Исследовательский проект “Поиск азотофиксирующих бактерий в почве о. Итуруп и их скрининг на способность к стимулированию роста растений”
Автор (ы)
Аффилиация
МБОУ СОШ с. Горячие ключи, Сахалинская область, учащийся
Научный руководитель
Аннотация
Сахалинская область – единственный в стране, полностью расположенный на островах, и к тому же значительно удаленный от центральной России регион. На острове Итуруп сельское хозяйство из-за неблагоприятных природных условий существенного развития не получило. Почвы практически не изучены Остров Итуруп расположен, фактически, на краю земли русской. Однако он осложнён муссонной составляющей, а также существенным различием в микроклимате между охотоморской и тихоокеанской частью. Климат острова в целом классифицируется как умеренный морской. Высота над уровнем моря 46 м, в 100 м от уреза воды. На этом участке преобладает разнотравно-луговая растительность, заросли бамбук, единичные особи лиственницы, шиповника. Сахалин и Курильские острова входят в зону муссонов умеренных широт. Однако климат здесь значительно суровее по сравнению с другими областями умеренного пояса. На острове разный микроклимат, поэтому температурный режим здесь очень неоднороден. Наш климат умеренно – муссонный и континентальный (летом тепло, а зимой холодно). Помимо этого Сахалин буквально напичкан различными микроклиматическими зонами. Вот такая – наша суровая и прекрасная Сахалинская земля.
Участки суши на нашей планете покрыты тонкой оболочкой (мощностью не более нескольких метров), которая называется почвенным покровом. В XIX в. В.В. Докучаев показал, что почва – это результат взаимодействия климата, живых организмов, горных пород, рельефа и времени. Начало формирования почвенного покрова связано с выходом жизни на сушу в палеозойскую эру (более 500 млн. лет тому назад). Почва становится новой средой обитания для разных организмов, в ней могут жить и микроскопические водные обитатели (в почвенной влаге), и макроорганизмы, использующие ее в качестве опоры (растения), как жилище и убежище, как место для хранения зародышей жизни (семян, спор, яиц, цист).
Большое разнообразие и плотность жизни, включая человека, связаны с плодородием – способностью почв создавать условия для произрастания растений. К сожалению, в настоящее время почвы в большей или меньшей степени подвержены антропогенным воздействиям: от минимальных, связанных с загрязненностью атмосферы, до полного уничтожения – при добыче полезных ископаемых или на строительных объектах. Общая площадь деградированных и разрушенных земель в мире составляет около 2 млрд га. С деградацией почвенного покрова возникла угроза резкого ухудшения среды обитания человека и других живых организмов; исчезновение почвенных ресурсов ведет к снижению производства продуктов питания, сельхозпродукции. Специалисты всех естественно-научных направлений для решения профессиональных задач должны иметь знания о разнообразии и основных свойствах почв, о факторах образования и распространении почв, а также оценивать их экологическое и ресурсное значение.
Дефицит питательных элементов, засоление почв, наличие тяжелых металлов, биоциды, ограниченная влажность и сочетание всех вышеперечисленных неблагоприятных условий может приводить к исчезновению популяции азотфиксаторов и изменению микробиоценоза почвы. Задача поиска штаммов азотфиксаторов, устойчивых к дефицитным (стрессовым) условиям, является очень актуальной. Современные исследователи регулярно находят и описывают новые азотфиксирующие бактерии, однако их внедрение в сельское хозяйство затрудняется низкой азотфиксирующей активностью в стрессовых условиях.
Если отыскать интересные с научной точки зрения виды азотофиксирующих бактерий, то их можно выращивать и применять для улучшения плодородия почвы. Согласно климатическому районированию остров входит в южный климатический район Курильских островов. Климат умеренно морской, который формируются под воздействием течений Охотского моря и Тихого океана и осложнен муссонной деятельностью.
Остров Итуруп входит в южный климатический район Курильских островов. Климат умеренно морской, который формируются под воздействием течений Охотского моря и Тихого океана и осложнен муссонной деятельностью. Почва – дерново-луговая оторфованная, и тут у меня появился вопрос, есть ли в почвах о. Итуруп интересные, устойчивых к неблагоприятным условиям штаммы азотофиксирующих бактерий.
Поэтому цель исследования: найти азотофиксирующие бактерии, обитающие в почвах о. Итуруп и провести скрининг на способность к стимулированию роста растений.
Задачи:
- произвести пробы почвы;
- исследовать механический состав почв;
- определить наличие карбонатов в почве;
- определить кислотность среды почвенной вытяжки;
- определить содержание нитратов в дистиллированной воде;
- определить содержание нитратов в почвенной вытяжке;
- произвести посев и наблюдать за ростом колоний бактерий;
- произвести микроскопическое исследование образцов;
- произвести скрининг азотофиксирующих бактерий на способность к стимулированию роста растений.
Гипотеза: особенности почвообразовательного процесса вблизи береговой линии Охотского моря острова Итуруп подавляют деятельность азотофиксирующих микроорганизмов, но в почве могут обитать уникальные штаммы азотофиксаторов, устойчивых к дефицитным (стрессовым) условиям.
Выводы:
- Почва местности песчаная, состоит почти исключительно из песчаных зерен, не скатывается в шарик.
- При определении карбонатов почве углекислый газ не выделялся, а также не было вспенивания, отсюда можно сделать вывод, что карбонатов в почве нет.
- При определении кислотности среды почвенной вытяжки лакмусовая бумажка окрасилась в темно-желтый цвет, что соответствует рh=7, а это значит, что среда-нейтральная.
- При определении содержания нитратов в дистиллированной воде тест-полоска окрасилась в белый цвет, что означает отсутствие нитратов в дистиллированной воде.
- При определении содержания нитратов в почвенной вытяжке тест-полоска в почвенной вытяжке окрасился в розовый цвет, что означает наличие нитратов в почвенной вытяжке.
- При посеве и наблюдениями за ростом колоний бактерий azotobacter через 3-4 дня после посева вокруг комочков появились обрастания, через 6-8 дней обрастания приобрели окрашивание.
- Клетки бактерий рода Azotobacter относительно крупные (1-2 мкм в диаметре) и, как правило, имеют овальную форму. Однако, встречаются представители Azotobacter с разнообразными формами клеток — от палочковидной до сферической. На микроскопических препаратах клетки могут располагаться одиночно, парами, неправильными скоплениями. В некоторых случаях можно встретить цепочками из клеток Azotobacter различной длины. Формируют особые покоящиеся формы – цисты (пузыря, защитной оболочки вокруг клеток).
- При скрининге азотофиксирующих бактерий обнаружила:
– фосфатмобилизирующие штаммы бактерий, по ответной реакции на недостаток фосфора;
– микроорганизмы-продуценты сидерофоры, которые способствуют высвобождению ионов Fe3+ из комплекса с хромазуролом;
– целлюлозолитические микроорганизмы. - Наличие азотофиксирующих бактерий в почве, дают возможность растениям произрастать даже в суровых условиях.
Содержание работы
Автор предпочел не показывать работу на сайте
Конкурс, в котором автор работы принял участие:
Отрасль наук
Форма представления работы
Дата публикации работы: 20.02.2023
Добавить комментарий