Использование хлореллы в сельском хозяйстве

Откуда на нашей планете кислород, знают почти все: он вырабатывается в процессе фотосинтеза. Но львиную его долю производят совсем не леса – «зеленые легкие» планеты, а огромные поля фитопланктона в мировом океане, которые преимущественно состоят из водорослей, микроводорослей и водных растений. Все очень просто: леса в процессе ночного дыхания поглощают почти весь кислород, который производят днем, а фитопланктон дает гораздо больше кислорода, чем способен поглотить. Очень важный участник генерации кислорода на планете – микроводоросли хлорелла (Chlorella vulgaris), похожие на крошечные зеленые шарики. Они одни производят столько кислорода, что их используют даже на бортах космических станций, чтобы обеспечивать жизненно важным газом космическое судно. Невероятно, но факт: всего 20 килограммов хлореллы могут полностью закрыть потребность одного человека в кислороде, однако удивительные свойства на этом не заканчиваются.

 

Зеленый шарик древнее динозавров

 

Как выглядит хлорелла? Это зеленые шарики диаметром 2,2-7,8 мкм в диаметре, в которых очень много генерирующего кислород хлорофилла, белка и целый комплекс редких питательных веществ. Впервые хлореллу обнаружил голландский микробиолог Мартинус Уильям Бейеринк в 1890 году, но эта микроводоросль весьма древняя и существует уже с докембрия, больше двух миллиардов лет. Как она выжила во всех катаклизмах планеты? При всей своей крошечности, клетка хлореллы отлично защищена от внешней среды и патогенов трехуровневой оболочкой – эта оболочка собирает и удаляет из организма хлореллы токсины. К тому же, микроводоросль неприхотлива, живет везде – в пресной и морской воде, на древесной коре, во влажной почве; и почти в любых условиях может интенсивно размножаться. В том числе, на землях, непригодных для сельского хозяйства, что делает хлореллу особенно незаменимой.

 

Хлорелла под микроскопом

 

Химический состав хлореллы

 

Если хлореллу высушить, то в остатке мы обнаружим 45% белка, 20% жира, 20% углеводов, 5% клетчатки и 10% витаминов (бетакаротин, витамины Е и С, группа B) и минералов (марганец, медь, кобальт, железо, цинк, молибден, кальций, йод, магний, германий и другие).

 

Белок хлореллы вдвое питательней соевого белка, к тому же, превосходит растительные кормовые белки: содержит он больше 40 аминокислот, и среди них все незаменимые (гамма-аминомасляная и глютаминовая кислоты, аланин, аспарагиновая кислота, цистин, глицин, тирозин, серин, пролин, β-аланин). Уже в начале XX века хлореллу выращивали ради этого ценного протеина.

 

Универсальный и незаменимый помощник

 

Может быть, вы не знали, но среди всех водорослей, которые так или иначе выращивает человечество, хлорелла занимает первое место, далеко обогнав популярные бурые водоросли (ламинарию) и красные водоросли (нори). Чаще всего выращивают вид Chlorella vulgaris, который богат биологически активными веществами и быстро дает мощную биомассу. Используют хлореллу в сельском хозяйстве, в производстве продуктов питания, в медицине и косметологии, для очистки сточных вод и реабилитации водоёмов, выработки биотоплива и кислорода. В качестве пищевой добавки хлореллу сегодня уже применяют во всем мире, хотя еще недавно это делала только Япония.  Помогает микроводоросль и биотехнологии: с помощью хлореллы получают белки и витамины.

 

Кормовая культура или биологически активная добавка?

 

В середине XX века на хлореллу возлагали огромные надежды: она питательна, при правильном подходе размножается с огромной скоростью, содержит много белка и жира и как корм имеет на порядок большую ценность, чем пшеница. Но многочисленные практические опыты показали, что та самая клеточная оболочка, которая защищает хлореллу уже два миллиарда лет, вредит животным. Были и исследования, показавшие, что только в начале развития хлорелла полезна; перестоявшая же хлорелла становится едва ли не ядовитой. Это поставило крест на «карьере» хлореллы в качестве основного корма для скота и птицы. Но опыты не прекратили, и сегодня эта микроводоросль применяется в животноводстве как ингредиент кормов (редко) и (гораздо чаще) как чрезвычайно ценная биологически активная кормовая добавка. Дают ее крупному рогатому скоту, свиньям и птице для лечения и профилактики заболеваний, регуляции метаболизма, повышения поедаемости кормов и увеличения продуктивности.

 

Например, практика показывает, что выпаивание телят хлорелловой кормовой добавкой лечит пневмонию, авитаминозы и болезни ног. Эта же добавка в короткие сроки повышает аппетит у телят, подвижность и тонус организма; улучшает качество шерсти. Добавление хлореллы в корма несушек положительно влияет на яйценоскость, увеличивает количество и качество отложенных яиц, улучшает показатели вывода. В свиноводстве тоже применяют хлореллу: как кормовая добавка, она улучшает питательную ценность мяса и повышает его нежность.

 

Откуда такие чудесные результаты? Дело в том, что хлорелла в рационе скота и птицы повышает разнообразие микрофлоры кишечника – а это означает, что питательные вещества из корма усваиваются животными значительно лучше. Помните, как мы писали о том, что нужно кормить не животных, а их микрофлору? Кроме того, каротиноиды (предшественники витамина А) в составе хлореллы значительно улучшают цвет желтка яиц птицы, а в свиноводстве повышают питательную ценность мяса.

 

И как вишенка на торте: хлореллу используют в качестве биофильтра для очистки сточных вод на свиноводческих предприятиях – и это направление очень перспективное, поскольку хлореллу, выращенную на фильтрах, можно использовать уже в других целях внутри предприятия.

 

Стимулятор роста, удобрение и СЗР в одном флаконе

 

В животноводстве хлореллу используют уже с 1930-х годов, однако в растениеводство эта микроводоросль пришла значительно позже. Первый патент на хлореллу как стимулятор роста был зарегистрирован в 1982 году; после этого наступило затишье до самой середины 2000-х годов. И настоящий всплеск интереса произошел в 2015 году: тогда в Европе, США и Китае зарегистрировали множество патентов, касающихся применения хлореллы в растениеводстве: как стимулятора роста корней и побегов растений, как биоудобрение, как биологическое средство защиты растений от болезней (в частности, против фузариоза) и сорняков, как средство повышения послеуборочного качества культур. Всего на сегодняшний день зарегистрировано около семисот патентов на использование хлореллы в растениеводстве.

 

Сейчас во всем мире, в том числе, в нашей стране, хлореллу активно используют как стимулятор роста растений, поскольку она улучшает физиологическую активность и развитие растений. Применяют хлореллу в виде повышающей плодородие почв суспензии, которая улучшает всхожесть и увеличивает энергию прорастания семян, активизирует развитие и рост культур, а также укрепляет иммунитет растений.

 

Биотопливо

 

Благодаря высокому содержанию жиров и огромной скорости размножения, есть у хлореллы хорошие перспективы и в качестве биодизельного топлива. Нужно ей немного: солнечный свет, подкормка, углекислый газ и определенная температура. Установки для выработки горючего из этой микроводоросли уже существуют и работают в разных странах. Например, американская SolarConverter – она похожа на солнечную батарею, между ее панелями помещают водный раствор с клетками хлореллы. Другой биореактор состоит из множества стеклянных труб. Каждые десять часов можно снимать урожай и получать из него масло для биодизеля. Чтобы обеспечить хлореллу теплом и углекислым газом, используют дизельный генератор, который работает на этом же биодизеле, так что цикл почти замкнутый.

 

Как в Португалии выращивают хлореллу (фотография Shane STARLING с сайта dairyreporter.com)

 

Заключение

 

Хлорелла – это не новость для сельского хозяйства. Как мы уже сказали, главные ее преимущества известны уже около ста лет, а конкретное положительное влияние на животноводство и растениеводство последнее десятилетие активно доказывает наука и практика. Известна и технология масштабного выращивания хлореллы, она очень простая. И все же почему-то сегодня ее используют не повсеместно, а только передовые крупные хозяйства и фермы, так или иначе связанные с научными институтами. Хотите узнать о хлорелле больше? Смотрите запись эфира «Хлорелла в сельском хозяйстве: и почву удобрить, и скот накормить» на Своём Фермерстве.

 

Людмила Старостина