Эколого-биохимические процессы, протекающие при трансформации органических субстратов, и возможности их практического использования для биоремедиации почв Специальность 03.02.08 – экология (биологические науки) Диссертация на соискание учёной степени докт

ВВЕДЕНИЕ 4 Глава 1. Обзор литературы 14 1.1 Экологические функции почв и их изменения при антропогенном загрязнении 14 1.1 Характеристика субстратов, являющихся опасными загрязнителями почвенных экосистем и используемых для биотрансформации 19 1.1.1 Древесина 19 1.1.2 Нефть и нефтепродуктов 21 1.4 Скрининг микроорганизмов по способности трансформировать органические субстраты 23 1.5 Процессы, происходящие при трансформации органических субстратов 27 1.5.1 Компостирование лигноцеллюлозных отходов 27 1.5.2 Микробная трансформация нефти 30 1.6 Характеристика микроорганизмов, способных трансформировать субстраты, и их ферментативная активность 46 1.6.1 Основные виды микроорганизмов, участвующих в разложении субстратов 46 1.6.2 Ферменты, участвующие в разложении органических субстратов 50 1.7 Биологически активные вещества, синтезируемые микроорганизмами, как способ симбиотического взаимодействия с компонентами биоценозов 54 1.2 Трансформация органических субстратов как способ снижения антропогенной нагрузки на почвенные экосистемы 64 1.2.1 Переработка лигноцеллюлозных субстратов физико-химическими методами 64 1.2.2 Методы очистки почвы от проливов нефти 66 1.3 Применение биологических методов трансформации субстратов 67 1.3.1 Биологическая переработка лигноцеллюлозных отходов 67 1.3.2 Биоремедиация загрязненных нефтью почв 74 2 Объекты и методы исследования 78 2.1 Компостирование лигноцеллюлозных отходов 78 2.2 Скрининг микроорганизмов-нефтедеструкторов 85 2.3 Синтез микроорганизмами биологически активных веществ 92 3 Скрининг культур микроорганизмов, способных восстанавливать экологическое равновесие при антропогенном загрязнении 96 3.1 Скрининг культур для трансформации опилок 96 3.2 Скрининг пионерных микроорганизмов, колонизирующих свежий гидролизный лигнин 101 3.3 Скрининг микроорганизмов для биодеградации нефти 111 4 Симбиотическое взаимодействие микробных культур с почвенной биотой 132 4.1 Фитозащитный эффект микроорганизмов-нефтедеструкторов 132 4.2 Синтез микроорганизмами биосурфактантов 142 4.3 Синтез микроорганизмами биологически активных веществ 148 4.4 Влияние культуральных фильтратов дереворазрушающих грибов на растения и почву 153 4.5 Антагонистическое действие микроорганизмов 162 5. Микробная трансформация субстратов как способ восстановления почвенных экосистем 167 5.1 Изменение физико-химических параметров субстратов при микробном воздействии 167 5.2 Изменение агрохимических показателей лигноцеллюлозных субстратов в процессе переработки 175 5.3 Изменение биологических параметров субстратов и почвы при микробном воздействии 177 5.3.1 Изменение количества микроорганизмов в трансформируемом субстрате 177 5.3.2 Ферментативная активность трансформируемых субстратов и почвы при микробном воздействии 181 5.3.3 Фитотоксичность трансформируемых субстратов 187 6 Восстановление техногенно-нарушенных земель с помощью микробных ассоциаций или продуктов на их основе 195 6.1 Санитарно-гигиенические показатели лигноцеллюлозных компостов 195 6.2 Продуктивность агроценозов при использовании лигноцеллюлозных компостов 196 6.3 Микробная очистка почв от нефти 205 7 Депонирование штаммов 208 Заключение 209 Выводы 213 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 216 Приложение 1 Акты промышленных испытаний 271 Приложение 2 Протоколы исследований 272 Приложение 3 Свидетельства о депонировании культур микроорганизмов 276