Животные клетки

1. Основные отличия экобиотехнологических методов от биотехнологических
2. Биоудобрения для замены химических удобрений
3. Удаление азота из сточных вод. Переработка и утилизация активного ила очистных сооружений. Биологическая очистка природных водоемов.

 

 

 

 

Методы биотехнологии могут применяться на следующих уровнях: молекулярном (манипуляция с отдельными частями гена), генном, хромосомном, уровне плазмид, клеточном, тканевом, организменном и популяционном. Биотехнологические подходы, основанные на культивировании органов и тканей растений на питательных средах в регулируемых условиях, открывают принципиально новые возможности для фундаментальных и прикладных исследований. В прикладном аспекте на основе знаний о биологии клетки in vitro разработатываются технологии микроклонального размножения высоко декоративных малораспространенных видов, форм и сортов растений.

Использование методов биотехнологии имеет  ряд преимуществ перед традиционными  способами размножения:

1. Клонирование материала, трудно размножаемого традиционными методами.
2. Возможность использования минимального количества эксплантов для получения стерильных культур.
3. Независимость от климатических условий и проведение работ в течение всего года.
4. Планирование выпуска необходимого количества материала к определенному сроку.
5. Экономия площадей для выращивания посадочного материала.
6. Возможность длительного хранения растительного материала в стерильных условиях и, при необходимости, повторное включение таксонов в биотехнологический цикл культивирования.

Биотехнология объединяет два направления: клеточную и генетическую инженерию. Из сказанного выше ясно, что в процессе культивирования можно осуществлять различные манипуляции с клетками и получать растения с новыми наследственными свойствами. Поэтому это направление получило название «клеточная инженерия». Генетическая инженерия - наука более молодая, датой ее рождения считают 1972 год, когда была создана первая химерная молекула ДНК. Зарождение генетической инженерии уходит корнями в развитие молекулярной генетики, биохимии. 
Применительно к сельскохозяйственной биотехнологии с помощью методов генетической инженерии может и должна быть решена задача по созданию новых и улучшенных генотипов растений и животных с комплексной устойчивостью к наиболее опасным патогенам и другим вредным организмам, к абиотическим факторам среды. 
Эти технологии, вне всякого сомнения, прогрессивны, однако их биологическая безопасность до сих пор недостаточно исследована и представляет опасность для всего живого на Земле. В ведущих западных державах осуществляется жесткий контроль над внедрением 
трансгенных растений в растениеводство, так как они несут в агроценоз новые биологические риски, которые могут отрицательно влиять на растения, животных и организм человека. В России также, как и в других странах, принят закон «О государственном регулировании генно-инженерной деятельности».

 

 

 

Биотехнологические  методы способствуют биовосстановлению  водоемов и улучшению санитарно-гигиенических  показателей.

Технология  предусматривает установку на участках загрязненной акватории пакетов "плавающей загрузки", представляющих собой легкую волокнистую насадку с большой нефтепоглощающей способностью, с нанесенным и закрепленным на ней нефтеокисляющим биопрепаратом. Такая загрузка, находясь на поверхности воды, способна в течение длительного времени собирать,  окислять нефтезагрязнения, и очищать водоем.

Выводы

1. Экобиотехнологический  метод перспективен при переработке коллагенсодержащего сырья в жестких условиях лимитирования уровня техногенного воздействия на окружающую среду, в которых запрещается сбрасывать сточные воды, содержащие контаминанты, оказывающие негативное воздействие как на водные экосистемы, так и на гидробионты. Разработаны научные принципы альтернативных технологий, представляющих собой симбиоз традиционных и современных направлений переработки овчинно-шубного и пушно-мехового сырья, основанных на принципах рециклизации вторичных продуктов молочной промышленности и биотехнологических способов.

Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка экологически чистой технологии переработки овчинно-шубного и пушно-мехового сырья, основанной на применении экобиотехнологического метода проведения подготовительных процессов, позволяющих сократить уровень водопотребления и водоотведения, снизить расход химических материалов и увеличить выход продукции по площади.

Впервые предложен  метод экобиотехнологической отмоки и обезжиривания овчины меховой  на основе бак-суспензий, полученных с  использованием штаммов Pseudomonas sp., Bacillus licheniformis или Alcaligenes faecalis, выделенных из сточных вод после эмульсионного обезжиривания. Данный метод позволяет при сохранении качественных характеристик готовой продукции сократить расход химических материалов в 10 раз, снизить уровень техногенного воздействия на окружающую среду за счет сокращения расхода СПАВ и без введения в отмочно-обезжиривающие составы формальдегида и карбоната натрия.

8. Разработаны  условия получения кисломолочных  композиций, представляющих собой  симбиоз кислототолерантных организмов. Установлены оптимальные соотношения микроорганизмов в кисломолочных композициях. Разработаны режимы хранения и реактивации кисломолочных заквасок для дальнейшего их использования в процессе экобиотехнологического пикелевания.

9. Предложен  экобиотехнологический метод пикелевания, основанный на применении кисломолочных композиций. Он позволяет использовать отходы молочной промышленности, исключить из пикельного состава хлорид натрия, кислоты различной химической природы, проводить процесс намазным методом. При обработке овчин КМК цикл производства сокращается как за счет ускорения собственно дубления, так и за счет исключения нейтрализации на 5 ч, увеличивается выход овчин по площади до 6%, снижается расход химических материалов в 10 раз, снижается объем водопотребления на 100% и исключается образование сточных вод.

10. Разработан  экобиотехнологический метод переработки  овчинно-шубного и пушно-мехового  сырья, включающий экобиотехнологическую  отмоку-обезжиривание, намазное бессолевое пикелевание, намазное дубление-жирование. Его внедрение позволит сократить расход химических материалов в 3-5 раз, а СПАВ с 6,0-8,0 до 0,5- 1,0 г/дм3; исключить использование в рабочих ваннах формальдегида и карбоната натрия; улучшить качество кожевой ткани и волосяного покрова готовой продукции. Проведение процессов дубления-жирования намазным методом дает возможность регулировать степень продубленности овчинно-шубного и пушно-мехового полуфабриката; увеличить выход полуфабриката по площади на 5-10%; исключить загрязнение сточных вод солями хрома, жирами и тем самым снизить уровень их токсического загрязнения.

11. Внедрение  экобиотехнологического метода  переработки овчинно-шубного сырья  позволяет значительно сократить  затраты на приобретение химических  материалов, потребление электроэнергии и воды и в конечном итоге получить годовой экономический эффект для овчинно-меховой фабрики мощностью 10 млн дм в год в сумме 4620,9 тыс. руб. или, на 1000 шт.-25414,95 руб.

 

 

 

 

2

Постоянное  использование химических препаратов в аграрном производстве приводит к крайне негативным последствиям. Нарушается биоценоз почв, подавляется полезная микрофлора земли. Избыток вносимых минеральных удобрений приводит к их накоплению в почве, затем в растениях, неблагоприятно влияет на технологические качества и пищевую ценность сельскохозяйственной продукции.

Перед мировой  общественностью встали проблемы, связанные  с возрастающими масштабами использования  минеральных удобрений, которые, как  и многие химикаты, токсичны, наносят  ущерб биосфере, а также через  пищевые продукты и воду вызывают различные заболевания у людей. Использование насыщенных вредными соединениями продуктов питания вызывает рост онкологических и аллергических заболеваний.

В связи с  этим весьма актуальной стала проблема минимизации применения экологически нерациональных химических веществ и замена их экологически чистыми биотехнологическими средствами для повышения плодородия почв и рекультивации земель. Этой глобальной проблеме во всем цивилизованном мире уделяется повышенное внимание. Меняются подходы к обработке земель, разрабатываются и оперативно внедряются экологически чистые удобрения и методы органического земледелия, ужесточаются требования к аграрной продукции.

Одним из путей  решения этой проблемы является разработка и производство биопрепаратов. Особое внимание уделяется получению биоудобрений для аграрного производства. Использование биоудобрений – это подход к решению задачи повышения плодородия почв, принципиально отличный от существующего. Сохранение структуры почвы, ее естественной микрофлоры и химического состава при повышении урожайности и, что особенно важно, безвредности выгодно отличают биологические удобрения от минеральных.

Целесообразность  использования биоудобрений связана  с возможностью неограниченного  производства и применения их по сравнению с другими удобрениями. Цель внесения биоудобрений - нехимический способ содействия метаболическим процессам, а также возможность доставки активных веществ в организм растений. Кроме того – повышается уровень содержания в почве органических соединений и увеличивается концентрация полезных микроорганизмов, макро- и микроэлементов.

Биоудобрения широко применяются  в странах дальнего зарубежья, таких  как Швейцария, Америка, Испания, Бразилия, Канада, Индия, Китай, Италия и др.

ЧЕМ ХОРОШИ БИОУДОБРЕНИЯ?

Биоудобрение – шлам, образующийся в процессе анаэробного (безкислородного) брожения органических веществ (навоза, помета, растительных остатков и т.д.). Биоудобрение является ценным продуктом работы биогазовой установки.

Рациональное  применение биоудобрений содействует  получению экологически чистой продукции, накоплению гумуса, снижению усталости  почвы, улучшению структуры почвы  и в конечном счете повышению  ее плодородия.

Ожидаемые результаты применения биоудобрений

• Восстановление почвенного плодородия: увеличение содержания гумуса, улучшение структурного состояния  почвы, снижение явления аллелопатической усталости в севообороте и  под отдельными его культурами.

• Получение  экологически чистой продукции и  реализации концепции «органического земледелия».

• Повышение  клейковины и содержания белка в  зерне озимой пшеницы.

• Увеличение маслянистости  семян подсолнечника.

• Увеличение кормовых достоинств культур севооборота.

Биоудобрения  полностью сохраняют питательные  элементы. В таблице приведены  данные химического состава биоудобрений.

Биоудобрения   (перебродившая масса)	Химический  состав кг/тонну
	N	NH4-N	P2O5	K2O	MgO
Свиной  навоз	5,9-6,5	1,4-2,0	5,3-5,8	6,1-6,3	1,5-1,8
Коровий навоз	4,3-5,0	1,0-1,2	2,7-2,9	7,5-7,8	1,3-1,5
Конский навоз	3,6-3,8	1,0-1,1	4,0-4,3	4,3-4,8	1,5-1,8
Птичий  помет	17-18	3,0-3,5	10-10,9	8,0-8,8	3,5-4,2

 

Преимущества  биоудобрений перед другими органическими удобрениями

Биоудобрения  по многим показателям в несколько  раз лучше других органических удобрений (гной, помет, торф). Вот некоторые  из них:

Отсутствие семян сорняков. В гное свиней и крупного рогатого скота и торфе обычно присутствует большое количество семян сорняков. В 1 тонне свежего гноя находится до 10 тыс. семян разных сорняков, которые пройдя через желудок животных, не теряют способность к прорастанию. Это приводит к потере урожая от 5-7 центнеров злаковых культур с одного гектара.

Отсутствие патогенной микрофлоры. Через органические удобрения часто распространяются много возбудителей заболеваний растений. Например, в гное могут содержаться свыше 100 опасных для животных и человека болезней: сибирская язва, туберкулез, бруцеллез, паратиф, паратуберкулез, ящур, сальмонеллез, аскаридоз, кишечные инфекции, - это лишь некоторые из них. Свиной гной имеет общую микробную загрязненность от 4,1 до 3,610-9, споровых анаэробов от 10-2 до 10-4, титр кишечной палочки составляет от 10-5 до 10-7. Биоудобрения, благодаря специальной технологии переработки в биогазовой установке, полностью обеззаражены от патогенной микрофлоры.

Наличие активной микрофлоры, которое способствует интенсивному росту растений. Органические отходы, которые используют в качестве удобрения, не имеют или содержат небольшое количество микрофлоры. В гное содержится 109 колоний/гр. разной микрофлоры, в том числе и патогенной. В биоудобрениях содержится 1012 - 1014 колоний/гр. микрофлоры, при этом полностью отсутствует патогенная микрофлора.

Отсутствие адаптационного периода. Гной и другая органика, перед внесением в почву, нуждается в проведении длительной подготовки (6-12 месяцев). Полезные вещества, которые содержатся в них, частично теряются, а остальные начинают действовать в почве лишь на 2-4 год после его внесения. Биоудобрения благодаря своей форме начинают эффективно работать сразу при внесении.

Стойкость к вымыванию из почвы питательных элементов. За сезон из почвы вымывается около 80% органических удобрений, потому приходиться их ежегодно добавлять в больших количествах. За это же время из почвы вымывается всего до 15% биоудобрений. Таким образом, внесенные в небольшом количестве биоудобрения на ваши поля будут работать на 3-5 лет дольше, чем обычные удобрения.

Максимальное сохранение и накопление азота. Недостаточное количество азота в почве приводит к снижению урожайности многих сельскохозяйственных культур. При этом также тормозится эффективный рост растений, ослабляется их стойкость к разным болезням. Длительное азотное голодание ведет к гидролизу белков и разрушению хлорофилла. При длительном хранении (компостировании) органических отходов теряется до 50% азота. В биоудобрениях, благодаря анаэробному сбраживанию органических отходов в биогазовой установке количество общего азота N сохранится полностью, кроме того, содержимое растворимого азота Nh4-n увеличивается на 10 - 15%.