影响螺旋藻生长的环境因子

1 光照

最先研究光对螺旋藻影响的是Zarrouk（1966）,他认为螺旋藻的光饱和点为500～600μmol/m2·s。根据Vonshak(1987)的试验,钝顶螺旋藻在光强为150～200μmol/m2·s生长达到光饱和点,而这只占阳光辐射中可见光部分(400～700nm)的10%～15%，这一数值与生产条件和生物量浓度的叶绿素含量有关。

第一个观察到螺旋藻在实验室培养条件下出现光抑制的是Kaplan（1981）。他发现,在CO2耗竭的情况下,强光下螺旋藻的光合作用降低,并认为与H2O2的积累有关。Vonshak等人详细地研究了螺旋藻的光抑制效应,发现不同品种的螺旋藻对光胁迫的感受性不同，螺旋藻的最大光合作用速率和光饱和点与生长条件有关；培养在不同光强（强光和弱光）下的螺旋藻具有不同的最大光合作用速率和光饱和点。内蒙古农业大学乔辰教授对螺旋藻针对不同季节（春、夏、秋、冬），不同时间（早、中、晚），不同气候条件（晴、阴、雨天）的螺旋藻光合速率及光饱和点进行了研究，也得到了与Vonshak等人相似的结果。乔辰教授进一步在《鄂尔多斯高原碱湖螺旋藻》一书中给出了关于螺旋藻产量与4个决定因素的关系：

螺旋藻产量=光合速率×光合面积×光合时间-消耗量

2 温度

通常认为,实验室培养条件下螺旋藻生长的最适温度是35～38℃,但是必须指出这个温度具有很强的可塑性,因为不同的品种具有不同的最适生长温度。杨学文，李博生（2006）等以目前世界上进行产业化养殖的三种螺旋藻——内蒙古螺旋藻、钝顶螺旋藻和极大螺旋藻为材料，研究了不同温度对其生长、蛋白质含量和蛋白质种类的影响。研究结果表明：

（1）在恒温、光期光照强度为180μmol/m2·s的条件下，内蒙古螺旋藻的最适生长温度区间为 20℃～35℃，钝顶螺旋藻为 20℃～30℃，极大螺旋藻为 25℃～35℃；三个藻种耐零上低温能力和高温能力大小顺序均是：内蒙古螺旋藻> 极大螺旋藻> 钝顶螺旋藻。

（2）三种螺旋藻的极端致死温度具有时间效应。三种螺旋藻的极端致死低温是：内蒙古螺旋藻 -7℃ 36h或-18℃ 12h，钝顶螺旋藻-18℃ 18h，极大螺旋藻 -7℃ 36h 或-18℃ 12h；三个藻种的极端致死高温大约都是 60℃ 10min。随着持续时间延长，其低温致死温度会上升，高温致死温度会降低。

（3）温度对这三种螺旋藻的蛋白质含量有不同的效应：在 24h 的不同温度处理下，内蒙古螺旋藻在高温（40℃）下积累较多的蛋白质，钝顶螺旋藻则在低温（15℃）下积累较多的蛋白质，极大螺旋藻在最适温度下蛋白质含量最高；但96h的低温（15℃）胁迫和高温胁迫均会降低螺旋藻蛋白质含量，胁迫温度使钝顶螺旋藻和极大螺旋藻蛋白质含量的降低幅度较大，对内蒙古螺旋藻蛋白质含量的影响相对较小。较长时间（96h）的恒温，即使不是胁迫温度，也不利于螺旋藻蛋白质的积累。

3 pH值

高凌岩等试验结果表明，在pH=9.3～10.5时, 螺旋藻生长量与种群增加的百分数最高，此时pH值为生长的最适pH值。而新配好的Zarrouk氏培养液的pH=8.8；当放置几天后由于碳酸氢盐中的HCO3-以CO2气体形式溢出后，其培养液的pH达9.3。

另有文献表明，当碳源和其它营养物质能够满足该藻生长需要时，在偏中性(pH=7.5)的培养液中其生长量最高(24h)，从理论上讲该藻的生理最适pH为7.5左右。不管螺旋藻在光合作用过程中使用的碳源是以HCO3-形式还是CO2的形式运进细胞的尚不清楚(邱保胜,2001)。然而向培养液中施加CO2则一定能使螺旋藻增产。碳源的多少与pH值的高低有着直接的关系，在一定pH范围内越偏碱性，培养液中溶解的CO2也就越高。但是向培养液中大量增加CO2时，培养液中pH值则会下降(李夜光，1996)。当螺旋藻大量使用了培养液中的碳源时，其pH值升高。换言之，螺旋藻在Zarrouk氏培养液pH=8.8～9.3时，其可利用的碳源量最高。

当pH值过低时其可利用的碳源将受到限制;当pH≥10时,螺旋藻的生长受到强碱的毒害而生长不佳。从实验结果看，起始pH值为7.5～9.3的用HCl调整过的Zarrouk氏培养液,pH值越高,培养液中的碳源也越多，该藻的生物量也越高。所以,pH=9.3为该藻的生态最适pH值。该藻和绝大多数植物一样，显示出生态分布的最适pH与生理最适pH的不一致性(祝廷成，1988)。

原文链接：http://nmj.ordos.gov.cn/nmjyw/yygl/202010/t20201019_2768625.html