Сине зеленые водоросли для удобрения

Наземные цианобактерии предложили превратить в биоудобрения

Группа ученых из Катарского университета проверила три штамма наземных цианобактерий в качестве биоудобрений для гидропонной культуры перца

Обычно цианобактерии упоминаются в негативном ключе и в контексте токсичного цветения водоемов. Однако, присутствуют сине-зеленые водоросли, они же цианобактерии, не только в воде.

«На самом деле цианобактерии составляют самую большую группу фотосинтезирующих прокариот с широким распространением и огромным разнообразием во всем мире, в основном в наземных и водных экосистемах. Их присутствие в различных экосистемах, особенно наземных, делает их важной частью почвенной микрофлоры с потенциалом увеличения продуктивности почвы прямо или косвенно. – Пишут в своей статье авторы работы. — Растущее применение цианобактерий в различных секторах, таких как корма для животных, биотопливо, биоудобрения, биостимуляторы и т. д., является результатом их способности синтезировать продукты с высокой добавленной стоимостью, такие как витамины, фармацевтические препараты, ферменты и пр..

Виды наземных цианобактерий преимущественно встречаются в почве, живя симбиотически и повышая продуктивность почвы за счет фиксации атмосферного азота, разложения органических побочных продуктов и остатков, детоксикации тяжелых металлов, подавления патогенных микроорганизмов и поддержания влажности, а также в определенной степени профилактики эрозии.

Кроме того, наземные цианобактерии способствуют увеличению количества микроэлементов в почве, имеющих жизненно важное значение для развития растений, и поглощения ионов, повышают содержание азота, что важно для засушливых почв. Они в равной степени увеличивают производство соединений / веществ, способствующих росту растений (например, фитогормонов).

Беспочвенное выращивание фруктов, овощей и других культур в засушливых регионах, таких как Катар, на сегодня быстро развивается на фоне дефицита воды и ограниченных пахотных земель. Водоросли являются предпочтительными заменителями химических удобрений и могут использоваться в качестве недорогих биопродуктов.

Несколько исследований выявили благотворное влияние цианобактерий как источника биоудобрений на различные зерновые культуры — рис, пшеницу и кукурузу. Однако еще многое предстоит изучить в отношении воздействия цианобактерий на другие важные сельскохозяйственные культуры, такие как лекарственные растения, бобовые и овощи.

Соответственно, мало что было сделано для исследования влияния цианобактерий как стимулятора роста на стручковый перец (Capsicum annuum L.).

Стручковый перец широко культивируется, поскольку его преимущества для здоровья человека не ограничиваются каротиноидами, флавоноидами, аскорбиновой кислотой, фенольными соединениями, но дополнены острыми капсаициноидами.

Таким образом, целью настоящего исследования было изучить влияние экстрактов и биомасс трех видов цианобактерий, выделенных из почв Катара, а именно Roholtiella sp. (QUCCCM97), Nostoc ellipsosporum (QUCCCM99) и Desmonostoc danxiaense (QUCCCM112) в качестве потенциальных стимуляторов роста для упомянутой культуры.

Эксперименты по беспочвенному культивированию проводили путем раздельного внесения биомассы и водного экстракта трех цианобактерий. Сеянцы пересаживали в раствор Хогланда в регулируемых условиях.

В общей сложности, 2, 4, и 6 мл экстракта трех микроводорослей на литр, а также 1 и 2 мг биомассы трех микроводорослей на литр (в качестве биоудобрения) добавляли к раствору Хогланда.

Была проведена оценка всевозможных параметров развития проростков.

Однако, среди различных доз и концентраций исследованных QUCCCM97, 99 и 112, результаты показали, что длина побега (см), длина корня (см), сырой вес (г), количество листьев на растении и скорость роста – все эти параметры значительно улучшаются при максимальной дозе / концентрации по сравнению с контрольными растениями.

С QUCCCM97 длина побегов, длина корней, свежий вес, количество листьев и скорость роста увеличились на 17,5%, 40,3%, 26,0%, 21,6% и 22,8%, соответственно, по сравнению с контролем.

С QUCCCM99 те же параметры увеличились на 12,3%, 25,3%, 15,1%, 9,3%, 51,8% соответственно.

В присутствии QUCCCM112 они увеличились на 8,7%, 30,1%, 15,6%, 5,4%, 48,6% соответственно.

Таким образом, экстракты и биомасса исследованных здесь штаммов цианобактерий, обладают потенциалом увеличения роста рассады и могут быть использованы в современном сельском хозяйстве для повышения продуктивности при беспочвенной системе производства».

Источник

Сине-зелёные водоросли – способ очистки водоёмов и будущее направление развития в сельском хозяйстве

Права на фототерапевтические изделия, их производство и названия «Доктор Свет», «АВЕРС-Душ», «АВЕРС-Лайт», «АВЕРС-Сан», «АВЕРС-Фрешгард», «АВЕРС-Стрим» принадлежат исключительно НПК «Аверс».

В летнее время, большой проблемой для водоёмов любого государства являются сине-зелёные водоросли, приносящие значительный вред как пресной, так и солёной воде, уничтожая их обитателей. Сине-зелёные водоросли в значительной степени отличаются от всех остальных водорослей тем, что по своему строению они фактически являются бактериальными организмами, у которых нет настоящей цитоплазмы и оболочка ядра является одновременно оболочкой клетки. Сине-зелёные водоросли очень древние и наиболее распространённые, они обитают повсюду: в солёной и пресной воде и даже в почве, т.е. там, где есть влага. Но для того, чтобы активно развиваться нужны три главные условия: наличие питательных веществ (азот и фосфор), тёплая вода (>20° С) и отсутствие турбулентности (смешивания воды при течении) – именно эти условия возникают летом практически повсюду. При благоприятных условиях сине-зелёные водоросли делятся по 2-3 раза в сутки и за 3-4 дня увеличение этой биомассы происходит в 10-12 раз, что может заполнить любой водоём в течение короткого времени. Никто из живых организмов эту биомассу не ест и не уничтожает, которые отмирают через несколько дней, оседая хлопьями на дне водоемов, которые при разложении поглощают кислород, создавая бескислородные, «мертвые» участки дна. Что приводит к замору рыбы. (Вассер С.П. с соавт. «Водоросли», Киев: Наукова дума, 1989).

Так как питательными веществами водорослей являются азот и фосфор, которых предостаточно в атмосфере, почве и воде, в связи с интенсивно развивающимся сельским хозяйством, в котором повсеместно используются азотные и фосфорные удобрения и в летнее время достаточно солнечной энергии; эти факторы в полной мере обеспечивают благоприятный фотосинтез сине-зеленых водорослей и их интенсивный рост.

Из истории известно, что около 400 лет назад, испанские конкистадоры писали, что коренные жители Америки, ацтеки, выпекают из водорослей высокопитательное печенье. В 1964г. во время одной из экспедиций бельгийских ученых – ботаников в Африку, аборигены угостили их кексами зеленовато-голубоватого цвета, испеченными из высушенных сине-зеленых водорослей, содержащих до 70% белка.

По биологическим показателям сине-зеленые водоросли можно отнести к числу ценных видов растительного сырья. В них содержится 35-40% белка, в состав которого входит 16 аминокислот (в т.ч. 8 незаменимых), до 20% углеводов, до 3% хлорофилла, до 14% каротина, 0,8% фосфора ( для сравнения в бобовых содержится не более 0,4- 0,5%). Также они богаты различными витаминами и микроэлементами (например, содержание кобальта в них в 50 раз выше, чем в других растениях, употребляемых человеком в пищу). Из тонны сухих водорослей можно получить до 500 кг концентрата, либо значительное количество отдельных, незаменимых для человека и животных аминокислот, добавки для которых к питанию, как человека, так и животных помогут решить вопрос с обеспечением природных витаминов и ферментов, а также определить пути решения продовольственной проблемы. Например, в Африке, в районе озера Чад, особенно в засушливые годы, основной белок люди получают из водорослей спирулина, готовя из водорослей лепешки, соусы и гарниры, содержащие до 60% белка. ( www.valleyflora.ru )

Научно-производственной компанией «АВЕРС» (г.Москва) был разработан «Способ очистки водоёмов от сине-зелёных водорослей с последующей их переработкой и система его реализации» (заявка на изобретение 2010144394), также разработано устройство для очистки водоёмов от сине-зелёных водорослей с последующим их применением «АВЕРС-Аква-Фермер» (патент на полезную модель № 105118). При соблюдении разработанной технологии заготовки и переработки сине-зелёных водорослей, можно заготавливать их, за летний период, в неограниченном количестве, которые в последствии могут быть использованы на корм крупному рогатому скоту, свиньям и домашней птице, а также вноситься в почву в качестве натуральных органических удобрений! Заменяя при этом все корма с рационом зерновых культур и картофеля, которые так необходимы для питания человеку. Вот ещё один способ решения задачи по недостаче продуктов питания для человечества! И немаловажный вопрос – это исключение из удобрений синтетических калийных, фосфорных и азотных удобрений, которые, за последнее время, поднялись, в своей стоимости, до неимоверных высот благодаря монополизации отрасли определённой группой людей и полному попустительству правительственных структур. Сельское хозяйство России брошено на самовыживание, забыв при этом тяжёлые уроки истории. Поэтому, в сложившейся ситуации, вновь приходится «подковывать блоху» исходя из реалий современных условий и поиска выхода из неё…

Нами проведена огромная работа, при активном участии «Уральской академии ветеринарной медицины» (г.Троицк) по осуществлении указанного выше «способа..», но результаты превзошли все ожидания, которые представлены в следующих экспериментах.

Эксперимент 1. Были проведены сравнительные эксперименты на 15 бычках черно-пестрой породы 2-3-х месячного возраста с живой массой 82-84 кг. По принципу прототипа, животных разделили на три группы по 5 голов в каждой. Условия содержания (на всем протяжении выращивания бычки находятся в помещении- телятнике) и кормления были идентичными.

Для эксперимента были отобраны наиболее однородные по таким показателям, как возраст, живая масса и порода бычков.

Все животные находились в одном помещении, при одинаковых условиях кормления и обслуживались одной телятницей.

Суточный рацион животных первой группы (контроль) составлял:
Кукурузный силос – 2.0 кг, Зерно злаков – 1.8 кг, Картофель варёный – 2.3 кг, Шрот подсолнечный – 0.6 кг, Травяная мука бобовых – 0.5 кг, Морковь – 0.3 кг,Трикальций фосфат – 100 гр., Соль повареная – 20 гр. (из расчёта по сухому веществу – 4.5 кг в сутки).

У бычков второй группы (опытная 1) суточный рацион составлял: Кукурузный силос – 3.0 кг, Зерно злаков – 0.9 кг, Картофель варёный – 1.2кг, Сушёные водоросли – 1.5 кг, Шрот подсолнечный – 0.6 кг, Травяная мука бобовых – 0.5 кг, Морковь – 0.3 кг, Трикальций фосфат – 100 гр., Соль повареная – 20 гр. (из расчёта по сухому веществу – 4.5 кг в сутки).

Рацион бычков третьей группы (опытная 2) суточный рацион составлял:
Кукурузный силос – 3.0 кг, Сушёные водоросли – 2.5 кг, Шрот подсолнечный – 0.6 кг, Травяная мука бобовых – 0.5 кг, Морковь – 0.3 кг, Трикальций фосфат – 100 гр., Соль повареная – 20 гр. (из расчёта по сухому веществу – 4.5 кг в сутки).

Из данных суточного рациона видно, что в опытной группе 1 сокращено на 50% весового количества злаков и картофеля варёного, которые были заменены 1.5 кг сушёных водорослей, также в рацион добавлен 1.0 кг кукурузного силоса.

Также из данных суточного рациона видно, что в опытной группе 2 сокращено на 100% весового количества злаков и картофеля варёного, которые были заменены 2.5 кг сушёных водорослей, также в рацион добавлен 1.0 кг кукурузного силоса.

Опыт проводили в переходный период года (осенью) в течение 60 дней. Результаты исследований представлены в таблице 1.

Изучение роста бычков подопытных групп провели путём индивидуального взвешивания, по результатам которого определяли живую массу, среднесуточный прирост живой массы. Взвешивание проводили утром до кормления.

Таблица 1 — Приросты живой массы бычков

Из данных таблицы следует, что среднесуточный прирост бычков контрольной группы № 1, составил 680,5 г, абсолютный — 40,8 кг, в то время как во второй группе (опытная 1) составил 875,6 г и 52,5 кг соответственно, в третьей группе бычков(опытная 2) — 1041,6 г (достоверно при Р≤0,01) и 62,5 кг (достоверно при Р≤0,01), т.е. прирост опытной 1 был выше на 28,7% по сравнению с контролем, а опытной 2 на 53,2% по сравнению с контролем. При этом, злаковые и картофель были сокращены на 50% или на 100%.

Изменение рациона бычков, при интенсивной технологии выращивания, с добавлением сушёных сине-зелёных водорослей, позволяет экономить в месяц, из расчёта на одного бычка: зерна злаков до 54 кг, картофеля до 69 кг, которые ещё необходимо отварить, перед употреблением животными, заменив их на сушёные водоросли, производство и хранение которых значительно дешевле и они не нуждаются в подготовке к употреблению бычками, что составляет значительную экономию при их выращивании.

Эксперимент 2. Были сформированы три группы свиней по 30 голов в каждой.

Возраст свиней 5 месяцев. Средний вес 50 кг.

Суточный рацион контрольной группы составлял:
Зерно злаков, 2.3 кг; Шрот подсолнечный, 0.3 кг; Картофель варёный , 8 кг;
Травяная мука бобовых, 0.8 кг; Трикальций фосфат, 70 гр; Соль, 70 гр.

Рацион поросят второй группы (опытная 1):

Зерно злаков, 2.0 кг; Шрот подсолнечный, 0.3 кг; Картофель варёный , 6 кг; Сушёные водоросли, 2.3 кг; Травяная мука бобовых, 0.8 кг; Трикальций фосфат, 70 гр; Соль, 70 гр.

Рацион животных 3 группы (опытная 2):

Зерно злаков, 1.0 кг; Шрот подсолнечный, 0.3 кг; Картофель варёный, 3.0 кг; Сушёные водоросли, 5.0 кг; Травяная мука бобовых, 0.8 кг.

Для эксперимента были отобраны наиболее однородные по таким показателям, как возраст, живая масса и порода поросята.

Все подопытные животные находились в одном помещении при одинаковых условиях кормления и обслуживались одной свинаркой.

Помещение свинарника типовое, вместимостью на 200 голов построено из кирпича и бетонных блоков, перекрытие чердачного типа, в торцовых стенах оборудованы ворота, выходящие в тамбуры. Стены и потолки оштукатурены и побелены. В торцовых стенах оборудованы ворота, выходящие в тамбуры. Освещение естественное и искусственное. Животные содержались в станках, которые располагались в четыре ряда.

Изучение роста поросят подопытных групп провели путём индивидуального взвешивания, по результатам которого определяли живую массу, среднесуточный прирост живой массы. Взвешивание проводили утром до кормления.

Результаты исследований представлены в таблице 2.

Таблица 2 — Динамика прироста живой массы поросят (Х±Sх)

Живая масса, кг

Абсолютный прирост живой массы, кг

Источник