|
人人会养藻系列——十点养藻基础理论知识（养藻人必看） 时间：2018-05-29【原创】 养藻不难，养好藻则不易。 养藻则只需要有光，有碳（二氧化碳或碳酸氢盐等），有培养基，加上合理的条件（温度，PH，盐度等），则基本上可以将藻养起来，但未必保证效率及产率。要实现以最低的成本达到最高的微藻产率，则需要下一番功夫。
总结十点有关养藻的基础理论知识，分享给大家。 1.“过山车”式的生长曲线
微藻生长需要光，光不足则生长缓慢，光过多同样生长缓慢。针对某一种特定的藻种，一般有都最合适的光强范围，一般微藻的饱和光强在50~300μmol/m2/s（2700~16200lux）左右。 2.光在藻液中的衰减现象
微藻培养液中，随着藻液深度的增加，光强逐渐快速下降，主要是由藻细胞对光的吸收和散射所引起。光强下降的程度还于藻细胞密度有关，密度越高，则光衰减的越迅速。实际上，微藻密度达到0.5-1g/L时，能透入到藻液层的深度也就1-5cm左右，也就是说藻液层在10~30cm甚至更大时，大部分区域的藻细胞是得不到光照的。 3.微藻的闪光效应
闪光效应说的是如果藻细胞在跑道池底层照不到光的区域和上层光照好的区域来回运动的频率足够快的话（50~100Hz左右），那么藻细胞的生长情况与在连续光照条件下的生长效果是一样的。因此，加强池子和光反应器中的混合对促进微藻的生长具有一定的作用。当然，实际情况是光反应器内藻细胞的频率一般仅几个Hz左右，因此混合所能起到的促生长作用也是非常有限的。 4.微藻光驯化现象
一般你会发现养藻过程中，藻液颜色从淡绿或黄绿色到深绿色，然后后期会达到黑绿色，除了藻密度越来越高外，藻细胞色素的增加也是重要的因素。光驯化（光适应，Photoacclimation）说的就是这样一个现象。为了充分合理利用光，藻细胞会调整自身的色素含量及组成，实现光合效率最大化。在低光照下，藻细胞的色素含量会增加以充分吸收光照，在高光照下，藻细胞的色素含量会减少，以降低最光的吸收，起到对光合系统的保护作用，减少光抑制和破坏光合系统。 5.“光稀释”理论
光稀释理论说的是如何将户外达10多万lux的高光强的阳光变成几千或几万lux强度的适合微藻生长的光。一般而言，通过改变光反应器的放置形式，方向，间距及形状，通过光的散射，反射及遮挡降低高强度的阳光。 6.薄层和厚层养藻
对于微藻培养反应器或池子的藻液深度多少合适这个问题，其实没有一个标准的答案。理论上而言，对于体积与藻液深度成正比的反应器，无论多少藻液深度，微藻产量是相同的（见上图），如跑道池、圆池、玻璃缸、圆桶等。藻液层薄，藻液受光好，藻细胞生长速率快，藻细胞浓度高，但体积少，藻细胞总量有限；藻液层厚，藻也受光差，藻细胞生长速率慢，藻细胞浓度低，但体积量大，藻细胞总量也并不定少，理论表明这两种条件的总量是一样的。如何是这样的话，那为什么不把目前大池30-40cm的夜晚降低到10cm或者更低，主要是藻液层太浅不容易流动造成混合下降，同时太浅不容易控制温度，造成温度过高。对于饵料微藻培养系统，最求的是藻细胞总量而并非高密度，如柱状袋式系统，大直径厚液层也是非常可取的。因为体积与藻液层平方成正比的容器内（如柱式系统）在一定范围内直径越大，藻细胞总量越高。
7.不对称的温度曲线
所谓不对称，指的是在微藻最适温度的两侧，朝低温和朝高温两个方向的温度对微藻生长的影响是不对称的。朝低温方向走，微藻生长速率缓慢下降，但朝高温方向走，微藻的生长速率急速下降，超过最大温度Tmax，藻细胞被“煮”死。但在低温条件下藻细胞虽然生长速率慢，但不至于致死。因此，保险起见，一般都需要控制在最适温度之下。 8.温度和光强耦合效应
温度和光强，这两个是微藻养殖最关键的因素。低温下，无论光多少，微藻基本不长。同时温度越低，藻细胞的抑制光强也越低，因此在低温条件下，高光强其实非常不可取，直接会造成藻细胞光“漂白”。 9.藻细胞内“营养库”
微藻有“囤货”的爱好（未雨绸缪啊），它会将所需要的营养物，氮源（硝酸盐、尿素等），磷源（磷酸盐），碳源（二氧化碳，碳酸氢盐）先吸收到藻细胞内囤积起来，然后再逐渐利用。所有培养液中检测不到氮源，并不是表示被藻细胞完全利用了，而是被它吸收藏起来了而已。 10.溶解氧抑制现象
一般溶氧抑制现象不会在开放式养殖系统中出现，主要出现在管式光生物反应器中，微藻光合作用产生的氧气无法及时释放，造成培养液中溶解氧饱和度到数百，抑制藻细胞光合作用的开展，可产生氧自由基破坏细胞正常的代谢，生长速率下降。 有人可能会说，理论知识没什么有，还不如实际的操作技术、方法，技巧和经验更加有用或更有意义，而我以为如果把养藻比作练武，基础理论犹如武侠小说中武功的“心法”，练的是“内功”，而操作技术和方法更像是武功的具体“招式”，练的是“外功”，内外都得修，所谓内外兼修，实际上就是理论和实践的结合。 离开理论搞实践，犹如盲人摸象，各说各理 离开实践谈理论，犹如纸上谈兵，华而不实。 所以一定要理论结合实践，知行合一，才能获得成功，然而实际上，知不易，行不易，知行合一更不易？ |
|
|
