Соглашение №14.578.21.0089

14.578.21.0089
1
Федеральная целевая программа
«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического
комплекса России на 2014—2020 годы»
Рациональное природопользование
Тема: «Технологии предотвращения загрязнения почв пестицидами за счет применения супрессивных
компостов»
Соглашение №14.578.21.0089
на период 2014-2016 гг.
Руководитель проекта: доцент кафедры ландшафтной
экологии Института экологии и природопользования КФУ,
Галицкая Полина Юрьевна
Получатель субсидии: ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»
Цели и задачи проекта
- снижение экологической нагрузки на окружающую среду за счет внедрения биофунгицидов взамен традиционно используемых пестицидов и за счет
предотвращения размещения отходов в окружающей среде;
- разработка технологии получения компостов с супрессивными свойствами, обладающими способностью регулировать патогенность и токсичность почв;
- обеспечение агропромышленных предприятий новым видом продукции – экологически безопасным компостом, обладающим одновременно
удобрительными свойствами по отношению к растениям и ингибирующими свойствами по отношению к фитопатогенам;
- обеспечение экологической безопасности окружающей среды.
Ожидаемые результаты проекта
- результаты патентного поиска по предметам: супрессивные компосты, биопрепараты, почвоулучшители с дополнительными свойствами, биопестициды;
- научно-технические основы для получения компостов с супрессивными свойствами;
- технологическая схема получения биопрепаратов-добавок для получения компостов с заданными свойствами (супрессивных компостов);
- математическая модель, описывающая зависимость супрессивных свойств компостов от свойств исходных субстратов и наличия микроорганизмов
определенных групп;
- рекомендации по использованию супрессивных компостов;
- расчет предотвращенного экологического ущерба от замены традиционно используемых фунгицидов на компосты с супрессивными свойствами и от
предотвращения размещения отходов в окружающей среде;
- технические условия на супрессивные компосты;
- технологический регламент на применение супрессивных компостов;
- перечень органических отходов, образующихся в условиях центральной России, которые являются потенциально пригодными для получения компостов
с супрессивными свойствами.
Перспективы практического использования
Полученные результаты (технология производства и внесения компостов, биопрепарат) могут быть использованы предприятиями агропромышленного
комплекса для снижения объемов использования фунгицидов и экологичного ведения хозяйства. Фунгициды широко используются во всем мире, поэтому
их замена на экологически безопасные аналоги будет востребованной. Результаты данной работы могут быть также
использованы органами
законодательной и исполнительной власти, в функции которых входит ликвидация накопленного и предотвращение возможного экологического ущерба.
Компосты, которые будут производиться по разработанной в рамках проекта технологии, будут обладать рядом конкурентных преимуществ: являясь
экологически безопасными пестицидами, они одновременно служат удобрениями, что приведет к снижению трудозатрат на внесение удобрений и
фунгицидов. В связи с этим, авторы проекта прогнозируют широкое применение этих компостов.
Ожидаемый народно-хозяйственный эффект будет заключаться в изменении структуры производства удобрений и пестицидов. Качество продукции,
производимой Индустриальным партнером, а затем и другими предприятиями агропромышленного комплекса региона, станет более экологически чистым,
свободным от остаточных количеств пестицидов. В связи с растущим спросом населения на экологически чистую продукцию и появившимся
предложением, изменится структура потребления.
Создаваемая интеллектуальная собственность будет обладать рядом уникальных качеств по сравнению с аналогами, поэтому будет являться
перспективной в части патентоспособности.
Результаты исследовательской работы, полученные в 2015 г.
Подготовлены две закладки компостных смесей на основе сельскохозяйственных отходов: первая закладка – двух- и трехкомпонентные смеси на основе
отходов соломы, зерна с добавлением куриного помета и разных видов навозов (С+КП, С+КП+КРС, С+КРС, С+ССН, С+КП+ССН, З+КРС, З+КП+КРС,
З+КП, З+КП+ССН, З+ССН, З+ССН+КРС). Оценены изменения температуры, содержания растворимого органического углерода, респираторной активности
и фитотоксичности.
При оценке супрессивных свойств компостов в опытах на чашках Петри методом компостных комочков и методом лунок выявлено, что F. оxisporum был
ингибирован всеми компостными смесями во все временные точки отбора. Это однако, в малой вероятности свидетельствует о супрессивности данных
компостов, скорее – об их недостаточной зрелости и токсичности, в частности, по отношению к данному микромицету.
При оценке супрессивных свойств компостах в опытах с растениями томатов использовали компосты разных возрастов, а также компосты, подвергнутые
стерилизации. Показано, что всхожесть семян томата в обработанных почвах не зависела ни от возраста компостов, ни от наличия или отсутствия их
стерилизации. При этом было показано, что в ряде случаев всхожесть в обработанных компостах была ниже, чем всхожесть в зараженной почве без
компостов. Вероятно, это связано с тем, что компосты недостаточно зрелые и обладают фитотоксичностью.
В компостах, полученных в условиях лабораторного эксперимента, было оценено количество копий бактерий и микромицетов. Количество бактериальных
16S рДНК копий колебалось в пределах 7,4*105-1,4*108 копий /г. Наибольшее количество бактерий выявлено в компосте З+КРС на 90 сут
инкубирования, наименьшее – в компосте З+КП на 1 сут инкубирования. В целом, количество бактерий, оцененное по числу копий 16S рДНК, возрастало
от начала компостирования. Количество копий грибных ITS рДНК копий колебалось от 9,0*103 до 2,9*106 копий/г.
Из компостов выделено четыре штамма ризосферных бактерий с помощью накопительной системы на корнях томатов. Выделенные штаммы были
микробиологически, биохимически и идентифицированы по последовательности гена 16S рРНК как D. tsuruhatensis S1, P. putida S2, P. putida S3 и P.
fluorescens S4. Показано, что все четыре штамма эффективно колонизировали корень томатов и статистически значимо снижали уровень их
заболеваемости корневой гнилью. При оценке структуры микробного сообщества методом 454 пиросеквенирования была выявлена связь между обилием
Cystobasidiomycetes (Basidiomycota) и свойствами супрессивновности.
Партнеры проекта
Индустриальный партнер: ООО «Агро-холдинг», основная сфера деятельности - выращивание зерновых, технических и прочих сельскохозяйственных
культур, финансовая поддержка выполнения исследовательских работ (внебюджетное финансирование) – 6,15 млн. рублей за 2014 – 2016 гг.
Соисполнитель проекта: Малое инновационное предприятие ООО «Научно-производственное предприятие «КазанЮвниверситиЭколоджи», основная
сфера деятельности - разработка и применение новых методов оценки опасности отходов и качества почв. Задачи соисполнителя в проекте - оценка
физико-химических характеристик компостных смесей; осуществление наращивания биопрепарата микроорганизмов, способствующих формированию
свойств супрессивности у компостов; осуществление оценки токсичности компостов; контроль правильности и своевременности внесения супрессивных
компостов в мелкоделяночном эксперименте; разработка Технический условий.
14.578.21.0089
1