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文档简介

1、生物能源工作计划(2008.07- )责任人:吴尧责任小组:吴尧,毕宗文,童洋Grant N G, Hommersand M H. the respiratory chain of chlorella prototheccoides. 1. inhibitor responscs and cytochrome components. Plant physiol. 1974,54:50-56Vicente G, Martinez M, Aracil J. Integrated biodiesel production: a comparison of different homogeneous

2、catalysts systems. Bioresort. Technol. 2004,92:297-305海藻作为生物能源具有相當潛力。特定的微藻,例如金藻類的矽藻(diatom),真眼點藻類的海洋擬綠球藻(Nannochloropsis spp.)等具有高含量(40-50%)的高度不飽合脂肪酸(PUFAs)。此外,在微細綠藻中,例如杜氏鹽藻(Dunaliella salina)含有由40個碳鏈構成的類葫蘿蔔素,及佔有機成份達50%的油類。令人振奮的是,一種綠藻,叢粒藻(Botryococcus braunii)含有C30-C40長直鏈之碳氫化物,也就是油脂,其可裂解成為石油。微藻:生物能源

3、的新来源 对于生物质能源的原料,人们的目光一直集中在传统的陈化粮、木质素、动物油脂等领域,而对于开发前景同样广阔、属水生植物的藻类却认识不足。事实上,作为一种重要的可再生资源,藻类具有分布广泛、生物量大、光合作用效率高、环境适应能力强、生长周期短、产量高等突出特点,藻类尤其是微型藻类的进一步开发利用,将提供新的资源来源。微藻作为能源原料的潜力巨大,其细胞中含独特的初级或次级代谢产物,化学成分复杂,太阳能转化效率可达到3.5%,是生产药品、精细化学品和新型燃料的潜在资源。从微藻中得到的脂肪酸可转化成脂肪酸甲酯,即生物柴油;在沸石催化剂的作用下,微藻通过热化学转化可生产出汽油型燃料;生长在海水中的

4、绿藻,能积累大量游离的甘油以平衡环境中的盐浓度,其甘油的含量可占自身干重的85%。目前科研人员已逐步认识到,微藻作为生物能源,具有多方面的开发价值:繁殖快且所需养分不多,主要是阳光、水和CO2,不会与农牧业争地;相对于其他植物,藻类含有较高的脂类、可溶性多糖等,可以用来生产生物柴油或乙醇,还可望成为生产氢气的一条新途径;同木质纤维素材料相比,藻类的光合作用效率比树木高;易被粉碎和干燥,预处理成本较低;热解所得生物质燃油热值高,平均高达33MJ/kg,是木材或农作物秸秆的1.6倍;利用光合作用生长繁殖,捕获废气中的CO2,可起到保护环境的作用。基于其独特的优点,微藻可用于脱除烟气中的CO2,不过

5、目前尚无工业应用的报道。该领域的研究主要集中在三个方面:一是高效固定CO2的藻种筛选和培养,目前适宜的藻种是蓝藻和绿藻,特别是绿藻中的小球藻;二是微藻固定CO2机理探索,研究重点是了解无机碳的利用形式、CO2浓缩机理以及高浓度CO2对微藻生长的影响;三是微藻培养条件的研究,探索营养、光照、温度、pH值和通气条件等因素的优化,以满足微藻生长的需要,是降低微藻生产成本的有效途径。将微藻作为能源资源作物进行开发,主要是用于生产乙醇、生物柴油、燃料油或制氢等。抚顺石化研究院的专家认为,将生物量转化为生物质能的方法有很多种,每一种都有其自身的优缺点,主要是根据生物量的来源及特点、最终转化形式、环境保护需

6、求、经济效益等因素,进行转化方法的合理选择。在这一领域,美国已开发出利用一种自由漂浮的单细胞微藻替代糖来发酵生产乙醇的专利,目前还没有工业应用;日本两家公司联合开发出利用微藻将CO2转换成燃料乙醇的新技术,计划在2010年研制出有关设备;采用催化热解技术,已可以将微藻转化成高芳烃含量、高辛烷值的燃料油,新兴的液化法热解技术更是有效地降低了该过程的成本。此外,培养微藻制氢的商业化前景看好,但要使阳光转化为氢气的效率达10%才有经济性,目前仅为0.1%,还有一系列技术问题需要解决。藻类的用途很多,在我国主要作为保健食品和药用。事实上,利用藻类生产燃料的研究,无论从环保还是能源角度,都具有重要的意义

7、。2007湖区域蓝藻的大面积爆发,使人们开始思考蓝藻的治理和利用问题,而将藻类转化成燃料油或许是太湖蓝藻变害为宝的良方,但要使其成为经济可行的能源生产方式,还有很多问题要解决。譬如,藻细胞的收获、藻细胞中水分的脱除、灰分的降低、目标产物的分离等。对于微藻开发利用的研究,主要应该关注细胞内外的含水率、脂类和蛋白质含量、纤维素与木质素含量比率等,以便研究下一步的目标产品。据了解,抚顺石化研究院已经开展了微藻利用的探索,对能够利用CO2并富集油脂的藻类进行筛选和培养,掌握了葡萄藻、小球藻、小环藻等典型藻种的培养条件和生长特性。今后,还将在藻种改良、光反应器,以及油脂、糖类、纤维素等目标产物分离方面进

8、行深入研究。找了些海藻的工业利用资料,可惜没有能源方面较详细的介绍,网友有相关资料的,希望能多提供各種海藻膠之工業利用:藻膠種類原藻用 途褐藻膠(Alginate)巨藻屬(crocystis)海帶屬(Laminaria)馬尾藻屬(Sargassum)囊葉藻屬(Ascophyllum)食品工業(冰淇淋、奶品、果汁、果醬、沙拉醬、食品罐頭之穩定劑)、化妝品工業(乳液、牙膏、肥皂、洗髮精)、醫藥工業(藥丸打粒、膏基、手術用縫線、敷料、代用血漿、假牙模型、止血劑、消化道造影劑添加、體內重金屬吸收抑制劑等)、紡織品(彎曲成形或硬挺)、人造纖維原料、釀酒之澄清劑、污水淨化劑、硬水軟化劑、化學成分之分離劑、

9、鹼類之精製、油漆及塑膠工業之乳化劑、結合劑、安定劑、潤滑劑及填充劑等洋菜(Agar)石花菜屬(Gelidium)翼枝菜屬(Pterocladiella)龍鬚菜屬(Gracilaria)微生物培養基、食品工業(果凍、果醬、澱粉代用品、食品罐頭之穩定劑、凝膠劑)、紡織工業、造紙、釀酒之澄清劑、超微切片輔助劑、分析研究(電泳)、醫藥(胃腸不適、膠囊製作等)角叉藻聚醣(Carrageenan)角叉藻屬(Chondrus)杉藻屬(Gigartina)麒麟菜屬(Eucheuma)沙菜屬(Hypnea)食品工業(果凍、果醬、沙拉醬、食品罐頭之穩定劑、凝膠劑)、化妝品、醫藥工業(藥丸打粒、膏基、膠囊、胃腸不適

10、等)、油漆等帚叉藻聚醣(Furcellaran)帚叉藻屬(Furcellaria)製酪業布糊(Funoran)海蘿屬(Gloeopeltis)造紙業、紡織工業紫菜聚醣(Porphyran)紫菜屬(Porphyra)粘劑三、扁藻培养种类有亚心形扁藻和青岛大扁藻,分类上属于绿藻门、绿藻纲、团藻目、衣藻科。(二)形态特征藻体广卵形,背腹扁压,前端较宽阔,中间有一浅的凹陷,鞭毛4条由凹处生出,长度约为体四分之三,扁藻靠鞭毛能在水中迅速游动。藻体细胞外是一层比较薄的纤维质细胞壁;细胞内有一大型、杯状、绿色的色素体及一向上开口地杯状蛋白核。在蛋的核附近或近侧腹面处有一红色眼点(图1-4)。青岛大扁藻体长约

11、20-24微米,宽12-15微米,厚7-10微米;亚心形扁藻体长约11-14微米,宽7-9微米,厚3.5-5微米。(四)繁殖方式主要以产生动孢子的方式无性繁殖。繁殖前藻体首先休止,鞭毛消失,原生质纵裂为二,形成首尾交错的待放子体。放散前,4条鞭毛出现,子体在母壁内不断急剧摆动和冲击,最后冲出母壁放散出来,迅速而活跃地游动。当环境条件适宜时,一天能繁殖一次。有性生殖尚未在扁藻中发现过。环境不良时,通常形成休眠孢子。(五)生态条件1.温度。亚心形扁藻对温度的适应范围很广,温度在7-30范围内均能生长、繁殖,最适温度在20-28之间,对低温的适应性较强,而对高温的耐力较差,温度上升到33以上,生长,

12、生长、繁殖会受到明显抑制,35时即大量死亡。2.光照。能适应的光照强度为1000-20000米烛光,最适光照强度5000-10000米烛光。扁藻对光照非常敏感,弱光条件下,表现为趋光性;强光条件下,表现为背光性;在强光高温的综合影响下,会很快沉底。扁藻在夜晚有沉底现象。3.盐度。亚心形扁藻对盐度适应较广,在盐度8-80的海水中均能生长繁殖,最适盐度范围在30-40.4.酸碱度。一般在PH6-9范围内均能生长、繁殖,最适范围在PH7.5-8.5之间。四、栅列藻五、栅列藻种类繁多,用来培养的种类为斜生栅列藻等,分类上属于绿藻门、绿藻纲、绿球藻目。(一)形态特征通常由2、4、8个纺锤形细胞交互排列形

13、成扁形群体,细胞长20-21微米,宽3-9微米。细胞壁平滑,群体两端的细胞角部或外侧无长的棘刺。幼年细胞内各有一个纵走向而边缘位的色素休,其不中有一个造粉核;较老的细胞中,色素体充满整个内。细胞核一个(图1-6)。正常生活的藻体呈鲜绿色。(二)繁殖方式仅以列性似亲孢子的形式进行繁殖。似亲孢子释放前,先在母孢子壁内排列成与母定形群体形态相似的子群体。(三)生态条件栅列藻是一种适应性很强的藻类,能在5-40的水温条件下生长繁殖,最适水温25-32.光照的适应范围较广,最适光照强度为5000-10000米烛光。培养种类多为淡水种类,但经过驯化,能在20以下的盐度条件中生长繁殖。六、叉鞭金藻常见培养种

14、为湛江叉鞭金藻、分类上属于金藻门、金鞭藻目、等鞭藻科。(一)形态特征为单细胞运动个体;球形或近卵形,直径5-7微米,无细胞壁,具有条等长的鞭毛,鞭毛与细胞等长或略长于细胞,细胞内具有一个大的、周生的、叶状的黄褐色色素体,有1-3个液泡和1-2个白糖素颗粒。正常体色为金黄褐色。(二)繁殖方法为无性的纵分裂繁殖,营养细胞经纵分裂形成两个子细胞。环境条件不良进,能形成胶群相。(三)生态条件1.温度。水温9-33.5条件下均能生长繁殖,但15以下或30以上时生长繁殖缓慢,最适温度为18-28.2.光照。3000-8000米烛光为培养的适宜光照强度,不宜强直射光照射。3.盐度。5-50的盐度下均有生长繁

15、殖,最送盐度为18-30.湛江叉鞭金藻对高盐度的适应比对低盐度的适应能力更强。七、等鞭金藻常见种类有球等鞭金藻和大溪金藻,分类上属于金藻门、金藻纲、金鞭藻目、等鞭金藻科。(一)形态特征为单细胞运动个体,形态多变,多少呈椭圆形,细胞长5-6微米,宽2-4微米,厚2.5-3微米,无细胞壁,具两条等长的鞭毛,其长度为体长的1-2倍。细胞内有两个大而侧生的色素体,有一小而暗红的眼点,一般位于中央位置。同化产物为油和的白糖素,白糖素位于细胞后端,常随细胞年龄的增大而增大,细胞核一个,位于细胞近中央年(图1-8)。藻体颜色为金黄褐色。(二)繁殖方式以无性生殖为主,也有有性生殖,无性生殖以细胞纵裂进行繁殖,

16、也能产生一种特殊的内生孢子。环境不良时能形成胶群相,这是一种有性的同配结合方式。(三)生态条件1.温度。最适温度为20-25,适温之外,对低温的适应较对高温的适应能力更强一些,一般水温超过30就不再生长繁殖。2.光照。最适光照强度为1500-3000米烛光。一般室内培养利用窗口漫射光能获得良好的效果。3.酸碱度。适宜的PH值为8左右。当PH值升至8.7以上时,生长繁殖受到抑制。4.盐度。球等鞭金藻能适应的盐度范围在10-40之间,闻适盐度为25-30.八、菱形藻常见培养种类有海产的新月菱形藻(小硅藻),淡水产的泉生菱形藻和谷皮菱形藻,分类上属于硅藻门、羽纹纲、管壳缝目、菱形藻科。(一)形态特征

17、为单细胞浮游硅藻,具硅质细胞壁,由上、下两壳套合而成。细胞壁上下壳面上具有横向排列的线纹,一侧具有管壳缝通向体外的成排小孔龙骨点。细胞中央有一细胞核,色素体二片,位于细胞核的两侧。藻体颜色为黄褐色。3种常见硅藻的形态区别特征如表5和图1-9、10、11所示。表5三种硅藻的形态特征区别(二)繁殖方式细胞行纵分裂繁殖。繁殖时,细胞内原生质一分为二,细胞壁上下壳分开后,分别由它分裂的原生质分泌形成一个新的下壳。其他繁殖方式较少见。(三)生态条件1.温度。新月菱形藻适温范围为5-28,最温度为15-20,当水温达到28以上时,藻体大量下沉、结块,最后变白而死。2.光照。新月菱形藻最适光照强度为3000

18、-8000米烛光,培养时忌直射光照射,特别在中午和高温的综合影响下,藻体很快下沉且受害细胞难经恢复正常。3.酸碱度。新月菱形藻对PH的适应范围较广,在PH值7-10和条件下,均能生长繁殖,最适PH值范围为7.5-8.5。4.盐度。新月菱形藻在盐度10-60范围内均能生活,最适盐度为20-30,泉生菱形藻和谷皮菱形藻为淡水普生性种类,对盐度比较敏感。九、褐指藻三角褐指藻是褐指藻属唯一的一个种,分类上属于硅藻门、羽纹纲、褐指藻目、褐指藻科。(一)形态特征三角褐指藻有三出放射型、梭型和卵型三种不同的形态,在正常培养条件下,细胞形态为三出放射型,各个“臂”长为6-8微米,细胞长度(两臂端间垂直距离)为

19、10-18微米。细胞内部有1-3片黄褐色色素体,细胞核1个,位于细胞中间(图1-12)。三出放射型和梭型细胞的壁没有硅质,而卵型细胞有一个硅质的壳面。(二)繁殖方式一般通过细胞分裂繁殖,即平均裂为两个形态各自相同的子细胞。其他繁殖方式有待进一步确定。(三)生态条件1.温度。三角褐指藻系低温藻类,适温范围为5-25,最适温度为10-15.对低温的适应能力较强,即使在0条件下仍有少量繁殖;超过25,停止生长,藻体下沉,凝聚,结块,最终变白而大量死亡。2.光照。一般光照适应范围为1000-8000米烛光,最适光照强度为3000-5000米烛光。培养时,切忌阳光直投射。3.盐度。对盐度的适应范围较广,

20、在9-92盐度范围内均能生活,最适盐度为10-30。也有的品系经驯化,能在淡水中正常地生长繁殖。4.酸碱度。PH值7-10的条件下,均能生长繁殖,最适PH范围为7.5-8.5。第二节一般培养方法一、培养前的准备工作(一)仪器设备藻类培养中需配备的常规仪器设备有:1检查计数用的显微镜、血球计数板、载玻片、盖玻片、吸管、摄子和纱布等。2冲气或搅拌用的各种规格无油空气压缩机及其与之相匹配的气管、散气石。开放式不通气培养时,每池应配有一个固定专用的搅拌板。3消毒加热用的电炉、炉灶、锅、烧杯、烘箱等。4水过滤装置。藻类大量培养用水须先行过滤,过滤有网滤和砂滤两种。网滤袋应由200目以上尼龙筛绢制成;砂滤

21、则在砂滤缸或砂滤池进行(图2),目的使水通过一定厚度的细砂隔除敌害生物。(二)容器及培养池1容器。藻种分离、保藏及藻种培养等小型培养用的三角烧瓶,常用容量有100毫升、500毫升、1000毫升、3000毫升和5000毫升等。中继培养用的大型细口瓶、玻璃水簇箱、尼龙袋等,容量1万至几万毫升不等。2培养池。藻类培养分封闭式培养和开放式培养,我国目前主要以后者为主。开放式大量培养藻类应建有一定数量的培养池。池子为砖、石结构,水泥批挡而成。池子大小可根据需要而定,小的2-3平方米,大的可达30平方米,池的深度以50厘米左右为宜,建池时应注意下列几点:(1)培养池池面应低于沙滤池或消毒池50厘米,高于育

22、苗池50厘米,以保证进出水水流有一定的落差。(2)培养池四周应开阔通风,以利于夏天降温;同时,应避免建在四周的尘土飞扬或其他较易污染的地方。(3)培养池池壁应高出地面50-80厘米,一方面使泥沙杂物不容易吹入池中,容易保持清洁,另一方面操作也比较方便。(三)培养液藻类的生长繁殖需要吸收各种营养元素,藻类培养液必须具备这些营养元素,而且在营养成分和数量上都应该符合培养藻类的需要。各种藻类对营养的需求有很大的共同点,所以一些培养液的西文,能应用于多种藻类的培养。然而,藻类种类的不同,对营养的要求也是有差别的,各有其特殊性,因而每一种藻类都有比较适合各自生长繁殖的培养液配方。1.培养液的成分及浓度(

23、1)氮(N)。氮是植物细胞蛋白质的主要组成物质,蛋白质是原生质的基本成分,因而氮是培养液中最主要的营养元素。培养液中的氮源主要有:硝酸钾(KNO3)、硝酸钠(NaNO3)、尿素(NH2CONH2)、硝酸铵(NH4NO3)、硫酸铵(NH4)2SO4)和发酵人尿等,其中以前二种常用。淡水单细胞藻类对氮的需要量一般比海水产单细胞藻类高,但淡水中有些固氮蓝藻(如螺旋鱼腥藻等)的培养液中也有不加氮源的。淡水绿藻对氮的需要量比其他藻类高。常用量以氮元素量计算:低量是5-20毫克/升;中量是20-40毫克/升;高量是100毫克/升或更高。以最常用的含氮化合物硝酸钠或硝酸钾的分子量计算:低量为30-60毫克/

24、升;中量为100-200毫克/升(最常用);高量为400-500毫克/升。(2)磷(P)。磷不仅是构成核蛋白质所不可缺少的元素,也是参与细胞分裂的有关物质,磷对植物的生命活动具有极其重要的意义。培养液中磷的来源,主要有磷酸二氢钾(KH2PO4)、磷酸氢二钾(K2HPO4)、磷酸二氢钠(NaH2PO4)、磷酸氢二钠(Na2HPO4)。磷的常用量以量计算:低量为0.5-2毫克/升;中量为2-4毫克/升;高量为4毫克/升以上。以常用的含磷化合物磷酸氢二钾的分子时计算:低量为2-5毫克/升;中量是10-30毫克/升(最常用);高量可达200毫克/升。(3)钾(K)。钾与原生质的生命活动有密切关系,它能

25、使细胞胶体保持一定程度的膨胀;钾在光合作用中也占有极其重要的地位,因而钾是藻类培养液中不可缺少的元素。一般情况下,由于培养液中氮、磷元素的加入(硝酸钾、磷酸二氢钾),附带加入了钾元素,可不必再单独添加钾元素,天然海水中的钾元素含量较大(380毫克/升左右),一般是足够的。(4)铁(Fe)。铁对于叶绿素的形成具有促进作用,铁也是构成许多氧化酶所必需的,是植物正常生长发育所必需的重要元素。培养液中的铁源,常用的有三氯化铁(FeCL3)、硫酸亚铁(FeSO4)和柠檬酸铁(FeC6H5O7)。藻类对铁的需要量不大,以常用的含铁化合物三氯化铁的分子量计算,常用量为0.2-0.3毫克/升;以有机铁柠檬酸铁

26、的分子量计算,常用量为0.1-0.5毫克/升。(5)硅(Si)。硅在硅藻中含量很大,可以看作是辅助性的必要元素。在硅藻培养液中一般都加硅元素,常用的是硅酸钠(Na2SiO3),其一般用量为10-50毫克/升。此外,藻类培养液常用的重要元素和微量元素还有镁(MgSO4,MgCl2)、硫(NH4)SO4,MnSO4)、钙(CaCl2)、锰(MnSO4)、锌(ZnCl2)、铜(Cuso4)等十余种。培养液中的微量元素可以分开单项一一加入,也可以先集中配成微量元素溶液,然后按一定量加进培养液中。土壤抽出液一般含有藻类植物生长、繁殖所需要的各种微量元素和有机物质,所以培养液中加入土壤抽出液是解决微量元素

27、供给的有效办法。藻类培养液中营养元素浓度的高低,直接影响接种后藻类的生长情况。一般情况下,营养元素浓度偏低些,接种后的早期,藻类生长繁殖较好,但持续时间不长,往往在培养四五天后生长速度减慢并很快停止,这显然是受到营养的限制。相反,培养液营养元素浓度偏高时,由于藻类细胞由老培养液到新培养液中营养浓度差别过大的缘故,接种后的早期澡类生长受到一定的抑制,但持续时间长,最后获得的藻类细胞多。因此,在培养液中采取多施肥的办法比较理想。培养液营养元素的浓度略偏低一些,接种后培养2-3天,追肥一次,再培养2-3天,追肥一次,直到完成一个培养周期。环境条件不同,培养液营养元素的浓度也应相应调整。夏天温度高,光

28、照强的条件下,营养浓度应稍高些;相反,冬天或阴、雨天时浓度应低些。2.培养液的配方一般单细胞藻类的培养和生产有机质为目的的生产性培养都使用消毒后的天然海水或淡水配制培养液,由于天然水中含有藻类吸收和各种营养元素,所以配制培养液时只需要添加某些在培养液中可能引起缺少的营养元素即可,尤其是在规模生产中,往往只加入最主要的几种营养元素,也不要求采用纯度较高的化学剂。我国最早抽出培养新月菱形藻的配方,是以氮,磷铁三元素为主,加上土壤抽出液,这是最常用最基本的配方。其他更复杂的配方都是在此基础上再加上某些主要营养元素、微量元素和辅助生长有机物质等成分组成,各配方营养元素的数量根据培养对象的营养要求而增减

29、。以下列出一些常用的培养液配方。(1)“浙水3号”培养液硝酸钾100毫克EDTA二钠盐20毫克磷酸二氢钾10毫克维生素B16毫克7水硫酸亚铁2.5毫克维生素B120.05毫克硫酸锰0.25毫克海水1000毫升主要适用于新月菱形藻、三角褐指藻、角毛藻、叉鞭金藻和球等鞭金藻等常见海水种类。(2)常用海产绿藻培养液5硝酸钠溶液4毫升1尿素溶液2毫升1磷酸氢二钾溶液2毫升海水1000毫升1氯化高铁溶液1亳升(3)“海洋3号”扁藻培养液硝酸钠100毫克柠檬酸钠20毫克磷酸氢二钾10毫克海水1000毫升1硫酸铁溶液10滴(4)“水生6号”培养液尿素140毫飙氯化钾33毫克磷酸33毫克1硫酸亚铁溶液0.2毫

30、升硫酸镁100毫克土壤浸出液0.5毫升碳酸氢钠60-100豪克自来水或蒸馏水1000毫升适于淡水单细胞绿藻的培养。(5)“水生硅一号”培养液硝酸铵120毫克氯化钠10毫克硫酸镁70毫克柠檬酸铁5毫克磷酸氢二钾40毫克硫酸锰2毫克磷酸二氢钾80毫克土壤浸出液2毫克氯化钙10毫克水(蒸馏水)1000毫升适于淡水硅藻的培养。(6)CFTRI培养液碳酸氢钠450毫克硫酸镁20毫克磷酸氢二钾50毫克氯化钙4毫克硝酸钠150毫克硫酸亚铁1毫克硫酸钾100毫克水1000毫升氯化钠100毫克适于螺旋藻等蓝藻的培养。上述培养液配方相对复杂,一般适用于藻类保种和中继培养等小型培养,生产性培养可进一步简化配方,下面

31、例举生产中常用的几种配方。(1)海洋硅藻培养液硝酸钠100毫克海水1000毫升磷酸氢二钠20毫克(2)淡水硅藻培养液硝酸铵60毫克柠檬酸铁1毫克磷酸氢二钾6毫克水1000毫升(3)海产绿藻培养液人尿3-5毫升海水1000毫升海泥抽出液20-30毫升此配方也适合于本角褐指藻、新月菱形藻的生产性培养。(4)淡水绿藻培养液尿素30-50毫克硫酸铵10毫克过磷酸钙30毫克水1000毫升(5)金藻培养液硝酸钠75毫克人尿1.5毫升磷酸二氢钠5毫克海水1000毫升海泥抽出液20-60毫升(6)螺旋藻培养液碳酸氢钠400毫克尿素100毫克过磷酸盐50毫克水1000毫升(7)鱼腥藻培养液磷肥100毫克塘泥10

32、0000毫克生石灰100毫克水1000毫升牛粪1000毫克3.培养液的配制培养液根据配方配制,为了减少第次称量的麻烦,因体的营养元素一般先配成母液,使用时,只要吸取一定的量加入培养用水中即成。母液的浓度通常比正常营养盐浓度高出1000倍,因此,使用时只需在每升水中加入1毫升母液即可。在浓营养盐溶液中,生物因不能忍受而死亡,因而母液一般不太容易被原生动物污染。如果配制母液的水是采取常压加热消毒的,应在消毒后再加入营养物质,因为营养物质和水一起加热消毒时,常发生沉淀。各种(组)营养物质可以单独消毒。营养元素的加入,应该有一定的顺序,如先加氮,再加磷,后加铁等,每加入一种营养物质,搅拌均匀后,再加第

33、二种。4.土壤浸出液和海泥抽出液的制作。(1)土壤浸出液。土壤浸出液制作简单,方法较多。一般取1公斤土壤加纯水1000毫升后煮沸60分钟,在暗处放置两天进行过滤,以滤出液600毫升加纯水400毫升使用。也可以在1公斤土壤、1000毫升纯水中加2-3克氢氧化钠,煮沸120分钟,冷却后,过滤,滤出液可直接使用。(2)海泥抽出液。取海滩上砂质较少,有机质较多而又不是过分淤黑的上层浮泥,清除其中杂物,加2倍(容积比)海水,充分搅拌均匀,煮沸20-30分钟,边煮边搅拌,煮后静置24小时,吸取上清液使用。海泥抽出液吸出后,除当天使用外,可以半装入大烧瓶中再煮沸1-2次后长时间保存,使用时再行煮沸消毒。(四

34、)藻种1.藻种的分离。单细胞藻类的培养首先需要藻种。由于藻类细胞个体间的性状差异程度相当明显,适应环境的可塑性也很大,因此,出于特种水产动物育苗和养殖中某种营养需要,或者由于季节的限制,我们必须选择适于生产需要的藻种。藻种可以向水产院校和形容机构等种单位购买,也可以从天然水域的生物群中进行分离和纯化。购买藻种,简单省事,一般在大量培养前20天左右购买即可,但必须注意所购藻种的品质和纯度。在购买时,务必认真检查敌害生物的有无。分离藻种,需要一定的技术和设备,分离人员必须经过一定时间的训练。但是,一个生产单位,如果具备了藻种分离的技术和藻种保存和条件,生产上就有较大的主动必性。(1)采样。分离藻种

35、,首先要采集生长有需要分离藻类的水样。淡水藻类,可以直接发生“水华”的水样;海水种类,可以在海岸上存留下来的小水洼中捞取,因为这些小水洼中往往与淡水发生的“不华”一样,生长有适于静水培养的藻类,且种类单纯,容易分离。水样采回后,进行显微镜检查,如果发现有需要分离的藻类,而这种藻类在水样中数量较多时,可立即进行分离;若数量很少,分离困难时,最好先进行预培养,侍数量增多后,再行分离。(2)分离。单细胞藻类单种的分离方法,常用的有微吸管分离法、水滴分离法、稀释分离法和平板分离法等。这里介绍其中一种简单实用的分离方法水滴分离法。应用此法分离时先将藻液稀释到一定程度(每1小滴藻液仅见0-3个藻细胞),用

36、微吸管吸取藻液,滴到消毒过的载玻片,水滴尽可能小些,要求在低倍显微镜的视野中能看到水滴的全部或大部分,一块载玻片上滴2-4滴藻液,水滴作直线排列,互相间隔一定距离。在显微镜下检查每一水滴,无其他生物混杂,即用吸管吸取培养液,把这滴水冲入半装有培养液并经过灭菌处理的小容器中(试管或小三角烧瓶),如分离成功,培养一个月左右,即有藻色出现。水滴分离法比较适宜于分离在液中占优势的种类,生产单位可用此法分离受轻度污染的藻种。2.藻种的培养。用上述方法分离出来的藻类,需放在适宜的光照条件下培养,在不是人工控制光照强度的情况下,一般将藻液放在靠南或靠北的窗口附近,切忌太阳光直射。培养中,每天轻轻摇动1-2次

37、,待藻类繁殖到一定浓度后,镜检藻种的纯度,如无其他生物混杂,才算达到了单种培养的目的。获得单种培养后,一方面扩大培养,供生产使用;另一方面把藻种作较长时间的保藏,需要时随时取出使用。藻种培养要求十分严格,谨防敌害生物污染。培养容器可用各种不规格的三角烧瓶。培养容器和使用工具经煮沸或化学药品消毒后,煮沸过的淡水冲洗干净。培养液用加热灭菌法消毒,接种后用消毒纸包扎瓶口,放在合适的光照条件下培养,每天轻摇2次,大约半个月左右进行一次移养,逐渐扩大那些生长快、繁殖快、适应性强的藻种数量。藻种培养中必须定期和显微镜检查藻液,确保不受敌害生物污染,一旦发生污染,应果断弃去,消除隐患。3.藻种的保藏。分离后

38、的藻种,或者经过使用认为性状优秀的品系,应该设法把它保藏好,以便来年再用。藻种的保藏方法,通常有二种。一种是液体培养保藏,另一种为固体培养保藏。无论何种方法在,营养盐浓度必须比正常配方高1-2倍,保藏应在弱交下进行,以利于营养物质缓慢消耗。液体培养保藏比较得意易行,适于生产单位应用。将生长繁殖正常,无任何污染的藻液,接种到盛有培养液的小三角浇瓶中,放置于弱光下。如果低温保藏(5左右),应待繁殖达到较高密度时,再放入冰箱中,并每天使之有几个小时的弱光照射。如果常温保藏,应注意高温种(低温种)对低温(高温)的耐受能力,必要时应放置于恒温培养箱中保藏。液体保藏相对时间较短,一般经半年保藏应进行移养。

39、二、单细胞藻类的培养(一)容器和工具的消毒所有直接或间接接触藻液或培养液的容器和工具使用前都必须严格消毒,常用的消毒方法分加热消毒和化学药品消毒二类。1.加热消毒法。加热消毒法是利用高温杀死微生物的方法。不能耐高温的容器和工具,如塑料和橡胶制品等不能用此法消毒。(1)直接灼烧消毒。镊子、试管口、瓶口等可以直接在酒精灯火焰上短灼烧;载玻片、小刀等则最好先蘸酒精,然后在酒精灯火焰上点燃,等器具上的酒精烧光,也就完成了消毒操作。(2)煮沸消毒。把容器和工具放入锅中,加水煮沸20分钟。大型三角烧瓶消毒,可在瓶口上放一只玻璃漏斗,在瓶中加少量淡水,再在漏斗上放一盖子,加热煮沸5-10分钟,这样可使整个烧

40、瓶内壁接触瓶内本身蒸气,达到充分消毒的目的。消毒完毕可用消毒纸或纱布蒙上备用。(3)烘箱干燥消毒。将玻璃容器、金属工具等洗涤清洁,待干燥后放入烘条中,关闭箱门,打开通气孔,接通电源,加热。当温度上升到120时关闭通气孔,停止加热,待烘箱内温度降至60以后,再开门取物。有棉塞和包扎纸一起消毒时,温度不得超过180,否则棉塞和纸会被烘焦。2.化学药品消毒法。规模生产中,大型容器、工具及培养池等一般用化学药品消毒,常用化学药品有漂白粉、酒精和高锰酸钾等。(1)漂白粉(CaOCl2)。漂白粉为白色粉未状物质。在空气中因受到二氧化碳的作用,逐渐放出次氯酸,而有强烈的刺激性气味,工业用漂白粉一般含25-3

41、5的有效氯。消毒时按万分之一到三的含量配成水溶液,把容器和工具在溶液中浸泡半小时,再用消毒过的水冲洗3-4次即成。培养池消毒,可将漂白粉配成浆糊状的高浓度溶液,遍洒池壁,半小时后用消毒水冲洗干净。因漂白粉有氯臭味,培养池消毒后需要停放几小时才能进水接种藻类(一般下午或晚上消毒,第二天早上使用)。(2)酒精(C2H5OH)。酒精即乙醇,70的酒精杀菌力最强,常用于中、小型容器和工具的消毒。方法是用纱蘸酒精在容器和工具的表面涂抺,涂抺时应注意将容器和工具的表面全部涂抺到,不能遗漏,涂抺后5分钟,用消毒水冲洗2次即成。(3)高锰酸钾(KmnO4)。高锰酸钾为紫色针状结晶,是一种强氧化剂。消毒时按百万

42、分之十左右的比例配成高锰酸钾溶液,把洗涤清洁的容器和工具放在溶液中浸泡5分钟,取出后消毒水冲洗2-3次即成。也子消毒时可用浓度较高的高锰酸钾溶液由池壁淋洒几遍,过20分钟后用消毒水冲洗干净。注意高锰酸钾浸泡的时间不能过长,如果超过1小时发上,在容器、工具和池壁上常有棕褐色沉淀附着,很难洗去。高锰酸钾溶液一般要求当天配制当天使用。(二)培养液的配备单细胞藻类的培养液是在消毒海、淡水中加入营养磠而成。1.培养用水的处理。为防治敌害生物污染,培养用水应经过沉淀、过滤及消毒等多项处理。(1)沉淀。外界纳入的天然水一般都比较混浊,应经过24小时以上的沉淀,以澄清培养用水。(2)过滤。沉淀后的水中尚有大量

43、水生生物和杂质,一般经沙滤池沙滤后可基本去除原生动物和细菌除外的其他生物。没有沙滤装置的单位,也可用多层200目以上筛绢夹一脱脂棉薄层制成网滤袋进行过滤。(3)消毒。经沉淀、过滤后的水尚有大量对藻类培养有害的原生动物和细菌,故必须引入消毒池进一步消毒处理。目前最常用的处理方法是漂白粉消毒。一般在第一天下午施漂白粉,使培养用水的有效氯浓度达15-20ppm,次日上午漂白粉臭味基本消失后,再施肥,接种藻类。为清除那些对漂白粉耐力高的原生动物,也可使用高浓度漂白粉进行消毒处理,一般在第一天下午施入漂白粉,使培养用水的有效氯浓度达100ppm,次日上午加入100ppm的硫代硫酸钠,使有效氯消失,再经2

44、小时沉淀,吸取上清液,施肥、接种。由于漂白粉中氯含量极不稳定,使用前应进行有效氯含量的测定。藻种的扩大培养,如用大型细口瓶和尼龙袋培养藻类,因用水量较少,可用加热煮沸的方法进行消毒。(3)施肥。三角烧瓶、尼龙袋中进行小型培养,可按比例加入预先配制好的营养盐母液。大型培养,则按营养盐配方的要求,加入几种主要的营养元素即成,肥料应严格保持清洁,有机肥必须进行消毒。施肥用的桶、瓢及水等都应严格消毒,以防止敌害生物通过施肥污染培养液。(三)接种培养液配好后,可进行接种培养。接种应重点把握藻种质量,接种浓度和接种时间。1.藻种质量。应选择生命力强、生长旺盛、颜色正常的藻种进行接种。有运动能力的种类,应上浮活泼运动;无运动能力的种类,应均匀悬浮于水层中。所选藻种应无大量沉淀,无明显附壁,无敌害生物污染。2.接种浓度。首先,藻种必须达到一定浓度;其次,接种时藻种和培养液的比例适当高些,使一开始藻类在培养液中占绝对优势,利用生物间的拮抗作用对其他可能污染的生物起抑制作用。在环境条件不很适宜,藻类生长情况不良,敌害生物污染比较严重时,高比例接咱尤其重要。一般的单细胞藻类可以采用1:2

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