Водоросли широко используются в биотехнологии.

С целью практического использования почвенных водорослей осуществляют регулирование динамики развития водорослей в почве для увеличения численности водорослей и увеличения накопления органического вещества в почве.

Сильными стимуляторами развития водорослей являются минеральные удобрения, действующие избирательно: азотные удобрения способствуют развитию зеленых и большинства синезеленых водорослей; фосфор и калий увеличивают численность азотфиксирующих синезеленых; калий стимулирует развитие диатомовых и иногда синезеленых водорослей.

Известкование кислых почв приводит к резкому возрастанию численности и разнообразия диатомей и азотфиксирующих синезеленых водорослей.

Альголизацию почвы проводят водорослями, выращенными в массовых количествах в специальных емкостях в производственных условиях.

С целью стимуляции роста корневой системы высших растений и повышения урожайности проводят предпосевную обработку культурами водорослей.

Водоросли используют как компоненты бактериальных удобрений и как биологические индикаторы. Водоросли могут быть использованы как индикаторы степени обсеменения среды бактериями и грибами различного систематического положения.

Микроскопические водоросли способны к синтезу веществ, обладающих стимулирующими или ингибирующими свойствами по отношению не только к другим видам водорослей или иных микроорганизмов, но и по отношению к высшим растениям.

Хлорелла синтезирует 13 витаминов из групп А, В, С, Д, К, никотиновую, пантеоновую, фолиевую кислоты, лейкофорин и биотин. При этом, витамина С в ее клетках (в весовых отношениях) содержится почти столько же, сколько в лимонах.

Кроме получения витаминов, водоросли в биотехнологии используются и как источники белков, незаменимых аминокислот, антибиотиков.

Синезеленые водоросли в водных культурах оказывают стимулирующее действие на рост хлопчатника. Так, живые клетки Nostoc punctiphorme и автолизированные клетки Anabaena oscillarioides более чем в 1,5 раза усиливают рост этих растений.

Водоросли могут оказывать влияние на плодородие почвы и через стимуляцию полезной спонтанной микрофлоры.

В ризосфере растений обнаруживается гораздо больше живых водорослей, чем вне зоны ее корней. Внесение водорослей, особенно совместно с азотбактеринеом, вызывает усиление развития олигонитофилов, аммонификаторов и других групп микроорганизмов. Усиливается развитие гетеротрофных азотфиксаторов.

Во многих случаях применение водорослей в качестве живого микроудобрения способствует прибавлению урожая и повышает плодородие почвы.

Водоросли составляют начало пищевых цепей, являясь пищей гетеротрофных микроорганизмов.

Органическое вещество водорослей прямо или косвенно пополняет запасы органического вещества почвы – происходит увеличение гумуса за счет деятельности водорослей. Слизистые вещества водорослей влияют на физические и химические свойства почвы. Способность водорослей к образованию биологически активных веществ позволяет предположить прямое влияние водорослей на высшие растения и особенно прорастающие семена.

Установлено, что зеленые водоросли Chlorella vulgaris, Scenedesmus obliguus и их метаболиты, внесенные в почву, повышают активность сапрофитной микрофлоры, в частности грибов. Одновременно при этом снижается количество патогенных микроорганизмов, вызывающих болезни растений.

Зеленая водоросль хлорелла оказывает влияние на численность микроорганизмов. Под влиянием внесенной культуры хлореллы происходит перераспределение разных групп почвенных микроорганизмов.

Являясь постоянным источником веществ и энергии для почвенных гетеротрофов (бактерий, простейших, коловраток, нематод, дождевых червей и пр.), водоросли тем самым являются стимуляторами биологической активности почвы и должны рассматриваться как важный фактор процесса почвообразования и самоочистки почвы.

В биотехнологии такие водоросли, как хлорелла и протококковые, используются как биостимуляторы роста животных и птиц.

Внесение в почву, загрязненную нефтью, накопительной культуры микроорганизмов в сочетании с водорослями, а также с простейшими, стимулирует дыхание почвы, способствует повышению численности актиномицетов и микроорганизмов, использующих азот в органических и минеральных соединениях, разлагающих целлюлозу и окисляющих нефть, способствует ускорению самоочищения почвы от нефти.

Синезеленые водоросли и, несколько в меньшей степени, диатомовые водоросли играют существенную роль в обогащении пойменных почв органическим веществом. Водоросли создают вокруг себя среду чрезвычайно насыщенную разнообразными органическими веществами, многие из которых способны поглощать и удерживать большое количество воды и становятся ценообразователями.

Внесение в почву синезеленых водорослей, как правило, сопровождается усиленным развитием почвенной микрофлоры, в частности азотобактера, клостридий, олигонитрофилов, нитрофикаторов. Постоянными спутниками синезеленых водорослей в природных условиях являются не только бактерии, но и грибы.

Массовое культивирование азотфиксирующих синезеленых водорослей проводится для повышения плодородия почвы.

В настоящее время в биотехнологии массовое культивирование одноклеточных зеленых водорослей проводится с целью получения продуктов питания, кормов, органических веществ и биологической очистки сточных вод.

Биологический метод очистки сточных вод имеет большое преимущество, по сравнению с химическим и механическим методами.

Биологический метод с применением водорослей и высших водных растений ускоряет очистку сточных вод и сильно снижает концентрацию органо – минеральных веществ путем их поглощения. Сточные воды после биологической очистки оздоровляются, их санитарно – биологическое состояние улучшается в связи с появлением биологически активных веществ.

После биологической очистки в сточных водах исчезают различные патогенные микроорганизмы, появляются гидробионты (бактерии, фито- и зоопланктон, зообентос), в дальнейшем играющие главную роль в процессах самоочищения воды.

При применении биологического метода огромное количество сточных вод очищается, обеззараживается и становится возможным спуск воды в открытые водоемы.

Биологический метод очистки сточных вод охраняет открытые водоемы от загрязнения промышленными, коммунальными и бытовыми сточными водами.

Симбиотическое размножение одноклеточных зеленых водорослей и аэробных бактерий осуществляется для обеззараживания бытовых и промышленных вод с дальнейшим использованием растительного планктона.

В настоящее время для биологической очистки сточных вод стали применять протококковые водоросли. Эффект очистки достигается благодаря своеобразным симбиотическим взаимоотношениям между гетеротрофными бактериями (в процессе жизнедеятельности которых разрушается органическое вещество) и автотрофными водорослями, которые в процессе фотосинтеза из продуктов минерализации органических веществ загрязнения, вновь создают для себя органические вещества.

Водоросли успешно выращиваются на стоках дрожжевых, спиртовых и пивоваренных заводов, заводов по производству искусственного волокна, на сточных водах угольных шахт, предприятий первичной обработки шерсти, молочных заводов, целлюлозо – бумажного производства, крахмало – паточных и сахарных заводов, а также стоков многих других предприятий.

В сточных водах одноклеточные водоросли питаются гетеротрофно, миксотрофно и автотрофно. Водоросли извлекают из окружающей среды необходимые питательные вещества всей поверхностью своего тела.

Источником углерода для них в процессе фотосинтеза является углекислота. Водоросли могут использовать хлористый аммоний1, углекислый аммоний, способны также утилизировать некоторые органические соединения азота (мочевину, аспарагин, глютамин, пептон, альбумин и др.). Зеленые водоросли интенсивнее развиваются на органическом азоте, чем на минеральном.

Хорошие результаты получены при использовании симбиотической смеси, содержащей водоросли и активный ил. При доминировании в такой смеси Chlorella, Scenedesmus, Anaboena, Oscilatoria загрязнение снижается до 80 – 90%. Симбиотический активный ил более полно, чем бактериальный, извлекает биогенные элементы.

Культуральные штаммы Chlorella и Scenedesmus добавленные в водоем, загрязненный нефтью, удаляют нефтепродукты, устраняют запах керосина.

Эти водоросли способствуют очищению воды от кишечной микрофлоры и обогащают воду кислородом.

Предполагают, что гибель бактерий может быть связана с тем, что в процессе жизнедеятельности водоросли выделяют в среду метаболиты токсичные для бактерий. Гибель бактерий может быть связана и с высоким окислительно – восстановительным потенциалом, устанавливающимся в зоне интенсивно развивающихся водорослей.

Применение смеси водорослей (хлорелла, сценедесмус, синезеленые, диатомовые) с бактериями, жгутиковыми и инфузориями в количестве нескольких миллионов клеток на один литр сточной воды ускоряет очистку в контактных биопрудах в 1,5 – 2,0 раза.

Водоросли не толь активно поглощают различные примеси, содержащиеся в сточных водах, но и способствуют их интенсивному окислению и минерализации, выделяя большое количество кислорода при фотосинтезе.

Chlorella и Scenedesmus хорошо развиваются и очищают воду открытых водоемов при наличии фенола в количестве в десятки раз превосходящем предельно допустимые концентрации.

В зависимости от происхождения и состава загрязненных вод с целью очистки их возможно использование и нитчатых зеленых водорослей.

Доочистку сточных вод от минеральных и органических веществ можно производить применяя культиваторы зеленых нитчатых водорослей, которые обеспечивают максимальную эффективность очистки воды, проходящей через биопоглотитель. Изъятая после этого биомасса зеленых нитчатых водорослей может быть использована как дополнительный источник содержащего белок корма, богатого каротином и витаминами группы В.

Такой способ целесообразен на животноводческих фермах.

Второй способ использования зеленых нитчатых водорослей при очистке водя связан с непосредственным их культивированием в водоеме. Зеленые нитчатые водоросли, особенно Cladophora facta, активно поглощают калий, серу, кальций, кобальт, цинк, кадмий, стронций, рубидий, свинец и др.

Поглощение этих веществ нитчатыми водорослями осуществляется более интенсивно, чем одноклеточными Поглощение органических веществ нитчатыми водорослями связано с их гетеротрофным типом питания.

В начало страницы