stringtranslate.com

Удобрение из морских водорослей

Удобрение из морских водорослей (или удобрение ) — это органическое удобрение , изготовленное из морских водорослей , которое используется в сельском хозяйстве для повышения плодородия почвы и роста растений. Использование удобрений из морских водорослей восходит к древности и имеет широкий спектр преимуществ для почвы. Удобрения из морских водорослей можно применять в различных формах, включая очищенные жидкие экстракты и сушеные измельченные органические материалы. [1] [2] Благодаря составу различных биоактивных молекул морские водоросли действуют как сильный кондиционер почвы , биоремедиатор и средство биологической борьбы с вредителями , при этом каждый тип морских водорослей оказывает различную пользу для здоровья почвы и сельскохозяйственных культур. [1] Эти преимущества могут включать повышение толерантности к абиотическим стрессорам, улучшение текстуры почвы и удержания воды, а также снижение заболеваемости. [1] [3]

В более широком социально-экологическом масштабе аквакультура морских водорослей и разработка удобрений играют важную роль в биогеохимическом круговороте питательных веществ посредством накопления углерода и поглощения азота и фосфора. [4] [5] Внесение удобрений из морских водорослей в почву также может изменить структуру и функцию микробных сообществ. Аквакультура морских водорослей обладает потенциалом предоставления экосистемных услуг , обеспечивая источник питания для человеческих сообществ и механизм улучшения качества воды в природных системах и аквакультурных операциях. [6] [7] [8] Растущая популярность методов органического земледелия привлекает повышенное внимание к различным применениям удобрений и почвенных добавок, полученных из морских водорослей. Хотя индустрия удобрений из морских водорослей все еще находится в зачаточном состоянии, она обладает значительным потенциалом для устойчивого экономического развития, а также сокращения стока питательных веществ в прибрежных системах. [9] Однако существуют постоянные проблемы, связанные с использованием и производством удобрений из морских водорослей, включая распространение болезней и инвазивных видов , риск накопления тяжелых металлов , а также эффективность и совершенствование методов производства. [10] [11] [12]

Номенклатура и таксономия

«Морские водоросли» — одно из распространенных названий многоклеточных макроводорослей, таких как зеленые водоросли ( Chlorophyta ), бурые водоросли ( Phaeophyceae ) и красные водоросли ( Rhodophyta ). [6] Термин «морские водоросли» иногда используется для обозначения микроводорослей и водорослей. Морские водоросли, как правило, представляют собой донные организмы, которые имеют структуру, называемую опорой, которая удерживает их на морском дне; у них также есть ножка, иначе известная как стебель, и листья в форме лезвия. [6] [13] Морские водоросли саргассум являются одним исключением из этой анатомии и функции, поскольку они не прикрепляются к донной среде. [14] Цвет морских водорослей обычно соответствует глубине/свету, при этом зеленые водоросли, коричневые водоросли и красные водоросли соответствуют мелководным, умеренным, и более глубоких водах соответственно; красные водоросли иногда встречаются на глубине до 30 метров. [6] Самые маленькие водоросли вырастают всего на несколько миллиметров в высоту, тогда как самые крупные водоросли могут достигать высоты до 50 метров. [ 6] По оценкам, существует 1800 зеленых, 1800 коричневых и 6200 красных видов морских водорослей. Бурые морские водоросли обычно известны как ламинария, но также известны под другими распространенными названиями, такими как водоросли и ракушки. [15] [6] Красные водоросли представляют собой наиболее разнообразную группу морских водорослей и, наряду с зелеными водорослями, наиболее тесно связаны с наземными растениями, тогда как бурые водоросли являются наиболее отдаленными родственниками наземных растений. [6] Морские водоросли широко распространены на мелководье в естественной среде и выращиваются как в океане, так и в наземных аквакультурных предприятиях. [7] Большинство бурых морских водорослей, встречающихся в дикой природе, относятся к родам Laminaria , Undaria , Hizikia , тогда как большинство бурых водорослей, выращиваемых для таких целей, как удобрения и индикация тяжелых металлов, относятся к видам Ascophyllum , Ecklonia , Fucus , Sargassum . . [7] [8] Зеленые морские водоросли, которые используются в качестве биоиндикаторов, например, для индикации тяжелых металлов, относятся к родам Ulva и Enteromorpha . [11] Красные водоросли рода Poryphora обычно используются в пищу человеку. [7]

История

Первое письменное упоминание об использовании морских водорослей в сельском хозяйстве относится к древнегреческой и римской цивилизациям во II веке, когда собранные на пляже отбросы использовались для кормления скота и обертывания корней растений для консервации. [16] [5] [17] Однако анализ стабильных изотопов зубов доисторических овец на Оркнейских островах показывает, что ранние люди использовали морские водоросли в качестве корма для скота более 5000 лет назад, и исследователи предполагают, что добываемые морские водоросли также использовались в качестве удобрения, потому что зольные остатки водоросли были обнаружены в археологических памятниках. [18] [19] Такие методы ведения сельского хозяйства могли быть ключом к выживанию первых поселений в Шотландии. Исторические записи и археологические свидетельства использования удобрений из морских водорослей в прибрежной Атлантике обширны и разбросаны, от Скандинавии до Португалии , от периода неолита до 20-го века. [16] [20] [18] [5] [21] Большая часть подробностей об использовании удобрений из морских водорослей получена с Британских островов , Нормандских островов , Нормандии и Бретани (Франция), где на протяжении веков использовались различные методы внесения, и некоторые продолжаются и по сей день. Ирландия имеет долгую историю (12 век) сбора морских водорослей для удобрения бедных питательными веществами послеледниковых почв с использованием компостированного навоза в качестве обогащения, а возросшая продуктивность сельского хозяйства позволила ирландскому населению существенно вырасти. [16] На Нормандских островах (12 век) использовалась высушенная смесь красных и коричневых морских водорослей, называемая «Врайк» или « развалины », для разбрасывания ее по картофельным полям в зимние месяцы для обогащения перед посадкой урожая весной. [16] Точно так же жители прибрежных районов Нормандии и Бретани собирали «отбросы» с помощью деревянных граблей со времен неолита, хотя изначально в состав удобрений входил весь морской мусор , выброшенный на берег. В Шотландии 17–19 веков Fucus spp . выращивались путем размещения каменистого субстрата в приливных зонах, чтобы стимулировать заселение водорослями. [16] Биомасса морских водорослей затем использовалась в компостированных траншеях, где сельскохозяйственные культуры (картофель, овес, пшеница, лук) выращивались непосредственно в песчаной смеси удобрений. Этот метод « ленивой грядки » обеспечивал минимальный севооборот и позволял возделывать суровые ландшафты и кислые почвы, где рост растений в противном случае был непригоден. [18] [21]Высокая ценность морских водорослей в этих регионах вызвала политические споры по поводу прав на их вылов, а в Ирландии такие права были установлены раньше самой страны. [16] Эти ранние применения удобрений из морских водорослей были ограничены береговыми линиями, где макроводоросли можно было собрать в приливной зоне или собрать после того, как шторм вымыл их на берег. Однако высушенные смеси отходов или озоленный фукусовый поташ можно транспортировать дальше вглубь страны, поскольку они весят меньше, чем влажные морские водоросли.

Удобрения из морских водорослей распространились вглубь страны, когда в 18 и 19 веках в Шотландии, Норвегии и Бретани развивалась промышленность по производству ламинарии . [22] [18] Промышленность развивалась из-за спроса на зольную соду или поташ, который использовался для производства стекла и мыла, и привела к нехватке сельскохозяйственных продуктов в традиционных прибрежных общинах. Поташ представляет собой водорастворимый богатый калием концентрат, полученный из растительного сырья, поэтому его также экспортировали в качестве удобрения. [18] Прибрежные сообщества, занимающиеся производством морских водорослей, расширялись и изо всех сил пытались удовлетворить спрос. [21] Ранний коммерческий экспорт водорослей в Шотландии опустошил традиционное сельское хозяйство в регионе, поскольку в период вегетации морских водорослей для сбора и переработки водорослей требовался интенсивный труд, что привело к переходу рабочей силы от сельского хозяйства к переработке водорослей. Кроме того, эксплуатация ресурсов водорослей для производства поташа оставила мало водорослей для местных удобрений, и прибрежные земли стали более желательными, чем внутренние районы. [18] [21] Шотландская промышленность морских водорослей пережила несколько циклов бума и спада, в ней было занято 10 000 семей и производилось 3 000 тонн золы в год во время своего пика. [23] [ собственный источник? ] [24] [21] [18] Экспортная цена на золу водорослей упала в 1822 году, что привело к внезапной эмиграции из этого района, поскольку урожай уже не был достаточно прибыльным для поддержки такой крупной промышленности. Эксплуатация водорослей и переработка токсичной золы нанесли экологический и экономический ущерб Оркнейским островам и привели к тому, что многие люди заболели и ослепли. [21] [23] Промышленность по производству ламинарии снова начала производство йода в 1845 году и производство альгината (загустителя) в начале 1900-х годов, что активизировало сбор ламинарии. [21]

Мировое производство удобрений из морских водорослей в значительной степени прекратилось, когда в 1920-х годах были разработаны химические удобрения , из-за более низкой себестоимости производства. [25] [21] [26] Химические удобрения произвели революцию в сельском хозяйстве и позволили человеческому населению вырасти далеко за пределы традиционных методов производства продуктов питания. [27] [28] Синтетические удобрения по-прежнему являются преобладающим глобальным источником коммерческого сельскохозяйственного применения из-за низкой себестоимости производства и широкого доступа. Тем не менее, мелкие органические фермеры и прибрежные общины продолжали использовать традиционные методы выращивания морских водорослей в регионах с богатой историей морских водорослей. [21] [16] Первое промышленное жидкое удобрение из водорослей, Maxicrop , было создано Реджинальдом Милтоном в 1947 году. [26] Создание жидких удобрений позволило более широко применять удобрения, полученные из морских водорослей, во внутренних регионах и вызвало рост агрономии. интерес к морским водорослям для различных сельскохозяйственных применений, включая опрыскивание листьев, биостимуляторы и кондиционирование почвы. [26] Интересно, что исторический подъем аквакультуры морских водорослей не совпал с производством удобрений, потому что европейские страны, производящие удобрения из морских водорослей, не развили значительную индустрию аквакультуры; В выращивании морских водорослей в настоящее время также доминируют Китай и Индонезия, где эта культура выращивается для пищевых целей и других прибыльных целей. [5]

Аквакультура

Спутниковый снимок аквакультуры морских водорослей у южного побережья Южной Кореи. Темные квадраты на изображении — это поля, заросшие морскими водорослями.

Развитие современной марикультуры /аквакультуры морских водорослей позволило с 1950-х годов расширить исследования удобрений из морских водорослей и усовершенствовать методы обработки. [26] Морские водоросли выращивались в азиатских странах для производства продуктов питания на протяжении веков, но аквакультура морских водорослей в настоящее время быстро растет во всем мире для специального использования в биотопливе , агаре , косметике, медицине и биопластиках . [29] [10] [30] Зарождающийся сектор сельскохозяйственных морских водорослей, включая корма для животных, почвенные добавки и агрохимикаты , составляет менее 1% от общей мировой стоимости аквакультуры морских водорослей. [26] Однако значительный интерес к сельскохозяйственному применению этой культуры резко возрос с 1950 года, поскольку научные исследования продемонстрировали специальное агрохимическое использование материалов из морских водорослей. [26] Растущая обеспокоенность по поводу истощения и деградации морских ресурсов в прошлом столетии в сочетании с угрозами изменения климата привела к увеличению глобального интереса к устойчивым решениям для голубого экономического развития океанов. [30] [29] [10] Аквакультура морских водорослей пропагандируется как решение для расширения развития новой промышленности и обеспечения продовольственной безопасности при одновременном восстановлении поврежденных экосистем. [10] [9] В отличие от наземных культур, выращивание морских водорослей не требует земли, кормов, удобрений, пестицидов и водных ресурсов. Различные морские водоросли также предлагают различные экосистемные услуги (обсуждаемые ниже), что способствует растущей популярности морских водорослей как биовосстановительной культуры. [31] [32] Удобрения играют важную роль в устойчивом развитии аквакультуры морских водорослей, поскольку выращивание морских водорослей может помочь уменьшить избыточную нагрузку питательными веществами, связанную со стоком химических удобрений с суши, а внесение органических удобрений из морских водорослей в почву замыкает питательный цикл между сушей и морем. [10] [32] [9] [31] Кроме того, удобрения из морских водорослей можно производить с использованием побочных продуктов других отраслей промышленности или сырья, непригодного для потребления человеком, например, гниющей или зараженной биомассы или биологических отходов методов обработки каррагинана. [32] [26] [33] Аквакультура морских водорослей также важна для поддержки устойчивого роста промышленности удобрений из морских водорослей, поскольку она ограничивает потенциал эксплуатации местных морских водорослей в коммерческих интересах. [5] [34]Однако зарождающаяся индустрия аквакультуры морских водорослей сталкивается с рядом проблем на пути устойчивого развития, о чем говорится ниже. [10] Воздействие сбора и производства морских водорослей на окружающую среду необходимо тщательно изучать, чтобы защитить прибрежные сообщества и сохранить социально-экономические выгоды от использования ресурсов морских водорослей в промышленности. [35]

Экосистемные услуги

Марикультура морских водорослей для целей, включая производство удобрений, потенциально может улучшить экологические условия в прибрежных средах обитания, особенно в отношении токсичного цветения водорослей, поскольку морские водоросли марикультуры поглощают избыточные питательные вещества, образующиеся в результате стока, тем самым подавляя рост токсичного цветения водорослей, которое наносит вред местным жителям. экосистемы. [8] Удобрения из морских водорослей также могут быть более биоразлагаемыми, менее токсичными и менее опасными, чем химические удобрения, в зависимости от типа удобрения из морских водорослей. [4] Морские водоросли используются в аквакультуре для поглощения рыбных отходов в качестве питательных веществ и улучшения параметров качества воды. [7] Люди используют морские водоросли в качестве пищи, в промышленных целях в качестве корма для животных и удобрений для растений, а также в экологических целях для улучшения условий окружающей среды. [7] [6] [8] Морские водоросли потреблялись людьми на протяжении веков, потому что они имеют превосходные питательные свойства, содержат минералы, микроэлементы , аминокислоты и витамины , [7] и содержат много клетчатки и мало калорий. [6] Красные водоросли имеют самое высокое содержание белка, а бурые водоросли имеют самое низкое содержание белка. [6] Из всех красных водорослей Porphyra является родом, наиболее часто используемым в пищу человеком. [7] Бурые водоросли настолько многочисленны, что их чаще всего используют в качестве промышленных кормов для животных и удобрений. [6] Кроме того, морские водоросли в настоящее время исследуются как потенциальный источник экологически чистого биотоплива, а также как потенциальный компонент очистки сточных вод, поскольку некоторые виды способны поглощать и удалять тяжелые металлы и другие токсичные вещества из водоемов, и также обычно служат индикаторами качества воды. [7] [8] [11]

Воздействие на экосистему

Любое воздействие на экосистему использования морских водорослей в качестве удобрений для растений и сельскохозяйственных культур в первую очередь связано с тем, как собираются морские водоросли. [36] Крупномасштабное, неустойчивое выращивание морских водорослей может привести к перемещению и изменению естественной среды обитания из-за присутствия сельскохозяйственной инфраструктуры в воде и повседневной антропогенной деятельности в этом районе. [36] Морские водоросли в настоящее время собирают из фермерских источников, диких источников и на пляжах. [37] [ собственный источник? ] Сбор диких морских водорослей, как правило, оказывает негативное воздействие на местные экосистемы, особенно если существующие популяции подвергаются чрезмерной эксплуатации и становятся неспособными предоставлять экосистемные услуги . [37] Существует также риск того, что крупные промышленные монокультуры морских водорослей будут созданы в естественной бентической среде, что приведет к конкурентному исключению местных морских водорослей и морских трав, населяющих глубины под фермами по выращиванию морских водорослей. [36] Кроме того, крупномасштабное выращивание морских водорослей в промышленных масштабах может изменить естественную донную среду, в которой они обитают, путем изменения параметров окружающей среды, таких как доступность света, движение воды, скорость седиментации и уровни питательных веществ, а также из-за общего, общего стресс, вызванный антропогенными факторами. [36]

Способы производства и применения

Состав различных минералов содержится в трех разных видах морских водорослей.

Бурые морские водоросли чаще всего используются для производства удобрений в настоящее время и исторически. [1] Удобрения из морских водорослей можно использовать в качестве сырой добавки к почве в качестве мульчи , компостировать для расщепления выносливого сырья или сушить и измельчать, чтобы сделать питательные вещества более биодоступными для корней растений. [1] [38] [ собственный источник? ] Внесение компоста — это метод, который может легко использовать любая небольшая органическая ферма, если у нее есть доступ к морским водорослям, [39] [ источник самостоятельной публикации? ], хотя экстракты более распространены для крупномасштабного коммерческого применения. [1] Коммерческие производственные процессы часто являются более техническими, чем традиционные методы с использованием сырой биомассы, и используют различные биохимические процессы для концентрации и извлечения наиболее полезных питательных веществ из морских водорослей.

Простое жидкое удобрение можно получить путем ферментации листьев морских водорослей в воде, хотя в промышленности этот процесс интенсифицируется и ускоряется за счет тепла и давления. [2] [26] Другие методы жидкостной экстракции включают мягкую экстракцию с низкотемпературным измельчением для суспендирования мелких частиц в воде, нагревание сырья щелочным натрием или калием для извлечения питательных веществ, а также добавление ферментов для содействия биохимическому разложению. . [1] [2] Извлечение биодоступных питательных веществ из сырых морских водорослей достигается путем разрушения устойчивых клеточных стенок с помощью физических методов, таких как ультразвуковая экстракция, кипячение или замораживание-оттаивание. Для разрушения клеток также используются методы биологической ферментации. [40] Методы физической экстракции зачастую быстрее, но дороже и приводят к снижению урожайности в ходе испытаний. [40] Поскольку экстракт морских водорослей обладает хелатирующими свойствами, которые поддерживают биодоступность микроэлементов ионов металлов для растений, в раствор часто добавляют дополнительные микроэлементы , чтобы увеличить пользу от удобрений для конкретных культур. [26] Методы органического удобрения имеют меньшие экологические последствия по сравнению с производством искусственных химических удобрений, поскольку для производства удобрений не используются агрессивные каустики или органические растворители , а сырье из морских водорослей является возобновляемым ресурсом, в отличие от месторождений полезных ископаемых и ископаемого топлива. необходимые для синтеза химических удобрений. [1] [32] [39] Крупномасштабное использование синтетических удобрений в сельском хозяйстве со временем истощает плодородие почвы и увеличивает жесткость воды, поэтому последние тенденции в развитии сельского хозяйства следуют органическому подходу для поддержания производства продуктов питания за счет улучшения управления почвой и биоудобрений. техники. [41] Экстракты морских водорослей представляют собой биоудобрения, которые также можно использовать в качестве биостимуляторов, применяемых для повышения эффективности питательных веществ и устойчивости к абиотическому стрессу. [2] Разрабатываются новые технологии экстракции для повышения эффективности и выделения конкретных соединений для специализированного применения биостимуляторов из морских водорослей, хотя конкретные методы экстракции часто являются коммерческой тайной. [2] Кроме того, многие процессы экстракции жидких удобрений могут дополнять другие промышленные применения морских водорослей, такие как производство каррагинана , что увеличивает экономическую выгоду от того же урожая морских водорослей. [2] [33]

Цикл питательных веществ

Чтобы поддержать растущую индустрию аквакультуры морских водорослей, во многих исследованиях оценивалась динамика цикла питательных веществ различных видов морских водорослей, а также изучались возможности совместного производства, включая биоремедиацию и секвестрацию углерода. [5] [42] [43] [44] Морские водоросли могут образовывать высокопродуктивные сообщества в прибрежных регионах, доминируя в круговороте питательных веществ в этих экосистемах. [45] Будучи первичными продуцентами, морские водоросли включают неорганический углерод, свет и питательные вещества (такие как азот и фосфор) в биомассу посредством фотосинтеза. [4] Сбор морских водорослей из морской среды приводит к чистому удалению этих элементов из этих экосистем в дополнение к удалению тяжелых металлов и загрязняющих веществ. [44]

Для фотосинтеза водоросли используют как неорганический азот в формах нитрата (NO 3 - ) и аммония (NH 4 + ), так и органический азот в форме мочевины . [46] Первичное производство с использованием нитратов обычно считается новым производством , поскольку нитраты поставляются извне через апвеллинг и речной сток и часто преобразуются из форм азота, которые высвобождаются в результате биологического дыхания. Однако первичное производство с использованием аммония обозначается как вторичное производство, поскольку аммоний поступает внутрь за счет регенерации гетеротрофов в экосистемах. [46] Например, аммоний, выделяемый рыбами и беспозвоночными в тех же прибрежных экосистемах, что и морские водоросли, может поддерживать производство морских водорослей, обеспечивая источник азота. [47] Фосфор поставляется неорганически в виде фосфата (PO 4 3- ) и обычно имеет те же сезонные закономерности, что и нитраты. [46] Кроме того, морским водорослям необходим неорганический углерод, обычно поступающий из окружающей среды в форме диоксида углерода (CO 2 ) или бикарбоната (HCO 3 - ). [48]

Подобно другим морским фотосинтезирующим организмам, таким как фитопланктон , морские водоросли также испытывают ограничения в питательных веществах, влияющие на их способность расти. [4] [46] [49] Азот является наиболее часто встречающимся лимитирующим питательным веществом для фотосинтеза морских водорослей, хотя фосфор также оказался лимитирующим питательным веществом. [46] Соотношение неорганического углерода, азота и фосфора также важно для обеспечения сбалансированного роста. [49] Обычно соотношение N:P для морских водорослей составляет 30:1, однако это соотношение может значительно различаться между видами и требует экспериментального тестирования для определения конкретного соотношения для данного вида. [46] [47] Изучение взаимосвязи между круговоротом питательных веществ и ростом морских водорослей жизненно важно для оптимизации аквакультуры морских водорослей и понимания функций и преимуществ применения морских водорослей, включая их использование в качестве удобрения, биоремедиатора и в синей экономике. [46] [50]

Прибрежная эвтрофикация

Рост населения и интенсификация промышленности и сельского хозяйства привели к увеличению объема сточных вод, сбрасываемых в прибрежные морские экосистемы. [51] [52] Эти воды обычно содержат высокие концентрации азота и фосфора, а также относительно высокие концентрации тяжелых металлов, что приводит к эвтрофикации многих прибрежных экосистем. [42] [43] [52] Эвтрофикация возникает в результате чрезмерной нагрузки питательными веществами в этих экосистемах в результате загрязнения вод, попадающих в океаны от промышленности, кормов для животных и синтетических удобрений, и, таким образом, приводит к чрезмерному удобрению этих систем. [42] [43] [44] Эвтрофикация приводит к высокой продуктивности прибрежных систем, что может привести к прибрежной гипоксии и закислению океана , двум основным проблемам прибрежных экосистем. [53] [54] Заметной услугой выращивания морских водорослей является их способность действовать как биоремедиатор путем поглощения и удаления излишних питательных веществ в прибрежных экосистемах с их применением в землепользовании. [42] Бурые водоросли, отчасти из-за своего большого размера, известны своей высокой продуктивностью и соответствующим высоким потреблением питательных веществ в прибрежных экосистемах. [44] [45] [55] Кроме того, исследования были сосредоточены на том, как можно оптимизировать рост бурых водорослей, чтобы увеличить производство биомассы и, следовательно, увеличить количество питательных веществ, удаляемых из этих экосистем. [55] Исследования также выявили способность бурых водорослей связывать большие объемы углерода ( синий углерод ). [5] [45] [55]

Биоремедиация в эвтрофных экосистемах

Морские водоросли привлекли значительное внимание из-за их способности смягчать эвтрофикацию прибрежных экосистем за счет поглощения питательных веществ во время первичного производства в интегрированной мультитрофической аквакультуре (IMTA). [5] [42] [4] Биоремедиация предполагает использование биологических организмов для снижения концентрации азота, фосфора и тяжелых металлов в морских экосистемах. [44] [51] Потенциал биоремедиации морских водорослей частично зависит от скорости их роста, которая контролируется многочисленными факторами, включая движение воды, свет, высыхание , температуру, соленость, стадию жизни и возрастной класс. [45] [4] [42] [56] Также было высказано предположение, что в эвтрофных экосистемах фосфор может ограничивать рост морских водорослей из-за высокого соотношения N:P в сточных водах, попадающих в эти экосистемы. [57] Практики биоремедиации широко используются благодаря их экономически эффективной способности уменьшать избыток питательных веществ в прибрежных экосистемах, что приводит к уменьшению вредного цветения водорослей и насыщению кислородом водной толщи. [43] [52] Морские водоросли также изучались на предмет их потенциального использования в биосорбции и накоплении тяжелых металлов в загрязненных водах, хотя накопление тяжелых металлов может повлиять на рост водорослей. [44] [52]

Синий углерод

Методы «голубого углерода» предполагают использование морских экосистем для хранения и захоронения углерода. Аквакультура морских водорослей обладает потенциалом выступать в качестве поглотителя CO 2 за счет поглощения углерода в ходе фотосинтеза, преобразования неорганического углерода в биомассу и, в конечном итоге, фиксации углерода, который впоследствии может быть экспортирован и захоронен. [5] [31] [50] Дуарте и др. (2017) обрисовали потенциальную стратегию инициативы по выращиванию морских водорослей «голубой углерод». [31] Однако вклад морских водорослей в образование синего углерода вызвал споры по поводу способности морских водорослей выступать в качестве чистого поглотителя атмосферного углерода. [31] [50] Краузе-Йенсен и др. (2018) обсуждают два основных критерия, по которым выращивание морских водорослей можно считать инициативой «голубого углерода»: оно должно быть обширным по размеру и скорости секвестрации, а также обладать способностью быть действенным для людей. , что степенью секвестрации можно управлять с помощью действий человека. [50] Выращивание морских водорослей, в том числе использование морских водорослей в качестве удобрений, может стать важным фактором в стратегиях смягчения последствий изменения климата посредством улавливания и хранения углерода. [31]

Положительное влияние удобрений из морских водорослей на сельскохозяйственные культуры.

Функции и преимущества удобрений из морских водорослей

Оплодотворение

Морские водоросли действуют как органическое биоудобрение. Поскольку морские водоросли богаты микро- и макроэлементами , гуминовыми кислотами и фитогормонами , они повышают плодородие почвы . [1] Кроме того, удобрения, полученные из морских водорослей, содержат полисахариды , белки и жирные кислоты , которые улучшают удержание влаги и питательных веществ в почве, способствуя улучшению роста сельскохозяйственных культур. [1] В морских водорослях содержится больше микроэлементов, чем в тех, которые производятся из побочных продуктов животного происхождения. [58]

Применение удобрений из морских водорослей также может привести к повышению устойчивости к абиотическим стрессорам, которые обычно подавляют рост сельскохозяйственных культур и урожайность, таким как низкая влажность, высокая соленость и низкие температуры. [3] Эти преимущества устойчивости к стрессу, по-видимому, обусловлены физиологическими изменениями, вызванными морскими водорослями в сельскохозяйственных культурах, включая улучшение хранения энергии, улучшение морфологии корней и больший метаболический потенциал, повышающий способность растения выживать в неблагоприятных условиях. [3] Экстракты Kappaphycus alvarezzi также привели к значительному снижению утечки электролитов , а также к увеличению выработки хлорофилла и каротиноидов и содержания воды. [3] Исследования также показали, что растения пшеницы, обработанные экстрактами морских водорослей, накапливают ключевые осмопротекторы, такие как пролин , другие аминокислоты и общий белок. [3]

Было показано, что внекорневое применение экстракта удобрения из морских водорослей улучшает усвоение азота, фосфора, калия и серы соевыми бобами, такими как G lycine max . [59] Исследования также показали, что экстракты бурых водорослей могут улучшить рост томатов, общую урожайность и устойчивость к стрессовым факторам окружающей среды. [60] Дополнительные документально подтвержденные преимущества использования морских водорослей в качестве удобрения включают снижение шока при пересадке , увеличение площади поверхности листьев и повышение содержания сахара. [61]

Кондиционирование почвы

В качестве кондиционера почвы удобрение из морских водорослей может улучшить физические свойства почвы, такие как аэрация и удержание воды. [1] Глинистые почвы с недостатком органических веществ и пористостью получают пользу от гуминовой кислоты и растворимых альгинатов , содержащихся в морских водорослях. [1] [62] Эти соединения связываются с металлическими радикалами, которые вызывают агрегирование частиц глины , тем самым улучшая текстуру, аэрацию и удерживание почвы, стимулируя дезагрегацию глины. [62] Разложение альгинатов также дополняет почву органическими веществами, повышая ее плодородие. [1]

В частности, известно, что бурые морские водоросли, такие как саргассум , обладают ценными свойствами кондиционирования почвы. Эти водоросли содержат растворимые альгинаты, а также альгиновую кислоту, которая катализирует бактериальное разложение органических веществ. [1] [62] Этот процесс улучшает качество почвы за счет увеличения популяций азотфиксирующих бактерий и добавления в почву дополнительных кондиционеров за счет отходов, производимых этими бактериями. [62]

Биоремедиация загрязненных почв

Морские водоросли действуют как биоремедиатор, поглощая вредные загрязняющие вещества. Функциональные группы на поверхности водорослей, такие как сложноэфирные , гидроксильные, карбониламино, сульфгидрильные и фосфатные группы, управляют биосорбцией ионов тяжелых металлов. [1] [63] [64] Морские водоросли, такие как Gracilaria corticata varcartecala и Grateloupia Lithophila, эффективно удаляют широкий спектр тяжелых металлов, включая хром (III) и (IV), ртуть (II), свинец (II) и кадмий ( II) из своего окружения. [64] Кроме того, Ulva spp. и виды Gelidium. Было показано, что они усиливают разложение ДДТ в загрязненных почвах и могут снижать его биодоступность. [65] Хотя существует значительный потенциал морских водорослей в качестве биовосстановителя загрязненных почв, необходимы дополнительные исследования для полной разработки механизмов этого процесса в контексте сельского хозяйства. Тяжелые металлы, накопленные в удобрениях из морских водорослей, в некоторых случаях могут попадать в сельскохозяйственные культуры, вызывая серьезные последствия для здоровья населения. [66]

Применение биоугля — еще одна стратегия, которая может исправить и улучшить неплодородные почвы. Морские водоросли можно превратить в биоуголь и использовать в качестве средства увеличения содержания органических веществ и питательных веществ в почве. [67] Различные виды морских водорослей, по-видимому, содержат уникальные питательные вещества и параметры; красные морские водоросли, например, создают биоуголь, богатый калием и серой и более кислый, чем биоуголь, полученный из коричневых морских водорослей. [67] Хотя это новая область исследований, текущие данные показывают, что целенаправленное разведение морских водорослей может привести к получению биоуглей, которые можно адаптировать к различным типам почв и культур. [67]

Комплексная борьба с вредителями

Добавление морских водорослей в почву может улучшить здоровье сельскохозяйственных культур и повысить устойчивость к болезням. [1] Морские водоросли содержат разнообразный набор биоактивных молекул, которые могут реагировать на болезни и вредителей, включая стероиды , терпены , ацетогенины и полимеры, полученные из аминокислот . [1] Применение экстрактов морских водорослей уменьшает присутствие вредных вредителей, включая нематод и насекомых. [61] [68] [12] Хотя применение морских водорослей, по-видимому, снижает вредные последствия заражения нематодами, сочетание применения морских водорослей и карбофурана , химического нематоцида , кажется наиболее эффективным. [68] Кроме того, некоторые виды морских водорослей, по-видимому, препятствуют раннему росту и развитию многочисленных вредных насекомых, в том числе Sargassum swartzii , Padina pavonica и Caulerpa denticulata . [12]

Реакция почвенных микроорганизмов на обработку удобрениями из морских водорослей

Изменения в бактериальных и грибковых сообществах в ответ на обработку удобрениями из морских водорослей были изучены лишь недавно. Состав и функциональность почвенного микробного сообщества во многом определяются здоровьем и абиотическими свойствами почвы. [69] [70] Многие подходы, основанные на секвенировании ДНК и омике , в сочетании с тепличными экспериментами, использовались для характеристики микробной реакции на обработку удобрениями из морских водорослей на самых разных культурах. [71] [72] [73] [74] [75] Глубокое секвенирование ампликона 16S рибосомальной РНК (рРНК) бактерий, обнаруженных в почвах томатных участков, обработанных удобрением из ферментированных морских водорослей Sargassum Horneri , показало большой сдвиг альфа индексы разнообразия и бета-разнообразия между необработанными почвами и почвами через 60 дней. [71] Этот сдвиг в составе сообщества коррелировал с увеличением урожайности томатов на обработанных почвах в 1,48-1,83 раза. [71] Хотя доминирующие бактериальные типы оставались схожими между группами лечения, были отмечены изменения в численности класса Bacilli и семейства Micrococcaceae . [71] Ферментные анализы также показали увеличение активности протеазы , полифенолоксидазы , дегидрогеназы , инвертазы и уреазы , [71] которое, как считалось, было вызвано изменениями микробного сообщества. [71] Каждый из перечисленных выше микробных и ферментативных результатов был отмечен для улучшения круговорота и качества питательных веществ в почвах, обработанных удобрениями. [71] Чтобы исследовать взаимодействие между ризобактериями , стимулирующими рост растений (PGPR), и экстрактом морских водорослей, Ngoroyemoto et al. обработали Amaranthus Hybridus препаратами Kelpak и PGPR и измерили влияние на рост растений. [72] Было обнаружено, что обработка растений Kelpak® и бактериями Pseudomonas fluorescens и Bacillus licheniformis снижает реакцию растений на стресс и увеличивает продуктивность. [72] Последнее упомянутое исследование показывает влияние на урожайность, когда внесение удобрений из морских водорослей в почву способствует росту PGPR.

Ван и др. обнаружили, что саженцы яблони , обработанные удобрениями из морских водорослей, заметно отличались по грибковому разнообразию и богатству видов по сравнению с контрольными группами, не подвергавшимися обработке. [73] Эти результаты были дополнены увеличением качества почвы и активности ферментов в обработанных группах почв, что подтверждает гипотезу о том, что удобрения способствуют росту полезных для растений видов грибов. С использованием секвенирования 16S рРНК и внутреннего транскрибируемого спейсера грибов (ITS) Renaut et al. исследовали влияние обработки экстрактом Ascophyllum nodosum на ризосферы растений перца и томата в теплицах. [74] Эта группа обнаружила, что видовой состав бактерий и грибов , а также структуры сообществ различаются в зависимости от лечения. [74] Увеличение распространенности определенных вариантов последовательностей ампликонов (ASV) также напрямую коррелировало с улучшением здоровья и роста растений. [74] Эти ASV включали грибы семейства Microascaceae , рода Mortierella spp. и несколько других некультурных ASV. [74] В этом же исследовании было выявлено, что большое разнообразие бактериальных ASV положительно коррелирует с ростом, включая Rhizobium , Sphingomonas , Sphingobium и Bradyrhizobium . [74]

Устойчивость к патогенам растений

Применение удобрений из морских водорослей также может повысить устойчивость растений к патогенам. В образцах теплиц Ali et al. протестировали обработку экстрактом Ascophyllum nodosum на томатах и ​​сладком перце и обнаружили, что он одновременно улучшает здоровье растений и снижает заболеваемость фитопатогенами. [75] Дальнейшие исследования показали, что повышение регуляции ферментов, связанных с защитой от патогенов, привело к уменьшению количества патогенов, Xanthomonas Campestris pv. vesicatoria и Alternaria solani . [75] Чен и др. обнаружили, что обработка Ascophyllum nodosum положительно повлияла на состав сообщества ризосфер кукурузы. [76] Это может иметь критические последствия для здоровья растений, поскольку структура ризосферных микробных сообществ может способствовать устойчивости растений к почвенным патогенам. [77]

Другие виды снижения количества патогенов включают снижение заболеваемости листьями моркови грибковыми заболеваниями после обработки Ascophyllum nodosum и инокуляции грибковыми патогенами Alternaria radicina и Botrytis cinerea . [78] Снижение тяжести заболевания было отмечено через 10 и 20 дней после инокуляции по сравнению с контрольными растениями, а обработка морскими водорослями оказалась более эффективной в снижении патологии заболевания, чем салициловая кислота , известный защитник растений от биотических и абиотических стрессов. [79] Ислам и др. аналогичные результаты были получены при обработке Arabidopsis thaliana экстрактами бурых водорослей с последующей инокуляцией грибкового патогена Phytophthora cinnamomi . [80] Эта группа проанализировала транскрипты РНК растений и обнаружила, что экстракт морских водорослей стимулирует A. thaliana защищаться от грибкового патогена до его инокуляции, что приводит к увеличению выживаемости хозяина и снижению восприимчивости к инфекции. [80]

Меньшее количество исследований анализировало влияние обработки удобрениями из морских водорослей на устойчивость растений к вирусным патогенам , однако были продемонстрированы ограниченные благоприятные результаты. [3] Было показано, что зеленые, бурые и красные морские водоросли содержат полисахариды, которые блокируют пути реакции патогенов в растениях, что обеспечивает защиту от вирусов, а также бактерий и грибов. [81] В частности, защитные ферменты, в том числе фенилаланин-аммиаклиаза и липоксигеназа , активируются и приводят к вирусной защите. [81] Было показано , что водные и спиртовые экстракты бурых водорослей Durvillaea antarctica уменьшают патологические симптомы вируса табачной мозаики (ВТМ) в листьях табака. [82] Другое исследование, проведенное на растениях табака, показало, что сульфатированные олигосахариды фукана , экстрагированные из бурых водорослей, индуцируют местную и системную приобретенную устойчивость к ВТМ. [83] Основываясь на приведенных выше результатах, можно утверждать, что применение удобрений из морских водорослей имеет значительный потенциал для обеспечения широких преимуществ сельскохозяйственных культур и устойчивости к бактериальным, грибковым и вирусным патогенам растений.

Рекомендации

  1. ^ abcdefghijklmnopq Рагунандан, БЛ; Вяс, Р.В.; Патель, Гонконг; Джала, Ю.К. (2019). «Перспективы использования морских водорослей в качестве органического удобрения в сельском хозяйстве». Управление плодородием почвы для устойчивого развития . стр. 267–289. дои : 10.1007/978-981-13-5904-0_13. ISBN 978-981-13-5903-3. S2CID  134407106.
  2. ^ abcdef ЭЛЬ Бухари, Мохаммед ЭЛЬ Мехди; Баракате, Мустафа; Бухия, Юнесс; Лямлоули, Карим (12 марта 2020 г.). «Тенденции в области биостимуляторов на основе экстрактов морских водорослей: процесс производства и благотворное влияние на системы почва-растения». Растения . 9 (3): 359. doi : 10.3390/plants9030359 . ПМК 7154814 . ПМИД  32178418. 
  3. ^ abcdef Али, Омар; Рамсубхаг, Адеш; Джаяраман, Джаярадж (12 марта 2021 г.). «Биостимулирующие свойства экстрактов морских водорослей в растениях: значение для устойчивого растениеводства». Растения . 10 (3): 531. doi : 10.3390/plants10030531 . ПМК 8000310 . ПМИД  33808954. 
  4. ^ abcdef Дхаргалкар, ВК; Перейра, Н. (2005). «Морские водоросли: многообещающее растение тысячелетия». Наука и культура . 71 (3–4): 60–66.
  5. ^ abcdefghi Бушманн, Алехандро Х.; Камю, Каролина; Инфанте, Хавьер; Неори, Амир; Израиль, Альваро; Эрнандес-Гонсалес, Мария К.; Переда, Сандра В.; Гомес-Пинчетти, Хуан Луис; Гольберг, Александр; Тадмор-Шалев, Нива; Кричли, Алан Т. (2 октября 2017 г.). «Производство морских водорослей: обзор глобального состояния эксплуатации, сельского хозяйства и новой исследовательской деятельности». Европейский журнал психологии . 52 (4): 391–406. дои : 10.1080/09670262.2017.1365175. S2CID  53640917.
  6. ↑ abcdefghijk Муритсен, Оле (6 февраля 2017 г.). «Наука о морских водорослях». Американский учёный .
  7. ^ abcdefghi МакХью, Деннис Дж (2003). Путеводитель по индустрии морских водорослей (PDF) . Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций. ISBN 978-92-5-104958-7.[ нужна страница ]
  8. ^ abcde Бегум, Махима; Бордолой, Биджнан Чандра; Сингха, Дхиман Дев; Оджа, Наян Джьоти (21 декабря 2018 г.). «Роль экстракта морских водорослей на рост, урожайность и качество некоторых сельскохозяйственных культур: обзор». Сельскохозяйственные обзоры (оф). doi : 10.18805/ag.R-1838 . S2CID  92036075.
  9. ^ abc Думеизель, Винсент (2020). Революция морских водорослей: манифест устойчивого будущего.
  10. ^ abcdef Коттье-Кук, Элизабет Дж.; Нагабхатла, Нидхи; Бадис, Ясин; Кэмпбелл, Марни Л.; Шопен, Тьерри; Дай, Вэйпин; Цзянгуан, Фанг; Он, Пеймин; Хьюитт, Чад Л.; Ким, Кван Хун; Хо, Юаньцзы; Цзян, Цзэнцзе; Кема, Герт; Ли, Синьшу; Лю, Фэн; Лю, Хунмэй; Лю, Юаньюань; Лу, Циньцинь; Ло, Цицзюнь; Мао, Юзе; Мсуя, Флауэр Э.; Ребур, Селин; Шен, Хуэй; Стентифорд, Грант Д.; Яриш, Чарльз; Ву, Хайлун; Ян, Синьмин; Чжан, Цзихун; Чжоу, Юндун; Гачон, Клэр ММ (август 2016 г.). Защищая будущее мировой индустрии аквакультуры морских водорослей (PDF) . ISBN 978-92-808-6080-1. S2CID  40983518.
  11. ^ abc Ким, Чан К.; Яриш, Чарльз; Хван, Ын Гён; Пак, Мисон; Ким, Ёндэ (15 марта 2017 г.). «Аквакультура морских водорослей: технологии выращивания, проблемы и экосистемные услуги». Водоросли . 32 (1): 1–13. дои : 10.4490/algae.2017.32.3.3 . S2CID  51918493.
  12. ^ abc Мачадо, Леви Помпермайер; Гаспарото, Мария Кандида де Годой; Сантос Фильо, Норивал Алвес; Паварини, Роналду (2019). «Морские водоросли в борьбе с болезнями растений и насекомыми». Морские водоросли как удобрение для растений, сельскохозяйственные биостимуляторы и корм для животных . стр. 100–127. дои : 10.1201/9780429487156-6. ISBN 978-0-429-48715-6. S2CID  213323218.
  13. ^ Министерство торговли США, Национальное управление океанических и атмосферных исследований. «Что такое водоросли?». Oceanservice.noaa.gov . Проверено 23 ноября 2021 г.
  14. ^ Саймонс, Этуаль Б. (март 1906 г.). «Морфологическое исследование Sargassum filipendula». Ботанический вестник . 41 (3): 161–183. дои : 10.1086/328760. S2CID  84063749.
  15. ^ «Описания и изображения водорослей» . www.seaweed.ie . Проверено 10 декабря 2021 г.
  16. ^ abcdefg Перейра, Леонель; Котас, Жуан (2019). «Историческое использование морских водорослей в качестве сельскохозяйственного удобрения в европейской части Атлантического океана». Морские водоросли как удобрение для растений, сельскохозяйственные биостимуляторы и корм для животных . стр. 1–22. дои : 10.1201/9780429487156-1. ISBN 978-0-429-48715-6. S2CID  213435775.
  17. ^ Тивари, Бриджеш К., изд. (2015). Устойчивость морских водорослей: пищевое и непищевое применение . Академическая пресса. дои : 10.1016/C2013-0-12836-X. ISBN 978-0-12-418697-2.[ нужна страница ]
  18. ^ abcdefg Муни, Дон Элиз (4 марта 2021 г.). «Обугленные морские водоросли типа фукус в Северной Атлантике: обзор находок и потенциального использования». Экологическая археология . 26 (2): 238–250. дои : 10.1080/14614103.2018.1558805. S2CID  135202767.
  19. ↑ Шустер, Рут (10 сентября 2019 г.). «Овцы Скара-Брей ели морские водоросли в течение 5500 лет, но так и не научились им нравиться». Гаарец .
  20. ^ Неумаран, Т.; Арулбалачандран, Д. (2015). «Морские водоросли: многообещающий источник устойчивого развития». Экологическая устойчивость . стр. 65–88. дои : 10.1007/978-81-322-2056-5_4. ISBN 978-81-322-2055-8.
  21. ^ abcdefghi Кенисер, Грегори; Бриджуотер, Сэм; Милликен, Уильям (январь 2000 г.). «Приливы и отливы использования морских водорослей в Шотландии». Ботанический журнал Шотландии . 52 (2): 119–148. дои : 10.1080/13594860009441750. S2CID  84851043.
  22. ^ Грей, Малькольм (1951). «Промышленность водорослей в высокогорьях и на островах». Обзор экономической истории . 4 (2): 197–209. дои : 10.2307/2599122. JSTOR  2599122.
  23. ^ ab «История индустрии водорослей в Шотландии». Львиный зев Жизнь . Проверено 29 ноября 2021 г.
  24. ^ Археология, Текущая (05.11.2020). «Просеивание остатков шотландской промышленности по выращиванию водорослей». Прошлое . Проверено 29 ноября 2021 г.
  25. ^ Арзель, П. (1984). "Историческая справка". Традиционное использование морских водорослей в районе Леона. Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций. ISBN 92-5-102144-9. ОКЛК  995583539.
  26. ^ abcdefghi Крейги, Джеймс С. (июнь 2011 г.). «Стимулы экстракта морских водорослей в растениеводстве и сельском хозяйстве». Журнал прикладной психологии . 23 (3): 371–393. дои : 10.1007/s10811-010-9560-4. S2CID  23625776.
  27. ^ «Сколько людей кормят синтетическими удобрениями?». Наш мир в данных . Проверено 29 ноября 2021 г.
  28. ^ «История удобрений: процесс Габера-Боша» . www.tfi.org . 19 ноября 2014 г. Проверено 29 ноября 2021 г.
  29. ^ аб Гарсиа-Поса, Сара; Леандро, Адриана; Котас, Карла; Котас, Жуан; Маркиш, Жоау К.; Перейра, Леонель; Гонсалвес, Ана ММ (8 сентября 2020 г.). «Путь эволюции аквакультуры морских водорослей: технологии выращивания и Индустрия 4.0». Международный журнал экологических исследований и общественного здравоохранения . 17 (18): 6528. doi : 10.3390/ijerph17186528 . ПМК 7560192 . ПМИД  32911710. 
  30. ^ ab Состояние мирового рыболовства и аквакультуры в 2020 году . Пищевая и Сельскохозяйственная организация . 2020. doi : 10.4060/ca9229en. hdl : 10535/3776. ISBN 978-92-5-132692-3. S2CID  242949831.[ нужна страница ]
  31. ^ abcdef Дуарте, Карлос М.; У, Цзяпин; Сяо, Си; Брюн, Аннетт; Краузе-Йенсен, Дорте (12 апреля 2017 г.). «Может ли выращивание морских водорослей сыграть роль в смягчении последствий изменения климата и адаптации?». Границы морской науки . 4 . дои : 10.3389/fmars.2017.00100 . hdl : 10754/623247 .
  32. ^ abcd Chojnacka, Катажина; Мустакас, Константинос; Витек-Кровяк, Анна (январь 2020 г.). «Биологические удобрения: практический подход к экономике замкнутого цикла». Биоресурсные технологии . 295 : 122223. doi : 10.1016/j.biortech.2019.122223 . PMID  31623921. S2CID  204772994.
  33. ^ ab US 6893479, Эсваран, Каруппанан; Гош, Пушпито Кумар и Сиддханта, Аруп Кумар и др., «Комплексный метод производства каррагинана и жидких удобрений из свежих морских водорослей», опубликовано 17 мая 2005 г., передано Совету научных и промышленных исследований. 
  34. ^ Мак Монагейл, Мишель; Корниш, Линн; Моррисон, Лиам; Араужо, Рита; Кричли, Алан Т. (2 октября 2017 г.). «Устойчивый сбор ресурсов диких морских водорослей». Европейский журнал психологии . 52 (4): 371–390. дои : 10.1080/09670262.2017.1365273. hdl : 10379/12542 . S2CID  90699130.
  35. ^ Ребур, Селин; Мариньо-Сориано, Элиан; Зертуче-Гонсалес, Хосе А.; Хаяши, Лейла; Васкес, Хулио А.; Крадольфер, Пол; Сориано, Гонсало; Угарте, Рауль; Абреу, Мария Елена; Бэй-Ларсен, Ингрид; Ховелсруд, Грета; Рёдвен, Рольф; Робледо, Даниэль (октябрь 2014 г.). «Морские водоросли: возможность добиться богатства и устойчивого существования для прибрежных сообществ». Журнал прикладной психологии . 26 (5): 1939–1951. дои : 10.1007/s10811-014-0304-8. ПМК 4200322 . ПМИД  25346571. 
  36. ^ abcd Титлянов, Е.А.; Титлянова, ТВ (июль 2010). «Выращивание морских водорослей: методы и проблемы». Российский журнал морской биологии . 36 (4): 227–242. дои : 10.1134/S1063074010040012. S2CID  21740817.
  37. ^ Аб Павлис, Роберт (24 января 2021 г.). «Удобрения из морских водорослей – вредят ли они окружающей среде?». Мифы о саде . Проверено 28 ноября 2021 г.
  38. ↑ Редди, Джагдиш (31 декабря 2019 г.). «Как сделать удобрение из морских водорослей, преимущества». Аграрное хозяйство . Проверено 10 ноября 2021 г.
  39. ^ Аб Шиффлер, Аманда (16 января 2020 г.). «Все, что вам нужно знать о жидких удобрениях из морских водорослей». Травы в домашних условиях . Проверено 10 ноября 2021 г.
  40. ^ аб Чивелек Йоруклу, Хуля; Озкая, Бестами; Демир, Ахмет (январь 2022 г.). «Оптимизация производства жидких удобрений из отходов морских водорослей: разработка статистического подхода, основанного на экспериментах». Хемосфера . 286 (Часть 3): 131885. Бибкод : 2022Chmsp.286m1885C. doi :10.1016/j.chemSphere.2021.131885. ПМИД  34411930.
  41. ^ Бхардвадж, Дипак; Ансари, Мохаммад Вахид; Саху, Ранджан Кумар; Тутеха, Нарендра (декабрь 2014 г.). «Биоудобрения играют ключевую роль в устойчивом сельском хозяйстве, улучшая плодородие почвы, устойчивость растений и продуктивность сельскохозяйственных культур». Заводы по производству микробных клеток . 13 (1): 66. дои : 10.1186/1475-2859-13-66 . ПМК 4022417 . ПМИД  24885352. 
  42. ^ abcdef Танака, Ясуаки; Ашаари, Асима; Мохамад, Фатен Сьюхада; Ламит, Надира (март 2020 г.). «Биоремедиационный потенциал тропических морских водорослей в аквакультуре: устойчивость к низкой солености, содержание фосфора и производство соединений, поглощающих УФ-излучение». Аквакультура . 518 : 734853. doi : 10.1016/j.aquacultural.2019.734853. S2CID  213865510.
  43. ^ abcd Кан, Юн Хи; Ким, Сангил; Чхве, Сун Кён; Ли, Хёк Дже; Чунг, Ик Кё; Пак, Сан Рул (январь 2021 г.). «Сравнение потенциала биоремедиации пяти видов морских водорослей в интегрированной системе аквакультуры рыбы и морских водорослей: значение для многовидовой культуры морских водорослей». Обзоры в разделе Аквакультура . 13 (1): 353–364. дои : 10.1111/raq.12478. S2CID  225359327.
  44. ^ abcdef Зерааткар, Амин Кейван; Ахмадзаде, Хосейн; Талеби, Ахмад Фархад; Мохеймани, Навид Р.; МакГенри, Марк П. (октябрь 2016 г.). «Потенциальное использование водорослей для биоремедиации тяжелых металлов, критический обзор». Журнал экологического менеджмента . 181 : 817–831. дои : 10.1016/j.jenvman.2016.06.059. ПМИД  27397844.
  45. ^ abcd Янг, Эрика Б.; Дринг, Мэтью Дж.; Сэвидж, Грэм; Биркетт, Дэрил А.; Берджес, Джон А. (июнь 2007 г.). «Сезонные колебания активности нитратредуктазы и внутренних пулов N в приливных бурых водорослях коррелируют с концентрациями нитратов в окружающей среде». Растение, клетка и окружающая среда . 30 (6): 764–774. дои : 10.1111/j.1365-3040.2007.01666.x . ПМИД  17470152.
  46. ^ abcdefg Роледа, Майкл Ю.; Херд, Катриона Л. (3 сентября 2019 г.). «Физиология питательных веществ морских водорослей: применение концепций к аквакультуре и биоремедиации». Психология . 58 (5): 552–562. дои : 10.1080/00318884.2019.1622920 . S2CID  203376161.
  47. ^ аб Херд, Катриона Л.; Харрисон, Пол Дж.; Бишоф, Кай; Лоббан, Кристофер С. (2014). Экология и физиология морских водорослей . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-1-139-95201-9.[ нужна страница ]
  48. ^ Кюблер, Джанет Э.; Даджен, Стивен Р. (14 июля 2015 г.). «Прогнозирование воздействия закисления и потепления океана на водоросли, лишенные механизмов концентрации углерода». ПЛОС ОДИН . 10 (7): e0132806. Бибкод : 2015PLoSO..1032806K. дои : 10.1371/journal.pone.0132806 . ПМК 4501704 . ПМИД  26172263. 
  49. ^ аб Дуарте, Карлос М. (июнь 1992 г.). «Концентрация питательных веществ в водных растениях: закономерности между видами». Лимнология и океанография . 37 (4): 882–889. Бибкод : 1992LimOc..37..882D. дои : 10.4319/lo.1992.37.4.0882 .
  50. ^ abcd Краузе-Йенсен, Дорте; Лавери, Пол; Серрано, Оскар; Марба, Нурия; Маск, Пере; Дуарте, Карлос М. (июнь 2018 г.). «Секвестрация углерода макроводорослей: слон в комнате Blue Carbon». Письма по биологии . 14 (6): 20180236. doi :10.1098/rsbl.2018.0236. ПМК 6030603 . ПМИД  29925564. 
  51. ^ аб Неве, Николя; Болтон, Джон Дж.; Брюн, Аннетт; Робертс, Дэвид А.; Рас, Моник (2018). «Потенциал биоремедиации морских водорослей: переработка азота, фосфора и других отходов». Голубая биотехнология . стр. 217–239. дои : 10.1002/9783527801718.ch7. ISBN 978-3-527-80171-8. S2CID  134905629.
  52. ^ abcd Расин, Фиби; Марли, АннаКлэр; Фрелих, Галли Э.; Гейнс, Стивен Д.; Ладнер, Ян; МакАдам-Сомер, Илан; Брэдли, Дарси (июль 2021 г.). «Аргументы в пользу включения аквакультуры морских водорослей в борьбу с загрязнением питательными веществами в США». Морская политика . 129 : 104506. doi : 10.1016/j.marpol.2021.104506 . S2CID  234822214.
  53. ^ Цай, Вэй-Цзюнь; Ху, Синьпин; Хуан, Вэй-Джен; Мюррелл, Майкл С.; Лертер, Джон К.; Лоренц, Стивен Э.; Чжоу, Вэнь-Чен; Чжай, Вэйдун; Холлибо, Джеймс Т.; Ван, Юнчен; Чжао, Пинсан; Го, Сянхуэй; Гундерсен, Кьель; Дай, Минхан; Гонг, Гво-Чинг (ноябрь 2011 г.). «Подкисление подземных прибрежных вод, усиленное эвтрофикацией». Природа Геонауки . 4 (11): 766–770. Бибкод : 2011NatGe...4..766C. дои : 10.1038/ngeo1297.
  54. ^ Мельцнер, Фрэнк; Томсен, Йорн; Куве, Вольфганг; Ошлис, Андреас; Гутовска, Магдалена А.; Банге, Герман В.; Хансен, Ганс Петер; Кёрцингер, Арне (август 2013 г.). «Будущее закисление океана будет усилено гипоксией в прибрежных средах обитания». Морская биология . 160 (8): 1875–1888. дои : 10.1007/s00227-012-1954-1. S2CID  84599059.
  55. ^ abc Сонг, Минкён; Дык Фам, Хонг; Сон, Джиюнь; Чул У, Хи (октябрь 2015 г.). «Морские бурые водоросли: загадка для устойчивого производства биотоплива». Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 50 : 782–792. дои : 10.1016/j.rser.2015.05.021.
  56. ^ Бауман, AF; Павловский, М.; Лю, К.; Бойзен, AHW; Шамуэй, ЮВ; Глиберт, премьер-министр; Овербек, CC (октябрь 2011 г.). «Глобальные ретроспективы и будущие прогнозы прибрежной нагрузки азотом и фосфором из-за аквакультуры моллюсков и морских водорослей». Обзоры в журнале Fisheries Science . 19 (4): 331–357. дои : 10.1080/10641262.2011.603849. S2CID  83930680.
  57. ^ Инь, Кэдун; Сун, Сюсянь; Вс, июнь; Ву, Мэдлин CS (октябрь 2004 г.). «Потенциальное ограничение P приводит к избытку N в прибрежном шлейфе устья Жемчужной реки». Исследования континентального шельфа . 24 (16): 1895–1907. Бибкод : 2004CSR....24.1895Г. дои : 10.1016/j.csr.2004.06.014.
  58. ^ Кукуруза, Натаниэль (июль – сентябрь 2016 г.). «Веганское садоводство». Вегетарианский журнал . Проверено 29 марта 2022 г.
  59. ^ Ратор, СС; Чаудхари, ДР; Борича, Г.Н.; Гош, А.; Бхатт, BP; Зодапе, Северная Каролина; Патолиа, Дж.С. (апрель 2009 г.). «Влияние экстракта морских водорослей на рост, урожайность и усвоение питательных веществ соевых бобов (Glycine max) в условиях неорошаемого земледелия». Южноафриканский журнал ботаники . 75 (2): 351–355. дои : 10.1016/j.sajb.2008.10.009 .
  60. ^ Хусейн, Хашмат Инаят; Касинадхуни, Нага; Ариоли, Тони (апрель 2021 г.). «Влияние экстракта морских водорослей на рост, урожайность и почву томатов». Журнал прикладной психологии . 33 (2): 1305–1314. дои : 10.1007/s10811-021-02387-2 . S2CID  231738465.
  61. ^ аб Бреуре, MS (2014). Изучение возможности использования морских водорослей (Ulva Lactuca) в качестве органического удобрения (Диссертация). S2CID  202736016.
  62. ^ abcd Zodape, ST (май 2001 г.). «Морские водоросли как биоудобрение». Журнал научных и промышленных исследований . 60 (5): 378–382. hdl : 123456789/26485 .
  63. ^ Кумар, В. Виной; Каладхаран, П. (2006). «Биосорбция металлов из загрязненной воды с помощью морских водорослей». Современная наука . 90 (9): 1263–1267. дои : 10.13140/2.1.2176.4809. JSTOR  24092030.
  64. ^ аб Тамилселван, Нараянасвами; Хемачандран, Джоти; Тирумалай, Тирунавукарасу; Шарма, Чако Виджай; Каннабиран, Кришнан; Дэвид, Эрнест (28 сентября 2013 г.). «Биосорбция тяжелых металлов из водного раствора Gracilaria corticata varcartecala и Grateloupia Lithophila». Журнал прибрежной медицины . 1 (2): 102–107. дои : 10.12980/JCLM.1.2013J8 .
  65. ^ Кантачот, Д; Найду, Р; Уильямс, Б; МакКлюр, Н.; Мегарадж, М; Синглтон, я (июнь 2004 г.). «Биоремедиация почвы, загрязненной ДДТ: улучшение за счет добавления морских водорослей». Журнал химической технологии и биотехнологии . 79 (6): 632–638. дои : 10.1002/jctb.1032.
  66. ^ Грегер, Мария; Мальм, Торлейф; Каутский, Лена (апрель 2007 г.). «Перенос тяжелых металлов из компостированных макроводорослей в сельскохозяйственные культуры». Европейский журнал агрономии . 26 (3): 257–265. дои : 10.1016/j.eja.2006.10.003.
  67. ^ abc Робертс, Дэвид А.; Пол, Николас А.; Дворжанин, Саймон А.; Берд, Майкл И.; де Нис, Рокки (сентябрь 2015 г.). «Биоуголь из коммерческих морских водорослей для мелиорации почв». Научные отчеты . 5 (1): 9665. Бибкод : 2015NatSR...5E9665R. дои : 10.1038/srep09665. ПМЦ 4391317 . ПМИД  25856799. 
  68. ^ аб Султана, Викар; Белудж, Гулам Наби; Ара, Жеан; Эхтешамул-Хак, Сайед; Тарик, Раджпут М.; Атар, Мохаммед (2011). «Морские водоросли как альтернатива химическим пестицидам для борьбы с корневыми заболеваниями подсолнечника и томатов». Журнал прикладной ботаники и качества продуктов питания . 84 (2).
  69. ^ Триведи, Панкадж; Дельгадо-Бакерисо, Мануэль; Андерсон, Ян К.; Сингх, Браджеш К. (12 июля 2016 г.). «Реакция свойств почвы и микробных сообществ на сельское хозяйство: последствия для показателей первичной продуктивности и здоровья почвы». Границы в науке о растениях . 7 : 990. дои : 10.3389/fpls.2016.00990 . ПМЦ 4940416 . ПМИД  27462326. 
  70. ^ Ли, Хунхун; Пенттинен, Петри; Микконен, Ану; Стоддард, Фредерик Л.; Линдстрем, Кристина (5 августа 2020 г.). «Реакция разнообразия и состава почвенных бактериальных сообществ на время, внесение удобрений и виды растений в суббореальном климате». Границы микробиологии . 11 : 1780. doi : 10.3389/fmicb.2020.01780 . ПМЦ 7419661 . ПМИД  32849399. 
  71. ^ abcdefg Ван, Минпэн; Чен, Лей; Ли, Юньтао; Чен, Линь; Лю, Чжэнъи; Ван, Сюэцзян; Ян, Пэйшэн; Цинь, Сун (апрель 2018 г.). «Реакция почвенных микробных сообществ на кратковременное внесение удобрений из морских водорослей, выявленная с помощью глубокого секвенирования ампликонов». Прикладная экология почв . 125 : 288–296. doi :10.1016/j.apsoil.2018.02.013.
  72. ^ abc Нгороймото, Нельсон; Кулкарни, Манодж Г.; Стирк, Венди А.; Гупта, Шубхприя; Финни, Джеффри Ф.; ван Стаден, Йоханнес (1 июля 2020 г.). «Взаимодействие между микроорганизмами и биостимулятором, полученным из морских водорослей, на рост и биохимический состав Amaranthus Hybridus L». Коммуникации о натуральных продуктах . 15 (7): 1934578X2093422. дои : 10.1177/1934578X20934228 . S2CID  220985119.
  73. ^ Аб Ван, Яньфан; Фу, Фэнюнь; Ли, Цзяцзя; Ван, Гуншуай; Ву, Мэнмэн; Чжан, Цзян; Чен, Сюэсэнь; Мао, Чжицюань (июль 2016 г.). «Влияние удобрений из морских водорослей на рост сеянцев Malus hupehensis Rehd., активность почвенных ферментов и грибковые сообщества в условиях пересадки». Европейский журнал почвенной биологии . 75 : 1–7. doi :10.1016/j.ejsobi.2016.04.003.
  74. ^ abcdef Рено, Себастьян; Масс, Жасинта; Норри, Джеффри П.; Блал, Бачар; Хиджри, Мохамед (ноябрь 2019 г.). «Коммерческий экстракт морских водорослей структурировал микробные сообщества, связанные с корнями томатов и перца, и значительно увеличил урожайность». Микробная биотехнология . 12 (6): 1346–1358. дои : 10.1111/1751-7915.13473. ПМК 6801128 . ПМИД  31452345. 
  75. ^ abc Али, Омар; Рамсубхаг, Адеш; Джаяраман, Джаярадж (14 мая 2019 г.). «Биостимулирующая активность экстракта Ascophyllum nodosum в посевах томатов и сладкого перца в тропических условиях». ПЛОС ОДИН . 14 (5): e0216710. Бибкод : 2019PLoSO..1416710A. дои : 10.1371/journal.pone.0216710 . ПМК 6516672 . ПМИД  31086398. 
  76. ^ Чен, Юньпэн; Ли, Цзяоюн; Хуан, Жибо; Су, Госюнь; Ли, Сянъян; Сунь, Чжани; Цинь, Имин (июнь 2020 г.). «Влияние кратковременного применения удобрений из морских водорослей на бактериальное разнообразие и структуру сообщества, содержание азота в почве и рост растений в почве ризосферы кукурузы». Фолиа микробиологическая . 65 (3): 591–603. дои : 10.1007/s12223-019-00766-4. PMID  31898151. S2CID  209528547.
  77. ^ Ласкано, Кристина; Бойд, Эрик; Холмс, Джеральд; Хевавитхарана, Шашика; Пасулька, Алексей; Айворс, Келли (декабрь 2021 г.). «Микробиом ризосферы играет роль в устойчивости к почвенным патогенам и поглощении питательных веществ сортами клубники в полевых условиях». Научные отчеты . 11 (1): 3188. Бибкод : 2021NatSR..11.3188L. дои : 10.1038/s41598-021-82768-2. ПМЦ 7862632 . ПМИД  33542451. 
  78. ^ Джаярадж, Дж.; Ван, А.; Рахман, М.; Пунджа, ЗК (октябрь 2008 г.). «Экстракт морских водорослей уменьшает лиственные грибковые заболевания моркови». Защита урожая . 27 (10): 1360–1366. doi :10.1016/j.cropro.2008.05.005.
  79. ^ Демпси, Д'Марис Амик; Клессиг, Дэниел Ф. (декабрь 2017 г.). «Как многогранный растительный гормон салициловая кислота борется с болезнями растений и используются ли аналогичные механизмы у людей?». БМК Биология . 15 (1): 23. дои : 10.1186/s12915-017-0364-8 . ПМЦ 5364617 . ПМИД  28335774. 
  80. ^ аб Ислам, доктор Тохидул; Ган, Хан Мин; Циманн, Марк; Хусейн, Хашмат Инаят; Ариоли, Тони; Кэхилл, Дэвид (7 июля 2020 г.). «Экстракты Phaeophyceaean (бурых водорослей) активируют защитные системы растений у Arabidopsis thaliana, пораженных Phytophthora cinnamomi». Границы в науке о растениях . 11 : 852. дои : 10.3389/fpls.2020.00852 . ПМК 7381280 . ПМИД  32765538. 
  81. ^ аб Вера, Жаннетт; Кастро, Хорхе; Гонсалес, Альберто; Мённе, Алехандра (29 ноября 2011 г.). «Полисахариды морских водорослей и производные олигосахариды стимулируют защитные реакции и защиту растений от патогенов». Морские наркотики . 9 (12): 2514–2525. дои : 10.3390/md9122514 . ПМЦ 3280573 . ПМИД  22363237. 
  82. ^ Хименес, Эдра; Дорта, Фернандо; Медина, Кристиан; Рамирес, Альберто; Рамирес, Ингрид; Пенья-Кортес, Уго (3 мая 2011 г.). «Антифитопатогенная активность экстрактов макроводорослей». Морские наркотики . 9 (5): 739–756. дои : 10.3390/md9050739 . ПМК 3111179 . ПМИД  21673886. 
  83. ^ Кларжински, Оливье; Декамп, Валери; Плессе, Бертран; Ивин, Жан-Клод; Клоарег, Бернард; Фритиг, Бернард (февраль 2003 г.). «Сульфатированные фукановые олигосахариды вызывают защитные реакции табака, а также местную и системную устойчивость к вирусу табачной мозаики». Молекулярные растительно-микробные взаимодействия . 16 (2): 115–122. дои : 10.1094/MPMI.2003.16.2.115 . ПМИД  12575745.