[发明专利]一种海洋硅藻的人工培育方法和应用

说明书

本发明公开了一种海洋硅藻的人工培育方法和应用，涉及海洋硅藻的培育技术领域。该海洋硅藻的人工培育方法包括使用培养基对海洋硅藻进行人工培养，培养基中添加有浓度为50‑100nmol/L的亚铁离子和浓度为50‑200nmol/L的铝离子。本申请通过在硅藻生长过程中对其生长环境进行调控，通过降低亚铁离子的浓度，并加入铝离子，有利于降低壳体的溶解度，提高生物泵效率。获得的海洋硅藻具有降低的溶解度和较高的生物泵效率，可广泛应用于环境保护、太阳能电池或制备碳化硅中。

技术领域

本发明涉及海洋硅藻的培育技术领域，具体而言，涉及一种海洋硅藻的人工培育方法和应用。

背景技术

硅藻是一种在海洋和淡水中广泛分布的单细胞藻类。硅藻对二氧化碳的吸收效率高于绝大多数陆地植物和其它藻类，被认为是最高效的光合生物之一。基于此特点，硅藻贡献了全球～20％的初级生产力(～40％的海洋初级生产力)。在海洋中，巨量的海洋硅藻通过光合作用将二氧化碳转化为有机碳并经沉降将其输送至海底实现硅藻“生物泵”固碳——海洋硅藻贡献了全球约20％的固碳量，对大气二氧化碳浓度水平具有显著影响。

硅藻具有独特的硅质壳体，是由含水的无定形二氧化硅组成。硅藻壳体不仅在硅藻的生命周期中起到类似“盔甲”的重要保护作用，使硅藻可以稳定地捕获二氧化碳，形成有机组分；还在硅藻死后成为重要的载碳容器，保护和携带着有机碳抵达水和沉积层界面进入埋深。因此，硅藻壳体是硅藻固碳的关键。

然而，硅藻壳体为无定形二氧化硅结构，因此其易于溶解，从而导致其海洋硅藻整固碳效率较低。由此，想要提高硅藻的固碳效率，降低硅藻壳体的溶解度成为关键。但是，迄今为止，尚未有针对性提高硅藻壳体稳定性的有效方法。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海洋硅藻的人工培育方法，通过在硅藻生长过程中对其生长环境进行调控，通过降低亚铁离子的浓度，并加入铝离子，有利于降低壳体的溶解度，提高生物泵效率。

本发明的目的在于提供一种海洋硅藻在环境保护、太阳能电池或制备碳化硅中的应用。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种海洋硅藻的人工培育方法，其包括使用培养基对海洋硅藻进行人工培养，所述培养基含有浓度为50-100nmol/L的亚铁离子和浓度为50-200nmol/L的铝离子。

在可选的实施方式中，所述培养基中添加有浓度为80-100nmol/L的亚铁离子和浓度为160-200nmol/L的铝离子。

在可选的实施方式中，所述亚铁离子以硫酸亚铁和氯化亚铁中的至少一种进行添加。

在可选的实施方式中，所述铝离子以无机铝或有机铝的形式添加；

优选地，所述铝离子以氯化铝、硫酸铝和柠檬酸铝中的至少一种进行添加。

在可选的实施方式中，所述培养基为将f/2培养基中的亚铁离子降低至50-100nmol/L，并添加至铝离子浓度为50-200nmol/L所得的培养基。

在可选的实施方式中，控制所述培养基的pH至7-8。

在可选的实施方式中，所述硅藻包括海链藻、角毛藻和圆筛藻中的至少一种。

在可选的实施方式中，所述海洋硅藻的人工培育方法培育获得的海洋硅藻的壳体在5℃下的溶解度为380-520μmol/L。

在可选的实施方式中，所述海洋硅藻的人工培育方法培育获得的海洋硅藻的壳体在5℃下的固碳效率为73-89％。

第二方面，本发明提供如前述实施方式任一项所述的海洋硅藻在环境保护、太阳能电池或制备碳化硅中的应用。

本发明具有以下有益效果：