La akvakultūra ar mikroaļģēm Tā ir kļuvusi par vienu no dinamiskākajām un daudzsološākajām ūdens organismu audzēšanas jomām. Tikai dažu desmitgažu laikā tā ir attīstījusies no gandrīz eksperimentāla atbalsta kāpuriem un gliemenēm par galveno komponentu intensīvos ražošanas modeļos, bioflokas sistēmās, simbiotiskajās sistēmās un liela mēroga biorafinēšanas rūpnīcās. Mūsdienu akvakultūra tagad ir neaptverama. de pecesvēžveidīgie un gliemenes, neņemot vērā kultivētā fitoplanktona lomu.
Mikroaļģes nodrošina augstas kvalitātes uzturs, uzlabota ūdens kvalitāte un ekosistēmu pakalpojumi grūti reproducēt ar parastajām izejvielām. Sākot ar "zaļā ūdens" ģenerēšanu lauku dīķos līdz sarežģītiem datorvadāmiem fotobioreaktoriem, pielietojumu klāsts ir milzīgs. Visā šajā rakstā mēs mierīgi un skaidri paskaidrosim, kas tie ir, kā tos kultivē, kā tie tiek integrēti akvakultūras sistēmās, to priekšrocības un trūkumus, kā arī to, kur virzās vismodernākie pētījumi.
Kas ir mikroaļģes un kāpēc tās ir tik svarīgas akvakultūrā?
Mikroaļģes ir fotosintēzes vienšūnas mikroorganismi Tie galvenokārt dzīvo ūdens vidē, gan jūras, gan saldūdenī. Tie veido fitoplanktona kodolu un ir barības ķēdes pamats jūrās, lagūnās un estuāros. Daudzas sugas ir stingri autotrofi (pašas ražo barību no gaismas, CO₂ un neorganiskām barības vielām), taču pastāv arī heterotrofas un miksotrofas formas, kas spēj izmantot organiskos savienojumus.
No bioloģiskā viedokļa var atšķirt sekojošo: prokariotu un eikariotu mikroaļģesProkariotiem, piemēram, zilaļģēm, nav precīzi definēta šūnas kodola; eikariotiem (hlorofītiem, hrizofītiem, bacilariofītiem, haptofītiem, dinoflagellātiem, euglenofītiem utt.) ir organizētas organellas. Akvakultūrā tādas grupas kā hlorofīti, hrizofīti, diatomi un daži haptofīti parasti tiek izmantotas to uzturvērtības un labo sniegumu masu kultūrā dēļ.
Lai gan tiek lēsts, ka to ir vairāk nekā 30 000 mikroaļģu suguTikai daži desmiti ir padziļināti pētīti, un aptuveni desmit tiek kultivēti komerciāliem mērķiem. To nozīme neaprobežojas tikai ar ūdens organismu barošanu: tiem ir arī arvien lielāka nozīme cilvēku pārtikā, dzīvnieku barībā, mēslošanas līdzekļos, biodegvielā un kosmētikā, taču šeit mēs pievērsīsimies to lomai akvakultūrā.
Ūdens ekosistēmās mikroaļģes ir atbildīgas par ļoti nozīmīga skābekļa ražošanas daļa un CO₂ globālo fiksāciju. Pielietojot inkubatorā, ja tas tiek saprātīgi pārvaldīts, tas uzlabo kultūras vidi, lai gan, ja to nekontrolē, tas var radīt arī nopietnas problēmas (anoksiju, pH svārstības, pēkšņu mirstību).
Galvenie mikroaļģu veidi, ko izmanto akvakultūrā
Pēdējās desmitgadēs ir izveidojusies neliela sugu grupa, kas tiek uzskatīta par “Atsauces” mikroaļģes inkubatoriem un nobarošanas sistēmām, pateicoties tā uzturvērtībai, sagremojamībai un spējai augt relatīvi stabilās masu kultūrās.
Starp visbiežāk izmantotajiem ir:
- Hlorella (Saldūdens un jūras hlorofīts): ļoti bagāts ar olbaltumvielām un vitamīniem, tiek izmantots gan akvakultūrā, gan cilvēku uztura bagātinātājos. Akvakultūrā to izmanto kā tiešu barību zivīm un garnelēm, kā arī kāpuru barības maisījumu sastāvā.
- spirulīna (Cianobaktērijas): pazīstamas ar augsto antioksidantu un neaizvietojamo taukskābju saturu. Tās galvenokārt izmanto kā piedevu un dabisku krāsvielu dzīvnieku barībā, lai pastiprinātu krāsu un uzlabotu veselību.
- dunaliella (Chlorophyceae): karotinoīdu pigmentu ar antioksidanta īpašībām ražotājs; izmanto kā dabisku krāsvielu uzturā de peces un dažos gadījumos kā bioloģiski aktīvu savienojumu avots.
- Nannohloropsis (mazs eikariots): novērtēts augstā omega-3 taukskābju satura un ļoti mazā šūnu diametra dēļ, ideāli piemērots barošanai kāpuri de peces un vēžveidīgie.
- Tetraselmis suecica un citas Tetraselmis sugas: lielāki, kustīgi hlorofīti ar labu olbaltumvielu un lipīdu kvalitāti, plaši izmantoti jūras zivju audzētavās un biofloku izmēģinājumos.
- Isochrysis galbana un Isochrysis sp.Jūras hrizofīti, kas bagāti ar DHA, ir svarīgi gliemeņu un jūras zivju kāpuru stadijām.
- Chaetoceros muelleri y Thalassiosira weissflogii (diatomi): svarīgi gliemju un garneļu uzturā, pateicoties to EPA saturam un īpašajai šūnu sieniņai.
Salīdzinošie pētījumi ir parādījuši, ka barotnes slāpekļa avots Tas ietekmē šo mikroaļģu produktivitāti un sastāvu. Piemēram, pētījumi ar Chaetoceros muelleri, Thalassiosira weissflogii, Isochrysis sp. un Tetraselmis suecica ir parādījuši, ka urīnviela un mēslošanas līdzekļi, piemēram, Nutrilake, var mainīt dalīšanās ātrumu, sausnas biomasu, olbaltumvielu saturu, ogļhidrātus un lipīdus, un reakcija var atšķirties atkarībā no sugas.
Mikroaļģu izmantošana akvakultūrā: daudz vairāk nekā tikai pārtikā
Vispazīstamākais pielietojums ir tā funkcija kā dzīva pārtika ar augstu uzturvērtībuBet tas vēl nav viss. Mikroaļģes darbojas arī kā biofiltri, skābekļa ražotāji, bioproduktu ģeneratori un ir centrālā sastāvdaļa zaļo ūdeņu tehnoloģijās un simbiotiskajā akvakultūrā.
Kāpuru un mazuļu barošanās
Agrīnās stadijās de pecesvēžveidīgajiem un gliemenēm, uzturam jābūt ārkārtīgi barojošs un viegli sagremojamsgalvenais princips akvakultūras uztursMikroaļģes nodrošina kvalitatīvus proteīnus, garās ķēdes polinepiesātinātās taukskābes (EPA, DHA), vitamīnus un pigmentus, kas ir būtiski orgānu, šūnu membrānu un nervu sistēmas pareizai attīstībai.
Jūras garneļu kāpuru audzēšanā (kā Litopenaeus vannameiTetraselmis un Isochrysis kultūras ir bijušas būtiskas, lai sasniegtu augstus izdzīvošanas rādītājus no zoea III stadijas līdz pēckāpura stadijai. Šīs mikroaļģes nodrošina EPA (C20:5) un DHA (C22:6) — taukskābes, kas nav atrodamas sauszemes avotos un ir būtiskas veselīgai augšanai jūras vidē.
Tos lieto arī kā Barības piedevas zivju mazuļiem un pieaugušām zivīm, vai nu tieši dehidrētas, vai iekļautas miltos vai koncentrātos. Spirulīnu, Nannohloropsis vai diatomu maisījumus pievieno, lai uzlabotu krāsojumu, svara pieaugumu, imūnreakciju un filejas kvalitāti.
Ūdens kvalitātes uzlabošana un kontrole
Mikroaļģes uzvedas kā bioloģiskās notekūdeņu attīrīšanas iekārtasTie no ūdens piesaista nitrātus un fosfātus – divas barības vielas, kuru pārmērīga koncentrācija izraisa eitrofikāciju un nekontrolētu nevēlamu aļģu savairošanos. To integrēšana sistēmā samazina slāpekļa un fosfora savienojumu uzkrāšanos, saglabājot stabilāku vidi lauksaimniecības dzīvniekiem.
Fotosintēzes ceļā šie mikroorganismi Tie ražo skābekli un patērē CO₂Tas palīdz uzturēt pieņemamu izšķīdušā skābekļa līmeni dienas laikā un daļēji buferē oglekļa dioksīda plūsmas. Tomēr šim efektam ir divpusējs raksturs: pārmērīga biomasa var izraisīt spēcīgu nakts anoksiju un pH svārstības, kā redzēsim vēlāk sadaļā par zaļo ūdeni.
Biofiltrācija un ūdens attīrīšana
Tehnoloģiski modernākās sistēmās mikroaļģes tiek iekļautas kā biofiltri recirkulācijas ķēdēsMērķis ir panākt, lai tie noņemtu izšķīdušās barības vielas. daži smagie metāli un daļu no organiskās slodzes, samazinot nepieciešamību pēc lielām ūdens maiņām.
Ir pierādīts, ka dažas sugas var saglabāt smagos metālus un samazināt patogēno baktēriju populācijas konkurējot par barības vielām vai ražojot antimikrobiālus metabolītus. Recirkulācijas akvakultūras sistēmās (RAS) un dīķos, kas savienoti ar fotobioreaktoriem, tas samazina nevēlamo mikrobu slodzi un mazāk piesārņo notekūdeņus.
Augstas vērtības bioproduktu ražošana
Lai gan tas nav galvenais izmantošanas veids saimniecībā. de pecesMikroaļģu akvakultūra arvien vairāk tiek saistīta ar aļģu biorafinēšanas rūpnīcaNo iegūtās biomasas var iegūt eļļas, kas bagātas ar omega-3 taukskābēm, karotinoīdu pigmentiem, antioksidantiem, polisaharīdiem un citiem savienojumiem, kas ir interesanti augstākās kvalitātes barībai, mēslošanas līdzekļiem, biodegvielai un farmaceitiskiem lietojumiem.
Eiropas projekts SABANA (Ilgtspējīga aļģu biorafinēšana lauksaimniecībai un akvakultūrai) ir rūpnieciskā mērogā pierādījis, ka mikroaļģes ir dzīvotspējīgas ar pilsētu un lauksaimniecības notekūdeņi un jūras ūdensŪdens attīrīšanas integrēšana ar pievienotās vērtības produktu ražošanu: zivju barību, organiskajiem mēslošanas līdzekļiem un biodegvielām. Šī pieeja lieliski iederas aprites bioekonomikā un atgādina Boiro aļģu valorizācijas modelis: samazināt emisijas, uzlabot ūdens kvalitāti un radīt darbvietas piekrastes reģionos.
Mikroaļģu kultivēšana: sistēmas, barotnes un galvenie parametri
Viena no mikroaļģu lielākajām pievilcībām ir to ļoti augsts izaugsmes temps un spēja pielāgoties ļoti dažādās vidēs. Optimālos apstākļos dažas sugas var dubultot savu biomasu dažu stundu laikā, nodrošinot nepārtrauktu ražošanu, kas pielāgota zivju audzētavas vajadzībām.
Atvērtās sistēmas un slēgtie fotobioreaktori
Kultūraugus var organizēt atvērtās sistēmas (seklie dīķi, lauku lagūnas, celtniecības tvertnes, lieli āra maisi) vai iekšā slēgtas sistēmas (Cauruļveida fotobioreaktori, plakana paneļa fotobioreaktori, sterili maisiņi, laboratorijas kolbas). Katrai iespējai ir savi plusi un mīnusi.
- Jo atvērtās sistēmas Tie izmanto saules gaismu, prasa mazākus sākotnējos ieguldījumus un ir labi piemēroti siltam klimatam ar labu saules starojumu. Tomēr tīru monokultūru uzturēšana, citu aļģu vai vienšūņu radītā piesārņojuma kontrole un tādu parametru kā temperatūra un sāļums precīza regulēšana ir sarežģītāka.
- L slēgti fotobioreaktori Tie ļauj stingri kontrolēt gaismu, temperatūru, barības vielas, pH līmeni un aerāciju. Tie ir vēlamā izvēle aksēniskām kultūrām, inokuluma ražošanas fāzēm un eksperimentāliem izmēģinājumiem. To galvenais trūkums ir uzstādīšanas un ekspluatācijas izmaksas, īpaši, ja tiek izmantots mākslīgais apgaismojums.
Praksē daudzas iekārtas apvienojas mazi kontrolēti tilpumi laboratorijā (lai uzturētu tīras šķirnes un ģenerētu inokulumu) ar lielākām tvertnēm vai rustikāliem dīķiem masveida kultivēšanai, kas paredzēti kāpuru barošanai vai biomasas iegūšanai citiem mērķiem.
Fizikālie parametri: gaisma, temperatūra, aerācija un dziļums
Lai kultūraugi labi augtu, ir rūpīgi jāpielāgo vairāki parametri. apgaismojums Daudzām sugām tas parasti tiek iestatīts no 2.000 līdz 4.000 luksiem, un fotoperiodi var būt no nepārtraukta apgaismojuma (lai palielinātu dalīšanās ātrumu) līdz dienas/nakts cikliem, kas līdzīgi dabiskajam apgaismojumam, kas veicina stabilāku un veselīgāku augšanu.
La optimālā temperatūra Tas atšķiras atkarībā no grupas: daudzas diatomes vislabāk aug 15–20 °C temperatūrā, un tikai dažas panes temperatūru virs 28 °C, savukārt daži hlorofīti, piemēram, hlorella, var paciest plašu temperatūras diapazonu (aptuveni 12,5–30 °C āra kultūrās). Tvertnes dziļums ir kritiski svarīgs pietiekamai gaismas caurlaidībai; ļoti dziļās sistēmās apakšējais slānis var būt praktiski tumsā.
La aerācija Tas kalpo barības vielu homogenizēšanai, sedimentācijas novēršanai un CO₂ nodrošināšanai. Liela mēroga kultūrās ieteicams injicēt nelielu daudzumu CO₂ (aptuveni 0,5%), lai uzlabotu fotosintēzi un stabilizētu pH līmeni. Arī trauka formai ir nozīme: dažās slikti projektētās tvertnēs diatomām ir tendence uzkrāties vietās ar zemu turbulenci, palēninot kopējo augšanu.
Ķīmiskās prasības un barotnes
Mikroaļģēm papildus gaismai un CO₂ ir nepieciešams arī kopums makroelementi un mikroelementi Šīs prasības ir jāpielāgo katrai sugai un sistēmai. Svarīgākie makroelementi ir ogleklis, slāpeklis (nitrātu, amonija vai urīnvielas veidā), fosfors, silīcijs (diatomām), magnijs, kālijs, kalcijs un sērs. Mikroelementi, piemēram, dzelzs, cinks, mangāns, varš, molibdēns, bors un kobalts, ir nepieciešami daudz mazākās koncentrācijās, taču tie ir tikpat svarīgi.
Lai nodrošinātu nemainīgu barotnes sastāvu, daudzi standarta formulasŠīs barotnes ir piemērotas gan bagātinātām jūras ūdens, gan saldūdens kultūrām. Pie ievērojamām barotnēm pieder CHU 10, Miguel (Allen-Nelson), Erd-Schreiber, Yashima un tā modifikācijas, Guillard formulas (f/2 un varianti), MET 44 Bacillariophyceae un specifiskas saldūdens barotnes ar makroelementiem, mikroelementiem, vitamīniem un Tris tipa buferiem. Katra no tām ir labāk piemērota noteiktām grupām (hlorofītiem, hrizofītiem, diatomām utt.) un kultivēšanas apstākļiem.
Liela mēroga komerciālā ražošanā tas ir izplatīts bagātināt jūras ūdeni ar lauksaimniecības mēslošanas līdzekļiem (urīnviela, trīskāršais fosfāts, amonija nitrāts) to zemo izmaksu dēļ vai pat organiskā mēslošana lauku dīķos, kas paredzēti zālēdāju sugām, piemēram, karpām. Svarīgi ir līdzsvarot N:P:K attiecības un nodrošināt, ka nav galveno mikroelementu deficīta.
Izolācijas, attīrīšanas un bakterioloģiskās kontroles metodes
Lai iegūtu uzticamas kultūras, tiek izmantotas dažādas metodes. celmu izolēšana un attīrīšanaVisbiežāk izmantotās metodes ir kapilārā pipetēšana mikroskopā (lai atlasītu atsevišķas šūnas, kas lielākas par 10 μm), agara plākšņu svītrošana ar specifisku barotni mikroaļģēm un sērijveida atšķaidījumi, kas apvienoti ar klonu subkultūrām, līdz tiek iegūtas monokultūras.
Attīrīšanu bieži papildina rūpīga lietošana antibiotikas Lai samazinātu baktēriju daudzumu, pārmērīgi nebojājot aļģes, baktēriju klātbūtnes uzraudzībai izmanto tādas barotnes kā Zobell. Paraugi tiek ievietoti Petri trauciņos un tiek novērota to augšana. Pamatojoties uz koloniju modeli, var noteikt, vai nepieciešama turpmāka apstrāde vai arī kultūra ir veselīga.
Sterilizācijas un dezinfekcijas metodes
Ir svarīgi uzturēt augšanas substrātu un ūdeni tīru no piesārņotājiem. Mikroaļģu akvakultūrā šie faktori tiek apvienoti. ķīmiskās un fizikālās sterilizācijas metodesStarp ķīmiskajām vielām izceļas nātrija hipohlorīta izmantošana konteineru un jūras ūdens dezinfekcijai (pēc tam neitralizēta ar tiosulfātu), formaldehīda izmantošana ļoti piesārņotu iekārtu apstrādei un 70% etilspirta šķīdumu izmantošana stikla un laboratorijas aprīkojuma apstrādei.
Runājot par fizikālām metodēm, mitrs karstums Periodiska uzklāšana (tindalizācija) un autoklāvēšana ir klasiskas metodes barotņu, vitamīnu un stikla trauku apstrādei. Gan barotnēm, gan aerācijas sistēmām tiek izmantota filtrēšana, izmantojot membrānas (0,45–5 μm) vai sintētiskas kasetes. Un ultravioletais starojums Tas ir izrādījies ļoti noderīgs resurss jūras ūdens dezinfekcijai un baktēriju slodzes krasai samazināšanai zivju audzētavās. de pecesausteru un mikroaļģu audzēšana.
Daudzos pētījumos ir kvantitatīvi noteikts baktēriju un vīrusu samazinājums, pamatojoties uz UV starojuma deva (μW·s/cm²)demonstrējot gandrīz 100% efektivitāti dažādos plūsmas ātrumos un recirkulācijas sistēmu, uzglabāšanas tvertņu un notekūdeņu attīrīšanas iekārtu konfigurācijās.
Kultivēšanas veidi: statiskā, daļēji nepārtrauktā un nepārtrauktā
Atkarībā no saimniecības vajadzībām un ražošanas apjoma tiek izmantoti vairāki darbības shēmas:
- Statiskā kultivēšanaTilpums tiek inokulēts, tam ļauj augt līdz eksponenciālajai fāzei vai mērķa blīvumam, un pēc tam tiek savākts viss saturs. Šī ir tipiska pieeja inokuluma ģenerēšanai vai visa tilpuma izmantošanai kā barībai noteiktā laikā.
- Pusnepārtraukta kultivēšanaDaļa no tilpuma tiek periodiski ievākta un papildināta ar svaigu barotni, uzturot blīvumu noteiktā diapazonā. Šī sistēma tiek plaši izmantota, lai nodrošinātu pastāvīgu kāpuru un filtrējošo organismu piegādi, pielāgojot atšķaidīšanas ātrumu, lai maksimāli palielinātu ilgtspējīgu ražošanu.
- Nepārtraukta kultivēšana (Turbidostati, hemostati): pastāvīga barotnes un kultūras ievade un izvade, saglabājot stabilu tilpumu un blīvumu dinamiskā līdzsvarā. Nepieciešama lielāka kontrole, bet nodrošina ļoti vienmērīgu biomasu.
Matemātiskie modeļi, piemēram, Monods un Droops Šīs metodes ir izmantotas, lai aprakstītu saistību starp šūnu blīvumu, atšķaidīšanas ātrumu un ražošanu tādu sugu kā Tetraselmis suecica, Isochrysis galbana un Chlorella saccharophila daļēji nepārtrauktās kultūrās. Optimālais atšķaidīšanas ātrums tiek noteikts no paraboliskām ražošanas līknēm, maksimāli palielinot novākto biomasu, vienlaikus saglabājot stabilu kultūru.
Zaļais ūdens akvakultūrā: priekšrocības, riski un saistība ar simbiotisko akvakultūru
Zvans "Zaļais ūdens" Tas ir plaši izplatīts jēdziens lētā ekstensīvā un intensīvā akvakultūrā. Tas attiecas uz ūdenstilpnēm (dīķiem, lagūnām, lauku tvertnēm), kurās dominē mikroaļģu kopiena, piešķirot ūdenim intensīvi zaļu krāsu hlorofila dēļ.
No praktiskā viedokļa zaļo ūdeni var iegūt divos galvenajos veidos: caur kontrolētas laboratorijas kultūras un pārnesot uz kultivēšanas sistēmu, vai arī veicinot fitoplanktona augšanu pašā dīķī, izmantojot mēslojumu un ūdens apmaiņas pārvaldību.
Laboratorijā iegūts zaļš ūdens
Šī pieeja darbojas uz mazas tvertnes vai noslēgti plastmasas maisiņiŠajā sistēmā tiek atlasītas konkrētas sugas (piemēram, garneļu kāpuriem — Tetraselmis sp. un Isochrysis sp.), un, izmantojot selektīvas barotnes, tiek regulēta gaisma, temperatūra un barības vielas. Rezultātā iegūst ūdeni, kas bagāts ar labvēlīgajām mikroaļģēm un ir relatīvi brīvs no piesārņotājiem.
Šāda veida zaļais ūdens ir bijis izšķirošs panākumu gūšanā. galveno sugu reprodukcija piemēram, Litopenaeus vannamei, jo tas ļauj piegādāt EPA un DHA atbilstošās proporcijās un ar šūnu izmēriem, kas ir piemēroti dažādām kāpuru stadijām.
Zaļš ūdens, kas rodas ārā
Otra pieeja ir rustikālāka un ekonomiskāka. Tā ietver pārvaldīšanu. ūdens maiņa un mēslošana lauku dīķos vai rezervuāros tā, lai veicinātu dabiski sastopamā fitoplanktona augšanu. Netiek atlasītas konkrētas sugas: tiek pievienotas barības vielas (slāpeklis, fosfors, kālijs un mikroelementi), un vietējām mikroaļģēm ļauj vairoties.
Šajās sistēmās bieži dominē oportūnistiski žanri, piemēram, Hlorellakas efektīvi izmanto ar kultūras apsaimniekošanu saistītās barības vielas. Rezultātā var būt bagātīgs dabīgs barības avots tilapijām, Penaeids garnelēm un citām planktonēdājām vai visēdājām sugām, kas patērē lielu daļu planktona.
Zaļā ūdens uztura ierobežojumi un vides riski
Lai gan mikroaļģes ir Lielisks neaizvietojamo taukskābju avotsZaļais ūdens, kas tiek uzskatīts par vienīgo trofisko resursu, bieži vien ir bez viegli sagremojamām olbaltumvielām un citām barības vielām, ko nodrošina baktērijas un zooplanktons, kas saistīts ar biofloku tehnoloģijām. Bioflokos ir apvienotas baktēriju vielas (ar olbaltumvielu saturu 43–50%), mikroaļģes, vienšūņus, mikrovēžveidīgos, rotifērijus un nematodes, radot daudz sabalansētāku "kokteili".
Turklāt pārmērīga mikroaļģu koncentrācija var izraisīt šādus notikumus: nakts anoksijaDienā aļģes ražo skābekli, bet naktī, kad fotosintēze apstājas, tās patērē skābekli, lai elpotu. Ja biomasa ir ļoti liela, skābekļa koncentrācija dažu stundu laikā var nokrist zem 2 mg/l, izraisot masveida bojāeju. de peces vai garneles.
Vēl viena izplatīta problēma ir... spēcīgas pH svārstībasDienas laikā mikroaļģes patērē CO₂ un bikarbonātu, samazinot ogļskābes veidošanos un paaugstinot pH līmeni. Naktī, ja fotosintēze nenotiek, CO₂ uzkrājas un pH līmenis strauji pazeminās. Šīs svārstības ietekmē gan dzīvnieku metabolismu, gan galvenos mikrobu procesus, piemēram, nitrifikāciju. Turklāt nepārtraukta sārmainības patēriņš var kavēt garneļu eksoskeleta sacietēšanu, padarot tās neaizsargātākas pret kanibālismu un patogēniem.
Ekstrēmās situācijās, epizodes no "pēkšņa nāve"Pēkšņas apstākļu izmaiņas (piemēram, spēcīgas lietusgāzes, kas maina pH līmeni un sāļumu) var izraisīt mikroaļģu masveida bojāeju; to nogrimšana dibenā un sekojoša sadalīšanās rada anoksisku slāni, ražo sērūdeņradi un toksisku kokteili, kas ir nāvējošs garnelēm un bentiskajām zivīm. Tipiska pazīme ir dīķis, kas dažu stundu laikā kļūst caurspīdīgs, un tajā peld beigti dzīvnieki.
Simbiotiska akvakultūra un mikroaļģu kontrole, izmantojot biofloku
Sistēmās no simbiotiskā akvakultūraTādas tehnoloģijas kā biofloks un akvamimikrija tiecas panākt, lai baktēriju kopiena un ar to saistītais mikroorganismu konsorcijs dominētu sistēmā un kontrolētu mikroaļģu ziedēšanu. Baktērijas cita starpā ražo fermentus, piemēram, celulāzes, kas spēj lizēt daudzu aļģu šūnu sieniņas, neļaujot tām pilnībā dominēt vidē.
Šajās sistēmās ūdens krāsa parasti ir brūna, zaļgani brūna vai kafijasnekad nav tumši zaļa. Ir klātesošas mikroaļģes, kas veido daļu no flokulām un veicina amonjaka un nitrātu izvadīšanu un skābekļa ražošanu, taču to populācijas tiek relatīvi kontrolētas, pateicoties mikrobu darbībai un biofloku sarežģītajam trofiskajam tīklam.
Inovācijas, recirkulācija un lieli projekti ar mikroaļģēm
Papildus tradicionālajām inkubatoriem mikroaļģu akvakultūra nonāk fāzē, kurā prioritāte tiek piešķirta ūdens, barības vielu un enerģijas izmantošanas efektivitāteSpilgts piemērs ir Kanāriju salās veiktais darbs ar Tetraselmis striata āra tvertnēs ar tilpumu līdz 10 000 litriem, kuras darbojas daļēji nepārtrauktas darbības režīmā.
Šis pētījums panāca Divus mēnešus recirkulējiet 100% barotnes Pēc savākšanas centrifugēšanas supernatants tika tieši atkārtoti izmantots bez papildu apstrādes. Salīdzinot ar kultūrām ar svaigu ūdeni, netika novērotas būtiskas atšķirības produktivitātē, bioķīmiskajā sastāvā vai mikrobioloģiskajā kvalitātē, kas pierāda gandrīz pilnīgas recirkulācijas modeļu tehnisko iespējamību.
Rūpnieciskā līmenī šīs stratēģijas ļauj samazināt radīto notekūdeņu apjomu līdz pat 84% un par aptuveni 51 % samazināt ar jūras ūdens sūknēšanu saistīto enerģijas patēriņu, kas atbilst aptuveni 7,5 % samazinājumam kopējā ražošanas procesa enerģijas patēriņā. Āra ražība sasniedza aptuveni 43,7 tonnas uz hektāru gadā, un olbaltumvielu saturs bezpelnu masā pārsniedza 50 %, padarot to par ļoti pievilcīgu akvakultūras barības avotu.
Turklāt iegūtā biomasa atbilda prasībām. Eiropas drošības standarti smago metālu un mikrobioloģiskās kvalitātes ziņā gan dzīvnieku, gan, iespējams, cilvēku pārtikā. Aptuveni 10 hektāru lielās iekārtās šāda veida modelis novērstu vismaz 3 tonnu nitrātu un 1 tonnas fosfātu noplūdi gadā, pastiprinot mikroaļģu akvakultūras lomu kā risinājumu barības vielu piesārņojuma problēmām.
Paralēli tādi projekti kā SABANA un tādu centru darbība kā ICMAN-CSICAndalūzijas Akvakultūras tehnoloģiju centrs (CTAQUA) un uzņēmumi, kas specializējas jūras fitoplanktonā, demonstrē, kā konsolidējas mikroaļģu biotehnoloģijas, notekūdeņu attīrīšanas un akvakultūras integrācija. aprites bioekonomikas modeļi reģionālā un Eiropas līmenī.
Pašreizējā realitāte ir tāda, ka mikroaļģes ir iedibinātas kā krustveida rīks Akvakultūrā fitoplanktons ļauj barot prasīgus kāpurus, daļēji stabilizēt ūdens kvalitāti, samazināt izplūdes, izmantot atkritumus, ražot augstvērtīgus savienojumus un atbalstīt noturīgākas simbiotiskās sistēmas. Izaicinājums ir tālāka kultivēšanas, kontroles un recirkulācijas metožu pilnveidošana, kā arī zivju audzētāju apmācība pārvaldības praksē, kas izmanto to priekšrocības, vienlaikus samazinot anoksijas, pH nelīdzsvarotības vai masveida mirstības riskus, kas saistīti ar sliktu fitoplanktona kontroli.
