[发明专利]一种光伏大棚培养雨生红球藻的方法

说明书

技术领域

本发明属于农业产业生产和生物技术领域，具体的说，涉及一种光伏大棚培养雨生红球藻的方法。

背景技术

雨生红球藻又被叫做湖生红球藻或湖生血球藻，是一种普遍存在的绿藻，属于团藻目，红球藻科，在适宜它生长的条件下广泛存在于自然界中。

雨生红球藻的生长过程分为四个阶段：第一阶段为游动细胞阶段，拥有2条(少数有4条)顶生、等长、约等于体长的鞭毛，多呈绿色；第二阶段为动孢子或是游孢子阶段，从母细胞内产生，到释放出孢子囊为止具有游动能力的子细胞；第三阶段为静细胞或不动细胞阶段，虾青素大量积累后，鞭毛消失，体积增大，外观呈红色；第四阶段为静孢子或是不动孢子阶段，由不动细胞以无性繁殖方式产生，到孢子囊内释放时期的子细胞。

雨生红球藻体内的虾青素含量为1.5％-3.0％，被认为是天然虾青素的“浓缩品”。由于虾青素具有抗衰老、保护皮肤，维持心血管系统、关节和缔结组织健康，增强力量和耐力等功能，且对人体安全无害，越来越受到人们的关注，被称作“健康软黄金”、“可食用的钻石”，目前主要作为人类高级保健品、药品，以及水产养殖动物、家禽、家畜的饲料添加剂使用。雨生红球藻被公认为自然界中生产天然虾青素的最好生物，因此，利用这种微藻提取虾青素无疑具有广阔的发展前景，已成为近年来国际上天然虾青素生产的研究热点。

雨生红藻的养殖条件在于以下几方面：

(1)温度：最适合的红球藻的光合自养温度为20℃-25℃，当温度高于30℃时，它的生长受到抑制。

(2)酸碱度：红球藻最适宜生长的pH为中性至微碱性(7,8)虽然在pH为11时，他仍能生长和存活，但生长速率极低。

(3)溶解氧：较低的溶解氧(50％饱和度)有利于红球藻自养生长。而饱和的溶解氧有利于它的异养生长。

由于上述条件的限制，现有的雨生红球藻的养殖场所主要集中在南方。由于冬季温度和天气的影响，雨生红球藻的年养殖时间较短，导致雨生红球藻的年产量不高，所以北方的养殖规模较小。而且目前的养殖方式主要集中在室外养殖，一方面对雨生红球藻的养殖过程造成一定的污染；另一方面室外养殖占地面积较大，空间利用率较小。

发明内容

本发明针对现有雨生红球藻养殖过程中存在的上述不足，提供了一种光伏大棚培养雨生红球藻的方法，该方法棚顶发电、棚底进行雨生红球藻养殖的模式，空间利用率得到极大提高，实现了光电一体化的农业生产。

本发明的技术方案是：一种光伏大棚培养雨生红球藻的方法，包括以下步骤：

(1)场地准备阶段：在光伏连栋温室大棚的向阳侧沿东西方向设置培养雨生红球藻所需的柱状光生物反应器、平行管道光生物反应器、缓冲罐、以及分别与缓冲罐连接的CO₂和空气处理系统，将两种光生物反应器通过地下管道连通，在所述平行管道光生物反应器上设置温度传感器和自动淋水装置，在所述缓冲罐内设置温度传感器和pH控制器，所述温度传感器与自动淋水装置连接，用于实现平行管道光生物反应器内藻液的温度调节；在所述光伏连栋温室大棚的顶部覆盖有光伏太阳能电池组件；在所述光伏连栋温室大棚的内部配套风机-湿帘系统和温度控制系统。

(2)实验室培养阶段：将藻种置于无菌实验室中进行初步培养，在藻种浓度达到30-50万cell/L时，完成实验室培养，该阶段培养所需的时间为7-11天。

(3)绿色培养阶段：按照1:10接种比例，将实验室培养的藻种接种至柱状光生物反应器中，在藻种浓度达到30-50万cell/L时，利用动力水泵经管道将雨生红球藻转移至平行管道光生物反应器中进行培养，该阶段培养所需的时间为7-11天。

(4)红色培养阶段：进入平行管道光生物反应器中的雨生红球藻，在平行管道光生物反应器中沿“S”型路线流动，流动两个回合后进入缓冲罐，经缓冲作用后再流回平行管道光生物反应器中，形成一个循环流动的回路，在培养时间达到15-20天后即可进行雨生红球藻的采收。

(5)采收：培养成熟的雨生红球藻通过沉降过滤方式进行采收。

进一步的，所述步骤(4)中，在缓冲罐内的pH至高于7.8时，控制CO₂的电磁阀打开，与缓冲罐相连的CO₂和空气处理系统通过CO₂与空气的混合气体对平行管道光生物反应器藻液进行pH调节。

进一步的，所述缓冲罐内设置有微孔曝气盘，CO₂与空气的混合气体通过微孔曝气盘与缓冲罐连接，提高CO₂的利用率。