Архив статей

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СВЕТА И ТЕМПЕРАТУРЫ НА СКОРОСТЬ РОСТА ИНТЕНСИВНОЙ КУЛЬТУРЫ PORPHYRIDIUM PURPUREUM * (2025)

В работе проведён анализ возможности применения линейных сплайнов при моделировании комплексного воздействия света и температуры на рост микроводоросли Porphyridium purpureum (Bory) Drew et Ross. Культуру выращивали в накопительном режиме в плоскопараллельном фотобиореакторе при 27 °С и различной поверхностной облучённости — 3, 16 и 50 Вт м-2, а также при фиксированной облучённости 16 Вт м-2 и трёх значениях температуры — 15, 22 и 27 °С. При увеличении температуры с 15 до 27 °С максимальная продуктивность в линейной фазе возрастала в 1,5 раза, а с ростом интенсивности света с 3 до 50 Вт·м-2 — в 4,4 раза. Введено понятие приведённой облучённости, показывающей, какое количество поглощённой культурой энергии приходится на единицу концентрации хлорофилла а. Продемонстрирована возможность использования линейных сплайнов для количественного описания влияния света и температуры на рост культуры микроводорослей. Верификация модели позволила установить точку перехода от экспоненциального к линейному росту: при варьировании температуры насыщающая приведённая облучённость была одинаковая и составила 0,18 Вт (мг хл а)-1, а при увеличении света возросла с 0,11 до 0,44 Вт (мг хл а)-1. Минимальный приведённый световой поток, при котором возможен рост порфиридиума, составлял около 0,01 Вт (мг хл а)-1. Показано, что тангенс угла наклона линии регрессии зависит от соотношения хлорофилла а и калорийности биомассы, а при лимитировании роста культуры температурой — от эффективности преобразования световой в химическую энергию биомассы. Применение линейных сплайнов позволило достичь оптимального сочетания точности описания экспериментальных точек и возможности расчёта коэффициентов модели, каждый из которых имеет биологический смысл.