一種光伏大棚培養(yǎng)雨生紅球藻的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)和生物技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，涉及一種光伏大棚培養(yǎng)雨生紅球藻的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雨生紅球藻又被叫做湖生紅球藻或湖生血球藻，是一種普遍存在的綠藻，屬于團(tuán)藻目，紅球藻科，在適宜它生長(zhǎng)的條件下廣泛存在于自然界中。
[0003]雨生紅球藻的生長(zhǎng)過(guò)程分為四個(gè)階段:第一階段為游動(dòng)細(xì)胞階段，擁有2條(少數(shù)有4條)頂生、等長(zhǎng)、約等于體長(zhǎng)的鞭毛，多呈綠色；第二階段為動(dòng)孢子或是游孢子階段，從母細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生，到釋放出孢子囊為止具有游動(dòng)能力的子細(xì)胞；第三階段為靜細(xì)胞或不動(dòng)細(xì)胞階段，蝦青素大量積累后，鞭毛消失，體積增大，外觀呈紅色；第四階段為靜孢子或是不動(dòng)孢子階段，由不動(dòng)細(xì)胞以無(wú)性繁殖方式產(chǎn)生，到孢子囊內(nèi)釋放時(shí)期的子細(xì)胞。
[0004]雨生紅球藻體內(nèi)的蝦青素含量為1.5% _3.0%，被認(rèn)為是天然蝦青素的“濃縮品”。由于蝦青素具有抗衰老、保護(hù)皮膚，維持心血管系統(tǒng)、關(guān)節(jié)和締結(jié)組織健康，增強(qiáng)力量和耐力等功能，且對(duì)人體安全無(wú)害，越來(lái)越受到人們的關(guān)注，被稱作“健康軟黃金”、“可食用的鉆石”，目前主要作為人類高級(jí)保健品、藥品，以及水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物、家禽、家畜的飼料添加劑使用。雨生紅球藻被公認(rèn)為自然界中生產(chǎn)天然蝦青素的最好生物，因此，利用這種微藻提取蝦青素?zé)o疑具有廣闊的發(fā)展前景，已成為近年來(lái)國(guó)際上天然蝦青素生產(chǎn)的研宄熱點(diǎn)。
[0005]雨生紅藻的養(yǎng)殖條件在于以下幾方面:
[0006](I)溫度:最適合的紅球藻的光合自養(yǎng)溫度為20°C _25°C，當(dāng)溫度高于30°C時(shí)，它的生長(zhǎng)受到抑制。
[0007](2)酸堿度:紅球藻最適宜生長(zhǎng)的pH為中性至微堿性(7，8)雖然在pH為11時(shí)，他仍能生長(zhǎng)和存活，但生長(zhǎng)速率極低。
[0008](3)溶解氧:較低的溶解氧(50%飽和度)有利于紅球藻自養(yǎng)生長(zhǎng)。而飽和的溶解氧有利于它的異養(yǎng)生長(zhǎng)。
[0009]由于上述條件的限制，現(xiàn)有的雨生紅球藻的養(yǎng)殖場(chǎng)所主要集中在南方。由于冬季溫度和天氣的影響，雨生紅球藻的年養(yǎng)殖時(shí)間較短，導(dǎo)致雨生紅球藻的年產(chǎn)量不高，所以北方的養(yǎng)殖規(guī)模較小。而且目前的養(yǎng)殖方式主要集中在室外養(yǎng)殖，一方面對(duì)雨生紅球藻的養(yǎng)殖過(guò)程造成一定的污染；另一方面室外養(yǎng)殖占地面積較大，空間利用率較小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有雨生紅球藻養(yǎng)殖過(guò)程中存在的上述不足，提供了一種光伏大棚培養(yǎng)雨生紅球藻的方法，該方法棚頂發(fā)電、棚底進(jìn)行雨生紅球藻養(yǎng)殖的模式，空間利用率得到極大提高，實(shí)現(xiàn)了光電一體化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種光伏大棚培養(yǎng)雨生紅球藻的方法，包括以下步驟:
[0012](I)場(chǎng)地準(zhǔn)備階段:在光伏連棟溫室大棚的向陽(yáng)側(cè)沿東西方向設(shè)置培養(yǎng)雨生紅球藻所需的柱狀光生物反應(yīng)器、平行管道光生物反應(yīng)器、緩沖罐、以及分別與緩沖罐連接的0)2和空氣處理系統(tǒng)，將兩種光生物反應(yīng)器通過(guò)地下管道連通，在所述平行管道光生物反應(yīng)器上設(shè)置溫度傳感器和自動(dòng)淋水裝置，在所述緩沖罐內(nèi)設(shè)置溫度傳感器和pH控制器，所述溫度傳感器與自動(dòng)淋水裝置連接，用于實(shí)現(xiàn)平行管道光生物反應(yīng)器內(nèi)藻液的溫度調(diào)節(jié)；在所述光伏連棟溫室大棚的頂部覆蓋有光伏太陽(yáng)能電池組件；在所述光伏連棟溫室大棚的內(nèi)部配套風(fēng)機(jī)-濕簾系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)。
[0013](2)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)階段:將藻種置于無(wú)菌實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行初步培養(yǎng)，在藻種濃度達(dá)到
30-50萬(wàn)cell/L時(shí)，完成實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)，該階段培養(yǎng)所需的時(shí)間為7_11天。
[0014](3)綠色培養(yǎng)階段:按照1:10接種比例，將實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的藻種接種至柱狀光生物反應(yīng)器中，在藻種濃度達(dá)到30-50萬(wàn)cell/L時(shí)，利用動(dòng)力水泵經(jīng)管道將雨生紅球藻轉(zhuǎn)移至平行管道光生物反應(yīng)器中進(jìn)行培養(yǎng)，該階段培養(yǎng)所需的時(shí)間為7-11天。
[0015](4)紅色培養(yǎng)階段:進(jìn)入平行管道光生物反應(yīng)器中的雨生紅球藻，在平行管道光生物反應(yīng)器中沿“S”型路線流動(dòng)，流動(dòng)兩個(gè)回合后進(jìn)入緩沖罐，經(jīng)緩沖作用后再流回平行管道光生物反應(yīng)器中，形成一個(gè)循環(huán)流動(dòng)的回路，在培養(yǎng)時(shí)間達(dá)到15-20天后即可進(jìn)行雨生紅球藻的采收。
[0016](5)采收:培養(yǎng)成熟的雨生紅球藻通過(guò)沉降過(guò)濾方式進(jìn)行采收。
[0017]進(jìn)一步的，所述步驟(4)中，在緩沖罐內(nèi)的pH至高于7.8時(shí)，控制CO2的電磁閥打開，與緩沖罐相連的CO2和空氣處理系統(tǒng)通過(guò)CO2與空氣的混合氣體對(duì)平行管道光生物反應(yīng)器藻液進(jìn)行PH調(diào)節(jié)。
[0018]進(jìn)一步的，所述緩沖罐內(nèi)設(shè)置有微孔曝氣盤，CO2與空氣的混合氣體通過(guò)微孔曝氣盤與緩沖罐連接，提高CO2的利用率。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明利用太陽(yáng)能光電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了屋頂發(fā)電屋內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了光電一體化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，提高了空間的利用率，大大節(jié)約能源消耗，利于可持續(xù)發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)；本發(fā)明提供了北方冬季光伏大棚培育雨生紅球藻，采用棚頂發(fā)電、棚底養(yǎng)殖的模式，增加了北方雨生紅球藻的年養(yǎng)殖時(shí)間，提高了雨生紅球藻的年產(chǎn)量，同時(shí)保證養(yǎng)殖過(guò)程的安全、衛(wèi)生。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】流程圖。
[0021]圖2為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】設(shè)備安裝示意圖
[0022]圖中，1、緩沖罐，2、pH控制器，3、微孔曝氣盤，4、平行管道光生物反應(yīng)器，5、壓力泵，6、地下管道，7、柱狀光生物反應(yīng)器，8、CO2和空氣處理系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了方便本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員理解，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0024]實(shí)施例1:
[0025]一種光伏大棚培養(yǎng)雨生紅球藻的方法，包括以下步驟:
[0026](I)場(chǎng)地準(zhǔn)備階段:在光伏連棟溫室大棚的向陽(yáng)側(cè)沿東西方向設(shè)置培養(yǎng)雨生紅球藻所需的柱狀光生物反應(yīng)器7、平行管道光生物反應(yīng)器4、緩沖罐1、以及分別與緩沖罐I連接的0)2和空氣處理系統(tǒng)8，將兩種光生物反應(yīng)器通過(guò)地下管道6連通，在所述平行管道光生物反應(yīng)器4上設(shè)置溫度傳感器和自動(dòng)淋水裝置，在所述緩沖罐I內(nèi)設(shè)置溫度傳感器和pH控制器2，所述溫度傳感器與自動(dòng)淋水裝置連接，用于實(shí)現(xiàn)平行管道光生物反應(yīng)器4內(nèi)藻液的溫度調(diào)節(jié)，在所述緩沖罐I內(nèi)設(shè)置微孔曝氣盤3，0)2和空氣處理系統(tǒng)8通過(guò)微孔曝氣盤3與緩沖罐I連接；在所述光伏連棟溫室大棚的頂部覆蓋有光伏太陽(yáng)能電池組件；在所述光伏連棟溫室大棚的內(nèi)部配套風(fēng)機(jī)-濕簾系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)。
[0027](2)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)階段:將藻種置于無(wú)菌實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行初步培養(yǎng)，在藻種濃度達(dá)到30萬(wàn)cell/L時(shí)，完成實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)，該階段培養(yǎng)所需的時(shí)間為11天。
[0028](3)綠色培養(yǎng)階段:按照1:10接種比例，將實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的藻種接種至柱狀光生物反應(yīng)器中，在藻種濃度達(dá)到30萬(wàn)cell/L時(shí)，利用動(dòng)力水泵5經(jīng)管道將雨生紅球藻轉(zhuǎn)移至平行管道光生物反應(yīng)器4中進(jìn)行培養(yǎng)，該階段培養(yǎng)所需的時(shí)間為11天。
[0029](4)紅色培養(yǎng)階段:進(jìn)入平行管道光生物反應(yīng)器4中的雨生紅球藻，在平行管道光生物反應(yīng)器4中沿“S”型路線流動(dòng)，流動(dòng)兩個(gè)回合后進(jìn)入緩沖罐1，經(jīng)緩沖作用后再流回平行管道光生物反應(yīng)器4中，形成一個(gè)循環(huán)流動(dòng)的回路，在培養(yǎng)時(shí)間達(dá)到20天后即可進(jìn)行雨生紅球藻的采收；在緩沖罐I內(nèi)的pH至高于7.8時(shí)，控制器2的電磁閥打開，與緩沖罐I相連的0)2和空氣處理系統(tǒng)8將CO2和空氣經(jīng)過(guò)混合后通過(guò)微孔曝氣盤3進(jìn)入雨生紅球藻混合液中，對(duì)PH值進(jìn)行緩沖調(diào)節(jié)，降低雨生紅球藻混合液的pH值。通過(guò)溫度傳感器檢測(cè)到平行管道光生物反應(yīng)器4內(nèi)的藻液溫度高于25°C時(shí)，平行管道光生物反應(yīng)器4上的自動(dòng)噴淋裝置會(huì)打開，對(duì)平行管道光生物反應(yīng)器4進(jìn)行淋水降溫；此外，光伏大棚內(nèi)的溫度控制系統(tǒng)控制風(fēng)機(jī)-濕簾系統(tǒng)工作，風(fēng)機(jī)-濕簾系統(tǒng)也會(huì)進(jìn)行灑水降溫，保持棚內(nèi)的溫度維持在25°C左右，適于雨生紅球藻的生長(zhǎng)。
[0030](5)采收:培養(yǎng)成熟的雨生紅球藻通過(guò)沉降過(guò)濾的方式進(jìn)行采收。
[0031]實(shí)施例2:
[0032]一種光伏大棚培養(yǎng)雨生紅球藻的方法，包括以下步驟:
[0033](I)場(chǎng)地準(zhǔn)備階段:在光伏連棟溫室大棚的向陽(yáng)側(cè)沿東西方向設(shè)置培養(yǎng)雨生紅球藻所需的柱狀光生物反應(yīng)器7、平行管道光生物反應(yīng)器4、緩沖罐1、以及分別與緩沖罐I連接的0)2和空氣處理系統(tǒng)8，將兩種光生物反應(yīng)器通過(guò)地下管道6連通，在所述平行管道光生物反應(yīng)器4上設(shè)置溫度傳感器和自動(dòng)淋水裝置，在所述緩沖罐I內(nèi)設(shè)置溫度傳感器和pH控制器2，所述溫度傳感器與自動(dòng)淋水裝置連接，用于實(shí)現(xiàn)平行管道光生物反應(yīng)器4內(nèi)藻液的溫度調(diào)節(jié)，在所述緩沖罐I內(nèi)設(shè)置微孔曝氣盤3，0)2和空氣處理系統(tǒng)8通過(guò)微孔曝氣盤3與緩沖罐I連接；在所述光伏連棟溫室大棚的頂部覆蓋有光伏太陽(yáng)能電池組件；在所述光伏連棟溫室大棚的內(nèi)部配套風(fēng)機(jī)-濕簾系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)。
[0034](2)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)階段:將藻種置于無(wú)菌實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行初步培養(yǎng)，在藻種濃度達(dá)到36萬(wàn)cell/L時(shí)，完成實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)，該階段培養(yǎng)所需的時(shí)間為8天。
[0035](3)綠色培養(yǎng)階段:按照1:10接種比例，將實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的藻種接種至柱狀光生物反應(yīng)器中，在藻種濃度達(dá)到36萬(wàn)cell/L時(shí)，利用動(dòng)力水