Способ промышленного получения рассады ундарии (Undaria pinnatifida) в заводских условиях Российский патент 2023 года по МПК A01G33/00 

Изобретение относится к марикультуре, а именно к выращиванию зооспор, гаметофитов и ранней рассады бурой водоросли ундарии в заводских условиях.

Известны особенности развития ундарии в природных условиях в Северном море у берегов Германии, при котором все стадии ее жизненного цикла проходят на природных субстратах в море или на стенках причалов и судов («Genetic analysis of a recently established Undaria pinnatifida (Laminariales: Alariaceae) population in the northern Wadden Sea reveals close proximity between drifting thalli and the attached population», Tifeng Shanaet. al., European Journal of Phycology, published 01 Mar 2019).

Недостатками этого способа являются длительность периода прохождения стадий зооспор, гаметофитов и ранней рассады с октября по март (5 месяцев) из-за резких перепадов температуры воды в море, недостатка питательных элементов и короткого светового дня, а также малочисленность поселений этой водоросли.

Известен способ получения высокоурожайных сортов ундарии путем скрещивания гаметофитов («Breeding of an elite cultivar Haibao No. 1 of Undaria pinnatifida (Phaeophyceae) through gametophyte clone crossing and consecutive selection», Ti Feng Shanet. al., J Appl Phycol (2016) 28:2419-2426, published 6 November 2015). Однако режимы культивирования зооспор, гаметофитов и получение рассады не приводятся.

Известен способ проведения морфологического и генетического анализа современных сортов Undaria pinnatifida в северном Китае («Morphological and genetic analyses of the current major cultivars of Undaria pinnatifida at Lvshun, Dalian, the principal farming region in North China», Xiaodong Liet. al., Journal of Applied Phycology, published 22 May 2021).

Режимы получения рассады в заводских условиях в этом источнике также не описаны.

В отечественной литературе не имеются сведения о выращивания зооспор, гаметофитов и ранней рассады ундарии в заводских условиях, поскольку ее культивирование в России не проводится.

Известен способ культивирования ламинарии японской в двухгодичном цикле в условиях Дальнего Востока, при котором стимулирование маточных слоевищ для массового выхода зооспор и последующего оспоривания субстратов занимает около 10 часов (а. с. №1353362, МПК A01G 33/02, опубл. 23.11.1987, Бюл. №43).

Недостатком этого метода является длительное время стимулирования маточных слоевищ, которое нельзя использовать для ундарии из-за ее более тонких талломов (пластин) и возможности гибели зооспор.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению и достигаемому результату является способ форсированного получения рассады ламинарии (Saccharina) японской, при котором зооспоры, гаметофиты и ранняя рассада выращиваются в заводских условиях (патент №2767197, МПК A01G 33/00, опубл. 16.03.2022, Бюл.№8).

Недостатками этого способа являются:

- проведение выращивания микроскопических стадий в период с сентября по октябрь, когда зооспор ундарии уже нет в природе;

- оспоривание субстратов зооспорами ламинарии проводят в более позднее время - в сентябре, в то время как ундария образует зооспоры в июне - июле, а в сентябре спороносная ткань этой водоросли уже разрушена, как и сами растения;

- применение концентрированного раствора питательных веществ для ускоренного выращивания в течение всего периода культивирования неприемлемо для ундарии, т.к. использование этого раствора в таком режиме приведет к тому, что жизнестойкая рассада будет получена уже в начале августа, но выносить ее в море в это время года нельзя из-за наличия летальных для ундарии значений воды 24-25°С.

Задачей заявленного изобретения является создание оптимального режима культивирования микроскопических стадий жизненного цикла ундарии (Undaria pinnatifida) в заводских условиях и получение жизнестойкой рассады к периоду наступления благоприятных значений температуры воды в море для ее дальнейшего роста.

Поставленная задача решается тем, что в способе промышленного получения рассады ундарии (Undaria pinnatifida) в заводских условиях, согласно изобретению, во второй декаде июля отбирают маточные слоевища ундарии со зрелой спороносной тканью, подсушивают их в течение не более 2 часов, зооспорами этих слоевищ оспоривают веревочный субстрат, намотанный на металлические рамки, который помещают в выростные бассейны завода. Культивирование рассады осуществляют в течение 65-70 дней, при этом ежедневно постепенно снижают температуру воды в бассейне от 17°С в первый день до 14-15°С к 10-му дню и сохраняют на этом уровне до окончания выращивания, освещенность поддерживают на уровне 2000 лк в первые 40 дней, затем увеличивают на 500-600 лк каждые 3-4 дня, доведя к 65-70-му дню до 17000 лк, фотопериод в течение 40 дней выдерживают с 8.00 ч утра до 20.00 ч вечера, в последующие 30 дней - с 7.00 ч утра до 21.00 ч. Начиная с 11-го по 40-й день через каждые 5 дней, вносят в бассейн низкопитательный раствор, с 41-го дня и до конца выращивания заменяют на питательный раствор высокой концентрации. К началу октября получают жизнестойкую рассаду, которую пересаживают в море на плантации при оптимальной температуре в 14-15°С.

В первые 40 дней культивирования создаются условия, тормозящие развитие зооспор и гаметофитов, но сохраняющие их в живом виде, т.е. их консервацию, а в последующие 30 дней условия направлены на активацию роста зооспор и развития ранней рассады.

Подсушивание маточных слоевищ в течение не более 2 часов позволяет стимулировать массовый выход зооспор.

Для замедления развития зооспор и гаметофитов питательный раствор в первые 10 дней культивирования не используют. Только начиная с 11-го дня выращивания ундарии, в бассейн добавляют низкопитательный раствор, который готовят в трех различных емкостях следующим образом:

Раствор А

Дистиллированная вода 0,5 л NH₂CONH₄ (мочевина) 3,85 г KI 0,02 г Na₂HPO₄ 0,95 г

Раствор В

Дистилированная вода 0,25 л Аммоний - железо сернокислый 0,0875 г Трилон В 0,165 г

Раствор С

Дистилированная вода 0,25 л Трилон В 0,5 г FeCl₃ * 6H₂O 0,036 г Н₃ВО₃ (кристаллическая) 0,143 г MnCl₂ * 4H₂O 0,009 г ZnCl₂ 0,00065 г CoCl₂*6H₂O 0,0015 г

С 41-го дня культивирования и до окончания выращивания рассады вносят высокопитательный раствор, который готовят в трех различных емкостях следующим образом:

Раствор А

Дистиллированная вода 0,5 л NH₂CONH₄ (мочевина) 7,7 г KI 0,04 г Na₂HPO₄ 1,9 г

Раствор В

Дистилированная вода 0,25 л Аммоний - железо сернокислый 0,175 г Трилон В 0,330 г

Раствор С

Дистилированная вода 0,25 л Трилон В 0,5 г FeCl₃ * 6H₂O 0,072 г Н₃ВО₃(кристаллическая) 0,286 г MnCl₂*4H₂O 0,018 г ZnCl₂ 0,0013 г CoCl₂ * 6H₂O 0,003 г

Перед внесение в выростные бассейны растворы смешиваются, отстаиваются в течение 30 минут и затем медленно добавляются в бассейны в течение 1 часа из расчета для низкопитательного раствора - 1 часть раствора на 100 частей воды, для высокопитательного раствора - 1 часть раствора на 50 частей воды.

Технический результат позволяет в заводских условиях перестроить жизненный цикл ундарии таким образом, чтобы создать оптимальные условия для развития зооспор, гаметофитов и получить жизнестойкую рассаду размером 1-1,5 мм к моменту пересадки ее в море при снижении температуры воды после летнего прогрева до благоприятных значений для дальнейшего роста ранней рассады ундарии в 14-15°С.

Способ осуществляется следующим образом:

Маточные слоевища ундарии со зрелой спороносной тканью отбирают во второй декаде июля. Проводят мероприятия по стимулированию одновременного выхода зооспор в виде подсушки маточных слоевищ в течение не более 2 часов во избежание их пересыхания и гибели зооспор. Полученными зооспорами этих слоевищ оспоривают веревочный субстрат, намотанный на металлические рамки, после чего оспоренные рамки помещают в выростные бассейны завода. В бассейнах ежедневно снижают температуру воды от 17°С в первый день до 14-15°С к 10-му дню и сохраняют на этом уровне до окончания выращивания. Освещенность поддерживают на уровне 2000 лк в первые 40 дней, затем увеличивают на 500-600 лк каждые 3-4 дня, доведя к 65-70-му дню до 17000 лк. Фотопериод в течение 40 дней выдерживают с 8.00 ч утра до 20.00 ч вечера, в последующие 30 дней - с 7.00 ч утра до 21.00 ч. Ежедневно проводят удаление воды на 1/3 от всего объема воды в бассейне и заменяют ее на свежую термостатированную в том же количестве. Начиная с 11 -го дня культивирования до 40-го дня, через каждые 5 дней вносят низкопитательный раствор, а с 41-го дня и до окончания выращивания рассады применяют высокопитательный раствор. Начиная с 15-го дня культивирования, применяют слабую аэрацию и к 41-му дню увеличивают до интенсивной, сохраняя на таком уровне до окончания выращивания рассады.

При таком режиме культивирования гаметофиты появляются на 20 день, семиклеточные однорядные спорофиты - на 30 день, двурядные многоклеточные спорофиты - на 40 день, ранние спорофиты длиною до 800 мкм - на 50 день, на 65-70-ый день рассада достигает длины 1-1,5 мм, что характеризует ее как жизнестойкую и готовую к пересадке в море. Рассаду высаживают на морскую плантацию, где к этому времени температура воды снизилась до 14-15°С.

Изобретение подтверждается следующими примерами:

Пример 1. Оспоривание рамок - субстратов зооспорами ундарии было проведено 20 июля 2020 г. в бассейнах завода Центра Марикультуры на о. Попова Тихоокеанского филиала ВНИРО (ТИНРО), после чего оспоренные рамки перенесли в выростные бассейны, где культивирование зооспор, гаметофитов и ранней рассады проводили при постепенном снижении температуры воды с 17°С в первый день до 14°С к 10-му дню и сохраняли на этом уровне до окончания выращивания. Освещенность в первые 40 дней поддерживали на уровне 2000 лк, с 41-го дня увеличивали на 500-600 лк каждые 3-4 дня, к концу выращивания на 70-ый день ее значение составило 17000 лк. Фотопериод в течение 40 дней выдерживали с 8.00 ч до 20.00 ч, в последующие 30 дней - с 7.00 ч до 21.00 ч. Слабую аэрация включили с 15-го дня культивирования и к 41-му дню увеличили до интенсивной, сохраняя на таком уровне до окончания выращивания.

Ежедневно проводили удаление воды на 1/3 от всего объема воды в бассейне и заменяли ее на свежую термостатированную в том же количестве. Начиная с 11-го дня культивирования до 40-го дня, через каждые 5 дней вносили низкопитательный раствор, содержащий на 1 л дистиллированной воды 3,85 г мочевины, 0,02 г йодистого калия, 0,95 г фосфорно-кислого натрия, 0,0875 г аммония железо-сернокислого, 0,665 гтрилона Б, 0,036 треххлористого железа, 0,143 г кристаллической борной кислоты, 0,009 г хлорида марганца, 0,00065 г хлористого цинка, 0,0015 г хлористого кобальта, из расчета 1 ч раствора на 100 ч воды. С 41-го дня культивирования и до окончания выращивания рассады вносили высокопитательный раствор, содержащий на 1 л дистиллированной воды 7,7 г мочевины, 0,04 г йодистого калия, 1,9 г фосфорно-кислого натрия, 0,175 г аммония железо-сернокислого, 0,83 г трилона Б, 0,072 г треххлористого железа, 0,286 г кристаллической борной кислоты, 0,018 г хлорида марганца, 0,0013 г хлористого цинка, 0,003 г хлористого кобальта, из расчета 1 ч раствора на 50 ч воды. Гаметофиты появились на 20 день, семиклеточные однорядные спорофиты - на 30 день, двурядные многоклеточные спорофиты - на 40 день, ранние спорофиты длиною до 800 мкм - на 50 день, на 70 день рассада достигла длины до 1,5 мм. С 1 по 5 октября рассада ундарии с рамок была высажена на морские плантации при температуре 15°С в бухту Рифовая площадью 1 га и пролив Старка Приморского края площадью 0,5 га, где она уже к концу октября имела длину до 60-80 см, в то время как в природных условиях только происходит развитие микроскопических стадий этой водоросли.

Пример 2. Оспоривание рамок - субстратов зооспорами ундарии было проведено 25 июля 2021 г. в бассейнах завода Центра Марикультуры на о. Попова Тихоокеанского филиала ВНИРО (ТИНРО), после чего оспоренные зооспорами рамки перенесли в выростные бассейны, где условия выращивания были как в примере 1. На 65 день выращивания к 1-му октября рассада имела среднюю длину около 1,2 мм, после чего ее перенесли в море на плантации в разных районах Приморского края общей площадью 10 га, где уже к концу октября она имела длину до 50-60 см.

Изобретение относится к марикультуре, а именно к выращиванию зооспор, гаметофитов и ранней рассады бурой водоросли ундарии в заводских условиях. Способ культивирования рассады ундарии (Undaria pinnatifida) осуществляют в течение 65-70 дней. Маточные слоевища ундарии со зрелой спороносной тканью отбирают во второй декаде июля, подсушивают их в течение не более 2 ч, зооспорами этих слоевищ оспоривают веревочный субстрат, намотанный на металлические рамки, который помещают в выростные бассейны завода, где ежедневно постепенно снижают температуру воды с 17°С в первый день до 14-15°С к 10-му дню и сохраняют на этом уровне до окончания выращивания. Освещенность поддерживают на уровне 2000 лк в первые 40 дней, затем увеличивают на 500-600 лк каждые 3-4 дня, доведя к 70-му дню до 17000 лк. Фотопериод в течение 40 дней выдерживают с 8.00 ч до 20.00 ч, в последующие 30 дней с 7.00 ч до 21.00 ч. Начиная с 11-го по 40-й день через каждые 5 дней, вносят в бассейн низкопитательный раствор из расчета 1 ч. раствора на 100 ч. воды, с 41-го дня и до конца выращивания добавляют высокопитательный раствор из расчета 1 ч. раствора на 50 ч. воды. К началу октября раннюю рассаду пересаживают в море на плантации при температуре 14-15°С. Техническим результатом является создание оптимального режима культивирования микроскопических стадий жизненного цикла ундарии (Undaria pinnatifida) в заводских условиях и получение жизнестойкой рассады к периоду наступления благоприятных значений температуры воды в море для ее дальнейшего роста. 2 пр.

Способ промышленного получения рассады ундарии (Undaria pinnatifida) в заводских условиях, характеризующийся тем, что культивирование рассады осуществляют в течение 65-70 дней, при этом маточные слоевища ундарии со зрелой спороносной тканью отбирают во второй декаде июля, подсушивают их в течение не более 2 ч, зооспорами этих слоевищ оспоривают веревочный субстрат, намотанный на металлические рамки, который помещают в выростные бассейны завода, где ежедневно постепенно снижают температуру воды с 17°С в первый день до 14-15°С к 10-му дню и сохраняют на этом уровне до окончания выращивания, освещенность поддерживают на уровне 2000 лк в первые 40 дней, затем увеличивают на 500-600 лк каждые 3-4 дня, доведя к 70-му дню до 17000 лк, фотопериод в течение 40 дней выдерживают с 8.00 ч до 20.00 ч, в последующие 30 дней с 7.00 ч до 21.00 ч, начиная с 11-го по 40-й день через каждые 5 дней, вносят в бассейн низкопитательный раствор из расчета 1 ч. раствора на 100 ч. воды, с 41-го дня и до конца выращивания добавляют высокопитательный раствор из расчета 1 ч. раствора на 50 ч. воды, к началу октября раннюю рассаду пересаживают в море на плантации при температуре 14-15°С.