Питательная среда для хлореллы своими руками

Выращивание спирулины и хлореллы в теплице – интересный опыт немецких фермеров

Микроводоросли как региональный «суперпродукт» Нижней Саксонии

Семья Кордес из Нижней Саксонии построила свой бизнес на тепличном выращивании популярных водорослей «Chlorella vulgaris» и «Spirulina platensis», которые известными своими качествами.

На ферме Кордес вот уже 20 лет нет ни сельхозскота, ни привычных агрокультур. Только теплицы с зелеными одноклеточными удивляют гостей и покупателей.

66-летний Рудольф Кордес, основатель проекта, оптимизировал производство микроводорослей в бесчисленных испытаниях и разработал свою собственную технологию. Как часто бывает с инновациями, фермеры высмеивали работу Кордеса, но теперь насмешники только разводят руками: водоросли при минимальных затратах достигают таких темпов роста, о которых другие сельскохозяйственные культуры могут только мечтать.

Сегодня системы выращивания водорослей Кордеса диктуют стандарты на этом развивающемся рынке. И сейчас вместе со своей дочерью Кэролайн Кордес (32 года), продолжающей семейный бизнес в качестве инженера-растениевода, он отвечает за производство.

Пресноводная водоросль хлорелла в настоящее время в тренде как «супер-продукт» наравне со спирулиной. Она содержит до 60% высококачественного белка и все незаменимые аминокислоты, является источником растительного витамина B12, железа и богата жирными кислотами омега-3. По вкусу напоминает зеленый чай.

Эти водоросли являются одними из древнейших организмов в мире, но их достоинства придают ценность зеленым одноклеточным и в наши дни.

Хлореллу семья Кордес производит с 2014 года. Органическая сертификация состоялась в октябре 2015 года. Таким образом, немецкие фермеры стали первыми, кто поставляет хлореллу как первые органические водоросли в Европе.

Кэтлин Кордес убеждена, что к 2030 году продукты из спирулины и хлореллы займут свое место в рационе многих людей. Они успешно продает масло и «жемчуг» из водорослей (консистенция, подобная икре) гурманам и амбициозным поварам. Продажи, сопровождаемые телевизионными репортажами и кулинарными мероприятиями с шеф-поварами, набирают обороты.

Как выращивают водоросли

Для роста водорослям необходим только углекислый газ из воздуха, солнечный свет, питательные вещества и вода.

Чтобы культивировать одноклеточные организмы, семья Кордес и их шесть сотрудников первоначально разводят небольшое количество одноклеточных в лаборатории в чашках Петри и в колбах Эрленмейера.

Как только вырастет достаточное количество культуры, водоросли переносят из лаборатории в теплицу, где они продолжают расти в фольгированных пробирках. Каждая батарея образует модуль емкостью 5000 л.

При оптимальных условиях водоросли хлореллы делятся ежедневно. Всего через две недели фермеры могут извлечь около 1000 литров закваски и приступить к массовому производству, когда одноклеточные организмы растут в неглубоких бассейнах с вместимостью от 15 000 л и выше.

В теплице соблюдаются определенные условия, а компрессор в бассейне обеспечивает достаточную подачу воздуха и CO2.

Для сбора урожая отбирают твердую «пасту» из водорослей, которая содержит чуть менее 20% воды, и сушат контролируемым образом при низких температурах. Затем сырой продукт измельчают в порошок. Производственный цикл длится более десяти месяцев с двухмесячным зимним перерывом.

Для дальнейшего увеличения производства семья Кордес намерена сотрудничать с местными фермерами, отправляя им посевной материал для разведения в прудах.

В настоящее время два фермера из региона вложили средства в новое направление бизнеса, а четыре других подали заявку на строительство водорослевого завода. Так что, в скором времени, фермеры объединятся в кооператив.

В дополнение к молодым водорослям, советам и необходимым технологиям производства, компании также получат гарантированные продажи одноклеточных организмов.

Приблизительно 25 тонн сухого вещества водорослей в год можно производить на гектар тепличной площади при условии строжайшей гигиены, так как культуры болезням и остро реагируют на качество воды, особенно, на попадание марганца и железа.

Многие производители водорослей ориентированы на пищевую, косметическую и фармацевтическую отрасли. Цены варьируются от 10 евро/ кг сухого вещества для продуктов из Азии до нескольких сотен евро за кг для редких сортов водорослей.

Среда обитания разных видов водорослей принципиально различна и варьируется от пресной и соленой воды до стоков, где водоросли применяются для очистки. Многие из простейших все еще в значительной степени не исследованы, большинство сортов водорослей даже не культивируется.

Источник

Питательная среда для хлореллы своими руками

✫ Аммиачная селитра — 0,2-0,4 г

✫ Суперфосфат, 10% раствор — 0,3-0,5 мл

✫ Хлористое железо, 1% раствор — 0,15 мл

✫ Азотнокислый кобальт, 0,1% раствор — 0,1 мл

✫ Сернокислая медь, 0,1 % раствор — 0,1 мл

✫ Углекислый газ, раствор (pH 5,5-6,2) — 4-20 мл

✫ Водопроводная вода — 1 литр.

Была установлена возможность замены химически чистых солей солями широко применяемыми в сельском хозяйстве. Так сернокислый аммоний в составе среды заменили аммиачной селитрой, а одно — замещенный фосфорнокислый аммоний — суперфосфатом. Брать его пришлось в количестве 0,3 или 0,6 г/ л.

По Hopkins, прибавление 0,2 мг/л марганца в питательную среду увеличивает урожай хлореллы в 10 — 100 раз.

Состав второй питательной среды (один литр).

✫ Помет птичий куриный или перепелиный — ( 3 — 5 грамм на литр ).

✫ Аммиачная селитра — 0,2-0,4 грамм / литр.

✫ Суперфосфат, 10% раствор — 0,3-0,5 мл

✫ Марганец — 0,2 мг/литр

✫ Углекислый газ, раствор (pH 5,5-6,2) — 4-20 мл

✫ Водопроводная вода — 1 литр.

Норма ввода суспензии Chlorella vulgaris и питательной среды:

✫ суспензию водят в количестве 10% — от литража емкости. (Пример на емкость 20 литров — 2 литра суспензии + 18 литров питательной среды). При этом плотность клеток (3-5 млн/л) в культуре.

✫ питательная среда 90% — от литража емкости.

Температура, освещение при выращивании штамма Chlorella vulgadis:

✫ Ежесуточное освещение в процессе культивирования микроводорослей составляет 20-22 часа. Температура хлореллы в емкостях должна быть +30C (нагрев от ламп, эл. тены и т.д.) при температуре окружающего воздуха +20C.

По истечении 4-х суток численность клеток хлореллы в суспензии составила 50-60 млн/мл. За 4 дня культивирования хлореллы в установке мы получим готовую — суспензии хлореллы. В таком виде суспензию хлореллы используют в качестве кормовой добавки.

✫ Биомасса хлореллы при таком способе культивирования микроводорослей на основе штамма Chlorella vulgаris составляет 60 — 80 грамм асв/м2 в сутки.

Влияние температуры на развитие водорослей.

Было отмечено, что Chlorella vulgaris связана с температурными условиями следующим образом:

✫ при 5-10 градусах Цельсия численность водорослей составляла 2,7 млн.кл./ мл.;

✫ при 10 — 15 градусах Цельсия численность водорослей составляла — 12 млн.;

✫ при 15- 20 градусах Цельсия численность водорослей составляла — 47 млн.;

✫ при +20 +25 = 89 млн.;

✫ при +25 +30 = 122,5 млн.; при +30-32 = 127,3 млн.;

✫ при +32 +34 = 127,4 млн.; при +34-36 = 118,6 млн.кл./ мл.

Интересные фокусы с микроводорослями.

С микроводорослями можно проделывать интересные фокусы. Например, в Вашем районе не хватает какого-нибудь минерала: йода, хрома, селена и т.д. Если вы, например, будете принимать внутрь йод, то это вам не пойдет на пользу! Но есть выход. Надо заставить растения поглощать йод и строить из него свои ткани, а вот растение уже можно есть. Такой результат можно достигнуть путем подачи большого количества «еды» микроводорослям, что приведет к увеличению их популяций и соответственно, к увеличению потребности в питании. Затем необходимо резко уменьшить количество подаваемой «еды», заменив ее часть необходимым веществом, в нашем случае — йодом, который поглощается водорослью ввиду отсутствия чего-либо еще. Что нам и требовалось.

Как вырастить водоросль хлорелла дома?

Культивирование хлореллы для получения белковых добавок возможно осуществить, если иметь под рукой верную установку.

✫ Для начала стоит купить или склеить самостоятельно плоский аквариум (фото — реактор). Объем должен быть сорок литров, а можно и больше. Резервуар обязан быть герметичным, прозрачным, но при необходимости вы имеете возможность монтировать люминесцентные лампы.

✫ Внутри аквариума разместите стеклянные перегородки, чтобы увеличить путь прохождения жидкости.

✫ Для выращивания продукта потребуется в резервуаре сформировать питательную среду, начинать прогонять жидкость из бассейна, где вода прошла песочную очистку.

✫ Резервуар потребуется наполнить пресной водой, питательными реагентами.

С каждой стороны аквариум должен освещаться восемью люминесцентными лампами, их мощность составляет по 36 Вт каждая.

✫ Вода, поступающая в резервуар, обязана проходить через молочный сепаратор, (для разделения суспензии и воды) который заранее откорректирован на размежевание жидкости, хлорелловой суспензии.

✫ Температура воды устанавливается на уровне 28 — 30 градусов Цельсия, активная реакция рН 6-7.

Выводы: Для выращивания хлореллы нужна постоянная температура +28 — 30 градусов Цельсия, ультра фиолетовый свет 24 часа, питательная среда 90% и суспензия хлореллы 10%.

Пишите, звоните, ни один Ваш запрос не останется без внимания!

Работаем без выходных, заказы принимаются с 8.00 до 20.00 каждый день.

Как сделать заводской корм для перепелов несушек своими руками.

Эксклюзивные перепела выведенные из 16 гр. яйца, цена.

Карта сайта питомника «ЭКО – ПТИЦА Украины».

Источник

Форум Само — Исцеления

Как уничтожают память продуктами питания. Пища для рабов

Просим откликнутся тех, кто занимается выращиванием хлореллы или спирулины.

Питание микроводорослей

Питание микроводорослей

Сообщение Ansaraides » 15 фев 2018, 10:19

Re: Питание микроводорослей

Сообщение Ansaraides » 15 фев 2018, 10:35

ПИТАТЕЛЬНЫЕ СРЕДЫ ДЛЯ МАССОВОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРОВОДОРОСЛЕЙ

Питательная среда — это субстрат, содержащий питатель¬ные соли, необходимые для поддержания жизненных процессов,, протекающих в клетках водорослей, и построения структурных ос¬нов этих клеток. Среда может быть твердой, приготовленной из агаризованных основ, или жидкой — из дистиллированной или относительно чистой воды. Производственное выращивание водо¬рослей осуществляется на жидкой среде различной толщины. В некоторых установках толщина слоя не превышает 3—4 см. Это •обеспечивает хорошую освещаемость культур и быструю прогре¬ваемость, что способствует размножению клеток водорослей.
Элементы питания — материальная и жизненная основа су¬ществования водорослей. К. А. Тимирязев (1937) писал, что все задачи агрохимии, если вникнуть в их сущность, сводятся к «определению и возможно точному осуществлению условий пра¬вильного питания растений».
В растениях найдены значительное количество макро- и мик¬роэлементов. Наиболее важные из них — углерод, кислород,- во¬дород, азот, фосфор, калий, магний, кальций, сера, железо, бор, ванадий, йод, кобальт, марганец, медь, молибден, цинк. Все эти элементы в том или ином количестве найдены в биомассе хло¬реллы и других микроводорослей. Отсутствие одного из этих эле¬ментов в питательном растворе вызывает угнетение клеток, сни¬жает скорость их деления и биосинтеза, нарушает внутренние структуры клеток (Гительзон и др., 1966).
Таким образом, рост и развитие водорослей в культуре зави¬сят прежде всего от состава и концентрации питательной среды. При массовом культивировании хлореллы и сценедесмуса обыч¬но используются те же соли, что и при выращивании высших растений.
Однако протококковые водоросли, в отличие от высших рас¬тений, способны расти при различных концентрациях солей в пи¬тательном растворе. По данным М. Майерса (1953), двадцати¬кратное повышение концентрации солей KN03, КН2РО4, MgSO^ (от 0,001 до 0,002 М) в питательной среде не оказывало отрица¬тельного влияния на скорость роста штаммов хлореллы. Высокий урожай хлореллы был получен даже при повышении общей кон¬центрации солей в растворе до 0,063 М (Spoehr, Milner. 1949). В наших опытах установлена возможность культивирования хло¬реллы и других микроводорослей даже в морской воде при до¬. бавлении основных питательных элементов.
Важное биологическое свойство микроводорослей — возмож¬ность быстро приспосабливаться к различным концентрациям со¬лей в питательном растворе.
Известны различные по концентрации питательные растворы, разработанные с учетом физиологических особенностей микрово¬дорослей в культуре (Артари, 1903; Голлербах, Полянский, 1951; Владимирова, Семененко, 1962; Успенский, 1963; Сиренко и др.,
1975) . Наиболее концентрированными являются среды Тамия и Майерса (Владимирова, Семененко, 1962), которые обычно ис¬пользуют в закрытых лабораторных реакторах при высокоинтен¬сивном выращивании микроводорослей. В. В. Пиневич, Н. Н. Вер- зилин (1963) в полупроизводственной культуре водорослей ис¬пользовали модифицированную среду Тамия.
Одним из важных биогенных элементов питательных сред яв¬ляется азот. Его концентрация в питательных средах различна, g среде Тамия его концентрация составляет 280 мг/л. Лучший результат в массовой культуре водорослей был получен при низ¬ших фоновых концентрациях азота в питательном растворе (Ги- тельзон и др., 1964). Оптимальная концентрация — 20—25 мг/л.
По Н. С. Гаевской (1957—1959), оптимальной фоновой кон¬центрацией для штаммов хлореллы и сценедесмуса является кон¬центрация азота 15—75 мг/л. А. М. Музафаров и др. (1966) счи¬тают, что при использовании суспензии хлореллы в качестве био¬логического стимулятора лучше культивировать ее на разбавлен¬ных питательных средах. По мнению авторов, наиболее приемле¬мой средой для микроводорослей является питательный раствор
4 модификации Т. Т. Таубаева и X. Ф. Якубова (1972). В этой среде концентрация азота составляет 43 мг/л раствора.
Водоросли нуждаются как в неорганических, так и в органи¬ческих формах азота. Метаболизм источника азота обеспечивает главным образом синтез белков, нуклеиновых кислот, полимеров клеточной стенки и др. (Перт, 1978). По мнению некоторых иссле¬дователей (Милоградова, Музафаров, 1961; Пиневич, Верзилин, 1963), рост водорослей в культуре зависит также от форм мине¬рального азота. Аммиачный азот наиболее благоприятен для мас¬сового культивирования хлореллы и других протококковых водо¬рослей. В. В. Пиневич и др. (1966) отмечают, что на аммонийном источнике азота, вносимого регулярно в небольших дозах, урожай водорослей выше, чем при культивировании на нитратах.
Потребность в азоте различна не только у отдельных видов, но и у отдельных групп водорослей. Наименее требовательны к нему диатомовые, наиболее — зеленые, особенно протококковые ЙЭдоросли (Гусева, 1961). Степень усвоения азота зависит также «Г возраста культуры. У хлореллы содержание азота в клетках ^возрастом постепенно уменьшается. Хлорелла легко усваивает азот из солей (NH4)2S04, (NH^COs и NH4N03, несколько ху- ^ке — из KN03. Хлорелла хорошо растет также на мочевине, ко¬торая, однако, при повышенных температурах разлагается и мо- Зкет вызвать аммиачное отравление. По мнению Е. И. Милогра- J^OBofl и А. М. Музафарова (1966), при использовании мочеви¬ны резко повышается pH среды и суспензия поражается микро¬организмами. Для поддержания нормального роста водорослей pH среды следует поддерживать в пределах 5,2—7,0.
При интенсивном культивировании водорослей концентрация азота в фоновой среде должна быть выше (50—250 мг/л), чем Ври экстенсивном (Гительзон и др., 1964). Установлено (Садыко- Ъа, 1967), что водоросли лучше растут на аммонийной форме азо¬та. По мнению Г. М. Пальмар-Мордвинцевой (1964), при исполь¬зовании указанной формы азота может выделяться аммиак, ко¬торый при высокой концентрации оказывает токсическое действие На водоросли. Поэтому многие исследователи считают наиболее
целесообразным использование азота в нитратной форме (Пине- вич, 1963).
Мы применяли в опытах азот в виде азотнокислого и сернокис¬лого аммония. По мнению исследователей, водоросли сначала потребляют аммонийный азот, затем нитратный (Музафаров м др., 1961).
Многие авторы рекомендуют использовать азот в следующем последовательности: сначала аммиачный, затем мочевину и в последнюю очередь нитратный. Однако это усложняет процесс добавления азота в среду,, и поэтому в наших опытах в качестве источника азота в среде использовался главным образом серно¬кислый аммоний— (NH4)2S04.
В жизни водорослей важное значение имеет также фосфор. Он входит в состав нуклеиновых кислот, фосфолипидов, полиме¬ров клеточной стенки и др. Нередко накапливается в клетке в виде полиметафосфата. По мнению К. А. Гусевой и др. (1961), присутствие фосфорных солей в питательном растворе — важный фактор нормального роста и развития водорослей. Установлено, что рост клеток водорослей продолжается до тех пор, пока весь фосфор не будет исчерпан из питательного раствора (Роде, 1948: Гесснер, 1959). Повышенное содержание фосфора в среде может тормозить рост и развитие клеток водорослей. Наиболее актив¬ными потребителями являются зеленые водоросли, однако потреб¬ность в фосфоре у них значительно меньше, чем в азоте. Водоросли могут использовать минеральный и органический фосфор (Кабано¬ва, 1958), но больше всего они нуждаются в неорганических источ¬никах фосфорного питания (Гесснер, 1959). В питательных средах в основном используются соли фосфора Са(Н2Р04)2-Н20 п КНаР04.
В обмене веществ, проходящем в клетках микроводорслеп, важную роль играют также калий, магний, кальций. Они влияют главным образом на гидратацию коллоидов протоплазмы (Либ- берт, 1976). Содержатся преимущественно в виде свободных или адсорбированных ионов, a Mg и Са также в хелатах.
Соли Mg; и Са входят в состав срединных пластинок (пекта- ты) и фитина. Mg и Са действуют как стабилизаторы структуры в рибосомах (Mg), хромосомах и мембранах (Са). Mg и К яв¬ляются (кофакторами многочисленных ферментов (Либберт,
1976).
При недостатке Са наблюдается повреждение меристемы, Mg — возникает хлороз. •
Ионы калия способны выполнять роль коферментов и, возмож¬но, играть роль катионов в структуре РНК и других анионны* структурах в клетке (Перт, 1978). Магний принимает участие так¬же в синтезе хлорофилла.
В состав питательных сред для водорослей входит также сера, необходимая для синтеза некоторых аминокислот и для образо¬вания сульфогрупп в некоторых коферментах.
Во всех питательных средах необходимо присутствие микро¬элементов. Микроэлементы имеют большое значение в жизни растительных и животных организмов. Добавление их в пита¬тельную среду стимулирует рост водорослей, повышает урожай, улучшает качество их биомассы (Школьник, 1950). Микроэлемен¬ты в значительной степени определяют продуктивность водорос¬лей и направленность биосинтеза в их клетках (Упитис, 1979). К числу основных физиологически необходимых микроэлементов относятся Mn, Fe, Си, Zn, Мо, В, Со.
В применении микроэлементов, в определении их концентра¬ции до сих пор существуют разногласия. Однако в основном ис¬пользуются (концентрации микроэлементов, рекомендованные
D. Arnon (1938) для высших растений.
К числу необходимых микроэлементов относится железо, дей¬ствующее как составная часть ферментов или как кофактор фер¬ментов. Оно необходимо для синтеза хлорофилла, его недоста¬ток у зеленых растений вызывает хлороз. По данным некоторых исследователей (Успенский, 1924; Успенская, 1966), оптималь¬ная концентрация железа в растворе составляет 0,14—1,4 мг/л.
Соли железа обычно быстро выпадают в осадок. Для предот¬вращения этого рекомендуют добавлять в питательный раствор земляную вытяжку (гумматы) или комплексные соединения — этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЕДТА). Внесение органи¬ческих веществ в питательный раствор не только способствует активному усвоению клеткой микроводорослей железа, но и обогащает среду питательными элементами.
Клетки хлореллы особенно чувствительны к недостатку желе¬за. При его дефиците в питательном растворе сильно задержива¬ется рост, снижается содержание хлорофилла, клетки становятся мелкими, наблюдается деление клеток, не достигших нормальной величины. Для хлореллы и сценедесмуса оптимальная концентра¬ция железа 5—50 мг/л. Избыток железа в растворе проявляет за¬щитное действие в случае повышенной концентрации других элементов (Упитис, 1979).
Необходимым и незаменимым элементом в процессе фотосин¬теза является медь (Арнон, 1958; Островская, 1976). Ее кон¬центрация для хлореллы должна составлять 0,01—0,1 мг/л. Медь характеризуется выраженной токсичностью в случаях превыше¬ния ее предельных концентраций. Однако оптимальные для во¬дорослей ее концентрации обычно зависят от условий культиви¬рования. По мнению В. Упитис (1979), диапазон оптимальный для водорослей концентрации меди расширяется при следующих условиях: 1) нейтральная или щелочная среда, 2) большая плот¬ность клеток в суспензии, 3) высокое- содержание железа в сре¬де, 4) присутствие в питательной среде хелатирующего агента ЭДТА, 5) усиленная аэрация культуры. При этом концентрация Меди, не оказывающая токсического действия, может быть уве¬личена в 5—10 раз и более. Если эти условия не /будут соблюде¬ны, то токсичными для хлореллы и других микроводорослей могут быть уже сотые доли миллиграмма меди j на 1 л питательного ра¬створа. При токсическом действии меди нарушаются мембранные барьеры клеток, процессы их деления.
Важное значение имеет добавление в питательный раствор марганца. По М. Я. Школьнику (1950), марганец действует на ферменты, витамины и гормоны, принимает участие в углеводном обмене и в окислительно-восстановительных процессах, проходя¬щих в организме. Марганец предохраняет клетки от чрезмерного накопления в них ^активного железа и отравлений им (Успенская,
1966).
Оптимальные для хлореллы концентрации марганца — 0,5— 1 мг/л. Марганец в высоких концентрациях токсичен для хлорел¬лы. По мнению некоторых авторов (Успенская, 1966), добавления в питательный раствор 0,2 мг/л марганца достаточно для увели¬чения урожая водорослей в 10—600 раз. .
По данным В. П.|Костиной (1966), добавление цинка, марган¬ца и ванадия в питательную среду стимулирует рост хлореллы в культуре. Микроэлементы — марганец, цинк, бор, молибден, ко¬бальт — необходимы для всех видов растений. Ванадий для зе¬леных водорослей незаменим (Школьник, 1963).
Кобальт необходим для синтеза витамина Bj2.
Одним из важных микроэлементов является кремний. Он иг¬рает большую роль в удержании железа в питательном растворе в доступной форме для водорослей. Кроме того, кремний входит в состав клеточной оболочки (Успенская, 1963).
При недостатке марганца наблюдается образование крупных неделящихся клеток в культуре.
При добавлении микроэлементов в раствор следует учиты¬вать их концентрацию в воде, используемой для культивирования водорослей. Это особенно необходимо тогда, когда вода поступает из минеральных источников, содержащих микроэлементы, так как повышение концентрации некоторых микроэлементов (кад¬мий, никель, хром) может оказаться токсичным. При нормальной обеспеченности хлореллы микроэлементами их содержание в клетках (мг/кг сухого вещества) следующее: Fe — 200—800, Мп— 30—80, Си — 4—10, Zn — 20—30, Мо — 0,4—0,6 (УПИТИС, 1979).
Таким образом, микроэлементы — составная часть питатель¬ных сред, применяемых в практике массового культивирования .микроводорослей. .
Для культивирования протококковых водорослей рекоменду¬ются следующие питательные среды:

.
Среда Тамия
г/л воды
KN03—5,0 MgS04-7H20-2,5
Среда Бейсеринка
NH4NO3—0,5 К2НР04—0,2 MgS04-7H20-0,2
СаС12-2Н20 —0,1
KH2P04—1,25 FeS04-7H20-0,003
Раствор микроэлементов
1 мл 0,037
Среда Прата
KN03—0,1 . КНгР04-0,01 . Mgso4.7H2o-0.01 РеС13.6Н20—0,001 Агар-агар—1,2%
Среда Майерса
KN03—1,213 MgS04 • 7НоО—1,204 КН2Р04-1,224 Fe2(S04)3- 0,0747 Раствор микро¬элементов 0,2—0,5 мл/л
Среда Ягужинского
г/л воды
KN03—0,5 MgSO, -7Н20—0,1 Na2H-PO,—0 2 FeS04-7H20—2 мг/л
FeCl3—1 капля 1 %-ного раствора
Среда Вича
CaiN03)-> —0.5 MgS04-0,l КН,Р04-0,15 KNO3—0,15 Fe(молочнокис¬лое)— 0,6
Раствор микроэлементов
г/л воды
Н3ВО3—2,86 МпС12-4Н20—1,81 ZnS04-7H20—0,222
М0О3—176,4 мг/10 л NH4V03— 229,6 мг/10 л CuS04-5H20—0,01 мг/л Co(N03)2-4H20—0,146 К J-0.083 NaW04-H >0—0,033 NiS04(NH4)S04-6H,0-0,198
В биологическом институте Ленинградского Государственного университета при культивировании водорослей под открытым не¬бом используется следующая питательная среда (в расчете на 1 л): KN03—2 г; MgS04-7H20—0,3; КН2Р04—0,3; FeS04-7H20—
5,0 мг; Ca(N03)2—10,0; Co(N03)2-6H20—0,02; CuS04-5H20 — 0,01 мг; ZnS04-7H20 — 0,04; MnS04 — 1,0; H3BO3—0,6; (NH4)6Mo7024-4H20—0,5 мг; EDTA — 0,3 мг.
Значительную работу по изучению минерального питания мик¬роводорослей проводил В. В. Упитис (1979), составивший пита¬тельные среды для культивирования хлореллы, сбалансирован¬ные по макро- и микроэлементам. Для производственного куль¬тивирования водорослей разработана среда А-5П, в состав кото¬рой входят следующие микроэлементы: мочевина—1,8 г/л; кали- магнезия— 0,4; аммофос — 0,5; мел — 0,6. Микроэлементы при¬меняются в следующих концентрациях (мг на 1 л питательной среды): Fe — 5, Мп — 0,2, Си — 0,02, Zn — 0,04; В — 0,1, Мо — 0,02. По мнению автора, указанная среда может быть использо¬вана без регуляции pH. Выносимые с биомассой микроводорос¬лей элементы возмещаются путем добавления раствора концент¬рации в 100 раз большей, чем исходная среда. На каждый грамм
отчуждаемой биомассы добавляется 1 мл концентрированного раствора с учетом поддержания концентрации элементов в среде в пределах 20—100% от исходной.
В наших исследованиях использовалась среда 04 следующего состава: (NH4)2S04—0,2 г/л; Са(Н2Р04)2-Н20—0,03; CaS04-H20— 0,03; ЫаНСОз—0,1; MgS04-7H20—0,08; КС1 — 0,025; FeCl3— 1% раствор — 0,15 мл; почвенный экстракт — 0,5 мл; раствор мик¬роэлементов — 1 мл.
Среда 04 — раствор средней (концентрации. В ней развитие во¬дорослей начинается сразу и при применении суспензии для жи¬вотных не оказывает отрицательного влияния на них. Раствор высокой концентрации солей (например, среда Тамия) нередко вызывает расстройство желудка у животных.
В среде 04 содержится 43 мг азота, что может обеспечивать урожайность водорослей 0,7—0,9 г/л сухого вещества. Посколь¬ку фоновое содержание азота в растворе необходимо поддержи¬вать на высоком уровне, мы решили повысить концентрацию его в среде 04 и применить ее в следующей модификации (в расчете на 1 л): (NH4)2S04—0,045 г; КН2Р04—0,077 г; Ca(N03)2—0,1 г; NaHC03—0,12 г; MgS04-7H20—0,037 г, КС1—0,3 мг, FeCl3 (1% раствор); 0,5 мл почвенной вытяжки. Замена солей Са(Н2Р04)2 и CaS04 в среде 04 солями КН2Р04 и Ca(N03)2 объясняется, во-первых, их невысокой стоимостью, во-вторых, хорошей раство¬римостью в воде (особенно КН2Р04). Кроме того, в составе мик¬роэлементов, добавляемых в среду 04, применяли йод и кобальт в виде солей KJ и Co(N03)4-4H20.
В наших исследованиях установлена возможность замены не¬которых химически чистых солей солями, широко применяемы¬ми в сельском хозяйстве. Сернокислый аммоний в составе стан¬дартной среды 04 был заменен аммиачной селитрой, а одноза- мещенный фосфорнокислый аммоний — суперфосфатом. В супер¬фосфате содержится 9 или 18% Р2О5, поэтому в модифицирован¬ной среде 04 его концентрацию пришлось снизить до 0,3 или 0,6 г/л. Для использования суперфосфата в данной среде в спе¬циальных сосудах готовили его раствор, затем при помощи сифо¬на сливали его в бассейн. .
Опыты показали, что урожайность водорослей на модифици¬рованной среде с использованием некоторых • технических солей составляла 22—24,5 г/м2 и более сухого вещества в сутки, а на стандартной среде 04 — 22,5—25,6 г/м2.
Модифицированная среда в настоящее время широко исполь¬зуется во всех хозяйствах УзССР, имеющих реакторы-установки производственного культивирования микроводорослей. Аммиач¬ная селитра и суперфосфат легко доступны, себестоимость био¬массы водорослей на этих солях намного ниже, чем на химиче¬ски чистых реактивах.
При культивировании штаммов хлореллы и сценедесмуса луч¬ший рост водорослей наблюдался на аммонийном фоне. Урожай-
оСть водорослей достигала 1—2 г/л (на нитратном фоне — г/л) сухого вещества. По-видимому, это связано с лучшей ’свояемостью аммонийного азота по сравнению с нитратным, jja аммиачном фоне особенно хороший рост наблюдался у сце- „едесмуса. Культура этой водоросли вышла на плато на 1—2 дня раньше, чем культура хлореллы.
Сбалансирование элементов в питательной среде — необходи¬мое условие для нормального роста водорослей и накопления их биомассы в культиваторах. Одноразовое внесение питательной среды в культуральный раствор не обеспечивает нахождения всех ионов в необходимом количестве до выхода культуры на плато. Некоторые биогенные элементы (азот, фосфор) быстро ус¬ваиваются клетками водорослей и их ионы исчезают из культу¬ральной жидкости. Это приводит к нарушению баланса пита¬тельных солей и вызывает задержку синтеза органических ве¬ществ в культуре.
Для обеспечения постоянного присутствия ионов питатель¬ных элементов по мере повышения плотности клеток водорослей fc культуре в среду добавляли соли азота — быстро убывающего Элемента. При батарейном способе выращивания водорослей на¬хождение суспензии в культиваторе длится 7—8 дней. За это рремя в равнинных районах Узбекистана и других среднеазиат¬ских республик культура водорослей на среде 04 зачастую выхо¬дит на плато. Во многих случаях убывание азота в культураль- йой среде на 3-й день срока культивирования составляет 50— 60%, на 4—5-й — 80—90%. Чтобы-поддержать в культуральной среде концентрацию азота на оптимальном уровне, на 4-й день культивирования добавляли соли азота в исходном количестве. Однако при этом несколько удлиняется срок выхода культуры на плато. Плотность культуры по сравнению с контролем увели¬чилась, и суспензия при активном росте водорослей находилась в свежем состоянии. Качество суспензии, реализованной на стадии активного роста водорослей, выше, чем суспензии, полученной после выхода культуры на плато.
При гомогенно непрерывном способе выращивания водорос¬лей в культуральную жидкость добавляют среду 04 нашей моди¬фикации в количестве 50% через каждые 3 дня (кроме добавле¬ния среды в виде питательного раствора в объеме суспензии, сня¬той из культиватора). В этих случаях основные биогенные эле¬менты присутствуют в среде в более или менее сбалансирован¬ном состоянии, что способствует нормальному росту клеток во¬дорослей и накоплению их биомассы.
Органические отходы промышленности и сельскохозяйствен¬ного производства широко используются в качестве удобрения для многих сельскохозяйственных культур. Однако эти отходы до недавнего времени почти не использовались в практике мас¬сового культивирования водорослей.
Анализы показывают, что органические отходы богаты био¬генными элементами. Простые органические соединения или эле¬менты минерализации этих веществ могут быть использованы в питании водорослей.
По данным японских исследователей (Nakamura, 1964; и др.), микроводоросли хорошо размножаются на отходах рыбоводства. Испражнения рыб в прудах также служат питательной средой для микроводорослей. Навоз, фекалии и другие отходы после предварительного брожения в специальных емкостях использо¬вались для культивирования хлореллы, сценедесмуса и других микроводорослей.
Установлена возможность выращивания водорослей на орга¬нической среде из фекальных отходов кроликов, уток, кур (Ба¬ранов и др., 1964; Музафаров, Таубаев, 1974). По даным С. А. Ба¬ранова и др. (1964), наилучшее развитие микроводорослей от¬мечено на разведениях суточной нормы выделений человека в 80—160 л кроликов, а уток —в 4 л. Авторы пишут, что при на¬копительном культивировании хлореллы и сценедесмуса в малом объеме оптимальные условия создавались при разведении суточ¬ной нормы выделений (В количестве литров воды, которое пример¬но вдвое больше массы человека или животного.
Т. В. Васигов (1971) в опытах по культивированию водорос¬лей использовал перепревший овечий навоз. По мнению автора, вытяжки перепревшего овечьего навоза — удовлетворительная питательная среда для хлореллы, сценедесмуса и других микро¬водорослей.
Некоторые (исследователи (Ляхнович и др., 1967) рекомендуют добавлять органические вещества в стандартные питательные среды. В этом случае, по мнению исследователей, наблюдается лучший рост микроводорослей в культуре. Добавление картофель¬ного сока в среду Тамия значительно увеличивает содержание хло¬рофилла в клетках и накопление биомассы в культиваторах. Так, за 26 дней выращивания хлореллы на среде Тамия содержание хлорофилла в клетках достигало 34—40 мг/л суспензии, а на среде Тамия с добавлением картофельного сока за тот же пе¬риод— 157—172 мг/л. При этом выход биомассы на чистой сре¬де Тамия составил 1,7 г, а на среде с картофельным соком —
4,1 г/л.
Увеличение биомассы водорослей в культуре наблюдалось и при добавлении в стандартную питательную среду вытяжки из куриного помета, куколок тутового шелкопряда и др. (Музафа¬ров, Таубаев, 1974). Добавление 5—10% куриного помета в сре¬ду 04 увеличивает урожайность хлореллы, сценедесмуса и дру¬гих микроводорослей на 50—70% по сравнению с контролем.
На органо-минеральной среде культура водорослей имеет тем¬но-зеленый цвет, клетки характеризуются увеличенным размером. Особенно хороший рост водорослей наблюдается на органической среде, приготовленной из куколок тутового шелкопряда (Якубов, Эльмурадов, 1975). Такая среда’ в концентрации 5—6 г/л являет-
4) ся оптимальной для роста, развития и размножения многих про¬тококковых водорослей в культуре.
Таким образом, по мнению многих исследователей, органиче¬ские и органо-минеральные смеси могут служить богатым источ¬ником питательных веществ и широко использоваться в практи¬ке массового культивирования микроводорослей.
Из органических питательных сред можно указать следующиег куриный помет (6—10 г/л), куколки тутового шелкопряда (5—6), овечий навоз (5—6), коровий навоз (5—6), коммунально-бытовые: сточные жидкости, без разведения и с разведением до 50%, от¬ходы бродильных производств, состоящие из 30 мл исходного’ раствора паточной барды, 10 мл исходного раствора кукурузно¬го экстракта.
Добавляя в соответствующей концентрации органические ве¬щества в стандартные питательные среды, можно готовить орга¬но-минеральные смеси для использования в массовой культуре водорослей. Положительное влияние органические видов удобре¬ний на водоросли обусловлено следующими причинами.
‘ 1. Обогащенность азотом и другими биогенными элементами^
2. Питание водорослей углекислым газом, который выделя¬ется при окислительно-восстановительной реакции, проходящейг при разложении органических веществ.
3. Бурное развитие гетеротрофных микроорганизмов, в ре¬зультате которого нерастворимые соединения элементов мине¬рального питания переходят в усвояемые растениями формы-
4. Обогащение среды «водным гумусом», положительно влияю¬щим на рост и развитие водорослей.
5. Высокое содержание ростстимулирующих веществ. Анали¬зы показали, что в курином помете содержится 43—56,7 мкг/г ростовых веществ, в куколках тутового шелкопряда — 56—65, в навозе крупного рогатого скота — 2,7—3. Они богаты также вита¬минами РР, В]2 и др.
Основоположник учения о минеральном питании растений: Д. Н. Прянишников (1962) отметил, что при совместном приме¬нении органических и минеральных удобрений, взаимно допол¬няющих друг друга, можно повысить урожай сельскохозяйствен¬ных культур в 2—3 раза.
Многие водоросли на свету лучше усваивают органические вещества, при этом их рост’ и развитие увеличиваются в 2 раза и более по сравнению с культивированием на чисто минеральной среде (Курсанов’, и др., 1947). Из органических веществ водорос¬ли хорошо усваивают растворимые сахара, соли органических кис¬лот, водорастворимые белки, аминокислоты и др. (Артари, 1903г Курсанов и др., 1947; и др.).
Однако в практике производственного культивирования водо¬рослей органические удобрения не находят широкого применения,, что объясняется недостаточной изученностью органических ис¬точников питания в культуре водорослей, а также специфически¬ми особенностями их применения.
4£
А. М. Музафаров, Т. Т. Таубаев (1974) в массовой культуре протококковых микроводорослей использовали вытяжки из ку¬риного помета в концентрации 6—20 г/л. Эти же авторы в ка¬честве питательной среды для хлореллы и сценедесмуса исполь¬зовали экскременты тутового шелкопряда в концентрации 2—5 г/л.
Многие авторы отмечают возможность интенсификации очи¬стки сточных вод при помощи культур различных микроводорос¬лей (Винберг, Сивко, 1956; Освальд, 1958; Винберг и др., 1966; Матвиенко, 1967; Догадина, 1970; Таубаев, Буриев, 1980; и др.).
Роль некоторых видов водорослей в самоочищении вод отме¬чена во многих работах (Доливо-Добровольский, 1959; Скадов- ский, Телитченко, 1965; Винберг и др., 1966; Музафаров, Таубаев, 1972, 1975; Кравец, 1974; и др.). Это показывает возможность ис¬пользования сточных вод в качестве питательной среды для про¬тококковых микроводорослей. По данным В. В. Кравеца (1974), на сточных водах комбината химического волокна наиболее про¬дуктивны Chlorella vulgaris, Ch. pyrenoidosa и др.’ Их интенсив¬ное развитие отмечено в весенне-летний период. Осенью и зимой в биологических прудах преобладали виды родов Chlorogonium, ■Chlamydomonas, Phacus, Nitzschia. Водоросли хорошо развивались и на стоках фабрики первичной обработки шерсти (Кравец, 1974).
При . культивировании на сточных водах некоторые виды водо¬рослей (Scenedesmus quadricauda и др.) характеризуются бакте¬рицидными свойствами. По мнению многих авторов, почти все штаммы видов хлореллы и сценедесмуса бактерицидны (Доливо- Добровольский, 1972; Таубаев, Буриев, 1979; и др.). —
В органической питательной среде наиболее отзывчивы водо¬росли из рода Chlorella. Эти водоросли в качестве источника азо¬та хорошо используют аммиак, мочевину и нитраты (Жарова, 1972).
Существует термофильный штамм Chlorella vulgaris 62, ко¬торый нормально растет на воде, содержащей 200—400 мг/л азо¬та мочевины и аммиака с добавкой других биогенных элементов.
Отмечено массовое развитие планктонных зеленых водорослей в биологических прудах, заполняемых сточными водами (Вин- берг и др., 1961, 1966). Особенно интенсивное развитие водорослей наблюдается на стоках молочной, сахарной и мясной промышлен¬ности (Pytlik, 1954, 1961; Юзвенко, 1973; Тоом и др., 1974):
И. Кабирова (1966) считает возможным культивирование во¬дорослей на производственной сточной жидкости Ташкентской шелкомотальной фабрики. На стоке наблюдался, быстрый рост хлореллы без добавления других питательных компонентов.
Т. Т. Таубаев, С. Буриев культивировали на смешанных город¬ских стоках многие виды микроводорослей. Лучший рост хлорел¬лы и сценедесмуса отмечался на смешанных сточных водах, со¬держащих нефтяные отходы. (1979). По мнению авторов, :на промышленных стоках нефтеперерабатывающих, азотнотуко¬вых заводов и шелкомотальных фабрик, содержащих 60% фе¬-42 сальных стоков, хорошо растут и. размножаются почти все виды хлореллы и сценедесмуса. В чистых промышленных стоках во¬доросли гибнут.
По мнению Н. А. Мошковой, А. Ф. Беренштейна (1967), от¬воды спиртовых и кукурузно-крахмальных заводов могут служить питательной средой для культивирования протококковых водо¬рослей. Паточная барда после отгонки спирта, сепарации дрож¬жей содержит фруктозиды, глюкозу, арабинозу, кестозу, раффи¬нозу и продукты конденсации их с аминокислотами. В барде об¬наружены также аспарагин, глютаминовая, аспарагиновая и дру¬гие органические кислоты, различные формы азота: растворимый, амидный, аммиачный. В упаренной барде найдены витамины, никотиновая кислота, рабофлавин, пиродоксин, пантотеновая кис¬лота, биотин, фолиевая кислота и др. В золе барды содержатся К, Na, Са, Si, S, Fe, Мп, Со, Си. Кроме того, в барде всегда при¬сутствуют органические и неорганические соединения фосфора.
В приготовлении питательной среды, кроме барды, исполь¬зуются кукурузный экстракт и вода. Кукурузный экстракт со¬держит: азота 0,5%, фосфора 705 мг%, сухих веществ 49,5%. Его используют в свежем виде.
Исследователи (Мошкова и др., 1967) считают, что среда, содержащая 3% исходного раствора упаренной паточной барды и 1 % исходного раствора упаренного кукурузного экстракта, оп¬тимальна для массового культивирования хлореллы и других микроводорослей.

Источник