##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Чекушкин А. А., Авсиян А. Л., Лелеков А. С. Продуктивность культуры Arthrospira platensis Gomont 1892 в условиях естественного освещения // Труды Карадагской научной станции им. Т.И. Вяземского - природного заповедника РАН. 2022. Т. 7, № 4 (24). С. 33-44. https://doi.org/10.21072/eco.2022.24.02

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Аннотация

Исследован рост накопительной культуры Arthrospira platensis в условиях естественного освещения при различной толщине слоя суспензии и различном количестве падающей на поверхность бассейна солнечной энергии. Эксперименты проводились в горизонтальном фотобиореакторе в течение 2021–2022 гг. в районе г. Севастополя. На линейном участке накопительной кривой проведён расчёт средней продуктивности культуры A. platensis, а также максимального значения биомассы в стационарной фазе роста. Показано, что при естественном освещении средняя продуктивность изменялась в пределах 2,8–12,2 г СВ∙м-2 ∙сут-1, максимальная плотность культуры составляла от 43 до 120 г СВ∙м-2. С учётом частичного отражения света от поверхности альгобиотехнологического модуля определено суммарное значение солнечной энергии в области ФАР за световой день, которое варьировалось от 1,95 до 8,73 МДж∙м-2 в январе и июле соответственно. Отмечено, что при культивировании A. platensis в бассейнах с разной толщиной слоя суспензии величина урожая за 7 дней одинаковая и составляет 70–75 г СВ∙м-2. В контрольном опыте при искусственном освещении не выявлено влияние СО2 на скорость роста A. platensis: средняя продуктивность с добавлением СО2 (и без добавления) равнялась 13–14 г СВ∙м-2 ∙сут-1, максимальное значение биомассы — 125 г СВ∙м-2. На основе анализа полученных нами экспериментально и ранее опубликованных данных показано, что зависимость средней продуктивности от облучённости описывается ломаной. В области светового лимитирования коэффициент пропорциональности составил 2,3 г СВ∙МДж-1. С учётом средней калорийности биомассы средняя эффективность усваивания световой энергии составила 5,3 %.

Авторы

А. А. Чекушкин

аспирант, ведущий инженер

А. Л. Авсиян

младший научный сотрудник

А. С. Лелеков

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

Библиографические ссылки

Белянин В. Н., Сидько Ф. Я., Тренкеншу А. П. Энергетика фотосинтезирующей культуры микроводорослей. – Новосибирск : Наука, 1980. – 136 с.

Геворгиз Р. Г., Малахов А. С. Пересчёт величины освещённости фотобиореактора в величину облучённости: учеб.-метод. пособие. – Севастополь : Колорит, 2018. – 58 с.

Геворгиз Р. Г., Шматок М. Г. Лелеков А. С. Расчёт КПД фотобиосинтеза у низших фототрофов. 1. Непрерывная культура // Экология моря : сб. науч. тр. / НАН Украины, Ин-т биологии юж. морей им. А. О. Ковалевского. – Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2005. – Вып. 70. – С. 31–36.

Минюк Г. С., Дробецкая И. В., Тренкеншу Р. П., Вялова О. Ю. Ростовые и биохимические характеристики Spirulina (Arthrospira) platensis (Nordst.) Geitler при различных условиях азотного питания // Экология моря : сб. науч. тр. / НАН Украины, Ин-т биологии юж. морей им. А. О. Ковалевского. – Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2002. – Вып. 62. – С. 61–66.

Солнечная радиация и солнечное сияние // Научно-прикладной справочник по климату СССР. Сер. 3, Многолетние данные. Ч. 1–6 / Гос. ком. СССР по гидрометеорологии, Сев.-Кавказ. территор. упр. по гидрометеорологии. – Ленинград : Гидрометеоиздат, 1990. – Вып. 13. – С. 70–145.

Справочник по климату СССР. Вып. 10. Украинская ССР. Ч. 1. Солнечная радиация, радиационный баланс и солнечное сияние / Гл. упр. гидрометеорол. службы при Совете Министров СССР, Упр. гидрометеорол. службы УССР, Киев. гидрометеорол. обсерватория. – Москва : Гидрометеоиздат, 1966. – 124 с.

Стельмах Л. В. Суточные изменения фотосинтеза морских планктонных водорослей : автореф. дис. … канд. биол. наук : 03.00.18. – Севастополь, 1985. − 23 с.

Тренкеншу Р. П., Лелеков А. С., Новикова Т. М. Линейный рост морских микроводорослей в культуре // Морской биологический журнал. – 2018. – Т. 3, № 1. – С. 53–60. – https://doi.org/10.21072/mbj.2018.03.1.06

Тренкеншу Р. П., Лелеков А. С. Моделирование роста микроводорослей в культуре. – Белгород : Константа, 2017. – 152 с. – https://doi.org/10.21072/978-5-906952-28-8

Чекушкин А. А., Лелеков А. С. Продуктивность культуры Phaeodactylum tricornutum в условиях естественного освещения // Актуальные вопросы биологической физики и химии. – 2021. – Т. 6, № 4. – С. 591-596.

Чекушкин А. А., Лелеков А. С., Геворгиз Р. Г. Сезонная динамика предельной продуктивности в горизонтальном фотобиореакторе // Актуальные вопросы биологической физики и химии. – 2020. – Т. 5, № 3. – С. 405–411.

Benavides A., Ranglová K., Malapascua J. R., Masojidek J., Torzillo G. Diurnal changes of photosynthesis and growth of Arthrospira platensis cultured in a thin-layer cascade and an open pond // Algal Research. – 2017. – Vol. 28. – Р. 48–56. – https://doi.org/10.1016/j.algal.2017.10.007

Borowitzka M. A. Commercial production of microalgae: ponds, tanks, tubes and fermenters // Journal of Biotechnology. – 1999. – Vol. 70, iss. 1/3. – P. 313–321. – https://doi.org/10.1016/S0168-1656(99)00083-8

Borowitzka M. A., Borowitzka L. J. Microalgalbiotechnology.–Cambridge:CambridgeUniv.Press, 1998. – 480 p.

Freitas B., Cassuriaga A., Morais M. G., Costa J. Pentoses and light intensity increase the growth and carbohydrate production and alter the protein profile of Chlorella minutissima // Bioresource Technology. – 2017. – Vol. 238. – P. 248–253. – https://doi.org/10.1016/j.biortech.2017.04.031

Golterman H. L. Physiological limnology: an approach to the physiology of lake ecosystems. – Amsterdam [etc.] : Elsevier, 1975. – 489 p.

Hase R., Oikawa H., Sasao C., Morita M., Watanabe Yo. Photosynthetic production of microalgal biomass in a raceway system under greenhouse conditions in Sendai City // Journal of Bioscience and Bioengineering. – 2000. – Vol. 89, iss. 2. – Р. 157–163. – https://doi.org/10.1016/S13891723(00)88730-7

Jallet D., Caballero M. A., Gallina A. A., Youngblood M., Peers G. Photosynthetic physiology and biomass partitioning in the model diatom Phaeodactylum tricornutum grown in a sinusoidal light regime // Algal Research. – 2016. – Vol. 18. – Р. 51–60. – https://doi.org/10.1016/j.algal.2016.05.014

Lafarga T., Fernandez-Sevilla J. M., Gonzalez-Lopez C., Acien-Fernandez F. G. Spirulinaforthefood and functional food industries // Food Research International. – 2020. – Vol. 137. – [Art. nr] 109356. – https://doi.org/10.1016/j.foodres.2020.109356

Maltsev Ye., Maltseva K., Kulikovskiy M., Maltseva S. Influence of light conditions on microalgae growth and content of lipids, carotenoids and fatty acid composition // Biology. – 2021. – Vol. 10, iss. 10. – [Art. nr] 1060. – https://doi.org/10.3390/biology10101060

Markou G., Angelidaki I., Nerantzis E., Georgakakis D. Bioethanol production by carbohydrateenriched biomass of Arthrospira (Spirulina) platensis // Energies. – 2013. – Vol. 6, iss. 8. – P. 3937–3950. – https://doi.org/10.3390/en6083937

NASA Prediction of Worldwide Energy Resources : The POWER Project : [website] / Langley Research Center. – URL: https://power.larc.nasa.go (date of access: 01.07.2022).

Nowicka-Krawczyk P., Mühlsteinová R., Hauer T. Detailed characterization of the Arthrospira type species separating commercially grown taxa into the new genus Limnospira (Cyanobacteria) // Scientific reports. – 2019. – Vol. 9. – [Art. nr] 694. – https://doi.org/10.1038/s41598-018-36831-0

Sotiroudis T. G., Sotiroudis G. T. Health aspects of Spirulina (Arthrospira) microalga food supplement // Journal of the Serbian Chemical Society. – 2013. – Vol. 78, no. 3. – P. 395–405. – https://doi.org/10.2298/JSC121020152S

Torzillo G., Sacchi A., Materassi R., Richmond A. Effect of temperature on yield and night biomass loss in Spirulina platensis grown outdoors in tubular photobioreactors // Journal of Applied Phycology. – 1991. – Vol. 3, iss. 2. – P. 103–109. – https://doi.org/10.1007/BF00003691

Torzillo G., Accolla P., Pinzani E., Masojidek J. In situ monitoring of chlorophyll fluorescence to assess the synergistic effect of low temperature and high irradiance stresses in Spirulina cultures grown outdoors in photobioreactors // Journal of Applied Phycology. – 1996. – Vol. 8, iss. 4/5. – P. 283–291. – https://doi.org/10.1007/BF02178571

Van Wagenen J., Miller T. W., Hobbs S., Hook P., Crowe B., Huesemann M., Effects of light and temperature on fatty acid production in Nannochloropsis Salina // Energies. – 2012. – Vol. 5, iss. 3. – P. 731–740. – https://doi.org/10.3390/en5030731

Wu H., Li T., Lv J., Chen Z., Wu J., Wang N., Wu H., Xiang W. Growth and biochemical composition characteristics of Arthrospira platensis induced by simultaneous nitrogen deficiency and seawatersupplemented medium in an outdoor raceway pond in winter // Foods. – 2021. – Vol. 10, iss. 12. – [Art. nr] 2974. – https://doi.org/10.3390/foods10122974

Zanolla V., Biondi N., Niccolai A., Abiusi F., Adessi A., Rodolfi L., Tredici M. Protein, phycocyanin, and polysaccharide production by Arthrospira platensis grown with LED light in annular photobioreactors // Journal of Applied Phycology. – 2022. – Vol. 34, iss. 3. – P. 1189–1199. – https://doi.org/10.1007/s10811-022-02707-0

Zarrouk C. Contribution à l’étude d’une cyanophycée. Influence de divers facteurs physiques et chimiques sur la croissance et la photosyntèse de Spirulina maxima. – Paris : [s. n.], 1966. – 138 p.

Статистика

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.