[发明专利]一种结合光伏板进行微藻培养的方法

说明书

本发明提供一种结合光伏板进行微藻培养的方法，该方法中光伏板对微藻养殖池的遮荫面积为20‑80％，光伏板距离微藻养殖池的高度为1.5‑3米。本发明通过调整光伏板对微藻养殖池的遮蔽度，光伏板设置高度，优化培养液成分，使微藻生长处于更优的环境，从而提高了培养后藻液中的藻细胞浓度，增加了藻细胞中高值产物的含量。

技术领域

本发明属于微藻培养领域，具体涉及一种结合光伏板进行微藻培养的方法。

背景技术

微藻是含有叶绿素a并能够进行光合作用的一类个体微小的生物，它的生长效率高，营养含量丰富。光合作用是微藻最基础和最重要的生理活动，藻类光合作用与光照强度的关系经相关研究表明，当光照强度过大时会导致微藻细胞发生光抑制现象。光抑制被认为是一种可逆的光合电子传递下降，保护藻体免受过高光强伤害的机制。当光强过大时会造成紫外线对DNA的损伤，严重时会导致细胞生长和维持生命的物质成分不能正常合成，最终细胞停止生长并死亡；过高的光强还会影响细胞内光合色素的合成和更新速度，甚至会对色素分子造成光漂白；此外还会对藻细胞内蛋白质的合成、营养元素的吸收和细胞分裂的速度产生负面影响。以螺旋藻为例，通常最适合螺旋藻生长的光强为3-5万勒克斯，但是在自然条件下光照强度会高达8-12万勒克斯，过高的光强会导致藻体下沉、细胞分裂速度减缓、藻色发黄、藻蓝蛋白合成量下降，进而影响产量和质量。

为了减少强光的伤害，微藻细胞在进化过程中形成了一些特定的适应机制：比如当藻细胞内的光敏色素感受到强光信号后，会通过鞭毛、纤毛和调节浮力等方式向低光强的方向移动，从而避开强光对细胞的损伤；一些藻细胞内含有三苯甲咪唑类氨基酸、伪枝藻素等紫外屏障色素，能够帮助藻细胞屏蔽一部分强光中的紫外辐射，提高耐强光照射的能力；当受到强光辐射后细胞内会启动光修复机制，包括DNA的切除修复和重组修复、光合系统的D1蛋白修复等。在人工规模化培养微藻时会通过调节微藻养殖池水位、加装遮阳网、根据天气情况及时采收等方法尽量减少或避免发生光抑制现象，但这些方法的缺点是没有对多余的光能加以利用。

中国专利202110505397.X中公开了一种基于光伏板的微藻养殖装置，包括地面板、底层养殖池、上层养殖池、光伏板；该发明在上层养殖池的上方安装了光伏板，然后在底层养殖池的内部铺设有多个电加热管，如此通过光伏板电连接多个电加热管，形成太阳转化为热能的利用，提供生产所需要的温度，而且节能环保。

中国专利202121843045.7公开了一种全天候连续运行微藻养殖装置，在跑道池开口上方从下往上依次设置有电致变色玻璃、透明发光板和透光光伏板，防止光照强度超过或低于最适光照强度范围而抑制微藻生长；其中所述透光光伏板保证下方微藻的采光率的同时又能进行发电；当光照强度过大时，所述电致变色玻璃通过改变自身颜色能够控制透过光线强度和调节热量，保证微藻的生长效率；当夜晚或光照强度过低时，所述透明发光板用于补充光照，从而实现光照强度的调节和满足全天候养殖的光照需求。但其应用于大型养殖池时具有较大的限制。

但以上装置对于微藻的培养促进作用有限，有进一步优化的空间。

发明内容

为了解决上述问题，本发明构建出一种高效利用太阳光能、节约其他能源消耗的微藻养殖方法，以实现微藻培养流程的优化、并提高藻细胞生物量和高值化合物含量。

本发明的目的在于提供一种结合光伏板进行优化培养微藻的方法，该方法充分利用池与池之间的空地架设光伏板，采用下层养殖、上层发电的模式，利用太阳能发电开展微藻规模养殖、采收和深加工，并添加辅助培养因子，在充分利用太阳光能、极大节约能源能耗的同时又可以显著提高微藻产品的产量和质量，最终实现藻光一体化的农业生产，实现绿色低碳的生态农业。

一方面，本发明提供了一种结合光伏板进行微藻培养的方法。

所述的光伏板对微藻养殖池的遮荫面积为20-80％，光伏板距离微藻养殖池的高度为1.5-3米，所述的微藻的培养液中添加浓度小于0.1g/L的槲皮素。