鐵磷對三種典型淡水藻生長協(xié)同影響及化感競爭機制研究.pdf

1、隨著我國湖泊的富營養(yǎng)化越來越嚴重，藻華爆發(fā)的越來越頻繁。藻華的爆發(fā)破壞原有湖泊（水庫）環(huán)境的生態(tài)結構，影響漁業(yè)和水產資源的發(fā)展，造成水體黑臭，使城市景觀和城市形象受損，并且藻毒素的分泌嚴重危害人類身體健康。進行藻華爆發(fā)機理研究，尋求預防，治理藻華辦法的研究具有實際意義。
　　鐵是藻類生長過程中不可或缺的元素，它能夠參與光合作用、呼吸作用，協(xié)調活性氧、蛋白質與核酸合成、酶促反應等生長代謝過程。磷是藻類生長的必需營養(yǎng)元素，磷在水體富營

2、養(yǎng)化過程中起到關鍵性作用，是天然淡水湖泊中影響藻類繁殖生長的第一限制性因子。鐵與磷對于藻類生長并不是互不相關的兩種影響，而是相互的，協(xié)同的影響。
　　化感作用是一種植物或微生物在它生長過程中，向環(huán)境釋放某些化學物質，并且在它周圍形成一個微環(huán)境區(qū)域，對該區(qū)域內其它植物或微生物生長產生促進或抑制的現(xiàn)象。藻類之間也具有這類現(xiàn)象，是藻類群落變化的關鍵因素。
　　本研究通過實驗研究鐵磷元素對三類典型淡水藻（水華魚腥藻、四尾柵藻和直鏈藻

3、）生長的影響和協(xié)同作用，研究三種藻之間的生長競爭以及四尾柵藻對水華魚腥藻的化感競爭機制。
　　實驗研究表明在實驗設計的初始鐵濃度范圍0.06-1.8mg/L內，隨著鐵濃度的提高，鐵對水華魚腥藻、四尾柵藻和直鏈藻的生物量峰值均為“促進-抑制”作用。各種藻均有自己的一個最佳生長作用鐵閾值，低于該閾值易使該種藻出現(xiàn)鐵限制，影響其生長。高于該閾值則會過量吸收鐵元素，并且影響磷元素的吸收。三類藻均在0.6mg/L初始鐵濃度條件下生長最佳。<

4、br>　　實驗研究表明在不同初始磷濃度條件下，當初始磷濃度小于0.25mg/L，會限制水華魚腥藻的生長率。當初始磷濃度小于0.125mg/L，則會限制四尾柵藻的生長率。并且認為存在一個最佳生長作用磷閾值，易使藻類爆發(fā)性生長。該實驗條件下，水華魚腥藻作用閾值為0.5-1mg/L；四尾柵藻作用閾值為0.25-1mg/L。并實驗發(fā)現(xiàn)藻類的爆發(fā)性生長需鐵磷同時在該藻的最佳生長閾值內。環(huán)境中的鐵磷濃度對藻類吸收具有交互影響，環(huán)境中有過量的鐵時，會

5、促進水華魚腥藻與四尾柵藻吸收更多的磷元素和鐵元素。
　　實驗發(fā)現(xiàn)，在水華魚腥藻、四尾柵藻和直鏈藻的競爭生長中，四尾柵藻極易成為優(yōu)勢藻種。四尾柵藻的存在能在一段時間內使水華魚腥藻數(shù)量急劇減少甚至消亡，對直鏈藻也具有抑制作用。實驗認為四尾柵藻對水華魚腥藻的優(yōu)勢源于四尾柵藻的化感作用。環(huán)境中磷濃度水平會影響四尾柵藻與水華魚腥藻的化感競爭作用。實驗結果顯示，四尾柵藻需具有足夠的磷才能夠分泌足夠的化感物質影響到水華魚腥藻生長。不同絡合態(tài)鐵對

6、四尾柵藻與水華魚腥藻的化感競爭作用具有影響，實驗認為EDTA-Fe對四尾柵藻最有利，草酸鐵最不利。四尾柵藻所分泌的化感物質具有專一性和選擇性，需要在與水華魚腥藻接觸競爭才會釋放，煮沸會失效，推測化感物質是一類蛋白類物質。通過分子量分布檢測與三維熒光光譜檢測發(fā)現(xiàn)，藻類在純培養(yǎng)條件下會分泌更少的各類物質到環(huán)境中，而混合培養(yǎng)則會大量增加各類物質的分泌釋放。認為藻類的競爭能力的關鍵因素之一是體現(xiàn)在藻體對于周圍微環(huán)境的控制，而這種“控制”大多需要