Влияние исходной биомассы культуры Azolla caroliniana на продуктивность в условиях Южного Кыргызстана

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

UDC 581 582.35 (5752)                             

С каждым годом возрастает спрос на естественные высокопитательные продукты питания. Для развития животноводства необходимо создание кормовой базы, которая связана с расширением посевных площадей и повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Перед сельским хозяйством стоит задача — выявить пути удешевления корма и повысить ее качество за счет обогащения каротином [1].

В связи с этим большое внимание ученых привлекают явления биологической фиксации атмосферного азота растениями. Особый интерес представляют симбиотические системы, которые включают в себя фотоавтотрофные, азотфиксирующие организмы. К числу таких симбиотических систем относится Azolla – Anabaena azollae [2, 3].

В Японии, Китае и Юго-восточной Азии в качестве зеленого удобрения для рисовых полей используют азоллу, основываясь на ее азотфиксирующей способности. Симбиоз азолла-анабена способен давать до 250 кг азота с 1 га. Симбиоз происходит на всех стадиях развития папоротника [4].

Акбарова и др. рекомендуют в условиях Самаркандской области, в лабораторных и ограниченных водоемах, для размножения азоллы использовать перепревший навоз КРС 10 г/л + KNO 3 (г/л) и куриный помет 10 г/л + KNO 3 (г/л) [5].

В Республике Узбекистан установлено, что пистия ( Pistia stratiotes L.), эйхорния ( Eichhornia crassipes (Mart.) Solms)) и азолла ( Azolla caroliniana Willd.) могут быть использованы при биологической очистке городских сточных вод [6].

Материал и методы исследования

Объектом исследования послужила Azolla caroliniana, собранная из водоема коллекторно-дренажных сетей в окрестностях г. Ош (бассейн р. Ак-Буура), а также выращенная в лабораторных условиях (Рисунок 1, 2).

Для выращивания азоллы использовались стеклопластиковые лотковые установки и бетонированные бассейны. В качестве питательной среды приготовили органическую среду из куриного помета в концентрации 5 г/л. Продуктивность азоллы определяли весовым методом по приросту сырой биомассы. Рост и развитие азоллы в культуре проходило на различной органической питательной среде. Наблюдения за ним проводили под микроскопом МБС-2.

При проведении опытов измеряли температуру воздуха и воды. Содержание растворенного кислорода портативным рН-метром.

Рисунок 1. Заросль Azolla caroliniana в коллекторно-дренажной сети

Рисунок 2. Культивирование Azolla caroliniana под открытым небом

Результаты и обсуждение

Продуктивность водных растений, плавающих на поверхности воды равноценно зависит как от исходной биомассы культуры, так и от состава питательной среды. Например, допустимая исходная биомасса культуры ряски малой в условиях юга Кыргызстана соответствует 500–700 (редко 800) г/м2 [7].

Для определения исходной биомассы культуры Azolla caroliniana выращивали на открытом воздухе в лотковых установках площадью 1 м² водной поверхности, вместимостью 500 л, глубиной 50 см и питательной средой, приготовленной из куриного помета (5 г/л) которую каждые 5 дней обновляли.

Как видно из Таблицы, исходная биомасса культуры азоллы, выращенной в теплице в I варианте составлял 100 г/м2, во II варианте — 200 г/м2, III варианте — 300 г/м2, IV варианте — 400 г/м2, V варианте — 500 г/м2, VI варианте — 600 г/м2, VII варианте — 700 г/м2.

В ходе эксперимента измерялись температура воздуха и воды, pH питательной среды и освещенность. Суточную скорость прироста биомассы азоллы определяли, разделив общую биомассу азоллы на 30 (Таблица).

Наибольшая биомасса накапливалась в вариантах III и IV во все весенние месяцы. Биомасса азоллы, выращенной в течение месяца, в варианте III составляет 3870,9±13,6 г/м2, в варианте IV — 3373,3±9,1 г/м2, Среднесуточный прирост в варианте III составляет 129,0±0,4 г/м2 в сутки. В варианте IV она составила 112,4±0,3 г/м2.

Таблица

ВЛИЯНИЕ ИСХОДНОЙ БИОМАССЫ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ Azolla caroliniana

Варианты	Исходная биомасса, г/м2	Биомасса за месяц, г/м2	Среднесуточный прирост, г/м2
I	100	689,3±11,2	22,9±0,7
II	200	2376,4±23,6	79,2±1,2
III	300	3861,3±18,9	128,7±0,9
IV	400	3492,2±17,1	116,4±0,8
V	500	2772,6±45,0	92,4±1,5
VI	600	2411,6±35,3	80,4±1,2
VII	700	2358,7±32,1	78,6±1,1

В I и II вариантах эксперимента низкая исходная биомасса культуры (100, 200 г/м2) показала низкую скорость суточного роста. С увеличением исходной биомассы азоллы (V и следующие варианты) происходило снижение количества биомассы.

Высокая продуктивность A. caroliniana в вариантах III и IV является результатом ее суточной интенсивности роста. В результате суточный прирост составил в III варианте 129,0±0,4 г/м², и в IV варианте 112,4±0,3. Хотя количество биомассы азоллы выше в вариантах V и VII по сравнению с вариантами I и II, вновь отделившиеся побеги характеризуются своей слабостью по сравнению с вариантами III и IV, корневая структура их развита недостаточно, т. е. малым количеством корней.

При низкой исходной биомассе (в вариантах I и II) азолла не успевает полностью использовать имеющуюся питательную среду, из-за избыточности питательной среды происходит сильное развитие других водных растений и водорослей. В связи с этим рост и развитие побегов и ризоидов азоллы замедляется. В III и IV вариантах опыта азолла распределяется на поверхности воды равномерно, за счет полного усвоения питательных веществ происходит нормальное развитие корневой структуры и побегов, ткани вегетативных органов растения полностью формируются, соответственно суточная скорость прироста сырой биомассы была выше, чем у остальных вариантов.

Таким образом, при выращивании Azolla caroliniana в полевых условиях или в теплицах целесообразно использовать 300–400 г исходной биомассы на 1 м² водной поверхности.