Т.Л. Горбунова1, Н.К. Гудкова2, А.Л. Туманова3, Н.И. Матова4

1,2,4 ФГБНУ «Институт природно-технических систем» (филиал) (г. Сочи, Россия)

3 НИМЦ Экологии и здоровья человека (г. Сочи, Россия)

Постановка проблемы. Одним из основных механизмов устойчивого развития территории как в части интегрального управления природными ресурсами, так и в аспекте обеспечения продовольственной безопасности является включение в локальные процессы жизнеобеспечения технологий безотходного производства экологически приемлемых продуктов питания с использованием минеральных и биогенных ингредиентов, содержащихся в утилизируемых отходах малого фермерского хозяйства.

Цель работы – в результате встраивания инновационных методов в комплексные процессы крестьянского подворья достичь и наглядно продемонстрировать экологизацию традиционного сельского хозяйства, обеспечивающую улучшение качества производимой сельскохозяйственной продукции, рост устойчивости растений и птиц к стрессам, повышение экологической безопасности продуктов питания и окружающей среды.

Результаты. Питательный субстрат органических отходов служит основой для роста и функционирования биологических культур (в данном эксперименте – микроводоросли Chlorella vulgaris ИФР N C-11), превращающих отходы жизнедеятельности и производства в ценный коммерческий продукт. В качестве объекта исследования были выбраны относительно быстрорастущие сельскохозяйственные культуры, что позволило наблюдать и провести анализ физиологических и химических различий растений контрольной и экспериментальной групп за относительно короткий период времени. Было выявлено, что при обработке овощных растений суспензией хлореллы существенно возрастает масса плодов, наблюдается значительное снижение содержания нитратов, увеличивается процент сухого вещества в тканях растений, существенное повышение содержания каротина, сахаров (в первую очередь монозы). Эксперимент включал также выращивание цыплят с выпойкой суспензией хлореллы. Была продемонстрирована возможность сокращения использования антибиотика вследствие повышения резистентности цыплят к инфекционным заболеваниям, а также интенсификация процесса выращивания домашней птицы.

Практическая значимость. Продемонстрированы и доказаны практическая возможность, а также реальная экологическая ценность и экономические преимущества встраивания инновационных методов использования микроводоросли Chlorella vulgaris в комплексные процессы малого крестьянского подворья.

1. Panahi Y., Darvishi B., Jowzi N., Beiraghdar F. Sahebkar A. Chlorella vulgaris: A Multifunctional Dietary Supplement with Diverse Medicinal Properties // Current pharmaceutical design. 2016. V. 22. Iss. 2. P. 164–173. DOI: https://dx.doi.org/10.2174/1381612822666151112145226
2. Туманова А.Л., Миквабия З.Я. Организационно-экологические аспекты обеспечения устойчивого развития регионов. «ЭКОПОЛИС» в Абхазии как образец внедрения инновационных биотехнологий сохранения экологии рекреационных зон и здоровья человека // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2019. № 10-1. С. 127–131.
3. Туманова А.Л., Миквабия З.Я., Ахуба Л.О., Пачулия Е.Р. Медико-экологические факторы нарушения здоровья населения и инновационные методы их профилактики. Эксперимент по влиянию и отдаленным результатам применения профилактических хлорелловых напитков на организм приматов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2019. № 10 (часть 2). С. 307–312.
4. Alwathnani H., Perveen K. Antibacterial activity and morphological changes in human pathogenic bacteria caused by chlorella vulgaris extracts // Biomedical Research. 2017. V. 28. P. 1610–1614.
5. Афанасьев А.В. Анализ технологий переработки навоза и помета // Вестник ВНИИМЖ. 2012. № 4. С. 28–35.
6. Туманова А.Л., Гудкова Н.К., Горбунова Т.Л., Пачулия Е.Р. Возможности и предпосылки утилизации отходов карьеров на черноморском побережье с использованием биологических методов // Успехи современного естествознания. 2019. № 10. С. 120–125.
7. Лукьянов В.А. К вопросу использования Chlorella vulgaris для биологической доочистки сточных вод // Актуальные проблемы агропромышленного производства: материалы Международной научно-практической конференции. Курск. 2013. С. 49–51.
8. Han X., Rusconiу N., Ali P., Pagkatipunan K., Chen F. Nutrients extracted from chicken manure accelerate growth of microalga Scenedesmus obliquus HTB1 // Green Sustainable Chemistry. 2017. V. 7. P. 101–113. DOI: 10.4236/gsc.2017.72009
9. Liu Q., Wang J., Bai Z., Ma L., Oenema O. Global animal production and nitrogen and phosphorus flows // Soil Research. 2017.
   V. 55(6). P. 451–462. DOI: 10.1071/sr17031
10. Nie H., Jacobi H. F., Strach K., Xu C., Zhou H., Liebetrau J. Mono-fermentation of chicken manure: ammonia inhibition and recirculation of the digestate // Bioresource Technology. 2015. V. 178. P. 238–246. DOI: 10.1016/j.biortech.2014.09.029
11. Zhu S., Feng S., Xu Z., Qin L., Shang C., Feng P., et al. Cultivation of Chlorella vulgaris on unsterilized dairy-derived liquid digestate for simultaneous biofuels feedstock production and pollutant removal // Bioresource Technology.  2019. V. 285. P. 121353. DOI: 10.1016/j.biortech.2019.121353
12. Лукьянов В.А., Стифеев А.И., Горбунова С.Ю. Научно обоснованное культивирование микроводорослей // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2013. № 9. С. 55–57.
13. Chen X., Hu Z., Qi Y., Song C., Chen G. The interactions of algae-activated sludge symbiotic system and its effects on wastewater treatment and lipid accumulation // Bioresource Technology. 2019. V. 292. P. 122017. DOI: 10.1016/j.biortech.2019.122017
14. Камкия Б.А. и др. Отчет по эксперименту по использованию штамма одноклеточной зеленой водоросли хлореллы (Chlorella vulgaris ИФР N C-11) для улучшения качества и полезных свойств культур, используемых в традиционном абхазском хозяйстве. Совместная программа Европейского Союза и Программы Развития ООН по развитию сельских территорий (ENPARD III) в Абхазии / Республика Абхазия, Очамчырский район. 2021. 12 с. URL: https://www.euenpardabh.org/
    index.php/ru/card/demonstratsionnye-uchastki/333-khlorella-beslan-kamkiya (дата обращения: 28.02.2022).
15. Mattsson L., Sörenson E., Capo E., Farnelid H., Hirwa M., Olofsson M., Svensson F., Lindehoff E., Legrand C. Functional Diversity Facilitates Stability Under Environmental Changes in an Outdoor Microalgal Cultivation System // Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2021. V. 9. P. 651895. DOI: 10.3389/fbioe.2021.651895