微藻是继淀粉和木质纤维素原料后的第三代生物质能源原料,具有培养简单、光合效率高、生长繁殖迅速、生物量产量高、环境适应能力强等特点,近年来引起广泛研究,被认为具有部分替代化石燃料的潜力。微藻通过光合作用高效固定二氧化碳,不仅能够积累油脂用于制备生物柴油,还可以积累大量碳水化合物。微藻碳水化合物经水解和微生物发酵制备生物乙醇、丁醇等燃料对微藻生物质的资源化利用具有重要意义。营养元素限制能够调节微藻碳代谢途径,是提高微藻碳水化合物含量的重要方式之一,然而营养元素的限制往往影响微藻的生长,导致生物量产量降低。因此,寻找营养元素限制条件下微藻碳水化合物含量和生物量积累的平衡点对提高微藻生物质能源产量至关重要。本研究以小球藻(Chlorella sorokiniana UTEX1230)为材料,以硫元素限制为主要处理手段,研究了不同培养模式下(无菌模式、半开放模式)去硫培养、无硫培养、低硫培养等对小球藻生长、生物量生产能力及细胞碳水化合物含量的影响。并利用低浓度酸水解小球藻碳水化合物,研究了水解反应的关键因素对水解效率的影响。分析了小球藻UTEX1230在硫元素限制条件下的葡萄糖产量。实验结果表明,硫元素的限制影响了小球藻UTEX1230的生长和生物量积累,其在半开放培养模式下的生长更迅速。小球藻UTEX1230经去硫培养(sulfur deprivation)处理后,提高碳水化合物含量到25.6%(w/w),经无硫培养(sulfur free)使小球藻的碳水化合物含量增加到了62.5%,低硫培养(sulfur starvation)可提高碳水化合物含量至29.9%。将稀酸处理条件计算为联合烈度(Combined severity,CS),其与微藻葡萄糖产量相关性分析表明,CS值与葡萄糖产量正相关,当CS>1.0时,水解效率>40%。综合分析,去硫培养虽能提高小球藻碳水化合物含量,但处理用时较长,更换培养基过程复杂;无硫培养能够达到小球藻碳水化合物含量的极高值,处理用时最短,但在总产量上略低于低硫培养;起始硫浓度为25%低硫培养既保证了碳水化合物含量,也有不错的生物质产量,葡萄糖产量高,处理方便,具有实际应用价值。本研究为利用营养胁迫手段提高微藻碳水化合物产量提供了实验基础,为以微藻为原料制糖、制备生物燃料提供了理论依据和研究思路。