研究背景:微藻具有生长周期短、蛋白质和油脂含量高、固碳效果好等优点,在调水、食品、饲料、污水治理、碳固定及生物能源等领域都具有重要的应用价值。但由于微藻培养的成本高、操作复杂,限制了其规模的扩大和应用。研究目的:本研究旨在基于微藻农业化培养的理念,设计并试验一种新的户外开放式培养体系,该体系需具备更低的成本、搭建更方便、易于操作等特点。材料与方法:以小球藻(Chlorella sorokiniana)为模式藻种,对温度、光照及培养基碳源成分、氮源成分、培养基补加方式等因素进行比较,在培养的不同时间点取样拍照并测定OD值及pH等,初步开展户外培养试验。试验结果:建立了一种新的微藻户外开放式浅层培养(Flat,Open and Shallow,FOS)体系,简称浮法。开展了 1L、50 L及900 L等不同规模的试验。对不同培养温度下的培养效果进行了比较试验,结果表明在20-40℃范围内,试验参试的小球藻都能够生长,从光密度值来看,其中最适的生长温度为30-35℃,对pH的检测发现在温度升高时培养液的pH浮动较小。在不同的光强照射下,小球藻生长有明显光强依赖性,在无光条件下,小球藻几乎不能生长,随着光强的增高生长速度加快,试验发现在超过45 μmol·m-2·s-1到90 μmol·m-2·s-1的光强时表现光饱和现象,即微藻的生长速度不再随光强的升高而增加。以TAP为基础培养基,试验了碳源和氮源缺乏对小球藻生长的影响,结果表明,碳源和氮源都是小球藻生长的必要营养成分,比较而言,缺碳比缺氮处理对小球藻生长的影响可能更为严重。比较醋酸、醋酸钠和碳酸氢钠等碳源对小球藻生长的影响,发现在合适的浓度范围内,醋酸钠较好,其次是醋酸,然后是碳酸氢钠。比较了氯化铵、尿素和碳酸氢铵等氮源对小球藻的培养效果,发现尿素与氯化铵相似,碳酸氢铵效果不佳。试验了 pH值对小球藻生长的影响,结果表明合适且稳定的pH值有利于小球藻的生长,pH值范围是7.0-9.0。增加培养基的强度,即营养成分的浓度可提高小球藻的生长速度,但超过二倍浓度的TAP不能再增加小球藻的生物量,可能是过高的浓度对小球藻的生长有不利影响。采取流加补液方式培养小球藻,结果表明间隔3-4天补加培养基可提高小球藻的生物量。在室外初步进行了 900 L规模的浮法养藻试验,实现了浮法系统的运行,培养10天生物量为1.925 g/L(干重)。结论:初步建立了一种新的户外开放式浅层微藻培养方法,温度、光照强度及pH值、培养基成分、培养基添加方式等都对小球藻的生长有影响,醋酸、和醋酸钠做碳源、氯化铵和尿素做氮源对小球藻培养都有较好的效果,初步进行了900 L体积的室外培养试验。结果表明,除搭建成本低、操作简便、容易控制等特点外,浮法养藻还具有自然资源利用率高、运行成本低、生物学产量稳定等特点,具有大面积推广的潜力。