技术领域
[0001] 本
发明涉及微藻培养领域，尤其涉及一种治理微藻养殖中原生动物污染的方法。
背景技术
[0002] 在户外微藻养殖的过程中，自然环境中存在的原生动物会通过
水体以及各种养殖操作进入培养液中，这些原生动物在微藻释放到培养液中的其自身分泌的有机物的作用下会大量增殖，严重时还会导致微藻不能够正常生长。
[0003] 为了能够将培养液中的原生动物杀灭，
现有技术中通常在低
密度(OD 3以下)微藻养殖过程中，在细胞液中添加10-20PPM以下的
次氯酸或双
氧水等具有氧化性的化学品对原生动物进行灭杀，但由于次氯酸或双氧水的氧化性无选择性，就使得在使用高剂量化学品对原生动物进行灭杀的同时对微藻细胞造成损伤，从而导致微藻产量的下降。并且，杀死原生动物的效果还受培养液中藻细胞浓度及其分泌物浓度的影响，细胞浓度越大，其分泌物越多，由于藻细胞及其分泌物均是有机物，均会与细胞液中的
杀虫剂发生反应，所以还会直接导致作用于原生动物的杀虫剂的剂量减少，从而降低了对原生动物的杀伤
力。
[0004] 针对上述微藻养殖中原生动物治理的现状而言，提供一种能够有效地、且不损伤藻细胞的治理原生动物污染的方法是本领域技术人员所面临的重要课题。
发明内容
[0005] 本发明
实施例提供了一种治理微藻养殖中原生动物污染的方法，能够有效地解决微藻养殖过程中的原生动物污染问题，保证微藻的稳定连续养殖。
[0006] 为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
[0007] 一种治理微藻养殖中原生动物污染的方法，包括：
[0008] 1)在微藻养殖阶段，监测微藻培养液中的原生动物种类；
[0009] 2)根据微藻培养液中出现的原生动物种类的不同，分别将微藻培养液的
温度升高至不同的预定温度；
[0010] 3)维持所述预定温度一段时间，直至抑制或杀死微藻培养液中的原生动物。
[0011] 可选的，所述原生动物包括鞭毛类原生动物、纤毛类原生动物和肉足类及轮虫类原生动物中的至少一种。
[0012] 可选的，所述不同的预定温度具体为：
[0013] 当微藻培养液中出现鞭毛类原生动物时，所述预定温度为35-37℃；
[0014] 当微藻培养液中出现纤毛类原生动物时，所述预定温度为37-40℃；
[0015] 当微藻培养液中出现肉足类及轮虫类原生动物时，所述预定温度为40-43℃。
[0016] 可选的，步骤3)具体为：在维持所述预定温度一段时间后，检测微藻培养液中的原生动物数量，
[0017] 若原生动物的数量得到抑制或者为零，按照正常养殖温度培养微藻细胞；
[0018] 若还存在一定数量的原生动物，向微藻培养液中加入杀虫剂，或者继续保持所述预定温度一段时间，或者提高所述预定温度并保持一段时间，直至抑制或杀死微藻培养液中的原生动物。
[0019] 进一步的，所述继续保持所述预定温度一段时间，或者提高所述预定温度并保持一段时间具体为：
[0020] 当微藻培养液为轻度污染、只出现鞭毛类原生动物时提高微藻培养液的温度至微藻培养液中出现纤毛类原生动物时的预定温度并保持一段时间；
[0021] 当微藻培养液为中度污染、已出现鞭毛类原生动物和纤毛类原生动物时，提高微藻培养液的温度至微藻培养液中出现肉足类及轮虫类原生动物时的预定温度并保持一段时间；
[0022] 当微藻培养液为重度污染、已出现纤毛类原生动物和肉足类及轮虫类原生动物时，继续保持所述预定温度一段时间。
[0023] 可选的，在光
生物反应器中进行微藻养殖时，所述向微藻培养液中加入杀虫剂具体为：
[0024] 在藻细胞密度为3OD以下时，当微藻培养液出现轻度污染时，加入0-1ppm的杀虫剂；出现中度污染时，加入1-5ppm的杀虫剂；出现重度污染时，加入5-10ppm的杀虫剂；
[0025] 在藻细胞密度为3-10OD时，当微藻培养液出现轻度污染时，加入0-1ppm的杀虫剂；出现中度污染时，加入1-10ppm的杀虫剂；出现重度污染时，加入10-15ppm的杀虫剂；
[0026] 在藻细胞密度为10-50OD时，当微藻培养液出现轻度污染时，加入0-5ppm的杀虫剂；出现中度污染时，加入5-20ppm的杀虫剂；出现重度污染时，加入20-30ppm的杀虫剂。
[0027] 可选的，在开放式跑道池中进行微藻养殖时，所述向微藻培养液中加入杀虫剂具体为：
[0028] 在藻细胞密度为1OD以下时，当微藻培养液出现轻度污染时，加入0-1ppm的杀虫剂；出现中度或者重度污染时，加入1-5ppm的杀虫剂；
[0029] 在藻细胞密度为1-2OD时，当微藻培养液出现轻度污染时，加入0-1ppm的杀虫剂；出现中度污染时，加入1-10ppm的杀虫剂；出现重度污染时，加入10-15ppm的杀虫剂；
[0030] 在藻细胞密度为2OD以上时，当微藻培养液出现轻度污染时，加入0-5ppm的杀虫剂；出现中度污染时，加入5-20ppm的杀虫剂；出现重度污染时，加入20-30ppm的杀虫剂。
[0031] 可选的，所述方法还包括：
[0032] 在步骤1)之前，向微藻培养液中加入杀虫剂。
[0033] 进一步的，所述杀虫剂为次氯酸或双氧水。
[0034] 可选的，所述方法还包括：
[0035] 在步骤1)之前或者步骤1)之后或者步骤2)之后，向微藻培养液中加入抗生素类。
[0036] 进一步的，所述抗生素类为浓度低于250IU/L青霉素和浓度低于100mg/L
硫酸庆大霉素或氯霉素中的至少一种。
[0037] 可选的，所述一段时间为2-6小时的任意时间段。
[0038] 本发明实施例提供了一种治理微藻养殖中原生动物污染的方法，在该方法中，利用微藻细胞与原生动物的温度耐受性的不同，在养殖过程中，监测微藻培养液中的原生动物的种类，通过在微藻正常养殖温度和微藻最高耐受温度之间调控微藻培养液的温度至能够有效抑制或杀死微藻细胞液中出现不同种类的原生动物时的预定温度，可有效控制原生动物增殖泛滥的问题，从而保证微藻的稳定连续养殖。
具体实施方式
[0039] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0040] 下面对本发明实施例的治理微藻养殖中原生动物污染的方法进行详细描述。
[0041] 本发明实施例提供了一种治理微藻养殖中原生动物污染的方法，包括：
[0042] 1)在微藻养殖阶段，监测微藻培养液中的原生动物的种类；
[0043] 2)根据微藻培养液中出现的原生动物种类的不同，分别将微藻培养液的温度升高至不同的预定温度；
[0044] 3)维持所述预定温度一段时间，直至抑制或杀死微藻培养液中的原生动物。
[0045] 本发明实施例提供了一种治理微藻养殖中原生动物污染的方法，在该方法中，利用微藻细胞与原生动物的温度耐受性的不同，在养殖过程中，监测微藻培养液中的原生动物的种类，通过在微藻正常养殖温度和微藻最高耐受温度之间调控微藻培养液的温度至能够有效抑制或杀死微藻细胞液中出现不同种类的原生动物时的预定温度，可有效控制原生动物增殖泛滥的问题，从而保证微藻的稳定连续养殖。
[0046] 在本发明的一实施例中，所述原生动物包括鞭毛类原生动物、纤毛类原生动物和肉足类及轮虫类原生动物中的至少一种。在微藻养殖过程中比较常见的原生动物分为三大类：1.鞭毛类原生动物：主要包括
植物性和动物性的，最常见的有小白虫，梨波豆虫等；2.纤毛类原生动物：主要包括游泳性和固着型的，最常见的有豆形虫，纤虫等；3.肉足类及轮虫类原生动物：主要包括根足纲、辐足纲和轮虫纲的，最常见的有
变形虫，太阳虫，钟虫，轮虫等。上述三类原生动物均对微藻养殖均产生影响，且在养殖过程中出现的顺序基本上是鞭毛类、纤毛类、肉足类及轮虫类。
[0047] 在本发明的一实施例中，所述不同的预定温度具体为：当微藻培养液中出现鞭毛类原生动物时，所述预定温度为35-37℃；当微藻培养液中出现纤毛类原生动物时，所述预定温度为37-40℃；当微藻培养液中出现肉足类及轮虫类原生动物时，所述预定温度为40-43℃。
[0048] 在本实施例中，由于鞭毛类、纤毛类、肉足类及轮虫类原生动物的温度耐受性逐渐升高，所以在当微藻培养液中出现上述种类的原生动物时，所设定的微藻培养液的温度也有所不同，也会逐渐升高。但需说明的是，所设定的微藻培养液的预定温度最高也不能高于微藻最高耐受温度，即43℃，否则就会在杀死原生动物的同时也会致使藻细胞死亡。
[0049] 在本发明的一实施例中，步骤3)具体为：在维持所述预定温度一段时间后，检测微藻培养液中的原生动物数量，若原生动物的数量得到抑制或者为零，按照正常养殖温度培养微藻细胞；若还存在一定数量的原生动物，向微藻培养液中加入杀虫剂，或者继续保持所述预定温度一段时间，或者提高所述预定温度并保持一段时间，直至抑制或杀死微藻培养液中的原生动物。
[0050] 在本实施例中，根据微藻培养液中出现的原生动物种类的不同，在将微藻培养液的温度升至不同的预定温度并维持一段时间后，观察微藻培养液中的原生动物数量，若原生动物的数量得到有效地抑制甚至为零，则继续按照正常养殖温度培养微藻细胞即可，这里所述的正常养殖温度对于微藻细胞而言，大约为25-30℃，该正常养殖温度随微藻的不同有所调整。但若微藻培养液中还存在一定数量的原生动物，则可通过采取的不同措施进一步对其进行灭杀。所采取的措施可以是向微藻培养液中加入杀虫剂，或者继续保持所述预定温度一段时间，或者提高所述预定温度并保持一段时间，直至抑制或杀死微藻培养液中的原生动物。这里可以理解的是，所述一定数量的原生动物实为一相对概念，相对于原生动物得到有效抑制(或完全杀死)的数量而言，即要比原生动物得到有效抑制(或完全杀死)的数量还要多一些，但少于未进行杀死处理之前的数量。
[0051] 在本发明的一实施例中，所述继续保持所述预定温度一段时间，或者提高所述预定温度并保持一段时间具体为：
[0052] 当微藻培养液为轻度污染、只出现鞭毛类原生动物时，提高微藻培养液的温度至微藻培养液中出现纤毛类原生动物时的预定温度并保持一段时间；
[0053] 当微藻培养液为中度污染、已出现鞭毛类原生动物和纤毛类原生动物时，提高微藻培养液的温度至微藻培养液中出现肉足类及轮虫类原生动物时的预定温度并保持一段时间；
[0054] 当微藻培养液为重度污染、已出现纤毛类原生动物和肉足类及轮虫类原生动物时，继续保持所述预定温度一段时间。
[0055] 在本实施例中，对于如何通过继续保持所述预定温度一段时间，或者提高所述预定温度并保持一段时间来进一步杀死微藻培养液中残存的原生动物做出了具体阐述。大致思路为：由于鞭毛类、纤毛类、肉足类及轮虫类原生动物的温度耐受性逐渐升高，所以在当微藻培养液中还残留有鞭毛类原生动物时，则继续升高温度至下一级别的预定温度(即微藻培养液中出现纤毛类原生动物时的预定温度)，依次类推，当微藻培养液中还残留有纤毛类原生动物时，则继续升高温度至下一级别的预定温度(即微藻培养液中出现肉足类及轮虫类原生动物时的预定温度)，当微藻培养液中还残留有肉足类及轮虫类原生动物时，由于此时的微藻培养液的温度已达到藻细胞的最高耐受温度，所以不能再进一步提高微藻培养液的温度，只能在该温度下继续维持一段时间，以通过长时间的较高预定温度的作用杀死微藻培养液中残留的原生动物。
[0056] 目前，微藻可在光生物反应器或开放式跑道池中进行培养，下面具体阐述当在上述两种方式的培养下，当容器内出现不同程度的污染时，应向微藻培养液中加入如何剂量的杀虫剂来进一步杀死微藻培养液中残留的原生动物。
[0057] 在本发明的一实施例中，在光生物反应器中进行微藻养殖时，所述向微藻培养液中加入杀虫剂具体为：
[0058] 在藻细胞密度为3OD以下时，当微藻培养液出现轻度污染时，加入0-1ppm的杀虫剂；出现中度污染时，加入1-5ppm的杀虫剂；出现重度污染时，加入5-10ppm的杀虫剂；
[0059] 在藻细胞密度为3-10OD时，当微藻培养液出现轻度污染时，加入0-1ppm的杀虫剂；出现中度污染时，加入1-10ppm的杀虫剂；出现重度污染时，加入10-15ppm的杀虫剂；
[0060] 在藻细胞密度为10-50OD时，当微藻培养液出现轻度污染时，加入0-5ppm的杀虫剂；出现中度污染时，加入5-20ppm的杀虫剂；出现重度污染时，加入20-30ppm的杀虫剂。
[0061] 在本发明的一实施例中，在开放式跑道池中进行微藻养殖时，所述向微藻培养液中加入杀虫剂具体为：
[0062] 在藻细胞密度为1OD以下时，当微藻培养液出现轻度污染时，加入0-1ppm的杀虫剂；出现中度或者重度污染时，加入1-5ppm的杀虫剂；
[0063] 在藻细胞密度为1-2OD时，当微藻培养液出现轻度污染时，加入0-1ppm的杀虫剂；出现中度污染时，加入1-10ppm的杀虫剂；出现重度污染时，加入10-15ppm的杀虫剂；
[0064] 在藻细胞密度为2OD以上时，当微藻培养液出现轻度污染时，加入0-5ppm的杀虫剂；出现中度污染时，加入5-20ppm的杀虫剂；出现重度污染时，加入20-30ppm的杀虫剂。
[0065] 在上述两实施例中，分别阐述了在不同的养殖方式、不同藻细胞密度及不同的污染程度下所应加入的杀虫剂的剂量，上述所列出的杀虫剂的剂量随污染程度的不同而不同，不同剂量在各种情况下都可确保在对微藻培养液中的原生动物进行有效抑制或杀死的同时而不会损伤到微藻细胞及其分泌物，从而可在保证微藻的稳定连续培养的
基础上进一步为实际的生产操作带来实用性和简便性。
[0066] 应当理解的是，不论是在上述两实施例中所列举的不同情况下所加入的杀虫剂的量还是在本发明中的其它情况中(如在步骤1)之前等)所加入的杀虫剂量都远远低于现有技术中仅在使用杀虫剂杀灭微藻液中原生动物时所使用的杀虫剂量，从而不会损伤藻细胞及其分泌物。
[0067] 在本发明的一实施例中，所述方法还包括：在步骤1)之前，向微藻培养液中加入杀虫剂。在本实施例中，还可在步骤1)之前预先加入杀虫剂，以对微藻培养液中的原生动物中的大部分先造成损伤，增加其温度敏感性。可以理解的是，在步骤1)之前预先加入的杀虫剂的剂量也应根据不同的情况适量加入，以避免在对微藻培养液中的原生动物进行有效抑制或杀死的同时损伤到微藻细胞及其分泌物。可以理解的是，在本实施例中在步骤1)前加入杀虫剂仅是为了增加微藻培养液中原生动物对温度的敏感性，所以所加入的杀虫剂量也是非常少的。
[0068] 在本发明的一实施例中，所述杀虫剂为次氯酸或双氧水。在本实施例中，所选用的杀虫剂可以为次氯酸，也可以是双氧水，亦可以是其他杀虫剂(本实施例中不做具体限定)。需要说明的是，在添加杀虫剂时，需注意在将杀虫剂溶液缓慢加入微藻培养液的同时还应增大细胞培养液的搅拌力度，以防止细胞培养液局部的次氯酸或双氧水的浓度过高对微藻细胞造成损伤。另外，在加入上述杀虫剂溶液后，还应根据反应情况调整反应时间的长短，一般在3-6小时左右。由于次氯酸等杀虫剂见光时其氧化能力非常强，在对原生动物能够治理有效以外，还会对微藻细胞造成严重的损伤，甚至导致其死亡，所以在采用次氯酸等氧化性杀虫剂时，还需对细胞培养液进行遮光处理，或者在晚上日落后进行，以保证藻细胞不受损伤。
[0069] 在本发明的一实施例中，所述方法还包括：在步骤1)之前或者步骤1)之后或者步骤2)之后，向微藻培养液中加入抗生素类。在本实施例中，还可在不同情形下加入抗生素类，以降低细胞培养液中的细菌浓度，从而在减少原生动物所获取的食物量的同时抑制原生动物本身的数量。在本发明的一优选实施例中，所述抗生素类为浓度低于250IU/L青霉素和浓度低于100mg/L硫酸庆大霉素或氯霉素中的至少一种。可以理解的是，上述抗生素类的选用为生产中常用的抗生素种类，本领域技术人员还可根据实际情况选用适宜种类及适宜量的抗生素。
[0070] 在本发明的一实施例中，所述一段时间为2-6小时的任意时间段。在本实施例中，上述所提到的在将细胞培养液的温度升高至预定温度并保持一段时间或在保持一段时间后继续保持一段时间或将预定温度升高至更高温度并保持一段时间中的一段时间可为2-6小时的任意时间段，优选可为3小时以上的任意时间段，以使原生动物能够灭杀完全。可以理解的是，本领域技术人员可根据实际生产需要选择适宜的时间段，可根据情况适当延长或缩短处理时间，与微藻细胞浓度相比，若原生动物的数量较多时，可以延长升温处理时间至3-4个小时，或者4-5个小时；反之，原生动物数量少时，可以缩短升温处理时间至1小时以下。
[0071] 可以理解的是，在上述实施例中，升高温度的方式可以是人工加热细胞培养液，也可以是在阳光下让细胞培养液温度自然升高。比如说，让自然光照射方式升温时，可以通过停止光生物反应器或开放式跑道池内的控温装置，将养殖液移送至光程短的反应器内，或是降低开放式跑道池内的养殖液的深度等方式实现。在液体养殖反应器或跑道池内加入金属管
热交换器等；另外，在固定化养殖系统中，将培养基加热后通过输液管道移送至养殖面上，或者在养殖面上架设加热器，通过调节培养基的加热温度最终使细胞的
接触温度保持在前述温度范围内。
[0072] 可以理解的是，本发明实施例所提供的治理微藻养殖中原生动物污染的方法可适用于任意藻类的养殖中。
[0073] 为了更好地说明本发明所提供的治理微藻养殖中原生动物污染的方法，下面以微藻中拟微绿球藻的
海水养殖为例进行说明。
[0074] 实施例1
[0075] 在户外条件下用10L(光程3cm)的玻璃板式反应器内养殖海水拟微绿球藻的例子。养殖开始经过3天后出现轻度污染(鞭毛虫污染)，采用升温的方式治理。晴天条件下让液体养殖的细胞液温度自然上升至35-37℃维持2个小时以上，之后将温度恢复至正常养殖温度25-30℃。通过
显微镜观察，可以看到鞭毛类原生动物基本消失。而此前述升温处理条件对细胞活性基本无影响。
[0076] 实施例2
[0077] 在户外条件下用10L(光程3cm)的玻璃板式反应器内养殖海水拟微绿球藻的例子养殖开始经过5天后出现中度污染(鞭毛虫及纤毛虫类大量出现)时，实验组采用升温与杀虫剂相结合的方式进行治理。可以将5ppm以下次氯酸杀虫剂先放入细胞液内让其反应2小时，让原生动物细胞受损伤，其对高温的敏感程度增加后，再对其进行升温，杀虫治理，其温度需达到37-40℃范围内维持3个小时，之后降温恢复至正常养殖温度25-30℃。通过显微镜观察，可以看到鞭毛类及纤毛虫类原生动物基本消失。而对微藻细胞活性影响甚微，经过12小时后，可以恢复至杀虫处理前的
细胞增殖速度。
[0078] 作为对照组，没有采用升温处理只添加次氯酸杀虫剂处理的达到相同原生动物消失使用了30ppm。
[0079] 实施例3
[0080] 在户外条件下用10L(光程3cm)的玻璃板式反应器内养殖海水拟微绿球藻的例子
