penicillium chrysogenium F-1431 и Trichoderma asperellum F-1527). Шрот кориандра увлажнили до 70% и внесли биочар с иммобилизованными микромицетами, в контрольный вариант был внесен стерильный биочар без микроорганизмов. Через 2 недели на отходах кориандра появился грибной налет, в котором за 2-3 месяца компостирования (в зависимости от объема шрота), микромицеты проросли полностью (Фиг. 3) , в опытном варианте наблюдалась налет микроскопических грибов в единичных местах.
Пример 12. Действие B. thuringiensis 0371, иммобилизованных на биочаре на ростовые процессы растений пшеницы сорта Надор в водной культуре
Для этого 1 г биочара с иммобилизованными клетками вносили в 9 мл стерильного физиологического раствора, 15 мин. пробирку интенсивно встряхивали. Из смыва бактериальных клеток с биочара приготовили растворы нескольких концентраций - 0,1; 0,5; 1,0 %. В качестве тест-объекта использовали семена пшеницы сорта Надор. Семена стерилизовали в 1% растворе KMnO4, а затем в количестве 30 штук раскладывали в чашки Петри на фильтровальную бумагу, смоченную в дистиллированной воде (контроль 1), 0,1; 0,5 и 1,0 % растворы смывов культуры B. thuringiensis 0371 с биочара. Чашки Петри помещали в термостат при температуре 25±1°С. В каждом варианте использовали три повторности. Измерения ростовых показателей растений (длины корней и надземной части), проводили на 7 сутки с помощью металлической линейки с шагом 0,05 см. Ростовые показатели растений выражали в % к контролю. Эксперименты проводили в 3-кратной биологической повторности.
Изучения влияние иммобилизованной на биочаре культуры штамма B. thuringiensis 0371 на ростовые процессы растений пшеницы сорта Надор в водной культуре показало, что данные бактерии способны влиять на длину побега и корня проростка. Обработка семян 0,1 и 0,5 % растворами смывов культуры B. thuringiensis 0371 с биочара способствовала увеличению длины корня на 25,1 %, а 1 % раствором - на 34,9 % к контролю. 0,1; 0,5; 1,0 % растворы смывов способствовали увеличению длины побега проростка на 39,1- 48,5% к контролю (Табл. 3).
Результаты экспериментов показали, что биочар может применяться в качестве носителя микроорганизмов для переработки следующих органических отходов: растительные остатки (пожнивные остатки, отходы эфиромасличной промышленности после выжимки масла из кориандра, шалфея, лаванды), отходы животноводства (навоза, помета), рыбоперерабатывающего производства, осадков сточных вод, органическая составляющая ТБО, пищевые отходы, отходы деревоперерабатывающей промышленности, опавшие листья, скошенная газонная трава, сидерит, сухая листва, бумага, картон, опилки, выжимки фруктов и ягод, остатки виноделия, кора, солома, сено. Микроорганизмы, иммобилизованные на биочаре, позволяют переработать в компост твердые органические отходы или органические удобрения, при этом устраняя неприятный запах органических отходов, подавляя болезнетворные бактерии, снижая всхожесть семян сорных растений (находящихся в компостируемой массе), подавляя гельминты и повышая содержание элементов питания (NPK и микроэлементов).
Также биочар в качестве носителя микроорганизмов может применяться для повышения плодородия почвы за счет увеличения питательных элементов и влаги в почвах сельхозугодий, улучшения биологических процессов: активизации почвенного дыхания, улучшения показателей микробиологической и ферментативной активности почв.
Claims (1)
- Способ иммобилизации микроорганизмов на биочаре, включающий смешивание в соотношении 1:2 предварительно стерилизованного биочара и биомассы микроорганизмов, полученной путем центрифугирования при 5000-10000 g в течение 3-10 мин жидкой культуры микроорганизмов, и добавление стерильных стабилизаторов в различных сочетаниях: 0,1%-ной ксантановой камеди, 1%-ного глицерина, 0,5%-ной аскорбиновой кислоты, 0,5%-ного резорцина, 1%-ного диметилсульфоксида, 0,5%-ной тиомочевины; полученную смесь тщательно перемешивают и высушивают до уровня 3÷7% влажности.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2819374C1 true RU2819374C1 (ru) | 2024-05-20 |
Family
ID=
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2318736C2 (ru) * | 2006-02-10 | 2008-03-10 | Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук | Биосорбент для очистки водоемов от нефтепродуктов на основе штаммов бактерий и дрожжевых грибов |
WO2018236227A1 (en) * | 2017-06-22 | 2018-12-27 | Respond Growing Solutions Limited | COMPOSITION, SYSTEM AND METHOD FOR PROMOTING SOIL HEALTH |
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2318736C2 (ru) * | 2006-02-10 | 2008-03-10 | Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук | Биосорбент для очистки водоемов от нефтепродуктов на основе штаммов бактерий и дрожжевых грибов |
WO2018236227A1 (en) * | 2017-06-22 | 2018-12-27 | Respond Growing Solutions Limited | COMPOSITION, SYSTEM AND METHOD FOR PROMOTING SOIL HEALTH |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
МУРАТОВА А.Ю. и др. "Биоремедиационный потенциал иммобилизованных на биочаре бактерий Azospirillum brasileuse"; Микробиология, 2022, т.91, N 5, с.556. КУРЫНЦЕВА П.А. и др. "Оценка возможности применения биочара с иммобилизованными свободноживущими азотофиксаторами в качестве удобрения. Вегетационные опыты"; Аграрный научный журнал, 2020, с.28-33. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hoitink et al. | Suppression of plant diseases by composts | |
EP2333046B1 (en) | Method for production of seed material for microorganisms optimized as catalyst for parallel complex mineralization reaction | |
US20070068072A1 (en) | Polymeric compositions containing rhizobium and/or plant growth-promoting rhizobacteria inoculant, use thereof and seeds treated with the compositions | |
CN103789234A (zh) | 一种解淀粉芽孢杆菌及其应用 | |
CN105018366A (zh) | 甲基营养型芽孢杆菌及其应用 | |
CN108949739A (zh) | 一种用于深度处理高浓度畜禽养殖废水的复合微生物菌剂及其制备方法 | |
KR102021771B1 (ko) | 유용미생물을 이용한 토양환경개선용 제제 또는 이를 포함하는 숯 담채 및 그 제조방법 | |
CN104957009A (zh) | 采用otc与碳纳米管隔层调控草坪草重金属富集的方法 | |
US20220144717A1 (en) | Bio-stimulant and method of producing same | |
CA3011849A1 (en) | Bio-stimulant and method of producing same | |
CN102757907B (zh) | 一株硫丹降解菌及其在土壤修复方面的应用 | |
CN108823195A (zh) | 一种菌糠固定化菌剂的制备方法及应用方法 | |
CA2996590A1 (en) | Bio-stimulant and method of producing same | |
RU2819374C1 (ru) | Способ иммобилизации микроорганизмов на биочаре | |
EP4219433A1 (en) | Bio-stimulant and method of producing same | |
Nagpal et al. | Insights into novel cell immobilized microbial inoculants | |
CN102719372B (zh) | 一株三氯杀螨醇降解菌及其土壤修复应用 | |
Walia et al. | Techniques for improving microbial inoculants as a tool for sustainable development | |
CN104798819B (zh) | 一种采用强化耐低温微生物菌剂提高草坪草抗低温能力的方法 | |
Khan et al. | Treatment of Sugar Mill Effluent by Biocontrol Agents (Trichoderma harzianum and Pseudomonas fluorescens) and its Effect on the Growth Parameters of Chick Pea | |
RU2704434C1 (ru) | Способ микробиологической переработки птичьего помета | |
RU2780846C1 (ru) | Способ переработки нативного помёта цыплят-бройлеров | |
CN103214284A (zh) | 高效复合生物益生菌处理畜禽养殖废料生产有机肥的方法 | |
RU2777469C1 (ru) | Способ переработки подстилочного перепелиного помёта | |
CN113773126B (zh) | 一种防治大白菜根肿病的生物有机肥料及应用 |