猪场沼液高效净化及资源化利用是生猪集约化养殖可持续发展的关键技术。沼液富含氮、磷、有机物等多种营养物质,而氮、磷是微藻的生长需要的重要元素。利用微藻净化猪场沼液,一方面,污水中的污染物可以被微藻吸收或吸附,对污水起到净化的作用;另一方面,生成的微藻可以生物质能源、饲料蛋白源等形式被利用。利用微藻净化猪场沼液,实现了沼液净化和资源循环利用技术的耦合,缓解当前社会面临的环境污染、淡水资源匮乏、能源紧缺等多重压力。本文内容包括三部分:一、对绿球藻(Chlorococcum sp.)进行高氨氮驯化及驯化效果评估,探讨不同氨氮下的绿球藻转录组差异;二、三角帆蚌对绿球藻滤食效率的研究;三、基于绿球藻、大型溞的猪场沼液净化及资源化利用的工艺设计及效果。通过逐级提高氨氮浓度(200、250、300mg/L)驯化绿球藻,生长实验分别设置5个不同氨氮添加量梯度,未驯化(50、100、150、200、250mg/L)、已驯化(100、150、200、250、300mg/L),分别培养7d,检测微藻藻细胞浓度、氨态氮、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的变化情况。结果表明:未经驯化的绿球藻在50mg/L氨氮添加量下有最大的相对生长率,K为0.41,经驯化的绿球藻在150mg/L有最大的相对生长率0.36;并且驯化前绿球藻在氨氮浓度为50 mg/L时,绿球藻对氨氮的去除率最大,为95.34%,驯化后绿球藻在氨氮浓度为100 mg/L时,绿球藻对氨氮的去除率最大,为96.66%,高于未经驯化组100mg/L的去除率,且随着氨氮浓度的上升均出现去除率的下降;驯化前后随氨氮浓度上升,绿球藻内光合色素含量呈现下降的趋势。将高氨氮水平(HAN-group,300mg/L)与低氨氮水平(LAN-group,100mg/L)送样进行转录组测序,得到的转录本与Nr、GO、KEGG数据库比对进行了基因功能注释,初步分析绿球藻在不同氨氮水平下的转录组情况。实验结果表明,在HAN-group与LAN-group在氮代谢途径中共存在429个Unigene,其中存在差异表达基因均为参与代谢通路的酶相关编码基因,其中上调的基因对应的酶包括铁氧还蛋白亚硝酸盐还原酶和谷氨酸脱氢酶(NADP+),而下调的基因对应编码的酶有谷氨酸合酶(铁氧还蛋白相关);植物信号转导途径中共注释了1273个Unigene,存在表达差异的共有13个基因,其中上调基因对应编码的蛋白涉及到丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶SRK2;通路中下调基因主要包括发病机制相关蛋白1、油菜素内酯非敏感性1相关受体激酶1、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶CTR;谷胱甘肽代谢通路中,共注释了651个Unigene,存在表达差异的共有5个基因,HAN-group的鸟氨酸脱羧酶mRNA表达水平下调,l-抗坏血酸过氧化物酶的mRNA水平显著上调。在设计的滤食率测定的装置中,分别加入暂养2天后的三角帆蚌,随机分为5组,每组14个,每组总体重176±2g,各组添加不同浓度的微藻(1.0、2.0、3.0、4.0、5.0×10~6cells/mL),在温度20±1oC,光暗比0L:24D,测定不同组内微藻浓度的变化,检测三角帆蚌的滤食率和清滤率的变化情况。结果表明,随着饵料浓度的增大,三角帆蚌的滤食率呈先升高后降低的趋势;当饵料浓度为2.0×10~6cells/mL时,三角帆蚌的滤食率达到最大;随着饵料浓度的增加,三角帆蚌的清滤率持续下降。设计了基于绿球藻的猪场沼液可持续净化及资源化利用的工艺:猪场沼液经厌氧发酵→絮凝沉淀降低其悬浮颗粒含量→通入臭氧降低沼液浊度和病原微生物含量→曝气降低氨氮、臭氧含量并调质→接种绿球藻培养吸收沼液营养物质→收集微藻藻体→利用大型溞进一步降低水体微藻含量→大型溞和微藻应用于饲料原料等。蛋鸡饲喂不同添加量的绿藻藻粉(0%、2.5%、5%),连续饲喂27天,每3天取样一次,统计蛋鸡日均产蛋量和鸡蛋均重,并检测蛋黄水分、粗蛋白、颜色、类胡萝卜素含量、粗脂肪、脂肪酸组成随养殖天数的变化情况。结果表明:蛋鸡饲料中添加微藻对蛋黄中水分、粗蛋白、总脂肪含量、平均蛋重均无显著影响(P>0.05);随着饲喂时间的增加,未添加藻粉组蛋黄中的类胡萝卜素含量无显著性变化(P>0.05),随藻粉添加量的上升,添加藻粉组类胡萝卜素和蛋黄颜色评分均呈上升的趋势,并且从第六天开始显著高于未添加藻粉组(P<0.05)。5%微藻添加组蛋鸡的日均产蛋率显著上升(P<0.05),饲料中添加藻粉组蛋黄中n-3 PUFA、DHA、ALA含量呈先升高后降低的变化趋势,在21天时富集饱和。并且2.5%和5%微藻粉添加组中n-3 PUFA、DHA、ALA含量在试验期间均高于0%添加组。将160尾个体大小为1.2±0.1g的日本沼虾雄性个体,随机分配到4个水容量为1000kg的透明圆形薄膜水池中,所用淡水经200目筛绢过滤。实验分为两组,每组两个平行,分别饲喂商品饲料和摄食污水微藻的大型溞。每组分别于0、15、30日采取15只日本沼虾的肌肉和肝胰腺,检测其脂肪酸组成和重金属含量。结果表明,饲喂15天和30天时,饲料组和大型溞组日本沼虾肝胰腺中MUFA、PUFA、HUFA含量均无显著性差异(P<0.05);15天时,饱和脂肪酸、ARA含量饲料组显著高于大型溞组(P<0.05),大型溞组α-亚麻酸含量显著高于饲料组(P<0.05);30天时,大型溞组亚油酸含量显著高于饲料组(P<0.05),而C16:1和EPA含量显著低于饲料组(P<0.05)。30天养殖结束时,饲料组的日本沼虾肌肉和肝胰腺中铜锌的上升程度没有大型溞组高;大型溞组的日本沼虾肝胰腺内30天时Cu、Zn的含量最高,分别为97.15μg/g和112.62μg/g,而大型溞组肌肉中Cu含量在15天时达到最高122.585μg/g,30天时Cu、Zn含量分别为94.815μg/g和61.675μg/g。日本沼虾对Cu、Zn重金属有富集作用。