Відділ діатомові водорості (Бацилляріофіта, Діатомеї — Bacillariophyta, Diatomeae)

Одноклітинні та колоніальні водорості. Клітини замкнені у кременевий захисний панцир, який складається з двох створок, що находять одна на іншу, як кришка на коробку. Окрас — жовтуватий або бурий. Серед діатомових є водорості з однією або двома площинами симетрії і центричні — з радіальною симетрією. Мешкають вони у планктоні та бентосі морських і прісних водойм. До водоростей прісноводного планктону відносяться ціклотелла (Cyclotella), мелозіра (Melosira), сінедра (Synedra), астеріонелла (Asterionella) та інші. Більшість діатомових нормально розвиваються у верхніх шарах води при температурі 10—20 °С. Слабо розвиваються або відсутні у ставах, що заросли вищими рослинами, й у сильно забруднених водоймах.

Основні умови розвитку фітопланктону

Основними факторами, що впливають на розвиток планктонних водоростей, є хімізм водного середовища, світло та температура води. До головних хімічних поживних елементів відносяться азот, фосфор і залізо. Від їх наявності у водоймі залежить стан фітопланктону. Тільки у зимовий період, під льодом, життя водоростей завмирає у зв’язку з тим, що на перше місце по значимості виходять такі фактори, як світло та температура води.

Для розвитку представників зелених водоростей, а саме протококових, необхідна наявність азоту (у формі NO3) у концентрації 5—10 мг/л, яка створить сприятливі умови та підтримає “цвітіння”. Діатомові водорості потребують для свого існування концентрацію азоту менше, ніж зелені водорості. Синьо-зелені по потребі в азоті займають проміжне місце між зеленими та діатомовими, але вони дуже чутливі до марганцю. Деякі види синьо-зелених водоростей можуть поглинати вільний азот. Різні види водоростей проявляють вибірність до солей азоту: одні забирають із води аміачний азот (наприклад, синьо-зелена водорость анабена), інші — нітрати. З підвищенням концентрації солей азоту понад оптимальні розвиток усіх видів водоростей пригнічується.

Оптимальні концентрації фосфору лежать, як правило, у межах десятих і сотих долях міліграма на літр. Сильний розвиток синьо-зелених водоростей вказує на насищення води фосфатними солями. Кращі умови для їх вегетації при наявності фосфору від 0,002 до 0,02 мг/л, при більшому вмісті їх життєдіяльність пригнічується. Для діатомових водоростей наявність фосфору у кількості не менше 0,015 мг/л сприяє їх нормальному існуванню.

Для розвитку різних груп фітопланктону, різних видів водоростей необхідна різна концентрація з’єднань заліза у воді. Наприклад, для синьо-зелених вона повинна бути менше 0,1 мг/л, для діатомових — не менше 0,1 мг/л. Такі залізолюбні водорості як анабена, афанізоменон, астеріонелла та ряд інших потребують його концентрації до 1—2 мг/л. Діатомові водорості краще засвоюють з’єднання заліза з кремнієм і фосфором.

У водоймах, в які потрапляє вода з удобряємих полів, міститься багато поживних солей і органічних речовин, внаслідок чого водорості посилено розвиваються, особливо тривале “цвітіння” буває за рахунок синьо-зелених. Потім настає збіднення води, у першу чергу фосфатами та іншими солями, і кількість водоростей починає знижуватися. За вегетаційний період відбувається декілька спалахів розвитку фітопланктону.

 

Значення планктонних водоростей

Фітопланктон має велике значення у кругообігу речовин у водоймах. Водорості разом із вищою водною рослинністю створюють із мінеральних речовин органічні. Завдяки своїй життєдіяльності вони змінюють хімічний і газовий склад води, забираючи ряд речовин для побудови свого тіла, поглинаючи вуглекислий газ та виділяючи кисень. Ці автотрофні фотосинтетичні організми, розвиваючись у масі, є основним джерелом харчування для різних водних тварин, зоопланктонних і бентичних, деяких видів риб. Відмираючи, водорості створюють харчовий субстрат для бактерій, сприяють розвитку зоопланктону та накопиченню детриту.

За сприятливих умов для одного або кількох видів вони починають надзвичайно швидко розмножуватися, витісняючи чи пригнічуючи розвиток інших водоростей. Таке явище називається “цвітінням” води. У цей період вода забарвлюється у колір, властивий цій водорості. Наприклад: зелений колір води буває при масовому розвитку вольвоксу, евглени зеленої, деяких протококових; золотисто-жовтий і жовтувато-коричневий — хрізомонад; коричневий чи бурий — діатомових або перідініума; синьо-зелений — деяких синьо-зелених водоростей і т. д.

Стічні води збільшують вміст органічних речовин у воді. Деякі види водоростей находять сприятливі умови для свого розвитку у забруднених водах. У зв’язку з цим водойми різного ступеню органічного забруднення відрізняються одна від одної складом заселяючих їх водоростей, які є вірними показниками санітарного стану водойм. У ставах із товстим шаром мулу на дні добре розвиваються синьо-зелені водорості, які не бояться недостачі кисню у воді, живуть при значенні рН 7,5—9,5. Відмираючи, вони потрапляють до складу детриту. Ними живиться ряд зоопланктонних організмів, моллюсків, черв’яків і ін., які, в свою чергу, стають кормом для риб. Зеленими водоростями (в основному мілкими представниками групи протококових), що розпадаються колоніями синьо-зелених живляться рослиноїдні види коловерток і нижчі ракоподібні. Мінімальна концентрація протококових, яка забезпечує нормальне живлення зоопланктону, складає 1 мг/л для діаптомусів і 1,6 мг/л для дафній.

Фітопланктоном живиться ряд риб, у тому числі білий і строкатий товстолобики. Планктонні водорості захоплюють личинки та мальки різних видів риб. Хімічний аналіз планктонних водоростей показав, що вони містять 41,5% вуглеводів, 13% білків, 1,3% жирів, 5,2% золи, 39% інших безазотистих речовин і комплекс вітамінів. Зелена водорость хлорела, наприклад, має такий склад: 50% протеїну, 30% вуглеводів, 10% жиру, 10% мінеральних речовин і вітамінів. При зміні умов мінерального живлення їх співвідношення змінюється таким чином: кількість білка може варіювати від 8,7 до 58%, вуглеводів — від 5,7 до 37,5%, жиру — від 4,5 до 85,6%. Особливо багато водних тварин поїдають зелені водорості (група протококових). Синьо-зелені — менше. Діатомові поглинаються багатьма тваринами, але частина їх проходе через кишковий тракт не перетравленою.

У коропових ставах трансформується у приріст рибопродукції біля 3—4% валової первинної продукції фітопланктону. При переважаючому розвитку синьо-зелених на одиницю приросту необхідно від 1,5 до 3,8 одиниці середньосезонної біомаси водоростей.

При розробці нормативів по внесенню мінеральних добрив у стави були встановлені показники ступеню розвитку фітопланктону (табл. 1, 2, 3).

Таблиця 1

Орієнтовні показники ступеню розвитку фітопланктону

(по Г. Г. Винбергу і В. П. Ляхновичу, 1965)

Біомаса	Розрахована сира маса, мг/л	Суха маса, мг/л
Низька	0,4 – 4,0	0,04 – 0,4
Середня	4,0 – 40,0	0,4 – 4,0
Висока	40,0 – 400,0	4,0 – 40,0
Дуже висока

 

Таблиця 2