滴水觀音不同器官浸出液對銅綠微囊藻、針桿藻化感作用研究*

朱 佳，趙靜靜，汪小雄

滴水觀音不同器官浸出液對銅綠微囊藻、針桿藻化感作用研究*

朱 佳1*，趙靜靜2，汪小雄1

（1.深圳職業技術學院 建筑與環境工程學院，廣東 深圳 518055；2.廣州大學 土木工程學院，廣東 廣州 510006）

為研究滴水觀音對銅綠微囊藻、針桿藻的化感作用，利用根、莖、葉不同器官浸出液，測定對藻類葉綠素a含量的影響．結果表明：根浸出液對實驗藻表現為低濃度促進、高濃度抑制作用；葉浸出液對實驗藻均表現為化感抑制作用，葉浸出液的化感抑制能力高于根浸出液，對銅綠微囊藻的化感抑制隨著濃度的增加逐漸的增強，第18 d、葉片浸出液濃度為10 g/L時，對微囊藻和針桿藻的抑制率分別為93%和58%；莖浸出液的化感作用對藻類表現為促進作用，且對微囊藻的化感促進效果強于針桿藻．

滴水觀音；銅綠微囊藻；針桿藻；化感作用

化感作用控藻是近年來發展起來的新型生物控藻技術，具有高效、經濟、生態風險小等優點，在國內外受到關注[1-3]，目前，化感控藻研究主要集中在水生植物方面，包括沉水植物、浮葉植物和挺水植物[4]．活體水生植物進行富營養化水體的處理，其治理不僅受水體所處環境的溫度、光照、水質等因素影響，而且還可能受浮游藻類帶來的營養、光照、以及空間競爭的沖擊，因而水生植物存活率低，浮游藻類的過量增殖無法得到控制[5]．利用陸地植物控藻，目前已有的研究主要有大麥、水稻、小麥等農作物秸稈，以及橡樹、辣木等森林資源，較為成功的例子為大麥秸稈控藻[4]．然而，利用陸生花卉植物來抑制藻類生長報道并不多，花卉植物控藻，可以將治污和營造生態景觀融為一體．

本文研究滴水觀音根、莖、葉不同部位浸出液對湖泊、水庫中生長比較有優勢的2種藻：藍藻——銅綠微囊藻、硅藻——針桿藻的葉綠素a含量的影響，為利用花卉植物浸出液化感物質控制藻類的生長提供理論依據與實際指導．

1 材料與方法

1.1 實驗材料

銅綠微囊藻、針桿藻取種于清華大學深圳研究院，在實驗室光照培養箱中擴大培養用于實驗，滴水觀音購于深圳市花卉中心，沖洗干凈備用．

滴水觀音根、莖、葉器官用自來水沖洗24 h后置于無菌玻璃缸，采用BG11/D1培養液培養2 d，消除外界條件對干擾．將根、莖、葉分離，切塊5 mm×5 mm，將器官不同部分各50 g加適量BG11/D1培養基在100 ℃的水浴鍋煮沸3 h，用研缽進行研磨，培養基浸泡使其總體積為500 mL，浸提48 h后，離心去殘渣，上清液用定量濾紙過濾，經孔徑為0.26 μm 濾膜減壓抽濾，排除微生物的影響，浸提液濃度為100 g/L，儲存在0～4 ℃冰箱備用．

1.2 藻種及培養

采用滅菌后的BG11/D1培養基培養銅綠微囊藻，將藻液培養基放置在光照培養箱中，生長溫度26 ℃，光照強度3000 LX，光暗周期12 h:12 h，待生長至對數生長期用于實驗．

1.3 實驗方法

實驗共設置1個對照組和5個質量濃度梯度組（2、4、6、8、10 g/L，以鮮重計），在無菌條件下，將處在對數生長期的藻種銅綠微囊藻、針桿藻各2 m L接種到500 mL的錐形瓶內，加入培養基使培養體系總體積為200 mL，初始密度設定為104～105cell·mL-1，對照組添加BG11/D1培養基到200 mL，每組設置3個平行樣，置于光照培養箱中，人工震蕩每天2次并交換位置培養．

研究表明，藻細胞濃度與懸浮液中葉綠素a含量呈線性關系，可用葉綠素a含量間接反映活體藻細胞數量[6-9]，葉綠素a使用浮游植物熒光分類儀（德國WALZ，PHYTO-PAM）測定．浸出液對藻類的抑制率（IR）由式（1）計算：

式中，N為實驗室組藻葉綠素a含量；N0為對照組藻的葉綠素a含量．

2 結果與分析

2.1 滴水觀音根浸出液對不同藻類的化感抑制作用

為研究根浸出液不同添加濃度下抑藻效果，18 d內定期取樣考察藻類生物量變化（以Chl a表示）．對銅綠微囊藻化感作用如圖1a所示，從圖中可以看出，與對照組比較，低濃度浸出液（2～4 g/L）實驗前4 d有一定的抑制作用，第5 d起刺激了藻的生長，高濃度浸出液（6～10 g/L）從第4 d開始一直為抑制作用．在添加濃度為10 g/L的情況下，第18 d葉綠素a含量為40 μg /L，對照組的含量為231 μg/L，抑制率為83%．

根浸出液對針桿藻化感抑制作用如圖1b所示，從圖中可以看出，低濃度浸出液（2～4 g/L）總體表現對針桿藻的促進作用，第18 d時，葉綠素a的濃度分別為220和217 μg/L，對照組為187 μg/L；高濃度浸出液（6～10 g/L）表現為對藻一定的抑制作用，第18 d葉綠素a濃度為別為113、81、106 μg/L，抑制率分別達到39%、57%、43%．根浸出液對兩種藻的抑制作用較強，最高抑制率達80%，但對不同藻的化感抑制能力有區別．

圖1 滴水觀音根浸出液對銅綠微囊藻和針桿藻葉綠素a含量的影響

2.2 滴水觀音莖浸出液對不同藻類的化感抑制作用

莖浸出液濃度對銅綠微囊藻生長的化感作用如圖2a，從圖中可以看出，與根浸出液化感作用比較，除了濃度為2 g/L的情況下，第18 d的抑制率為15%，其余處理組在培養過程中均表現為一定的促進作用，第18 d時4、6、8、10 g/L處理組葉綠素a濃度分別為100、46、95、123 μg/L，對照組葉綠素a濃度為27 μg/L，促進率分別為276%、73%、258%、364%．

莖浸出液對針桿藻的化感作用結果如圖2b，從圖中可以看出，在各種處理濃度下，莖浸出液對針桿藻生長均表現促進作用，但促進效果弱于微囊藻，莖浸出液濃度為6 g/L時，第18 d時葉綠素a濃度為283 μg/L（對照組為187 μg/L），促進率為52%，為最高值．蘆葦的化感作用研究表明，莖浸出液對蛋白核小球藻的化感作用表現為明顯的抑制，抑制率約80%[10]，原因可能是不同植物對不同藻類不但有化感抑制作用，同時存在化感促進作用．

2.3 滴水觀音葉浸出液對不同藻類的化感抑制作用

葉浸出液對微囊藻生長的化感作用結果如圖3a，從圖中可以看出，葉浸出液對銅綠微囊藻有較強的抑制作用，且隨著濃度的增加抑制作用逐漸增強．第18 d時，低濃度浸出液（2～4 g/L），葉綠素a濃度為226、127 μg/L，對照組葉綠素a濃度為231 μg/L，抑制率為2%和45%；高濃度浸出液（6～10 g/L）表現為對藻較強的抑制作用，葉綠素a濃度對應為120、105和16 μg/L，抑制率分別為48%、54%和93%．

葉浸出液對針桿藻的化感作用結果如圖3b，從圖中可以看出，第18 d時，對照組葉綠素a濃度為187 μg/L，處理組浸出液濃度為10 g/L時，葉綠素a濃度78 μg/L，抑制率為58%．葉片浸出液對微囊藻和針桿藻化感抑制程度不同，可能是藻種的不同而引起的．

圖2 滴水觀音莖浸出液對銅綠微囊藻和針桿藻葉綠素a含量的影響

圖3 滴水觀音葉浸出液對銅綠微囊藻和針桿藻葉綠素a含量的影響

3 結 論

滴水觀音根、莖、葉不同器官、浸出液不同濃度、對銅綠微囊藻和針桿藻兩種藻類的化感作用，研究結果表明：

1）根、葉器官浸出液對銅綠微囊藻和針桿藻均有較強的化感抑制作用，但存在一定的差別：根浸出液對實驗藻表現為低濃度促進、高濃度抑制作用，而葉浸出液對實驗藻均表現為化感抑制作用．

2）根、葉器官浸出液不同的濃度對實驗藻化感抑制作用表現不同的，葉浸出液的化感抑制能力高于根浸出液，對銅綠微囊藻的化感抑制隨著濃度的增加逐漸的增強，第18 d、浸出液濃度為10g/L時，對微囊藻和針桿藻的抑制率分別為93%、58%．

3）莖浸出液的化感作用對實驗藻表現為促進作用，第18 d、浸出液濃度為10g/L時，對微囊藻和針桿藻的促進率分別為364%和2%，莖浸出液對微囊藻的化感促進效果強于針桿藻．

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[4] 肖溪．大麥秸稈對藍藻化感抑制作用與機理的研究[D]．浙江大學，2012．

[5] 胡光濟，侯浩波，張維昊．淡水高等水生植物對浮游藻類化感作用評述[J]．安全與環境工程，2010，17（4）：3-8．

[6] Zhengwen Gao, Xianjia Peng, Hongmei Zhang, et al. Montmorillonite-Cu (Ⅱ)/Fe(Ⅲ)oxides magnetic material for removal of cyanobacterial Microcystis aeruginosa and its regeneration[J]．Desalination，2009，247（1/2/3）：337-345．

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[10] 李鋒民，胡洪營．大型水生植物浸出液對藻類的化感抑制作用[J]．中國給水排水，2004，20（11）：18-21．

Allelopathic Effect on Microcystis aeruginosa and Synedra acusvar by Different Organs’ Extract of A. Macrorrhiza

ZHU Jia1＊, ZHAO Jingjing2, WANG Xiaoxiong1

（1. College of Architecture and Environment, Shenzhen Polytechnic, Shenzhen, Guangdong 518055; 2. College of Civil Engineering, Guangzhou University，Guangzhou, Guangdong 510006,China）

In order to study the allelopathic effect on M. aeruginosa and S. acusvar by different concentrations of A. macrorrhiza organs’ extract, chlorophyll, a content of algae, was investigated by the root, stem, leaf of A. macrorrhiza. The results show that: root extract on experimental algae showed inhibitory effect of low concentration, high concentration of promotion, and leaf extract on experimental algae showed allelopathic inhibition. Leaf extract of allelopathic inhibitory ability is higher than root extract. The allelopathic inhibition enhanced gradually with increase of concentration. The inhibition rates were 93% and 58% on M. aeruginosa or S. acusvar when the concentration of leaf extract was 10 g/L on 18th day. A. macrorrhiza stem extract promoted the growth of experimental algae, and M. aeruginosa’s effect of promotion is stronger than on S. acusvar.

alocasia macrorrhiza; microsystis aeruginosa; synedra acusvar; allelopathic effect

X524

A

1672-0318（2014）03-0081-04

2014-03-17

*項目來源：公益性行業水利科研專項資助項目（201301047）

朱佳（1965-），女，吉林人，環境工程博士，高級工程師，主要研究方向：水污染控制及資源化．