微藻生長的影響因素論文
摘 要:微藻是一類在海洋、陸地分布廣泛,光合利用度高、營養(yǎng)豐富的自養(yǎng)植物,外界因素,即生活環(huán)境對微藻的的生長影響明顯,光、溫度、鹽度、營養(yǎng)鹽、酸堿度、碳源、有機營養(yǎng)物質和生物因子等,都是影響微藻生長的主要因素。
關鍵詞:植物生長論文發(fā)表,發(fā)表植物組織培養(yǎng)論文,植物細胞工程論文投稿
微藻是一類在海洋、陸地分布廣泛,光合利用度高、營養(yǎng)豐富的自養(yǎng)植物,外界因素,即生活環(huán)境對微藻的的生長影響明顯,光、溫度、鹽度、營養(yǎng)鹽、酸堿度、碳源、有機營養(yǎng)物質和生物因子等,都是影響微藻生長的主要因素。
1.光
在溫度和營養(yǎng)不限制微藻生長的情況下,影響微藻生長的因子即光。
1.1 光源 除可利用人工光源,太陽光是微藻培養(yǎng)的主要光源。在室外大規(guī)模培養(yǎng)和室內小型培養(yǎng),都可有效利用太陽光源。但極端易變是太陽光源的特點,這給在培養(yǎng)中控制最適光照強度帶來較大困難。室內小型培養(yǎng)可利用白熾燈或白色日光燈等人工光源。白熾燈產生的溫度很高,能使培養(yǎng)液水溫上升,在夏天氣溫高時不宜使用。使用人工光源,可較好控制光照強度和時間,但存在成本高的問題,因此生產上二級培養(yǎng)很少使用。
1.2 光質 光的顏色即是光質,是指不同波長的光線。鹽藻在300~700 nm光譜區(qū)內,出現(xiàn)436 nm和679 nm兩個吸收主峰和470 nm一個肩。三角褐指藻在紅、黃、藍、白和紫等5種不同的光質下的生長速度大小依次為藍光、紫光、白光、紅光和黃光,在藍光下的生長常數(shù)約為0.44,而在黃光下僅為0.26;培養(yǎng)8 d其多糖含量在紅光下最高。在光照強度低于13.20 μmol/(m·s)時,螺旋藻的生物量在紅光下是最高的。
1.3 光在細胞懸浮液中的穿透 當光線進入藻液中,由于藻細胞的散射和吸收,隨著深度的增加,光照強度迅速降低。藻細胞的密度取決光投入的深度,密度愈低,光透入愈深。大部分細胞吸收到的光照強度往往不足,這是由于在高密度下,僅僅表層細胞能吸收到可進行光合作用的'飽和光照強度,下層細胞實際處于“黑暗”之中。Emerson、Lewis測定蛋白核小球藻懸浮液中光吸收的情況,在1 g/L(以DW計)濃度下,在第1個厘米范圍內,有95%以上的紅光和藍光及60%的綠光被吸收;在濃度為10 g/L(以DW計),大部分光在第1個毫米范圍內被吸收。
1.4 光強 光強即光的強度。不同的藻類,各有適宜的光照強度。在一定的光照強度下,光合作用產生的氧氣量和呼吸作用消耗的氧氣量恰好相等,細胞只能維持基礎代謝不能生長,這時的光照強度為光補償點。不同藻類的光補償點不同。藻類的適光范圍必須高于補償點的光照強度,否則無法正常生長繁殖。
1.5 光周期 每天的光照時間稱日照時間,又稱光周期。利用人工光源培養(yǎng)微藻,了解該藻在特定條件下合理的日照時間也是必要的。田宮博等(1955)曾用6、12和18 h日照時間處理,研究其對小球藻生長的影響。發(fā)現(xiàn)日照時間較短時,生長率和光照時間成正比;溫度較高或光照強度較低時,盡管日照時間較長,生長率和日照時間也成正比;但在較強的光照和較長的光照時間下,繼續(xù)增加日照時間而生長率不增加,出現(xiàn)“光飽和”現(xiàn)象,過強和過長時間的光照還會引起光抑制。光抑制時間過長,藻體內葉綠素即發(fā)生光解而褪色,甚至變?yōu)辄S白色。在低溫時,光飽和點較低,此時藻體更容易受到強光的傷害,低溫下弱光對微藻的生長更有利。
2.鹽度
鹽度對微藻的影響主要表現(xiàn)在滲透壓方面。微藻和其他水生生物一樣,對生活環(huán)境的鹽度變化有一定的適應范圍和最適范圍。適應能力常以能否繁殖為標準。不同微藻對環(huán)境鹽度變化的適應能力不同,據(jù)此可分為狹鹽性種類和廣鹽性種類。大多數(shù)海洋微藻類都是廣鹽性種類。淡水藻類對突然的鹽度升高十分敏感。
3.礦質營養(yǎng)
微藻需要從外界吸收無機礦質元素來制造有機物。微藻所吸收的礦質元素很多,其中有些不可缺少,稱為必需元素。如果缺少,將影響微藻的正常生長發(fā)育。
某種藻類所需要的每一種必需元素,如果低于最低量會影響其生長繁殖,但超過一定量,也會對藻類產生毒害作用,影響其生長繁殖,甚至使藻類死亡。兩者都不能忽視,尤其是后者,對藻類的危害甚至比前者更為嚴重,應十分注意。由此可見,微藻對每一必要的營養(yǎng)元素都有其適應范圍,不足或超出對微藻生長都不利。適應范圍的幅度依靠微藻種類和礦質元素的不同而有差異,需要特別注意的是微量元素的適量和致死劑量之間的幅度很小。
4.酸堿度
水的酸堿度取決于游離的氫離子濃度,氫離子濃度用pH表示。酸堿度的控制對微藻的生長及生產性培養(yǎng)極為重要,適宜的酸堿度不僅使藻類生長加快,對某些藻類同時也是控制污染的重要方法之一。各種微藻對酸堿度各有一定的適應范圍。新配培養(yǎng)液的pH必須適合培養(yǎng)藻類的要求。但在培養(yǎng)過程中,由于藻細胞對二氧化碳和某些營養(yǎng)元素的優(yōu)先吸收,導致pH變化,有可能超
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