Спосіб культивування чорноморської червоної водорості gelidium latifolium (grev.) born. et thur. (rhodophyta)

Спосіб культивування чорноморської червоної водорості Gelidium latifolium (Grev.) Born. et Thur. (Rhodophyta), що передбачає циклічну технологію, що включає готування поживного середовища на основі фільтрованої чорноморської води, засів середовища фрагментами гелідіуму з початковою 2 щільністю 2-2,5 кг/м , прийоми стимулювання росту об'єкта й придушення епіфітів, вирощування при освітленості на поверхні води 18-20 клк, температурі поживного середовища 15-19 °С - у лю C2 2 (19) 1 3 30.10.97, Бюл. № 5- С. 2.3), виконаний при початковій об'ємній щільності завантаження не більше 5 г/л середовища, збагаченого азотом у вигляді солі KNO3 з розрахунку 20-22 мг/л і фосфором у вигляді солі КН2РО4·3Н2О з розрахунку 2,8-3 мг/л, що передбачає режим безперервного освітлення протягом 58-65 годин на початку кожного тижневого циклу. Недоліком відомого способу є те, що концентрації азоту (2,8-3 мг/л) і фосфору (0,46-0,49 мг/л) з початковою об'ємною щільністю посадки 5 г/л не забезпечують адекватної продуктивності процесу культивування гелідіуму. Не сприяє цьому й технологічний прийом безперервного освітлення протягом 2-3 доби в тиждень, що порушує природний біоритм об'єкта. Найбільш близьким до винаходу, що заявляється, є відомий "Спосіб культивування чорноморської червоної водорості Gelidium latifolium (Grev.) Born.et Thur."(З. № 94063376 Україна: МПК C12N 1/12 / Б.М. Беляев, В.А. Сілкін; Друк. 29.08.97, Бюл. № 4.- С. 2.52-2.53). Спосіб включає готування поживного середовища на основі фільтрованої чорноморської води солоністю 17,5-18 ‰, засівання середовища фрагментами гелідіуму, вирощування, що включає фази "відпочинку" тижневим циклом при контрольованих факторах середовища - освітленості на поверхні води 18-20 клк, безперервної в перші 58-86 годин з наступним відключенням у нічний час на 8 годин температурі поживного середовища 15-19 °C у лютому, березні й листопаді, 19-23 °C - у квітні, травні, вересні й жовтні і 23-27 °C - у літні місяці, барботуванні середовища стисненим повітрям, що забезпечує обертання водоростей, підтримці рН середовища на рівні 7,9-8,2 шляхом додавання вуглекислоти з розрахунку 25-30 г на 1 кг водоростей у добу, протоці середовища, що забезпечує його повну або дворазову заміну в добу, у яку на початку циклу 2 завантажують водорості з розрахунку 2-2,5 кг/м , а біогени - з розрахунку в мг на літр: KNO3-20-22 (або NaNО3-17-19) і КН2РО4·3Н2О - 3-3,2 (або NaH2PО4·3Н2О - 2,8-3), збільшуючи щодня норму відповідно до збільшення біомаси, щоденному обсушуванні водоростей протягом 30-60 хвилин (або 1-2 години через 2-3 доби), збір урожаю й відбір для наступних циклів найбільш чистих від обростань водоростей. Однак даний спосіб має ряд недоліків, що знижують вихід продукції з одиниці площі культиватора. Досить трудомісткий прийом щоденного обсушування, пов'язаний з вилученням гелідіуму з поживного середовища веде по-перше, не тільки до механічного травмування об'єкта, але й пригнічуючи впливає на апекальні частини талому гелідіуму. По-друге, знижує продукцію на 5-7 % тільки за рахунок фізичного вилучення об'єкта із процесу культивування. По-третє, він не забезпечує 100 %го придушення епіфітів, біомаса яких до кінця 5-6 циклу може скласти 20-30 % маси об'єкта і які вилучають відповідну кількість біогенів і знижують у рази освітлення об'єкта. Прийом інтенсифікації процесу зростання гелідіуму за рахунок включення безперервного освітлення на 2,5-3,5 доби в кожному циклі порушує 96379 4 звичний біологічний ритм об'єкта та не сприяє збільшенню продуктивності процесу. Крім того, при заявленій щільності посадки 2,5 2 3 кг/м або об'ємної щільності 5 кг/м (5 г/л), якщо глибина культиватора не перевищує 0,5 м, заявлені концентрації азоту (2,8-3 мг/л) і фосфору (0,49-0,52 мг/л) не забезпечують оптимальної швидкості їхнього споживання гелідіумом, і середня питома швидкість вагового зростання «μ» не -1 перевищує значень 0,028-0,032 доба . Такі швидкості зростання не дозволяють отримати врожай 2 більше 40-45 г сирої маси з 1 м у добу. При цьому вміст агару й пігментів у таломах гелідіуму не досягає оптимальних значень, а підвищення концентрації міогенів приводить на початкових циклах до збільшення швидкості росту гелідіуму, але й активізує ріст епіфітів, які на наступних циклах пригнічують його ріст, і сумарний результат нерідко виявляється гірше вихідного. В основу винаходу поставлена задача збільшення виходу біомаси гелідіуму з одиниці площі культиватора при цілорічному циклічному культивуванні шляхом стимулювання його ростових функцій і більш повному придушенні епіфітів. Поставлена задача досягається тим, що у відомому циклічному способі солоність чорноморської води доводять до 26 ‰ і вносять 4,8-7,2 мг/л азоту у вигляді KNO3 з розрахунку 35-52 мг/л (або NaNO3-29-44 мг/л), 0,8-1,2 мг/л, фосфору у вигляді КН2РО4∙3Н2О з розрахунку 4,9-7,4 мг/л (або NaH2PO4∙3H2O-4,5-6,7 мг/л), а як стимулятор росту - 0,35-0,45 мг/л хелатованого заліза у вигляді FeCl3∙6H2O з розрахунку 1,68-2,16 мг/л, звареного разом з 13-17 мг/л Na2ЕДТА, а фаза "відпочинку" відбувається при температурі 10-12 °C і денної освітленості 0,2-0,5 ккл. Між перерахованими істотними ознаками й очікуваним технічним результатом присутній причинно-наслідковий зв'язок. При культивуванні гелідіуму, який відрізняється від інших об'єктів більшим співвідношенням площі поверхні талому і його обсягу або маси, найважливішою проблемою стає боротьба з епіфітами. Експериментально встановлено автором, що підвищення солоності до 26-34 ‰ зменшує кількість епіфітів по масі в 6-8 разів, у порівнянні із солоністю 18 ‰. При цьому середня питома швидкість вагового росту () збільшується на 5-30 %. Однак при солоності 34 ‰ значно зменшується вміст агару й фікоеритрину, тому солоність 26 ‰ більш краща. Зменшення солоності до 9 ‰ приводить до зменшення загальної біомаси епіфітів приблизно в 2 рази, при цьому превалюють епіфіти з відділу зелених, а  об'єкта культивування падає на 1012 %. Безперервне освітлення протягом 2-3 доби в кожному тижневому циклі більшою мірою стимулює ріст епіфітів відділу зелених, ніж культивований гелідіум, тому воно виключається з технології. Збільшення концентрацій азоту й фосфору в 1,7-2,3 разу в порівнянні з відомим способом сприяє збільшенню швидкості їхнього споживання на одиницю маси (або поверхні талому) при заданій щільності культури й, як наслідок, - до збільшення . Експериментально встановлено, що по 5 дальше збільшення на 20-30 % концентрацій азоту й фосфору не дає адекватних збільшень ні величині , ні вмісту агару й пігментів і призводить до погіршення економічних показників способу. Експериментально встановлено, що хелатоване хлорне й сірчанокисле залізо (зварене в певних пропорціях з Na2ЕДТА) легше засвоюється макрофітами. Введене в поживне середовище, воно впливає на активність апекальних частин талому й сприяє утворенню нових точок росту, що приводить до зростання . Найбільш ефективним виявився вплив хлорного заліза в діапазоні концентрацій 0,35-0,45 мг/л (у перерахунку на залізо), тому що подальше збільшення його концентрації в 1,5-2 рази не приводить до відповідного збільшення . Перерахована сукупність суттєвих ознак є достатньою для досягнення поставленого технічного результату, таким чином існує причиннонаслідковий зв'язок між заявленими ознаками й очікуваним технічним результатом. Спосіб реалізується таким чином. У період сприятливої гідрологічної й метеорологічної обстановки прибережну чорноморську воду солоністю 17,5-18,5‰ і рівнем рН - 7,9-8,2 закачують у резервуар-накопичувач. Звідти воду порціонно подають у резервуар-змішувач, у який додають морську сіль із розрахунку 8,5-7,5 г/л і через систему механічних фільтрів заповнюють розміщений у прохолодному місці багатосекційний, оснащений пристроями для барботування води, акваріум, а також разом з розчинами азото-, фосфоро- і залізовмісних солей у відповідних пропорціях, подають у резервуар-збагачувач: KNO3 з розрахунку 35-52 мг/л (або NaNO3-29-44), КН2РО4·3Н2О з розрахунку 4,9-7,4 мг/л (або NaH2PO4·3Н2О - 4,5-6,7) і FeCl3·6H2O з розрахунку 1,68-2,16 мг/л з додаванням 13-17 мг/л Nа2ЕДТА. При цьому останні два компоненти спільно проварюють у дистиляті. Гелідіум, зібраний у лютому-листопаді в місцях природного перебування, попередньо очищають від домішок і обростань і розміщають у секціях акваріума, температура води в якому не перевищує 10-12 °C, а освітленість у денний час не перевищує 0,5 клк. Культиватори заповнюють поживною сумішшю з резервуара-збагачувача, пропущеною через теплообмінник. Водоростями з акваріума завантажують культиватори з розрахун2 2 ку 2-2,5 кг/м (20-25 г/дм ), але не більш ніж 5 г/л, регулюють подачу стисненого повітря в повітропровід так, щоб створити рівномірне об'ємне обертання водоростей, а подачу вуглекислоти з розрахунку 25-30 г на кг водоростей у добу, встановлюють проток поживного середовища, забезпечуючий одно- або дворазову зміну, збільшуючи щодня на 7-10 % тільки концентрацію СО2 і біогенів. Встановлюють освітленість на поверхні води в культиваторах на рівні 20-22 клк, а температуру поживного середовища на виході теплооб 96379 6 мінника регулюють відповідно до сезону культивування. Через 5-7 діб перекривають подачу поживного середовища в культиватор, водорості витягають, промивають струменем води, очищаючи від домішок і епіфітів, зважують і повертають у вихідну секцію акваріума. Культиватор чистять, промивають, заповнюють поживним середовищем і завантажують водоростями із секції акваріума, у якій вони "відпочивали" протягом попередніх 5-7 діб, відбираючи по масі, рівної вихідної, найбільш чисті й потужні таломи, а приріст використовують як урожай. Після завершення циклу водорості поміщають у секцію акваріума, і культиватор завантажують із наступної секції. Приклад. Гелідіум вирощували з тижневим циклом у період лютий-березень у двох аналогічних культиваторах. З багатосекційного акваріума, заповненого фільтрованою чорноморською водою, солоність якої була доведена до 26‰, у культиватори завантажили 180 г і 225 г гелідіуму відповідно. Температуру води в акваріумі підтримували на рівні 1012 °C, освітленість у денний час - не більше 0,5 клк. Культиватори заповнювали поживним середовищем на основі фільтрованої морської води солоністю 26‰ і встановлювали проток через культиватори - 2 л/год. й 4 л/год. Температуру поживного середовища на вході в культиватори в лютому підтримували на рівні 16-17 °C, а в березні 18-19 °C. Освітленість на поверхні води в культиваторах установили 20±0,3 клк. У першу добу циклу на кожний літр середовища додавали в культиватори А і В, відповідно, 35 мг KNO3 і 4,9 мг КН2РО4·3Н2О, збільшуючи в наступну добу ці концентрації на 5 % (відповідно на 1,75 і 0,25 мг), і щодоби, зварені разом, 1,68 мг FеСl3·6H2О і 13 мг Nа2ЕДТА. В культиватор В вносили 52 мг KNO3i 7,4 мг КН2РО4·3Н2О, збільшуючи в наступну добу ці концентрації на 7 % (відповідно на 3,64i 0,52 мг) і щодоби 2,16 мг FеСl3·6Н2О i17 мг Nа2ЕДТА. В культиватори додавали 4,5 г i 6,75 г вуглекислоти на добу, установивши необхідний режим барботування. Через 7 діб зважували сиру біомасу гелідіуму, промивали та повертали в секції акваріума, а в очищені культиватори завантажили 180 і 225 г гелідіуму. Культивування проводили в тих же умовах по освітленню, температурі й харчуванню, що й у першому циклі. По закінченні другого циклу гелідіум промили, зважили й повернули в секції акваріума. Для запуску третього циклу відбирали відповідно 180 г і 225 г найбільш чистих і здорових таломів, що відпочили після першого циклу, і завантажували в культиватори, а приріст біомаси використовували як урожай. По закінченні кожного циклу контролювали появу епіфітів, а коли проростки епіфітів досягали 4-5 мм, їх відокремлювали й зважували біомасу епіфітів. Усього провели 8 циклів культивування, результати яких наведені в таблиці. 7 96379 8 Таблиця Культиватор А № цикла W n (г)  1 2 3 4 5 6 7 8  25,6 21,3 50,0 51,7 73,7 82,8 77,2 79,2 461,5 0,019 0,016 0,035 0,036 0,049 0,054 0,051 0,052 Культиватор В WЭ (г) 2,73 3,56 6,21 6,94 19,44 кількість видів 3 3 4 5 5 5 Сумарний врожай (приріст) за 8 тижнів склав 2 461,5 г або 91,6 г/м ·добу для першого культива2 тора і 520 г або 103,2 г/м ·добу - для другого, кількість епіфітів - 19,44 г і 25,02 г або 42,1-48,1 г на 1 кг приросту сирої маси, а врожай на кожний грам посадкового матеріалу - 2,56 і 2,31 г. Це відповідає подвоєнню біомаси за 30,5-32,4 доби. Таким чином, пропонований спосіб за 8 циклів культивування дозволяє більш ніж в 2 рази збіль Комп’ютерна верстка І. Скворцова W n (г) 25,0 23,2 51,2 60,5 83,5 90,0 92,1 94,5 520,0  WЭ (г) 0,015 0,014 0,029 0,034 0,045 0,048 0,049 0,050 3,62 4,83 7,83 8,74 25,02 кількість видів 3 4 5 6 5 6 шити врожай гелідіуму з одиниці дзеркальної по2 верхні культиватора: з 54-59 г до 91-103 г/м ·добу. При цьому значно поліпшується його якість, тому що в 3,4-3,8 разу зменшується кількість епіфітів на 1 кг продукції, і знижується собівартість, тому що в 2,3-2,4 разу збільшується врожай на 1 кг посадкового матеріалу. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601