Войти
| Lemna minor | |
|---|---|
 | |
| Статус сохранения | |
 . Наименее опасен (МСОП 3.1 ) | |
| Научная классификация | |
| Домен: | Eukaryota |
| Царство: | Plantae |
| Clade: | Tracheophytes |
| Clade: | Покрытосеменные |
| Clade: | Однодольные |
| Отряд: | Alismatales |
| Семейство: | Araceae |
| Род: | Lemna |
| Виды: | L. minor |
| Биномиальное название | |
| Lemna minor . L. | |
Lemna minor, ряска обыкновенная или ряска малая, является разновидностью водных пресноводных растений в подсемействе Lemnoideae из семейства арум Araceae. L. minor используется в качестве корма для животных, биоремедиатора, для восстановления питательных веществ сточных вод и других целей.
Lemna minor - это плавающее пресноводное водное растение с одним, двумя, тремя или четырьмя листьями, каждый из которых имеет единственный корень, висящий в воде. По мере того, как растет больше листьев, растения делятся и становятся отдельными особями. Корень 1–2 см длиной. Листья овальные, длиной 1–8 мм и шириной 0,6–5 мм, светло-зеленые, с тремя (реже пятью) жилками и небольшими воздушными пространствами для облегчения плавучести. Размножается преимущественно вегетативным путем делением. Цветки образуются редко и имеют диаметр около 1 мм, с чашевидной перепончатой чешуей, содержащей одну семяпочку и две тычинки. Семя длиной 1 мм, ребристое с 8-15 ребрами. Птицы играют важную роль в расселении L. minor на новые участки. Клейкий корень позволяет растению прилипать к оперению или лапам птиц и тем самым заселять новые пруды.
Lemna minor имеет субкосмополитическое распространение и встречается на большей части Африки, Азии, Европа и Северная Америка. Он присутствует везде, где пресноводные водоемы и тихоходные ручьи, кроме арктического и субарктического климата. О нем не сообщается как о коренном в Австралазии или Южной Америке, хотя он натурализовался там.
Колония в небольшом бассейне Для оптимальных условий роста необходимы значения pH от 6,5 до 8. L. minor может расти при температуре от 6 до 33 ° C. Рост колоний происходит быстро, и при подходящих условиях растения образуют ковровое покрытие неподвижных луж. В регионах с умеренным климатом , когда температура опускается ниже 6-7 ° C, образуются маленькие плотные наполненные крахмалом органы, называемые «турионами». Затем растения переходят в состояние покоя и опускаются на землю для перезимовки. Следующей весной они снова начинают расти и снова всплывают на поверхность.
Ряски в целом требует определенных усилий для выращивания. Небольшие свободно плавающие растения могут быть снесены в кучи, что приводит к появлению открытой водной поверхности, на которой возможен рост водорослей. По этой причине рекомендуется использовать длинные узкие пруды, идущие перпендикулярно преобладающему ветру. Равномерное распределение добавленных питательных веществ в прудах может быть достигнуто за счет нескольких входов. Для поддержания плотного покрова растений на поверхности воды и предотвращения слишком толстого слоя для роста требуется скоординированный сбор урожая и пополнение питательных веществ.
удобрения, необходимые для выращивания ряски зависит от источника воды и используемого географического изолята L. minor. L. minor, выращиваемый в прудах, наполненных дождевой водой, требует дополнительного внесения азота, фосфора и калия. Общий азот по Кьельдалю не должен опускаться ниже 20–30 мг / л, если необходимо поддерживать высокие темпы роста и содержание сырого протеина. Что касается фосфора, то хороший рост отмечен при концентрациях от 6 до 154 мг / л (нет заметной чувствительности высоких концентраций фосфора к скорости роста). В сточных водах домашнего животноводства очень высокая концентрация аммония и других минералов. Их часто нужно разбавлять до сбалансированной концентрации питательных веществ. Для изолята L. minor 8627, культивированного в жидкости свиной лагуны, наилучшие показатели продуктивности были достигнуты при выращивании в жидкости свиной лагуны, разбавленной до 20% (общий азот по Кьельдалю : 54 мг / л, аммоний: 31 мг / л, общий фосфор: 16 мг / л). Сточные воды, которые часто содержат достаточную концентрацию калия и фосфора, можно использовать для выращивания ряски, но необходимо регулировать концентрацию азота.
Lemna minor, как было показано, очень эффективно удаляет тяжелые металлы, такие как свинец, медь, цинк и мышьяк, из воды с нелетальными концентрациями. Одно конкретное исследование показало, что более 70% мышьяка было удалено через 15 дней при начальной концентрации 0,5 мг / л. Другой утверждает, что жизнеспособная биомасса L. minor удалила 85-90% Pb (NO 3)2 с начальной концентрацией 5 мг / л. Более высокие концентрации свинца, однако, приводят к снижению относительной скорости роста L. minor. Поскольку L. minor устойчив к температурам, быстро растет и его легко собирать, он имеет большой потенциал для экономичного использования при очистке сточных вод. Очистка сточных вод Devils Lake, расположенная в Северной Дакоте, США, использует эти полезные свойства L. minor и других водных растений при очистке городских и промышленных сточных вод. После определенного периода выращивания растения собирают и используют в качестве удобрения почвы, материала компоста или источника белка для домашнего скота. В промышленных регионах, где тяжелые металлы накапливаются в водах, почвах и отложениях из-за антропогенной деятельности, такой как добыча полезных ископаемых и сжигание ископаемого топлива, собранный L. minor не следует повторно использовать, а утилизировать соответствующим образом. Поскольку тяжелые металлы имеют карчино генные воздействия на человека, долго сохраняются в природе и накапливаются в живых организмах, важно их удаление из окружающей среды. Lemna minor также удаляет органические микрозагрязнители, такие как фармацевтические препараты и бензотриазолы, из сточных вод.
В зависимости от литературы зарегистрированы разные урожаи L. minor. При выращивании в идеальных условиях была зафиксирована урожайность до 73 тонн сухого вещества с гектара в год. Ряска обыкновенная имеет высокое содержание белка, которое варьируется от 20 до 40% в зависимости от сезона, содержания питательных веществ в воде и условий окружающей среды. Он не создает очень сложные тканевые структуры и поэтому имеет низкое содержание волокна, менее 5%. Практически все его ткани могут быть использованы в качестве корма для рыб и птиц и сделать ряску интересной пищевой добавкой.
Экспериментальные исследования показали, что L. minor может полностью заменить добавку соевые бобы в рационе уток. Его можно выращивать прямо на ферме, что снижает производственные затраты. Следовательно, использование ряски обыкновенной в качестве пищевой добавки в рационах бройлеров очень выгодно также с экономической точки зрения. Исследование показало, что дорогие жмыхы кунжутного масла в рационе цыплят можно частично заменить дешевыми L. minor с повышенными показателями роста бройлеров. Тем не менее, из-за более низкого содержания перевариваемых белков в L. minor (68,9% по сравнению с 89,9% в кунжутном жмыхе) ряска обыкновенная могла использоваться только в качестве пищевой добавки в рационах бройлеров. Также при частичном кормлении несушек сушеной L. minor (до 150 г / кг корма) курица показала те же характеристики, что и при кормлении рыбной мукой и рисовой полиролью, в то время как цвет желтка изменился положительно.
Lemna minor как быстрорастущее водное растение, накапливающее азот и фосфор с высокой питательной ценностью для домашнего скота, находит другое применение в восстановлении питательных веществ из сточных вод домашнего скота. Известно, что это приложение выполняется в сельскохозяйственных системах Юго-Восточной Азии, где навоз и экскременты хранятся в небольших эвтрофных прудах. Затем вода из этих прудов удобряет большие пруды, на которых выращивают L. minor для дальнейшего использования в качестве корма для уток.
Выращивание выбранных географических изолятов L. minor на разбавленной свиней лагунной жидкости в Северная Каролина привела к урожайности до 28,5 г в день (104,03 т га в год) и удалению более 85% от общего количества содержащихся азота и фосфора.
Анаэробная предварительная обработка (например, путем анаэробного разложения в UASB ) сточных вод и разбавление жидкости до уровня ниже 100 мг / л общего азота по Кьельдалю и 50 мг / l общий фосфор, что привело к наилучшим показателям роста и удаления питательных веществ.
Выращивание L. minor в предварительно очищенных анаэробных сточных водах является недорогостоящим процессом с потенциалом улучшения содержания домашнего навоза за счет производства ценных кормов для животных. Кроме того, загрязнение окружающей среды можно уменьшить за счет удаления питательных веществ из сточных вод.
Lemna minor очень подходит для производства биоэтанола. Из-за низкого содержания целлюлозы (примерно 10%) по сравнению с наземными растениями процедура преобразования крахмала в этанол относительно проста. L. minor, выращенный в разбавленной воде свиной лагуны, накапливает 10,6% крахмала от общего сухого веса. В идеальных условиях с точки зрения доступности фосфатов, нитратов и сахара и оптимального pH доля крахмала в общем сухом весе немного выше (12,5%). Подавление фотосинтетической активности L. minor путем выращивания в темноте и добавление глюкозы дополнительно увеличивает накопление крахмала до 36%.
После сбора урожая ферментативный гидролиз высвобождает до 96,2%. глюкозы, связанной крахмалом. Выход этанола на сухой вес в последующем процессе ферментации зависит от содержания глюкозы и доступности питательных веществ в питательной среде, но его можно сравнить с выходами этанола из лигноцеллюлозы энергетических культур, таких как Мискантус и Тростник гигантский. Но в отличие от этих энергетических культур биомасса L. minor не требует какой-либо предварительной термической или химической обработки.
Lemna minor обычно используется для оценки экотоксичности органических и неорганических микрозагрязнителей. а также для оценки токсичности сточных вод и продуктов выщелачивания со свалок. Информация о применяемой методологии представлена в соответствующем протоколе ОЭСР.
