基本信息
- 项目名称：
- 用于海水养殖的光合细菌培养基的优化及固化载体的选择
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本项目首先采用正交试验和单因素试验相结合的方法，对光合细菌培养基进行优化，使之更适合海水养殖使用。在此基础上，通过几种无机载体对光合细菌的吸附效果和吸附后的固化微生物对养殖水体中COD、NH4-N和底质中有机质和硫化物的作用效果的比较，确定合适的微生物固化载体和固液比。 降低了光合细菌的培养成本，扩大了应用范围，提高了作用效果。
- 详细介绍：
- 在自然环境下，光合细菌具有固氮、脱碳、固碳、硫化物氧化等多种功能。在水产养殖中光合细菌可以起到净化水质、保护水环境、充当饵料和饵料添加剂等作用，因此，光合细菌越来越受到人们的关注，尤其在海水养殖中。但目前市售的光合细菌多为淡水培养，培养基成分复杂、成本高，且含有过量的培养基组分，加入水体后易产生二次污染。为此，在解决了海水培养光合细菌易产生沉淀的问题之后，又采用正交试验和单因素试验相结合的方法，对光合细菌培养基进行再优化，使其培养基的营养成分只满足培养期的生长需求，减轻了由于过量培养基的带入对养殖水体的污染负荷冲击，大大降低了光合细菌的培养成本，为光合细菌在海水养殖中的大规模研究应用提供参考。光合细菌直接使用易被水流冲走、利用率低下，加之在养殖池塘中，有机污染物绝大部分沉积在底部，因此需要利用合适的固定化载体，使加入的作用菌更多地随载体到达底部，并在池底生长繁殖，以达到更好地降解池底有机污染物的目的。为此，我们选用了火电厂炉渣、多孔砖、建筑陶粒和石英砂对光合细菌进行吸附试验，选择了吸附效果最好且廉价、易得、无毒的火电厂固体废弃物——炉渣作为微生物的固化载体，并将固化微生物对模拟养殖水中的COD、NH4-N和底质中有机质和硫化物的作用效果进行比较，确定合适的固液比。将固化微生物在实际养殖水体现场进行对照实验，效果显著。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：对光合细菌培养基进行优化，使之更适合海水养殖使用。同时寻找廉价、易得的固化载体和固化条件。 基本思路：采用正交试验和单因素试验相结合的方法，探讨光合细菌培养基各成分对光合细菌生长的影响及培养基各成分间的相互作用，并在此基础上对光合细菌培养基进行优化。采用简便、易操作的吸附法选择固化载体，并对微生物进行固定效果进行对比试验。
科学性、先进性及独特之处
- 1、首次采用正交试验和单因素试验相结合的方法，对海水培养光合细菌的培养基进行了优化。不但降低了光合细菌的培养成本，减轻了养殖水体的污染负荷，也符合健康养殖的理念，具有广泛的推广应用价值。 2、从生产和实际应用角度考虑，选择了廉价、易得、无害的炉渣作为固化载体。 3、无毒炉渣的加入可以作为养殖水体中生物着生的基体，实现了自然界的和谐。
应用价值和现实意义
- 通过对光合细菌培养条件进行再优化，降低了光合细菌的培养成本（加上水电成本不足100元/吨），减轻了光合细菌中过量营养成分存在对养殖水体的污染负荷的冲击。确定火电厂废弃物——炉渣作为固化载体，同时加入的载体也为养殖水体中的生物提供了着生的基体，达到了生态保护和废物利用并重的目的，实现了自然界的和谐共处符合山东半岛蓝色经济区建设的战略定位，具有很强的现实意义。
学术论文摘要
- 论文Ⅰ 摘要: 【目的】优化光合细菌海水培养基。【方法】采用正交试验和单因素试验相结合的方法，探讨光合细菌培养基各成分对光合细菌生长的影响及培养基各成分间的相互作用，并在此基础上对光合细菌培养基进行优化。【结果】确定改良后的光合细菌培养成本加上水电不足100元/吨。【结论】优化后的培养基培养出的光合细菌能满足6天生长需要。 关键词：光合细菌；培养基；优化；海水养殖 论文Ⅱ 摘要：【目的】寻找适合在海水养殖中使用的高效、廉价、易得的微生物固化载体。【方法】通过四种载体对光合细菌的吸附效果的比较，选择合适的固化载体和固化时间，通过测定固化微生物对养殖水体COD、NH3-N和底质中有机质和硫化物的去除率，分析其对养殖水体的作用效果和固液比的影响。【结果】炉渣对光合细菌的吸附能力最强，合适的固化时间是8-10h，其对养殖水体中COD、NH3-N和底质中有机质和硫化物在20天内的去除率可达66%，52%，57%，82%。【结论】火电厂的炉渣是一种非常适合海水养殖中使用的固化载体。使用时要注意选择合适的固液比，避免微生物残留培养基对水体负荷的冲击。 关键词：固定化微生物；载体；水产养殖
获奖情况
- Ⅰ.《适合海水养殖使用的光合细菌培养基的优化》发表在中文核心期刊《安徽农业科学》2010,38(4):1704～1706. Ⅱ.《有益微生物固化载体的选择及对养殖水体的作用效果分析》发表在中文核心期刊《安徽农业科学》2011,39(3):1479～1481.
鉴定结果
- 暂无
参考文献
- ［1］袁华,彭张记,王惠瑛.光合细菌在水产养殖上的应用和研究进展[J]. 渔业致富指南，2008,(15):29. ［2］杨启霞,常显波,刘英霞.海水培养光合细菌存在的问题及其优化研究[J]. 安徽农业科学,2009,37(5):1901～1903. ［3］《正交试验法》编写组.正交试验法[M].北京:国防工业出版社,1976:28. ［4］张红莲,夏立群,刘贻秉等.富集光合细菌培养基的优化研究[J].水产科学，2005,24(7):23～25. ［5］齐素芳,余煜棉,赖子尼等.复合载体固定化硝化细菌去除水体中氨氮的研究[J]．广东工业大学学报，2007,24(2):15～19． ［6］王雷,王宝杰,刘梅等.适于集约化水产养殖的固定化微生物技术的初步研究[J]. 海洋科学，2010,34(1):1～5． ［7］刘文华，倪纯治，叶德赞等．光合细菌净化对虾养殖水质的研究[J]．台湾海峡，1997,16(4):454～456． ［8］钟启平.光合细菌在水产养殖中的应用[J]．中国饲料，2009,(15):34～35
同类课题研究水平概述
- 海水养殖作为水产养殖的支柱产业，为国民经济建设和人民生活水平提高作出了重要贡献。但随着海水养殖业的迅猛发展，海区污染、虾塘老化、黑臭底泥淤积、大规模灾难性病毒病的爆发等问题迅速暴露出来，使人们对传统掠夺式养殖模式提出了质疑。如何使海水养殖业实现可持续发展，更科学合理地开发与保护近岸水域生态环境，实现山东半岛蓝色经济区规划，健康养殖的模式已成为养殖业持续发展的关键和研究热点。 目前采用的换水、利用药物等物理化学方法，已无法从根本上解决养殖的自身水质污染问题。恢复一个失衡水系统生态最彻底的方法是采用生物和微生物修复技术。微生物修复技术是目前最主要的生物修复技术。由于微生物生命周期短、繁殖快，降解有机物的速度要比其他生物快上万倍，同时微生物具有杀藻、抑藻和有效降低藻毒作用。可以用于生物修复的微生物有很多，常见的有光合细菌、芽孢杆菌、硝化细菌等。在这一领域国内外主要开展了以下三方面研究： 1、分离、筛选有修复活性的土著微生物从虾池中分离土著微生物，经过分离、筛选，最后选育易培养、浓度高的优良菌种，进而作培养基配方实验。结果表明，在施菌后COD、NH3-N、底质硫化物都降低明显，显示出良好的应用前景。 2、复合微生物制剂的研制和应用 复合微生物制剂由多种有益菌组成，利用各种微生物的协同作用，它可以更快速、全面地分解各种污染物， 更有效地抑制养殖水体中有害藻类过量繁殖，对环境的适应性也更强。其主要成分由芽孢杆菌、枯草杆菌、沼泽红假单胞菌、硫化细菌及硝化菌等多种复合有益活菌组成， 能有效分解水中和池底的有机废物。对水生动物安全、无毒，对水产品品质无不良影响，适用于各种淡、海水养殖。 3、修复作用菌固定化的研究 直接使用微生物游离细胞的弊端很多，如细胞易被水流冲走、利用率低下、由于培养基的带入而引起二次污染等。在养殖池塘中，有机污染物绝大部分沉积在底部，因此需要利用合适的固定化载体，使作用菌穿过水体到达池底并生长繁殖， 达到降解池底有机污染物的目的，是保证健康养殖的一项有效技术。固定化微生物是生物技术领域中的一项新技术，始于20世纪60年代后期，随后得到迅速发展。该技术是通过化学或物理手段，将有益微生物固定在载体上，使其高度密集而发挥作用的。目前应用研究较多的是采用琼脂、海藻酸钠包埋法；因其固定价格较高和固定方法繁琐，影响了它在实际中的大规模使用。
