Выращивание водорослей в альгофильтре орошаемой конструкции


Поскольку по результатам предыдущих исследований наиболее подходящим объектом для использования в альгофильтре представлялась водоросль Ulva lactuca - обитатель прибрежной приливно-отливной зоны, было сделано предположение, что для её культивирования необязательно использовать заполненные водой ёмкости и можно применить конструкцию «капельного водорослевого фильтра».

Такая конструкция предполагает нахождение водорослей не непосредственно в воде, а на специальных полиэтиленовых лотках, расположенных в несколько ярусов один над другим, на которые сверху, через трубопровод и флейту разбрызгивателя, подаётся вода.
Из пластиковых ящиков была изготовлена трёхъярусная конструкция, в каждый из ярусов поместили сообщества водорослей массой от 120 до 270 г. Водоросли содержались в этой установке в течение 49 суток.
Одновременно в аналогичных условиях орошаемого альгофильтра содержали водоросль Caulerpa prolifera.
Качество воды, подаваемой на орошение альгофильтра, было достаточно стабильно и соответствовало допустимым значениям (табл. 12).
Таблица 12. Показатели качества воды на вытоке орошаемого альгофильтра

Показатели качества воды на вытоке орошаемого альгофильтра

Среднее значение pH составило 7,84 при незначительном колебании от 7,71 до 8,1 на протяжении всего эксперимента. Температура колебалась в пределах 24-28,5оС и в среднем составляла 25,9oС. Среднее значение окислительно-восстановительного потенциала составило 187 мВ при колебаниях в пределах 180-192 мВ. Концентрация фосфатов находилась на уровне 2,2 мг/л, что в целом, как и концентрация нитратов на уровне 65 мг/л, соответствует биологической потребности морских макроводоролей [Виноградова, 1974; Terrados, 1991; Kitadai, Kadowaki, 2007]. Появления аммонийных и нитритных соединений на протяжении всего опыта не зафиксировано.
Несмотря на допустимое качество воды и достаточное освещение, ульва не продемонстрировала ощутимого прироста биомассы в условиях орошаемой конструкции (рис. 14), хотя визуально общий внешний вид водорослей был удовлетворительным. Скорость роста значительно уступала имеющимся данным, полученным другими авторами при выращивании этой водоросли в качестве фильтратора в морских установках [Yousef et al., 2014].

Динамика сырой массы водорослей в орошаемом альгофильтре
Рис. 14. Динамика сырой массы водорослей в орошаемом альгофильтре
Caulerpa prolifera за первые две недели опыта увеличила свою сырую массу более чем в двое – с 73 до 168,8 г, что составило в среднем 5,98 г прироста в сутки, относительный среднесуточный прирост - 7,6% по сырой массе. В дальнейшем скорость роста каулерпы значительно снизилась. Это можно объяснить тем, что принцип орощаемого альгофильтра не соответствует природным условиям обитания каулерпы. По сравнению с ульвой она обитает дальше от берега и её листовые пластинки не приспособлены к развитию на открытом воздухе в приливно-отливной полосе моря. Чтобы приблизить условия содержания каулерпы к естественным, уровень воды в лотках был повышен до 2-3 см, однако в этом случае, из-за несбалансированного освещения, поверхность листовых пластинок активно начали заселять одноклеточные зелёные водоросли и цианобактерии, тормозящие рост культивируемой водоросли.
Однако в целом Caulerpa prolifera оказалась более приспособленной к искусственным условиям содержания в составе альгофильтра, что и определило ее использование в последующих опытах.
Единственным положительным моментом применения орошаемой конструкции альгофильтра явилось полное отсутствие обрастания водорослей цианобактериями. По этой причине подобную конструкцию можно рекомендовать для хранения определённого количества живой биомассы водорослей с минимальными затратами воды при минимизации опасности ее засорения цианобактериями и нежелательными одноклеточными водорослями, однако сколько-нибудь значительных успехов в её выращивание достичь не удалось и, как видно из таблицы 13, масса ульвы на протяжении эксперимента менялась незначительно (Cv от 6,8 до 11,5).
Таблица 13. Прирост сырой массы при выращивании водорослей Ulva lactuca и Caulerpa prolifera в системе орошаемого водорослевого фильтра

Прирост сырой массы при выращивании водорослей Ulva lactuca и Caulerpa prolifera в системе орошаемого водорослевого фильтра

* Различия достоверны на 95%