针对舟形藻属（Navicula sp.）与细菌构建的共生系统在长期运行中普遍面临稳定性不足的问题，本研究提出通过添加硅酸盐并配合调控光暗周期，实现了高效且稳定的自养脱氮。在硅藻富集阶段，系统表现出显著的亚硝酸盐积累能力，积累率达92.05%。补充硅酸盐后，舟形藻逐渐成为优势藻种，并显著促进了胞外聚合物（EPS）的分泌。EPS的增多进一步诱导了更为致密的生物膜形成，为厌氧微生物的附着与生长创造了有利的微环境。
通过优化光照条件，当光暗周期调整为8小时光照与16小时黑暗交替时，该系统达到最佳脱氮效能，总氮去除率最高达82.69%。在这一稳定运行的体系中，微生物群落结构呈现出功能专一与代谢协作的特征。在氨氧化功能层面，亚硝化单胞菌属（Nitrosomonas）作为主要氨氧化细菌，相对丰度为1.26%，承担了将氨氮转化为亚硝酸盐的关键作用。反硝化过程中，Denitratisoma成为优势反硝化菌属，相对丰度为3.75%，有效参与氮的还原去除。
尤为值得注意的是，在未进行人工投加菌种的前提下，系统中自然富集了厌氧氨氧化菌，其中Candidatus Brocadia的相对丰度达到7.99%，显示出该系统具备推动厌氧氨氧化过程的潜力。这一现象可能与硅藻增强的EPS分泌及所形成的缺氧/厌氧生物膜微区密切相关，为Anammox菌群提供了适宜的生态位。 综上所述，本研究通过硅酸盐添加与光暗周期调控，有效强化了以舟形藻为核心的藻-菌共生系统的结构与功能稳定性，成功构建了一条不依赖外源有机物的高效自养脱氮路径。该策略不仅提升了系统的氮去除性能，也展示了在可持续废水处理中利用光合自养微生物驱动氮循环的可行性与应用前景。
原文链接：Silicate intervention in Navicula-bacteria symbiosis system: nitrogen removal performance and microbial community
