ВВЕДЕНИЕ 4
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 7
ЕЕ Eichhomia crassipes 7
Е Е Е Ботаническое описание 7
1.1.2. Биология и экология 10
1.1.3. Экологические требования 10
1.1.4. Инициация цветения 11
1.2. Оборудование осветительной установки 13
1.2.1 Индукционные лампы 13
2. МЕТОДЫ И МАТЕРИАЛЫ 15
2.1. Создание установки для культивирования Eichhornia crassipes ... 15
2.2. Замеры освещенности 16
2.3. Схема эксперимента по инициации цветения Eichhornia
crassipes 17
2.4. Схема эксперимента по выращиванию Eichhomia crassipes 18
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ 20
3.1. Создание установки для культивирования Eichhornia crassipes в
лабораторных условиях 20
3.2. Инициация цветения Eichhornia crassipes при культивировании
растений в лабораторных условиях 22
3.3. Влияние состава питательной среде на параметры роста и развития
растений водяного гиацинта 24
ВЫВОДЫ 30
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 31
Проблема снижения почвенного плодородия — это повсеместная проблема, обусловленная ростом населения. На сегодняшний день, единственная сельскохозяйственная технология, которая не приводит к истощению плодородия почв, - это пастбищное скотоводство. Основная причина снижения плодородия земель сельскохозяйственного производства заключается в изъятии питательных веществ из почвы посредством вывоза растительной продукции. В связи с этим ведутся активные поиски технологий, которые снизят истощительные процессы почвенных ресурсов. Одним из перспективных направлений поиска решения данной проблемы - это использование аквакультур. Особенно это перспективно в условиях севера Российской Федерации и, в частности, в Сибири. Дело в том, что климат вышеназванных территорий обусловливает дисбаланс продукционного и деструкционного процессов, что приводит к эвтрофированию, заболачиванию (а с точки зрения растениеводства - естественному удобрению) водоемов. Использование таких водоемов для производства продукции растениеводства препятствует данному процессу. Происходит это в силу того, что вещества, накапливающиеся в воде и являющиеся причиной заболачивания, активно используются растениями для развития и, впоследствии, выносятся из водоема вместе с урожаем. Таким путем одновременно решаются две задачи - хозяйственная (снижение себестоимости продукции растениеводства и сохранение плодородия пашни) и природоохранная - ремедиация деградирующих водоемов.
Первые упоминания о водном гиацинте, в нашей стране датируются 1998 годом. За короткий промежуток времени это растение у нас нашла широкое применение. Благодаря своим биологическим особенностям она стала ценным элементом биологической очистки сточных вод. А использование выросшей биомассы растения в качестве сырья для других производств позволяет наладить безотходную технологию очистки, что в наше 4
время является актуальным аспектом. В странах с топическим климатом водяной гиацинт стал бедствием. Размножаясь с огромной скоростью, она забивает турбины гидроэлектростанции, каналы, мешает судоходству.
В России этой проблемы нет, так как зимой растение погибает, а семена в природных условиях не вызревают. Проблемой является сохранение ее в зимний период и доведение посадочного мате риала до необходимого количества к периоду вегетации. Освоение методики получения семенного материала водяного гиацинта и разработка методики проращивания семян для рассады могла бы решить эту проблему.
Преимущество водяного гиацинта по сравнению с другими быстро размножающимися вегетативно водными культурами обусловлено, в частности, размерами растения (достигающими 150г) и склонности к образованию «матов» - сплошных зарослей переплетенных друг с другом растений. Уборку водяного гиацинта легко механизировать известными техническими средствами. Более того, для его уборки можно эффективно использовать уже имеющуюся, но сезонно не используемую технику. Речь идет о снегопогрузчиках с лаповыми питателями.
Необходимо отметить, что использование гиацинта не ограничено только очисткой и ремедиацией водных объектов. Данное растение также можно эффективно использовать в качестве:
• кормовой добавки для животноводства;
• удобрения для сельского хозяйства (сидерата);
• декоративного растения;
• сырья для получения биогаза.
В период выполнения исследовательской части ВКР в корпусе НИИББ ТГУ, где располагалась лаборатория по исследованию водяного гиацинта начался выполняться ремонт, в связи с чем возникла необходимость в создании новой установки для поддержания культуры и исследования физиологии водяного гиацинта.
Исходя из сказанного, целью работы являлась конструирование, создание и апробация такой установки. Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. оценить и рассчитать места размещения ламп осветительной установки таким образом, чтобы обеспечить освещенность в пределах пяти - семи тысяч люкс, с отклонением в тысячу люкс;
2. собрать осветительную установку;
3. провести апробацию установки в следующих экспериментах:
■ эксперимент по инициации цветения водяного гиацинта;
■ эксперимент по выращиванию водяного гиацинта на некоторых рекомендуемых для аквакультур средах.
Работа была выполнена на кафедре экологии, природопользования и экологической инженерии под руководством кандидата биологических наук, доцента Семенова С.Ю. с сентября 2016 года по май 2018 года.
1. Собрана и апробирована установка для культивирования и изучения растений Eichhomia crassipies в лабораторных условиях.
2. Интенсивность освещения в оптыной установке обеспечена на уровне 55006500 люкс, что полностью обеспечивает потребности растений Eichhomia crassipies при их культивировании в лабораторных условиях.
3. Примененный способ инициации цветения растений Eichhomia crassipies, заключающийся в временном затенении и резком снижении концентрации питательных веществ в питательном растворе не способствовал массовому зацветанию растений; цветение растений происходило мелкими партиями по 3-7 растений еженедельно в течение двух месяцев.
4. Наибольшая скорость роста биомассы растений Eichhomia crassipies отмечена для варианта с искусственными сточными водами, а наименьшая для варианта со средой Бенеке; наибольшая скорость роста корневой системы наблюдалась для растений в варианте со средой Бейеринка, а нименьшая - в варианте с искусственными сточными водами.
