Inventory number IRN Number of state registration
0324РК01364 AP23488050-KC-24 0124РК00291
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 31368086 AP23488050
Name of work
Разработка технологии создания экологически безопасных биоудобрений нового типа на основе микрокапсулирования композиций биологических агентов и микро/макронутриентов.
Type of work Source of funding Report authors
Applied Муталиева Ботагоз Жаксылыковна
0
0
3
2
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Южно-Казахстанский университет имени М.Ауэзова"
Abbreviated name of the service recipient ЮКУ им.М.Ауэзова
Abstract

Полиэлектролитные комплексы: альгинат натрия и хитозан, сшивающие агенты: хлорид кальция, сульфат меди, биологические агенты: Грибы рода Trichoderma, Azotobacter chroococcum, эфирные масла тимьяна, фунгицид триадимефон.

Натрий альгинаты мен хитозан негізіндегі полиэлектролит кешендері, кальций хлориді, мыс сульфаты негізіндегі айқаспалы агенттер, биологиялық агенттер: Trichoderma тұқымдасына жататын саңырауқұлақтар, Azotobacter chroococcum, тимьян эфир майы, триадимефон фунгициді.

Разработка технологии создания экологически безопасных биоудобрений нового типа на основе совместного микрокапсулирования биологических агентов и микро/ макронутриентов, характеризующихся длительным высвобождением, способствующей более эффективной защите растений от фитопатогенов, питания и стимуляции биосинтеза вторичных метаболитов, имеющих функциональное значение для здоровья потребителей.

Өсімдіктерді фитопатогендік микрофлорадан неғұрлым тиімді қорғауға, тұтынушылардың денсаулығы үшін функционалдық маңызы бар қайталама метаболиттердің биосинтезін қоректендіруге және ынталандыруға ықпал ететін ұзақ уақыт босатумен сипатталатын биологиялық агенттер мен микро- және макронутриенттер көздерін бірлесіп микрокапсуляциялау негізінде жаңа үлгідегі экологиялық қауіпсіз биотыңайтқыштар жасау технологиясын әзірлеу.

Метод ионного гелеобразования/комплексообразование полиэлектролитов, метод динамического светорассеяния для определения размеров и дзета-потенциала частиц, вискозиметрия, рН метрия, диспергирование и гомогенизация на гомогенизаторе Sonoplus, ИК-Фурье спектрометрия для определения функциональных групп, оптическая микроскопия и SEM для морфологического анализа, высвобождение активных агентов, измерение изменения концентрации меди в дисперсии - с помощью УФ-видимой спектроскопии. Статистический анализ данных (ANOVA; критерий Стьюдента-Ньюмана-Кеулса).

Ионды гельдеу әдісі/полиэлектролит кешені, бөлшектердің өлшемдері мен дзета потенциалын анықтауға арналған динамикалық жарық шашырау әдісі, вискозиметрия, рН метр, Sonoplus гомогенизаторында диспергирлеу және гомогенизациялау, функционалдық топтарды анықтау үшін ИК-Фурье спектрометриясы, морфологиялық талдау үшін оптикалық микроскопия және SEM, белсенді агенттердің босап шығуы, дисперсиядағы мыс концентрациясының өзгеруін өлшеу - УФ-көрінетін спектроскопия әдісімен. Статистикалық деректерді талдау (ANOVA; студент-Ньюман-Кеулс критерийі).

Для микрокапсулирования биоконтрольных агентов выбраны методы ионного гелеобразования на основе комплексов альгината натрия и хитозана, в растворах хлорида кальция, сульфата меди. Результаты исследования показали, что оптимальными концентрациями являются 2% альгината натрия, и 0,5% хитозана. Модуль упругости (G') составляет 1732 Па и модуль потерь (G") = 250 Па. Текстура микрокапсул гибкая и гладкая, имеются поры размером 37 мкм, 10 мкм, 160 мкм, что объясняет быстрое начальное высвобождение в течение 4 часов до 30%, затем более медленное высвобождение до 70% в течение 24 часов, и до 90% в последующие 72 часа времени. Размеры колеблются от 1116 - 1240 мкм для полых микрокапсул, 1340-1395 мкм- с включенными агентами, установлена природа межмолекулярных взаимодействий, которая показывает наличие координационных связей между ионами меди, и карбоксильными группами альгината натрия, изменения в области низких частот указывают на присутствие Сu-O, S-O взаимодействий, которые способствуют стабильности и функциональности системы инкапсуляции. Кинетика и механизм высвобождения определены через модель Хигучи. Новизна: впервые изучены одновременное микрокапсулирование живых биологических агентов с химическими – микро/ макронутриентами, изучены механизмы их взаимодействий, для разработки биоудобрений нового типа, сочетающего функции защиты/питания/биостимуляции в микрокапсулах на основе биополимеров.

Биоконтрольді агенттерді микрокапсулалау үшін натрий альгинаты мен хитозан комплекстеріне негізделген иондық гельдену әдісі, кальций хлориді және мыс сульфаты ерітінділері қолданылды. Зерттеу нәтижелері бойынша, натрий альгинатының оңтайлы концентрациясы 2%, хитозанның 0,5% екені анықталды. Серпімділік модулі (G') 1732 Па, ал жоғалту модулі (G") 250 Па құрайды. Микрокапсулалардың текстурасы икемді және тегіс екені, 37 мкм, 10 мкм және 160 мкм-ден кеуектер бар екені анықталды, микрокапсула қабығынан алғашқы 4 сағат ішінде 30%-ға дейін жылдам босап шығу, кейінгі 24 сағат ішінде 70%-ға дейін баяу босап шығу және келесі 72 сағат ішінде 90%-ға дейін босап шығу байқалды. Қуыс микрокапсулалардың өлшемдері 1116-1240 мкм аралығында, ал агенттер қосылған жағдайда — 1340-1395 мкм. Молекулааралық өзара әрекеттесу сипаты анықталды, ол мыс иондары мен натрий альгинатының карбоксильді топтары арасында координациялық байланыстардың болуын көрсетеді. Төмен жиіліктер аймағындағы өзгерістер Cu-O және S-O өзара әрекеттесулерінің болуын көрсетеді, бұл инкапсуляция жүйесінің тұрақтылығы мен функционалдығына ықпал етеді. Кинетика және босату механизмі Хигучи моделі арқылы анықталады. Жаңалығы: алғаш рет бір мезгілде биополимер негізіндегі микрокапсулалардағы қорғаныс/қоректендіру/биостимуляция функцияларын біріктіретін биотыңайтқыштардың жаңа түрін әзірлеу үшін тірі биологиялық агенттердің микро/макроэлементтермен микрокапсуляциясы, олардың өзара әрекеттесу механизмдері зерттелетін болады.

Основные конструктивные и технико-экономические показатели включают физико-химические характеристики микрокапсул и их параметры при получении. Средний диаметр микрокапсул 1350-1400 мкм, эффективность инкапсулирования 80-90%, стабильные и прочные. Себестоимость 1 кг микрокапсул на основе результатов экспериментов составляет примерно 4 441 тенге, с учетом стоимости сырья, и эффективности инкапсуляции 90%.

Негізгі конструктивті және техникалық-экономикалық көрсеткіштерге микрокапсулалардың физика-химиялық сипаттамалары және олардың алынған кездегі параметрлері жатады. Микрокапсулалардың орташа диаметрі 1350-1400 мкм, инкапсуляция тиімділігі 80-90%, тұрақты және берік. Эксперимент нәтижелері негізінде 1 кг микрокапсулалардың өзіндік құны шикізат құнын және инкапсуляция тиімділігін ескере отырып, шамамен 4 441 теңгені құрайды.

Полученные результаты имеют междисциплинарный характер и влияют на развитие смежных областей науки, таких как экология, фармацевтика, медицина, нанотехнологии, растениеводство. Полученные результаты могут составить объект заявки на инновационный патент.

Нәтижелер пәнаралық сипатқа ие және экология, фармацевтика, медицина, нанотехнология, өсімдік шаруашылығы сияқты ғылымның байланысты салаларының дамуына әсер етеді. Алынған нәтижелер инновациялық патентке өтінім объектісін құра алады.

Разработка более эффективных и безопасных биоудобрений на основе одновременного микрокапсулирования различных активных агентов может привести к снижению затрат в связи с пролонгированностью их защитного действия, снижая необходимость повторных обработок, приводящих к уменьшению доз, увеличению продуктивности и улучшению качества растений, что позволит увеличить прибыльность и экономическую устойчивость. Кроме того, применение новых биоудобрений поможет снизить использование химических пестицидов и фунгицидов, уменьшить загрязнение почвы, воды и воздуха от токсичных химических веществ. Они также могут снизить риск накопления вредных остатков в сельскохозяйственных продуктах, что способствует безопасности и качеству пищевых продуктов.

Әр түрлі белсенді агенттерді бір мезгілде микрокапсуляциялау негізінде тиімдірек және қауіпсіз био тыңайтқыштарды әзірлеу олардың қорғаныс әсерінің ұзаруына байланысты шығындардың төмендеуіне әкелуі мүмкін, бұл дозалардың төмендеуіне, өнімділіктің жоғарылауына және өсімдік сапасының жақсаруына әкелетін қайта өңдеу қажеттілігін азайтады, бұл кірістілік пен экономикалық тұрақтылықты арттырады. Сонымен қатар, жаңа био тыңайтқыштарды қолдану химиялық пестицидтер мен фунгицидтерді қолдануды азайтуға, топырақтың, судың және ауаның улы химикаттардан ластануын азайтуға көмектеседі. Олар сондай-ақ азық-түлік қауіпсіздігі мен сапасына ықпал ететін ауылшаруашылық өнімдерінде зиянды қалдықтардың жиналу қаупін азайтуы мүмкін.

биотехнология, растениеводство, экологическая биотехнология, пищевая промышленность.

биотехнология, өсімдік шаруашылығы, Экологиялық биотехнология, тамақ өнеркәсібі.

UDC indices
661.152.4.631.86; 544.7
International classifier codes
31.15.37; 31.27.15; 62.00.00; 62.99.00;
Key words in Russian
микрокапсуляция; биологически-активные агенты; биоудобрения; система доставки агентов; микро/макронутриенты; микроорганизмы; химические агенты;
Key words in Kazakh
микрокапсуляциялау; биологиялық-белсенді агенттер; биотыңайтқыштар; агент жеткізу жүйесі; микро/макронутриенттер; микроағзалар; химиялық агенттер;
Head of the organization Сулейменов Уланбатор Сейтказиевич Доктор технических наук / Профессор ЮКГУ им. М. Ауезова
Head of work Муталиева Ботагоз Жаксылыковна Кандидат химических наук / да