Лаборатория микробной экотехнологии

Архипченко Ирина Александровна (CV доступно здесь...)
доктор биологических наук,
лауреат Премии Правительства России (2009 г.),
автор 250 научных работ и 16 патентов, 28 золотых и серебрянных медалей, полученных на международных выставках.

arkhipchenkoirina@mail.ru

ГНУ ВНИИСХМ,
Санкт-Петербург-Пушкин-8,
ш. Подбельского, д.3

Тел.: (812) 476-30-17
Факс: (812) 476-16-10
Моб. тел.: +7(812)9952385

Для решения проблемы микробиологической переработки отходов животноводства по инициативе директора института О.А. Берестецкого в 1981 году организована группа утилизации отходов животноводческих комплексов во главе с И.А. Архипченко. В 1989 году группа была преобразована в лабораторию микробной экотехнологии.

В штате лаборатории 12 специалистов: доктор биол. наук, 2 кандидата биол. наук, 3 аспиранта, инженеры и техники. Научное направление лаборатории связано с различными дисциплинами: микробиология, биотехнология, агрохимия, биология почв, экология.

Аспирант Колесник Д.О., инженер Денисова Е.В., ст. научн. сотрудник Орлова О.В., аспирант Шибаева М.Е. на опытном поле института

Основные научные интересы лаборатории:

изучение физиологии микробных сообществ и непрерывное культивирование микробных популяций при разложении органических отходов и промышленных стоков.
разработка приемов регуляции активности микробных сообществ в природных и искусственных экосистемах, изучение закономерностей роста и развития микробных сообществ на органических субстратах.
разработка технологий переработки органических отходов и сточных вод, оптимизация биотехнологических процессов.
разработка технологий получения и применения микробных удобрений, которые представляют собой ассоциацию активных микроорганизмов, выращенных на органическом субстрате при аэробной ферментации; эколого-экономическая оценка их роли в агросистеме.
анализ и оценка роли активного пула органического вещества, как регулятора деятельности микробных сообществ.

Аспирант Шибаева М.Е. и ст. научн. сотрудник Орлова О.В. (справа) в служебной командировке в Южной Корее

В формировании научного направления лаборатории большую помощь оказали консультации таких известных ученых-микробиологов как профессор И.Л. Работнова, академики Е.Н. Мишустин и Г.А.Заварзин.

В лаборатории проведен цикл исследований по разработке приемов интенсификации работы очистных сооружений крупных свиноводческих комплексов. В основу исследований был положен эколого-физиологический принцип оценки функционирования микробных сообществ в искусственных экосистемах. Использование такого подхода позволило выявить и устранить факторы, лимитирующие микробиологическое окисление органических отходов. На основании исследований разработаны приемы интенсификации работы очистных сооружений совхоза "Восточный" и снижены энергозатраты. Изучены особенности микробоценоза активного ила аэротенков. Составлен "Атлас структуры биоценоза активного ила при различных технологических режимах работы очистных сооружений", позволяющий проводить экспресс оценку режима работы системы очистки.

Другая важная проблема, над которой работают сотрудники лаборатории, разработка теоретических основ для создания биотехнологий переработки органических отходов животноводства, птицеводства, муниципальных отходов с целью получения биоудобрений для устойчивого сельского хозяйства, а также почвогрунтов для ландшафтного дизайна и садово-парковых хозяйств.

В лаборатории разрабатываются теоретические основы управления активностью микроорганизмов при аэробном разложении органических отходов, что позволяет обеспечить формирование микробных сообществ с заданной физиологической активностью, направленно регулировать метаболизм микроорганизмов и глубину разложения субстрата.

Теоретические исследования в данной области позволили разработать оригинальный подход при создании технологических схем микробиологической переработки различных по составу и происхождению органических отходов.

Так, разработан и запатентован способ получения на отходах свинокомплексов физиологически активной микробной ассоциации с повышенным содержанием азота и фосфора, которая служит основой для производства биоудобрения "Бамил", получившего на конкурсе научных разработок Россельхозакадемии II премию, как лучшая завершенная работа 1998 г.

Пилотная установка по производству микробного удобрения "Бамил"

Построен опытно-экспериментальный цех по производству микробных удобрений, проведена широкая сеть их испытаний в открытом и защищенном грунте и разработаны рекомендации по их применению для получения высококачественной продукции и увеличения урожая в открытом грунте на 80-100%, а в защищенном на 15-25%.

Проводятся исследования в области изучения микробной трансформации помета и муниципальных отходов. Из этих отходов наработаны экспериментальные партии биоудобрений и компостов, которые получили широкое признание у садоводов и фермеров.

Возможные направления применения микробных удобрений в защите окружающей среды и органическом сельском хозяйстве

Полученные в лаборатории результаты исследований служат основой для разработки и применения новых видов микробных удобрений из различных органических отходов. Микробные удобрения характеризуются высоким содержанием основных биогенных элементов и обогащены полезной микрофлорой, обладающей ростстимулирующей активностью и антагонистичеким действием к фитопатогенным грибам. Это полифункциональные удобрения, сочетающие полезные свойства минеральных и органических удобрений.

Дано теоретическое обоснование механизма применения микробных удобрений для повышения биологической активности почвенного ценоза.

Разработаны методы использования микробных удобрений для рекультивации почв и восстановления нефтезагрязненных почв. Практическая реализация этих исследований в Южной Чехии отмечена Золотой Медалью Чешской Республики.

В лаборатории получена микробиологическая ассоциация, способная к нефтедеструкции в почвенном ценозе. Опытные партии препарата при поддержке ОАО "Лукойл" прошли успешные испытания в Усинском регионе и на Северо-Западе России. Введение ассоциации обеспечивает разложение нефти на 60-80% в течение 2-3 месяцев (даже в зонах с низко температурным летом) и восстановление биологической активности почв. Результат значительно усиливается, если культуры нанести на органический субстрат - микробное удобрение из отходов животноводства (бамил или омуг). Рекультивация почв происходит в более короткие сроки и с лучшими показателями.

Кроме того, создана коллекция культур микроорганизмов, повышающих качество удобрений получаемых ферментационным путем из органической массы, содержащей отходы животноводства и опилки. Микроорганизмы ускоряют деструкцию трудно доступных органических веществ, обеспечивают связывание азота, уменьшение его потерь, усиливают рост-стимулирующие свойства удобрений. Создана коллекция типовых бактериальных культур, способных к деструкции сложных органических соединений.

Разработан комплексный метод оценки активности микробных сообществ в биокомпостах и в биоудобрениях с целью их стандартизации и сертификации, который служит методом оценки качества и эффективности удобрений.

Лаборатория имеет тесные связи с учеными из Голландии, Финляндии, Чехии, Швеции и других стран. Проводятся совместные исследования по международным проектам и грантам, конференции. Осуществляется стажировка и работа за рубежом молодых ученых и аспирантов лаборатории.

Практические разработки лаборатории внедрены на крупнейших свинокомплексах страны (оптимизация и интенсификация работы очистных сооружений); на птицефабриках Ленинградской области; их использовали в нефтедобывающей компании ОАО "Лукойл" для рекультивации нефтезагрязненных почв; тепличных хозяйствах "Лето" и "Выборжец", Санкт-Петербург; на Опытном заводе по механизированной переработке бытовых отходов для получения высококачественных компостов и почвогрунтов Санкт-Петербург; в ЗАО МНПП "Фарт" (производство почво- и торфогрунтов) и др.