Оставьте мины
| Оставьте мины | |
|---|---|
 | |
Научная классификация  | |
| Королевство: | Растения |
| Клэйд : | Трахеофиты |
| Клэйд : | покрытосеменные растения |
| Клэйд : | Однодольные |
| Заказ: | Алисмалес |
| Семья: | Ароидные |
| Род: | Оставлять |
| Разновидность: | Л. минор |
| Биномиальное имя | |
| Оставьте мины | |
Lemnaminor , ряска обыкновенная [2] [3] или малая ряска — вид водных пресноводных растений подсемейства Lemnoideae семейства Araceae . [4] L.minor используется в качестве корма для животных, биоремедиатора, для восстановления питательных веществ в сточных водах и в других целях.
Описание
[ редактировать ]Ряска малая — плавающее пресноводное водное растение с одним, двумя, тремя или четырьмя листьями, каждый из которых имеет один корень , висящий в воде. По мере роста листьев растения делятся и становятся отдельными особями. Корень длиной 1–2 см. Листья овальные, длиной 1–8 мм и шириной 0,6–5 мм, светло-зеленые, с тремя (реже пятью) жилками и небольшими воздушными промежутками, облегчающими плавучесть. Размножается преимущественно вегетативно делением. Цветки образуются редко, их диаметр составляет около 1 мм, они имеют чашеобразную перепончатую чешуйку, содержащую одну семязачаток и две тычинки. Семя . длиной 1 мм, ребристое с 8-15 ребрышками Птицы играют важную роль в распространении L.minor на новые места. Липкий корень позволяет растению прикрепляться к оперению или ногам птиц и тем самым заселять новые водоемы. [ нужна ссылка ]
Распределение
[ редактировать ]Lemnaminor имеет субкосмополитическое распространение и является родным для большей части Африки , Азии , Европы и Северной Америки . Он присутствует везде, где есть пресноводные пруды и медленно текущие ручьи , за исключением арктического и субарктического климата. Не сообщается, что он является родным для Австралазии или Южной Америки он натурализован . , хотя там [ нужна ссылка ]
Выращивание
[ редактировать ]
Для оптимальных условий роста значения pH необходимы от 6,5 до 8. L.minor может расти при температуре от 6 до 33 °C. Колонии растут быстро, и при подходящих условиях растения образуют ковер, покрывающий стоячие водоемы. В регионах с умеренным климатом , когда температура падает ниже 6–7 °C, образуются маленькие, плотные, наполненные крахмалом органы, называемые «турионами». Затем растения переходят в состояние покоя и опускаются на землю на зимовку. Следующей весной они снова возобновляют рост и всплывают на поверхность. [3] [5]
ряски В целом, для выращивания необходимы определенные управленческие усилия. Небольшие свободно плавающие растения легко сбиваются в кучи, в результате чего на открытой поверхности воды появляется возможность роста водорослей . По этой причине рекомендуется использовать длинные узкие пруды, расположенные перпендикулярно преобладающему ветру. Равномерное распределение добавляемых питательных веществ в прудах может быть достигнуто за счет нескольких водоприемников. Для поддержания плотного покрова растений на поверхности воды и предотвращения образования слишком толстого слоя для роста требуется скоординированный сбор урожая и пополнение запасов питательных веществ. [6]
Требования к удобрениям для выращивания ряски зависят от источника воды и географического изолята L.minor , который используется. [7] L.minor , выращиваемая в прудах, наполненных дождевой водой, нуждается в дополнительном внесении азота , фосфора и калия . Общий азот по Кьельдалю не должен опускаться ниже 20–30 мг/л, если сырого протеина необходимо поддерживать высокие темпы роста и содержание . Что касается фосфора, хороший рост отмечается при концентрациях от 6 до 154 мг/л (заметной чувствительности высоких концентраций фосфора к скорости роста не наблюдается). [6] Сточные воды от домашнего животноводства содержат очень высокие концентрации аммония и других минералов. Их часто необходимо разбавлять до сбалансированной концентрации питательных веществ. Для изолята L.minor 8627, культивируемого в жидкости свиных отстойников , наилучшие показатели продуктивности были достигнуты при выращивании в жидкости свиных отстойников , разбавленной до 20% ( общий азот по Кьельдалю : 54 мг/л, аммоний: 31 мг/л, общий фосфор: 16). мг/л). [8] Сточные воды, которые часто имеют достаточную концентрацию калия и фосфора, можно использовать для выращивания ряски, но концентрацию азота необходимо корректировать. [9]
Использование
[ редактировать ]Биоремедиация
[ редактировать ]ряска малая Было показано, что очень эффективно удаляет тяжелые металлы, такие как свинец , медь , цинк и мышьяк, из воды с несмертельными концентрациями. [10] Одно конкретное исследование показало, что более 70% мышьяка было удалено через 15 дней при начальной концентрации 0,5 мг/л. [11] Другой сообщает, что жизнеспособная L.minor биомасса удалила 85-90% Pb(NO 3 ) 2 при начальной концентрации 5 мг/л. Однако более высокие концентрации свинца приводят к снижению относительной скорости роста L.minor . [12] Поскольку L.minor устойчив к температуре, демонстрирует быстрый рост и его легко собирать, он имеет высокий потенциал для экономичного использования при очистке сточных вод. [12] На предприятии по очистке сточных вод Девилс-Лейк , расположенном в Северной Дакоте, США, полезные свойства L.minor и других водных растений используются для очистки городских и промышленных сточных вод. [9] После определенного периода выращивания растения собирают и используют в качестве удобрения для почвы, компоста или источника белка для скота . [9] [13] В регионах, пострадавших от промышленности, где тяжелые металлы накапливаются в водах, почвах и отложениях в результате антропогенной деятельности, такой как добыча и сжигание ископаемого топлива, собранный L.minor не следует использовать повторно, а утилизировать соответствующим образом. [13] [14] [15] Поскольку тяжелые металлы оказывают канцерогенное воздействие на человека, [16] долго сохраняются в природе и накапливаются в живых организмах, важно их удаление из окружающей среды. [17] ряска малая удаляет органические микрозагрязнители, такие как фармацевтические препараты. Также было показано, что [18] и бензотриазолы из сточных вод. [19]
Корма для скота
[ редактировать ]В зависимости от литературы различную урожайность L.minor отмечают . При выращивании в идеальных условиях зафиксирована урожайность до 73 тонн сухого вещества с гектара в год. [20] Ряска обыкновенная имеет высокое содержание белка, варьирующееся от 20 до 40% в зависимости от сезона, содержания питательных веществ в воде и условий окружающей среды. Он не образует очень сложных тканевых структур и поэтому имеет низкое содержание клетчатки (менее 5%). Практически все ее ткани можно использовать в качестве корма для рыб и птицы, а также сделать ряску интересной пищевой добавкой . [13]
Экспериментальные исследования показали, что L.minor добавку сои способна полностью заменить в рационе уток . Его можно выращивать непосредственно на ферме, что снижает производственные затраты. Поэтому использование ряски обыкновенной в качестве пищевой добавки в рационах бройлеров очень выгодно и с экономической точки зрения. [21] Исследование показало, что дорогостоящий кунжутный жмых в рационах кур может быть частично заменен дешевым L.minor с повышенными показателями роста бройлеров. Тем не менее из-за более низкого содержания перевариваемых белков в L.minor (68,9% против 89,9% в кунжутном жмыхе) ряску обыкновенную можно было использовать только в качестве пищевой добавки в рационах бройлеров . [22] Также при частичном кормлении кур-несушек сушеной L. mino r (до 150 г/кг корма) куры показали такую же продуктивность, как и при скармливании рыбной муки и рисовой отварки, а на цвет желтка положительно влиял рацион из ряски. [23]
Восстановление питательных веществ из сточных вод
[ редактировать ]Ряска малая , как быстрорастущее, аккумулирующее азот и фосфор водное растение с высокой питательной ценностью для скота, находит еще одно применение при извлечении питательных веществ из сточных вод животноводства. [5] Известно, что это применение применяется в сельскохозяйственных системах Юго-Восточной Азии, где навоз и экскременты откладываются в небольших эвтрофных прудах. Вода этих прудов затем удобряет более крупные пруды, в которых L.minor для дальнейшего использования на корм уткам. выращивают [20]
Выращивание отдельных географических изолятов L.minor на разбавленной жидкости свиных лагун в Северной Каролине привело к получению урожая до 28,5 г. −2 день −1 (104,03 т га −1 и −1 ) и удаление более 85% общего содержания азота и фосфора.
Анаэробная предварительная обработка (например, посредством анаэробного расщепления в UASB ) сточных вод и разбавление жидкости до уровня ниже 100 мг/л общего азота по Кьельдалю и 50 мг/л общего фосфора привели к лучшим показателям роста и удаления питательных веществ. [8] [24]
Культивирование L.minor в предварительно очищенных анаэробными сточных водах представляет собой недорогое применение, позволяющее улучшить качество домашнего навоза за счет производства ценного корма для животных. Кроме того, загрязнение окружающей среды можно уменьшить за счет удаления питательных веществ из сточных вод. [25] [26] [27]
Биотопливо
[ редактировать ]Ряска малая очень подходит для производства биоэтанола . Из-за низкого содержания целлюлозы (около 10%) по сравнению с наземными растениями процедура превращения крахмала в этанол относительно проста. [28] Выращенный в разбавленной воде отстойника для свиней, L.minor накапливает 10,6% крахмала от общего сухого веса. В идеальных условиях с точки зрения наличия фосфатов, нитратов и сахаров и оптимального уровня pH доля крахмала в общей сухой массе немного выше (12,5%). Подавление фотосинтетической активности L.minor путем выращивания его в темноте и добавления глюкозы еще больше увеличивает накопление крахмала до 36%. [28]
После сбора урожая в результате ферментативного гидролиза высвобождается до 96,2% глюкозы, связанной с крахмалом. [28] Выход этанола на сухую массу в последующем процессе ферментации зависит от содержания глюкозы и доступности питательных веществ в питательной среде, но его можно сравнить с выходом этанола из лигноцеллюлозы энергетических культур, таких как мискантус и тростник гигантский . [28] [29] Но в отличие от этих энергетических культур, биомасса L.minor не требует предварительной термической или химической обработки. [28]
Lemna japonica была генетически модифицирована, чтобы производить в семь раз больше масла на акр, чем соевые бобы. [30]
Эксперименты по экотоксичности
[ редактировать ]Ряска малая обычно используется для оценки экотоксичности органических и неорганических микрозагрязнителей. [31] а также для оценки токсичности сточных вод и свалок фильтратов . [32] Информация о применяемой методологии представлена в соответствующем протоколе ОЭСР. [33]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Лэнсдаун, Р.В. (2019). « Лемна минор » . Красный список видов, находящихся под угрозой исчезновения МСОП . 2019 : e.T164057A120125670. doi : 10.2305/IUCN.UK.2019-2.RLTS.T164057A120125670.en . Проверено 19 ноября 2021 г.
- ^ Список BSBI 2007 (xls) . Ботаническое общество Великобритании и Ирландии . Архивировано из оригинала (xls) 26 июня 2015 г. Проверено 17 октября 2014 г.
- ^ Перейти обратно: а б Министерство сельского хозяйства США, NRCS (nd). « Лемна минор » . База данных PLANTS (plants.usda.gov) . Гринсборо, Северная Каролина: Национальная группа по данным о растениях . Проверено 24 января 2016 г.
- ^ «Разделение ряски: технологии генотипирования Lemnaceae». прикладной и экологической биологии . 19 : 1–10. Журнал Клаус Дж.; Эрик Л. ( 2013) . 00001 .
- ^ Перейти обратно: а б Ленг (1995). «Ряска: потенциальный кормовой ресурс с высоким содержанием белка для домашних животных и рыб». Исследования животноводства для развития сельских районов . 7 (1): 1–12.
- ^ Перейти обратно: а б Хасан, MR (2009). «Использование водорослей и водных макрофитов в качестве корма в мелкомасштабной аквакультуре - обзор». Технический документ ФАО по рыболовству и аквакультуре .
- ^ Бергманн, бакалавр (2000). «Отбор in vitro географических изолятов ряски для потенциального использования при обновлении сточных вод отстойников для свиней». Биоресурсные технологии . 73 (1): 13–20. Бибкод : 2000BiTec..73...13B . дои : 10.1016/s0960-8524(99)00137-6 .
- ^ Перейти обратно: а б Ченг, Дж. (2002b). «Удаление питательных веществ из жидкости свиной лагуны с помощью Lemna Minor 8627». Сделки ASAE . 45 (4): 1003–1010. дои : 10.13031/2013.9953 .
- ^ Перейти обратно: а б с «Система очистки сточных вод Лемна». Национальная корпорация по применению экологических технологий . 412 : 826–5511.
- ^ Сасмаз М, Топал Э.И., Обек Э., Сасмаз А. (2015). «Потенциал Lemna gibba L. и Lemna major L. по удалению Cu, Pb, Zn и As из воды галереи в горнодобывающем районе в Кебане, Турция». Журнал экологического менеджмента . 163 : 246–253. дои : 10.1016/j.jenvman.2015.08.029 . hdl : 11508/8876 . ПМИД 26332457 .
- ^ Госвами С., Маджумдер А., Мисра АК, Бандиопадхьяй К. (2014). «Поглощение мышьяка ряской малой в гидропонной системе, Международная». Журнал фиторемедиации . 16 (12): 1221–1227. дои : 10.1080/15226514.2013.821452 . ПМИД 24933913 . S2CID 43134055 .
- ^ Перейти обратно: а б Рахмани Г.Н., Штернберг С.П. (1999). «Биоудаление свинца из воды с помощью ряски малой». Биоресурсные технологии . 70 (3): 225–230. Бибкод : 1999BiTec..70..225R . дои : 10.1016/s0960-8524(99)00050-4 .
- ^ Перейти обратно: а б с Скилликорн П., Спира В. и Джорни В. (1993), Аквакультура ряски - новая система водного земледелия для развивающихся стран, Международный банк реконструкции и развития / Всемирный банк.
- ^ Уильям С. Хиллман; Дадли Д. Калли младший (1978). «Использование ряски». Американский учёный . 66 (4): 442–451. Бибкод : 1978AmSci..66..442H .
- ^ ОЭСР (2003), Техническое руководство по экологически обоснованному управлению конкретными потоками отходов: бывшие в употреблении и утилизированные персональные компьютеры. Рабочая группа Организации экономического сотрудничества и развития по предотвращению и переработке отходов.
- ^ Хуанг Дж.В., Пойнтон С.И., Кочиан Л.В., Эллесс, член парламента (2004 г.). «Фитофильтрация мышьяка из питьевой воды с использованием папоротников-гипераккумуляторов мышьяка». Энвайрон Сай Технол . 38 (12): 3412–3417. Бибкод : 2004EnST...38.3412H . дои : 10.1021/es0351645 . ПМИД 15260342 .
- ^ Бэби Дж, Радж Дж, Биби Э.Т., Санкарганеш П., Джевита М.В., Аджиша СУ, Раджан СС (2010). «Токсическое действие тяжелых металлов на водную среду» . Международный журнал биологических и химических наук . 4 (4): 939–952. дои : 10.4314/ijbcs.v4i4.62976 .
- ^ Ятру Э.И., Гатиду Г., Дамалас Д., Томаидис Н.С., Стасинакис А.С. (2017) Судьба противомикробных препаратов в системах очистки сточных вод ряски Lemnaminor. Журнал опасных материалов 330, 116-126, https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2017.02.005
- ^ Гатиду Г., Урсузиду М., Стефанату А., Стасинакис А.С. (2017)Механизмы удаления бензотриазолов в системах очистки сточных вод ряски ряски минор. Наука об общей окружающей среде 596-597, 12-17, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.04.051
- ^ Перейти обратно: а б Ленг (1999). «Ряска: крошечное водное растение с огромным потенциалом для сельского хозяйства и окружающей среды» . Ряска: крошечное водное растение с огромным потенциалом для сельского хозяйства и окружающей среды . ФАО. Архивировано из оригинала 27 февраля 2021 г. Проверено 20 ноября 2016 г.
- ^ Мужчины, Буй Сюань; Огл, Брайан; Линдберг, Ян Эрик (2001). «Использование ряски в качестве белковой добавки при выращивании уток» . Азиатско-Австралазийский журнал наук о животных . 14 (12): 1741–1746. дои : 10.5713/ajas.2001.1741 .
- ^ Ахаммад, Мьюзик; Свапон, MS R; Йесмин, Т.; Рахман, М.С.; Али, М.С. (2003). «Замена кунжутного жмыха ряской малой в рационе бройлеров». Биологические науки . 16 : 1450–1453.
- ^ Актер М., Чоудхури С.Д., С.Д., Актер Ю., Хатун М.А. (2011). «Влияние еды из ряски (ряски минорной) на рацион кур-несушек и их продуктивность». Журнал исследовательских публикаций Бангладеш . 5 : 252–261.
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Эль-Шафай (2007). «Извлечение питательных веществ из бытовых сточных вод с использованием системы прудов UASB-ряска». Биоресурсные технологии . 98 (4): 798–807. Бибкод : 2007BiTec..98..798E . doi : 10.1016/j.biortech.2006.03.011 . ПМИД 16713255 .
- ^ Бергманн, бакалавр (2000). «Удаление питательных веществ из сточных вод свиных отстойников с помощью ряски». Сделки ASAE . 42 (2): 263–269. дои : 10.13031/2013.2701 .
- ^ Кайседо, младший (2002). «Влияние анаэробной предварительной обработки на экологические и физико-химические характеристики стабилизирующих прудов на основе ряски». Водные науки и технологии . 45 (1): 83–89. дои : 10.2166/wst.2002.0012 . ПМИД 11833735 .
- ^ Родриго, А. (2012). «Высокая скорость удаления питательных веществ из отходов свиноводства и производство белковой биомассы с помощью полномасштабных прудов с ряской» . Биоресурсные технологии . 112 : 98–104. Бибкод : 2012BiTec.112...98M . doi : 10.1016/j.biortech.2012.02.083 . ПМИД 22425517 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Ge X, Чжан Н, Филлипс GC, Сюй Дж (2012). «Выращивание ряски малой в сельскохозяйственных сточных водах и преобразование биомассы ряски в этанол». Биоресурсные технологии . 124 : 485–488. Бибкод : 2012BiTec.124..485G . doi : 10.1016/j.biortech.2012.08.050 . ПМИД 22985823 .
- ^ Ге Х.; Горелка ДМ; Сюй Дж; Филлипс ГК; Сивакумар Г (2011). «Производство биоэтанола из энергетических культур и отходов в Арканзасе, США». Биотехнологический журнал . 6 (1): 66–73. дои : 10.1002/biot.201000240 . ПМИД 21086455 .
- ^ Лян, Юаньсюэ; Ю, Сяо-Хун; Анаокар, Санкет; Ши, Хай; Даль, Уильям Б.; Цай, Инци; Ло, Гуанбинь; Чай, Джин; Цай, Юаньхэн; Молла-Моралес, Альмудена; Альтпетер, Фреди; Эрнст, Эван; Швендер, Йорг; Мартиенссен, Роберт А.; Шанклин, Джон (2023). «Инженерное накопление триацилглицерина в ряске японской ( Lemna japonica )» . Журнал биотехнологии растений . 21 (2): 317–330. дои : 10.1111/pbi.13943 . ПМЦ 9884027 . ПМИД 36209479 .
- ^ Гатиду, Грузия; Стасинакис, Афанасиос С.; Ятру, Евангелия И. (1 января 2015 г.). «Оценка одиночной и совместной токсичности трех гербицидов фенилмочевины с использованием биоанализов Lemnaminor и Vibrio fischeri». Хемосфера . 119 : С69–С74. Бибкод : 2015Chmsp.119S..69G . doi : 10.1016/j.chemSphere.2014.04.030 . ПМИД 24821233 .
- ^ Ника, MC; Нтайу, К.; Элитис, К.; Томаиди, В.С.; Гатиду, Г.; Каланци, О.И.; Томаидис, Н.С.; Стасинакис, А.С. (15 июля 2020 г.). «Широкомасштабный целевой анализ возникающих загрязнителей в фильтратах свалок и оценка рисков с использованием методологии коэффициента риска». Журнал опасных материалов . 394 : 122493. doi : 10.1016/j.jhazmat.2020.122493 . ПМИД 32240898 . S2CID 214766390 .
- ^ «Тест № 221: Тест на ингибирование роста Lemna sp.». Рекомендации ОЭСР по испытаниям химических веществ, раздел 2 . Издательство ОЭСР. 2006. doi : 10.1787/9789264016194-en . ISBN 978-92-64-01619-4 .
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
