CC BY
5
УДК 57.044
Габидуллина Г.Г. студент магистратуры 2 года обучения Башкирский государственный педагогический университет им.
М.Акмуллы г. Уфа, Российская Федерация ВЛИЯНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ ГИДРОГЕЛЕЙ РАЗНЫХ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ НА ПОЧВЕННЫЕ МИКРОВОДОРОСЛИ Аннотация: Приведены исследования по влиянию гидрогелей двух производителей на морфометрические показатели клеток почвенных микроводорослей. В опыте были изучены средний диаметр клеток, процентное соотношение живых/мертвых клеток двух штаммов микроводорослей. Проведена статистическая обработка полученных данных. Было выявлено, что полимерные гидрогели не оказывали губительного токсического действия на клетки микроводорослей.
Ключевые слова: гидрогель, микроводоросли, клетки, культуральная жидкость, влияние
Gabidullina G. G. Master's Degree student Bashkir State Pedagogical University named after M. Akmulla
Ufa, Russian Federation INFLUENCE OF POLYMER HYDROGELS OF DIFFERENT PRODUCERS ON SOIL MICROALGAE The summary: Result of research on the influence of hydrogels of the two manufacturers on the morphometric parameters of soil microalgae cells are presented. The experiment studied the average cell diameter, the percentage of living / dead cells of the two strains of microalgae. Statistical processing of the obtained data was carried out. It was found that polymer hydrogels did not have a harmful toxic effect on the cells of microalgae.
Key words: hydrogel, microalgae, cells, culture liquid, influence
Для роста и развития растениям необходима вода. Но водообеспечение по все территории происходит не одинаково. Особенно остро вопрос с водообеспечением почв стоит в полузасушливых и засушливых регионах. Одним из решением данного вопроса является использование полимерных гидрогелей, путем внесения их в почву [3].
Полимерные гидрогели уже нашли широкое применение во многих областях жизнедеятельности человека, одним из которых является сельское хозяйство. Они представляют собой набухшие в растворителе длинные полимерные цепи, сшитые друг с другом поперечными ковалентными связями (сшивками) в единую пространственную сетку. Такие гидрогели способны поглощать и удерживать в себе огромное количество воды: до 2 кг на 1 г сухого полимера [2].
Но кроме, воды растениям необходима «подкормка», в виде удобрений. Удобрения бывают минеральные и органические. Одним из видов органических удобрений являются биомасса микроводорослей. Экспериментальным путем было доказано, что биомасса (культуральная жидкость) водорослей способна улучшать физико - химический режим почв [7]. Развиваясь на поверхности почв в массовых количествах, микроводоросли могут поглощать большое количество минеральных солей, что предохраняет их от вымывания из почвы, так как после отмирания клеток эти вещества становятся доступными для корней высших растений. В почве микроводоросли разлагаются быстрее, чем навозные удобрения, а также не засоряют её семенами сорняков, личинками вредных насекомых, спорами фитопатогенных грибов, оказывая значительную помощь в повышении плодородия почв, их рекультивации, пополнении запасов органических веществ и повышении урожайности сельскохозяйственных культур [4, 7].
Таким образом, возможность совместного использования полимерного гидрогеля и культуральной жидкости микроводорослей рассматривается как перспективное решение проблем в сельском хозяйстве в засушливых регионах.
Цель данной работы - изучить влияние полимерных гидрогелей разных производителей на культуральную жидкость почвенных микроводорослей.
В задачи исследования входило: получение культуральной жидкости микроводорослей и закладка исследуемых гидрогелей в пробирки; оценка влияния полимерных гидрогелей видов: «Франция», «Германия» на морфометрические показатели, процентное соотношение живых/мертвых клеток микроводорослей: Chlorella vulgaris и Eustigmatos magnus; статистическая обработка результатов и анализ данных эксперимента).
Материалом в исследовании были использованы следующие полимерные гидрогели: Аквасорб (AQUASORB) 3005 KL (средний), страна производитель Франция (далее «Франция»); Штокосорб (STOCKOSORB) 660 микро, страна производитель Германия (далее «Германия»). Для получения растворов культуральных жидкостей использовались штаммы следующих видов микроводорослей: Chlorella vulgaris (76.532-06*), Eustigmatos magnus (Baikal).
Для проведения эксперимента штаммы культивировали в течение двух недель, с последующим учетом числа клеток в счетной камере Горяева (6,34 x 106 см3 - Chlorella vul., 0,76 x 106 см3 - Eustigmatos mag.) [5]. Оптическую плотность культуральной жидкости определяли с помощью фотоэлектроколориметра (КФК-3-«ЗОМЗ») [6]. В качестве контроля использовалась водопроводная вода.
Расчет массы гидрогеля для эксперимента делали по их впитывающей способности, которая для «Франции» и «Германии» составлет на 1г препарата - 0,3л жидкости (по 0,03).
В пробирки с гидрогелем заливали по 10 мл культуральных жидкостей. Просмотр проводили на 3, 7, 14, 21 и 28 сутки, учитывая процентное соотношение живых/мертвых клеток, морфометрические изменения окраску клеток, влияние на процесс автоспорообразования. В каждом просмотре проводили измерения диаметра 50 клеток.
Исследования проводилось на базе лабораторий экологии почвенных водорослей им. Л. С. Хайбуллиной в БГПУ им. М. Акмуллы.
Полученные результаты эксперимента были занесены в таблицу 1.
Таблица 1. Процентное соотношение живых/мертвых клеток Chlorella vul., %
Проба Время Сутки
3 7 14 21 28
живые мертвые живые мертвые живые мертвые живые мертвые живые мертвые
Контроль 96 4 98,31 1,69 93,1 6,9 99,23 0,77 88,07 11,93
Франция 100 - 92,59 7,41 94 6 96,83 3,17 97,5 2,5
Германия 93,22 6,78 92,16 7,84 95,52 4,48 89,61 10,39 98,37 1,63
На 3-е сутки просмотра в контроле видимых отличии в клетках не наблюдалось: границы внутреннего содержимого клетки были хорошо очерчены (хлоропласт и пиреноид четко видны), окраска клеток - ярко зеленая, автоспоры единичные. Воздействие гидрогелей «Франция» и «Германия» не вызывало изменений морфологических показателей клеток водоросли, автоспоры не обнаружены. На 7-е, 14-е сутки морфологические показатели клеток Ch. vulgaris соответствовали описанию диагноза вида [1]. В остальных экспериментальных пробах наблюдали: отсутствие четкой границы внутреннего содержимого клетки (гомогенность хлоропласта и пиреноида), в некоторых клетках - отхождение протопласта от оболочки, единичные автоспоры. На 21-е сутки видимых изменении в контроле не наблюдали. В «Германия» - процент мертвых клеток составлял больше 10%, клетки имели также гомогенное внутреннее содержимое. На 28-е сутки клетки всех проб характеризовались единичным отхождением протопласта от оболочки, единичными автоспорами.
Таблица 2. Процентное соотношение живых/мертвых клеток Eustigmatos _mag., %_
Проба // Время Сутки
3 7 14 21 28
живые мертвые живые мертвые живые мертвые живые мертвые живые мертвые
Контроль 96,3 3,7 92,31 7,69 91,4 8,6 86,52 13,48 90,56 9,44
Франция 93,11 6,89 92,31 7,69 89,48 10,52 88,89 11,11 - 100
Германия 95,8 4,2 91,94 8,06 98 2 98,6 1,4 80,97 19,03
При снятии результатов на 3-е сутки во всех пробах видимых отличии от диагноза вида не наблюдалось: границы внутреннего содержимого клетки были хорошо очерчены (хлоропласт и пиреноид четко видны), окраска клеток - ярко зеленая, единично наблюдались рейч глобулы [8]. На 7- е и 14-е сутки в двух экспериментальных пробах было зафиксировано отхождение протопласта от оболочки, в контроле наблюдалось единичные автоспоры. Также в контроле, «Германия» и «Франция» были хорошо видны рейч глобулы, кроме того в пробе «Франция» было замечено изменение окраски клеток (бледно - желтый) и высший процент мертвых клеток (10,52%) по сравнению с другими пробами. На 21 -е и 28-е сутки в контроле наблюдались единичные автоспоры и рейч глобулы. В пробах «Франция» и «Германия» было зафиксировано изменение окраса клеток до бледно - желтого окраса, наличие единичных автоспор, увеличение погибших клеток. В пробе «Франция» на 21 -е сутки наблюдали у большинства клеток отхождение протопласта от оболочки, на 28-е сутки - отсутствие живых клеток.
Таблица 3. Средний размер диаметра клеток со стандартной ошибкой
средней арифметической, мкм
Chlorella vul.
Сутки Контроль БГПУ Франция Германия
3 3,92±0,09 3,25±0,07 4,86±0,13 4,4±0,09
7 3,6±0,09 3,94±0,10 4,53±0,13 4,7±0,13
14 3,53±0,10 3,58±0,08 4,48±0,10 4,36±0,11
21 3,87±0,06 3,29±0,06 4,95±0,15 4,23±0,10
28 4,31±0,12 3,07±0,06 4,04±0,08 4,15±0,07
Сутки Контроль БГПУ Франция Германия
3 11,8±0,21 10,45±0,31 11,98±0,21 12,09±0,18
7 10,76±0,16 10,40±0,22 13,37±0,33 13,37±0,39
14 10,8±0,22 11,0±0,31 12,05±0,24 10,85±0,23
21 11,08±0,20 11,01±0,23 12,13±0,19 10,34±0,14
28 10,36±0,18 12,3±0,38 - 11,7±0,24
После статистической обработки полученных данных по среднему диаметру клеток исследуемых микроводорослей, можно сказать, что размеры соответствовали диагнозу видов [1, 8]. В исследованиях по влиянию гидрогелей на клетки Chlorella vul. минимальный диаметр клеток имела контроль, значения которых варьировали в пределах от 3,6 до 3,92 мкм, максимальный - «Франция» (от 4,48 до 4,95 мкм). Проба «Германия» имела промежуточные значения - от 4,15 до 4,7 мкм.
По результатам измерений клеток Eustigmatos mag. минимальный средний диаметр имели «Германия» (от 10,34 до 13,37 мкм), контроль - от 10,36 до 11,8 мкм. Проба «Франция» имела следующий предел значении: от 12,05 до 13,37 мкм.
В результате исследования было установлено, что воздействие полимерных гидрогелей разных производителей не вызывало токсического эффекта, приводящего к полной элиминации клеток микроводорослей. Влияние гидрогелей «Франция» и «Германия» на морфометрические показатели водоросли и процентное соотношение живых/мертвых клеток выявил незначительные изменения в структуре клеток (гомогенность протопласта); процент живых клеток во всех образцах составил не менее 50%.
Таким образом, можно рекомендовать совместное использование гидрогелей и культуральной жидкости микроводорослей Chlorella vulgaris, Eustigmatos magnus в регионах с засушливым климатом. Однако, в связи с тем, что, данное исследование не рассматривало биохимическую природу влияния гидрогелей на клетки микроводоросли, существует необходимость проведения дополнительного изучения.
Использованные источники:
1. Андреева В.М. Почвенные и аэрофильные зеленые водоросли / В.М. Андреева. - СПб.: Наука, 1998.- 351с.
2. Вода для растений [Электронный ресурс]:Gidrogel : официальный сайт. -Режим доступа: http://www.gidrogel.ru. - 4.09.2014.
3. Дридигер, В. К. Влияние гидрогеля и навоза на фотосинтетическую деятельность и урожайность полыни эстрагонной в сухостепной зоне Калмыкии [Текст] / В. К. Дридигер, В. И. Янов // Вестник. - 2015. - № 1(65). - С. 13-17.
4. Лукьянов, В. А. Прикладные аспекты применения микроводорослей в агроценозе / В. А. Лукьянов, А. И. Стифеев. - Курск: Изд-во КГСХА, 2014. -181 с.
5. Мельников А.С., Масленникова ДР., Безрукова М.В. Ростостимулирующий эффект культуральной жидкости почвенных микроводорослей на растения мягкой пшеницы // Вестник Башкирского университета. 2014. Т. 19. №4. С. 1193.
6. Прунтова О.В., Сахно О. Н. Лабораторный практикум по общей микробиологии. Изд-во: ВлГУ, 2005. 76 с.
7. Туктарова, Э. А. Влияние культуральной жидкости микроводорослей на рост и развитие семян корнеплодов [Текст] / Э. А. Туктарова [и др.] // Международный научно-исследовательский журнал / INTERNATIONAL RESEARCH JOURNAL. - Екатеринбург, 2017. - 01 (55),ч.2. - С. 127-130.
8. Ettl H., Gärtner G. Sullabus der Boden-, Luft- and Flechtenalgen. Gustav Fischer Verlag. Stutgart. 1995.
УДК 57.044
Габидуллина Г.Г. студент магистратуры 2 года обучения Башкирский государственный педагогический университет им. М.Акмуллы Г. Уфа, Российская Федерация ВЛИЯНИЕ ЗАСОЛЕНИЯ НА МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
КЛЕТОК EUSTIGMATOS MANGUS
Аннотация: Приведены исследования по влиянию солей натрия (NaCl, Na2SO4, NaHCO3) на морфометрические показатели клеток E. magnus. Установлены границы устойчивости клеток к этому экологическому фактору. Определины ряд токсичности исследуемых солей к отдельным штаммам Eustigmatos magnus.
Ключевые слова: засоление, микроводоросли, клетки, морфометрические показатели, влияние.
Gabidullina G. G. Master's Degree student Bashkir State Pedagogical University named after M.Akmulla
Ufa, Russian Federation
INFLUENCE OF SALINITY ON MORPHOMETRIC PARAMETERS OF CELLS OF EUSTIGMA TOS MANGUS
The summary: Studies on the effect of sodium salts on the morphometric paraneters of Eustigmatos mangus cells are presented. The boundaries of cell resistance to this environmental factor are astablished. The toxicity range of the investigated salts to individual strains has been determined.
Key words: salinization, microalgae, cells, morphometric parametres, influence
Преобразовательное влияние на природную среду человеком неизбежно. Изменения, вносимые в ходе деятельности, растут по мере повышения производственного потенциала и увеличение объема веществ, вовлекаемых в хозяйственную деятельность. Но, к сожалению, эти негативные явления учитываются недостаточно, что приводит к проблемам регионального и глобального характера. Среди них - нарушение водообмена
