芦苇化感组分对斜生栅藻Scenedesmusobliquus生长特性的影响.doc

芦苇化感组分对斜生栅藻Scenedesmus obliquus 生长特性的影响 门玉洁1，胡洪营1 *，李锋民2 1. 清华大学环境科学与工程系环境模拟与污染控制国家重点联合实验室，北京 100084； 2中国海洋大学环境科学与工程学院，山东 青岛 266003 水华或赤潮现象是备受关注的环境问题之一。利用植物化感作用抑制藻类生长作为一种新型的生物抑藻技术在近年来开始受到研究者的重视，并取得了一定的研究成果。文研究了从芦苇Phragmitis communis Trin中分离得到的化感组分对斜生栅藻Scenedesmus obliquus生长特性的影响。在藻类的对数生长期向培养液中投加不同浓度的化感组分，分别测定并观察了培养期间受试藻种藻密度、藻细胞结构和群体形态的变化。结果表明，该化感组分在培养初期对斜生栅藻藻密度的增长具有明显的抑制作用，半效应质量浓度（EC50, 4d）值为0.45 mg·L-1，但在培养6 d后，出现促进作用，且随投加浓度的增加而增强。斜生栅藻生长受到抑制期间，藻细胞形态变大，投加0.5 mg·L-1化感组分时，藻细胞平均宽度是对照组的2倍。TEM观察观察结果表明藻细胞亚显微结构受到破坏。另外，EMA提高了斜生栅藻的沉降性和吸附性。 化感作用；芦苇；斜生栅藻；生长特性；水华控制Q945.78 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2006）05-0925-05近年来，富营养化已经成为全球性的环境问题，几乎所有的湖泊和城市景观水体都存在着不同程度的富营养化[1]。由富营养化引发的藻类爆发性繁殖，即水华（water bloom）或赤潮（red tide）[2]的范围与影响正在不断扩大和恶化[3]。水华不仅导致水产养殖业蒙受经济损失，同时也破坏水域生态景观。一些水华藻类能够释放藻毒素，造成水体中其它生物死亡，导致生态系统失衡；藻毒素还会通过食物链进入人体，危害人体健康。一次严重水华或赤潮造成的经济损失超过数百万美元[3]。我国在七五以来在江苏太湖、安徽巢湖、昆明滇池、武汉东湖开展了较为系统的湖泊富营养化控制研究，虽取得了一系列研究成果，但仍未有突破性的进展[45]。因此，有效控制水体富营养化，防治水华成为环境领域需要深入持续研究的前沿和热点问题之一。 现有的藻类控制技术按其原理可分为三大类：物理技术、化学技术和生物技术。其中短期效果最好，最常用的是化学技术[6]。化学技术是通过化学药剂（统称杀藻剂）来控制水中藻类的繁殖。常见的杀藻剂有硫酸铜和有机农药等。化学除藻技术虽能立竿见影，但它将不可避免地破坏生态平衡并造成二次环境污染[7]。物理技术和传统的生物技术则存在着操作时间长、难度高和费用大等缺点。因此，寻找一种高效、经济、安全的新型抑藻技术成为富营养化水体控制领域的重要课题。利用植物化感作用抑制藻类生长被认为是一种新型的生物抑藻技术。该技术具有高效、生态安全性较好等特点，因而受到国内外专家学者的关注。 化感作用（allelopathy）一词由Molisch于1937年首次提出，后来Rice将其定义为一种植物通过向环境中释放化学物质影响其它生物生长的现象[8-9]。这类化学物质称为化感物质。多种生活类型的水生植物对藻类具有生长抑制作用。国内外已有研究发现，湿生植物马蹄莲Zantedeschia aethiopica[10]、沉水植物中的穗状狐尾藻M. spicatum L、水盾草Cabomba caroliniana[11]、金鱼藻Ceratophyllum demersum L.[12-13]、大茨藻Najas marina ssp.[12]、轮藻Chara[14]、Stratiotes aloides[15]以及浮水植物中的凤眼莲Eichhornia crassipes[16-17]、水浮莲Pistia stratiotes、满江红Azolla imbricate、浮萍Lemma minor、紫萍Spirodela polyrhiza[17]等对常见的水华蓝藻和绿藻具有一定的化感抑制作用。凤眼莲根部干粉及浸提液对赤潮藻类塔玛亚历山大藻Alexandrium tamarense也具有显著的抑制作用[18]。 本课题组在对大型挺水植物的研究中发现芦苇Phragmitis communis Trin对典型水华藻类铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa和蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa具有强抑制作用[19-20]。进一步对芦苇进行提取、分离，得到一种化感组分[21]。经生物检测，发现其对铜绿微囊藻和蛋白核小球藻具有很强的抑制作用，半效应质量浓度（EC50）值分别为0.79 mg·L-1和0.49 mg·L-1，但对普通小球藻Chlorell