Уважаемые партнеры, представляю Вам подборку материалов из открытых источников члена нашего сообщества Рогачева Ю. Б. -кандидата с/х наук, агронома Ботсада лекарственных растений при мединституте им. Сеченова. В сфере интересов Юрия Борисовича, также – разработка ассортимента растений для высадки на улице в форматах вертикального озеленения на модулях редкого полива.
Лучшие умы научного сообщества на текущий момент озадачены темой снижения углеродного следа.
Контейнеры для выращивания растений фирмы ООО «Вертикальные лечебные сады» – идеальная среда для развития почвенных микроорганизмов, т.к. имеют значительный объем (12 л), в них применяется субстрат на основе природного грунта, а дренажный слой обеспечивает необходимую влажность для подержания почвенной биоты.
К числу таких микроорганизмов относятся многие карбоксидотрофные бактерии и археи, которые способны усваивать СО в качестве донора электронов или источника углерода переводя его в СО2.
Карбоксидобактерии — группа аэробных хемолитоавтотрофных бактерий, получающих энергию при окислении угарного газа (СО), объединяемых на основании физиологических особенностей. Не являются таксономической группой.
Измерено, что карбоксидотрофные бактерии поглощают около 2×108 тонн СО из атмосферы ежегодно, поддерживая низкую атмосферную концентрацию этого токсичного газа [Conrad, R., Seiler, W. Role of microorganisms in the consumption and production of atmospheric carbon monoxide by soil. (англ.) // Appl Environ Microbiol. : журнал. — 1980. — Vol. 40, no. 3. — P. 437-45., Conrad, R., Meyer, O., Seiler, W. Role of carboxydobacteria in consumption of atmospheric carbon monoxide by soil. (англ.) // Appl Environ Microbiol. : журнал. — 1981. — Vol. 42, no. 2. — P. 211-5.]
Аэробные согласно однонаправленной реакции
СО + Н2О → СО2 + 2Н++ 2е-
Анаэробные:
СО + H2O → CO2 + H2; ΔG0’=-20 кДж/моль
Карбоксидобактерии могут использовать СО эффективно при низких концентрациях СО,за счет большой разности в окислительно-восстановительных потенциалах кофермента Q (0 В) и СО/СО2 (-0,54 В). Компоненты дыхательной цепи карбоксидобактерий являются устойчивыми к высоким концентрациям СО,
Некоторые археи используют атмосферный углекислый газ как источник углерода благодаря процессу фиксации углерода (то есть являются автотрофами). Этот процесс включает в себя либо сильно изменённый цикл Кальвина, либо недавно открытый метаболический путь, известный как 3-гидроксилпропионат/4-гидроксибутиратный цикл[85]. Кренархеоты также используют обратный цикл Кребса, а эвриархеоты — восстановительный ацетил-СоА процесс[86]. Фиксация углерода осуществляется за счёт энергии, получаемой из неорганических соединений. Ни один известный вид архей не фотосинтезирует[87]. Обычная для этих организмов биохимическая реакция представляет собой окисление водорода с использованием углекислого газа в качестве акцептора электронов.
| Неорганические соединения | Органические соединения или | , , | |
| Органические соединения | Органические соединения или | , , |
Археи осуществляют многие этапы круговорота азота. Это включает в себя как реакции, удаляющие азот из экосистемы, к примеру, азотное дыхание и денитрификация, так и процессы, в ходе которых поглощается азот, такие как усвоение нитратов и фиксация азота[130][131]. Археи также играют важную роль в почвенном окислении аммиака.
Они образуют нитриты, которые затем окисляются другими микробами в нитраты. Последние потребляются растениями и другими организмами[133].
| Аэробные | (CO) → (CO2) + e– | O 2 (кислород) → H 2O (вода) | |
| NH3 () → N 2 (азот) + e– | NO− 2 (нитрит) | ||
| S0 () → SO2− 4 (сульфат) + e– | NO− 3 (нитрат) | ||
| (CO) → (CO2) + e– | NO− 3 (нитрат) |
Выделяющиеся в процессе жизнедеятельности микроорганизмов углекислый газ и нитраты используются растениями, размещёнными в тех же контейнерах. Т.е. создается приемлемая экосистема, удаляющая из воздуха угарный газ (микроорганизмы), и возвращая в окружающую среду кислород (растния).