摘要
微藻生物絮团技术因可原位去除养殖水体中有害氮素，实现养殖过程零换水且养殖高收益等广受关注。本研究聚焦于筛选成熟自养型生物絮团中的核心微藻及其脱氮除磷潜能的评估。通过从对虾养殖水体的采样和实验室培养，分离和筛选出有助于自养生物絮团形成的微藻，并对其生长特性、生理特性及脱氮除磷能力进行了深入研究。微藻在不同的氮源和N/P比条件下展现出显著不同的生长状态和氮磷去除效率，其中艾默生脂球藻（Graesiellaemersonii）表现出较高的耐盐性和良好的脱氮除磷能力。研究结果如下： （1）通过对采集的生物絮团样品进行高通量测序，分析了自养型和异养型生物絮团中的微藻群落结构，发现硅藻和绿藻是构成生物絮团的主要微藻类群。进一步的富集驯化和分离纯化，一共从生物絮团中成功分离出8种微藻，并通过18SrRNA基因的V4区PCR扩增和测序，确定了它们的属种。这些微藻包括小球藻科的小球藻属（ChlorellasorokinianaM1）、Selenastraceae科的单针藻属（MonoraphidiumconvolutumM2）、褐指藻科的褐指藻属（Phaeodactylumsp.M3）、舟形藻科的双眉藻属（AmphoramontanaM4）、小球藻科的Pseudochlorella属（PseudochlorellaprinasheimtM5）、Selenastraceae科的Rhombocystis属（Rhombocystissp.M6）、小球藻科的脂球藻属（GraesiellaemersoniiM7）以及舟形藻科的辐节藻属（StauroneisancepsM8）。通过模拟养殖废水处理发现，这8种微藻均能呈现不同的脱氮除磷性能，其中小球藻属M1对氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐的去除速率最佳，而双眉藻属M4和辐节藻属M8的去除效果最弱，脂球藻M7相比较生物量最高。对于正磷酸盐的去除，小球藻M1同样表现出最优的去除速率，相比之下，辐节藻属M8的去除效果最差。 （2）研究了脂球藻M7在不同的盐度梯度、氮源类型及N/P比值条件下的生长状态和脱氮除磷能力。发现该微藻处于016‰的盐度范围内生长良好，尤其是在8‰盐度条件下硝酸盐的去除效率最高。此外，不同的氮源对其生长和脱氮除磷能力也有显著影响，以硝酸盐作为氮源时，微藻的生长状态最佳，氮、磷的去除效率也最高。当氮浓度一定，在较低的N/P比值（如0.625）时，微藻生长状态良好，且第5天时硝酸盐的去除率超过98%。 （3）通过分析不同藻种与硝化细菌共培养时的脱氮效果。研究结果发现，筛选于自养型生物絮团的绿藻与硅藻均不会影响AOB（氨氧化菌）与NOB（亚硝酸盐氧化菌）的硝化作用；与空白组相比，M1、M3、M4、M5、M6、M7与硝化细菌共培养能够显著提高氨氮去除效率；不同菌藻组合协同介导无机氮转化的作用机制具有特异性，M5和M2的菌藻组合分别在氨氮与硝态氮去除效率上表现最佳；而脂球藻M7与硝化细菌的组合不仅能够形成活性菌藻颗粒，还能均衡地去除无机氮。 本研究为微藻在生物絮团技术中的应用提供了理论依据和数据支持，对推动水产养殖业的可持续清洁健康发展和生态文明建设具有重要意义。通过改进微藻的培养条件和采用微藻与硝化细菌的共培养系统，能显著提升尾水处理效率，减轻养殖过程对环境的负担，并开辟微藻生物质回收和利用的新途径。未来研究将深入探索微藻在不同养殖环境中的应用，以及如何将微藻生物絮团技术与其他废水处理技术相结合，以实现更高效、环保的可持续水产养殖模式。
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