Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54324 Моделирование в биофизике Modelling in biophycis Моделирование в биофизике THE PRODUCTIVITY AND EFFICIENCY OF PHOTOBIONTS SPIRULINA (ARTHROSPIRA) PLATENSIS UNDER DIFFERENT SPECTRAL COMPOSITION OF THE LED EMISSION ПРОДУКТИВНОСТЬ И КПД ФОТОБИОСИНТЕЗА SPIRULINA (ARTHROSPIRA) PLATENSIS ПРИ РАЗЛИЧНОМ СПЕКТРАЛЬНОМ СОСТАВЕ СВЕТОДИОДНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Гаврилов П Е Gavrilov P E havrilovpyotr@gmail.com Костылев А А Kostylev A A Лелеков А С Lelekov A S a.lelekov@yandex.ru Малахов А С Malakhov A S mac89@mail.ru Севастопольский государственный университет ru Sevastopol State University ru Севастопольский государственный университет ru Sevastopol State University ru Институт морских биологических исследований им. А.О. Ковалевского РАН ru Institute of Marine Biological Research A.O. Kovalevsky ru Национальный исследовательский Томский политехнический университет ru National research Tomsk Polytechnic University ru 25 09 2018 25 09 2018 3 3 535 540 20 09 2018 20 09 2018 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54324/view

Проведено исследование роста накопительной культуры Spirulina platensis при различном спектральном составе светодиодного излучения в плоскопараллельных фотобиореакторах. В опытных вариантах использовали мощные (50 Вт) светодиоды теплого, холодного света, а также фитосветодиод. В контрольном варианте источником света являлась световая решётка из 10 люминесцентных ламп TDM Electric 18 Вт. Показано, что максимальная продуктивность S. platensis не зависит от спектра излучения светодиода и составляет 0,37 г СВ·л-1·сут-1. При этом в контрольном варианте максимальная продуктивность была на 30 % ниже. Максимальная значение биомассы S. platensis достигнуто при использовании мощного светодиода холодного света. На линейной фазе роста рассчитана эффективность преобразования световой энергии (КПД фотобиосинтеза): для фитосветодиода данная величина была минимальна и составила 1,67 %; для теплого светодиода - максимальна и равнялась 6,47 %.

The study of the Spirulina platensis batch culture growth in the different spectral composition of the led radiation in the plane-parallel photobioreactors was carried out. The powerful (50 W) warm, cold light, and phyto LEDs were used in the experimental variants. The grid of 10 fluorescent lamps TDM Electric 18 W were used in the control variant as the light source. It is shown that the maximum productivity of the S. platensis does not depend on the led emission spectrum and was 0.37 g SW·l-1·d-1. In the control variant the maximum productivity was 30 % lower. The maximum value of the S. platensis biomass is achieved by using a powerful led of cold light. In the linear growth phase, the calculated efficiency of the light energy conversion (the efficiency photobiosynthesis): for the phyto led this value was minimal and equivalent to 1.67 %; for the warm led the value was maximum and equivalent to 6,47 %.

 фотоавтотрофы накопительная культура максимальная продуктивность фотобиосинтез мощный светодиод photoautotrophs batch culture maximum productivity photobiosynthesis powerful led

Козел Н.В., Доманский В.П., Мананкина Е.Е., Адамчик К.О. [и др.] Влияние спектрального состава светодиодного излучения на структуру фотосинтетического аппарата Spirulina platensis. Весці Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі, 2015, № 2, c. 44-49. [Kozel N.V. Domansky V.P., Manankina E.E., Adamczyk K.O. [et al.] The effect of the spectral composition of the led emission on the structure of the Spirulina platensis photosynthetic apparatus. Vescі Nacyyanal'naj akadehmіі navuk Belarusі, 2015, no. 2, pp. 44-49. (In Russ.)] Kozel N.V., Domanskiy V.P., Manankina E.E., Adamchik K.O. [i dr.] Vliyanie spektral'nogo sostava svetodiodnogo izlucheniya na strukturu fotosinteticheskogo apparata Spirulina platensis. Vescі Nacyyanal'nay akademіі navuk Belarusі, 2015, № 2, c. 44-49. [Kozel N.V. Domansky V.P., Manankina E.E., Adamczyk K.O. [et al.] The effect of the spectral composition of the led emission on the structure of the Spirulina platensis photosynthetic apparatus. Vescі Nacyyanal'naj akadehmіі navuk Belarusі, 2015, no. 2, pp. 44-49. (In Russ.)] Huanyang W. Effect of different light qualities on growth, pigment content, chlorophyll fluorescence, and antioxidant enzyme activity in the red alga Pyropia haitanensis (Bangiales, Rhodophyta). Biomed. Res. Int., 2016, DOI: 10.1155/2016/7383918. Huanyang W. Effect of different light qualities on growth, pigment content, chlorophyll fluorescence, and antioxidant enzyme activity in the red alga Pyropia haitanensis (Bangiales, Rhodophyta). Biomed. Res. Int., 2016, DOI: 10.1155/2016/7383918. Nwoba E.G. Effect of selected light spectra on the growth of Chlorella spp. (Chlorophyta). Nig. J. Biotech., 2017, vol. 32, pp. 69-76, DOI: 10.4314/njb.v32i1.10. Nwoba E.G. Effect of selected light spectra on the growth of Chlorella spp. (Chlorophyta). Nig. J. Biotech., 2017, vol. 32, pp. 69-76, DOI: 10.4314/njb.v32i1.10. Тренкеншу Р.П., Лелеков А.С., Боровков А.Б., Новикова Т.М. Унифицированная установка для лабораторных исследований микроводорослей. Вопросы современной альгологии, 2017, № 1 (13), URL: http://algology.ru/1097. [Trenkenshu R.P., Lelekov A.S., Borovkov A.B., Novikova T.M. Unified setup for laboratory studies of microalgae. Voprosy sovremennoj al'gologii, 2017, no. 1 (13), URL: http://algology.ru/1097. (In Russ.)] Trenkenshu R.P., Lelekov A.S., Borovkov A.B., Novikova T.M. Unificirovannaya ustanovka dlya laboratornyh issledovaniy mikrovodorosley. Voprosy sovremennoy al'gologii, 2017, № 1 (13), URL: http://algology.ru/1097. [Trenkenshu R.P., Lelekov A.S., Borovkov A.B., Novikova T.M. Unified setup for laboratory studies of microalgae. Voprosy sovremennoj al'gologii, 2017, no. 1 (13), URL: http://algology.ru/1097. (In Russ.)] Тренкеншу Р.П., Лелеков А.С., Новикова Т.М. Линейный рост морских микроводорослей в культуре. Морской биологический журнал, 2018, т. 3, № 1, с. 53-60, DOI: 10.21072/mbj.2018.03.1.06. [Trenkenshu R.P., Lelekov A.S., Novikova T.M. Linear growth of marine microalgae in culture. Morskoj biologicheskij zhurnal, 2018, vol. 3, no. 1, pp. 53-60, DOI: 10.21072/mbj.2018.03.1.06. (In Russ.)] Trenkenshu R.P., Lelekov A.S., Novikova T.M. Lineynyy rost morskih mikrovodorosley v kul'ture. Morskoy biologicheskiy zhurnal, 2018, t. 3, № 1, s. 53-60, DOI: 10.21072/mbj.2018.03.1.06. [Trenkenshu R.P., Lelekov A.S., Novikova T.M. Linear growth of marine microalgae in culture. Morskoj biologicheskij zhurnal, 2018, vol. 3, no. 1, pp. 53-60, DOI: 10.21072/mbj.2018.03.1.06. (In Russ.)] Геворгиз Р.Г., Шматок М.Г. Лелеков А.С. Расчёт КПД фотобиосинтеза у низших фототрофов. 1. Непрерывная культура. Экология моря, 2005, вып. 70, с. 31-36. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=25457247. [Gevorgiz R.G., Shmatok M.G., Lelekov A.S. Calculation of photobiosynthesis efficiency in lower phototrophs. Gevorgiz R.G., Shmatok M.G. Lelekov A.S. Raschet KPD fotobiosinteza u nizshih fototrofov. 1. Nepreryvnaya kul'tura. Ekologiya morya, 2005, vyp. 70, s. 31-36. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=25457247. [Gevorgiz R.G., Shmatok M.G., Lelekov A.S. Calculation of photobiosynthesis efficiency in lower phototrophs. Continuous culture. Ekologiya morya, 2005, vol. 70, pp. 31-36, URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=25457247. (In Russ.)] Continuous culture. Ekologiya morya, 2005, vol. 70, pp. 31-36, URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=25457247. (In Russ.)]