Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Микромицеты каштановых почв Армении и их деструктивная активность на композиционных материалах

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Микромицеты каштановых почв Армении и их деструктивная активность на композиционных материалах"

?ГБ 0!\ < g flHR 1998

^iiijiijij'jiiufiji 4!ufipuni]tuinipjiufi qJiwnipjmGfltipJi m(jquij[iû uj![iurjtiî[iu(

PmuiupiuGmpjujQ ¡iGuui}unuun

(ЛтЦшшЦшцшО 'lujibGmtiûiu UWiniû"l>

<uijujutnujG}i ¿wlimCoiljmqaijC hnijbpfi !Î]il[pniî(igUuiGbpp (i GpuiGg rçtiumpml|m[iil iul(inlit{otpjm(j liniîujnqtigjinfi Gjmpbp}» ijpui

4.00.05 «pimmipuiGnipjmG» lîuiuGuiqliininpjuiiip ЦЬОишршОшЦшО qfimmpjaiGlibpji рЫ^Ош&вф qjimuiliuiû uiuwJlCîmGJi liuijgiSuiG

шшЬйофшширрий

IJbrpîuiqJip bpUuiG - 1997 p.

Национальная академия наук Республики Армения Ипсгатут ботаники

Мависакалян Валентина Межлумовпа

Микромицеты каипаиовых почв Армении и («деструктивная активность ira кошюзициогтых материалах

Автореферат

диссертации па сонскаяве ученой степей кандидата биологически иаук по спецнатьноста/П.жй05 "ботаника"

Ереван-1997г.

UitutumaiOgQ 1|шшшр1|Ь^ t bpUitiöfi ujbinujljuiü hoitfuJiuujpuJGfi [(ЬйишршйшЦшй фш^пцшЬиф pniuuipujGnLpjujG шйр^пйпи5:

QfimujtiUjG qbl)UJi(ujpGfcp' OufiujjuiG L.L. 4UU ш^ил^ЬОДпи, UppuJhuiüjiiiG SA, ijbüu. qfiin. r^nljinnp, щрпфЬипр 'rluJ2innGuit)U)G {¡GryjIi&ufunuGbp'

РшриЬгушй U.U., ijbGuujpujGmpjaiü q|iinnipjniGQbpii г;пЦшпр, щрпфЬипр

ЧЬргцшй Ь.Ч., 1)Ьйишр1ийтиш0 qtwnipjniGGbpfr pbljGujöru, rjngbÖLn

ипшдшшшр hujuinujinntpjmü'

^mjljuJljujD qjiurimOmbuiuljuiü Ш1)ШГ|М[1Ш

'Лшгиацшйгир^йс IjuijuiGuiini. t Lb i- 199 3 (i "i2"-hü, ЧЧ

Q-UU Ртишршйг)ф]шй tiüuuifiuiniuifiG Ijfig 035 duiuGaiqfimuiljujG (unphpr)|i Gfiuinnuü:

4'jJugbG' 3705063, g. bpLuiG-63, QUU PmuiupujOrupjiuG (iüuuifimm.w: UinbDuj|unurupjuiG hbin ЦшрЬ[[1 t öuiünpiuGui[ 33 QUU РгнишриЛгвдиЛ fiGuuifiLnriiinfi qpuirjujpujGnuS: UbrpSGujqfipQ umujgi[uj6 U997 p. ¿3. /<? :

UtuuGiuqlunuJliiuG funphpr)[i q|imuil)iuü рифттпшр, /г 1|Ьйишршйл!.р]шй qtiiniupjniiiGbpli pbljGujönt. .^^¿¿¿j^QpiiqnpjujQ U.U.

Работа выполнена на кафедре ботаники биологического факультета Ереванского государственного университета.

Научные руководители: Осипян A.A., академик HAH РА, Абрамян Дж.Г., доктор биол. наук, профессор Официальные оппоненты: Барсегян A.M., доктор биологических наук, профессор Вердян Н.Г., кандидат биологических наук, доцент Ведущее учреждение: Армянская сельскохозяйственная академия.

Защита состоится Ii. I. 199 S в IX" часов на заседании специализированного совета 035 при институте ботаники HAH Республики Армения.

Адрес: 3705063, Ереван-63, Институт ботаники HAH РА.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан 13. /2. 1997г. „

Ученый секретарь специализированного /> s" Z' совета , кандидат биологических наук Григорян A.A.

Общая характеристика работы.

Актуальность темы. Одним га основных аспектов современной биологической науки можно считать проблему повреждений микроорганизмами промышленных материалов, сырья, изделий и т д Доминирующая роль в возникновении и процессе разрушения материалов принадлежит почвенным микромицетам, которые, благодаря своим морфологическим, физиологическим и генетическим особенностям активно включаются во все звенья круговорота веществ природы (Ильичев, 1Ô78; Успенская, 1980; Ильичев, Бочаров и др., 1987; Мирчинк, 1968).

Накоплены многочисленные данные по биокоррозии различных полимерных материалов, видовому составу микродеструкторов, механизму и природе коррозийных процессов. Полимерные материалы в силу своих физико-механических и химических особенностей имеют широкий спектр применения в различных областях народного хозяйства, что предполагает экстремальные условия эксплуатации последи»«; природные воздействия, загрязнение поверхности, давление, растяжение и т.д. Вышеперечисленные параметры, а также многие другие, стимулируют процесс 5иодеструк.ции.

Обрастание и разрушение субстратов микромшетами обусловлено как физиологическими возможностями грибов, так и химическим составом объектов повреждения (Лугаускас, Микульскене и др., 1387; Боткина, (рючкова и др., 1988).

Видовой состав почвенных грибов-деструкторов по мере новых ^следований пополняется новыми видами. В настоящее время выявлены выше 400 видов микодеструкторов полимерных материалов, имеющих больно сложный и разнообразный химический состав

В проблеме биоповреждний промышленных материалов, в частности, юлимерных материалов, особое значение приобретает необходимость заработки мер по повышению их грибостойхости путем синтеза новых

г

соединении, достоверного прогнозирования и устранения биоповреждающей ситуации.

Цепь и задачи исследования. Цель настоящей работы заключалась в выявлении видового состава и ассоциаций микодеструкторов, вызывающих биоповреждения и биоразрушения композиционных материалов на основе ПИЦК (производных изоциануроеой кис/юты); в раскрытии механизма биокоррозии, вызванной микромицетами-деструкторами; в выявлении структурных и физико-химических изменений различных композиционных материалов; в изучении биостоикссти и жизнеспособности данных соединений и, как следствие, в разработке мер по защите вышеуказанных комплексов от агрессивного воздействия метаболитов почвенных грибов.

В связи с вышеизложенным необходимо было разрешить следующие задачи:

1. Выявить вида агрессивных почвенных грибов - антагонистов для проведения экспериментов на грибостойкость композиционных материалов.

2. Исследовать грибостойкость некоторых ингредиентов композиционных материалов.

3. Выявить видовой состав и функционально взаимосвязанные сообщества микодеструкторов, функционирующих на ПИЦК и координационных соединениях на их основе; раскрыть химическую природу процессов биокоррозии; выявить продукты разложения ПИЦК и комплексов на их основе под воздействием метаболитов микодеструкторов.

4. Выявить грибостойкость хегатных комплексов на основе их структурных связей.

5. Выявить видовой состав микодеструкторов, поражающий разнообразные композиции; изучить структурные и физико-химические изменения испытуемых соединений под воздействием метаболитов деструкторов; изьекатъ пути повышения грнбостойкости последних

Научная новизна исследования. Исследован таксономический состав микромицетое и закономерности их расгростронения в горных

каштановых почвах Армении (в пределах 1150-1260 м над ур.моря). В результате микологических анализов выявлен 141 вид микромицетов.

Выявлены штаммы видов грибов и наборы, обладающие высокой деструктивной активностью в отношении композиционных материалов. Испытаниям на грибостойкость подверглись композиционные соединения, впервые синтезированные бораты и фосфаты ПИЦК, а также их металлокомплексы. Из числа последних выявлены биостойкие и жизнеспособные соединения, показавшие высокую биостойкость и жизнеспособность.

В процессе испытаний проведен анализ поэтапного разрушения негрибостойких ПИЦК и хелатов под воздействием метаболитов микодеструкторов (гидролиз -> окислительная деструкция -> расхрьпие симм-триазинового цикла).

Установлена зависимость между структурными связями лиганда с комплексообразователем и степенью грибостойкости ряда метаплокомплексов. Доказана высокая устойчивость соединений, где лиганды координированы с »юном металла по донорно-акцепторному механизму. Тогда как соединения, где лиганды координированы с ионом металла полярно-ковалентно, уязвимы для метаболитов микромицетов и деструктирукзт по вышеуказанному механизму.

Исследована зависимость между грибостойкостью некоторых композиционных материалов и содержанием в их составе ПИЦК (клеевые композиции, полимерминеральные композиции, шпаклевки).

Установлено, что во всех вышеприведенных соединениях, ПИЦК и келаты на их основе, являются высокоэффективными компонентами, ювышающими показатели грибостойкости, с сохранением всех эксплуатационных и токсико-гигиенических требований; предъявляем к данной группе соединений.

За период выполнения работы ряд исследований был защищен тгорскими свидетельствами.

Использование грибостойких ПИЦК в качестве биостойкого компонента, который не только не влияет на предъявлемые к

композиционным соединениям физико-механические и технические требования, но и существенно повышает их параметры, явилось новшеством не имеющим аналогов в источниках информации.

Практическая значимость. Рекомендованы агрессивные штаммь видов микодеструктсров и наборы, которые могут быть использованы при аттестации грибостойкости композиционных материалов. Разработки в области исследования грибостойкости шпаклевок, в состав рецептуры которых входят ПИЦК и их хелаты, рекомендованы к внедрению в призводство, поскольку повышают долговечность различных строительных сооружений, конструкций, наземных и подземных коммуникаций, что облегчает условия эксплуатации последних Данные защищены авторским свидетельством "Шпаклевка" N 147710.

Получение и внедрение принципиально новых грибостойких полимерминеральных композиций, модифицированных ПИЦК, способствует разрешению различных аспектов ряда хозяйств, связанных с повышенными эксплуатационными требованиями. Разработки по получению данных грибостойких соединений были защищены авторским свидетельством "Полимерминеральная композиция" Ы 1722004 и рекомендованы к производству.

Клеевые композиции на основе различных каучуков и смол, содержащие ПИЦК, отличаются высокой грибостойкостью и многими другими ценными свойствами, предъявляемыми к соединениям данного типа. Это делает их незаменимыми в производстве современных стройматериалов, радиоаппаратуры и т.д Данное иследование также защищено авторским свидетельством "Клеевая композиция" N 1513890 и рекомендовано к производственным мощностям.

Апробация работы. Диссертационная работа выполнялась в рамках плановой темы кафедры ботаники ЕГУ. Основные положения диссертационной работы докладывались на научных семинарах и заседаниях кафедры ботаники и совета биологического факультета ЕГУ.

Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликованы 3 статьи и получены 3 авторских свидетельства.

Структура и о бьем диссертации. Диссертационная работа с приложением изложена на страницах машинописного текста, состоит га введения, главы обзора литературы (включающего два раздела), главы материала и методов «следования, трех глав собственных исследований (включающих 5 разделов), выводов, списка щттирсванной литературы, включающего наименований, приложения, в котором изложен конспект видов микрош 1цетов, выделенных из каштановых почв.

Работа иллюстрирована таблицами и рисунками.

Содержание работы,

Глава /. Литературный обзор.

В главе, состоящей иа двух разделов, приводятся литературные сведения по рассматриваемым в диссертации вопросам относительно изученности почвенных микроскопических грибов и их деструктивной активности на различных промышленных материалах.

Глава 1!. Материалы и методы иследований. И. 1. Материалы и методы выделения микромицетсв из почв. С целью проведения исследований по изучению деструктивной деятельности микромицетов почв и для постановки экспериментов по изучению ■рибостойкости производных изоциануровой кислоты (ПИЦК) и «эмпозищюнных соединений на их основе, нами выявлен видовой состав и теследовано распространение микромицетов каштановых почв экрестностей Аштарака и подножья южного склона г. Арагац (в пределах 1150-1260 м надур.м.)

Работы по выявлению, идентификации мицелнальных микромицетов 1 эксперименты по испытанию грибостойкости вышеуказанных соединений доводились с 1987 по 1996г. г. при кафедре ботаники биологического факультета Ереванского государственного университета.

Микологическое обследование почв проводилось в десяти пунктах образцы брались с поверхностных слоев и с глубины 25-30 см, в разные сезоны года (по 3 раза - весной, летом, осенью).

Выделение почвенных микромицетов проводилось (с помощью ряда методик), в основном по методу серийных разведений (Литвинов, 1969). Выявлены комплексы микромицетов по их структуре (Озерская, 1980; Мирчинк, Озерская, Марфенина. 1982). С целью характеристики структурь комплекса микромицетов использованы показатели частоты встречаемости айда (пространственная и временная).

С целью выявления микромицетов-деструкторов из почв использован метод, указанный в работе Д.Ю.Шляужене и АЮ.Лугаускаса (1982). Взаимоотношение грибов, применяемых для испытания промышленных материалов на грибостойкость, изучались методом, рекомендованным З.АТурковой и О.АТитковой (1979).

Идентификация видов проводилась на основе морфологических и культуральных признаков по ряду монографий и определителей (Пидопличко, 1653; *Фл. спор. раст. Каз", 1967; Литвинов, 1967; Егорова, 1986; Визн. ф. Укр.,1669; Милько.1074; Билай, 1077; Кириленко, 1977,1078; Râper a. Thorn, 1949; Raper a Fennel!, 1965; Barron, 1968; Elfe, 1971,1976; Gams, 1971; Samson, 1974, Schipper, 1975,1976, 1978, 1984). //. 2. Материал и методика испытаний на три бос той кос ть, Испытаниям на грибостойкость подвергнуты производные изоциануровой кислоты и комплексные соединения на их основе. В состав композиционных материалов входили ряд кислых и нейтральных солей, а также ортофосфорная и борная кислоты. Были использованы следующие соли и их кристаллогидраты:

Ел (0-G- 0Н3)г; Gu tO-Ç-CH5)a-2 Н20; Со(0-С-СУг-2Нг0; NilO-Ç-CH»)a-2H NiCNOsta; Co(N0.)2;Zn(N0sT«;Cu{N03' NiCLaiGôCLaiZnCUîCuCLaïNiSO^-OoS CuSO,.

Производные изоциануровой кислоты - ПИЦК (1,3,5 трисгидроксиметилизоцианурат), полученные по методу М.КисИагэк1 (1974), синтезированы на кафедре химии и методики ее преподавания Ереванского Пединститута им. Х.Абовяна.

Из композиционных соединении на основе ПИЦК, в экспериментах были использованы шпаклевки (состав: ПВДД, наполнители неорганической и органической природы, ПИЦК), полиминеральные композиции (состав: эпоксидная диановая смола, отвердитель, растворитель, ряд неорганических добавок, пластификатор, ПИЦК), клеевые композиции (состав: эпоксидные смолы, полимеры-полиуретан, полиамиды,полиэфиры, ПИЦК).

Испытаниям на грибостоикость подверглись около 60 наименований соединений.

Эксперименты по выявлению грибостойкости вышеуказанных соединений проводились: 1) а условиях открытой площадки, 2) в лабораторных условиях (с предварительным инокулированием водно-споровой суспензией наборов грибов образцов испытуемых соединений), инфицированные образцы помещались в термостат, где устанавливалась температура 29 ± 2° С и относительная влажность воздуха 07 + 3%; 3) путем погружения образцов в ящики с почвой.

Продолжительность экспонирования от 1-го до 3-х месяцев, с многократной повторностью. Выделение грибов с пораженных объектов проводилось по методике И.Г.Каневской, И.АКоровиной, Л.Ю.Лугаускаса (1882).

Грибостоикость композиций определялась по показателю уменьшения массы образца и вычислялась по формуле:

Мт - начальная масса

где

Мг - конечная масса

М)

За величину потери массы (Л М) принималось среднее арифметическое значение результатов 10 испытаний.

Жизнеспособность композиций определялась по ГОСТ- 14231- 76. Прочность на расслаивание - по ГОСТ 14759-60 и ГОСТ- 14760-69, а прочность на неравномерный отрыв и водостойкость клеевого шва - по методу Г.М.Мовсисяна (1S80).

Ионы металлов в комплексах определялись методом атомно-адсорбционной микроскопии ("AAS-3").

вменения структурных связей в композициях, в результате деструкции микромицетами, определялись с помощью спектро фотометрии ("Varían Т-60").

Молекулярные массы составляющих ПИЦК определялись по С.Р.Рафикову и С. А Павловой и др.(1963)

Глава Ш. Композиционные соединения, используемые в экспериментах на грибостойкость.

Среди азотсодержащих гетероциклических соединений важное место занимают симм-триазины и их функциональные производные. В последние годы интерес к ним растет, что обусловлено их химической активностью и чрезвычайной тепло- и термоокислительной стойкостью, а также высокой устойчивостью в отношении биоагрессивных объеков.

Производные симм-триазинов, в частности, изоциануровой кислоты, находят применение при создании различных композиционных материалов с повышенными эксплуатационными требованиями.

Данные соединения используют как высокоэффективные модификаторы разнообразных клеевых, полимерных композиций, которые служат для омоноличивания силовых конструкций и металлических изделий различного назначения.

Впервые целенаправленно научной группой под руководством профессора М.Л.Ерицяна был синтезирован ряд ПИЦК, олигомеры и комплексы на их основе, которые использовались в исследованиях

описанных в данной работе. Общая формула координационных соединений, где лигандами служат бораты, фосфаты ПИЦК и м еталлоко м л леке ы на их основе, следующая:

M(L)2-A, где L- HOVUCN'' ^NCMH

М = №+г; Со+г; Cut2;Znt2 А = 2 СГ; 2 N0Г; S0«"2;(0- С-СИз)"г

О

Вышеуказанные соединения испытывал ись на грибосгойкость, с целью вьивления механизма микодеструкции различных композиционных материалов и ПИЦК, а также выявления видов микромицетов, наиболее агрессивных в отношении данного ряда соединений.

Глава ¡V. Таксономический состав ынхроммце тон и закономерности их распространения в горных каштановых по чвах.

За период микологических анализов окультуренных каштановых гачв окрестностей Аштарака и подножья южного склона горы Ара га ц ;ыявлено более 3200 штаммов грибов, из коих идентифицирован 141 вид микромицетов, относящийся к 58 родам, 1в семействам, S порядкам, 5 классам: Zygomycetes, Plectomycetes, Pyrsnomycates, Ccstomycetee, lyphomycetes (табл.1).

о

li

Таблица 1.

Количественный состав и распределение по таксонам михромицетов каштановых почв.

К ла сс Порядок Семейство

родов видов

2удотусе(ез Мисога1ез Мог^еНасеае 1 1

Мисогасеае 5 17

ТЬатпЫ1асеае 2 2

СипгопдЬатеИ-эсеае 1 2

Р1есЮтусе?е5 ЕикЯйеэ Сутпоаэсасеае 2 2

ТгсЬосота{асеае 1 1

Опудепасеае 1 1

Ругепотусе(ез 8рЬаеоа!ез МЫапоарогасеае 1 2

СЬае1оггтсеае 2 4

Сое!отусе{ев Ме1апсоп1а!еэ Ме1агюоп'1асеае 1 2

врЬаегорэйа!® ЭрЬаегюИасеае 3 5

НурЬотусе(ез АдопотусеЕа1ез АдопотусеГасеае 3 3

Нур^тусе1а1ез Могййсеае 20 73

»¡¡ЬеИЫеэ Оета^сеае 12 16

ТиЬегси1аг'1а1ез вМЬе^сеае 2 3

ТиЬегси1агйсеаб 1 е

Итого: 5 & 16 58 141

Из вышеприведенной таблицы явствует, что в исследованных почвах широко распространены представители класса НурЬотусйез. Наибольшим как родовым, так и видовым разнообразием отличается семейство

п

Moniliaceao (73 вида из 20 родов). Сравнительно меньшим количеством видов микромицетов представлено семейство Dematteeae (16 видов) семейство Tubecculariaceae (8), семейство Stilbellaceae (3).

Видовым разнообразием отличалось также семейство Мисогасеае (17видов из Бродов) из класса Zygomycetes.

Остальные 12 семейств вышеуказанных классов представлены значительно меньшим количеством видов.

Весьма высок в каштановых почвах коэффициент встречаемости диаспор видов родов Pénicillium, Aspergillus, Fusarium и Mucor.

За период микологических исследований выявлен 31 вид рода Pénicillium. Данные сезонных анализов показали, что частота встречаемости диаспор видов рода Pénicillium не подвергается заметным изменениям, тогда как меняются показатели видового разнообразия. Максимум приходится на осенний период где они составили 32,8% всех выделенных видов - в поверхностном слое почвы и 36,5% - на глубине 2530 см (рис.1).

Повсеместно распространены виды Pénicillium chrysogertum, P.lignorum, P. roqueforti, P.stoloniferum, P.urticae.

Анализ данных по распространению микромицетов в различных почвенных горизонтах показал, что во все сезоны года наиболее богат видами грибов поверхностный слой почвы (0-5 см). С глубиной процентное содержание видов рода Pénicillium увеличивалось за счет других родов фибов. Наибольший процент (до 40%) составили виды рода Pénicillium осенью на глубине 25-30 см. Здесь преимущественно встречались пропагулы видов P. feliutanum, P. glauco-lanosum, P. stotoniferum, Р. cyclopium, P.duclauxii.

Из секций рода Pénicillium видовым разнообразием отличается Asymmetric а (54% выделенных видов), около 20% составляют представители секции Moooverticillata и лишь 16% — Biverticillata-Symmetrica.

По данным Хачикян (1975; 1981; 1963), в связи с высоким уровнем минерализации каштановых почв возрастает количество диаспор грибов

рода Aspergillus. Видовое разнообразие данного рода обнаружено нами в поверхностных слоях почвы, где они составили 16,6% всех выделенных видов грибов. При этом пропагулы некоторых видов аспергаллов были обнаружены лишь в данный сезон, в их числе Aspergillus ciavatus, А amstekxSami, A paivulus, A eiegans, A. versicolor, A nidulans. Весной видовое разнообразие аспергиллор составило 7,1%, а осенью - 6% всех выделенных грибов в поверхностных слоях почвы. Тогда как на глубине 2530 см содержание их значительно меньше. Из 12 выделенных видов аслергиллов наиболее распространены A niger, A fumigatus, A ochraceus, A flavus, A ustus. Диаспоры указанных видов неоднократно выделялись во все сезоны года.

№ представителей семейства Monüiaceae весьма распространены виды родов Acremonium. Sepedonium, Trichodefma.Verticillium. Наиболее часто встречались пропагулы видов Acremonium strfctum, A loseo-grteeum, Sepedonium chrysospermum, Paecitomyces liiacinus, P. suipfiureus, Trfchodecma polysporum, T. virüe, Verticillium tennerum. Видовое разнообразие представителей светлоокрашенных гифомицетов (исключая роды Penicilltom и Aspergillus) обнаружено в весенний период где они составили 21,4% выявленных видов грибов (рис.1).

Широко представлены е каштановых почвах представители темноокрашенных гифомицетов (семейство Dematiaceae). Из них наиболее распространены виды Alternaria alternate, Cladosporium eiegantulum, С. herbarum, Stemphyiium botryosum, Torula terrestris, HumicokJ nigrescefis, flhinocladium sporotrichoides. Максимум частоты встречаемости видов семейства Dematiaceae приходился на летний и осенний периоды, причем диаспоры их преимущественно выделялись из поверхностных слоев почв, составив в среднем 15% всех выделенных видов в данные сезоны года.

Высокими показателями распространения в низкогорных каштановых почвах отмечались представители рода Fusarium (семейство Tuberculariaceae). Видовое разнообразие данного рода обнаружено нами в летний период (13%) в нижнем горизонте почвы (25-30см). Однако частота встречаемости дшспор увеличивается осенью. К наиболее

Рисунок 1.

1.1.

1.2.

11.1.

И.2.

Ш.1.

ШРеисЯПит ВМисогйв» В Прочие в 0ета(1Ясюв IВ Моисеева«

|ОЯи«г)ит ^ВАврвгдИья

1-Весна И-Лето Ш-Осень

1-Поверхность

2-Глубина 2530см

| Соотношение в (%) доминирующих групп грибов в каштановых I почвах

распространенным видам можно отнести Fusarium solani, F. culmorum, F. gibbosum, F. oxysporum, F. javanicum, F.sambucinum.

Обильно представлены мукоральные грибы. Видовым разнообразием отличалось семейство Mucoraceae. С наибольшей частотой выделялись пропагулы родов Absiadia, Mucor, Rhizopus. Широко распространены виды Absidia spinosa, Mucor hiemalis, M. mucedo, fvl piriformis, Rhizopus stolonifer.

В весенний и летний сезоны года обнаружены диаспоры Choanephora cucurbitarum, Cunninghameila echinuiata, Absidia ramosa Единичные изоляты Actinomucor elegans, Cunninghamelia japonica отмечены лишь весной. Наибольшее количество видов данной группы микромицетов обнаружено весной в верхнем горизонте почвы (17,8%), а летом и осенью их содержание несколько уменьшается.

Остальные классы (Plectomycetes, Pyrenomycetes, Coelomycetes) представлены немногочисленными видами. Из плектомицетов весной выявлялись пропагулы видов Auxarthron umbrinum, Spiromastix warcupii, Penicilliopsis clavarieformis, Leucothecium emdenii. Из лиреномицетов обильно представлены виды рода Chaetomium. С большой частотой выявлялись пропагулы Phoma beta© - представителя класса Coelomycetes. Изредка встречались в исследованных почвах Pestatotia malorum, P. pezizoides, Pyrenochaeta terrestris.

Определение структуры комплекса микромицетов каштановых почв, с использованием соотношения "пространственной" и "временной" встречаемости, показало, что мероприятия, применяемые при окультуривании почв, способствовали значительному усложнению комплекса микромицетов, как за счет увеличения числа доминирующих, типичных частых видов, так и за счет обогащения почв типичными редкими и случайными видами.

Глава V. Испытание три бос той кос ти ПИЦК и комплексов на их основе.

V, 1. Состав наборов иикодеструкторов, применяемых при испытаниях на грибостойкость. Б наборы тест-культур, для постановки

экспериментов по грибостонкости композиционных соединений, наряду с видами микромицетов, выделенных из каштановых почв, включались также микодеструкторы, изолированные с пораженных материалов.

Более 100 видов микромицетов исследовались на антагонистическую активность (Туркова, Титкова, 1974), из коих для испытаний на грибостойкость отобрано около 40 видов-представителей классов Zygomycetes, Pyrenomycetes, Coetomycetes, Hyphomycetes.

Из представителей класса Zygomycetes - Mortiereila po!ycephala, Rhizopus stotonifer.

Из класса Pyrenomycetes - Chaetomium globosum.

Из класса Coetomycetes - Phoma betae.

Наибольшее количество тест-культур было отобрано из представителей класса Hyphomycetes. В основном из числа видов родов Aspergillus и Penteillium, а также - родов Acremonium, Acremoniella, Alternaria, Aureobasidium, Cladosponum, Epicoccum, Fusarium, Myrothecium, Paecilomyces, Scopulartopsis, Spondilociadium, Stemphyiium, Stysanus, Trie hod erma.

Из различных сочетаний видов родов вышеуказаннь!х грибов были составлены 12 наборов, водно-споровыми суспензиями которых инфицировались испытуемые материалы.

Учитывая различие химического состава и структуры композиционных соединений, для получения достоверных данных испытания на грибостойкость проводились несколькими наборами с

различным составом тест-культур.

f

Повторные варианты испытуемых материалов были инфицированы наборами с идентичным видовым составом грибов, но изолированным с пораженных субстратов. Эксперименты с подобными наборами выявили высокую деструктивную активность грибов, контаминируккцих полимерные материалы.

V. 2. Микроыицеты-деструкторы производных изоциануровой кислоты(ПИЦК). Как с теоретической, так и с практической точки зрения большой интерес представляет выявление механизма и хода процесса

деструкции, вызванной деятельностью функционирующих на полимерных композициях микромицетов почв, что несомненно дает возможность достоверного прогнозирования грибостойкости синтезируемых комплексных соединений.

С целью изучения характера взаимодействия микодеструктсров и испытуемых матриалов были проведены серии испытаний по воздействию водно-споровых суспензий различив« наборов грибов на ПИЦК.

В экспериментах были использованы следующие наборы грибов:

1. Aspergillus ochraceus, Trchoderma viride, Spondyiocladium fumosurn, Aiternaria alternata, Myrothecium verrucaria, Epicoccum nlgrum, Stemphylium verrucubsum.

2. Penicillium brevi-compactum, P. puberulum, Acremoniella atra, Phoma betae, Cladosporium brevi-compactum, Chaetomium globosum.

3. Aspergillus niger, A ciavatus, A. nidulans, Penicillium brevi-compactum, Acremonium strictum, Stysanus medius.

Негрибостойкие производные под воздействием метаболитов грибов подвергались постадийной деструкции. Первичная стадия разрушения -

Далее происходит окислительная деструкция с образованием циануровой кислоты, СОг и НгО:

гидролиз:

ХПИЦК ГРИБЫ, На

+

о

о

ч.

ЫСИгОН

ГРИБЫ /

+ С0г+Н20

ум

НОНгСЖ / „ нм /

/I /[о

0\\

хМСНгОН мн

Утилизация завершается раскрыла симм-триазинового цикла с образованием мочевины:

V"

НЫ /п грибы3нм = с = о

/ М] —-п^д

-Н^-С-О-С-Мг

II

о

-со2 II НгМ-С-О-С-МНа О

Д ¿1

О о

Повторные эксперименты по выявлению грибостойкости, как было сказано ранее, включили в себя штаммы видов, контаминирующих полимерные материалы. На определенном этапе в процесс включились, не вошедшие в наборы виды РаесПотусеэ уагюШ и МогЙегеНа ро!усер!та1а. Данные эксперименты выявили взаимосвязь структурного строения металлокомплексов и степени его грибостойкости.

Испытаниям на грибостойкость были подвергнуты металлокомплексы, лиганды которых координированы с центральным ионом металла или по донорно-акцепторному механизму, или полярно-ковалентной связью.

п

По истечении срока экспонирования, функционирование грибов вызвало полную деструкцию некоторых испытуемых образцов.

Как показали результаты проведенных исследований, соединения, где лиганд координирован с центральным ионом металла по донорно-акцепторному механизму, обладают высокой грибостойкостью.

Известно, что энергия этой связи ниже энергии по ля рисковал ентной, соответственно грибы ориентируются по месту наиболее слабой связи, то есть это приводит к адаптации последних на ион металла и их инактивации. При этом органическая часть комплекса (лиганд} остается без изменений. В противном случае идет разрушение лиганда микромицетами.

Результаты экспериментов показали, что ряд металлов (Zn*2, Cu+2, Со+г, Ni+2 ), вошедший в состав различных композиций, с учетом химических связей в последних, служит надежной защитой лигандов от микодеструкции и обеспечивает сохранение всех технических требований, предъявляемых к данному типу соединений.

С образцов негрибостойких ПИЦК нами выделены следующие виды: 1) в условиях открытой площадки - Paecilomyces variotii, Mortierella potycephala, Stemphyfium botryosum, PeniciHium cyclopium, P.terrestre, Cladosporium herbarum; 2) в лабораторных условиях - Aspergillus niger, A nidulars, A clavatus, Mortierella polycephala, Paecilomyces variotii; 3) из ящиков с почвой - Chaetomium globosum, Aspergillus niger, Aureobasidium pullularis, Cladosporium herbarum, Fusarium culmorum, Pentcillium chrysogenum.

V.3. Микромицеты -деструкторы палииерминеральной композиции. Особый интерес представляют разработки в области полимеров, применяемых в производстве стройматериалов, эксплуатация которых протекает в экстремальных условиях

Ранее известные композиции имеют ряд существенных недостатков, в их числе и очень низкую грнбостойкость.

Целью наших исследований было изучение степени грибостойкости, а также сопутствующих ей параметров, соединений данного типа, модифицированных производными пзоциаруновой кислоты.

В состав исследуемых полимеров были включены эпоксидные диановые смолы, отвердитель смешанного типа, асбест, пластификатор, наполнитель и растворитель. В качестве грибостойких компонентов в вышеупомянутые композиции нами были введены б1к-алкоголяты двухвалентного металла хлорсодержащего ПИЦК.

Для исскуственного заспоренга различных (по соотношению компонентов в составе) лолимерминеральных композиций использовались наборы видов фибов, показавших наибольшую афессивность в отношении полимеров:

1. Aspergillus niger, A clavatus, A nidulans, Acremonium strictum, Stysanus melius.

2. Aspergillus nigef, Paecitomyces variotii, Mortierella polycephaia, Trichoderma viride, Stysanus medius.

3. Aspergillus niger, A flavus, Peniciilium canescens, Stemphylium botryosum, Trichoderma viride.

Как показали результаты исследований, введение бис-алкоголята ПИЦК в состав композиции значительно сокращает время отверждения и существенно повышает показатель фнбостойкости. Причем, вышеперечисленные параметры улучшались пропорционально повышению концентрации бис-алкоголята в испытуемых образцах полимерминерапьной композиции.

Получение нового типа вышеуказанного грибостойкого соединения было защищено авторским свидетельством "Лолимерминеральная композиция" N1722204.

Негрибостойкие образцы поражались видами: 1) в условиях открытой площадки - Stemphylium botryosum, Paecitomyces variotii, Mortierella polycephaia; 2) в лабораторных условиях - Aspergillus niger, A flavus, Peniciilium canescens, Trichoderma viride, из ящиков с почвой - Trichoderma

viride, Stysanus medius, Aspergillus niger, A. ciavatus, Peniciilium brevi-compactum.

V. 4. Микодеструкторы полимерных клеев. Несмотря на многочисленные работы по вопросам изучения грибостойкости полимерных клеев, проблема детального изученья механизма биоразр/шения последних и на сегодняшний день остается актуальной.

В связи с этим, мы поставили перед собой задачу - на примере исследования клеевых композиций, модифицированных грибостойким соединением, изучить возможность воздействия метаболитов микромицетов на данные соединения, а также изменения ряда физико-механических параметров последних, с введением в их состав принципиально нового компонента.

Результаты экспериментов показали, что введние алкоголята ПИЦК в состав клея существенно повышает его грибостойкость и ускоряет процесс отверждения, протекающий при 140° С.

Механизм данного процесса следующий: при температурной обработке клеееой композиции, алкоголяты ПИЦК активизируются, ускоряя процесс отверждения клея и одновременно взаимодействуя с мицелием грибов, ингибируют их рост и развитие. Установлено, что при увеличении концентрации ПИЦК и температурного режима отверждения (до 150° С), повышается грибостойкость и жизнеспособность клея.

Нами также были изучены важнейшие показатели клеевого шва, до и после его модификации алкоголятами ПИЦК, такие как: прочность на сдвиг, прочность на отрыв, прочность на неравномерный отрыв и расслаивание. Результаты экспериментов подтвердили прямую взаимосвязь повышения концентрации алкоголята ПИЦК с улучшением вышеперечисленных параметров клеевых композиций.

Высокую грибостойкость показал клей на основе полихлоропренового каучука низкотемпературной полимеризации марки НП или РНП, также модифицированный ПИЦК.

Работа в этом направлена защищена авторским свидетельством "Клеевая композиция" N 1513800.

С образцов негрибостойких клеев по истечении срока экспозиции были выделены : 1) в условиях открытой площадки - Ctadosporium brevi-compacíum, Trichoderma viride, Paeciíomyces variotii, Mortiereita poiyeenhata; 2) в лабораторных условиях - Aspergillus niger, A fiavus, A ochraceus, Trichoderma viride, Scopulariopsis brevicaulis; 3) из ящиков с почвой -Alternaría alternata, Pénicillium duclauxii, P. cyclopium, P. granuîatum, Aspergillus niger, Claetomium globosum, Fusarium gibbosum.

V. 5. Микраинцегы-дсструкторышпаклевок. Широко применямые в строительстве и сооружении надземных и подземных коммуникаций шпаклевки (для омоноличивания поверхности) подвергаются в экстремальных условиях эксплуатации воздействию микромицетов.

Целью наших исследований было исследование параметров грибостойкости шпаклевок с качественно новым составом.

Образцы шпаклевок с различным составом подвергались инфицированию шестью наборами видов микодеструкторов, известных в качестве агрессивных агентов биоповреждений полимерных материалов:

1. Aspergillus ochraceus, Trichoderma viride, Spondytocladium fumosum, Alternaria alternata, Myrothecium verrucaria, Epicocium nigrum, Sremphyiium verruculosum.

2. Aspergillus niger, A terreus, A fiavus, Alternaría alternata, Pénicillium crustosum, P. lanosum.

3. Aspergillus fiavus, Pénicillium gladioli, P. canescens, Scopulartopsis brevicaulis, Fusarium oxysporum.

4. Aspergillus niger, A ciavatus, A nidulans, Pénicillium brevi-compactum, Acremonium strictum, Stysanus medius.

5. Aspergillus ochraceus, Alternaria alternata, Trichoderma viride, Rhizopus stobnifer, Paeciíomyces Jiîacinus.

6. Stemphylium botrycsum, Pénicillium brevi-compactum, P. crustosum, Fusarium solani, Paeciíomyces variotii.

С целью выявления фибостойкого инфедиента шпаклевок изучался олигомерный продукт взаимодействия трис-1,3,5-изсцианурата с ортофосфорной кислотой.

Высокие показатели жизнеспособности и грибостойкости показали шпаклевки с наибольшим содержанием олигомера ПИЦК. Значительно повысились показатели водостойкости данных соединений, что весьма важно в условиях их эксплуатации.

Данные исследования были защищены авторским свидетельством "Шпаклевка" N 1477710.

Образцы шпаклевок с негрибостойкйм составом поражались: 1) в условиях открытой площадки - Stemphylium verrüculosum, Spondybciadium fumosum, Arthrinium phaeospermum, Mortier ella potycephala; 2) в лабораторных условиях - Aspergillus flavus, A terreus, A ochraceus, Myrothecium verrucaria; 3) из ящиков с почвой - Pénicillium lanosum, Ep'coccum nigrum, Fusarium oxysporum, Aspergillus niger, Chaetomium gfobosum.

Выводы:

1. За период иссдедоканий ич каипшюиых почв, и пределах U50-1260 м.п.ур.м., выявлен 141 вид микроскопических почвенных грибов, ошосящихся к 58 родам, 16 семействам, 9 порядкам 5 классам (Zygomycetes, Plectomycetcs, Pyrenomycetes,Cocloniycetcs, I lyphomycetes). Наибольшим как родовым, гак н видовым разнообразием отличается семейство Moniliaceac (73 вида т 20 родов). Заменю меньшим количеством видов представлены тсмноокрашеннне гифомшкггы (16 видов из 12 родов), семейство Tubcrculariaceae (8 вида) и семейство Stilbellaceae (3 вида). Наибольшим количеством видов из класса Zygomycetes отличается семейство Mueoraceae (17 видов из 5 родов). Наибольее высока встречаемость диаспор представителей родов Pcnicillium, Aspergillus, Fusarium, Mucor.

2.Уста]ювлена взаимосвязь структурного строения 11ИЦК (бораты, фосфата и металокомшексы) с грибоетсжкостью данных комплексных соединений. Выявлена высокая степень грибосшйкоспл соедшютий, где лиганды координированы с ионом металла по донорно-акдегпорному механизму, в то время, как соединения с подярно-ковалентной связью подвергались посгадийной полной дсслруити, с потерей всех предъявляемых к дагшым соединстмм требований.

3.Высокую степень грибостойкости показали иалимерминеральные комшлиции с новым составом, модифицированным грибостонкнми проичводпымн иэоциануровой кислоты (ПИЦК).

4.Усгановле1и прямая зависимость важнейших нокатателей клея (прочность, грибостойхость, прочность на сдвиг и т.д.) и ко1ще1гграиией П1ЩК в составе рецептуры повых клеевых композиций.

5.Установлено, что с повышением конце! рации 1ШЦК возрастают показатели водостойкости, жизнеспособности и грибостойкости широко применяемых в стоигельстве шпаклевок.

6.В процессе испытаний на грибостойкосгь выявлены высокоакгивше ипампы видов |рибов и наборы, функционирующие па комлотш¡иопнш полимерных материалах с разным составом ингредиентов.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Мависакалян В. М., Абрамян Дж. Г., Ерицян М. Л.

Деструкция производных изоциануровой кислоты микроскопическими почвенными грибами // Уч. зап. ЕГУ. Сер. биология.-1992, N 1,- С. 108-114.

2. Мависакалян В. М, Абрамян Дж. Г., Ерицян М. Л.

К вопросу об оценке грибостойкосш хелатных комплексов на основе их структурных связа"1 // Уч. зап. ЕГУ. Сер. биология.-1994, N 1.- С. 105-117.

3. Мависакалян В. М., Ерицян Н.П., Абрамян Дж. Г., Ерицян М. Л. Грибостойкие клеевые композиции/.'Уч. зап. ЕГУ. Сер. биология.-1994,

N2.-С. 92-97.

4. АС. 1513899. Клеевая композиция /Н. П. Ерицян, А С.Григорян,

К.А Торосян, С.Е.Петросян, С.И.Согоян, В.М. Ерицян^В.М Мависакалян) (СССР). - N 4292394; Заявлено 30.07,1987; опубл. 08.06.1969.

5. А.С. 1477710. Шпаклевка / Я.П.Ерицян, АС. Григорян, К.А Торосян, АА Налбандян, В.М.Ерицян( В.М.Мависакалян](СССР)- М 4225565; Заявлено 07.04.1987; опубл. 08.01.1989.

6. АС. 1722004. Полиминеральная композиция / А И. Григорян, С.Е.Петросян, Н.П.Ерицян, В.М.Ернцян(в.М.Мавнсакалян)(СССР) -N4852480; Заявлено 18.07.1990; опубл. 22.11.1991.

:gmfdingmhin?mh

^üagmmmnJZm gmfimnunlmgqinm д^дтПт^тпфтл 3 juuduJimriJZmdq flgmJdjrQ

:gi{dqglmdqp б^т^шдтршр ijilqpg lafdiuir -nbmmqq gmfimgmdmlign q juninqhundijm giflunj! üdn 'Inmuibmtnqq ilqnmtnmn{?tr 'plnjajqiímd nqtndu gqdij } Iqduqnilü йдшПш^тпфтп piutifimdgü i[dgmmma¡Z"Q

:i(gmfinimmqrngb dçilmd } ifgtnpdm gi[dq6dmi{ IraJitfimZu? dpmji6qmui ([[laitug r] d¡imfdint)mlimq¡Lpfm tltj ü(1gmmmn]?tn girrtimnimfmgqinm çmjiilmuimh)

idmjimq lulqZudu flginfdingraímlimfigr i|dqr)mt[t)ulnpul| ijhiijm ilqdiltnm {luiplmlnmrjmp дт^торйиф qi[6qfmnm<; dgadu 'dqgmlinqm ijdqfign ¿ídmc' ijjt } lqjimfmqmbmJ 6i[pbrnf[ 6gmdt, :ijbdmlj 6 1 ildiJgmtngU 91 'xfLiqö gç gq ¡nugmfimmhi dguda 'fimnqm i[dqginq6t(junl[¡i[p ) Iquimágmxlíimgifliqq ßtjilqliuq grmbrrdimgmf|mQ :{iuilqglmffim gmlitnDçiluifi I4 nqbgfrr 'gmljmnqin nqln?r¡i¡ gq <jmjidufimg¡n[q QdqggiofdTaßmljmilbq Qmjidmmmíi

:pinpbmli i{dqr|dfinfi<3mQ gi}fmdqpi{lufn 4 ijdqgçgtjnnn ImJiumdiPi piudqgtjmpfmin Imjiqdmní} Iqfrnnmç djimfdinlraSmq 4 Iqfiljdmdqg gq liudmq dgtnd-^,

: üginfdingial

-mfimlign i]dqglmf6gtnçm ij}iddmdmgrm[6ubi[ Qmjilidbügd Sqji i[pbmf] ijtlqgmijbuhijuiíi Ï (jm}idqdmgmfmq piaígiuflidm ijtíqggiufdiudijiimgpiuniu mijiidtjmdgmß

:fldqgdginiMni iJfmiJSIiiudtrmqli gmfdiußqtobm i[dqíign ijdqgtigmbifl gijfmgifbrmjdin-piln piußgmdg ll nqtngfm '6t{dfiagd lílimmqji gmlimgndmgqí] nqhi?gt[ Qmjinjmíi 'ОдшМшдшГт^тп^дп i{dqggiafdiu6Tm{ji gi{fmuirnlqn¡ 3dmZ i|p q lq}idi{nmgjiiturnj :dmjirmj inlqgmdmbtímhi üdqßdmq gmfdiugiufmlimíign i¡tíqgmi{buíri¡rali liubqrpu g~infdvaf}mgm7r) rjml|rngçi!nb {>mlií]Tn7ji mil|i grnpcjq 6gmdg 1 i{dqgginfdui6milji gi]fmdq¡ii]lufn *i{dqgndqlhipuf] gijfmmmlqn] 'i]dqgguifdiufimi[p gmijmgmbdo [{Зфпфбншт!) ílqddmm nqtn?gi¡ 'giaftliufimgmZg gmfimgçdab mat[n[ ijgin q } бЭДт^тдтртр ü<lgminmnj?m gtnFimrmn¡mgqinfi

:dmpmq mlqijdng? gmpijinnm gmfitmnijb inçmgfiqd ijdqgginfdiuim|b gmíimgmdmngqfi <jmti6mfmtiüqg üguifdiimunlmgqinm «md}i ijdqdiufg gmjßijbahipuii giafdiufiijinf|m fn[uitimduinqli 6gmdg q üdqginqßi}pndlnJp ijdqliuq дГтаЪт^тд -míimQ); ijgmflmfimni|]inifi ibnulpqfi mgi]ingqlnr|-» mgmdi]lTinrn ijgmfjpm «gmfdiugmd -mniu-j» t}mqinlia]]m(J; grrdimgmdmngqii i|gmdmrílmpmq gmfitninqh tjgmqilq

jq-ЬПФ УФЛП