Date of Award

4-2026

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science in Environmental Sciences and Sustainability

Department

Biology

First Advisor

Taoufik Ksiksi

Abstract

This thesis is concerned with determining the optimal water treatment and harvesting strategy for Lemna minor duckweed plants. The main objective of this thesis is to examine how duckweed plants grow in terms of biomass, photosynthetic activity, leaf morphology, chlorophyll and carotenoid content, and their efficiency in nutrient removal from different water sources. The methodology of the study included assessing duckweed in three water samples including tap water, saline water, and greywater and three harvesting strategies, including low, medium, and high harvesting intensities to assess their growth and nutrient removal efficiency. The results of the study showed that L. minor grown in tap and greywater had significantly higher wet biomass, photosynthetic efficiency, and leaf growth, compared to duckweed grown in saline water. Additionally, the harvesting intensity and water treatment yielded significantly different biomass and photosynthesis efficiency. Low harvesting intensity in greywater and medium harvesting intensity in tap water provided the most balanced outcomes, combining higher biomass, higher photosynthesis efficiency, and greater morphological traits. Tap water and greywater duckweed samples showed a higher shoot-root ratio, while saline water samples had no root development. However, across all three water treatments, there was no nutrient uptake by the plants and instead, the nutrient concentrations in the water increased, indicating nutrient release. The significant contribution of this study includes the assessment of duckweed growth across various water treatments and harvesting strategies. The study fills a research gap by assessing the effect of saline water, tap water, and greywater on duckweed, rather than focusing on wastewater, as most of the studies in the literature.

Arabic Abstract

تحسين استراتيجيات حصاد نبتة عدس الماء لزيادة استرداد العناصر الغذائية ودورها كمستشعر نباتي في مصادر المياه المختلفة مع الحفاظ على نمو الكتلة الحيوية المستدامة

تتضمن هذه الرسالة تحديد المعالجة المائية المثلى واستراتيجية الحصاد المثلى لنبات عدس الماء(Lemna minor). يتمثل الهدف الرئيسي لهذه الرسالة في دراسة كيفية نمو نباتات عدس الماء من حيث الكتلة الحيوية، والنشاط التمثيلي الضوئي، وشكل الأوراق، ومحتوى الكلوروفيل والكاروتينويد، وكفاءتها في إزالة المغذيات من مصادر المياه المختلفة. تضمنت منهجية الدراسة تقييم عدس الماء في ثلاثة أنواع من المياه، وهي تشمل مياه الصنبور، والمياه المالحة، والمياه الرمادية، وثلاث استراتيجيات للحصاد تشمل شدة حصاد منخفضة ومتوسطة وعالية، وذلك لتحديد نموها وكفاءتها في إزالة المغذيات.أظهرت نتائج الدراسة أن نبات عدس الماء المزروع في مياه الصنبور والمياه الرمادية حقق زيادة ملحوظة في الكتلة الحيوية الرطبة وكفاءة التمثيل الضوئي ونمو الأوراق مقارنة بالنبات المزروع في المياه المالحة. كما تبين أن شدة الحصاد ونوع معالجة المياه كان لهما تأثير كبير على الكتلة الحيوية وكفاءة التمثيل الضوئي. وقد وفرت شدة الحصاد المنخفضة في المياه الرمادية، وشدة الحصاد المتوسطة في مياه الصنبور، أفضل النتائج المتوازنة من حيث زيادة الكتلة الحيوية وكفاءة التمثيل الضوئي وتحسن الصفات المورفولوجية.كما أظهرت عينات عدس الماء في مياه الصنبور والمياه الرمادية نسبة أعلى بين المجموع الخضري والجذري، في حين لم تُظهر العينات في المياه المالحة أي تطور للجذور. ومع ذلك، لم يتم تسجيل امتصاص للمغذيات بواسطة النباتات في جميع أنواع المياه الثلاثة، بل لوحظ ارتفاع في تركيز المغذيات في المياه.تتمثل الأهمية العلمية لهذه الدراسة في تقييم نمو عدس الماء تحت تأثير أنواع مختلفة من المياه واستراتيجيات الحصاد. كما تسد فجوة بحثية من خلال دراسة تأثير المياه المالحة ومياه الصنبور والمياه الرمادية على عدس الماء، بدلاً من التركيز على مياه الصرف الصحي كما هو شائع في معظم الدراسات السابقة.

Download

Included in

Biology Commons

COinS