Methodenartikel

Isolation der Native Soil Mikroorganismen mit Potenzial für den Abbau von biologisch abbaubaren Kunststoff Mulch Films in der Landwirtschaft eingesetzt

DOI:

10.3791/50373

10. Mai 2013

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Kunststoff-Folien mit der Bezeichnung "biologisch abbaubar" sind im Handel erhältlich für die landwirtschaftliche Nutzung als Mulch. Bodenbearbeitung stellt eine attraktive Methode zur Verfügung, aber Abbau unter Feldbedingungen ist wenig bekannt. Der Zweck dieser Studie war es, Methoden zur Isolierung von Mutterboden Pilze und Bakterien, die Plastik Mulchfolien nach Feld Bestattung kolonisieren zu entwickeln.

Zusammenfassung

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Fungi heimisch landwirtschaftlichen Böden, die im Handel erhältlichen biologisch abbaubaren Mulch (BDM) Filme kolonisiert wurden isoliert und auf eine mögliche Potenzial, Kunststoffe zersetzen. Normalerweise, wenn Formulierungen von Kunststoffen bekannt sind und eine Quelle des Ausgangsmaterials vorhanden ist, kann pulverförmigen Kunststoff in Agar-basierten Medien-und Abbau durch Visualisierung von Clearing-Zonen bestimmt ausgesetzt werden. Doch dieser Ansatz schlecht imitiert in situ Abbau von BDMs. Zuerst werden BDMs nicht als kleine Teilchen durch den Boden dispergiert. Zweitens werden BDMs nicht im Handel als reine Polymere erhältlich, sondern als Folien, die Zusätze (z. B. Füllstoffe, Weichmacher und Farbstoffe), die das mikrobielle Wachstum beeinflussen können. Die hier beschriebenen Verfahren wurden Isolate aus Boden vergraben Mulchfolien erworben werden. Pilz-Isolate aus ausgegraben BDMs erworben wurden einzeln für Wachstum auf einem Stück neue, entwesten BDMs oben definierten Medium ohne Kohlenstoffquelle e festgelegten getestetXCEPT Agar. Isolate, die auf BDMs wuchsen, wurden weiter in einem flüssigen Medium, wo BDMs waren die einzige hinzugefügt Kohlenstoffquelle getestet. Nach etwa zehn Wochen wurden Pilzbesiedlung und BDM Abbau durch Rasterelektronenmikroskopie untersucht. Isolate wurden durch eine Analyse der ribosomalen RNA-Gen-Sequenzen identifiziert. Dieser Bericht beschreibt die Methoden zum Pilz isoliert, sondern auch Bakterien isoliert wurden mit diesen Methoden durch Einsetzen geeigneter Medien für Bakterien. Unsere Methodik sollte sich als nützlich erweisen für Studien, die Aufschlüsselung der intakten Kunststofffolien oder Produkte, für die Kunststoff-Rohstoffe sind entweder unbekannt oder nicht verfügbar. Doch unser Ansatz nicht ein quantitatives Verfahren zum Vergleich von Preisen BDM Abbau.

Einleitung

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Der Abbau ist historisch betrachtet worden eine unerwünschte Eigenschaft von Kunststoff-Polymere, weil Aufschlüsselung verkürzt Produkt Lebensdauer und Haltbarkeit. Vor kurzem hat das Bewusstsein für die Umweltprobleme durch Plastikmüll in der natürlichen Umgebung präsentiert 1,2,3 gemacht biologisch abbaubare Kunststoffe eine attraktive Alternative zu herkömmlichen Kunststoffen. Degradation (definiert als strukturelle Veränderungen, Fragmentierung und Reduktion im Molekulargewicht, Integrität und Stärke 4,5) erfolgt über eine Reihe von Veranstaltungen, darunter sowohl abiotische Prozesse (thermische Belastung, Photo-Oxidation, Hydrolyse, Erosio....

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Protokoll

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Dieses Verfahren erfordert mindestens mehrere Monate für die Inkubation von BDM Filme im Boden, und mehrere Monate für sequentielle Bioassays sowohl auf Agar-Platten und Agar-frei, chemisch definierten Brühe Kolonisation und Abbau zu bewerten. Die einzelnen Methoden werden in der Reihenfolge, wie sie durchgeführt werden aufgelistet.

1. Inkubation von BDM Films im Boden

Integrieren BDM Filme in den Boden unter Bedingungen imitiert diejenigen, unter denen sie erwartet, dass sie abgebaut werden. Erwerben Sie 400 g (Trockengewicht Äquivalent) der gebietsansässigen Boden und Sandwich eine 10 cm x 10 cm BDM mit dem Bo....

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Ergebnisse

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In einer aktuellen Studie 24, repliziert jeweils vier von drei kommerziell erhältlichen BDMs Bezeichnung "biologisch abbaubar", sowie einen experimentellen Film und eine herkömmliche Kunststoff-Kontrolle wurden über Boden als Mulch für Tomaten-Produktion im Frühjahr 2010 gelegt in Mount Vernon, WA, Knoxville, TN, und Lubbock, TX. Im Herbst 2010 wurden BDM Film Quadrate von jeweils verwitterten Mulch in vier replizieren Grundstücke geschnitten und Mutterboden wurde aus direkt unter dem Bereich, wo die Mulch Pr.......

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Diskussion

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Die hier beschriebene Verfahrensweise stellt einen First-Pass-Technik zur Isolierung von potenziellen BDM Abbauern aus dem Boden und wurde erfolgreich eingesetzt, um Pilze aus BDMs im Boden für sieben Monate begraben isolieren. Fungi wuchs, als auf frische BDM Material des gleichen Typs überimpft, das anzeigt, dass die isolierten Pilzen Tat waren Kolonisatoren, und daß die Filme waren nicht hemmend für Pilzwachstum. Isolation von Kunststoff-abbauende Pilze und Bakterien könnten potenziell ihre Verwendung führen, einzeln.......

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Offenlegungen

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Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessen haben.

Danksagungen

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Dr. Stephen Alderman, Dr. David Blatt, und Erin Macri sind dankbar für die Hilfe bei der Mikroskopie anerkannt. Diese Forschung wurde durch einen Zuschuss aus dem NIFA Specialty Crops Research Initiative, USDA-SCRI SREP Bewilligung von Fördermitteln Nr. 2009-02484 finanziert. Briana Kinash, Kevin Kinloch, Megan Leonhard Joseph McCollum, Maria McSharry und Nicole Sallee lieferte hervorragende technische Unterstützung und nachdenklich Diskussionen.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Kartoffel-Dextrose-AgarBecton Dickinson8X05491
AgarFisherBP 1423-2
ChloramphenicolAcros Organics200-287-4
Glutaraldehyd-Electon-MikroskopieSciences 16216-10Toxisches
MolekularsiebFisherM-8892
EthanolPharmco-AaperE200
ContrexDecon Labs, Inc.5204
Parafilm MPechiney Plastic PackagingS37440
Mineralsalze für Puffer und MedienFisherVerschiedenesVerschiedene Anbieter verkaufen diese Reagenzien

Referenzen

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  1. Gregory, M. R. Environmental implications of plastic debris in marine settings - entanglement, ingestion, smothering, hangers-on, hitch-hiking and alien invasions. Philosophical Transactions of the Royal Society. 364, 2013-2025 (2009).
  2. Teuten, E. L., Saquing, J. M., et al.

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Schlagwörter

Biologisch abbaubare MulchfolienIsolierung von BodenpilzenAssay zum KunststoffabbauRasterelektronenmikroskopiePlattieren durch serielle Verd nnungBioassay in MinimalmediumBewertung der PilzkolonisationIdentifizierung mittels ribosomaler RNAVerfahren im SicherheitswerkbankUV Desinfektionsmethode

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