芦苇秆浸出液抑藻的最佳环境条件研究

第37卷第6期水生生物学报Vol.37,No.62013年11月ACTAHYDROBIOLOGICASINICANov.,2013收稿日期:2012-11-08;修订日期:2013-08-01基金项目:十二五重大水专项子课题(2011ZX07101-012-008);浙江省湖州市2011年自然科学基金(2011YZ05)资助通信作者:于淑池(1966—)女,河北人;硕士,副教授;研究方向为环境污染与修复。E-mail:yushuchi@126.comdoi:10.7541/2013.141芦苇秆浸出液抑藻的最佳环境条件研究于淑池邓红英姜燕汪晓莹李晶玮童轶璇韩志萍赵明星(湖州师范学院生命科学学院,湖州313000)摘要:应用全面正交设计试验方案,研究了三种主要环境因子温度、pH、氮磷比及其互作对芦苇秆浸出液抑制铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa)生长的影响。结果表明:芦苇秆浸出液使藻细胞出现聚集现象,对铜绿微囊藻细胞密度和叶绿素a的含量变化的影响均与这三个环境因子及其互作显著相关,温度是影响抑藻的主效环境因子,其次是pH和氮磷比,温度与pH以及温度与氮磷比之间也存在一定的交互作用,pH与氮磷比之间无显著差异。具体表现为,低温组(10)℃抑藻效果显著,随着温度升高抑藻效果逐渐减弱,pH和氮磷比对抑藻效果的影响都与温度水平密切相关,所有的低温组(10)℃及大部分中温组(18)℃的温度、pH、氮磷比各水平均与高温组(25)℃之间存在显著差异(P<0.05)。经过方差综合分析,芦苇秆浸出液抑藻的最佳环境条件为:温度为10,pH℃为9,氮磷比为2,在此条件下连续培养7d后,藻细胞密度下降到原来的40.48%,叶绿素a下降到原来的51.26%,故推测芦苇秆应用于控制水华的发生及水体蓝藻污染的恢复具有良好应用前景。关键词:温度;pH;氮磷比;铜绿微囊藻;抑制;芦苇秆浸出液中图分类号:X173文献标识码:A文章编号:1000-3207(2013)06-1051-08农作物秸秆控藻的研究始于19世纪80年代,国外研究较多的是大麦秆抑藻[1,2]。我国学者也开展了稻草、麦秆等的抑藻实验研究[3,4]。芦苇(Phragmitesaustralis)中提取的化感物质抑藻的研究已有报道:李锋民等[5,6]、门玉洁等[7]通过乙醇提取法从芦苇中得到2-甲基乙酰乙酸乙酯(EMA),对铜绿微囊藻和蛋白核小球藻具有选择抑藻作用;郭欢[8]用水提取法得到芦苇中活性物质对铜绿微囊藻有明显的抑制作用。李锋民等[9]研究芦苇不同部位的水提取液均对蛋白核小球藻的产生抑制作用。关于芦苇秸秆的控藻环境条件研究还未见报道。芦苇与大麦等作物不同,为野生生长,生物量大,根系庞大,而且一次种植,可多年生长。利用植物浸提液来抑制藻类生长的方法,因其具有来自自然、生态危险小、副作用少、效果好等优点而受到人们越来越多的关注[10]。吴敏等[11]认为水华暴发是藻类与营养盐、水温、光照强度、pH、盐度以及水动力学条件等环境影响因子共同作用的结果,因此解决水华问题应通过改变或控制优势藻类生长所需的动力条件,进而防治出现藻类疯长现象的发生。本课题组前期已经确定了芦苇秆具有明显的抑藻作用,但关于芦苇抑藻与环境条件有无关联,还未展开相关研究,因此本研究通过室内静态模拟,对影响抑藻的主要环境因子温度、pH和氮磷比展开了研究,并测定在不同环境条件下藻细胞的受损状况,如受损后藻细胞形态改变、密度、叶绿素a含量等相关生理指标的变化,最终得出芦苇抑制铜绿微囊藻最佳环境条件。为芦苇秆应用于控制水华的发生及水体蓝藻污染的恢复提供科学依据。1材料与方法1.1材料铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa)由湖州师范学院生命科学学院张易祥老师提供。采用BG-11培养基,培养条件为温度25,℃光暗比为12h︰12h,光照为2200lx。网络出版时间：2013-12-0411:51网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1230.Q.20131204.1151.009.html1052水生生物学报37卷芦苇采自湖州师范学院校园周边。采集植株地上部分,于60℃烘箱干燥后,用剪刀剪成2—3cm小段,蒸馏水浸泡(40g/L)15d后,经0.45μm滤膜过滤2次,滤液即为芦苇秆浸出液,收集后于4℃冰箱备用。1.2方法选取温度(A)、pH(B)和氮磷比(C)三个因素,每个因素三个水平(表1),采用3×3×3正交试验设计,借助L27(33)正交表安排这三种环境因子不同水平的27个组合。每组三个重复。表1正交试验设计Tab.1Orthogonalexperimentaldesign水平Level因素Factor123温度Temperature(A)pH(B)N