Задачи проекта. Павлов Геннадий Владимирович, докт.биол.наук, профессор

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НАНОБИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Павлов Геннадий Владимирович, докт.биол.наук, профессор

Альцман Анастасия, ГБОУ «Школа 439 Инженерный лицей Интеллект», учащаяся 9А класса;

Альцман Полина, ГБОУ «Школа 439 Инженерный лицей Интеллект», учащаяся 6А класса;

Ерофеевская Елизавета, ГБОУ «Школа 439 Инженерный лицей Интеллект», учащаяся 7 Б класса.

Время всегда требовало и требует от человека новых направлений в его хозяйственной деятельности, особенно если это касается сельского хозяйства. Не секрет, что в настоящее время применение удобрений, использование ГМО семенного материала и ряда других проводимых «новшеств» по отношению к сельскохозяйственному производству, делает полученную ею продукцию (практически всю) далеко от понятия экологически чистой, что в свою очередь отражается на здоровье человека и окружающей его среды. Поэтому в смысл понятия повышения сельскохозяйственных показателей как в растениеводстве, животноводстве, кормопроизводстве так и в получении элитного фонда, заинтересованы все производственники и учёные всех мировых держав. И появление инновационных технологий органического или неорганического происхождения и внедрение его в сельское хозяйство, играет огромную роль в понятии экологической безопасности любой страны мира. Не исключено, что использование нанотехнологических и биотехнологических методов в ведении сельскохозяйственного производства на данном этапе времени, окажет положительное влияние на человечество и окружающую его среду.

Цель проекта – использование нанотехнологических и биотехнологических методов в растениеводстве с целью получения экологически чистого прототипа сельскохозяйственного растениеводческого сырья на примере сочетанного использования органики и неорганики на примере обработки семян цветов.

Задачи проекта

1. Проверить экспериментально биологическое действие раствора нанопорошка железа (НДЖ), эффективных микроорганизмов (ЭМ) и их сочетание на семенах цветов, создав экспериментальные и контрольные группы.

2. Разработать методику внесения НДЖ и ЭМ путём последующего орошения грунта и взошедших растений.

3. Провести контрольные измерения длины ростков обработанных цветов.

4. Высадить готовые цветы на территории детского сада и провести дальнейшие наблюдения за их ростом.

5. Сделать выводы и заключение о проведённом эксперименте.

Раствор нанодисперсного железа-α (НДЖ) был любезно предоставлен нам докт.техн.наук, профессором Фолманис Г.Э. (НИИ Металлургии им. Байкова РАН), а ЭМ нам любезно предоставил Дмитриев В.М (НПО БиЭМ).

Краткая характеристика НДЖ: НДЖ представляет собой нанопорошок железа-α, размером 1-45 нм. Порошок получают путём измельчения в шаровой мельнице до пылеобразной формы, с последующим восстановлением в водородной среде при Т 400-500°С. Далее его пассивируют и подвергают ультразвуковой обработке в водной среде. Таким образом получают биологически активный раствор α -железа, который прекрасно активирует большинство биохимических реакций, происходящих как в организме животных, так и в организме растений (циклы Кребса и Кальвина).

Краткая характеристка ЭМ: ЭМ – это разработанная японским профессором Терроу Хига технология восстановления естественного почвенного плодородия с использованием почвенных микроорганизмов: молочно-кислых бактерий, грибов и дрожжей. При соблюдении технологии ухода за почвой можно получать урожаи повышенного экологического качества.

Объединение таких органических и неорганических технологий при обработке растительного материала (семян цветов), нами сделано впервые в мире. Таким образом, в России, на опытном школьном полигоне был заложен первый интересный эксперимент, который имел свои положительные результаты.

Вначале проведения эксперимента мы отобрали семена «Годеции Азалиевоцвековой» и провели «контрольный» эксперимент, сделав три опытных группы и одну контрольную. В первой опытной группе мы обработали грунт раствором НДЖ и на поверхность грунта посеяли семена цветов; во второй опытной группе мы внесли в грунт рассыпную форму ЭМ-1 и также посеяли на поверхности грунта семена цветов; в третьей опытной группе мы внесли одновременно НДЖ и ЭМ в грунт и посеяли семена цветов на поверхности; в контрольной группе мы просто посеяли семена цветов на поверхности грунта. После этого во все четырёх торфяных горшочках грунт подвергли увлажнению. Через 4 суток мы отметили, что кучнее, гуще и быстрее взошли ростки цветов в третьей опытной группе, где одновременно применялись НДЖ и ЭМ. Чуть хуже взошли ростки цветов первой и второй групп, а в контрольной группе всходы отмечались только на 7 сутки. Далее, мы проводили орошение первой группы раствором НДЖ, второй группы ЭМ, третьей сочетанным раствором из НДЖ и ЭМ, а четвёртой, контрольной группе, проводили орошение с использованием отстоявшейся суточной водопроводной водой. Орошение всех групп проводили вечером, после захода Солнца. В среднем, через две недели, при дальнейшем измерении размера ростков во всех опытных группах, нами было отмечено, что в 1-й группе, где применяли НДЖ, - длина ростка составила 4 см, во 2-й (группа с ЭМ) величина ростка была также 4 см, в 3-й группе, где использовали совместно НДЖ и ЭМ, длина ростков была 5см, а в контрольной группе длина ростков составила лишь – 0, 5см.

Проводя эксперимент повторно, мы использовали семена цветов «Ноготков», которые мы также рассыпали на поверхности грунта (почвы) и которые показали нам аналогичные результаты. В эксперименте было три опытных группы, а в качестве контрольной мы взяли предыдущую. На основании полученных результатов мы сделали соответствующие выводы, заключение и предложения.

Выводы:

1.На предварительном экспериментальном этапе было выявлено, что семена цветов взошли раньше в той группе, где была проведена обработка грунта сочетанным способом, то есть раствором НДЖ и ЭМ-1, и дальнейшим орошением также сочетанным раствором НДЖ и ЭМ-1.

2. В 1-й и 2-й группах, где препараты применялись раздельно, эффективность была ниже (4см соответственно), а в контрольной группе она была самой низкой (0, 5см).

3. При совместном применении органической (ЭМ-1) и неорганической (НДЖ) форм удобрений никаких отрицательных физических, химических и биологических эффектов выявлено не было.

Заключение: проведённый эксперимент с сочетанным использованием НДЖ и ЭМ-1 может быть использован при обработке сельскохозяйственных семян зерновых и огородных культур, а также и при оросительном методе не только как форма удобрения, но и как лечебно-профилактическая форма для обработки растений от некоторых вирусно-бактериальных болезней.

Предложения: – на основании проведённых экспериментов и полученных результатов, нам хотелось бы провести научные исследования в более широком диапазоне. Необходимо провести микробиологические исследования почвы, зафиксировать и научно объяснить механизм действия данного раствора на растительный организм. Далее, учесть стимулирующий эффект в отношении повышения роста и увеличение зелёной массы растений, а также выявить лечебно-профилактический эффект по отношению влияния композита на иммунитет и физиологические показания растений при вирусном и бактериальном влиянии на растительный организм.

Дальнейшие эксперименты мы планируем провести на базе Сельскохозяйственного ВУЗа г.Мичуринска, Тамбовской области, и впоследствии разработать «Методические рекомендации по обработке сочетанным раствором НДЖ и ЭМ растительного сырья (семян, зерна, корней и зелёной массы), для улучшения плодородного почвенного слоя, повышения урожайности и проведения лечебно-профилактической обработки растений против негативного влияния микроорганизмов».

Список использованной литературы

1. Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж. И др. Молекулярная биология клетки. – М.: Мир, 1994.- Т.1.-С.460-476.

2. Павлов Г.В., Желанкин Р.В. Введение в нанотехнологию и нанобиологию. Монография. М.-2011.172 стр.

3. Кольман Я, Рём К-Г. наглядная ибохимия. М.-2004. Мир. 470 стр.

4. Рыженков Д.И., Лёвина В.В., Дзидзигури Э.Л. ультрадисперсные системы: физические, химичекие и механические свойства. Учебное посбие. М.-2006. Учебное пособие. МИСИС. 113 стр.

5. Фолманис Г.Э., Коваленко Л.В. Ультрадисперсные металлы в сельском хозяйстве. Монография. М.199. 80 стр.

6. Теруо Хига. Авторская технология эффективных микроорганизмов (технология – ЕМ). М.- Япония. 2011. 16 стр.