不同暴露方式下水生植物化感物质抑藻效应的比较研究

生态环境学报2015,24(4):554-560http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com基金项目：国家“十二五”水专项（2012ZX07101007-005）；国家“十二五”科技支撑项目（2012BAJ21B03）；淡水生态与生物技术国家重点实验室开放课题（2013FB20）；淡水生态与生物技术重点实验室开放课题（2015FB02）；河南师范大学博士启动课题（qd14179）作者简介：高云霓（1982年生），女（土家族），副教授，博士，主要研究方向为淡水环境的化学生态学。E-mail:gaoyn@htu.cn*通信作者：刘碧云（1971年生），女，副研究员，博士。E-mail:liuby@ihb.ac.cn收稿日期：2015-02-03不同暴露方式下水生植物化感物质抑藻效应的比较研究高云霓1,2，葛芳杰2，刘碧云2*，鲁志营2，何燕2，张甬元2，吴振斌21.河南师范大学水产学院，河南新乡453007；2.中国科学院水生生物研究所//淡水生态与生物技术国家重点实验室，湖北武汉430072摘要：为研究水生植物释放的化感物质在生态水平上的有效作用模式，选择水生植物释放的壬酸、N-苯基-1-萘胺和咖啡酸等不同类型化感物质，比较高剂量单次暴露与低剂量多次暴露对铜绿微囊藻（Microcystisaeruginosa）生长的影响，探讨化感物质不同投加频次、剂量和光暗条件等对多次暴露抑藻效果的影响。结果显示，3种化感物质以2h为间隔、分5次、每次添加0.5mg·L-1的方式暴露时均表现出比以总剂量2.5mg·L-1单次暴露更强的抑藻效果，在实验的第7天壬酸、N-苯基-1-萘胺和咖啡酸的抑藻率是单次暴露组的1.8、1.1和1.6倍。以1h间隔、10次暴露的壬酸和N-苯基-1-萘胺，抑制率随着单次添加量的减少而降低，但在单次暴露剂量低至0.1mg·L-1时两种物质仍能显著抑制铜绿微囊藻的生长，第7天N-苯基-1-萘胺的平均生长抑制率仍可以达到50.25%。壬酸和N-苯基-1-萘胺在铜绿微囊藻生长的黑暗阶段多次暴露比在光照阶段的抑藻效果好，第3天的平均抑制率分别是是光照阶段的2.2和1.3倍。上述结果表明，水生植物释放的化感物质可以通过低剂量多次暴露实现比高剂量单次暴露更强的抑藻效果。因此，加强对化感物质多次暴露方式下抑藻作用的研究将推动自然环境中水生植物化感作用生态机制的进一步揭示，有利于指导水生植物化感作用的理论研究和实践应用。关键词：壬酸；N-苯基-1-萘胺；咖啡酸；多次暴露；铜绿微囊藻DOI:10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.04.002中图分类号：X173文献标志码：A文章编号：1674-5906（2015）04-0554-07引用格式：高云霓，葛芳杰，刘碧云，鲁志营，何燕，张甬元，吴振斌.不同暴露方式下水生植物化感物质抑藻效应的比较研究[J].生态环境学报,2015,24(4):554-560.GAOYunni,GEFangjie,LIUBiyun,LUZhiying,HEYan,ZHANGYongyuan,WUZhenbin.ComparativeStudyonAntialgalEffectsofAllelochemicalsfromAquaticPlantsunderDifferentExposureProtocols[J].EcologyandEnvironmentalSciences,2015,24(4):554-560.水生植物是健康水生态系统中主要的初级生产者，对维持水生态系统的结构和功能具有重要作用，除了可以吸收水中营养物质，为其他生物提供生境外，还能释放化感物质抑制周围藻类的生长（吴振斌等，2011）。由于化感物质大都为植物的次生代谢产物，在自然水体中易降解，生态安全性好，因此利用化感活性水生植物及其化感物质控制藻类生长，恢复水生植物占优势的清水稳态生态系统被认为是一种行之有效且生态安全的策略（Hilt等，2008；Shao等，2013）。大量野外原位实验和室内控制实验广泛证实芦苇（Phragmitescommunis）、香蒲（Typhaangustata）、水葱（Scirpusvalidus）等挺水植物，穗花狐尾藻（Myriophyllumspicatum）、伊乐藻（Elodeanuttallii）、眼子菜（Potamogetonspp.）等沉水植物对藻类尤其是有害蓝藻铜绿微囊藻（Microcystisaeruginosa）均具有很强的化感抑制活性（Li和Hu，2005；Erhard和Gross，2006；Nakai等，2012；胡陈艳等，2010）。酚酸、脂肪酸、生物碱、类萜等类