藻类溶解性胞外产物产生特性研究

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藻类生物质能源被誉为最具前景的化石能源替代品之一。但规模化培养藻类获取原料的过程中需消耗大量水资源,将进一步加重水资源危机。实现藻类培养水的循环使用,为解决上述问题提供了可能。而存留在培养水中的藻类溶解性胞外产物(SolubleAlgalProducts, SAP),对藻细胞生长的影响尚不确定,可能成为培养水循环使用的最大障碍。本研究选取了两株典型的高价值藻种:栅藻LX1(Scenedesmus sp.LX1)和雨生红球藻(Haematococcus pluvislis),对比研究两株藻SAP产生特性随藻细胞生长的变化关系,SAP对生长特性的影响,以及培养条件对SAP产生和藻细胞生长的影响。相同培养条件下,栅藻LX1与雨生红球藻具有相同的生长增殖潜力。SAP的产生量、产生时期及产生速率具有明显的种间差异。藻类培养进入稳定期初期时,藻密度已趋于稳定,而SAP仍随培养时间增加迅速,可考虑此时收获藻细胞。栅藻LX1的SAP对自身生长整体表现为抑制作用,且随SAP投加浓度的增加,抑制作用增强。雨生红球藻SAP对自身生长有明显的抑制作用,且不随初始投加浓度的变化而变化。进一步考查培养条件对栅藻LX1生长特征、SAP产生特性的影响。温度对栅藻LX1生长影响并不显著,高温条件下SAP产生总量减少。栅藻LX1生长量随光照强度的增加而增大,以4000lx为增长阀值。SAP产生总量随光强的增加而减少。碱性培养基促进栅藻LX1生长。极端pH值条件下,SAP产生总量增加。接种浓度对栅藻LX1的生长、SAP产生总量均无影响。初始磷浓度1.5mg·L-1时,随初始氮浓度增加,可承载生物量及SAP产生总量均增加。初始氮浓度高于30mg·L-1时,SAP产生受抑制。固定初始氮浓度15mg·L-1,生物量随初始磷浓度的增加先增大后减小(初始磷浓度1.5mg·L-1为分界点)。极端低磷和高磷条件下,栅藻LX1单位藻细胞SAP产生量高,且抑制藻对氮的吸收。在高营养浓度条件下,栅藻LX1生物量和SAP的产生量均增加,对氮磷的吸收速率也高于低营养浓度条件。
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