The object of research, development or design (in Russian) : Полиэлектролитные комплексы: альгинат натрия и хитозан, сшивающие агенты: хлорид кальция, сульфат меди, биологические агенты: микроорганизмы Trichoderma harzianum T1, Bradyrhizobium spp., Azotobacter chroococcum, Lactobacillus paracasei, Pectobacterium carotovorum, водоросли Chlorella vulgaris, эфирное масло тимьяна, фунгицид триадимефон, томаты, соевые бобы.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Натрий альгинаты мен хитозан негізіндегі полиэлектролит кешендері, кальций хлориді, мыс сульфаты негізіндегі тігілетін агенттер, биологиялық агенттер: микроорганизмдер Trichoderma harzianum T1, Bradyrhizobium spp., Azotobacter chroococcum, Lactobacillus paracasei, Pectobacterium carotovorum, тимьян эфир майы, триадимефон фунгициді, қызанақ, соя бұршақтары.

Aim of work (in Russian) : 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.

Aim of work (in Kazakh) : 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.

Методы исследования (на русском) : 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, спектрофотометрия для определения оптической плотности агентов при 600 нм, 530 нм, метод двойного слоя, дисковый метод, культивирование микроорганизмов. Флуоресцентная микроскопия для анализа жизнеспособности и морфологии клеток, центрифугирование для отделения биомассы, ультрафильтрация для концентрирования с применением систем тангенциальной потоковой фильтрации. Оценка симбиотической эффективности, метод определения азота по Кьельдалю, многоспектральная съемка растительного материала, АСМ для изучения поверхностной морфологии микрочастиц, осцилляторная реология для изучения вязкоупругих свойств. Многомерный и двухфакторный статистический анализ (PCA, корреляция Пирсона, ANOVA, тест Тьюки).

Методы исследования (на казахском) : 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. 600 нм және 530 нм толқын ұзындығында агенттердің оптикалық тығыздығын анықтау үшін спектрофотометрия, қос қабатты әдіс, дискілік әдіс, микроорганизмдерді өсіру.Клеткалардың өміршеңдігі мен морфологиясын талдау үшін флуоресцентті микроскопия, биомассаны бөлу үшін центрифугалау, концентрлеу үшін тангенциалды ағынды сүзу жүйелерін пайдалана отырып ультрасүзу. Симбиотикалық тиімділікті бағалау, азот мөлшерін анықтаудың Кьельдаль әдісі, өсімдік материалын көпспектралды түсіру, микробөлшектердің беткі морфологиясын зерттеу үшін атомдық-күштік микроскопия (АСМ), тұтқыр-серпімді қасиеттерді зерттеу үшін тербелмелі реология. Көпөлшемді және екі факторлы статистикалық талдау (PCA, Пирсон корреляциясы, ANOVA, Тьюки тесті).

Obtained results and novelty (in Russian) : Оптимизированы условия для одновременного микрокапсулирования биологических агентов и биокатионов, установлено, что совместная инкапсуляция способствует повышению симбиотической активности, лучшему усвоению азота и стимуляции роста растений. Определены оптимальные параметры состава микрокапсул — 2 % раствор альгината натрия, 2 % раствор тетрагидрата нитрата кальция, обеспечивающие механическую прочность и контролируемое высвобождение. Для микрокапсул с эфирным маслом и триадимефоном эффективным оказалось добавление 1,5 % сульфата меди. Выявлена антагонистическая активность Lactobacillus paracasei против патогена Pectobacterium carotovorum, установлено пролонгированное действие микрокапсулированной формы. Вязкоупругие испытания показали, что добавление агара повышает модуль упругости в 2 раза и порог текучести на 1,5 раза. АСМ-анализ подтвердил снижение шероховатости поверхности в 1,3 раза, что указывает на формирование более плотной и однородной структуры. В системах на основе альгината меди установлено повышение модуля упругости на 20–25 %, а также оптимальное соотношение упругости и стабильности при комбинации эфирного масла и фунгицида (1:5). Подтверждена структурная и термическая стабильность микрокапсул с биологическими агентами и их эффективность в качестве биоудобрений и фунгицидных композиций. Впервые разработана технология одновременного микрокапсулирования нескольких биологических агентов и биокатионов в системах на основе натрия альгината.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Биологиялық агенттер мен биокатиондарды бір мезгілде микрокапсулалаудың шарттары оңтайландырылды, бірлескен инкапсуляция симбиотикалық белсенділіктің артуына, азоттың жақсы сіңірілуіне және өсімдік өсуінің ынталандырылуына ықпал ететіні анықталды. Микрокапсулалар құрамының оңтайлы параметрлері анықталды — 2 % натрий альгинаты ерітіндісі және 2 % кальций нитратының тетрагидраты ерітіндісі механикалық беріктік пен бақыланатын босап шығуды қамтамасыз етеді. Эфир майы мен триадимефон бар микрокапсулалар үшін 1,5 % мыс сульфатын қосу тиімді екені анықталды. Lactobacillus paracasei микроорганизмінің Pectobacterium carotovorum патогеніне қарсы антагонистік белсенділігі анықталып, микрокапсулаланған түрінің ұзақ әсер ететіні дәлелденді. Тұтқыр-серпімді сынақтар агардың қосылуы серпімділік модулін 2 есе және ағым шегін 1,5 есе арттыратынын көрсетті. АКМ талдауы беткі кедір-бұдырлықтың 1,3 есеге азайғанын растады, бұл құрылымның тығыз әрі біртекті екенін дәлелдейді. Мыс альгинаты негізіндегі жүйелерде серпімділік модулі 20–25 % артқаны және эфир майы мен фунгицидтің 1:5 қатынасы кезінде серпімділік пен тұрақтылықтың оңтайлы арақатынасы байқалғаны анықталды. Биологиялық агенттері бар микрокапсулалардың құрылымдық және термиялық тұрақтылығы расталып, олардың биотыңайтқыштар мен фунгицидтік композициялар құрамында тиімді қолдануға болатыны дәлелденді. Алғаш рет натрий альгинаты негізінде бірнеше биологиялық агенттер мен биокатиондарды бір мезгілде микрокапсулалау технологиясы әзірленді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Основные конструктивные и технико-экономические показатели: микрокапсулы с биологическими агентами (Trichoderma harzianum T1, Bradyrhizobium spp., Lactobacillus paracasei), эфирным маслом тимьяном, фунгицидом триадимефоном, и биокатионами (Ca²⁺, Cu²⁺). Матрица капсул: 2 % раствор альгината натрия с добавлением агара, хитозана; сшивка – 2 % раствор Ca(NO₃)₂·4H₂O, CaCl2 или 1,5 % CuSO₄. Плотность и механическая прочность: повышение модуля упругости в 2 раза, текучести в 1,5 раза, в системах на основе Cu²⁺- на 20–25 %. Температурная устойчивость: до +45 °C без потери активности. Срок хранения: не менее 6 месяцев при 4–8 °C. Биологическая активность: сохранение ≥ 90 % жизнеспособности микроорганизмов после инкапсуляции; пролонгированное действие. Выход продукта: 92–95 % при производстве в лабораторных условиях. Экономическая эффективность: себестоимость 1 кг микрокапсул – ориентировочно 35–40 % ниже импортных аналогов за счёт использования отечественного альгината и водных технологий без органических растворителей. Экологичность: технология не требует токсичных реагентов, полностью биоразлагаема и безопасна для агроэкосистем.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Негізгі конструктивтік және техникалық-экономикалық көрсеткіштер: Биологиялық агенттері бар микрокапсулалар (Trichoderma harzianum T1, Bradyrhizobium spp., Lactobacillus paracasei), тимьян эфир майы, фунгицид триадимефон және биокатиондар (Ca²⁺, Cu²⁺). Капсула матрицасы: 2 % натрий альгинаты ерітіндісі, агар, хитозан; айқастырушы реагент – 2 % кальций нитраты тетрагидраты (Ca(NO₃)₂·4H₂O), CaCl₂ немесе 1,5 % CuSO₄ ерітіндісі. Тығыздық және механикалық беріктік: серпімділік модулі 2 есеге, ағым шегі 1,5 есеге артқан; Cu²⁺ негізіндегі жүйелерде 20–25 % өсім байқалды. Температуралық тұрақтылық: +45 °C-қа дейін белсенділігін жоғалтпайды. Сақтау мерзімі: 4–8 °C температурада кемінде 6 ай. Биологиялық белсенділік: инкапсуляциядан кейін микроорганизмдердің өміршеңдігі ≥ 90 % сақталады; ұзақ әсер ететін қасиетке ие. Өнім шығымы: зертханалық жағдайда 92–95 %. Экономикалық тиімділік: 1 кг микрокапсуланың өзіндік құны шетелдік аналогтарға қарағанда шамамен 35–40 % төмен, себебі отандық альгинат және органикалық еріткіштерсіз су технологиялары қолданылады. Экологиялық қауіпсіздік: технология улы реагенттерді қажет етпейді, толық биодеградацияланады және агроэкожүйелер үшін қауіпсіз.

Level of implementation (in Russian) : Разработанная технология микрокапсулирования биологических агентов (Trichoderma harzianum T1, Bradyrhizobium spp., Lactobacillus paracasei, микроводорослей и др.) прошла лабораторную апробацию и подтвердила эффективность в повышении симбиотической активности, ростостимулирующего и антагонистического действия микроорганизмов. Технология находится на уровне технологической готовности TRL 4 (индикатор 13) — экспериментально подтверждена в лабораторных условиях. Установлены оптимальные параметры состава микрокапсул (альгинат натрия, агар, хитозан, сульфат меди), обеспечивающие механическую прочность, стабильность и контролируемое высвобождение активных агентов. Полученные результаты внедрены в учебный процесс по подпрограмме «Определение объектов исследования из числа микроорганизмов с противогрибковой и ростостимулирующей активностью» в рамках темы «Исследование технологии изготовления биологических препаратов на основе грибов Trichoderma». В рамках проекта планируется защита диссертационной работы по направлению исследований, связанному с разработанной технологией микрокапсулирования.

Level of implementation (in Kazakh) : Trichoderma harzianum T1, Bradyrhizobium spp., Lactobacillus paracasei, микробалдырлар және басқа да биологиялық агенттерді микрокапсулалау технологиясы зертханалық жағдайда сыналды және микроорганизмдердің симбиотикалық белсенділігін, өсуін ынталандыратын және антагонистік әсерін арттыру тиімділігі дәлелденді. Технологияның дайындық деңгейі TRL 4 (индикатор 13) – зертханалық жағдайда тәжірибелік түрде расталды. Микрокапсулалардың құрамы (натрий альгинаты, агар, хитозан, мыс сульфаты) бойынша оңтайлы параметрлер анықталды. Олар механикалық беріктікті, тұрақтылықты және белсенді агенттердің бақыланатын бөлінуін қамтамасыз етеді. Алынған нәтижелер «Саңырауқұлақтардың Trichoderma туысы негізінде биологиялық препараттар өндіру технологиясын зерттеу» тақырыбы аясында «Саңырауқұлақтарға қарсы және өсуін ынталандырушы белсенділігі бар микроорганизмдерді зерттеу нысандары ретінде айқындау» атты оқу бағдарламасына оқу процесіне енгізілді. Жоба әзірленген микрокапсуляция технологиясымен байланысты ғылыми салада диссертация жұмысы қорғауға дайындалуда.

Efficiency (in Russian) : Разработанная технология микрокапсулирования биологических агентов и биокатионов показала высокую эффективность: микрокапсулы обладают повышенной механической прочностью, термостабильностью и обеспечивают контролируемое высвобождение активных веществ. Совместная инкапсуляция Trichoderma harzianum T1 и Bradyrhizobium spp. усиливает симбиотическую активность и рост растений, а микрокапсулированная форма Lactobacillus paracasei сохраняет антагонистическую активность и пролонгированное действие против Pectobacterium carotovorum. Кроме того, комбинированные микрокапсулы обеспечивают наиболее сбалансированное высвобождение, и снижение необходимой дозировки действующих агентов при применении.

Efficiency (in Kazakh) : Дайындалған микрокапсулалау технологиясы жоғары тиімділікті көрсетті: микрокапсулалар жоғары механикалық беріктікке, термиялық тұрақтылыққа және бақыланатын босап шығуға ие. Trichoderma harzianum T1 мен Bradyrhizobium spp. бірлескен инкапсуляциясы симбиотикалық белсенділікті және өсімдіктердің өсуін арттырды, ал микрокапсулаланған Lactobacillus paracasei патогенге қарсы ұзақ әсер ететін антагонистік белсенділікті сақтады. Сонымен қатар, аралас микрокапсулалар ең теңдестірілген босатуды қамтамасыз етеді және қолдану кезінде белсенді агенттердің қажетті дозасын төмендетеді.

Field of application (in Russian) : биотехнология, растениеводство, экологическая биотехнология, пищевая промышленность.

Field of application (in Kazakh) : биотехнология, өсімдік шаруашылығы, Экологиялық биотехнология, тамақ өнеркәсібі.