在現(xiàn)代生物技術(shù)的舞臺(tái)上，小球藻正逐漸嶄露頭角，憑借其獨(dú)特的生物學(xué)特性，在眾多領(lǐng)域中展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。小球藻富含蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)以及多種生物活性物質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于食品、飼料、醫(yī)藥、化妝品和生物能源等行業(yè)。隨著人們對(duì)健康食品和可持續(xù)資源的需求不斷增長(zhǎng)，小球藻的市場(chǎng)前景愈發(fā)廣闊，其大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)也日益受到關(guān)注。

在小球藻的大規(guī)模培養(yǎng)過(guò)程中，培養(yǎng)基起著舉足輕重的作用。培養(yǎng)基猶如小球藻生長(zhǎng)的 “土壤”，為其提供了生長(zhǎng)、繁殖和代謝所需的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和適宜環(huán)境。合適的培養(yǎng)基配方不僅能夠促進(jìn)小球藻的快速生長(zhǎng)，提高生物量和產(chǎn)量，還能對(duì)小球藻的細(xì)胞組成和代謝產(chǎn)物進(jìn)行調(diào)控，滿(mǎn)足不同應(yīng)用領(lǐng)域的特定需求。例如，在食品和飼料行業(yè)，我們希望通過(guò)優(yōu)化培養(yǎng)基，提高小球藻的蛋白質(zhì)含量；而在生物能源領(lǐng)域，則需要誘導(dǎo)小球藻積累更多的油脂，用于生產(chǎn)生物柴油。

與實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模培養(yǎng)相比，大規(guī)模培養(yǎng)對(duì)小球藻培養(yǎng)基提出了更為嚴(yán)格和特殊的要求。大規(guī)模培養(yǎng)通常在開(kāi)放池或大型光生物反應(yīng)器中進(jìn)行，培養(yǎng)環(huán)境更為復(fù)雜，容易受到各種因素的影響，如溫度、光照、通氣、微生物污染等。這就要求培養(yǎng)基不僅要滿(mǎn)足小球藻的營(yíng)養(yǎng)需求，還要具備良好的穩(wěn)定性和適應(yīng)性，能夠在不同的培養(yǎng)條件下維持小球藻的正常生長(zhǎng)。此外，大規(guī)模培養(yǎng)還需要考慮成本效益，如何降低培養(yǎng)基的生產(chǎn)成本，提高培養(yǎng)效率，是實(shí)現(xiàn)小球藻產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

二、小球藻培養(yǎng)基的基本組成

2.1 主要營(yíng)養(yǎng)元素

氮源是小球藻生長(zhǎng)所需的重要營(yíng)養(yǎng)元素之一，對(duì)小球藻的蛋白質(zhì)含量和生長(zhǎng)速率有著顯著影響。常見(jiàn)的氮源包括硝酸鹽、尿素、銨鹽等。不同的氮源對(duì)小球藻的生長(zhǎng)效果各異，硝酸鹽是一種常用的氮源，能夠被小球藻緩慢吸收利用，有利于維持穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境。尿素則是一種有機(jī)氮源，在脲酶的作用下分解為氨態(tài)氮和二氧化碳，供小球藻吸收利用。銨鹽雖然能夠被小球藻快速吸收，但在培養(yǎng)過(guò)程中容易導(dǎo)致培養(yǎng)基 pH 值下降，影響小球藻的生長(zhǎng)。因此，在選擇氮源時(shí)，需要綜合考慮小球藻的種類(lèi)、培養(yǎng)條件以及成本等因素。

磷源在小球藻的能量代謝和核酸合成過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。磷酸鹽是常見(jiàn)的磷源，如磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀等。磷源的濃度對(duì)小球藻的生長(zhǎng)和代謝有著重要影響，適量的磷源能夠促進(jìn)小球藻的光合作用和細(xì)胞分裂，提高生物量。但過(guò)高或過(guò)低的磷源濃度都會(huì)對(duì)小球藻的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用。

鉀、鎂、鈣等元素在維持小球藻細(xì)胞結(jié)構(gòu)和酶活性方面發(fā)揮著重要作用。鉀離子參與調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓和酶的活性，對(duì)小球藻的光合作用和呼吸作用具有重要影響。鎂離子是葉綠素的組成成分，對(duì)光合作用至關(guān)重要。鈣離子則參與維持細(xì)胞的穩(wěn)定性和信號(hào)傳導(dǎo)。這些元素通常以硫酸鹽、氯化物或碳酸鹽的形式添加到培養(yǎng)基中，其濃度需要根據(jù)小球藻的生長(zhǎng)需求進(jìn)行精確控制。

2.2 微量元素

微量元素雖然在培養(yǎng)基中的含量極低，但卻是小球藻生長(zhǎng)所不可或缺的。鐵是葉綠素合成的核心元素，缺鐵會(huì)導(dǎo)致小球藻葉綠素合成受阻，出現(xiàn)黃化現(xiàn)象，影響光合作用。常用的鐵源有硫酸亞鐵、檸檬酸鐵等。

錳、鋅、銅等微量元素在小球藻的光合作用和酶促反應(yīng)中發(fā)揮著重要作用。錳參與光合作用中水的光解過(guò)程，鋅和銅則是多種酶的組成成分或激活劑，對(duì)小球藻的代謝活動(dòng)具有重要調(diào)節(jié)作用。這些微量元素通常以硫酸鹽或氯化物的形式添加到培養(yǎng)基中，其添加量需要嚴(yán)格控制，因?yàn)檫^(guò)量的微量元素可能會(huì)對(duì)小球藻產(chǎn)生毒害作用。

鉬和鈷在小球藻的固氮和維生素 B12 合成過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。對(duì)于一些具有固氮能力的小球藻，鉬是固氮酶的組成成分，參與氮?dú)獾倪€原過(guò)程。鈷則是維生素 B12 的組成元素，對(duì)小球藻的生長(zhǎng)和代謝具有重要影響。這些微量元素在培養(yǎng)基中的含量極低，但對(duì)小球藻的生理功能卻有著至關(guān)重要的作用。

2.3 碳源選擇

在光自養(yǎng)培養(yǎng)模式下，二氧化碳是小球藻的主要碳源。小球藻通過(guò)光合作用將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)自身的生長(zhǎng)和繁殖。二氧化碳可以通過(guò)通氣的方式直接通入培養(yǎng)基中，也可以以碳酸氫鈉等形式添加到培養(yǎng)基中，在培養(yǎng)過(guò)程中緩慢釋放出二氧化碳。

在異養(yǎng)或混養(yǎng)培養(yǎng)模式下，有機(jī)碳源如葡萄糖、乙酸等可以作為小球藻的補(bǔ)充碳源。異養(yǎng)培養(yǎng)是指小球藻在無(wú)光條件下，利用有機(jī)碳源進(jìn)行生長(zhǎng)和代謝的過(guò)程?；祓B(yǎng)培養(yǎng)則是結(jié)合了光自養(yǎng)和異養(yǎng)兩種方式，小球藻既可以利用二氧化碳進(jìn)行光合作用，也可以利用有機(jī)碳源進(jìn)行生長(zhǎng)。有機(jī)碳源的添加可以顯著提高小球藻的生長(zhǎng)速率和生物量，但同時(shí)也需要注意控制其濃度，避免過(guò)高的有機(jī)碳源濃度對(duì)小球藻的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用。

2.4 緩沖系統(tǒng)與 pH 調(diào)節(jié)

小球藻生長(zhǎng)的適宜 pH 范圍通常在 7 – 9 之間，不同種類(lèi)的小球藻對(duì) pH 值的要求可能略有差異。在培養(yǎng)過(guò)程中，由于小球藻的代謝活動(dòng)以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗和轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)基的 pH 值會(huì)發(fā)生變化。例如，當(dāng)小球藻利用銨鹽作為氮源時(shí)，會(huì)釋放出氫離子，導(dǎo)致培養(yǎng)基 pH 值下降；而當(dāng)小球藻利用硝酸鹽作為氮源時(shí)，會(huì)消耗氫離子，使培養(yǎng)基 pH 值上升。

為了維持培養(yǎng)基 pH 值的穩(wěn)定，需要添加緩沖劑。常用的緩沖劑有 Tris（三羥甲基氨基甲烷）、HEPES（4 – 羥乙基哌嗪乙磺酸）等。這些緩沖劑能夠在一定范圍內(nèi)抵抗 pH 值的變化，為小球藻提供一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境。此外，還可以通過(guò)定期監(jiān)測(cè)培養(yǎng)基的 pH 值，并適時(shí)添加酸或堿來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保小球藻始終處于適宜的 pH 環(huán)境中生長(zhǎng)。

三、常見(jiàn)小球藻培養(yǎng)基配方對(duì)比

BG – 11 培養(yǎng)基是實(shí)驗(yàn)室中常用的小球藻培養(yǎng)基，其配方中含有較高濃度的硝酸鹽作為氮源，以及豐富的微量元素，能夠滿(mǎn)足小球藻在實(shí)驗(yàn)室條件下的生長(zhǎng)需求。該培養(yǎng)基適用于對(duì)小球藻進(jìn)行基礎(chǔ)研究和標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)，其成分明確，培養(yǎng)條件易于控制，有利于研究人員對(duì)小球藻的生長(zhǎng)特性和生理功能進(jìn)行深入研究。

TAP 培養(yǎng)基則是專(zhuān)門(mén)為基因工程研究設(shè)計(jì)的，其中含有乙酸作為有機(jī)碳源，適合小球藻在異養(yǎng)條件下生長(zhǎng)。在基因工程實(shí)驗(yàn)中，需要對(duì)小球藻進(jìn)行特定基因的操作和表達(dá)，TAP 培養(yǎng)基能夠?yàn)檗D(zhuǎn)基因小球藻提供適宜的生長(zhǎng)環(huán)境，促進(jìn)其生長(zhǎng)和外源基因的表達(dá)。

SE 培養(yǎng)基是一種低成本、簡(jiǎn)化配方的培養(yǎng)基，適合大規(guī)模戶(hù)外培養(yǎng)。其配方中主要含有尿素作為氮源，以及適量的磷肥和微量金屬元素。在大規(guī)模戶(hù)外培養(yǎng)中，成本是一個(gè)重要的考慮因素，SE 培養(yǎng)基通過(guò)使用較為廉價(jià)的原料，降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)其簡(jiǎn)單的配方也便于在戶(hù)外環(huán)境中進(jìn)行配制和管理。

人工海水培養(yǎng)基主要用于海洋小球藻的培養(yǎng)，其配方模擬了海水的化學(xué)成分，含有較高濃度的氯化鈉、氯化鎂等鹽類(lèi)，以及適量的微量元素和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。海洋小球藻在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中適應(yīng)了海洋環(huán)境，人工海水培養(yǎng)基能夠?yàn)槠涮峁┡c自然環(huán)境相似的生長(zhǎng)條件，促進(jìn)海洋小球藻的生長(zhǎng)和繁殖。

四、大規(guī)模培養(yǎng)的培養(yǎng)基優(yōu)化策略

4.1 降低成本：替代營(yíng)養(yǎng)源

利用農(nóng)業(yè)或工業(yè)副產(chǎn)品作為小球藻培養(yǎng)基的替代營(yíng)養(yǎng)源，是降低生產(chǎn)成本的有效途徑之一。例如，沼氣廢水含有豐富的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可以經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理后作為小球藻培養(yǎng)基的氮源和磷源。糖蜜是制糖工業(yè)的副產(chǎn)品，富含糖類(lèi)等有機(jī)物質(zhì)，可以作為小球藻的碳源。這些農(nóng)業(yè)和工業(yè)副產(chǎn)品的利用，不僅降低了培養(yǎng)基的生產(chǎn)成本，還實(shí)現(xiàn)了廢棄物的資源化利用，具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

在大規(guī)模培養(yǎng)中，減少昂貴化學(xué)試劑的使用，改用化肥級(jí)原料也是降低成本的重要策略?；始?jí)原料如硝酸銨、過(guò)磷酸鈣等，價(jià)格相對(duì)較低，且能夠滿(mǎn)足小球藻對(duì)氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素的需求。通過(guò)合理調(diào)整培養(yǎng)基配方，使用化肥級(jí)原料替代部分高純度的化學(xué)試劑，可以在不影響小球藻生長(zhǎng)的前提下，顯著降低生產(chǎn)成本。

4.2 提高生長(zhǎng)效率

不同藻株對(duì)氮磷比例的需求存在差異，因此優(yōu)化氮磷比例是提高小球藻生長(zhǎng)效率的關(guān)鍵。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究不同氮磷比例對(duì)小球藻生長(zhǎng)的影響，確定適合特定藻株的最佳氮磷比例。例如，對(duì)于某些小球藻藻株，較高的氮磷比例有利于蛋白質(zhì)的合成，而較低的氮磷比例則更適合油脂的積累。在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)培養(yǎng)目的的不同，調(diào)整培養(yǎng)基中的氮磷比例，能夠提高小球藻的生長(zhǎng)效率和目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)量。

在碳源補(bǔ)充策略方面，需要根據(jù)培養(yǎng)模式的不同進(jìn)行優(yōu)化。在光自養(yǎng)培養(yǎng)中，優(yōu)化二氧化碳的通氣方式和濃度，確保小球藻能夠充分利用二氧化碳進(jìn)行光合作用。例如，采用高效的通氣裝置，增加二氧化碳在培養(yǎng)基中的溶解效率，提高小球藻對(duì)二氧化碳的吸收利用率。在異養(yǎng)或混養(yǎng)培養(yǎng)中，合理控制有機(jī)碳源的添加量和添加時(shí)機(jī)，避免有機(jī)碳源的浪費(fèi)和對(duì)小球藻生長(zhǎng)的抑制作用。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究不同有機(jī)碳源的種類(lèi)和濃度對(duì)小球藻生長(zhǎng)的影響，選擇最適合的有機(jī)碳源及其濃度，以提高小球藻的生長(zhǎng)效率。

微量元素螯合技術(shù)是提高微量元素生物利用率的有效方法。將微量元素與螯合劑結(jié)合，形成穩(wěn)定的螯合物，能夠防止微量元素在培養(yǎng)基中發(fā)生沉淀或氧化，提高其在培養(yǎng)基中的穩(wěn)定性和生物可利用性。例如，將鐵元素與乙二胺四乙酸（EDTA）形成螯合物，能夠顯著提高鐵元素在培養(yǎng)基中的穩(wěn)定性和小球藻對(duì)其的吸收利用率，促進(jìn)小球藻的生長(zhǎng)。

4.3 適應(yīng)不同培養(yǎng)系統(tǒng)

開(kāi)放池培養(yǎng)是一種較為常見(jiàn)的大規(guī)模小球藻培養(yǎng)方式，其成本較低，但容易受到外界環(huán)境的影響，如微生物污染、光照和溫度的波動(dòng)等。為了適應(yīng)開(kāi)放池培養(yǎng)的特點(diǎn)，培養(yǎng)基需要具備簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、抗污染的特性。采用簡(jiǎn)化的培養(yǎng)基配方，減少不必要的營(yíng)養(yǎng)成分，降低雜菌生長(zhǎng)的可能性。同時(shí)，通過(guò)添加一些具有抗菌作用的物質(zhì)，如某些有機(jī)酸或抗生素，抑制細(xì)菌和雜藻的生長(zhǎng)。此外，開(kāi)放池培養(yǎng)中培養(yǎng)基的流動(dòng)性較大，需要選擇合適的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)形態(tài)，確保其能夠在培養(yǎng)基中均勻分布，滿(mǎn)足小球藻的生長(zhǎng)需求。

光生物反應(yīng)器是一種能夠精確控制培養(yǎng)條件的小球藻培養(yǎng)系統(tǒng)，通過(guò)優(yōu)化營(yíng)養(yǎng)流加策略，可以進(jìn)一步提高小球藻的生長(zhǎng)效率和產(chǎn)量。根據(jù)小球藻的生長(zhǎng)階段和營(yíng)養(yǎng)需求，采用分批流加或連續(xù)流加的方式，向反應(yīng)器中添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。在小球藻生長(zhǎng)初期，適當(dāng)增加氮源和磷源的供應(yīng)，促進(jìn)細(xì)胞的快速分裂和生長(zhǎng)；在生長(zhǎng)后期，根據(jù)培養(yǎng)目的，調(diào)整營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的比例，誘導(dǎo)小球藻積累目標(biāo)產(chǎn)物。例如，在高油脂誘導(dǎo)階段，減少氮源供應(yīng)，增加碳源供應(yīng)，促進(jìn)小球藻油脂的合成和積累。同時(shí)，利用傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)器內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度、pH 值、溶解氧等參數(shù)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果自動(dòng)調(diào)整營(yíng)養(yǎng)流加的速率和量，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)過(guò)程的精準(zhǔn)控制。

五、培養(yǎng)基與產(chǎn)物調(diào)控

通過(guò)調(diào)整培養(yǎng)基的成分和培養(yǎng)條件，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)小球藻產(chǎn)物的調(diào)控，滿(mǎn)足不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求。

在高蛋白培養(yǎng)方面，采用高氮培養(yǎng)基能夠促進(jìn)小球藻蛋白質(zhì)的合成。增加培養(yǎng)基中氮源的濃度，特別是有機(jī)氮源的比例，如尿素、蛋白胨等，可以顯著提高小球藻的蛋白質(zhì)含量。同時(shí)，控制適宜的光照強(qiáng)度和溫度，為小球藻的蛋白質(zhì)合成提供良好的環(huán)境條件。例如，在一定范圍內(nèi)提高光照強(qiáng)度，可以促進(jìn)小球藻的光合作用，為蛋白質(zhì)合成提供更多的能量和碳骨架。

高油脂誘導(dǎo)則通常采用氮限制 + 高碳策略。在培養(yǎng)過(guò)程中，減少氮源的供應(yīng)，使小球藻處于氮饑餓狀態(tài)，此時(shí)小球藻會(huì)將更多的碳源用于合成油脂，以?xún)?chǔ)存能量。同時(shí)，增加培養(yǎng)基中碳源的濃度，如葡萄糖、乙酸等，為油脂合成提供充足的原料。此外，適當(dāng)調(diào)整培養(yǎng)溫度和光照時(shí)間，也有助于提高小球藻的油脂含量。例如，降低培養(yǎng)溫度可以抑制小球藻的生長(zhǎng)速率，促使其將更多的能量用于油脂合成。

對(duì)于一些特殊成分的積累，如類(lèi)胡蘿卜素、多糖等，也可以通過(guò)優(yōu)化培養(yǎng)基來(lái)實(shí)現(xiàn)。在培養(yǎng)基中添加適量的誘導(dǎo)劑或前體物質(zhì)，能夠促進(jìn)小球藻合成和積累這些特殊成分。例如，添加 β – 胡蘿卜素的前體物質(zhì)，如異戊烯焦磷酸（IPP）等，可以提高小球藻中 β – 胡蘿卜素的含量。此外，通過(guò)控制培養(yǎng)條件，如光照強(qiáng)度、溫度、pH 值等，也可以調(diào)節(jié)小球藻的代謝途徑，促進(jìn)特殊成分的合成和積累。

六、挑戰(zhàn)與未來(lái)發(fā)展方向

在小球藻大規(guī)模培養(yǎng)過(guò)程中，污染控制是一個(gè)亟待解決的重要問(wèn)題。細(xì)菌和雜藻的污染會(huì)與小球藻競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生長(zhǎng)空間，影響小球藻的生長(zhǎng)和產(chǎn)量，甚至導(dǎo)致培養(yǎng)失敗。為了抑制細(xì)菌和雜藻的生長(zhǎng)，需要采取一系列措施，如加強(qiáng)培養(yǎng)設(shè)備的清潔和消毒，優(yōu)化培養(yǎng)基配方，添加抗菌劑或采用生物防治方法等。同時(shí)，開(kāi)發(fā)高效的污染檢測(cè)技術(shù)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理污染問(wèn)題，也是保障小球藻大規(guī)模培養(yǎng)成功的關(guān)鍵。

隨著環(huán)保意識(shí)的不斷提高，培養(yǎng)基回收與循環(huán)利用成為小球藻產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。大規(guī)模培養(yǎng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，其中含有未被完全利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和小球藻細(xì)胞代謝產(chǎn)物。通過(guò)開(kāi)發(fā)有效的廢水處理技術(shù)，如膜分離、生物降解等，回收廢水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，將其重新用于培養(yǎng)基的配制，不僅可以減少?gòu)U水排放對(duì)環(huán)境的污染，還能降低生產(chǎn)成本，提高資源利用率。

智能化營(yíng)養(yǎng)供給是小球藻培養(yǎng)基未來(lái)發(fā)展的重要方向之一。利用傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)小球藻的生長(zhǎng)狀態(tài)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度、pH 值、溶解氧等參數(shù)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析和人工智能算法，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)小球藻的營(yíng)養(yǎng)需求，并自動(dòng)調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的添加量和添加時(shí)機(jī)，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)成分的動(dòng)態(tài)優(yōu)化。智能化營(yíng)養(yǎng)供給系統(tǒng)能夠提高培養(yǎng)過(guò)程的自動(dòng)化和精準(zhǔn)化水平，減少人工干預(yù)，提高小球藻的生長(zhǎng)效率和產(chǎn)量穩(wěn)定性。

七、結(jié)語(yǔ)

小球藻培養(yǎng)基作為小球藻大規(guī)模培養(yǎng)的核心要素，對(duì)小球藻的生長(zhǎng)、產(chǎn)量和成分起著決定性作用。通過(guò)優(yōu)化培養(yǎng)基配方和培養(yǎng)條件，能夠顯著提高小球藻的生長(zhǎng)效率、產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)性，滿(mǎn)足不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求。未來(lái)，小球藻培養(yǎng)基的發(fā)展趨勢(shì)將朝著低成本、可持續(xù)、精準(zhǔn)調(diào)控的方向發(fā)展，通過(guò)不斷創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步，解決目前面臨的污染控制、培養(yǎng)基回收與循環(huán)利用等問(wèn)題，推動(dòng)小球藻產(chǎn)業(yè)的健康、快速發(fā)展。

附錄

常見(jiàn)問(wèn)題：藻類(lèi)生長(zhǎng)不良的可能原因：

缺鐵：缺鐵會(huì)導(dǎo)致小球藻葉綠素合成受阻，出現(xiàn)黃化現(xiàn)象，影響光合作用。可通過(guò)在培養(yǎng)基中添加適量的鐵源，如硫酸亞鐵、檸檬酸鐵等進(jìn)行改善。

pH 失衡：小球藻生長(zhǎng)的適宜 pH 范圍通常在 7 – 9 之間，過(guò)高或過(guò)低的 pH 值都會(huì)影響小球藻的生長(zhǎng)。可通過(guò)添加緩沖劑或適時(shí)調(diào)節(jié) pH 值來(lái)解決。

營(yíng)養(yǎng)不足或失衡：培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度過(guò)高或過(guò)低，以及氮磷鉀等營(yíng)養(yǎng)元素的比例失調(diào)，都會(huì)導(dǎo)致小球藻生長(zhǎng)不良。需要根據(jù)小球藻的生長(zhǎng)需求，優(yōu)化培養(yǎng)基配方，確保營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的充足供應(yīng)和合理比例。

污染：細(xì)菌、雜藻等微生物的污染會(huì)與小球藻競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生長(zhǎng)空間，影響小球藻的生長(zhǎng)。加強(qiáng)培養(yǎng)設(shè)備的清潔和消毒，優(yōu)化培養(yǎng)基配方，添加抗菌劑等措施可以有效預(yù)防和控制污染。

一、氮源的基本分類(lèi)與微藻利用特征

無(wú)機(jī)氮源

硝酸鹽（NO??） ：硝酸鈉、硝酸鉀等，溶解度高且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，是微藻培養(yǎng)中最常用的氮源。其同化需經(jīng)硝酸還原酶（NR）和亞硝酸還原酶（NiR）兩步還原為銨（NH??），消耗較多能量（每分子NO??還原需8個(gè)電子）。

銨鹽（NH??） ：如氯化銨、硫酸銨，可直接通過(guò)谷氨酰胺合成酶（GS）同化為氨基酸，能量效率高。但高濃度銨鹽易導(dǎo)致培養(yǎng)液pH下降，并釋放游離NH?（毒性形式），抑制細(xì)胞生長(zhǎng)。

有機(jī)氮源

尿素（CO(NH?)?） ：需由尿素酶分解為NH?和CO?后利用，其代謝過(guò)程受pH和溫度調(diào)控。尿素具有成本低、中性pH適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，尤其適合規(guī)?；囵B(yǎng)。

二、不同氮源對(duì)微藻生長(zhǎng)的作用機(jī)制

代謝途徑與能量效率

硝酸鹽同化：需硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（NRT）和還原酶系統(tǒng)，消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的NAD(P)H。例如，小球藻（Chlorella）在硝酸鈉中最大生物量達(dá)3.15 g/L，但總脂產(chǎn)率隨氮濃度降低而升高。

銨鹽直接吸收：銨離子通過(guò)高親和力轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)入細(xì)胞，直接參與谷氨酸合成，能量消耗低。然而，NH?在堿性條件下積累會(huì)破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致溶酶體膨脹和蛋白核扭曲。

尿素分解：尿素酶催化生成NH?和CO?，其中NH?進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為NH??。尿素培養(yǎng)可上調(diào)硝酸鹽同化相關(guān)基因（如NRT、NR、nirA），增強(qiáng)氮代謝靈活性。例如，斜生柵藻（Scenedesmus obliquus）在尿素+碳酸鈉組合中生物量提高23.14%。

生長(zhǎng)速率與產(chǎn)物積累的差異

硝酸鹽與尿素的比較：硝酸鹽適合高生物量積累（如湛江等鞭金藻在硝酸鈉中藻密度顯著提升），而尿素更利于油脂和特定脂肪酸（如α-亞麻酸）的合成。

銨鹽的毒性閾值：銨鹽抑制效應(yīng)具有濃度依賴(lài)性。例如，銨氮濃度>0.5 mg/L時(shí)底棲硅藻生長(zhǎng)受抑，而小球藻（C. vulgaris）在20-250 mg/L下仍可存活。

三、環(huán)境因子對(duì)氮源利用效率的調(diào)控

pH與氮源代謝的互作

銨鹽在pH>8時(shí)釋放NH?，毒性增強(qiáng)；而尿素分解需要中性至弱堿性環(huán)境以維持尿素酶活性。

硝酸鹽同化在pH 6-7時(shí)效率最高，酸性條件抑制NR活性。

溫度與光照的影響

溫度升高（如25℃）促進(jìn)氮吸收酶活性，如剛毛藻在25℃下氨氮吸收速率最高。

強(qiáng)光照（4500 lx）通過(guò)增強(qiáng)光反應(yīng)為硝酸鹽還原提供更多還原力，但可能引發(fā)光抑制。

四、典型案例分析

尿素促進(jìn)斜生四鏈藻生物量積累

實(shí)驗(yàn)顯示，尿素作為氮源時(shí)，斜生柵藻的生物量、葉綠素a含量和光合效率（Fv/Fm）均達(dá)峰值。在4-7 g/L尿素濃度范圍內(nèi)，總脂含量和α-亞麻酸（ALA）比例顯著提升，表明尿素既能滿(mǎn)足生長(zhǎng)需求，又可誘導(dǎo)脂質(zhì)合成。

氯化銨的抑制效應(yīng)

氯化銨（NH?Cl）對(duì)小球藻的96小時(shí)半數(shù)抑制濃度（EC50）為0.18 mg/L，濃度>0.3 mg/L時(shí)完全抑制生長(zhǎng)。其毒性機(jī)制包括：

破壞細(xì)胞膜完整性，導(dǎo)致質(zhì)壁分離；

抑制酸性磷酸酶活性（濃度1.0 mg/L時(shí)活性降至10%）；干擾氮代謝相關(guān)基因（如GS、GDH）的表達(dá)。

五、應(yīng)用與優(yōu)化策略

氮源選擇的工業(yè)考量

成本效益：化肥尿素因其低廉價(jià)格（相比純化硝酸鹽）和高效吸收（總氮吸收率94.2%）成為湛江等鞭金藻規(guī)?；囵B(yǎng)的首選。

產(chǎn)物導(dǎo)向：若以生物柴油為目標(biāo)，優(yōu)先選擇尿素以提升油脂產(chǎn)率；若以蛋白質(zhì)或多糖為主，硝酸鹽或銨鹽可能更優(yōu)。

環(huán)境適應(yīng)性改良

pH緩沖系統(tǒng)：添加碳酸氫鹽可穩(wěn)定尿素培養(yǎng)液的pH，減少NH?毒性。

混合氮源策略：硝酸鹽與銨鹽按比例混合（如NaNO?:Urea=8:24 μmol/L）可平衡生長(zhǎng)速率與毒性風(fēng)險(xiǎn)。

六、總結(jié)

氮源類(lèi)型通過(guò)代謝途徑效率、能量消耗及環(huán)境適應(yīng)性顯著影響微藻的生長(zhǎng)與產(chǎn)物合成。硝酸鹽適合高生物量培養(yǎng)，尿素利于脂質(zhì)積累，而銨鹽需嚴(yán)格控制濃度以避免毒性。未來(lái)研究需進(jìn)一步解析氮代謝基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，并開(kāi)發(fā)低成本、高兼容性的復(fù)合氮源體系，以推動(dòng)微藻在能源、食品及環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用。

微藻去除廢水中氮、磷及重金屬的能力

微藻具有強(qiáng)大的吸收和代謝能力，能夠有效去除養(yǎng)殖廢水或工業(yè)污水中的氮、磷及重金屬。在氮的去除方面，微藻可以利用多種形式的氮源，如氨氮、硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮等。研究顯示，微藻對(duì)氨氮的吸收效率高達(dá)90%以上。這是因?yàn)榘钡且环N易于被微藻利用的氮源，微藻可以通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸將氨氮吸收到細(xì)胞內(nèi)，然后參與蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的合成。

對(duì)于磷元素，微藻同樣具有良好的去除效果。微藻在生長(zhǎng)過(guò)程中需要吸收磷來(lái)合成磷脂、核酸等生物分子，通過(guò)吸收廢水中的磷，微藻可以降低廢水中磷的含量，從而減少水體富營(yíng)養(yǎng)化的風(fēng)險(xiǎn)。

此外，微藻還能對(duì)廢水中的重金屬進(jìn)行去除。例如，Parachlorella kessleri對(duì)Cu2?的去除率達(dá)55.44%。微藻去除重金屬的機(jī)制主要包括吸附、積累和轉(zhuǎn)化等過(guò)程。微藻細(xì)胞表面具有豐富的官能團(tuán)，如羧基、羥基等，這些官能團(tuán)可以與重金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，從而將重金屬吸附在細(xì)胞表面。同時(shí)，微藻還可以將重金屬離子運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞內(nèi)進(jìn)行積累和轉(zhuǎn)化，降低重金屬的毒性。

微藻轉(zhuǎn)化為高附加值生物質(zhì)

微藻在去除廢水中污染物的同時(shí)，還能將吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高附加值生物質(zhì)。微藻富含蛋白質(zhì)、油脂、多糖等生物大分子，這些物質(zhì)具有廣泛的應(yīng)用前景。

微藻蛋白質(zhì)可以作為優(yōu)質(zhì)的飼料原料，用于水產(chǎn)養(yǎng)殖和畜牧業(yè)。微藻蛋白質(zhì)的氨基酸組成豐富，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，能夠提高動(dòng)物的生長(zhǎng)性能和免疫力。微藻油脂是生產(chǎn)生物柴油的理想原料。與傳統(tǒng)的生物柴油原料相比，微藻油脂具有生長(zhǎng)周期短、含油量高、不占用耕地等優(yōu)點(diǎn)。此外，微藻多糖還具有抗氧化、免疫調(diào)節(jié)等生物活性，可用于醫(yī)藥、保健品等領(lǐng)域。

微藻在廢水處理中的脫氮潛力具有廣闊的應(yīng)用前景。一方面，利用微藻處理廢水可以實(shí)現(xiàn)廢水的凈化和資源的回收利用，減少對(duì)環(huán)境的污染；另一方面，微藻轉(zhuǎn)化的高附加值生物質(zhì)可以為相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供新的原料來(lái)源，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

然而，微藻在廢水處理中的應(yīng)用也面臨著一些挑戰(zhàn)。例如，微藻的生長(zhǎng)受環(huán)境因素的影響較大，如光照、溫度、pH值等，需要優(yōu)化培養(yǎng)條件以提高微藻的生長(zhǎng)速率和脫氮效率。此外，微藻的大規(guī)模培養(yǎng)和采收技術(shù)還不夠成熟，需要進(jìn)一步研發(fā)和改進(jìn)。

綜上所述，微藻在廢水處理中具有顯著的脫氮潛力，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)高附加值生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。盡管面臨一些挑戰(zhàn)，但隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和研究的深入，微藻在廢水處理領(lǐng)域的應(yīng)用前景將更加廣闊，有望為解決廢水污染問(wèn)題和實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用提供有效的解決方案。

藻，這一神奇而多樣的生物群體，遠(yuǎn)非如此簡(jiǎn)單地被溫度所定義。誠(chéng)然，20-30 度可能是不少常見(jiàn)藻種較為理想的生長(zhǎng)區(qū)間，在這個(gè)溫度范圍內(nèi)，它們能展現(xiàn)出良好的活力與生機(jī)，進(jìn)行著光合作用，為生態(tài)系統(tǒng)貢獻(xiàn)著自己的力量。

但我們不能忽視的是，大自然的奇妙之處就在于其無(wú)盡的多樣性。在廣闊的天地間，存在著各種特殊環(huán)境下的藻。有些藻能夠在溫度遠(yuǎn)超 30 度的炎熱水域中倔強(qiáng)生長(zhǎng)，它們以頑強(qiáng)的生命力對(duì)抗著高溫的挑戰(zhàn)，發(fā)展出獨(dú)特的生存策略；而在寒冷的極地或者高海拔地區(qū)，也有藻的身影，它們適應(yīng)著接近甚至低于 0 度的低溫，在冰天雪地中悄然綻放生命的色彩。

我們應(yīng)該以更開(kāi)放的視角和更深入的探索去認(rèn)識(shí)藻。不要被固有觀念所束縛，要知道每一種藻都有著自己獨(dú)特的溫度適應(yīng)區(qū)間，都在各自的環(huán)境中演繹著屬于它們的精彩故事。

我們對(duì)藻的理解不應(yīng)局限于那看似約定俗成的 20-30 度，而應(yīng)去探尋它們?cè)诟鞣N極端溫度下的秘密與奇跡。只有這樣，我們才能真正領(lǐng)略到藻世界的廣袤與神奇，才能更加全面地認(rèn)識(shí)和珍惜這些大自然賦予我們的奇妙生物。讓我們打破思維的藩籬，去重新審視那被我們誤解的藻與溫度的關(guān)系吧。

如果您想了解更多的藻知識(shí)，請(qǐng)聯(lián)系我們。我們是一家做藻及光反應(yīng)器的公司。做藻，我們是認(rèn)真的！

The medium given below can be made with either artificial seawater or natural seawater.

Artificial Seawater

Make two separate solutions: Solution I and Solution II. Add salts in order to distilled
deionized water (DDW). When the salts in each are completely dissolved mix
solutions together. Dilute to total volume with DDW.

Enrichment stocks can be refrigerated. Adjust Solution #5 to pH 6 using solid NaCO₃?(about 2 g). Solution # 4 can be heated to dissolve the iron.

Notes:

*?Can be replaced with an equimolar stock of Na₂HPO₄
**?Add before the trace metals.
***?Can be replaced with an equimolar stock of FeCl₃

Vitamin stocks should be stored frozen.

TO MAKE 1 LITRE OF HESNW

1) Filter natural seawater through 0.45 μm membrane filter with a glass fiber prefilter.

2) Use a flask that has been acid-washed in 10% HCl and rinsed in distilled water before first use.

3) Pour 1 L filtered seawater or artificial seawater into flask. Add the following while mixing with a stir-bar:

a) 6 ml Combined Stock (Enrichment stocks #1,2,4-7)
(OR 1 ml of each individual stock solution)
b) 2 ml Silica Stock (Enrichment stock #3)
c) 2 ml Vitamin Stock

4) To reduce precipitation during autoclaving add:

d) 1.44 ml of 1N HCl
e) 0.12 g Sodium bicarbonate

5) Autoclave 20 minutes for one litre, ~ 30 minutes for 2 litres. Autoclaving for longer periods will result in more precipitation. Flasks should not be filled up more than 2/3 of their capacity, to avoid boiling over during sterilization.

6) Let stand for 2 days to allow pH to equilibrate (should be ~ pH 8.2).

7) Filter aseptically through a glass fiber filter to remove precipitate. Some taxa appear to be sensitive to it (optional).

Reference

Harrison, P.J., R.E. Waters and F.J.R. Taylor. 1980. A broad spectrum artificial medium for coastal and open ocean phytoplankton. J. Phycol. 16:28-35.

?(一)大量元素

1．氮(N)??單胞藻培養(yǎng)液常用的氮源有硝酸鉀(KNO3)、硝酸鈉(NaNO3)、尿素(NH2CONH2)、硝酸銨(NH4NO3)、硝酸鈣[Ca(NO)3)2]、氯化銨(NH4C1)、硫酸銨[(NH4)2SO4]、發(fā)酵人尿……等。其中以硝酸鈉和硝酸鉀最常用。但不同的藻類(lèi)對(duì)硝酸態(tài)氮和銨態(tài)氮的吸收利用情況是不同的，必須根據(jù)不同的藻類(lèi)選擇合適的氮源。

2．磷(P)??單胞藻培養(yǎng)液常用的磷源有磷酸二氫鉀(KH2PO4)、磷酸二氫鈉、(NaH2PO4)、磷酸氫二鉀(K2HPO4)、磷酸氫二鈉(Na2HPO4)4種。海水單胞藻培養(yǎng)液應(yīng)用磷酸二氫鉀，如用磷酸氫二鉀所配培養(yǎng)液會(huì)產(chǎn)生大量沉淀。

3．鐵(Fe)??單胞藻培養(yǎng)液常用的鐵源有三氯化鐵(FeCl3)、硫酸鐵(FeSO4)、硫酸高鐵[Fe2(SO4)3]、氧化鐵(FeO)、檸檬酸鐵(FeC6H5O7)、檸檬酸鐵銨[Fe(NH4)3(C6H5O7)]等。其中最常用的是三氯化鐵和檸檬酸鐵。無(wú)機(jī)鐵在水中容易形成一種膠體復(fù)合物，無(wú)可逆反應(yīng)，不能為生物利用。鐵也容易產(chǎn)生沉淀。所以盡管鐵在數(shù)量上所需很少，但要滿(mǎn)足藻類(lèi)需要卻很困難。要保持溶液中可利用態(tài)鐵的數(shù)量，通常采用3種方法，這些方法都取得一定的成功，但都不夠十分完善。

1. 在培養(yǎng)液內(nèi)加入土壤抽出液：由于自然有機(jī)質(zhì)(一般稱(chēng)為腐殖酸)的作用阻止了鐵的沉淀和溶膠化(Pringsheim，1963)。
2. 在培養(yǎng)液內(nèi)加入某種有機(jī)酸或其鹽類(lèi)以形成可溶性鐵化合物：已證明較有效的有檸檬酸鹽和酒石酸鹽：邁爾(Myers，1947)證實(shí)應(yīng)用硫酸鐵和檸檬酸鈉能使小球藻生長(zhǎng)十分良好。 ? ?
3. 應(yīng)用絡(luò)合劑：最常用的為乙二胺四乙酸(EDTA)，絡(luò)合劑能防止鐵和微量營(yíng)養(yǎng)元素沉淀，并按照質(zhì)量作用定律釋放出足夠數(shù)量的離子供藻細(xì)胞利用。

由于無(wú)機(jī)鐵容易形成膠體復(fù)合物和沉淀，而有機(jī)鐵，如檸檬酸鐵、酒石酸鐵等則是可溶性的，易為藻類(lèi)細(xì)胞利用，在培養(yǎng)液配方中可使用有機(jī)態(tài)鐵代替無(wú)機(jī)態(tài)鐵。

因藻類(lèi)對(duì)鐵元素需要量不大，也有部分科學(xué)工作者，把鐵列為微量元素。

4．鉀(K)??單胞藻培養(yǎng)液中鉀的來(lái)源常用的有氯化鉀(KCl)、硝酸鉀(KNO3)、磷酸二氫鉀(KH2PO4)、磷酸氫二鉀(K2HPO4)等。一般培養(yǎng)液中由于氮、磷元素的加入，也附帶加入了鉀營(yíng)養(yǎng)元素。除此以外，可再加入氯化鉀。

5．鎂(Mg)??培養(yǎng)液中鎂的來(lái)源，常用的是硫酸鎂(MgSO4)和氯化鎂(MgCl2)兩種?？梢詥为?dú)使用其中一種，也可兩種同時(shí)使用。鎂元素在天然海水中的含量很大(1?200mg/L以上)，一般是足夠的。

6．硫(S)??培養(yǎng)液中硫的來(lái)源一般是加入其他營(yíng)養(yǎng)元素的硫酸鹽類(lèi)(如硫酸銨、硫酸鎂、硫酸鐵、硫酸高鐵、硫酸錳、硫酸銅等)在獲得其他營(yíng)養(yǎng)元素的同時(shí)，也獲得了硫元素。

7．鈣(Ca)??培養(yǎng)液中鈣的來(lái)源，常加入氯化鈣(CaCl2)或硝酸鈣[Ca(N03)2]。

8．硅(Si)??在硅藻培養(yǎng)液中一般都加入硅元素，硅元素的來(lái)源，常用的是硅酸鈉(Na2SO3)和硅酸鉀(K2SiO3)。

?(二)微量元素

微量元素的種類(lèi)很多，但單胞藻培養(yǎng)液配方中常用的約10余種?，F(xiàn)將其名稱(chēng)及一般使用的化合物列舉如下：

1．硼(B)??硼酸(H3BO3)，焦性硼酸鈉(Na2B4O7)。

2．錳(Mn)??硫酸錳(MnSO4)，氯化錳(MnCl2)。

3．鋅(Zn)??硫酸鋅(ZnSO4)，氯化鋅(ZnCl2)。

4．銅(Cu)??硫酸銅((ZuSO4)，氯化銅(CuCl2)。????

5．鉬(Mo)??鉬華(MoO3)，鉬酸銨[(NH4)2O.7MoO3]。

6．鈷(Co)氯化鉆(CoCl2)。??

7．鈦(Ti)??氯化鈦(TiCl2)。????????

8．鎢(W)??鎢酸鈉(Na2wO4)。

9．鉻(Cr)??硫酸鉻鉀[CrK(SO4)2]，鉻酸鉀(K2CrO4)。

10．鎳(Ni)??硫酸鎳(NiSO4)。

11．釩(V)??釩酸鈉(NaVO3)，釩酸銨(NH4VO3)。

12．鎘(CA)??氯化鎘(CdCl2)。

13．鍶(Sr)??硫酸鍶(SrSO4)。

這些微量元素可以分開(kāi)單項(xiàng)列于培養(yǎng)液配方中，也可以把微量元素集中配成微量元素溶液，然后按一定量加入培養(yǎng)液中。這些微量元素溶液有各種配方，一些常用配方將在第69～70頁(yè)介紹。

藻類(lèi)對(duì)微量元素的需要量和中毒量(致毒量)的差距一般很狹小，略微超過(guò)需要量即會(huì)引起中毒。微量元素也容易形成膠體復(fù)合物和發(fā)生沉淀，使藻類(lèi)細(xì)胞不能利用。由于以上兩種原因，致使在培養(yǎng)液中保持適量的微量元素是很困難的。絡(luò)合劑的應(yīng)用是解決以上困難的辦法之一。

良好的田園土壤抽出液一般含有藻類(lèi)生長(zhǎng)繁殖所需要的各種微量元素和溶解有機(jī)物質(zhì)，且具有類(lèi)似絡(luò)合劑的作用。所以在培養(yǎng)液中加入土壤抽出液是解決微量元素供應(yīng)的有效辦法。

(三)輔助生長(zhǎng)有機(jī)物質(zhì)

藻類(lèi)除了必須吸收無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)之外，也吸收水中的溶解有機(jī)物質(zhì)，如維生素Bl、維生素B12、生物素……等，這些物質(zhì)對(duì)藻類(lèi)的生長(zhǎng)有輔助作用，稱(chēng)為輔助生長(zhǎng)有機(jī)物質(zhì)。

輔助生長(zhǎng)有機(jī)物質(zhì)能促進(jìn)藻類(lèi)細(xì)胞的生長(zhǎng)繁殖，還能增強(qiáng)藻類(lèi)細(xì)胞對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力，因此受到重視，加入培養(yǎng)液中的輔助生長(zhǎng)有機(jī)物質(zhì)種類(lèi)也愈來(lái)愈多。常用的有維生素B12、維生素B1(硫銨素)、維生素B2、維生素B6、維生素H、生物素、檸檬酸、乳精酸、煙酸，對(duì)氨安息香酸、葉酸、泛酸鈣、肌醇、腐肉堿、胸(腺)間氮苯、葡萄糖、肝抽出物、酵母抽出物、貝肉湯、魚(yú)粉、咸魚(yú)汁……等。

輔助生長(zhǎng)有機(jī)物質(zhì)可以分別加入培養(yǎng)液中，也可以把多種輔助生長(zhǎng)有機(jī)物質(zhì)配成混合液，稱(chēng)維生素溶液，在配制培養(yǎng)液時(shí)按一定比例加入。

土壤抽出液除含有無(wú)機(jī)微量元素外，還含有某些輔助生長(zhǎng)有機(jī)物質(zhì)。在培養(yǎng)液中加入土壤抽出液實(shí)際上加入了某些輔助生長(zhǎng)有機(jī)物質(zhì)。

(四)土壤抽出液

土壤抽出液含有單細(xì)胞藻類(lèi)需要的微量元素和輔助生長(zhǎng)有機(jī)物質(zhì)，培養(yǎng)液中加入適量的土壤抽出液，一般能獲得良好效果。

土壤抽出液的制作雖然簡(jiǎn)單，但處理方法各有不同?，F(xiàn)將常用的方法介紹如下。

1．土壤抽出液I??取土壤1kg，加純水1?000ml，煮沸60min，在暗處放置2d，過(guò)濾，以濾液600ml加純水400ml使用。

2．土壤抽出液Ⅱ??取土壤1kg，加純水1?000ml，再加入氫氧化鈉2～3g，煮沸120min，冷卻后過(guò)濾，濾液直接使用。????

3．土壤抽出液Ⅲ??取土壤1kg，加自來(lái)水2?000ml，煮沸煎濃，把上部泥漿傾入燒杯中澄清，靜置一晝夜后，次日吸取上層清液，再煮沸煎濃。第3天再如法煎煮，最后傾入三角燒瓶中，加棉花塞，煎濃，直至得到l?000ml的深褐色的土壤抽出液。每次使用后，煮沸滅菌保存(朱樹(shù)屏，1964．)。????

4．土壤抽出液Ⅳ取田園土壤1kg，加水2?000ml，攪拌均勻，浸泡，用前吸取上清液，煮沸消毒后使用(黎尚豪等，1959)。

5．海泥(或土壤)抽出液V??取海灘上砂質(zhì)較少，有機(jī)質(zhì)較多而又不是過(guò)分淤黑的上層軟泥(或田園土壤)，清除其中的小樹(shù)枝和小石塊等雜物，以容量計(jì)算1份泥加2份水，充分?jǐn)嚢杈鶆颍o置l～2min，待粗砂、小石下沉，把上層泥漿傾人鋁鍋中，棄去底部粗砂、小石等雜物，按每1?000ml泥漿加入NaOH?1g的量加入NaOH，煮沸20～30min，煮時(shí)需不斷攪拌。煮后靜置24h，吸取上清液使用。海泥抽出液吸出后，除當(dāng)天使用外，可以裝入大燒瓶中再經(jīng)煮沸1～2次(每天1次)，可作較長(zhǎng)時(shí)間的保存，使用時(shí)再經(jīng)煮沸。

不同地點(diǎn)取的土壤或海泥制成的土壤抽出液或海泥抽出液的營(yíng)養(yǎng)成分和數(shù)量是不相同的，這是由于不同地點(diǎn)的土壤或海泥所含物質(zhì)的成分和數(shù)量存在著差別的緣故。因此在取用土壤或海泥時(shí)，必須固定地方，不要經(jīng)常變換，對(duì)其培養(yǎng)效果及合適的使用量，均應(yīng)通過(guò)培養(yǎng)試驗(yàn)，了解掌握。

(五)絡(luò)合劑

無(wú)機(jī)態(tài)鐵和微量金屬元素容易形成膠體復(fù)合物和發(fā)生沉淀，不能為藻類(lèi)利用。為了防止這些元素溶膠化和沉淀的發(fā)生，保持其對(duì)藻類(lèi)的可利用態(tài)，以維持在培養(yǎng)液中的適量存在，哈特納(Hutnei，1950)首先應(yīng)用了稱(chēng)為絡(luò)合劑的化合物。邁爾(Myers，1951)在培養(yǎng)小球藻中成功地使用了EDTA。其后，在許多培養(yǎng)液配方中，都有絡(luò)合物的使用。最常用的絡(luò)合劑為乙二胺四乙酸(EDTA)，此外還有亞硝基R鹽、三價(jià)氮基三醋酸(NTA)、羥基乙基乙烯二胺三醋酸(HOEDTA)等。

絡(luò)合劑，本質(zhì)上相當(dāng)于環(huán)狀有機(jī)化合物這一類(lèi)，非常穩(wěn)定，應(yīng)用一定數(shù)量的絡(luò)合劑，可以防止鐵和微量元素的沉淀和溶膠化，并能根據(jù)質(zhì)量作用定律釋放出足量的離子供藻類(lèi)細(xì)胞利用，能夠大大地減少對(duì)藻類(lèi)供應(yīng)適量鐵和微量元素的困難，并能使元素的量達(dá)到比藻類(lèi)所能忍受的較高的濃度。

但也有關(guān)于應(yīng)用絡(luò)合劑后，引起某些金屬元素缺乏的報(bào)道(M．R．Droop，1969)。

(六)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑又稱(chēng)植物生長(zhǎng)激素，有促進(jìn)藻類(lèi)細(xì)胞生長(zhǎng)繁殖的作用。在培養(yǎng)液中加入某些植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，增產(chǎn)效果明顯。向曙光等(1986；1989)在亞心形扁藻的培養(yǎng)液中加入30～50mg/L增產(chǎn)靈，凈增產(chǎn)率為60％～70％。又加入40rng／L乙烯利，凈增產(chǎn)率為56％[87]。徐淑鳳等(1987)培養(yǎng)底棲硅藻，在培養(yǎng)液中添加0.5mg／L的a-夸乙酸鈉，對(duì)底棲硅藻的生長(zhǎng)繁殖具有明顯的促進(jìn)作用[85]。

(七)緩沖劑

在培養(yǎng)液中加入緩沖劑，可加強(qiáng)緩沖作用。常用的緩沖劑有三羥甲基氨基甲烷和二甘氨酸。

以上介紹了培養(yǎng)液的成分，共七類(lèi)。但不是說(shuō)單胞藻培養(yǎng)液都必須具備這七類(lèi)成分。其中最重要而且是必不可少的是大量元素，其次是微量元素和輔助生長(zhǎng)有機(jī)物質(zhì)，其他成分只在某些培養(yǎng)液配方中使用其中的一類(lèi)或兩類(lèi)。

室內(nèi)小水體培養(yǎng)螺旋藻使用。

室外大面積培養(yǎng)螺旋藻使用。

培養(yǎng)螺旋藻使用。

培養(yǎng)一般藍(lán)藻用。