Бурые водоросли

Из бурых водорослей в значительных количествах выращивают ламинарию, ундарию, фукусовые, алярию. макроцистис и другие виды.

Возможность культивирования ламинарии, или морской капусты, в северных водах СССР была доказана еще в 1961 г. В Дальне-Зеленецкой губе был построен сосновый плот, представляющий квадратную раму 2×2 м). В средней части плот скреплялся пятым бревном. В воде плот установили вертикально. Через 22 месяца все сооружение обросло морской капустой. Вес растений колебался от 143 до 600 г.

Сейчас морская капуста выращивается в северной части Оссорской бухты на Камчатке и вблизи Владивостока. Здесь на поверхности воды расположили рамы со спускающимися вниз веревками длиной до 18 м. На этих канатах и растут молодые растения. В 1972 г. была создана опытная плантация ламинарии на площади 1 га. Через год в хозяйстве, разросшемся до 26 га, была получена товарная продукция. В настоящее время тысячи тонн выращенной ламинарии поступают в торговую сеть.

Ламинария - весьма популярный объект культивирования в Японии, Китае и Южной Корее. Обычно выращиваются японская ламинария (Laminaria japonica), ламинария сахаристая (L. saccharina), ламинария пальчатая (L. digitata) и др.

Морская капуста - холодолюбивое растение, лучше всего развивающееся при температуре воды 8-15°С. В естественных условиях при температуре воды выше 20°С она перестает размножаться. У морской капусты наблюдается как половое, так и бесполое размножение. При бесполом размножении на слоевище растения образуются многочисленные мешочки - спорангии, заключающие в себе миллионы зооспор. При благоприятных условиях споры высыпаются в воду, некоторое время плавают, а затем оседают на субстрат. Прикрепившись, зооспоры прорастают. На развившихся ростках формируются гаметофиты. Мужские гаметофиты выбрасывают спермин, а женские - яйцеклетки. Размножение происходит в осенний период. В результате слияния спермия и яйцеклетки образуется клетка - зигота. Из нее вырастает водоросль, достигающая через год длины до 5 м. Затем цикл развития повторяется вновь.

Ламинария выращивается либо на грунте, либо в толще воды с применением разнообразных плавающих устройств.

Донное культивирование морской капусты широко Распространено в Китае, где в качестве субстрата для Растений используют камни весом до 16 кг. В местах с обильным осаждением спор камни укладывают рядами. Расстояние между камнями 5-10 см, а ряды располагаются в 2-2,5 м друг от друга. На одном гектаре оказывается 4-4,5 тыс. камней. В тех случаях, когда количество спор в воде невелико, их приходится завозить из других мест. Для этого собирают талломы водорослей со спорангиями, стимулируют подсушиванием и опускают в воду. Попав в морскую среду, споры течениями разносятся вдоль берега, где прикрепляются к разнообразному субстрату, в том числе и к рассыпанным камням. В результате таких операций расширяется ареал распространения ламинарии. В дальнейшем процесс роста растений, как правило, происходит без вмешательства человека: Зимой на камнях появляются ростки, а в начале лета водоросли, достигнув длины 2,5-3 м, становятся пригодными для сбора урожая.

На участках с илистым дном вместо камней в качестве коллекторов для ламинарии применяют корзины, сплетенные из бамбуковых или ивовых прутьев. Диаметр корзин 50-66 см, высота 20-50 см. На одном гектаре рядами размещают до 480 корзин. Перед установкой корзин на дно в них "высевают" споры ламинарии.

Иногда на берегах лагун и заливов строят небольшие водоемы, располагая их в виде террас на различной высоте. На дне прудов размещают ростки морской капусты и выращивают до промысловых размеров. В водоемах обеспечиваются определенный уровень воды и проточность.

В Японии существует метод придонного выращивания морской капусты на канатах. Для этого в местах массового высыпания спор на дно опускают веревки длиной до 25 м, на концах которых закреплены грузы. Чтобы веревки находились в толще воды, к ним подвязывают несколько поплавков. Канаты укрепляются на расстоянии 1 м от дна и в 5-10 м от поверхности воды.

Донное выращивание ламинарии обычно осуществляется в местах, хорошо защищенных от сильного волнения. Культивирование водорослей на грунте не требует больших капиталовложений, каких-либо специальных материалов, больших затрат труда, но и эффективность такого метода недостаточно высока. Значительно лучшие результаты получаются при выращивании ламинарии в толще воды.

Споры морской капусты, могут быть получены в осенний и весенний периоды в естественных условиях, но в последнее время для сбора спор стремятся использовать специальные бассейны, не полагаясь на капризы природы.

В Китае одним из методов получения рассады является размещение на бамбуковых решетках растений со зрелыми спорангиями. Решетки крепятся к плотам, находящимся в море. Высыпающиеся споры оседают на бамбуковые планки и прорастают. В январе ростки переносят на веревки и выращивают в дальнейшем в толще воды.

Для получения спор ламинарии в условиях культурного хозяйства в море собирают растения с созревающими спорангиями. Растения раскладывают в темном и достаточно прохладном помещении. Это делается для ускорения высыпания спор. Такой способ стимулирования носит название "сухая темнота". Через несколько часов талломы ламинарии переносят в бассейны. При попадании в воду стенки спорангиев разрываются, а споры оказываются в толще воды, приобретающей в этот период мутноватый оттенок. Количество спор огромно. Известно, что в спорангиях только одного растения может оказаться 10-12 млн. спор.

В бассейнах развешиваются веревки диаметром 12-15 мм, служащие спорам субстратом. После оседания спор веревки переносятся в выростные бассейны. При выращивании морской капусты на веревках споры собирают в июне и в октябре.

Ростки, полученные осенью, пучками по 3-4 растения, закрепляют между прядями веревок длиной до 15 м из расчета 60 растений на один канат. Через 4-5 месяцев на канатах, подвешенных к плотам, водоросли достигают длины 3-5 м. С одного каната удается получать до 2,5-3,3 кг продукции (в пересчете на сухое вещество).

Из спор, собранных весной, растения выращиваются в два этапа. Вначале ростки до определенных размеров содержатся в водоемах на берегу и лишь через некоторое время переносятся в море. На первом этапе ростки размещают в ступенчатых бассейнах, снабжаемых водой, имеющей температуру 10°С, обогащенной биогенными элементами. В течение 10-12 ч в сутки бассейны совещаются лампами дневного света. На втором этапе, после того как ростки достаточно подрастут, их распределяют на выростных канатах диаметром 15 мм. Ростки втыкают между прядями веревки либо по одному на расстоянии 3-5 см друг от друга, либо группами по 3-4 шт. на расстоянии 10-12 см. Когда ростки достигнут длины 12-15 см, их разреживают, чтобы растения не заглушали друг друга. При разреживании расстояние между пучками увеличивают до 50 см, что обеспечивает равномерное освещение и питание всех ростков. Веревки с растениями подвешиваются к плотам из бамбуковых бревен. В районах моря, укрытых от сильных штормов, веревки с ростками висят вертикально, а в местах с сильным течением или частыми бурями их закрепляют в виде петель.

В лагунах и бухтах, хорошо снабжаемых минеральными веществами, поступающими с суши, ламинария растет быстро, достигая за период от ноября до июля следующего года длины 3-4 м при ширине пластинки до 30 см и толщине 2-3 м. Вес таких растений 250 г и больше. Ежедневный прирост при благоприятных условиях равен 2,5 см. Отход на плантациях морской капусты невелик и редко превышает 20%.

Способы выращивания ламинарии: 1 - на камнях, 2 - на канатах в районах со слабым волнением, 3 - на канатах в районах с частыми штормами

В районах с незначительным содержанием в воде минеральных веществ при выращивании ламинарии применяются искусственные удобрения - неорганические соли (нитраты, фосфаты и т. д.). Удобрения насыпают в специальные пористые глиняные сосуды, добавляют воду и плотно их закрывают. В плетеных корзинах или без них сосуды подвешиваются между плотами или другими устройствами для выращивания водорослей. Благодаря пористости глины удобрения вымываются и поступают в окружающую среду, способствуя росту растений. При благоприятных условиях 1 кг аммиачной селитры может дать до 4 кг водорослей (в пересчете на сухое вещество). Молодые растения длиной 1-2 м для нормального роста требуют ежесуточно 6 мг азота.

Ламинарии, культивируемые в верхнем слое воды, содержат на 10-20% больше сухих веществ, чем растения, растущие в глубоких местах. Наибольший прирост происходит на глубине 1,5-2 м от поверхности.

При выращивании ламинарии применяют разнообразные плавающие устройства. Иногда несколько бамбуковых корзин длиной 1 м и диаметром 17 см соединяют между собой веревками. В каждую корзину помещают глиняный сосуд с удобрениями. Вдоль ряда корзин на плавучих устройствах располагают растущие водоросли. Ростки на канатах находятся в 2-3 см друг от друга. Кувшины с удобрениями подвешивают через каждые 6 м. Линии из канатов с водорослями, кувшинами с удобрениями и поплавками располагаются параллельно берегу на расстоянии 3-4 м друг от друга.

В некоторых случаях веревки соединяют с помощью бамбуковых перемычек попарно. Сосуды с удобрениями подвешивают между веревками.

На рынках большим спросом пользуются ламинарии в возрасте более двух лет. Исследования японских ученых показали, что водоросли, культивируемые в контролируемых условиях в течение 9 месяцев, по весу и размерам почти не уступают двухлетним.

Получение и сохранение спор и ростков в течение всего года имеет очень важное значение при культивировании водорослей. С целью получения высококачественного посадочного материала в период разреживания водорослей отбирают наиболее крупные. Такие водоросли выращивают отдельно до спороносной стадии.

Установлено, что, регулируя условия содержания морской капусты, можно сдвигать в нужном направлении сроки созревания и высыпания спор.

Образование спор у ламинарий, выращиваемых при оптимальной температуре в воде, содержащей в необходимом количестве биогенные элементы, может происходить уже через 4 месяца, т. е. почти в два раза быстрее, чем в естественных условиях.

Затормозить сроки образования спор можно, поместив растения в бассейны с песчаным грунтом и водой, бедной биогенными элементами. Оказавшись в более суровых, чем в естественной среде, условиях, ламинарии образуют споры позже. Таким образом, изменяя условия содержания, можно иметь под руками в нужный момент достаточное количество рассады.

Благоприятными районами для выращивания морской капусты в нашей стране являются дальневосточные и северные моря.

Наибольших успехов в культивировании ундарии достигли японские специалисты. В этой стране выращиваются главным образом - Undaria pinnatifida и U. undarioides. Ундария - чрезвычайно популярная в Японии водоросль, издавна используемая в пищу. Ежегодная продукция хозяйств, специализирующихся на ее разведении и выращивании, достигла 150 тыс. т.

При культивировании ундарии используют различные модификации двух основных способов: 1) выращивание на грунте, 2) выращивание в толще воды.

До пятидесятых годов нашего столетия, пока еще не была разработана современная схема выращивания ундарии на сетях и веревках, в качестве плантаций использовались скалистые и каменистые участки дна. Территорию плантаций очищали от других водорослей, крупные камни и скалы взрывали, где возникала необходимость, дополнительно разбрасывали камни. В период размножения споры оседали на подготовленный субстрат, и водоросли росли там вплоть до сбора урожая, хотя темп их роста был невысок.

Цикл развития ундарии включает как половое, так и бесполое размножение.

При искусственном выращивании на морских хозяйствах для получения спор зрелые спорангии ундарии размещают в бетонных или пластиковых бассейнах. Здесь же в подвешенном положении находятся специальные устройства с намотанными на них веревками, либо бревна. Выходя из спорангиев, зооспоры закрепляются на канатах и бревнах и прорастают.

В осенний период при температуре морской воды 20°С коллекторы с молодыми растениями переносят в места выращивания. Бревна с помощью якорей закрепляют на плантациях, а веревки на расстоянии 15 см друг от друга подвешивают к плотам. Находясь в толще воды, молодые водоросли растут высокими темпами, размещенные на плотах в сентябре растения достигают нужных размеров в середине зимы. Очень хорошо растет ундария в районах, где вода отличается достаточно высокой соленостью и низкой температурой. Через 4-5 месяцев растения достигают длины 25-28 см.

При выращивании ундарии на бревнах с каждого бревна длиной 3 м и диаметром 10 см собирают до 126 кг водорослей. В среднем на одном таком бревне оказывается около 450 растений.

Используя плотовый метод культивирования ундарии, с каждого плота размерами 36,6×1,8 м получают до 1 т водорослей (или 112 кг сухой продукции).

В различных районах Мирового океана, как в северном, так и в южном полушариях, широко распространены бурые водоросли макроцистисы (p. Macrocystis), добываемые в ряде государств для производства альгиновой кислоты. Ввиду опасности подрыва естественных ресурсов водорослей, ученые исследуют возможность выращивания макроцистиса на плантациях под контролем человека.

Для искусственного разведения весьма привлекателен вид Macrocystis pyrifera, встречающийся вдоль тихоокеанских берегов Южной и Северной Америки. Эта водоросль достигает длины до 100 м и массы 300 кг. Весьма ценным качеством макроцистиса является его способность быстро восстанавливаться на промысловых участках. При правильной организации добычи на одной плантации можно собирать до трех урожаев в год.

Успешные опыты по выращиванию макроцистиса уже осуществлены в США, Франции и некоторых других государствах.

Размножение макроцистиса начинается с образования на половозрелых растениях спорангиев. Из них при благоприятных условиях высыпаются споры, которые, оседая на субстрат, прорастают в растения. На этих растениях образуются сперматоцисты и ооцисты. Из первых появляются спермин, а из вторых женские половые клетки. В период размножения клетки, плавая в воде, сливаются, образуя зиготу. Из каждой зиготы в дальнейшем вырастает новое растение.

Французские ученые для искусственного культивирования использовали водоросли, доставленные из района г. Вальпараисо (Чили). Завезенные зрелые спорофиты вначале помещали в бассейны, где и происходило высыпание спор. Полученные споры проращивали в воде, обогащенной биогенными элементами и витаминами, затем их переносили в естественные условия, в морскую среду, где за ними вели строгий контроль. Водоросли, имевшие в феврале длину 5 см, к июню достигли 1,5 м. Еще через год их длина увеличилась до 10 и более метров. Чтобы предупредить обсеменение прибрежных участков, растения в период появления спорофитов были удалены с естественного субстрата: ведь пока еще трудно предсказать, к каким последствиям для местной флоры и фауны может привести широкое распространение макроцистиса. Однако эксперименты показали возможность успешного культивирования макроцистиса в водах Франции.