一种强化小球藻去除水产养殖尾水中营养盐的方法

本发明涉及水产养殖，尤其涉及一种强化小球藻去除水产养殖尾水中营养盐的方法。

背景技术：

1、近几十年来，水产养殖业的快速扩张在提高水产品供给和促进经济收益方面发挥了重要作用。然而，集约化养殖模式也使尾水排放问题日益突出。养殖过程中残余饵料、养殖动物排泄物及有机质分解产物会持续向水体中释放氮、磷等营养盐，导致nh4+-n（铵态氮）、no3--n（硝态氮）、tn（总氮）和tp（总磷）等污染物在养殖尾水中累积。此类富含营养盐的尾水若未经有效处理直接排入河流、湖泊或近岸水域，会显著增加受纳水体的外源氮磷负荷，对水质安全和水生态系统稳定性构成潜在威胁。尤其是过量氮、磷输入可加速水体富营养化进程，诱发藻类异常增殖，并进一步导致水体透明度下降、溶解氧耗竭和水生生物栖息环境恶化。因此，开发能够高效削减氮磷营养盐、同时具有低能耗和环境友好特征的尾水处理技术，对于降低水产养殖环境风险和推动绿色养殖发展具有重要意义。

2、近年来，微藻技术因能够同步实现营养盐去除、co2固定和生物质积累，逐渐成为水产养殖尾水处理领域的研究热点。作为典型绿藻，小球藻具有生长速度快、环境适应性较强和氮磷吸收能力高等特点，已被广泛应用于废水处理研究。微藻可通过自身生长和代谢活动吸收利用水体中的氮、磷营养盐，并将其转化为细胞生物质，从而实现尾水中营养盐削减。然而，微藻尾水处理效率仍受到细胞增殖速率、光合活性、抗氧化能力和营养盐同化效率等因素限制，仅凭藻类自然生长往往难以在短时间内获得稳定高效的氮磷削减效果，且对水质波动的耐受能力有限。

3、因此，现有微藻尾水处理技术尚存在效率不稳定的问题，如何提高微藻的处理效率是目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种强化小球藻去除水产养殖尾水中营养盐的方法，以解决现有技术中存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

3、本发明第一方面，提供一种强化小球藻去除水产养殖尾水中营养盐的方法，包括以下步骤：

4、将小球藻接种于水产养殖尾水中进行培养；

5、向接种有小球藻的水产养殖尾水中加入农业复合植物激素，混匀后进行培养；

6、所述农业复合植物激素中包括赤霉素酸、吲哚-3-乙酸和芸苔素内酯；按质量百分比计，所述农业复合植物激素中，赤霉素酸的含量为0.1～0.2%，吲哚-3-乙酸的含量为0.0003～0.0007%，芸苔素内酯的含量为0.0002～0.0004%；

7、所述农业复合植物激素在水产养殖尾水体系中的终浓度为10~30 mg/l。

8、进一步地，所述农业复合植物激素在尾水体系中的终浓度为 20 mg/l。

9、进一步地，按质量百分比计，所述农业复合植物激素中，赤霉素酸的含量为0.135%，吲哚-3-乙酸的含量为0.00052%，芸苔素内酯的含量为0.00031%。

10、进一步地，所述小球藻的初始接种密度为105～107cells/ml，接种所用小球藻处于对数生长期。

11、进一步地，所述培养包括：培养温度23～27℃，光暗周期为12 h光照与12 h黑暗交替进行，光照强度为1500～2500 lx，培养时间不少于8天。

12、进一步地，所述水产养殖尾水中同时含有磷、铵态氮和硝态氮。

13、本发明第二方面，提供农业复合植物激素在制备用于强化小球藻去除水产养殖尾水中营养盐的生物制剂中的应用，所述农业复合植物激素包含赤霉素酸、吲哚-3-乙酸和芸苔素内酯，所述农业复合植物激素的使用浓度为10～30 mg/l；按质量百分比计，所述农业复合植物激素中，赤霉素酸的含量为0.1～0.2%，吲哚-3-乙酸的含量为0.0003～0.0007%，芸苔素内酯的含量为0.0002～0.0004%。

14、进一步地，所述生物制剂通过协同调控小球藻的光合功能、氧化还原稳态与氮同化过程，提升小球藻对水产养殖尾水中氮、磷营养盐的去除效率。

15、进一步地，所述生物制剂通过以下方式协同调控小球藻生理代谢：

16、（1）提升小球藻psii反应中心的光化学效率与电子传递能力；

17、（2）提高超氧化物歧化酶与过氧化氢酶活性以维持细胞氧化还原稳态；

18、（3）上调谷氨酰胺合成酶与硝酸盐还原酶活性以增强氮素同化能力。

19、进一步地，所述生物制剂还在转录水平上调控小球藻的碳代谢与氮代谢耦合过程，包括上调光捕获复合体基因lhcb7、碳酸酐酶基因cah、糖酵解相关基因gapdh/gapa、pep和gpmi、硝酸盐还原酶基因nr及氨基转移相关基因alt、agt的表达，并下调tca循环相关基因dlst/sucb的表达。

20、本发明有益效果至少包括：

21、（1）本发明通过适宜浓度gib诱导，可有效促进小球藻细胞增殖、生物量及光合色素积累，显著优化psii光化学性能与电子传递效率，提升光能转化利用率，改善尾水环境下微藻生长受限、光合效率不足的问题，为持续净化氮磷污染物提供充足的生物量与能量支撑。

22、（2）本发明利用gib的调控作用，可显著提升小球藻sod、cat抗氧化酶活性，缓解尾水胁迫引发的氧化损伤，维持藻细胞代谢稳态；同时有效激活氮代谢关键酶nr、gs活性，打通硝态氮、铵态氮同化代谢通路，大幅提升小球藻对不同形态氮素的降解与同化能力。

23、（3）本发明通过gib强化调控，有效解决传统微藻净水氮磷去除不均衡、效率偏低的问题，对养殖尾水nh4+-n、no3--n、tn、tp去除率分别可达89.4%、82.4%、71.3%、96.9%，可高效削减水体富营养化核心污染物，显著改善水产养殖尾水水质。

24、（4）本发明通过转录组验证证实，适宜浓度gib可靶向激活小球藻能量代谢、碳氮代谢及细胞组分更新通路，实现碳氮代谢高效耦合，精准强化营养盐同化能力，且不会造成藻体转录组紊乱，有效规避高浓度激素带来的代谢胁迫，保障尾水净化过程高效、稳定、可控。

25、（5）本发明采用商业化农用gib制剂，原料易得、成本低廉、无二次污染，操作工艺简单、重复性强。该技术适配各类水产养殖尾水治理，依托微藻原生代谢实现污染物资源化利用，生态环保且成本低廉，具备良好的产业化应用前景。

1.一种强化小球藻去除水产养殖尾水中营养盐的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述农业复合植物激素在尾水体系中的终浓度为 20 mg/l。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按质量百分比计，所述农业复合植物激素中，赤霉素酸的含量为0.135%，吲哚-3-乙酸的含量为0.00052%，芸苔素内酯的含量为0.00031%。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述小球藻的初始接种密度为105～107 cells/ml，接种所用小球藻处于对数生长期。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述培养包括：培养温度23～27℃，光暗周期为12 h光照与12 h黑暗交替进行，光照强度为1500～2500 lx，培养时间不少于8天。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水产养殖尾水中同时含有磷、铵态氮和硝态氮。

7.农业复合植物激素在制备用于强化小球藻去除水产养殖尾水中营养盐的生物制剂中的应用，其特征在于，所述农业复合植物激素包含赤霉素酸、吲哚-3-乙酸和芸苔素内酯，所述农业复合植物激素的使用浓度为10～30 mg/l；按质量百分比计，所述农业复合植物激素中，赤霉素酸的含量为0.1～0.2%，吲哚-3-乙酸的含量为0.0003～0.0007%，芸苔素内酯的含量为0.0002～0.0004%。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述生物制剂通过协同调控小球藻的光合功能、氧化还原稳态与氮同化过程，提升小球藻对水产养殖尾水中氮、磷营养盐的去除效率。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述生物制剂通过以下方式协同调控小球藻生理代谢：

10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述生物制剂还在转录水平上调控小球藻的碳代谢与氮代谢耦合过程，包括上调光捕获复合体基因lhcb7、碳酸酐酶基因cah、糖酵解相关基因gapdh/gapa、pep和gpmi、硝酸盐还原酶基因nr及氨基转移相关基因alt、agt的表达，并下调tca循环相关基因dlst/sucb的表达。