Влияние альгината натрия на рост азотфиксирующих бактерий и повышение плодородия почвы

Повышение урожайности сельскохозяйственных культур во многих случаях зависит от наличия минеральных веществ в почве. «Азот являются основным строительным компонентом растительных клеток и выполняет главную роль в процессах обмена веществ. Азоту принадлежит ведущая роль в повышении урожая сельскохозяйственных культур. Д. Н. Прянишников подчёркивал, что главным условием, определяющим урожайность является степень обеспеченности растений азотом» [1, с.32].

Большинство почв характеризуется нехваткой доступных для растений азотных соединений. Поэтому, мы задумались над вопросом, как можно повысить плодородие почв? Изучив литературу, мы узнали, что альгинат натрия является хорошим решением проблемы, данное вещество не только ускоряет рост азотофиксирующих бактерий, но и увеличивает массу корневой системы бобовых растений, а значит и повышает плодородие почв.

Оказалось, что альгинат натрия плохо изучен у нас в стране и большинство исследований по данному соединению было сделано в странах Южной Америки.

В статье «Альгинат натрия — универсальный ингредиент на биологической основе» приводятся результаты исследований, которые подтверждают, что азотфиксирующие бактерии являются хорошей альтернативой для сокращения применения фермерами удобрений на основе азота в почвах с сопутствующими экологическими и экономическими выгодами. Азотофиксирующие бактерии играют существенную роль в фиксации азота из атмосферы бобовыми растениями. В настоящее время биоудобрения на основе азотофиксирующих бактерий широко исследуются, как альтернатива традиционным химическим удобрениям [2].

В США имеется рынок «Альгинатов натрия», который имеет большую популярность, так как данная добавка является ингредиентом биологической основы. Вследствие чего многие жители США и других стран приобретают данный продукт для развития и роста урожая [2].

Цель исследования — изучить влияние альгината натрия на рост азотофиксирующих бактерий и на плодородие почв.

Задачи:

1. Изучить литературу и интернет-источники по данному вопросу.
2. Получить альгинат натрия из ламинарии.
3. Исследовать влияние альгината натрия на рост азотофиксирующих бактерий и на развитие корневой системы бобовых.
4. Сравнить полученные результаты.

В ходе работы над проектом нами были использованы следующие методы исследования:

– поиск и отбор информации

– эксперимент

Экспериментальная часть

Первым этапом нашей работы было получение альгината натрия из водоросли ламинарии.

Этапы получения альгината натрия из ламинарии.

1. Измельчить водоросли и промыть 2–3 раза водой.
2. Обработать раствором соляной кислоты в течение 4 часов при постоянном перемешивании.
3. Промыть водой и добавить 10 частей воды и раствор 10 % соды (гидрокарбоната натрия).
4. Нагреть смесь до 40 ^o С и при постоянном перемешивании выдержать 2 часа.

В результате этого получается клееобразная густая паста (галерта) — которую развести 10 объёмами воды для снижения вязкости.

5. Полученный раствор альгината натрия отбелить перекисью водорода.
6. Очищенный и отбеленный раствор альгината натрия обработать соляной кислотой (при рН 3) в течение 2 часов до образования геля альгиновой кислоты.
7. Обезвоженную на центрифугах альгиновую кислоту нейтрализовать карбонатом натрия.
8. По окончании нейтрализации образуется гель альгината натрия, который сушат [3].

Рис. 1. Обработка ламинарии раствором соляной кислоты

Рис. 3. Получение альгината

Посадка фасоли.

Экспериментальную часть проводили в школьной теплице. Заложили экспериментальный опыт с добавлением в почву альгината натрия при посадке фасоли и контрольный опыт без добавления альгината натрия.

Рис. 4. Посадка фасоли

Результаты исследования

Результаты исследования представлены в таблице 1.

Сравнение результатов контрольного и экспериментального опыта

Заключение

В целом исследование прошло успешно и результаты достоверны.

Из полученных результатов исследования можно сформулировать следующие выводы:

1. Альгинат натрия повысил урожайность фасоли в 1.6 раза.
2. Размеры клубеньков на корнях фасоли выращенных с альгинатом больше, а значит и больше количество азотфиксирующих бактерий в них.

В дальнейшем мы планируем продолжить работу и проверить, как азотфиксирующие бактерии влияют на плодородие почв, посадив на ней различные овощные культуры.

Литература:

1. Смирнов П. М., Муравин Э. А. Учебное пособие для студентов сельскохозяйственных заведений -М.: Колос, 1984. — 31с.
2. «Альгинат натрия — универсальный ингредиент на биологической основе» // Статья. — [Электронный ресурс]. https://www.persistencemarketresearch.com/market-research/sodium-alginates-market.asp (дата обращения: 12.01. 21)
3. Маслова Г. В., П. Б. Василевский Н. В. Статья «Способ получения альгиновой кислоты и альгината натрия из бурых водорослей». — [Электронный ресурс]. https://patents.google.com/patent/RU2197840C2/ru (дата обращения: 10.01. 21)