[發明專利]一種適用于浮萍快速繁殖的培養條件優化方法及應用

在審

• 申請號: 202110574692.0
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113273483A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 賴彥岑;沙之敏;曹林奎;唐宗翔;王爽;王豐
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: A01G31/00
• 分類號: A01G31/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 翁惠瑜

本發明涉及一種適用于浮萍快速繁殖的培養條件優化方法及應用，所述優化方法包括以下步驟：選取影響浮萍生長的主效因素，以單因素試驗獲得浮萍在每種主效因素下的最適生長條件；以每種主效因素下的最適生長條件為中間值進行分式析因試驗，篩選影響浮萍生長的主效因子；以所述主效因子為自變量，以浮萍比增長率為響應值Y，進行響應面優化試驗，獲得優化的培養液養分含量數據；基于所述優化的培養液養分含量數據建立二次多元回歸模型；基于所述二次多元回歸模型獲得指示浮萍生長的營養液最優條件的響應面圖。與現有技術相比，本發明具有減少試驗次數、有效指導浮萍繁殖過程等優點。

技術領域

本發明涉及水生植物快繁領域，具體是涉及一種適用于浮萍快速繁殖的培養條件優化方法及應用。

背景技術

浮萍是一類常見的水生植物，在適宜的環境條件下具有生長繁殖迅速、氮磷吸收能力強、植物蛋白含量豐富、易于回收利用等突出特點，已被廣泛應用于稻田控草、高蛋白飼料、新型生物燃料制備、污水處理。因此在短時間內獲得大量浮萍對于浮萍的推廣應用具有重要意義。

由于環境因子有交互作用，通過單因素試驗很難建立最優的植物培養方案。中國專利申請CN105638484A公布了浮萍室內培養與繁殖的方法，通過合理控制光照周期，培養基，利用葉片數作為響應指標作為判定浮萍生長的指標，但該方法沒有考慮多因素的互作效應，在響應指標上的選取也存在有不足。中國專利申請CN103333068A公開了利用響應面法優化菊芋秸稈綠原酸的提取方法。響應面是一種用于采用多元二次回歸方程來擬合因素與響應值之間的函數關系，通過對回歸方程的分析來尋求最優工藝參數，解決多變量問題的一種統計方法。但是目前利用還局限在提取條件的優化和工藝參數的優化。

目前研究表明，控制6.5-7.5的pH時，浮萍生長條件最好，并且浮萍在高光強下的相對生長率更高，最適光強在6000lx；浮萍在溫度為5-7℃時仍舊能夠生長，但是生長受到了嚴重的抑制，溫度繼續降低則會以休眠體的形式沉入水底。25℃下浮萍生長狀況好，35℃生長率下降。浮萍對pH的低耐受限為5-6，在6-9之間能夠正常生長。適宜環境下的青萍生物積累量大于少根紫萍和多根紫萍，中、高氮濃度下1/4、0/5的銨硝比，磷濃度0.1～0.3mmol/L更適合少根紫萍和青萍的生長。此外銨態氮與硝態氮的比值也對浮萍生物量存在影響。但這些研究都僅僅局限于對浮萍的單因素培養，培養過程中的多因素互作效應往往被忽視。

綜上所述，現階段浮萍擴繁技術中還存在如忽視多因素互作效應、培養設備簡單導致浮萍增長率計算不準確、以簡單指標來衡量浮萍增長等不足。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種可減少試驗數量的適用于浮萍快速繁殖的培養條件優化方法及應用。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種適用于浮萍快速繁殖的培養條件優化方法，包括以下步驟：

選取影響浮萍生長的主效因素，以單因素試驗獲得浮萍在每種主效因素下的最適生長條件；

以每種主效因素下的最適生長條件為中間值進行分式析因試驗，篩選影響浮萍生長的主效因子；

以所述主效因子為自變量，以浮萍比增長率為響應值Y，進行響應面優化試驗，獲得優化的培養液養分含量數據；

基于所述優化的培養液養分含量數據建立二次多元回歸模型；

基于所述二次多元回歸模型獲得指示浮萍生長的營養液最優條件的響應面圖。

進一步地，所述主效因素包括培養液pH、培養液濃度、氮磷濃度比和銨態氮比例。

進一步地，所述分式析因試驗和響應面優化試驗基于Minitab19軟件設計。