Ситна водна леќа
Ситна водна леќа вид на слатководни растенија во подфамилијата Lemnoideae од фамилијата arum Araceae .[2] L. minor се користи како сточна храна, биоремедијатор, за обновување на хранливи материи од отпадните води и други примени.
| Ситна водна леќа | |
|---|---|
| |
| Научна класификација [ у ] | |
| Непознат таксон (попр): | Lemna |
| Вид: | Ситна водна леќа |
| Научен назив | |
| Lemna minor L. | |
| Lemna minor | |
|---|---|
Scientific classification 
| |
| Kingdom: | Plantae |
| Clade: | Tracheophytes |
| Clade: | Angiosperms |
| Clade: | Monocots |
| Order: | Alismatales |
| Family: | Araceae |
| Genus: | Lemna |
| Species: | L. minor
|
| Binomial name | |
| Lemna minor | |
Опис
уредиВодната Леќа е пловечко слатководно растение, со по еден, два, три или четири листови со по еден корен кој виси во водата. Како што растат повеќе лисја, растенијата се делат и стануваат посебни поединци. Коренот е 1–2 cm долг. Листовите се овални, 1–8 mm долга и 0,6–5 mm широк, светло зелена, со три (ретко пет) вени и мали воздушни простори за помош на флотација. Се размножува главно вегетативно со делење. Цветовите ретко се произведуваат и мери околу 1 mm во пречник, со мембранозна скала во облик на чаша која содржи една овулка и два стомаци. Семето е 1 мм долга, ребрести со 8-15 ребра. Птиците се важни за растење на водната Леќа на нови локации. Лепливиот корен му овозможува на растението да се прилепува на перјата или стапалата на птиците и на тој начин може да колонизира нови езерца.[се бара извор]
Распространетост
уредиВодната Леќа има субкосмополитска дистрибуција и е родена низ поголемиот дел од Африка, Азија, Европа и Северна Америка . Таа е присутна секаде каде што се појавуваат слатководни езерца и бавни потоци, освен за арктичката и субарктичката клима. Не е пријавен како роден во Австралија или Јужна Америка, иако е натурализиран таму.
Одгледување
уреди
За оптимални услови за раст, потребни се pH вредности помеѓу 6,5 и 8. Водната Леќа може да расте на температури помеѓу 6 и 33 степени °C. Растот на колониите е брз, а растенијата формираат тепих кој ги покрива базените кога се соодветни услови. Во умерените региони, кога температурите се спуштаат под 6 до 7 степени °C, се произведуваат мали, густи органи полни со скроб наречени „туриони“. Растенијата потоа стануваат неактивни и тонат на земја за презимување. Следната пролет, тие повторно почнуваат да растат и повторно испливаат на површината.[3]
Патките имаат потреба од одредени напори за управување за да се одгледуваат. Малите слободни пловечки растенија се подложни на дување во купишта што резултира со отворена водена површина што овозможува раст на алгите . Поради оваа причина, се препорачуваат долги тесни езерца што се движат нормално на преовладувачкиот ветер. Еднаквата распределба на додадените хранливи материи во барињата може да се постигне со неколку влезови. За да може да се одржи густа покривка од растенија на површината на водата и да се спречи предебел слој за раст, потребна е координирана берба и надополнување на хранливи материи.[4]
Барањата за вештачко ѓубриво за одгледување на патки зависат од изворот на вода и географската изолација на водната Леќа што се користи.[5] Водната Леќа расте во бари кои се полни со дождовница, потребна е дополнителна примена на азот, фосфор и калиум . Вкупниот Kjeldahl азот не треба да падне под 20–30 mg/l доколку се одржуваат високи стапки на раст и содржина на сурови белковини . Во однос на фосфорот, забележан е добар раст во концентрации помеѓу 6 и 154 mg/l (нема забележлива чувствителност за високи концентрации на фосфор на стапките на раст).[4] Ефлуентите од домашното животинско производство имаат многу високи концентрации на амониум и други минерали. Тие често треба да се разредат до избалансирана концентрација на хранливи материи. За водната Леќа треба изолат 8627 култивиран во течност од свинска лагуна, најдобрите стапки на производство беа постигнати кога се одгледуваше во течност од свинска лагуна разредена до 20% ( Вкупен азот Kjeldahl : 54 mg/l, амониум: 31 mg/l, вкупен фосфор: 16 mg/l).[6] Канализациската вода, која често има соодветна концентрација на калиум и фосфор, може да се користи за одгледување на патки, но концентрациите на азот треба да се прилагодат.[7]
Користи
уредиБиоремедијација
уредиДокажано е дека водната Леќа многу ефикасно ги отстранува тешките метали како олово, бакар, цинк и арсен од водите со несмртоносни концентрации.[8] Една конкретна студија покажа дека повеќе од 70% од арсенот е отстранет по 15 дена при почетна концентрација од 0,5 mg/l.[9] Друга вели дека водната Леќа од својата биомаса отстранила 85-90% од Pb(NO <sub id="mwcg">3</sub> ) <sub id="mwcw">2</sub> со почетна концентрација од 5 mg/l. Сепак, повисоките концентрации на олово резултираат со намалување на релативната стапка на раст на водната Леќа .[10] Бидејќи водната Леќа е температурно толерантен, покажува брз раст и лесно се собира, има висок потенцијал за економична употреба во третманите на отпадните води.[10] Прочистувањето на отпадните води на Devils Lake, сместено во Северна Дакота, САД, ги користи овие корисни својства на водната Леќа и други водни растенија за третман на комунални и индустриски отпадни води.[7] По одреден период на растење, растенијата се собираат и се користат како дополнување на почвата, материјал за компост или извор на белковини за добитокот .[7][11] Во индустриските погодени региони, каде што тешките метали се акумулираат во водите, почвите и седиментите поради антропогени активности како ископување и согорување на фосилни горива, собраниот водната Леќа не треба повторно да се користи, туку соодветно да се отстранува.[11][12][13] Бидејќи тешките метали имаат канцерогени ефекти кај луѓето,[14] опстојуваат долго во природата и се акумулираат во живите организми, нивното отстранување од околината е важно.[15] Исто така, се покажа дека водената Леќа ги отстранува органските микрозагадувачи како што се фармацевтските производи [16] и бензотриазолите од отпадните води.[17]
Храна за добиток
уредиВо зависност од литературата, регистрирани се различни приноси на водната Леќа . Одгледано во идеални услови, забележани се приноси до 73 тони сува материја по хектар и годишно.[18] Обичната патка има висока содржина на белковини која варира од 20 до 40% во зависност од сезоната, содржината на хранливи материи во водата и условите на животната средина. Не создава многу сложени ткивни структури и затоа има ниска содржина на влакна помала од 5%. Во основа, сите негови ткива може да се користат како сточна храна за риби и живина и да ја направат патката интересен додаток во исхраната .[11]
Експерименталните истражувања покажаа дека водната Леќа може целосно да го замени додатокот од соја во исхраната на патките . Може да се одгледува директно на фармата што резултира со ниски трошоци за производство. Затоа за користење на обичната патка како додаток на храна во исхраната на бројлери е многу профитабилна и од економска гледна точка.[19] Истрагата покажа дека скапите колачи со масло од сусам во диетите со пилешко може делумно да се заменат со евтини водени Леќи со зголемени перформанси на раст на бројлери. Сепак, поради помалата содржина на сварливи белковини во водната Леќа (68,9% во споредба со 89,9% во колачот со масло од сусам), обичната патка може да се користи само како додаток на храна во диети на бројлери .[20] Исто така, при хранење на лежечка кокошка делумно со сушена водната Леќа r (до 150 g/kg сточна храна), кокошката ги покажала истите перформанси како кога била хранета со рибино брашно и оризова лак, додека на бојата на жолчката позитивно влијаела исхраната со патки.[21]
Обновување на хранливи материи од отпадна вода
уредиВодната Леќа како брзорастечка, водна билка која акумулира азот и фосфор со висока хранлива вредност за добитокот, наоѓа друга примена во искористувањето на хранливи материи од отпадните води од добитокот.[3] Познато е дека оваа апликација се извршува во земјоделските системи во југоисточна Азија, каде што ѓубривото и изметот се депонираат во мали еутрофни езерца. Водата од тие езерца потоа оплодува поголеми езерца на кои се одгледува водната Леќа за понатамошна употреба како сточна храна за патки.[18]
Растењето на избрани географски изолати на водната Леќа на разредена течност од свинската лагуна во Северна Каролина резултираше со приноси до 28,5 gm −2 ден −1 (104,03 t ha −1 y −1 ) и отстранување на над 85% од вкупниот содржан азот и фосфор.
Анаеробно предтретман (на пр. преку анаеробна дигестија во UASB ) на отпадната вода и разредување на течноста под 100 mg/l вкупен азот Кјелдал и 50 mg/l вкупен фосфор, доведе до најдобри перформанси во однос на растот и отстранувањето на хранливите материи.[6][22]
Одгледувањето на водната Леќа во анаеробни услови претходно третирана отпадна вода е апликација со ниска цена, со потенцијал за подобрување на домашното ѓубриво преку производство на вредна добиточна храна. Дополнително, загадувањето на животната средина може да се намали преку отстранување на хранливите материи од ефлуентите.[23][24][25]
Биогориво
уредиВодната Леќа е многу погодна за производство на биоетанол . Поради ниската содржина на целулоза (приближно 10%) во споредба со копнените растенија, постапката на претворање на скробот во етанол е релативно лесна.[26] Одгледан во разредена вода во свинската лагуна, водната Леќа акумулира 10,6% скроб од вкупната сува тежина. Под идеални услови во однос на достапноста на фосфати, нитрати и шеќер и оптимална pH вредност, процентот на скроб со вкупната сува тежина е малку поголем (12,5%). Потиснувањето на фотосинтетичката активност на водната Леќа со негово одгледување во темница и додавање на гликоза дополнително ја зголемува акумулацијата на скроб до 36%.[26]
По бербата, ензимската хидролиза ослободува до 96,2% од скроб врзана гликоза.[26] Приносот на етанол по сува тежина во последователниот процес на ферментација зависи од содржината на гликоза и достапноста на хранливи материи во медиумот за раст, но ова може да се спореди со приносите на етанол од лигноцелулоза на енергетските култури како што се Мискантус и џиновска трска .[26][27] Но, за разлика од овие енергетски култури, биомасата на водената Леќа не бара никакви топлински или хемиски предтретман.[26]
Експерименти за екотоксичност
уредиВодната а Леќа вообичаено се користи за проценка на екотоксичноста на органските и неорганските микрозагадувачи [28] како и за проценка на токсичноста на отпадните води и исцедокот од депониите .[29] Информациите за применетата методологија се дадени во соодветниот протокол на ОЕЦД.[30]
Наводи
уреди- ↑ 1,0 1,1 Lansdown, R.V. (2019). „Lemna minor“. Црвен список на загрозени видови. 2019: e.T164057A120125670. doi:10.2305/IUCN.UK.2019-2.RLTS.T164057A120125670.en. Посетено на 19 November 2021.
- ↑ Klaus J.; Nikolai B.; Eric L. (2013). „Telling duckweed apart: genotyping technologies for the Lemnaceae“. 应用与环境生物学报. 19: 1–10. doi:10.3724/sp.j.1145.2013.00001.
- ↑ 3,0 3,1 Leng (1995). „Duckweed: A potential high–protein feed resource for domestic animals and fish“. Livestock Research for Rural Development. 7 (1): 1–12.
- ↑ 4,0 4,1 Hasan, M.R. (2009). „Use of algae and aquatic macrophytes as feed in small-scale aquaculture - a review“. FAO Fisheries and Aquaculture Technical Paper.
- ↑ Bergmann, B.A. (2000). „In vitro selection of duckweed geographical isolates for potential use in swine lagoon effluent renovation“. Bioresource Technology. 73 (1): 13–20. doi:10.1016/s0960-8524(99)00137-6.
- ↑ 6,0 6,1 Cheng, J. (2002b). „Nutrient Removal from Swine Lagoon Liquid by Lemna Minor 8627“. Transactions of the ASAE. 45 (4): 1003–1010. doi:10.13031/2013.9953.
- ↑ 7,0 7,1 7,2 „Lemna System for Wastewater Treatment“. National Environmental Technology Applications Corporation. 412: 826–5511.
- ↑ „The potential of Lemna gibba L. and Lemna minor L. to remove Cu, Pb, Zn, and As in gallery water in a mining area in Keban, Turkey“. Journal of Environmental Management. 163: 246–253. 2015. doi:10.1016/j.jenvman.2015.08.029. PMID 26332457.
|hdl-access=бара|hdl=(help) - ↑ „Arsenic Uptake by Lemna minor in Hydroponic System, International“. Journal of Phytoremediation. 16 (12): 1221–1227. 2014. doi:10.1080/15226514.2013.821452. PMID 24933913.
- ↑ 10,0 10,1 „Bioremoval of lead from water using Lemna minor“. Bioresource Technology. 70 (3): 225–230. 1999. doi:10.1016/s0960-8524(99)00050-4.
- ↑ 11,0 11,1 11,2 Skillicorn P, Spira W and Journey W (1993), Duckweed aquaculture a new aquatic farming system for developing countries, The International Bank for Reconstruction and Development/The World Bank
- ↑ William S. Hillman; Dudley D. Culley Jr. (1978). „The Uses of Duckweed“. American Scientist. 66 (4): 442–451. Bibcode:1978AmSci..66..442H.
- ↑ OECD (2003), Technical Guidance for the Environmentally Sound Management of Specific Waste Streams: Used and Scrap Personal Computers.
- ↑ „Phytofiltration of arsenic from drinking water using arsenic hyperaccumulating ferns“. Environ Sci Technol. 38 (12): 3412–3417. 2004. Bibcode:2004EnST...38.3412H. doi:10.1021/es0351645. PMID 15260342.
- ↑ „Toxic effect of heavy metals on aquatic environment“. International Journal of Biological and Chemical Sciences. 4 (4): 939–952. 2010. doi:10.4314/ijbcs.v4i4.62976.
- ↑ Iatrou E.I., Gatidou G., Damalas D., Thomaidis N.S., Stasinakis A.S. (2017) Fate of antimicrobials in duckweed Lemna minor wastewater treatment systems.
- ↑ Gatidou G., Oursouzidou M., Stefanatou A., Stasinakis A.S. (2017) Removal mechanisms of benzotriazoles in duckweed Lemna minor wastewater treatment systems.
- ↑ 18,0 18,1 Leng (1999). „Duckweed: A tiny aquatic plant with enormous potential for agriculture and environment“. Duckweed: A tiny aquatic plant with enormous potential for agriculture and environment. FAO. Архивирано од изворникот на 2021-02-27. Посетено на 2016-11-20.
- ↑ Men, Bui Xuan; Ogle, Brian; Lindberg, Jan Erik (2001). „Use of duckweed as a protein supplement for growing ducks“. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences. 14 (12): 1741–1746. doi:10.5713/ajas.2001.1741.
- ↑ Ahammad, M. U.; Swapon, M. S. R; Yeasmin, T.; Rahman, M. S.; Ali, M. S. (2003). „Replacement of sesame oil cake by duckweed (Lemna minor) in broiler diet“. Biological Sciences. 16: 1450–1453.
- ↑ Akter, M., Chowdhury, S. D., S. D., Akter Y., Khatun, M. A. (2011). „Effect of Duckweed (Lemna minor) Meal in the Diet of Laying Hen and Their Performance“. Bangladesh Research Publications Journal. 5: 252–261.CS1-одржување: повеќе имиња: список на автори (link)
- ↑ El-Shafai (2007). „Nutrient recovery from domestic wastewater using a UASB-duckweed ponds system“. Bioresource Technology. 98 (4): 798–807. doi:10.1016/j.biortech.2006.03.011. PMID 16713255.
- ↑ Bergmann, B.A. (2000). „Nutrient removal from swine lagoon effluent by Duckweed“. Transactions of the ASAE. 42 (2): 263–269. doi:10.13031/2013.2701.
- ↑ Caicedo, J.R. (2002). „Effect of anaerobic pretreatment on environmental and physiochemical characteristics of duckweed based stabilization ponds“. Water Science and Technology. 45 (1): 83–89. doi:10.2166/wst.2002.0012. PMID 11833735.
- ↑ Rodrigo, A. (2012). „High nutrient removal rate from swine wastes and protein biomass production by full-scale duckweed ponds“. Bioresource Technology. 112: 98–104. doi:10.1016/j.biortech.2012.02.083. PMID 22425517.
- ↑ 26,0 26,1 26,2 26,3 26,4 „Growing Lemna minor in agricultural wastewater and converting the duckweed biomass to ethanol“. Bioresource Technology. 124: 485–488. 2012. doi:10.1016/j.biortech.2012.08.050. PMID 22985823.
- ↑ Ge X.; Burner DM; Xu J; Phillips GC; Sivakumar G (2011). „Bioethanol production from dedicated energy crops and residues in Arkansas, USA“. Biotechnology Journal. 6 (1): 66–73. doi:10.1002/biot.201000240. PMID 21086455.
- ↑ Gatidou, Georgia; Stasinakis, Athanasios S.; Iatrou, Evangelia I. (1 January 2015). „Assessing single and joint toxicity of three phenylurea herbicides using Lemna minor and Vibrio fischeri bioassays“. Chemosphere. 119: S69–S74. Bibcode:2015Chmsp.119S..69G. doi:10.1016/j.chemosphere.2014.04.030. PMID 24821233.
- ↑ Nika, M. C.; Ntaiou, K.; Elytis, K.; Thomaidi, V. S.; Gatidou, G.; Kalantzi, O. I.; Thomaidis, N. S.; Stasinakis, A. S. (15 July 2020). „Wide-scope target analysis of emerging contaminants in landfill leachates and risk assessment using Risk Quotient methodology“. Journal of Hazardous Materials. 394: 122493. doi:10.1016/j.jhazmat.2020.122493. PMID 32240898.
- ↑ „Test No. 221: Lemna sp. Growth Inhibition Test“. OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 2. OECD Publishing. 2006. doi:10.1787/9789264016194-en. ISBN 978-92-64-01619-4.