Как почвенные организмы в грунтах модулей редкого полива работают с СО2

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.

 

Литотрофы Неорганические соединения Органические соединения или фиксация углерода FerroglobusMethanobacteriaPyrolobus
Органотрофы Органические соединения Органические соединения или фиксация углерода PyrococcusSulfolobusMethanosarcinales

 

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 карбоксидобактерии Pseudomonas carboxydovorans угарный газ (CO) → углекислый газ (CO2) + e O
2 (кислород) → H
2O (вода)
Анаэробные окислители аммония Planctomycetes NH3 (аммиак) → N
2 (азот) + e[12]
NO−
2 (нитрит)
Тионовые бактерии Thiobacillus denitrificans S0
 (сера) → SO2−
4 (сульфат) + e[13]
NO−
3 (нитрат)
Карбоксидобактерии Pseudomonas carboxydoflava угарный газ (CO) → углекислый газ (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).

Оцените статью
Вертикальные лечебные сады
Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.