Kultivace mikrořas

Autor: Petr Novák · 13.10.2200 · Článek #376 ·

Význam mikroskopických řas jako krmiva
Mikroskopické řasy do velikosti několika mikronů se používají jako základní nejdůležitější krmivo při kultivaci filtrujícího planktonu, nebo je někteří chovatelé přidávají do nádrží s rozplavaným potěrem jako krmivo. Pro účely kultivace se běžně nabízejí čisté kultury řas (používané v laboratořích a podobně) rodu Chlorella, Nannochloropsis, Scenedesmus, Cryptomonas a druh Pseudokirchneriella subcapitata, ale také je možno snadným způsobem získat divokou kulturu mikroskopických řas, která je dobře použitelná. Nejcennější z důvodu nejlepší stravitelnosti jsou řasy Chlorella a Cryptomonas, které mají jemné stěny a jsou nejlépe stravitelné zooplanktonem. Buňky s pevnou stěnou procházejí střevem některého (zejména hlubinného) zooplanktonu nestráveny, řasy se špičatými výrůstky mohou střevo poškodit. Divoká kultura se získá tak, že dešťová, vodovodní, studniční, akvarijní nebo povrchová voda se ve vhodné nádobě či nádrži nechá venku zařasit z běžného výskytu řas v prostředí (ve vzduchu nebo v této vodě), nebo se nabere z "divokého" zdroje, např. sudu na dešťovou vodu, pokud tato voda má nazelenalou barvu.

Proces zařasení podporuje mírné přihnojení. Teoreticky je pro optimální počáteční rozvoj mikroskopických řas nejlepší základní poměr dvou nejdůležitějších živin dusíku a fosforu v poměru 6:1, přesněji na 1 litr vody 13 mg dusíku a 2 mg fosforu (což je poměrně malé množství). V praxi není nutné se zabývat složitými výpočty nebo přesně dodržovat poměry živin, stačí použít kombinované zahradní hnojivo určené jako startovací na začátku vegetačního období. Dávkování (pokud si nepřepočtete dávku základní živiny dusíku podle obsahu na obalu výrobku) pro začátek stačí na dolní hranici doporučené koncentrace hnojiva. Nádoba se nechá otevřená na světle, nejlépe v polostínu, ne zcela ve stínu. Během několika dnů voda získá zelené zbarvení, což je známkou množení mikroskopických řas. Tekutinu je vhodné přefiltrovat přes jemné síto, aby se případně vyloučilo znečištění, výskyt větších nežádoucích řas nebo filtrujícího zooplanktonu, případně je možné ji zkontrolovat lupou nebo pod mikroskopem. Takto získané divoké řasy se následně použijí pro kultivaci, přičemž je účelné dodržovat určité podmínky.

Získání řasy Chlorella z divoké kultury nemusí být pro někoho zcela jednoduché, a pokud je možno koupit čistou kulturu, je to v podstatě nejbezpečnější a nejrychlejší postup.

mg+:9356]

Kultivační nádrž
Řasy se mohou podle potřeby kultivovat i ve velmi malé nádobě, například sklenici od zavařenin, plastovém vědru (pokud možno světlé barvy), akváriu, sudu, staré vaně, bazénu nebo i jiné větší nádrži. V laboratorních podmínkách se běžně udržují kultury ve zkumavce nebo na agaru.

Hnojení
Pokud se řasy kultivují ve větším množství vody (velký bazén, rybníček), vycházelo by hnojivo v malém "hobby" balení příliš draho. Potom je výhodnější použít běžné NPK hnojivo a přidat k němu granulovanou močovinu, například v poměru 1 díl NPK na 2 – 4 díly močoviny. Celková dávka hnojiva se pohybuje kolem 200 – 250 g týdně na 1 m3 vody, ovšem záleží na celkových podmínkách a odběru řasy z nádrže. Také se může přiměřené množství hnojiva přidávat při každém odběru řasy podle celkové výměny vody. Před aplikací je vhodné hnojivo rozpustit ve vodě v samostatných nádobách.

mg+:9357]

Používání močoviny jako hnojiva je velmi účelné, totiž tato forma dusíku je nejvýhodnější pro mikroskopické řasy. Také lze použít jako hnojivo diamoniumfosfát (DAP, fosforečnan dvojamonný).

Z úsporných důvodů se ve velkých kulturách (rybnících) pro následné krmení planktonu používá i hnůj, nebo se zkoušely i lidské výkaly. Z hygienických důvodů i celkové mechanické čistoty vody v nádrži to není vhodné. Je však možné hnojit vodu čerstvou močí, podle intenzity kultivace až do 0,2 – 0,5 % roztoku (tedy 0,2 až 0,5 litru moči do 100 l vody). Také je možno vyzkoušet hnojení kopřivovým výluhem.

Spíše pro úplnost je uveden klasický Knapův roztok, který je pro kultivaci řas osvědčen jako zdroj živin, a je použitelný také pro kulturu na agaru.

Knapův živný roztok
2,0 g Ca(NO3)2
0,5 g KH2PO4
0,5 g MgSO4
0,5 g KNO3
stopové množství FeCl3 nebo FeSO4
3500 g destilovaná voda (není zcela nutné)

Tento roztok se následovně rozředí 5x až 10x, čímž vznikne kultivační roztok.

Osvětlení
Světlo je hlavním zdrojem energie pro fotosyntézu. Čím déle jsou řasové kultury osvětleny, tím mají lepší podmínky k produkci. Pokud se produkují řasy v malém množství při umělém osvětlení, je vhodné svítit 16 hodin denně i déle. Řasy pěstované ve venkovních podmínkách mírného pásma rostou i při krátkém dnu, ale produkce je silně omezená, takže při zkrácení osvitu pod 12 hodin se v profesionálních komerčních kulturách zaměřených na efektivní produkci přestávají vyrábět. Pro malé nádoby, jako zavařovací sklenice stačí osvětlení kolem 1000 luxů, pro větší akvária 5 – 10 tisíc luxů. Extrémně silné světlo (nádoba celý den na plném slunci) může někdy zpomalit růst zejména starší kultury (fotoinhibice z nedostatku živin, zejména CO₂). Typicky fotoinhibice nastává při kultivaci ve skleněné nádobě na nestíněném jižním okně při osvitu delším než 12 hodin, nebo při kultivaci v bílé nádrži na slunci (např. bílá vana). Pokud se sklenice umístí na okno na jinou světovou stranu nebo se dá do polostínu, potíže nejsou, podobně jako při pěstování v tmavém sudu. Kultivaci při silném osvitu je nutno silněji hnojit, ovšem je riziko, že kultura se dostane do nevyvážených podmínek a může zkolabovat.

mg+:9358]

Pěstování řas, které získávají energii ze světla a uhlík z oxidu uhličitého, se nazývá autotrofní kultivace. Kromě toho řasy Chlorella, Scenedesmus a Ankistrodesmus jsou schopny živit se mixotrofně, směsí anorganických a organických živin, tedy energii a uhlík jsou schopny získávat z glukózy přidané do kultivačního roztoku. Lze je takto kultivovat i bez osvětlení, a také je to jedna z možností, jak z "divokého" vzorku některé nežádoucí řasy vyloučit, tedy vzorek kultivovat s glukózou a potmě. Dávkování se doporučuje v množství 0,2 až 2 g glukózy na 1 litr vody. Tento způsob kultivace se nazývá heterotrofní a je používán profesionálními pěstírnami řas v zimním období. Lze jej výhodně praktikovat i pro domácí kultivaci řas celoročně v provizorních tmavších prostorách. Glukóza se kupuje levná v potravinářské kvalitě (např. jako Glukopur), nikoliv drahá ve farmaceutické kvalitě v lékárně.

pH
Pro řasové kultury je vhodnější udržovat pH mimo kyselou oblast, vhodná je neutrální až mírně alkalická reakce, která pomáhá udržovat stabilnější prostředí.

Oxid uhličitý
Přihnojování oxidem uhličitým se vyplatí v menších, intenzivních, silně osvětlených nádobách při vyšší teplotě. Pro běžnou i poměrně intenzivní produkci to však není nutné. Pokud se oxid uhličitý míchá se vzduchem při provzdušňování, doporučuje se koncentrace 1 % oxidu uhličitého. Lze používat i čistý oxid uhličitý v kontrolovaném dávkování bez dalšího provzdušňování. Obecně lze považovat přihnojování CO2 za určitý luxus, výhodou je, pokud se podaří získat kontakt na servis hasicích přístrojů, kde se po skončení záruky vyměňuje náplň a CO2 se vypouští do vzduchu.

Provzdušňování nebo míchání
V běžné kultuře je provzdušňování nebo míchání vody velmi účelné. Řasy mají tendenci sedimentovat na dně nádoby, tím mají méně světla. Pohyb vody zajišťuje stejnou teplotu v kultivačním prostoru, přívod živin, výměnu plynů, rovnoměrné osvětlení. Některé řasy nesnášejí příliš intenzivní pohyb, jistější je pouze mírné míchání vody. Pokud není míchání vody zavedeno, je vhodné aspoň 1 – 2x denně nádobu s řasami promíchat mechanicky.

Teplota
Vhodná teplota pro kultivaci řas je mezi 20 až 25°C. Čím je teplota vody nižší, tím pomaleji probíhá metabolismus, mají menší potřebu živin a řasy pomaleji rostou. Naopak při nadměrných teplotách 30°C a více nestačí fotosyntéza produkovat dostatek energie pro požadavky metabolismu a řasy zahynou.

mg+:9359]

Koordinace kultivačních faktorů
Je potřeba si uvědomit, že osvětlení, přívod živin a teplota by měly být vyvážené. Záleží i na aktuálním množství biomasy v objemu vody. Je možné zkoušet kultivaci na maximum, ovšem vždy je vhodné držet si rezervní kulturu za méně intenzivních podmínek, pokud by intenzivní kultura selhala.

Jednorázová (přetržitá) kultivace
Délka této kultury je obvykle 3 týdny. Probíhá tak, že se násada řasy přidá do roztoku živin, nechá se plně rozvinout a potom se použije ke zkrmení. Následně se založí nová kultura, tedy do prázdné vyčištěné nádrže se dá roztok živin a násada řasy.

Semikontinuální produkce
Řasy se kultivují v nádrži, z níž se podle potřeby odebírá část řasy. Tímto způsobem se vyprodukuje celkově větší množství řasy než při jednorázové kultivaci. Odběr může probíhat dvěma způsoby. V prvním případě se odfiltrují pouze řasy a voda se vrací do nádrže, kam se přidají i živiny vyčerpané řasami. V druhém případě se odfiltrovaná voda nevrací a do nádrže se doplní čerstvá voda s živinami. V obou případech se kultura provozuje tak dlouho, dokud nedojde k jejímu kolapsu. Ten je rizikovější v prvním případě (vracení vody do nádrže), kdy se ve vodě mohou akumulovat látky, které kolaps způsobí. Částečná výměna vody při každém odběru dokáže toto riziko výrazně omezit a kultura zkolabuje spíše v případě vniknutí filtrujícího zooplanktonu.

Oddělování krmiva
Řasami z kultury se může krmit tak, že se část vody i s řasami nalije do nádrže se zooplanktonem. Přidat ji do nádrže s potěrem je již riskantní kvůli možným rozdílným parametrům vod v obou nádržích, zejména pokud je kultura řas intenzivně hnojena. Malé množství řasy se získává přes filtrační papír, může se pro očištění i propláchnout na filtračním papíru čistou vodou. Větší množství řasy se odděluje nejlépe s použitím čerpadla s předřazeným kartušovým filtrem, který se používá v menších domácích bazénech. Řasa se spláchne z kartušového filtru, může se na něm i propláchnout čistou vodou.
Zdánlivě nejjednodušší způsob, to je odlévání vody i s řasami nemusí být nejvýhodnější. Řasové kultury produkují látky, které mohou poškozovat vyšší živočichy. Například Chlorella produkuje látku chlorellin, která má antibiotické účinky a při nadměrné koncentraci ve vodě poškozuje zooplankton. Při oddělování krmiva z kultivačního roztoku se odčerpaná voda nevrací a doplňuje se čerstvá s živinami.

mg+:9360]

Udržování čisté kultury
Pokud získáte čistou laboratorní kulturu, nebo se osvědčí divoká řasa, je vhodné ji udržovat v malém množství v rezervní kultuře, stačí zavřená zkumavka nebo malá sklenička. Podle možnosti se aspoň jednou denně obsah lehce promíchá a občas se založí nová kultura.

Kultivace řas ve slané vodě
Obdobným způsobem lze kultivovat řasu i pro účely krmení žábronožky solné v uzavřeném cyklu vlastní produkce. Vodu v kultivační nádrži s řasami je vhodné osolit, není nutno až na salinitu odpovídající nádrži s žábronožkami.

Kultivace na agaru
Řasy, nejlépe Chlorella se dají kultivovat i na agaru nebo lépe karagenanu. Přibližně 10 g agaru se rozmíchá a zavaří do 1 litru vody, ve kterém se předtím rozpustilo hnojivo a případně také glukóza. Horký roztok se nalije do Petriho misek a po vychladnutí se naočkuje řasa. Obdobně se agarová půda může nanést na ploché kameny nebo kousky skla a po rozmnožení řasy se může takto přidat do akvária jako krmivo. Pro tyto účely se nesmí dávat příliš velké množství hnojiva do agaru, lepší postup podle druhu ryb je použít místo hnojiva odkalený detrit a dbát na převaření kultivačního média z hygienických důvodů. K tomuto postupu je dobré připomenout, že v přírodě někdy ryby seškrabující nárosty řas se živí nejen těmito řasami, ale také vířníky nebo jiným zooplanktonem, který je velmi často na řasách přisedlý a který může být skutečnou výživnou složkou takto získávanou, a která na agarové kultuře chybí.

Poznámka ke kvalitě agaru: Gelotvorná mohutnost agaru se udává v jednotkách označovaných cps. Kvalitní agar by měl mít 900 až 1000 cps a obvykle se považuje za standard. Pokud je toto číslo nižší, mělo by se množství zvýšit, např. při 800 cps by se mělo množství agaru zvýšit o 20 – 25 %.

Související článek: ČLÁNEK: Spirulina a chlorella ve výživě akvarijních ryb