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生产上培养微藻所不懈追求的目标就是提高微藻的产量。而想要提高微藻培养的产量就必须要满足微藻对生态环境的需求。今天我们就来一起学习一下影响微藻生长的因子有哪些。
影响微藻生长的因子主要有6个,分别是光照、温度、盐度、营养盐、酸碱度、二氧化碳。
微藻和所有绿色植物一样,只有在有光照条件下才能进行光合作用,光照是在微藻培养过程中影响它生长的最重要的因子之一。
光照对藻类的影响主要有六个方面:
1、光源:微藻培养的光源主要是太阳光,其次可以利用人工光源。使用人工光源光照时间和光照强度都容易控制,但成本高。
2、光质:不同的藻类对不同的光的选择吸收不同,因此它需要的波长是不同的。
3、光在细胞悬浮液中的穿透:当光线进入到藻液当中,随着深度的增加,光照强度迅速降低。藻细胞密度越低,光透入越深,这样能让在深层的藻细胞可以吸收到光照。
4、光强:各种藻类都有它适宜的光照强度。在适宜的光照范围内,随着光照强度增加,藻类生长繁殖速度加快。
5、光周期:每天的光照时间称为日照时间,也叫光周期。在自然环境下每天的光照时间昼夜间是有明显的规律性的。藻类长期生活在这种环境中,形成了适应性。各种藻类对光照时间的适应能力是不能的,有的藻类适应长时间光照,有的藻类不行。
6、间歇光作用:藻类的叶绿体在低光照强度下才能更有效的工作。通常我们在培养过程中,入射光大多是很强的。因此藻液中只有一小部分对光能的利用率较高。为了提高藻类对光能的利用率,可通过搅拌藻液使藻细胞发生向光和背光,起到间歇光的作用。
在水环境中,温度是一个极为重要的生态因子。在一定温度范围内,藻类的生长繁殖等生命活动才能正常进行。这一温度范围称为适应温度范围。在适应温度范围内,微藻生长繁殖最快、生命活动最旺盛的温度幅度,为最适温度范围。超出适应温度范围,藻类的生长繁殖等生命活动就会受到影响。温度过高或过低都会对藻类造成伤害,高温造成的影响往往更严重。不同藻类对温度的适应范围是不同的。
盐度对藻类的影响主要表现在渗透压方面。微藻和其它水生生物一样,对生活环境的盐度变化有一定的适应范围。不同的微藻对环境盐度变化的适应能力不同,根据微藻对盐度的适应能力,可以将微藻分为狭盐性种类和广盐性种类。海洋微藻多数属于广盐性种类,淡水微藻对盐度变化较敏感。
藻类在生长繁殖过程中需要从外界吸收各种无机物质来制造有机物。藻类所需要的营养元素如果含量低于它所需要的最低值的话会抑制藻类的生长和繁殖,如果超过一定量也会对藻类产生毒害作用,影响藻类的生长和繁殖,甚至会导致藻类死亡。营养盐含量过多对藻类的危害比营养盐缺乏对藻类危害要更严重。氮盐和磷盐是藻类培养过程中重要的矿物质营养,尤其是氮盐。氮和磷有相互约束和相互促进的关系,氮磷比例不适宜会抑制微藻的生长,氮含量不足时也会影响到微藻对磷元素的吸收。
在人工培养中,由于各种营养元素以及藻类代谢作用的影响,pH变化较大,有可能超出微藻的适应范围,影响藻类的生长。最常见的就是由于藻类光合作用吸收二氧化碳以及利用碳酸盐造成pH上升现象。
藻类光合作用的过程,就是碳的同化过程。藻类会利用太阳的光能,将二氧化碳(CO2)和水(H2O)变成自身生长所需要的有机物质并且释放出氧气。如果二氧化碳供应不足的话,影响到藻类进行光合作用,从而影响藻类生长和繁殖。二氧化碳是微藻培养中的主要碳源供应形式。天然水体当中二氧化碳主要来自三方面,空气中溶解、水体当中水生生物呼吸以及有机物分解。在自然水体当中二氧化碳是充足的,所以它不会称为藻类生长的限制因子,影响到藻类进行光合作用。但人工培养藻类,碳源往往会称为藻类生长繁殖的限制因子。在培养过程中随着藻类对二氧化碳的吸收和利用,藻液的pH值不断上升,,而在pH上升到一定程度,藻类的生长会受到抑制。
在微藻培养过程中,二氧化碳主要通过下面几种方式进行补给:1、通过搅拌增加水与空气接触面;2、通过管道微小气泡增加水与空气接触面;3、通过管道将含1% ~ 5%二氧化碳的混合空气少量连续充气或大量间歇充气。
回顾本次课内容,同学们重点要掌握影响微藻生长的因子有哪些,如何利用生长因子来调节微藻的生长?

