Индивидуальный 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.
Данный проект является частью всероссийской исследовательской программы «Всероссийский атлас почвенных микроорганизмов». Дальнейшие исследования собранных образцов будет осуществляться в Институте химической биологии и фундаментальной медицины (ИХБФМ СО РАН). В ИХБФМ СО РАН из полученных образцов выделят чистые культуры бактерий, а затем получат геномную ДНК и методом секвенирования определят последовательность её небольшого участка. Полученные данные о геноме позволят ученым определить конкретный вид полученных мной Azotobacter и сделать вывод об уникальности полученных мною культур. Для неизученных ранее образцов будет произведено полногеномное секвенирование (полная расшифровка последовательности ДНК). Поиск многофункциональных бактерий может способствовать развитию сельского хозяйства.
Содержание работы
Автор предпочел не показывать работу на сайте
Конкурс, в котором автор работы принял участие:
V Международный конкурс исследовательских проектов школьников “Древо жизни”, 2022/2023
Отрасль наук
Форма представления работы
Дата публикации работы: 06.03.2023
Добавить комментарий