一种快速提高浮萍淀粉含量的方法技术

本发明专利技术属于水生能源植物培养领域，提供一种利用植物生长调节剂快速提高浮萍淀粉含量的方法，该方法的步骤为：将浮萍种在水体中，然后向生长在水体中的浮萍表面喷洒烯效唑溶液或者多效唑溶液，喷洒所述烯效唑溶液或者多效唑溶液后让浮萍继续生长7～10天收获，即可获得高淀粉含量的浮萍。该方法不受水体条件的限制，无论是在富营养的水体还是寡营养条的水体中，均能大幅度提高浮萍的淀粉含量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水生能源植物培养领域，特别涉及一种利用植物生长调节剂快速提高浮萍淀粉含量的方法。
技术介绍
化石能源日益匮乏和全球变暖现象日趋严重，许多国家都在积极开发石油替代能源。生物液体燃料是目前唯一适合于现有发动机系统的石油替代能源，其中以燃料乙醇的使用规模最为广泛，但燃料乙醇的生产成本过高，为了降低其生产成本，就需要寻找廉价、可持续的植物材料作为生产原料，水生能源植物以其非粮属性、不占用耕地的优势，成为了理想原料之一。水生能源植物浮萍(Duckweed)，是世界上最小、最简单的开花植物，也是生长最快的多细胞植物。除最寒冷的地区外，在全球几乎都有分布。其利用废水生长并产生高品质生物质原料的特性，以及将污染治理与生物能源有机结合的优势，正为科学家们所重视。在最佳的营养供给、光照和水温条件下，浮萍在16~48小时内其生物量可以翻倍。在理想的生长环境中养殖浮萍并按科学规律收获，每年的干物质产量可达10~30吨/公顷。目前利用浮萍生产乙醇的工艺已较为成熟，限制浮萍发酵所得乙醇浓度进一步提高的主要因素是浮萍的淀粉含量，因此大规模培养出高淀粉含量的浮萍对其应用具有重要意义。目前培养高淀粉含量浮萍的方法主要为:在寡营养，即N，P浓度均低于 0.1ppm 条 件下培养浮萍 8 天(Xu J., Cui ff., Cheng J.J., Stomp A.M.Productionof high—starch duckweed and its conversion to bioethanol.BiosystemsEngineering.2011, 110(2):67-72.)，该方法可使浮萍淀粉含量达到29.8%。但此方法存在以下不足:(I)对水质营养条件要求较高，要求水体中N，P浓度低于0.1ppm, N, P含量较高时浮萍无法积累到高含量的淀粉，随着水体污染日益加重，自然水中的N或P很难达到如此低的水平，因此该方法的适用性不强；(2)该方法虽然能够增加浮萍的淀粉含量，但由于限制了浮萍生长必须的营养条件，从而会限制浮萍生物量的增长。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对目前培养高淀粉含量浮萍对水体营养条件要求高的不足，提供，该方法不受水体营养条件的限制，能快速提高浮萍淀粉含量，有利于实现高淀粉含量浮萍的大规模培养。本专利技术所述快速提高浮萍淀粉含量的方法，步骤如下:将浮萍种在水体中，然后向生长在水体中的浮萍表面均匀喷洒烯效唑溶液或者多效唑溶液，喷洒所述烯效唑溶液或者多效唑溶液后让浮萍继续生长7~10天收获，即可获得高淀粉含量的浮萍。上述方法中，所述烯效唑溶液或者多效唑溶液中烯效唑或者多效唑的浓度为100~1000mg/L，所述烯效唑溶液或者多效唑溶液的喷洒量为每平方米浮萍150~300mL。上述方法中，所述烯效唑溶液或者多效唑溶液中烯效唑或者多效唑的浓度优选为500 ~1000mg/L。上述方法中，所述烯效唑溶液是将烯效唑或者烯效唑的可湿性粉剂溶解在溶剂中得到；以烯效唑为溶质时，先将烯效唑溶解于甲醇中，再用水稀释至应用浓度；以烯效唑的可湿性粉剂为溶质时，直接用水将其溶解并稀释至应用浓度。上述方法中，所述多效唑溶液是将多效唑或者多效唑的可湿性粉剂溶解在溶剂中得到；以多效唑为溶质时，先将多效唑溶解于甲醇中，再用水稀释至应用浓度；以多效唑的可湿性粉剂为溶质时，直接用水将其溶解并稀释至应用浓度。上述方法中，配制烯效唑或者多效唑溶液所使用的水为蒸馏水、去离子水或者自来水。上述方法中，为了缩短浮萍的培养时间，最好是将浮萍种在水体中后立即向浮萍表面喷洒烯效唑溶液或者多效唑溶液，喷洒所述烯效唑溶液或者多效唑溶液后，浮萍中的淀粉含量随培养时间的增加而增加，但生长10天后，浮萍中淀粉含量的增加变得缓慢，为了节约时间成本，在喷洒所述烯效唑溶液或者多效唑溶液后让浮萍继续生长7~10天，即可收获浮萍。上述方法中，最好按照80~100%的覆盖率将浮萍种在水体中。本专利技术具有以下有益效果:1、本专利技术提 供了一种快速提高浮萍淀粉含量的新方法，该方法不受水体条件的限制，无论是在富营养的水体还是寡营养条的水体中，均能大幅度提高浮萍的淀粉含量。2、本专利技术所述方法在浮萍表面喷洒烯效唑溶液或者多效唑溶液后继续培养7~10天，生长于寡营养条件下的浮萍淀粉含量高达40wt%以上，而且浮萍干物质积累量也有所增加，生长于富营养条件下的浮萍淀粉含量能达到18~48wt%。3、本专利技术所述方法不受水体条件的限制，尤其适合在受到污染的水体中大规模培养高淀粉含量的浮萍，这一方面可降低生产成本，另一方可得到高淀粉含量的浮萍，同时浮萍直接利用废水中的N、P，可净化水体。【附图说明】图1为实施例4所述浮萍在喷洒烯效唑溶液后淀粉含量随培养时间的变化图。图2为对比例2所述浮萍在喷洒甲醇溶液后淀粉含量随培养时间的变化图。图3为对比例4所述喷洒不同浓度矮壮素对浮萍淀粉积累的影响图。【具体实施方式】下面通过实施例及对比例并结合附图对本专利技术所述快速提高浮萍淀粉含量的方法作进一步说明。下述各实施例中，浮萍鲜重的测定方法可参见Alicja Piotrowska, AndrzejBajguz et al.Jasmonic acid as modulator of lead toxicity in aquaticplant Wolffia arrhiza(Lemnaceae).Environmental and ExperimentalBotany66 (2009) 507-513，具体为:将培养一定时间的浮萍取出，用蒸馏水清洗3遍，然后在滤纸上放置5分钟，称重。浮萍干重的测定方法:将培养一定时间的浮萍取出，用蒸馏水清洗3遍，然后在滤纸上放置5分钟，然后在60°C的烘箱中干燥至恒重，称重。浮萍淀粉含量的测定方法可参见Zhang L.，Chen Q.，Jin Y.，etal.Energy-saving direct ethanol production from viscosity reduction mash ofsweet potato at very high gravity (VHG).Fuel Processing Technology.2010, 91 (12):1845-1850。具体测定方法为:将干燥的浮萍粉碎成粉末，称取0.03~0.06g浮萍干粉置于250mL磨口锥形瓶中，加入30mL6mol/L的HCl溶液和IOOmL蒸馏水，装上冷凝管，置沸水浴中回流2h。回流完毕，立即用流动水冷却，待浮萍样品水解液冷却至室温后，加入NaOH调节水解液的PH值为7。然后加入20mL20wt%醋酸铅溶液，摇匀后放置lOmin，转移至500mL容量瓶中，加蒸馏水定容至500mL，过滤，弃去初滤液，收集5mL滤液过预活化好的反相C18固相萃取小柱，弃去最初的I~2mL,收集后面的3~4mL,再用0.22 μ m的水系滤膜过滤。利用HPLC测定滤液中葡萄糖含量，根据淀粉含量=葡萄糖含量/1.1，计算浮萍中的淀粉含量。下述各实施例中，各种溶液的配制方法如下:Hoagland培养液的配制方法如下:(1)用蒸馏水按照下表所述的母液配方中各试剂的浓度配制A、B、C、D、E、F六种母液，其中，配制母液A时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速提高浮萍淀粉含量的方法，其特征在于步骤如下：将浮萍种在水体中，然后向生长在水体中的浮萍表面均匀喷洒烯效唑溶液或者多效唑溶液，喷洒所述烯效唑溶液或者多效唑溶液后让浮萍继续生长7～10天收获，即可获得高淀粉含量的浮萍。

【技术特征摘要】
1.一种快速提高浮萍淀粉含量的方法，其特征在于步骤如下:将浮萍种在水体中，然后向生长在水体中的浮萍表面均匀喷洒烯效唑溶液或者多效唑溶液，喷洒所述烯效唑溶液或者多效唑溶液后让浮萍继续生长7~10天收获，即可获得高淀粉含量的浮萍。2.根据权利要求1所述快速提高浮萍淀粉含量的方法，其特征在于所述烯效唑溶液或者多效唑溶液中烯效唑或者多效唑的浓度为100~1000mg/L所述烯效唑溶液或者多效唑溶液的喷洒量为每平方米浮萍150~300mL。3.根据权利要求2所述快速...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海，方扬，靳艳玲，刘洋，
申请(专利权)人：中国科学院成都生物研究所，
类型：发明
国别省市：