CC BY
7УДК 595.2
Худаногов В.О.
студент 2 курса магистратуры кафедры информатики и вычислительной техники Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева (Россия, г. Красноярск)
АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ПУТИ ПЕРЕРАБОТКИ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОТХОДОВ БИОЛОГИЧЕСКИМ СПОСОБОМ В БТСЖО
Аннотация: в данной статье рассматривается возможность применения альтернативных путей переработки растительных отходов с помощью тараканов вида Pycnoscelus nigra.
Ключевые слова: биотехнические системы жизнеобеспечения, Pycnoscelus nigra, почвоподобный субстрат.
Наиболее перспективные замкнутые системы жизнеобеспечения представляют собой комплекс биологических и технических подсистем, которые находятся в постоянном взаимодействии друг с другом с целью обеспечения замкнутого круговорота твёрдых, жидких и газообразных веществ. Необходимость создания и развития таких систем, а также их дальнейшее внедрение в пилотируемые космические исследования напрямую связана с невозможностью обеспечения экипажа достаточным запасом провизии на всё время космической миссии, а тем более при колонизации планет и, возможно, их спутников.
В связи с использованием высших растений в биотехнической системе жизнеобеспечения (БТСЖО) возникает необходимость быстрой переработки несъедобной растительной биомассы. Один из способов повышения замкнутости
массообменных процессов был предложен Н. С. Мануковским с соавторами. В основе этого метода лежит использование почвоподобного субстрата (ППС), как корнеобитаемой среды для выращивания культурных растений и одновременно, как биологического ректора для минерализации растительных отходов (несъедобной растительной биомассы).
Почвоподобный субстрат получается в результате биологической переработки несъедобной части растений при помощи красных калифорнийских червей, грибов и бактерий. Однако данный способ переработки занимает значительное время: от полугода до года, прежде чем субстрат может быть использован для культивирования высших растений. Поэтому проводится поиск альтернативных путей переработки растительных отходов биологическим способом. Так, например, тараканы Pycnoscelus nigra способны утилизировать растительную биомассу, богатую лигнин-целлюлозой, в течение нескольких суток, или часов, в зависимости от численности колонии.
Рис. 1. Тараканы вида Pycnoscelus nigra
Вид Pycnoscelus nigra обладает рядом преимуществ, которые делают перспективным его включение в массообменные процессы БТСЖО. Данные
тараканы размножаются партеногенетически и способны к каннибализму в условиях диеты бедной белками, что облегчает контроль за численностью колонии и повышает ее живучесть. Экскременты богаты нитратами, что делает их высококачественным органическим удобрением для применения в условиях интенсивной светокультуры. Сами тараканы могут служить кормом для других гетеротрофных звеньев БТСЖО — производителей животного белка, например, рыб, повышая, таким образом, замкнутость системы.
Для обеспечения условий максимально быстрой переработки растительного субстрата тараканами, необходима климатическая камера, способная поддерживать оптимальные температуру и влажность, а также вести мониторинг готовности ППС и численности колонии тараканов в автоматическом режиме.
Таким образом, применение тараканов Pycnoscelus nigra в переработке растительных отходов, обогащенных большим количеством целлюлозы, при технологичном обеспечении определенных климатических условий, поможет ускорить процесс приготовления ППС и, в результате, повысить надежность БТСЖО.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Гладких, А.Н. Влияние биогумуса pycnoscelus nigra (brunner) на развитие pisum sativum (l.) [Текст] / А.Н. Гладких, Г.Р. Юмагулова, М.М. Ишмуратова // Общество с ограниченной ответственностью Дендра. - 2017. - Сентябрь 18. Manukovsky N.S. Waste bioregeneration in life support CES: development of soil organic substrate / N.S. Manukovsky, V.S. Kovalev, V.Y. Rygalov, I.G. Zolotukhin // Adv. Space Res. 1997. V. 10. - P. 1827-1832.
Tikhomirov A.A. Synthesis of biomass and utilization of plants wastes in a physical model of biological life-support system / A.A. Tikhomirov, S.A. Ushakova, N.S. Manukovsky [et al.] // Acta Astronautica. - 2003. - V. 53. - P.249-257.
Tikhomirova N. A. et al. Incorporation of mineralized human waste and fish waste as a source of higher plant mineral nutrition in the BTLSS mass exchange //Life sciences in space research. - 2019. - Т. 20. - С. 53-61.
Wenting F. Effects of Soil-Like Substrate Made from Rice and Wheat Straw on the Growth, Yield and Quality of Wheat / F. Wenting, Y. Min, L. Hong // 17th IAA Humans in Space Symposium, 2009. - P 43.
Черный пикноцеллюс (Pycnoscelus nigra) [Электронный ресурс]. URL: http://petshoptop.ru/ru/info/arthropods/breeds/chernyy-piknotsellyus-90 (дата
обращения: 04.06.20).
