Ячменная соломка против водорослей

Тюки с ячменной соломкой против цветения
Тюки с ячменной соломкой против цветения.

Один из методов использования соломки предлагает внесение её в количестве 30 г в фильтр из расчета на 250 литров воды. При этом наполнитель проявляет активность в течение 3 месяцев и не наносит вреда высшим растениям и рыбкам.

Перед тем как появиться на прилавках аквариумных магазинов, данный вид альгистатика пробовался в прудовом хозяйстве. Сведения о том, что ячменная солома может бороться с цветением воды в пресноводных системах накапливаются с конца 1970-х годов. Наиболее активно обработка прудов различного размера, каналов, водосборников и речек применялась на Британских островах (Barrett et al. 1999, Caffrey and Monahan,1999, Harriman et al. 1997, Welch et al. 1990). Многие из опубликованных работ говорят об успехе подобных мер для предотвращения цветение в местах, где оно наблюдалось регулярно. Метод успешно использовался в течение 6 лет без каких-либо сведений о сопротивляемости водорослей или заметном изменении их видового состава (Barrett et al. 1999). Кроме того, ингибирование цветения не причиняло вреда беспозвоночным, рыбам или водоплавающим птицам, а развитие микроскопических растений иногда ускорялось. Не наблюдалось проблем с изменением запаха или вкуса обработанной воды. На самом деле, вкусовые качества могли даже улучшиться после предотвращения цветения (Everall and Lees 1997, Barrett et al. 1999).

Однако, когда ячменная соломка начала применяться в Северной Америке, подобного успеха добиться не удалось (Nicholls et al. 1995, Lembi, 2001, Boylan & Morris 2003). Результативность использования ячменной соломки зависит от многих факторов, к которым относятся: заблаговременность обработки; адекватность дозы и аэрации соломки; характерному расположению соломы в воде; адекватной водной циркуляции и, вероятно, типу (культуре) ячменя. Тем не менее, в Северной Америке ячменная солома и экстракт широко используются для борьбы с водорослями в условиях прудового хозяйства.
До сих пор остается неясным, каков механизм ингибирования водорослей. Возможно, что работают сразу несколько механизмов. Одним их основных объяснений, которое дается многими авторами, является выделение из разлагающейся (гниющей) в аэробных условиях соломы — фенольных соединений. К подобным веществам относится, медленно выделяющиеся в воду, лигнин и окисленные фенольные смолы (Everall & Lees 1997, Pillinger et al. 1994, Ridge & Pillinger 1996). Как лабораторные, так и полевые эксперименты продемонстрировали, что солома выделяет фенольные соединения, которые до и после её гниения подавляют развитие водорослей (Everall & Lees 1997, Pillinger et al. 1994). Ячменный эксудат не влияет на связывание нутриентов или делает их недоступными, хотя это недостаточно изучено.

Непонятно, почему солома других видов растений, например, пшеницы, не проявляет альгистатического эффекта, хотя она может иметь значительную концентрацию фенольных веществ (Ball et al. 2001). Это свидетельствует о том, что конкретный тип фенольных соединений (существует несколько структурных форм лигнина) может иметь решающее значение, либо комплексное действие нескольких веществ отменяет ингибирующее воздействие.

Альгистатический эффект был продемонстрирован при использовании гниющей листвы деревьев, таких как дуб, который содержит большое количество фенольных соединений, а также древесины с коричневой гнилью, которая характеризуется содержанием окрашенных фенольных веществ (Pillinger et al. 1995, Ridge & Pillinger 1996, Ridge et al. 1999).

Альтернативная гипотеза, касающаяся ингибирующих эффектов ячменной соломы, обращается к соломе как источнику углерода, вводимого в озерную систему, а не как к химическому ингибитору. Данная точка зрения применительна к озеру Миннесота, в котором не обнаруживаются фенольные соединения. Солома является источником углерода для углерод-лимитированного микробного развития. В изобилии углерода микробы теснят цианобактерии и занимают господствующую нишу в озерной экосистеме. Присутствие гниющей соломы приводит к недостатку так необходимого сине-зеленым водорослям фосфора (Anhorn 2005).
В контексте данного вопроса стоит отметить, что различные виды водорослей имеют различную восприимчивость к эффектам ячменной соломки (Таблица 1).
Таксон
Ингибирование

Источник
Anabaenaне указаноMolversmyr, A. 2002
Anabaena cylindricaнетHolz et al. 2001
Ankistrodesmus falcatusдаBrownlee, E. F. et al. 2003
Aphanizomenonне указаноMolversmyr, A. 2002
Aphanizomenon flosaquaeне указаноWisniewski, R . 2002
Aphanizomenon flosaquaeдаMartin, D. and I. Ridge, 1999; Everall and Lees 1996
Chlorella capsulataдаBrownlee, E. F. et al. 2003
Chlorella vulgarisдаHolz, J.C. et. al. 2001
Cladophora glomerataдаWelch, I. M. et. al. 1990
Cyclotella sp.нетBrownlee, E. F. et. al. 2003
Cylindrospermum sp.нетHolz, J. C. et. al. 2001
Eucapsis sp.нетHolz, J. C. et. al. 2001
Gloeocapsa sp.незначительноеHolz, J. C. et. al. 2001
Isochrysis sp.даBrownlee, E. F. et. al. 2003
Microcystisне указаноMolversmyr, A. 2002
Microcystis aeruginosaдаMartin, D. and I. Ridge. 1999
Microcystis aeruginosaдаNewman, Jonathan R. and P. R. F. Barrett. 1993
Microcystis sp.даBall, Andrew S. et. al. 2001
Prorocentrum minimumнетBrownlee, E. F. et. al. 2003
Pseudanabaena sp.нетBrownlee, E. F. et. al. 2003
ScenedesmusдаBall, Andrew S. et. al. 2001

Развитие некоторых цианобактерий и хлорофитов, как показано в таблице, действительно угнетается, однако таксоны других крупных групп водорослей (в том числе диатомовых) не ингибируются.

Данные результаты могли быть вызваны воздействием нескольких неконтролируемых факторов в полномасштабной обработке в условиях лаборатории и полевых исследованиях. Например:
1. Лабораторные эксперименты часто используют питательную среду для культур, которая химически сильно отличается от естественно среды (Ball et al. 2001, Gibson et al. 1990, Holz et al. 2001, Martin & Ridge 1999, Ridge & Pillinger 1996).
2. Лабораторные эксперименты обычно используют культуры одного вида водорослей, а в естественной среде обнаруживается композиция из многих видов. Когда культура не стерильна, её микробный компонент очень сильно отличается от природного аналога.
3. Ячменная соломка в различных экспериментах применялась без предварительного разложения (Ball et al. 2001, Ridge & Pillinger 1996), либо гниение происходило в различных условиях (детали не всегда представлены в авторском описании), с аэрацией (Pillinger et al. 1994) и без (Gibson et al. 1990, Martin & Ridge 1999); в темноте (Martin & Ridge 1999), при флуоресцентном освещении (Ball et al. 2001) или при тепличном освещении (Gibson et al. 1990); при различной температуре в различное время и дозах; в озерной воде (Ball et al. 2001) или воде, отличающейся по химическому и микробному составу от природной (в том числе отстоянная водопроводная вода, Gibson et al. 1990, Ridge & Pillinger 1996).
4. При полевой обработке обычно используется необработанная собранная с полей солома так, что она может оставаться в виде сетей в воде, в то время как в лаборатории часто перемалывают солому в порошок, выщелачивают её кипячением, либо готовят экстракт в течение нескольких недель при различном освещении (почти никогда при солнечном или УФ-излучении). Однако эффективность в лаборатории, как правило, обнаруживается за более короткий промежуток времени, чем в поле.
Для аквариумных наполнителей используют специально приготовленную путем аэробного ферментативного разложения соломку. Вероятно, после обработки её гниение в фильтре значительно ускоряется, что определяет высокую активность.
Факторы, влияющие на эффективность обработки естественных водоемов ячменной соломой

Основываясь на многочисленных полевых испытаниях, которые показали успешность в предотвращении цветения воды, можно сделать следующие рекомендации:
1. Солома должна находиться в воде несколько месяцев перед тем временем, когда ожидается вспышка развития водорослей. Необходимо, чтобы она гнила в течение нескольких недель для выделения достаточного количества дубильных веществ. Показано, что даже большое количество соломы не препятствует уже начавшейся вспышке цветения.
2. Должно использоваться адекватное количество соломы на определенную площадь или объем водоема.
3. Необходима активная аэрация. Кроме того, в речках с сильным течением используются связанные тюки с соломой в виде длинных трубок
4. Солома помещается близко к поверхности воды, обычно в плавучих клетках.
5. Распределение соломы должно быть равномерным на большей части водоема
В таблице 2 указаны дозы ячменной соломы при полевой обработке.

ИсточникРекомендованная дозаУсловия применения
Barrett et al. 19996-28 г/м3; изначально высокая доза была снижена до 6-12 г/м3. Эффективная доза — 9 г/м3Резервуар питьевого водоснабжения, С. Шотландия, 0,025 км2 , средняя глубина — 10 м, 250000 м3
Newman 199950 г/м2 изначальная доза, сниженная до 25 г/м2 для поддержания концентрации 10 г/м2. Больше соломы для мутной воды. Не превышать 500 г/м2 (наблюдается недостаток кислорода). Не для глубоких озер и водосборов.
WDOE 2004. Newman 2001 and Lembi 2002.65 кг/га — 252,2 кг/гаНизкие значения для чистой воды; высокие для мутной
Lembi 2001чистая вода — 252,2 кг/га; мутная вода и вода с развитием водорослей — 504,4-1008,8 кг/гаРабота в рамках программы «Повышение качества воды» Университета Небраски

——

оригинал: Barley Straw — Algae Control: Literature Analysis by Stan Geiger, Eric Henry, Pat Hayes and Kale Haggard November 1, 2005

http://barleyworld.org/barleystraw/Barley%20Straw%20-%20Algae%20Control%20Lit%20Anal%20Final.pdf

Anhorn, Randall. 2005. A study of the water quality of 145 Metropolitan area lakes. Metropolitan Council, Meares Park Center, 230 East Fifth Street, St. Paul, Minnesota. Publication Number 32-04-015. June 2005.
Ball A. S., M. Williams, D. Vincent D., and J. Robinson. 2001. Algal growth control by a barley straw extract. Bioresource Technology. 77(2):177-181.
Brownlee, E. F., S. G. Sellner, and K. G. Sellner. 2003. Effects of barley straw (Hordeum vulgare) on freshwater and brackish phytoplankton and cyanobacteria. Journal of Applied Phycology [J. Appl. Phycol.]. 15(6):525-531.
Curnow J. 1999. Long-term algal control in a reservoir using barley straw. Hydrobiologia. (415):309-313.
Boylan J. D. and J. E. Morris. 2003. Limited effects of barley straw on algae and zooplankton in a midwestern pond. Lake and Reservoir Management 19 (3): 265-271
Brownlee, E. F., S. G. Sellner, and K. G. Sellner. 2003. Effects of barley straw (Hordeum vulgare) on freshwater and brackish phytoplankton and cyanobacteria. Journal of Applied Phycology Vol. 15, no. 6, pp. 525-531
Caffrey J. M. and C. Monahan. 1999. Filamentous algal control using barley straw. Hydrobiologia. (415):315-318.
Everall, N. C. and D. R. Lees. 1997. The identification and significance of chemicals released from decomposing barley straw during reservoir algal control. Water Research. 31(3): 614-620.
Friedman, R. S. 2000. Green water inhibitor-GWI. United States Patent 6,149,929.
Geiger, N. Stan, Robert Gearheart, Eric Henry and John Rueter. 2005. Preliminary research on Aphanizomenon flos-aquae at Upper Klamath Lake, Oregon: Investigations to set direction for research of factors with potential for influencing Aphanizomenon growth at Upper Klamath Lake. Prepared for the Ecosystem Restoration Office, U. S. Fish and Wildlife Service, Klamath Falls, OR. Prepared by Aquatic Scientific Resources, Portland, OR. September 19, 2005 (FWS PO Number 1448-10181-04-M360(KY)-ASR Wetland and Alga Growth Studies).
Gibson, M. T., I. M. Welch, P. R. F. Barrett,and I.Ridge. 1990. Barley straw as an inhibitor of algal growth. 2. Laboratory studies. Journal of Applied Phycology vol. 2, no. 3, pp. 241-248
Gugger M., C. Lyra, P. Henriksen, A. Coute, J. F. Humbert, and K. Sivonen. 2002. Phylogenetic comparison of the cyanobacterial genera Anabaena and Aphanizomenon. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 52: 1867-1880
Harriman, R., E. A. Adamson, R. G. J. Shelton, and G. Moffett, G. 1997. An assessment of the effectiveness of straw as an algal inhibitor in an upland Scottish loch. Biocontrol Science and Technology, vol. 7(2):287-296
Holz, J. C., C. J. Fessler, A. A. Severn, AA, and K. D. Hoagland. 2001. Effects of barley straw extract on growth of five species of planktonic algae. Journal of Phycology vol. 37, no. s3, pp. 24-25
Lembi, C. A. 2001. Barley Straw for Algae Control
Martin, D. and I. Ridge. 1999. The relative sensitivity of algae to decomposing barley straw. Journal of Applied Phycology, vol. 11, no. 3, pp. 285-291
Molversmyr, A. 2002. Some effects of rotting straw on algae. Congress in Dublin 1998. Williams, WD (ed) . Proceedings. 27(7):4087-4092. Verhandlungen. Internationale Vereinigung fur theoretische und angewandte Limnologie/Proceedings.International Association of Theoretical and Applied Limnology/Travaux. Association internationale de Limnologie theorique et appliquee [Verh. Int. Ver. Theor. Angew. Limnol./Proc. Int. Assoc. Theor. Appl. Limnol./Trav. Assoc. Int. Limnol. Theor. Appl.]. 2002.
Newman, Jonathan. 1999. Control of algae using straw. Information Sheet 3. IACR Centre for Aquatic Plant Management. Sonning, Reading, Berkshire, UK.
Newman Jonathan R. and P. R. F. Barrett. 1993. Control of Microcystis aeruginosa by decomposing barley straw. Journal of Aquatic Plant Management. 31: 203-206.
Nicholls, K. H., R. G. Taylor, R. W. Bachmann, J. R. Jones, R. H. Peters, and D. M. Soballe, (eds) . 1995.
Experimental use of barley straw for algae control in Ontario ponds. Lake and Reservoir Management vol. 11, no. 2: 175
Pillinger J., J. A. Cooper, and I. Ridge. 1994. Role of phenolic compounds in the antialgal activity of barley straw. Journal of Chemical Ecology. 20(7): 1557-1569
Pillinger J. M., I. Gilmour, and I. Ridge. 1995. Comparison of antialgal activity of brown-rotted and white-rotted wood and in situ analysis of lignin. Journal of Chemical Ecology. 21(8): 1113-1125.
Ridge I. and Pillinger J. M. 1996. Towards understanding the nature of algal inhibitors from barley straw. Hydrobiologia. 340(1-3): 301-305.
Ridge, I. J. Walters, and M. Street. 1999. Algal growth control by terrestrial leaf litter: a realistic tool? Hydrobiologia, vol. 395/396, pp. 173-180
Welch, I. M. P. R. F. Barrett, M. T. Gibson, and I. Ridge. 1990. Barley straw as an inhibitor of algal growth 1: Studies in the Chesterfield Canal. Journal of Applied Phycology vol. 2, no. 3, pp. 231-239
Wisniewski, R. 2002. Attempts to eliminate cyanobacterial blooms in Lake Leasinskie. Environment Protection Engineering [Environ. Prot. Eng.]. 1:15-26

Раздел: Водоподготовка
Метки: ,
Похожие статьи:

Сайдекс для аквариума

Аквакультурные корма без рыбной муки

Короткое замыкание пищевой цепи: сложное взаимодействие водорослей и вирусов

Токсичные водоросли в прудовом хозяйстве

Типы водорослей и контроль их присутствия в пресноводном аквариуме

Реакция постоянных читателей:

Заметил ошибку, тык*:

 Orphus

Комментарии Вконтакте:

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *