CN112553080A - 夏季培养硅藻的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种夏季培养硅藻的方法，包括如下步骤：获得天然有机物腐烂发酵后形成的富营养水体，调节所述富营养水体的透明度；将所述富营养水体转入培养容器，对所述培养容器进行适宜的遮光，即形成较弱的光照条件；利用夏季的高温条件对所述培养容器中的富营养水体进行培养。

Description

夏季培养硅藻的方法

技术领域

本发明涉及浮游植物培养方法，尤其涉及一种夏季培养硅藻的方法。

背景技术

淡水硅藻具有多方面重要意义。淡水硅藻是水生动物，如鱼、虾、蟹、蚌特别是其幼体的营养丰富的生物饵料。硅藻除了被广泛的应用在水产饵料方面外，硅藻在生物医药、生物修复、化工材料、纳米技术等方面都有广泛的应用，具有极其广阔的研究和应用前景。

自然条件下，浮游藻类的季节演替方面，一般是硅藻容易在温度较低的冬春季节形成优势，而在温度偏高的夏秋季节里主要是蓝藻、绿藻优势，硅藻生物量比较低。随着淡水水体的普遍富营养化，淡水水体往往出现蓝藻水华，硅藻所占比例很小。因此，一般认为高温季节容易出现蓝藻和绿藻优势，硅藻容易在低温季节形成优势。但是硅藻对水产养殖具有重要的饵料价值，而且水产养殖的生长旺季是温度较高的季节，因此如果能够在高温夏季获得大量的硅藻，这对于藻类多样性研究、蓝藻水华控制、水产养殖的生物活饵料培养等均有重要的理论意义和实际意义。

但目前淡水硅藻培养的方法和技术还没有很大进展。国内外有关硅藻的分类、生理生态方面的研究报道较多,且有较多海水硅藻大量培养研究的报道,但关于淡水硅藻培养方法的研究较少。目前硅藻的培养技术主要体现在海水硅藻培养，比如深圳市兆凯生物工程研发中心有限公司发明了海水硅藻大量培养的方法，其获得的硅藻可以有多种用途，但是其在淡水硅藻培养技术方面还没有突破。同时，有报道利用蓝藻水华培养硅藻的方法，其主要特点是利用蓝藻水华尤其是微囊藻水华形成细小颗粒，以及这些蓝藻细小颗粒具备营养盐供应的特点，从而在合适条件下获得蓝藻水华演替为硅藻。其他方面的硅藻培养技术主要利用硅藻容易附着生长的特点，通过投用硅藻种源，实现硅藻附着在一定基质上生长，并作为水产养殖对象的优势生物活饵料。但是其他方面没有更多淡水硅藻培养方法，尤其是缺少常规的、易控制条件下硅藻培养方法。

自然淡水水体中尤其是流动水体，如三峡支流中在春季时出现过硅藻水华，其优势种类以个体较小的冠盘藻(Stephanodiscus)为优势。众多研究探讨了河流中硅藻水华发生的机理，认为主要跟春季水温、光照和水体营养盐等因素有关。但是目前没有成功通过模拟河流中的生态环境因子获得人为控制条件下的冠盘藻水华形成的研究。因此，探索硅藻的培养方法对于解释自然水体中藻类群落结构的自然演替机制也很有益处。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种夏季培养硅藻的方法则能达到夏季硅藻大量生长的需求。

本发明提供的夏季培养硅藻的方法，其包括如下步骤：利用天然有机物腐烂发酵形成富营养水体，调节所述富营养水体的透明度；将所述富营养水体转入培养容器，对所述培养容器进行适宜的遮光，即形成较弱的光照条件；利用夏季的高温条件对所述培养容器中的富营养水体进行培养。

进一步的，所述富营养水体的透明度高于40cm。

进一步的，所述富营养水体具有较低浮游植物浓度，以叶绿素a表示浮游植物浓度时，叶绿素a浓度低于30μg/L，其中总氮、总磷浓度范围分别为：6.8～35.0mg/L、0.35～7.50mg/L。

进一步的，所述较弱光照条件，是指相对自然太阳辐射而言，遮光率在60.0％～99.5％的光照条件，但不使用人工光源供光。

进一步的，夏季的高温条件下，水温最高可达40℃。

进一步的，对所述富营养水体的培养时间为5～22天。

进一步的，对所述富营养水体的培养的方式采用静置培养或者提供水动力扰动进行培养。

进一步的，调节所述富营养水体合适的透明度的具体方法：获得的天然有机物腐烂发酵后形成的富营养水体，使用80目或者网目更细的滤网过滤天然有机物腐烂发酵后的液体，以去除其中的大颗粒物，并利用自来水稀释。

进一步的，所述培养容器为透明的容器或不透明容器。

综上所述，本发明提供的夏季培养硅藻的方法与现有技术相比，有益效果在于：

1、发现了控制夏季硅藻生长的关键因素——较弱的光照条件，解决了硅藻夏季培养的关键难题。

2、实现了在高温条件下培养硅藻，突破了硅藻一般仅容易在冬春季生长的传统观点，适宜的高温条件促进了硅藻快速生长，为硅藻大规模生长和培养提供了优势条件。

3、为有机废弃物，如蓝藻水华、餐饮垃圾、养殖对象排泄物等有机质的利用提供了一种可靠的方法，即将这些有机物中储备的营养物质在腐烂发酵后在合适的光照条件下培养为硅藻。

4、本发明方法获得的硅藻生长形式为附着生长(不是硅藻浮游在水体中生长)，即通常的贴壁生长，硅藻可以生长在容器内壁上、或者容器中吊挂的介质上或者在容器底部生长，生长密度大、纯度高，生长密度远大于浮游态生长的硅藻。尤其可以通过在合适的遮光环境中，于水面下吊挂介质，促进硅藻大量附着生长，提高附着的面积和生物量。当硅藻附着生长在容器内壁或者其他悬浮的介质上时，这些硅藻可以通过刷洗或者超声波清洗的方法从介质上清除下来，并且由于其比重大于水，通过沉淀的方法可进一步浓缩，获得更高浓度的硅藻。

本发明解决了缺乏在夏季培养淡水硅藻方法的缺陷；可为摄食硅藻的浮游动物或者一些鱼、虾、蟹、贝类提供高质量的食物，也为淡水硅藻优势形成、藻类多样性机理等藻类生态学理论研究，以及控制淡水蓝藻水华提供方法，培养的硅藻还具有环境保护、开发新能源等多方面的意义。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本发明的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1A所示为本发明实施例提供的夏季培养硅藻的方法流程图。

图1～图5为实施例2中附着生长在塑料瓶壁上的硅藻，两种异极藻细胞(放大400倍)。

图6～图8为实施例2中附着生长在水槽内壁上的硅藻，两种异极藻细胞(放大400倍)。

图9～图10为实施例3中玻璃缸内壁上附着生长的硅藻细胞(放大1000倍)。

图11～图12为实施例3中玻璃缸内壁上附着生长的硅藻细胞(放大400倍)。

图13～图16为实施例4的玻璃瓶内壁出现的硅藻(放大400倍)。

图17～图21为实施例4的玻璃瓶底部出现的硅藻(放大400倍)。

图22～图26为实施例5中锥形瓶底部沉底生长的硅藻(放大400倍)。

图27～图29为实施例6中玻璃瓶内壁上附着生长的硅藻(放大1000倍)

图30～图32为实施例6中玻璃瓶内壁上附着生长的硅藻(放大400倍)。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。

本发明实施例提供的淡水硅藻培育方法不仅可以突破浮游藻类群落结构变化的机理，还可以在实践中为微囊藻水华的有效控制和资源化利用提供很好的思路和方法，同时能够有效降解蓝藻毒素，有利于保障水资源的清洁和安全。

请参见图1，本发明一实施例提供的淡水硅藻培育方法，包括以下步骤：

步骤S110：获得天然有机物腐烂发酵后形成的富营养水体，调节所述富营养水体的透明度；

步骤S120：将所述富营养水体倒入培养容器，对所述培养容器进行适宜的遮光，即形成较弱的光照条件；

步骤S130：利用夏季的高温条件对所述培养容器中的富营养水体进行培养。

在发明实施例中，所述富营养水体的透明度高于40cm。所述富营养水体具有较低浮游植物浓度，以叶绿素a表示浮游植物浓度时，叶绿素a浓度低于30μg/L，其中总氮、总磷浓度范围分别为：6.8～35.0mg/L、0.35～7.50mg/L。

在发明实施例中，调节所述富营养水体合适的透明度，获得的天然有机物腐烂发酵后形成的富营养水体，使用120目或者网目更细的网过滤天然有机物腐烂发酵后的液体，以去除其中的大颗粒物，并利用自来水进行稀释。所述光照条件与室外自然的太阳光照相比，遮光率在60.0％～99.5％为宜，不使用人工光源供光。

在发明实施例中，夏季的高温条件使富营养水体水温最高可达40℃。对所述富营养水体的培养时间为5～22天。

培养时间5～10天可以明显观察到藻类的附着，培养至12天左右即可实现大量棕色或者棕褐色的斑块附着生长在容器内壁上，即硅藻大量附着生长，在16～22天左右达到生长高峰期；如果是透明材料，水体底部的光照条件适宜时，可以实现硅藻同时附着在容器内壁和底部生长。

在本发明实施例中，对所述富营养水体的培养的方式采用静置培养或者提供水动力扰动进行培养。为了促进硅藻的生长，可以进行水动力扰动，水动力条件可以促进硅藻的生长，但没有水动力的静水状态也可以实现硅藻的生长。

水动力条件可以促进水体扰动，有助于水体中营养物质的好氧循环，促进水体中好氧细菌生长，从而维持水体较高的透明度，并有利于增加水体中光照透入，更好地维持水体中硅藻的生长。没有水动力条件下，只要水体浮游植物没有大量生长起来，即水体没有明显因为浮游植物生长而变浑浊时，浮游植物没有与附着生长的硅藻形成竞争，依然有利于硅藻的附着生长。

在发明实施例中，所述培养容器为透明的容器或不透明容器。培养容器可以是透明的容器，如普通玻璃或者有机玻璃容器，也可以是不透明的容器。使用透明容器时，硅藻可以在全部内壁上附着生长，而使用不透明容器时，硅藻附着生长在内壁上的高度一般是从水面至水面下约15cm。

本发明实施例的淡水硅藻培育方法中，富营养的水体、遮光后形成较弱的光照条件这两个因素是实现夏季培养硅藻的关键条件，其中任何一个因素的变化都会影响夏季培养硅藻的效果。适宜的富营养水体可以为硅藻生长提供充足的营养盐。如果营养盐水平过低，不利于满足硅藻大量生长所需的营养盐；若营养盐浓度过高，容易出现浮游藻类生长，与硅藻附着生长形成竞争，并且会对水体形成进一步遮光，不利于硅藻的生长。实现藻类生长的重要条件是水体有机质腐烂的程度适宜，否则容易出现以细菌生长为主，而难以出现藻类生长。而本发明中通过滤网过滤将大颗粒的有机物滤除掉，尽量保证滤后的水体中以溶解性的营养盐为主，这有利于藻类更快地利用营养盐，而不是以细菌继续降解有机质为主。可以通过多种方式获得合适的营养盐，包括有机质腐烂，如餐厨垃圾、废弃瓜果蔬菜、养殖动物排泄物等腐烂后形成富营养条件，而夏季的高温条件为硅藻快速生长繁殖提供温度条件。

光照条件也需要控制在合适的较低水平，光照过强容易出现其他藻类优势，而光照太弱时，所有藻类均不容易生长，而是以弱光条件下的细菌类生长为主。仅一定深度的不透明容器内壁上会出现硅藻的附着生长，随着水深增加，内壁上逐渐难以出现附着硅藻或者其他藻类附着生长，这表明随着水深增加，水体的光照条件太弱而不能满足藻类光合作用需求，从而没有出现藻类附着生长。

其中营养液的获取形式有多种，主要可以利用有机质在腐烂发酵条件下获取。由于这些营养液主要来源于有机物的发酵腐烂，其中含有生物成长所需的所有营养元素，尤其含有丰富的硅元素，能完全满足硅藻大量生长的需求。硅藻优势时，硅藻生长所需的硅元素供应是关注的重点，而研究表明，即使是蓝藻水华，其中也储备了大量硅元素(微囊藻水华衰亡过程中硅元素含量升高，即微囊藻水华腐烂后释放出硅元素——文件：施丽梅,蔡元锋,孔繁翔,等.水华衰亡过程中微囊藻群体胶鞘结构及其元素组成的变化[J].湖泊科学,2016,28(5):944-950.)。

本发明实施例淡水硅藻培育方法可以获得硅藻高浓度附着生长或者沉底生长。

下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明。

实施例1(室外自然光照条件下培养，没有出现硅藻生长)

在温暖的6月从太湖西部岸边获取堆积在水面的高浓度蓝藻水华(微囊藻水华)，将高浓度蓝藻水华放置在塑料桶中，盖好盖子后于室温下进行腐烂发酵，发酵12天后，蓝藻水华的颜色变得土黄，蓝藻水华颗粒变细。然后用120目的筛网过滤这腐烂后的蓝藻水华，将滤后的去除颗粒物的富营养液用于藻类培养。

使用下部锥形、上部圆柱形的有机玻璃培养柱(上部圆柱形区域直径为40cm)放置在室外自然光照条件下进行藻类培养，柱中总体积是80L。共使用6个有机玻璃柱培养，通过对滤后的藻类腐烂液中添加自来水的方法配置藻类培养液，刚获得的藻类培养液呈现浅黄棕色。共设置6个营养盐梯度，初始时6个柱中水体总氮(TN)浓度从低到高依次为：4.781、9.572、14.354、20.503、23.922、28.703mg/L，水体总磷(TP)浓度从低到高依次为：0.35、0.702、1.053、1.501、1.754、2.105mg/L。

各柱均利用气泡石进行空气曝气。如遇下雨，利用透明塑料膜遮盖防雨。并利用自来水定期补充蒸发耗水。持续培养至炎热的8月份，各水柱中均出现了浮游藻类的大量生长，水色基本是绿色或者黄绿色，种类是绿藻门和蓝藻门种类，难以见到硅藻。有机玻璃柱内壁上有出现过少量的绿色藻类附着生长，或者容器内壁很干净，出现绿色的附着藻类基本是丝状蓝藻和一些绿色球形藻类，均没有出现棕褐色斑的生长，即均没有出现硅藻附着生长。培养期间容器中的水温最高可达36.5℃。即室外没有遮光的自然太阳辐射条件下，难以出现硅藻优势。

实施例2(蓝藻水华为原料的培养，藻类照片为图1～图8)

在高温的7月从太湖梅梁湾获取水面的高浓度蓝藻水华(微囊藻水华)，将高浓度蓝藻水华放置在塑料桶中盖好盖子后于室温下腐烂发酵，发酵10天后，蓝藻水华的颜色变得较黄，蓝藻水华颗粒变细。然后用120目的筛网过滤蓝藻水华，获得滤后的去除颗粒物的富营养液，用于藻类培养。刚获得的藻类培养液呈现浅黄棕色。

将清洗干净的规格均为120cm×70cm×70cm的3个水槽培养藻类，水槽底部和四壁均不透明，颜色为浅黄白色。3个水槽均放置在玻璃温室中。玻璃温室的顶部和四壁均是无色透光玻璃。与室外自然太阳光照相比，3个水槽处的遮光率为60.0％。对3个水槽添加滤后的蓝藻水华腐烂液，并利用自来水稀释，总体水体积达560L，形成3个不同的营养盐浓度梯度。浓度从低到高的3个水槽依次编号为槽A、B和C，其中水体总氮(TN)浓度从低到高依次为：7.263、14.072、21.463mg/L，水体总磷(TP)浓度从低到高依次为：0.651、1.323、1.972mg/L，3个槽均利用气泡石进行空气曝气。并在3个水槽水面各垂直悬挂1个常规的550mL的矿泉水塑料瓶(无色透明)，为藻类生长提供附着介质。在曝气培养5天后水体依然呈现浅黄棕色，水体透明度高，能清晰见到水槽底部，水体浮游藻类没有明显生长；营养盐浓度最高的槽C的内壁从水面至水下5cm左右可见浅棕黄色藻类附着生长，其中塑料瓶内壁上也可见浅棕黄色藻类附着生长。培养8天后，槽A和B内壁上及塑料瓶内壁上也出现了棕黄色藻类的附着生长。培养至第10天时，3个水槽内壁及其中的矿泉水瓶的壁上均出现明显的棕褐色藻类附着生长。至第16天时，3个槽中塑料瓶的壁上布满了褐色的附着藻类，在显微镜下观察发现均是以高密度、高纯度的硅藻，种类相近，均是以脆杆藻(Fragilaria)为优势，同时有些辐节藻(Stauroneis)、舟形藻(Navicula)和少量丝状藻体。其中大部分硅藻细胞大小均匀，一般单个细胞的长度约30μm，最宽处约7μm。并且可见这些硅藻排列比较有序，有的细胞围成一圈呈辐射状排列，有的紧密排成一排。图1～图5是塑料瓶上附着生长的硅藻在放大400×时的照片。

而3个水槽中均没有出现浮游藻类大量生长，水体清至槽底可见，自水面至水面下15cm深度的内壁上有一层棕褐色附着藻层，而且自上往下有变浅、变少趋势。取水槽内壁附着生长的棕褐色藻在显微镜下查看，发现与塑料瓶上附着的藻类种类类似，主要是脆杆藻、菱形藻(Nitzschia)为优势，另有些杂质和细菌生长在其中，刮取下来后用适量自来水稀释，拍照见图6～图8。

选取槽C中一个塑料瓶上颜色深、密度大的附着藻区域，刮取一个1元硬币大小面积的藻类，进行附着硅藻的密度计算，其中附着硅藻的密度达到7.81×10⁵cells/cm²，以湿质量表示的藻类生物量高达0.74mg/cm²。培养期间容器中的水温最高可达36.0℃。

实施例3(蓝藻水华为原料的培养，藻类照片为图9～图12)

在高温的8月从水产养殖池塘获取高浓度蓝藻水华(微囊藻水华)，将高浓度蓝藻水华放置在塑料桶中盖好盖子后于室温下腐烂发酵，发酵7天后，蓝藻水华的颜色变得较黄，蓝藻水华颗粒变细。然后用120目的筛网过滤蓝藻水华，获得滤后的去除颗粒物的富营养液用于藻类培养。

培养容器是18个规格为30cm×30cm×30cm的无色透明玻璃缸，将18个玻璃缸均放置在玻璃温室中，玻璃缸上部空间利用灰色遮阳帘进行遮光，与室外自然的太阳辐射相比，玻璃缸区域的遮光率为96.6％～97.4％。对18个玻璃缸添加滤后的蓝藻水华腐烂液，并利用自来水稀释，各缸水体积达26L，形成6个不同的营养盐浓度梯度，每个浓度梯度3个玻璃缸，6个浓度梯度从低到高的编号为梯度A、B、C、D、E和F，其中水体初始总氮(TN)浓度从低到高依次为：4.971、9.952、14.923、19.902、24.875、29.851mg/L，水体总磷(TP)浓度从低到高依次为：0.401、0.793、1.192、1.583、1.984、2.383mg/L，均不进行水动力扰动。刚获得的藻类培养液呈现浅黄棕色。

静置培养5天后，营养盐水平中等的梯度C和D的内壁上首先出现棕褐色小斑块；培养8天后，营养盐水平较低的梯度A和B的内壁上出现棕褐色小斑块，同时梯度C和D的内壁上棕褐色小斑块逐渐变大，且有更多的小斑块附着；培养10天后，营养盐水平较高的缸E和F的内壁上也出现了棕褐色小斑块，同时梯度A、B、C和D的内壁上棕褐色斑块更大，且有更多的小斑块附着。随着时间延长，营养盐水平较高的梯度E和F中逐渐出现浮游藻类生长，水体变得浑浊，内壁上附着生长的棕褐色斑块没有继续扩大生长。营养盐水平较低的梯度A和B的内壁上逐渐出现较多的棕褐色斑块附着。而且梯度A和B的底部也逐渐出现了棕色物质生长。

获取各个缸内壁上附着的棕褐色斑块以及梯度A底部的棕色物质，在显微镜下观察发现均是硅藻，并且各缸中的硅藻种类相同，基本是2种异极藻(Gomphonema)。其中硅藻细胞大小比较均匀，一般单个细胞的长度约27μm，最宽处约8μm。后续，随着玻璃缸中逐渐出现浮游藻类的生长，水体逐渐变得浑浊，水体中浮游藻类整体呈现黄绿偏绿色，内壁上的暗褐色硅藻附着没有一直增加。即附着藻类生长和浮游藻类形成竞争，浮游藻类生长后抑制了附着藻类的生长。而这些缸内壁上附着生长的硅藻种类均相同，是以2种异极藻为绝对的优势种，如图9～图12。

选取梯度C中一个玻璃缸上颜色深、密度大的附着藻区域，刮取一个1元硬币大小面积的藻类，进行附着硅藻的密度计算，其中附着硅藻的密度达到9.52×10⁵cells/cm²，以湿质量表示的藻类生物量高达约0.81mg/cm²。培养期间容器中的水温最高可达38.5℃。

实施例4(浮萍为原料的培养，藻类照片为图13～图21)

在高温的7月，用滤网捞取养殖池塘水面高浓度浮萍，与自来水混合后放置在室温下腐烂发酵，发酵10天后，浮萍出现腐烂发臭。然后用120目的筛网过滤浮萍腐烂液，获得滤后的去除颗粒物的富营养液用于藻类培养，滤后液呈浅棕褐色。

培养容器是8个规格为10L的无色透明广口玻璃瓶。玻璃瓶放置在玻璃温室中，并在玻璃瓶上部区域利用黑色遮阳网进行遮光，与室外自然的太阳辐射相比，玻璃瓶区域的遮光率为98.3％～99.5％。对8个玻璃瓶添加滤后的浮萍腐烂液，并利用自来水稀释，各瓶水体积达10L，形成4个不同的营养盐浓度梯度，每个梯度2个重复瓶，4个浓度梯度从低到高的编号为梯度A、B、C、D，其中水体初始总氮(TN)浓度从低到高依次为：8.530、13.211、17.512和23.303mg/L，水体总磷(TP)浓度从低到高依次为：4.120、6.052、8.014和10.332mg/L，均利用气泡石进行空气曝气。刚获得的藻类培养液呈现浅棕色。

培养8天后，初始营养盐浓度较低的2个瓶内壁上均出现了淡淡的棕色斑块生长；培养10天后，初始营养盐浓度较低的2个瓶A、B内壁上棕色斑块均出现变大、颜色变深，而初始浓度较高的2个瓶C、D内出现浮游藻类的生长，即水体逐渐变得黄绿；培养15天后，初始营养盐浓度较低的2个瓶内壁上棕色斑块均更密、更多，而初始浓度较高的2个瓶内出现浮游藻类的进一步生长，水体更绿，内壁上很干净，没有附着藻类生长；培养20天后，初始营养盐浓度较低的2个瓶内壁上棕色斑块更密、更多，几乎布满了棕色斑块。

取2个瓶内壁附着的棕色斑块上物质在显微镜下观察，发现均是硅藻，并且种类相同，图13～图16为获得的硅藻照片，所获得的硅藻个体比较小，主要是一种个体较小的舟形藻，单个硅藻细胞的长度约7～10μm，最宽处的宽度约3.5μm。

其中附着硅藻的细胞密度达到5.73×10⁵cells/cm²，以湿质量表示的藻类生物量高达0.04mg/cm²。并且在瓶的底部也出现了棕色物质生长，取样在显微镜下观察也是硅藻优势为主的藻类，另外有些丝状体，见图17～图21，主要种类也是舟形藻，同时有一些个体较大的脆杆藻。培养期间容器中的水温最高可达40.0℃。

实施例5(蓝藻水华为原料的培养，藻类照片为图图22～图26)

在炎热的8月份于实验室内进行藻类培养，与室外自然的太阳辐射相比，实验室内的遮光率为99.5％。利用80目滤网过滤发酵腐烂10天后的微囊藻水华，获得仍含有些细颗粒的棕色滤液。使用12个1L的锥形瓶盛放滤液，设4个营养盐梯度(从低到高依次标记为梯度A、B、C、D)，每个梯度3个重复瓶。不加盖地敞口静置培养，不进行曝气，初始时4个梯度的总氮从低到高的浓度为：3.938、5.852、6.765、7.485mg/L，总磷从低到高的浓度为：0.250、0.315、0.376、0.538mg/L。培养中逐渐出现细颗粒物下沉，各锥形瓶底部形成一薄层浅棕色的沉积层。培养10天后，可见底部沉积物变成明显的细颗粒物状，在显微镜下检查发现仍有些处于腐烂中的蓝藻颗粒并有大量细菌和一些原生动物生长，而且营养盐浓度高的2个梯度C、D的瓶底部逐渐出现了细的棕褐色斑块，棕褐色斑块在随后出现明显变大、变厚，在第20天时显微镜下检查，发现棕褐色斑块是硅藻生长，各瓶中硅藻种类相同。主要硅藻种类是种菱形藻(Nitzschia)，细胞非常密集地生长，其中有很少量细的丝状藻体，并且硅藻细胞明显呈辐射状排列，细胞长约25μm，最宽处约7μm，见图22～图26。锥形瓶中几乎没有浮游藻类生长，水体清澈，内壁上也非常干净没有附着藻类生长。刮取锥形瓶底部硅藻生长形成的棕褐色硅藻斑块，进行粗略的硅藻密度计算，密集生长区的硅藻附着密度可达1.52×10⁶cells/cm²，以湿质量表示的藻类生物量高达1.80mg/cm²。培养期间容器中的水温最高可达33.5℃。

实施例6(餐饮垃圾为原料的培养，藻类照片为图27～图32)

在初夏的6月份开始将餐饮垃圾(主要含有米饭、面条及一些蔬菜、骨头、肉类等)与自来水混合后放置在室温下曝气、腐烂发酵，发酵1个月后，用120目的筛网过滤餐饮垃圾腐烂物，获得滤后的去除颗粒物的棕黄色富营养液，用于藻类培养。

培养容器是8个规格为10L的无色透明广口玻璃瓶，这些容器放置在玻璃温室中，并在玻璃瓶上部区域利用黑色遮阳网进行遮光，与室外自然的太阳辐射相比，玻璃瓶区域的遮光率为98.3％～99.5％。利用自来水稀释滤后的腐烂液，形成4个不同的营养盐浓度梯度，每个浓度2个瓶，其中4个不同浓度瓶进行空气曝气，另外4个不同浓度瓶不进行曝气。其中水体初始总氮(TN)浓度从低到高依次为：4.121、8.302、16.703、33.504mg/L，水体总磷(TP)浓度从低到高依次为：0.531、1.082、2.204、4.506mg/L。刚获得的藻类培养液呈现浅黄棕色。

培养5天后，进行曝气的高浓度的2个瓶内壁上均出现了棕褐色斑块生长，而不进行曝气的瓶内壁仍然非常干净；培养8天后，进行曝气的4个瓶内壁上均出现了棕褐色斑块，而不进行曝气的瓶内壁也出现了稀疏的浅棕色附着物；培养12天后，8个瓶内壁上均出现了棕褐色斑块的附着，尤其是进行曝气的4个瓶内壁上棕褐色斑块更密、更多；培养18天后，8个瓶内壁上均棕褐色斑块均更多、更密，均有一半以上内壁上附着棕褐色斑块，有的甚至密布棕褐色斑块。

取各瓶内壁附着的棕褐色斑块上物质在显微镜下观察，发现均是硅藻，并且种类相同，图27～图32为获得的硅藻照片，所获得的硅藻个体比较小，为个体较小的舟形藻(Navicula)，单个硅藻细胞的长度约12μm，最宽处的宽度约5μm。

获取附着生长密集的区域进行硅藻密度检测，得到密集生长区域的硅藻密度可达2.31×10⁶cells/cm²，以湿质量表示的硅藻生物量高达约0.34mg/cm²。培养期间容器中的水温最高可达37.4℃。

本发明的夏季培养硅藻的方法所用的营养液来源多样，也可以采用养鱼剩下的饲料或生产生活中产生的有机质丰富的废弃物进行腐烂、发酵后形成的腐烂液，便于充分合理利用资源；这为生产生活中产生的有机质丰富的废弃物利用提供了好的途径和方法，生态环保；选用的容器和培养条件容易获取；无需在实验过程中接种硅藻做藻种，节约成本；操作步骤和方法简单，便于实施，成本低，利于大面积培养，具有良好的应用前景。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种夏季培养硅藻的方法，其特征在于，包括如下步骤：

获得天然有机物腐烂发酵后形成的富营养水体，调节所述富营养水体的透明度；

将所述富营养水体转入培养容器，对所述培养容器进行适宜的遮光，即形成较弱的光照条件；

利用夏季的高温条件对所述培养容器中的富营养水体进行培养。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述富营养水体的透明度高于40cm。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述富营养水体具有较低浮游植物浓度，以叶绿素a表示浮游植物浓度时，叶绿素a浓度低于30μg/L，其中总氮、总磷浓度范围分别为：6.8～35.0mg/L、0.35～7.50mg/L。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光照条件的遮光率在60.0％～99.5％，但不使用人工光源供光。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，夏季的高温条件下，水温最高可达40℃。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述富营养水体的培养时间为5～22天。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述富营养水体的培养的方式采用静置培养或者提供水动力扰动进行培养。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，调节所述富营养水体合适的透明度的具体方法：获得的天然有机物腐烂发酵后形成的富营养水体，使用80目或者网目更细的滤网过滤天然有机物腐烂发酵后的液体，以去除其中的大颗粒物，并利用自来水稀释。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述培养容器为透明的容器或不透明容器。

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