Inventory number IRN Number of state registration
0325РК00474 AP22788030-KC-25 0124РК00589
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 29900000 AP22788030
Name of work
Получение и исследование альгоцианобактериальных биопленок для восстановления засоленных и загрязненных почв
Type of work Source of funding Report authors
Applied Бауенова Меруерт Өмірбайқызы
0
0
2
0
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 "Казахский национальный университет имени аль-Фараби"
Abbreviated name of the service recipient НАО "КазНУ им. аль-Фараби"
Abstract

Объектами исследования являлись выделенные штаммы фототрофных микроорганизмов (Chlorella sp. FB-1, Trichormus variabilis FB-3, Nostoc sp. FB-7) и гетеротрофных бактерий (Bacillus velezensis FH-1, Pseudomonas rhodesiae GK12, Brevundimonas diminuta GB2), характеризующиеся активной устойчивостью к различным концентрациям соли и пестицидов.

Зерттеу объектілері ретінде әртүрлі тұз бен пестицид концентрацияларына жоғары тұрақтылық көрсететін фототрофты микроорганизмдердің (Chlorella sp. FB-1, Trichormus variabilis FB-3, Nostoc sp. FB-7) және гетеротрофты бактериялардың (Bacillus velezensis FH-1, Pseudomonas rhodesiae GK12, Brevundimonas diminuta GB2) бөлінген штаммдары қарастырылды.

На основе активных штаммов фототрофных микроорганизмов получение альгоцианобактериальных биопленок и исследование их потенциала в процессах восстановления засоленных и загрязненных почв и повышения плодородия.

Белсенді фототрофты микроорганизм штаммдары негізінде альгоцианобактериялық биопленкалар алу және олардың тұзданған және ластанған топырақты қалпына келтіру мен құнарлылығын арттырудағы потенциалын зерттеу.

В работе использованы комплексные микробиологические, физиолого-биохимические и аналитические методы исследования.

Жұмыста кешенді микробиологиялық, физиологиялық-биохимиялық және аналитикалық зерттеу әдістері қолданылды.

Оценена фотосинтетическая продуктивность и азотфиксирующая активность штаммов Trichormus variabilis FB-3 и Nostoc sp. FB-7. Они показали высокие показатели (Fv/Fm = 0,72–0,74; PIABS = 3,6–3,7) и содержание пигментов. Методом восстановления ацетилена установлено, что штаммы эффективно фиксируют атмосферный азот, формируя гетероцисты; максимальная активность у T. variabilis FB-3 (3,78 ± 0,24 нмоль C₂H₄·мг⁻¹·ч⁻¹). На их основе и с гетеротрофными бактериями (Pseudomonas rhodesiae GK12, P. guariconensis GK5) созданы альгоцианобактериальные биоплёнки на альгинате, биочаре и цеолите. Наиболее активные и устойчивые — на альгинате. Трёхкомпонентный консорциум (T. variabilis FB-3 + Nostoc sp. FB-7 + P. rhodesiae GK12) показал максимальные показатели фотосинтеза (Fv/Fm = 0,77), азотфиксации (310 нмоль C₂H₄·мг⁻¹·ч⁻¹) и содержание белков и углеводов. Научная новизна — комплексная оценка активности фототрофных и гетеротрофных штаммов и создание новых устойчивых биоплёнок на альгинате, открывающих перспективы для биоремедиации и восстановления засолённых и деградированных почв.

Trichormus variabilis FB-3 және Nostoc sp. FB-7 штаммдарының фотосинтетикалық өнімділігі мен азот фиксациясы бағаланды. Олар жоғары көрсеткіштер көрсетті (Fv/Fm = 0,72–0,74; PIABS = 3,6–3,7) және пигменттерге бай болды. Ацетиленді қалпына келтіру әдісімен штаммдардың атмосфералық азотты тиімді фиксациялайтыны анықталды; ең жоғары белсенділік T. variabilis FB-3-де (3,78 ± 0,24 нмоль C₂H₄·мг⁻¹·сағ⁻¹). Осы штаммдар мен гетеротрофты бактериялар (Pseudomonas rhodesiae GK12, P. guariconensis GK5) негізінде альгинат, биочар және цеолит субстраттарында альгоцианобактериялық биопленкалар жасалды. Ең белсенді және тұрақты — альгинатта. Үш компоненттік консорциум (T. variabilis FB-3 + Nostoc sp. FB-7 + P. rhodesiae GK12) фотосинтездің (Fv/Fm = 0,77), азот фиксациясының (310 нмоль C₂H₄·мг⁻¹·сағ⁻¹) және ақуыз бен көмірсу мөлшерінің ең жоғары көрсеткіштерін көрсетті. Ғылыми жаңалығы — фототрофты және гетеротрофты штаммдардың белсенділігін кешенді бағалау және альгинатта тұрақты биопленкаларды жасау, тұзданған және деградацияланған топырақты қалпына келтіру мен биоремедиацияға мүмкіндік береді.

Разработаны модельные альгоцианобактериальные биоплёнки на различных носителях (альгинат, биочар, цеолит) с участием штаммов Trichormus variabilis FB-3, Nostoc sp. FB-7, Pseudomonas rhodesiae GK12 и P. guariconensis GK5. Оптимальные параметры достигнуты при использовании альгинатного субстрата, обеспечивающего устойчивое прикрепление клеток и высокую функциональную активность биоплёнки. Трёхкомпонентный консорциум (T. variabilis FB-3 + Nostoc sp. FB-7 + P. rhodesiae GK12) показал наибольшие значения фотосинтетической (Fv/Fm = 0,77) и азотфиксирующей активности (310 нмоль C₂H₄·мг⁻¹·ч⁻¹). Использование местных штаммов и дешёвых носителей обеспечивает экологическую безопасность и экономическую целесообразность технологии, что делает разработку перспективной для применения в биоремедиации и восстановлении засолённых почв.

Әртүрлі тасымалдаушыларда (альгинат, биочар, цеолит) Trichormus variabilis FB-3, Nostoc sp. FB-7, Pseudomonas rhodesiae GK12 және P. guariconensis GK5 штаммдарының қатысуымен модельдік альгоцианобактериялық биопленкалар әзірленді. Ең тиімді параметрлер альгинат субстраты қолданылған жағдайда қамтамасыз етілді, ол жасушалардың тұрақты тіркелуін және биопленканың жоғары функционалды белсенділігін қамтамасыз етеді. Үш компонентті консорциум (T. variabilis FB-3 + Nostoc sp. FB-7 + P. rhodesiae GK12) фотосинтетикалық белсенділіктің (Fv/Fm = 0,77) және азотфиксирлеудің (310 нмоль C₂H₄·мг⁻¹·сағ⁻¹) ең жоғары көрсеткіштерін көрсетті. Жергілікті штаммдарды және арзан тасымалдаушыларды қолдану технологияның экологиялық қауіпсіздігін және экономикалық тиімділігін қамтамасыз етеді, бұл әзірлемені тұзданған топырақты биоремедиациялау және қалпына келтіру жұмыстарында қолдануға перспективалы етеді.

Не внедрено

Енгізілмеген

Проведённые исследования подтвердили высокую эффективность разработанных альгоцианобактериальных биоплёнок как биотехнологического решения для восстановления и повышения плодородия засолённых почв. Трёхкомпонентный консорциум (Trichormus variabilis FB-3 + Nostoc sp. FB-7 + Pseudomonas rhodesiae GK12) продемонстрировал оптимальное сочетание фотосинтетической активности и азотфиксирующей способности, что обеспечивает устойчивое формирование биомассы и повышение содержания биологически доступного азота в среде. Использование альгинатного носителя позволило добиться стабильной структуры биоплёнок, их высокой жизнеспособности и долговечности, а также сократить затраты на культивирование по сравнению с традиционными методами получения микробных препаратов. Экспериментальные данные свидетельствуют о возможности снижения потребности в химических удобрениях на 25–30% и одновременного увеличения биологической продуктивности почв. Таким образом, разработанная система является экологически безопасной, технологически простой и экономически выгодной альтернативой химическим средствам, обеспечивая комплексное улучшение состояния деградированных агроценозов и повышение устойчивости сельскохозяйственных экосистем.

Жүргізілген зерттеулер әзірленген альгоцианобактериялық биопленкалардың тұзданған топырақтың құнарлығын қалпына келтіру және арттыруға арналған биотехнологиялық шешім ретінде жоғары тиімділігін растады. Үш компонентті консорциум (Trichormus variabilis FB-3 + Nostoc sp. FB-7 + Pseudomonas rhodesiae GK12) фотосинтетикалық белсенділік пен азотфиксирлеу қабілетінің оңтайлы үйлесімін көрсетті, бұл биомассаның тұрақты түзілуі мен қоректік ортадағы биологиялық қолжетімді азот мөлшерінің артуын қамтамасыз етеді. Альгинат тасымалдаушыны қолдану биопленкалардың тұрақты құрылымын, жоғары өміршеңдігін және ұзақмерзімділігін қамтамасыз етіп, микробтық препараттарды дәстүрлі әдістермен алу шығындарын азайтуға мүмкіндік берді. Эксперименттік деректер химиялық тыңайтқыштарға қажеттілікті 25–30% төмендетуге және топырақтың биологиялық өнімділігін арттыруға мүмкіндік беретінін көрсетті. Осылайша, әзірленген жүйе экологиялық қауіпсіз, технологиялық жағынан қарапайым және экономикалық тиімді балама болып табылады, деградацияланған агроценоздардың жағдайын кешенді жақсартуға және ауыл шаруашылығы экожүйелерінің тұрақтылығын арттыруға мүмкіндік береді.

Разработанные альгоцианобактериальные биоплёнки и консорциумы фототрофных и гетеротрофных микроорганизмов могут применяться в биотехнологии, сельском хозяйстве и экологии. Технология предназначена для восстановления и биоремедиации засолённых, деградированных и загрязнённых почв, а также для повышения биологической продуктивности агроэкосистем. Созданные консорциумы могут использоваться в составе биопрепаратов нового поколения, способных фиксировать атмосферный азот, стимулировать рост растений и снижать потребность в минеральных удобрениях. Кроме того, технология имеет потенциал для применения в экологическом земледелии, создании микробных покрытий для защиты почв от эрозии, и в системах устойчивого управления агроландшафтами.

Әзірленген альгоцианобактериялық биопленкалар және фототрофты әрі гетеротрофты микроорганизмдердің консорциумдары биотехнологияда, ауыл шаруашылығында және экология саласында қолданылуы мүмкін. Бұл технология тұзданған, деградацияланған және ластанған топырақты қалпына келтіру және биоремедиациялау, сондай-ақ агроэкожүйелердің биологиялық өнімділігін арттыру мақсатында әзірленген. Құрылған консорциумдар атмосфералық азотты фиксациялай алатын, өсімдіктердің өсуін ынталандыратын және минералды тыңайтқыштарға қажеттілікті азайтатын жаңа буын биопрепараттардың құрамында қолданылуы мүмкін. Сонымен қатар, бұл технология экологиялық таза ауыл шаруашылығында, топырақты эрозиядан қорғауға арналған микробтық жабындар жасауда және агроландшафттарды тұрақты басқару жүйелерінде потенциалға ие.

UDC indices
579.6
International classifier codes
62.01.00; 34.31.01; 87.26.00; 34.01.00;
Key words in Russian
Биопленка; Цианобактерия; Микроводоросли; Засоленная почва; Загрязненная почва;
Key words in Kazakh
Биопленка; Цианобактерия; Микробалдыр; Тұзды топырақ; Ластанған топырақ;
Head of the organization Ибраимов Маргулан Касенович PhD / ассоциированный профессор (доцент)
Head of work Бауенова Меруерт Өмірбайқызы Доктор философии (PhD) / PhD доктор