Математическое моделирование динамики популяций микроорганизмов в ризосфере растений

  • автор:
  • специальность ВАК РФ: 03.00.07
  • научная степень: Кандидатская
  • год, место защиты: 2000, Санкт-Петербург
  • количество страниц: 150 с.
  • бесплатно скачать автореферат
  • стоимость: 240,00 руб.
  • нашли дешевле: сделаем скидку
  • формат: PDF + TXT (текстовый слой)
pdftxt

действует скидка от количества
2 диссертации по 223 руб.
3, 4 диссертации по 216 руб.
5, 6 диссертаций по 204 руб.
7 и более диссертаций по 192 руб.
Титульный лист Математическое моделирование динамики популяций микроорганизмов в ризосфере растений
Оглавление Математическое моделирование динамики популяций микроорганизмов в ризосфере растений
Содержание Математическое моделирование динамики популяций микроорганизмов в ризосфере растений
Вы всегда можете написать нам и мы предоставим оригиналы страниц диссертации для ознакомления

Оглавление.
1. Введение
2. Литературный обзор
2.1 .Прикорневая область почвы как среда обитания
микроорганизмов и объект системного анализа
2.2.Применение методов математического моделирования
для изучения микробного сообщества ризосферы
2.2.1. Парадигма Моно, ее развитие и применение
2.2.2. Модели ризосферного сообщества микроорганизмов
3. Математическое моделирование популяции
бактериального интродуцента в ризосфере
3.1.Описание модели имитирующей динамику
популяции интродуцента в ризосфере
Д.«. & * '* Г *
3.2.0сновные допущения лежащиевщйПбйе модели
3.3. Обсуждение модели
3.3.1. Выбор класса математической модели
3.3.2. Использование парадигмы Моно для описания роста микроорганизмов в почве
3.3.3. Миграция микроорганизмов в прикорневой зоне растений
3.3.4. Формализация биотических факторов
3.3.5. Формализация резидентной ризосферной микрофлоры
3.3.6. Физико-химические особенности почвы, определяющие рост ризосферных микроорганизмов
3.3.7. Биологические различия между интродуцентами и ризосферной микрофлорой
3.3.8. Сравнение разработанной модели с ранее опубликованными моделями
3.4. Исследование эффективности инокуляции микроорганизма
в ризосферу при различных условиях
3.4.1. Методика исследования эффективности инокуляции
при помощи математической модели
3.4.2. Результаты имитации динамики популяции интродуцента при базовом наборе параметров
3.4.3. Влияние почвенных факторов и агротехнических воздействий на выживаемость бактериального интродуцента
3.4.4. Внесение в ризосферу микроорганизмов с различными кинетическими параметрами роста
3.4.5. Влияние хищников и паразитов ризосферной микрофлоры на результаты инокуляции
4. Идентификация кинетических параметров роста микроорганизмов в рамках модели Моно
4.1. Задача идентификации кинетических параметров роста микроорганизмов
4.2. Модель Моно роста микроорганизмов в простой периодической культуре
4.3. Формализация лаг-фазы роста микроорганизмов
4.4. Исследование нелинейной регрессионной модели Моно
4.4.1. Математическая постановка задачи
4.4.2. Метод решения задачи
4.4.3. Результаты исследования
4.4.4. Мультиколлинеарность параметров в
регрессионной модели Моно
4.5. Оптимальное планирование экспериментов по периодическому культивированию микроорганизмов
5. Заключение
6. Выводы
7. Список использованной литературы
4. Приложение. Компьютерные программы,
использованные в работе

Введение.
Ризосфера представляет собой небольшую область почвы вокруг корня растения, где наблюдается высокая концентрация различных микроорганизмов. Интерес к ризосфере обусловлен важностью этой зоны как граничной в системе почва-растение (Bazin et al., 1990). От состава и динамики ризосфер-ной микрофлоры во многом зависит продуктивность растения (Кожемяков, Тихонович, 1999). Растение, в свою очередь, оказывает непосредственное воздействие на микроорганизмы прикорневой зоны. Многие агрофизические, агрохимические методы повышения урожайности растений сводятся к воздействию на ризосферную микрофлору (Lynch, 1987). Уже более ста лет на практике применяются бактериальные препараты (Красильников, 1958; Ми-шустин, 1975). Однако, несмотря на большой экспериментальный материал, накопленный наукой к настоящему времени, многие практические методы управления сообществом ризосферных микроорганизмов имеют недостаточное теоретическое обоснование. Как следствие этого, нередко, при использовании одних и тех же бактериальных препаратов и агротехнических приемов достигаются различные результаты (Jagnow, 1987; Bashan, 1990 ). Иногда даже наблюдается отрицательное влияние бактериальных препаратов на продуктивность растений. Необходимо иметь возможность, по крайней мере, прогнозировать заранее результаты интродукции бактерий в ризосферу в определенных условиях (Burdman et al., 1998). Невозможно определить границы эффективного применения бактериальных препаратов только эмпирическими методами (Кожевин, 1989). Ризосфера - открытая биологическая система, находящаяся под влиянием большого количества внешних и внутренних факторов имеющих различную природу. Результат интродукции микроорганизмов зависит не только от свойств самих микроорганизмов, но и от всего комплекса параметров, характеризующих ризосферу конкретного растения в определенной почве (Hartel et al., 1994). Выявить воздействие определенного фактора на ризосферную микрофлору на основании эксперимен-

Z - биомасса зеленой части растения; Z’- активная часть Z, обеспеченная лимитирующим ресурсом; К - биомасса корней.
В экспериментах определяли динамику биомассы зеленой части растений Z и корней К, интенсивность фотосинтеза ИФ, интенсивность темнового дыхания зеленой части ИТД, и корней, которая включает дыхание растительной ткани ИДК и микроорганизмов vre , концентрацию органических веществ в растворе s и биомассу микроорганизмов х по данным посева, микроскопии и кинетическим методом. Правильность измерений проверяли по сходимости материального баланса углерода:
ИФ = dZ/dt + dK/dt + ИТД2 + ИДК + vre (2.5.)
Три использованных метода показали схожие результаты по характеру динамики. Величины х возрастали от 0,1-0,2 в начале опыта до 0,6-1,8 мг С/растение к концу первого месяца и далее не изменялись. По мнению автора постоянство х при высокой дыхательной активности бактерий свидетельствует о квазистационарности их роста (dx/dt~0, дх~Ех), что возможно при непрерывном эллиминировании микроорганизмов. Оказалось, что между двумя последовательными делениями бактерий в прикорневой зоне в среднем проходят одни сутки. Из этого был сделан вывод, что темпы размножения бактерий в этой лабораторной биосистеме задаются циркадными ритмами фотосинтеза.
Рассмотренные выше модели можно классифицировать по нескольким системообразующим признакам. Все исследователи использовали для формализации роста микроорганизмов парадигму Моно. Причем в модели Ньюмана-Уотсона и Дарраха учитываются траты на поддержание микроорганизмов, а в остальных моделях авторы ими пренебрегают. Каждая из моделей имеет свои особенности, которые, с одной стороны, придают ей определенное преимущество перед остальными моделями, а с другой - отражают только те особенности экологии ризосферной микрофлоры, которые авторы пытались имитировать.
Вы всегда можете написать нам и мы предоставим оригиналы страниц диссертации для ознакомления

Рекомендуемые диссертации данного раздела