不同光照條件下典型水生植物對(duì)斜生柵藻生長(zhǎng)的影響

王慶海 焦強(qiáng)強(qiáng) 薛之恒等

摘? 要：為了研究水生植物對(duì)共生藻類生長(zhǎng)的影響，采用常見水生植物菖蒲的浸泡液培養(yǎng)斜生柵藻，改變不同光照條件，考察斜生柵藻的生長(zhǎng)情況。結(jié)果表明：在菖蒲浸提液濃度相同的條件下，隨著光照強(qiáng)度的增加，斜生柵藻的生長(zhǎng)速率逐漸增加;在光照強(qiáng)度相同的條件下，隨著菖蒲浸提液濃度的增加，菖蒲對(duì)斜生柵藻的抑制率逐漸增加。在光照強(qiáng)度為4000lx時(shí)，菖蒲浸提液濃度為1、4、8、12、16g/L時(shí)，其抑制率依次為14.70%、27.97%、51.75%、74.83%、89.90%;在光照強(qiáng)度為2500lx時(shí)，其抑制率依次為20.42%、34.51%、51.04%、75.35%、92.20%;在光照強(qiáng)度為0lx時(shí)，其抑制率依次為85.71%、100.00%、100.00%、100.00%、100.00%。由此可知，菖蒲浸提液對(duì)斜生柵藻的生長(zhǎng)具有較為明顯的抑制作用。

關(guān)鍵詞：菖蒲;斜生柵藻;生長(zhǎng)速率;光照強(qiáng)度;化感作用

中圖分類號(hào) TU991.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2019）06-0109-03

Abstract：In order to study the effect of aquatic plants on the growth of symbiotic algae，the soaking solution of common aquatic plants Acorus was used to culture oblique grating algae，and different illumination conditions were changed to investigate the growth of oblique grille algae.The results showed that the growth rate of oblique grating algae increased gradually with the increase of illumination intensity under the condition of the same concentration of Acorus extract.Under the condition of the same illumination intensity，the inhibition rate of acorus to oblique grille algae increased gradually with the increase of the concentration of Acorus extract.When the light intensity is 4000lx，the concentration of Acorus extract is 1，4，8，12 and 16g/L，and the inhibition rate is 14.7%，27.97%，51.75%，74.83% and 89.9% in turn，and when the illumination intensity is 2500lx，The inhibition rate was 20.42%，34.51%，51.04%，75.35% and 92.20%，followed by 85.71%，100%，100%，100% and 100% in light intensity of 0lx.From the above results，it is shown that acorus soaking solution has obvious inhibitory effect on the growth of oblique grating algae.

Key words：Calamus;Scenedesmus;Obliquus growth rate;Intensity of illumination;Allelopathy

隨著世界人口的膨脹與工農(nóng)業(yè)的飛速發(fā)展，大量生產(chǎn)、生活廢水排入江河湖泊等水體中，導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化。由于湖泊富營(yíng)養(yǎng)化，藻類生存環(huán)境良好，過度繁殖，大量有毒有害物質(zhì)也隨之產(chǎn)生。因過度繁殖的藻類在水體表面形成肉眼可見的藻類聚集體的現(xiàn)象稱為水華。水華會(huì)引發(fā)水體生物化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變和水體功能下降等問題，因此對(duì)于我國(guó)水體面臨的嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化及災(zāi)害問題，控制藻類生長(zhǎng)、抑制水華發(fā)生、改善湖泊水質(zhì)尤為重要。

藍(lán)藻水華治理目前較為初級(jí)，比如直接向水體投加化學(xué)殺藻劑[1]（硫酸銅），但這樣易對(duì)水體產(chǎn)生二次污染，不僅增加了處理成本，而且在治理天然水體水華方面較難實(shí)現(xiàn)。植物化感抑藻[2]具有低成本、環(huán)保、易獲得化感物質(zhì)、熱穩(wěn)定性高和無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，是一種新的有效抑制藻類水華的方法，未來發(fā)展前景廣闊。

目前植物化感抑藻[3]已受到廣泛關(guān)注，并進(jìn)行了大量的研究。研究結(jié)果表明，水生植物與陸生植物都具有化感抑藻能力[4]。根據(jù)已有的研究結(jié)果，筆者通過研究不同光照[5]條件下典型水生植物對(duì)斜生柵藻生長(zhǎng)的影響，例如用不同濃度的菖蒲浸提液作為培養(yǎng)基觀察在不同光照條件下斜生柵藻的生長(zhǎng)情況。

1 材料與方法

1.1 材料 實(shí)驗(yàn)選用的斜生柵藻購自于中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所的藻種庫。1.3×104cell/mL菖蒲采自鹽城工學(xué)院校內(nèi)池塘，去枯葉，用自來水沖洗1h，再用蒸餾水反復(fù)潤(rùn)洗，后將葉片剪成（5±2）cm段狀物體放進(jìn)烘箱中烘烤至無水分。取出放入干凈的錐形瓶中，加入去離子水進(jìn)行浸泡。將錐形瓶做好標(biāo)記及記錄，并用保鮮膜和紗布包住瓶口，防止浸提液揮發(fā)，放在通風(fēng)良好的自然條件下浸泡30d后，經(jīng)0.45μm濾膜過濾除去顆粒性雜質(zhì)及細(xì)菌，所得濾液即為植物浸提液。

1.2 方法

1.2.1 藻的培養(yǎng) 實(shí)驗(yàn)采用錐形瓶批式培養(yǎng)法，在250mL錐形瓶中添加120mL備用培養(yǎng)基，在光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行，控制溫度（25±0.5）℃，光照強(qiáng)度為遮光，2500lx、4000lx，光照周期為24h。培養(yǎng)裝置使用30W紫外燈殺菌24h再進(jìn)行培養(yǎng)實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)過程中嚴(yán)格無菌操作，每組設(shè)置3個(gè)平行樣。

1.2.2 分析方法 藻細(xì)胞計(jì)數(shù)采用血球板計(jì)數(shù)法，每天上午8：30從搖勻后的培養(yǎng)液中吸取1mL至玻璃試管，再用魯哥試劑固定，取0.1mL培養(yǎng)液到血球計(jì)數(shù)板上，在雙目光學(xué)顯微鏡（OLYMPUSCX31、奧林巴斯株式會(huì)社）下計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)3次取平均值。浸提液對(duì)銅綠微囊藻的抑制率計(jì)算公式為：

IR（%）=（N0-N）/N0×100

式中：IR為抑制率（%）;N0為試驗(yàn)結(jié)束時(shí)對(duì)照組藻細(xì)胞密度（cell/mL）;N為試驗(yàn)結(jié)束時(shí)試驗(yàn)組藻細(xì)胞密度（cell/mL）。

使用OLYMPUSCX31光學(xué)顯微鏡觀察斜生柵藻細(xì)胞，用顯微鏡相機(jī)拍照。用Image tool軟件測(cè)量斜生柵藻細(xì)胞直徑。實(shí)驗(yàn)采用硫代巴比脫酸方法，在斜生柵藻生長(zhǎng)至對(duì)數(shù)期時(shí)測(cè)定斜生柵藻的膜脂過氧化產(chǎn)物丙二醛含量。

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為3次重復(fù)取平均值，數(shù)據(jù)處理和圖表繪制采用Excel軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同光照條件下菖蒲浸提液對(duì)斜生柵藻的抑制作用 圖1～6是光照強(qiáng)度分別為4000lx、2500lx、0lx條件下的斜生柵藻的生長(zhǎng)情況。由圖1～6可知，在光照強(qiáng)度為4000lx時(shí)，斜生柵藻的增長(zhǎng)速率基本大于2500lx和0lx，同時(shí)有光照條件總體生長(zhǎng)情況優(yōu)于遮光。斜生柵藻在有光條件下，前3d均呈緩慢上升趨勢(shì);第3～7d生長(zhǎng)速率出現(xiàn)緩慢降低的現(xiàn)象，此時(shí)的有光組生長(zhǎng)速率遠(yuǎn)大于遮光組;第8～14d，斜生柵藻的生長(zhǎng)速率迅速下降，此時(shí)菖蒲浸提液的化感作用已經(jīng)明顯影響到藻類的生長(zhǎng);14d后所有光照條件下的斜生柵藻生長(zhǎng)都趨于停滯。

2.2 不同濃度菖蒲浸提液對(duì)斜生柵藻的化感作用 由圖7可知，不同濃度的菖蒲浸提液的抑制作用差別較大，在光照強(qiáng)度為4000lx條件下，當(dāng)浸提液濃度為16g/L時(shí)，最高抑制率可達(dá)89.9%;當(dāng)浸提液濃度為1g/L時(shí)，抑制率僅為14.7%。在光照強(qiáng)度為2500lx條件下，當(dāng)浸提液濃度為16g/L時(shí)，最高抑制率可達(dá)92.2%;當(dāng)浸提液濃度為1g/L時(shí)，抑制率僅為20.42%。在遮光條件下，僅1g/L濃度下抑制率為85.71%，其余濃度全部達(dá)到100%。

3 結(jié)論

在排除了斜生柵藻和植物間的光照和營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)的前提下，在3種光照強(qiáng)度下，研究6種濃度的菖蒲浸提液對(duì)斜生柵藻的化感作用，初步確定菖蒲對(duì)斜生柵藻有較強(qiáng)的化感抑制作用。

在不同光照條件下，菖蒲浸提液對(duì)斜生柵藻的生長(zhǎng)速率均有不同程度的影響，其中在遮光條件下影響最顯著。由此可知，光照是藻類成長(zhǎng)的主要影響因素，光照條件的改變可能會(huì)改變化感物質(zhì)的產(chǎn)生。

不同濃度的菖蒲浸提液對(duì)斜生柵藻的生長(zhǎng)抑制作用不同。在光照強(qiáng)度為4000lx條件下，當(dāng)浸提液濃度為16g/L時(shí)，最高抑制率可達(dá)89.9%;當(dāng)浸提液濃度為1g/L時(shí)，抑制率僅為14.7%，其余2種光照強(qiáng)度與之類似。由此可知，浸提液濃度越高，對(duì)斜生柵藻的抑制作用就越明顯。

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（責(zé)編：徐世紅）