浅析湖泊环境中凤尾莲的化感作用

环境科学导刊http：／／hjkxdk．yies．org．cn2014，33(增刊)CN53—1205／XISSN1673—9655浅析湖泊环境中凤尾莲的化感作用孔燕(云南省环境科学研究院，云南省高原湖泊流域污染过程与管理重点实验室，云南昆明650034)摘要：综述了凤尾莲抑藻化感作用及其对其他植物的影响，凤尾莲化感物质及其作用机理，其他植物对凤尾莲的化感作用。认为在下一步的工作中，应着重对凤尾莲化感作用涉及到的生理、生化和生态机制开展研究。关键词：凤尾莲；化感作用；湖泊；研究；综述中图分类号：X52文献标识码：A文章编号：1673—9655(2014)增刊一0003—05湖泊环境中包含着多样的水生植物，凤尾莲是其中较为常见的一种，凤尾莲的繁殖和生长对湖泊水环境产生很大的影响，因此对凤尾莲的研究对于湖白环境保护等具有一定的实践意义。凤尾莲(Eichhorniacrassipes)属雨久花科凤尾莲属，为多年生漂浮性大型水生草本植物，又名水葫芦、水浮莲(waterhyacinth)，原产地为南美洲，主要分布于热带、亚热带以及部分温带地区的大小河流、湖泊。凤尾莲具有很强的适应性，在很多淡水环境中都能生长繁殖_lj。20世纪70年代，凤尾莲在美国、德国、印度和日本等几十个国家及地区大量泛滥，造成了较大危害，被列为世界十大恶性杂草之一[圳。近年来，因其对污水有很强的净化作用，凤尾莲被大量运用到富营养化湖泊的污染控制及修复中。凤尾莲生长和扩繁能力快、适应性强，能够快速、高效地从水体中吸收氮磷营养盐并对多种重金属具有较强的吸收、转运能力J，利用凤尾莲的这一优点，滇池、太湖等受污染较严重的水体都采取了大规模放养凤尾莲的治理方法。目前国内外对于凤尾莲的了解和认识仍缺乏统一的观点，很多国家和地区为控制和治理凤尾莲花费了很多精力，但治理效果却不尽人意。同时有些国家和研究机构仍不断引进凤尾莲，利用其改善水质，导致凤尾莲的人侵不断加剧，由此带来了更多的生态问题_2qJ。如何合理地利用凤尾莲改善湖泊环境，同时又控制凤尾莲的繁殖，维护凤尾莲与当地物种之间的平衡关系，是目前凤尾莲实际应用和控制中亟待解决的问题。化感作用(allelopathy)指植物(含微生物)收稿日期：2014—05—20通过释放化学物质到环境中，直接或间接产生对其他植物的有害作用J。利用凤尾莲分泌的化感物质对藻类进行抑制，可以有效地净化水体，缓解水体富营养化；同时其它物质对凤尾莲的抑制作用，也可以控制治理凤尾莲造成的不良后果_7J。因此对凤尾莲的化感作用开展研究，阐明凤尾莲与其它有机体相互的化感作用及其作用机制，对合理利用凤尾莲修复富营养化湖泊具有重要的意义。1凤尾莲抑藻化感作用及其对其它植物的影响1．1凤尾莲抑藻作用研究关于凤尾莲的研究开始于20世纪70年代左右。在过去的几十年，利用凤尾莲抑制藻类生长是水质净化治理研究的重要内容之一。塔玛亚历山大藻(A．tamarense)及东海原甲藻(P．donghaienseLu)赤潮已经成为我国重要的有毒有害赤潮，其预防和治理已成当务之急。许多研究发现，凤尾莲根的粉末及其提取物对塔玛亚历山大藻及东海原甲藻生长有显著的抑制作用。当浓度低于1．Og／L时，凤尾莲根粉末对塔玛亚历山大藻及东海原甲藻有促进作用；当浓度大于1．5g／L时，凤尾莲根粉末则完全抑制杀灭藻细胞_8⋯。同时实际浓度分别为0．038g／L和0．019·g／L的凤尾莲根丙酮提取物对塔玛亚历山大藻产生了50％的抑制率，0．022g／L和0．015g／L的凤尾莲根乙酸乙酯提取物也对东海原甲藻产生近50％的抑制率娟J。活体风眼莲浸出液及干凤尾莲浸出液都对东海原甲藻具有杀灭作用，东海原甲藻分别在培养后的第4d和第5d全部死亡。研究还表明，在121oC高温下处理20min的活体凤尾莲浸出液，仍然存在对东海原甲藻的抑制作用，而且抑制作用并没有显著减弱，这表明凤尾莲的抑藻物质对赤潮生一3一环境科学导刊http：／／hjkxdk．yies．org．cn第33卷增刊2014年6月物东海原甲藻具有较强的控制作用，在利用凤尾莲抑制东海原甲藻方面有较大潜力。铜绿微囊藻是水华中的优势藻。胡廷尖等研究发现，不同部位的凤尾莲甲醇提取物在对铜绿微囊藻处理144h后，均对其有一定的化感抑制作用；处理168h后，凤尾莲鲜叶甲醇提取物、鲜茎甲醇提取物、鲜根甲醇提取物对铜绿微囊藻的抑制率分别为67％、69．35％及87．26％；而凤尾莲干叶甲醇提取物、干茎甲醇提取物、干根甲醇提取物对铜绿微囊藻的抑制率分别为48％、83．21％和87．51％，说明凤尾莲对铜绿微囊藻的抑藻活性物质主要集中在根部¨。刘光涛等还发现，风尾莲分泌物对单一、混合培养铜绿微囊藻和斜生栅藻生长都具有极显著的影响，对两种藻类的生长总体上呈低剂量促进高剂量抑制