藻类生长所需营养盐的研究进展-芭灵儿珊

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营养盐对小球藻生长及胞内多糖含量的影响

营养盐对小球藻生长及胞内多糖含量的影响
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化学与生物工程
"22& 年第 ! 期
营养盐对小球藻生长及胞内多糖含量的影响
谭绩业! ,赵连华" (!# 大连大学化学与化学工程系,辽宁 大连 !!$$"";"# 大连大学医学院,辽宁 大连 !!$$"")
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中国淡水藻类生物多样性研究进展

中国淡水藻类生物多样性研究进展

生态科学22卷或“水华”藻类进行快速准确的鉴定是环境微生物学研究的热点之一,人们期望通过对这些种类遗传特征的了解,建立起微藻的快速分子鉴定方法。

3藻类栖息地(生境)的多样性及其重要性藻类在地球上的分布极J。

,儿乎在有光年¨潮湿的任何地方,从炎热的赤道地区剑千年冰封的极地,无论在江河湖海、沟渠塘堰等各种水体中,还是在潮湿的十表、墙壁、树干、树叶、岩“上甚至沙漠中,都有其生长,此外它们还可以与其他生物营共生生活;人们熟知的地农(Lichen)就是I咎类和藻类的共生体;还有少数藻类的生境更为奇特,如生妖在满江红属(AzD砌)的叶子里的满江红鱼腥藻(^n口胁e月Ⅱnzofj“)、生在兽类的皮毛上如龟背上的龟背基枝藻(肋jfc如d缸出e如㈨m),以及内生丁鱼类、甲壳动物等水生动物体内的藻类。

在许多极端生境中微藻特别是监藻显得特别重要,例如碱性湖、温泉、酷热和寒冷的沙漠,蓝藻是环境中不多的初级生产者。

生活在热带雨林和温带的树术树皮上的微藻更为重要。

但也很少有人研究它们。

如果这些藻类突然更新,它们的生产率就能够与它们所居住的生故缓慢的树木的生产率相等。

邓新宴等道过在90℃的温泉中依然有蓝藻的生K,为什么在这么高的温度它们的蛋白质不凝周,这是一个有重要意义的生物学问题””。

藻类能够适应各种生活条件生存和繁衍,丰富多样的生态环境是藻类种类多样性的一个重要原因,研究藻类的多样性问题不可忽视对其生态环境的研究。

4我国淡水藻类多样性面临的问题4.1生态系统遭到破坏日益发展的生活生产活动严重破坏了藻类及其他赖以生存的生态系统。

在高度富营养水体中,生态环境咐破坏直接导致许多地域的藻类多样性指数的1F降。

以东湖为例:50年代,水草茂盛,水质清新,有机质含最低,对水质敏感的金藻门中如:棕鞭藻(Dc^,∞2Ⅲmj)、锥囊藻(DmD6won)、单鞭金藻(凸nⅢ“f抽口)等大越出现,且年平均变幅小,优势种的数量少。

随着水中氮、磷含量的增加,藻类优势种发生明显的变化。

内源性营养盐调控湖泊藻类生长机制研究

内源性营养盐调控湖泊藻类生长机制研究

第30卷 第2期安徽理工大学学报(自然科学版)Vol.30 No.22010年6月Journal of A nhui U niv ersit y of Science and T echno lo gy (N atur al Science)Jun.2010内源性营养盐调控湖泊藻类生长机制研究魏 翔,黄传灵(安徽工程大学生物与化学工程院,安徽 芜湖 241000)摘 要:在外源污染得到控制后,最能影响富营养化水体中藻类生长的是内源性营养盐。

研究不同富营养化湖泊中内源性营养盐的不同比例对藻类生长机制的影响,能为解决湖泊内源性污染提供理论依据。

通过室内模拟的方法,根据藻类的经验分子式,确定以磷为限制因子时的N ∶P=7.2∶0.4和以氮为限制因子时的N ∶P=4.6∶1来调控上覆水中的营养盐比例,进行试验。

实验结果显示:温度对富营养化湖泊中藻类生长影响程度很大;内源性营养盐对富营养化湖泊的影响程度依次是:重度富营养化湖泊>中度富营养化湖泊>中营养化湖泊,磷作为限制因子比氮更能有效抑制湖泊藻类生长。

关键词:营养盐;藻类生长;限制因子;富营养化中图分类号:X 17 文献标识码:A 文章编号:1672-1098(2010)02-0047-04收稿日期:2010-01-21作者简介:魏翔(1970-),男,安徽铜陵人,讲师,博士,主要从事环境生态修复方面的教学和研究工作。

Study on Mechanism of Lake Algae Grow th Controlby Reg ulation of Endogenous Nutrient SaltsWEI Xiang ,HU AN G Chuan -ling(College o f Biolog ical and Chencical Engineer ing ,A nhui P olyt echnic U niv ersit y ,Wuhu Anhui 241000,China )Abstract :After outside sour ce pollutio n is controlled,endo geno us nutr ients ar e the most important fac-to rs ,which can affect algal g row th in entopic w ater .Study on influence of different proportions o f nutri-ents on algal g row th m echanism in different endogenous entropic lakes ,pro vides a theor etical basis for endogenous pollution contro l of lakes.By indoor simulation method,acco rding to alg ae empirical m olecu-lar form ula,N ∶P=7.2∶0.4was determined when pho sphor us as a limiting factor,and N ∶P=4.6∶1w hen nitrog en as a lim iting facto r to r eg ulate nutrients pr opo rtio n in the w ater o ver lying .T est results show ed:tem peratur e has g reat influence on gro wth of algae in entropic lakes;the deg ree o f influence on endogenous nutr ients in eutr ophication lakes ar e:in heavy eutro phic lake >in m oderate eutro phication lakes >in mo derately eutro phic lake ;phosphorus as a limiting factor is mo re efficient than nitr ogen in algal gro wth control .Key words :nutr ient salts ;algae g r ow th ;limiting fa ct or s ;eutro phica tio n 富营养化的发生首先需要具备相应的营养物质条件,以及其它必备的微量元素[1]。

水温及营养盐对丝状藻生长特征的影响研究

水温及营养盐对丝状藻生长特征的影响研究

水温及营养盐对丝状藻生长特征的影响研究水温及营养盐对丝状藻生长特征的影响研究引言:丝状藻是一种常见的浮游植物,广泛分布于淡水和海水中。

丝状藻具有高度适应性和快速繁殖的特点,对生态系统的稳定性和水质的维护起着重要作用。

然而,水温和营养盐是影响丝状藻生长的两个重要因素。

本研究旨在探究水温和不同浓度的营养盐对丝状藻生长特征的影响,以期为水域生态系统的管理和维护提供科学依据。

材料与方法:本研究选取淡水池塘中常见的一种丝状藻——小型鳞状衣蓝藻(Micrasterias),以其作为实验对象。

通过实验室控制温度和添加不同浓度的营养盐,观察丝状藻的生长特点,并测量相关参数。

实验条件设置:分为不同水温组和不同营养盐浓度组,水温组分为低温组(15℃)、中温组(20℃)和高温组(25℃);营养盐浓度组分为低浓度组(0.5 mg/L)、中浓度组(1.0 mg/L)和高浓度组(1.5 mg/L)。

实验周期:每个实验周期持续10天,每天观察一次。

结果与讨论:1. 水温对丝状藻的生长具有显著影响。

在实验过程中观察到,丝状藻在中温组和高温组下生长较为旺盛,而在低温组下生长缓慢,且数量较少。

这表明丝状藻对温度的适应范围较宽,但适宜范围在20℃-25℃之间。

2. 营养盐对丝状藻生长的影响也非常显著。

在低浓度组下,丝状藻的生长速度较慢,数量相对较少。

而在中浓度组和高浓度组,丝状藻的生长速度明显提高,且数量较多。

这表明丝状藻对适量的营养盐存在一定的需求,在过量或不足的情况下生长受到了抑制。

3. 水温和营养盐对丝状藻的生长产生了相互影响。

在低温组下,即使添加了高浓度的营养盐,丝状藻的生长速度也没有明显提高。

而在中温组和高温组,随着营养盐浓度的增加,丝状藻的生长速度呈现出逐渐加快的趋势。

结论:本研究表明,水温和营养盐是影响丝状藻生长特征的重要因素。

中温是丝状藻生长的适宜温度范围,20℃-25℃之间的水温可促进丝状藻的生长速度。

适量的营养盐浓度对丝状藻的生长也起着重要作用,过低或过高的浓度都会对其生长产生抑制作用。

三种大型海藻对海水中营养盐供应变化的生理响应研究

三种大型海藻对海水中营养盐供应变化的生理响应研究

三种大型海藻对海水中营养盐供应变化的生理响应研究近海海水富营养化是目前海洋严峻的生态环境问题,大型海藻对氮营养盐的响应方面已经有很多研究。

同时,针对氮、磷营养盐因子共同作用对大型海藻的生理生态影响方面的研究也引起了学者们广泛的兴趣。

但是,大型海藻如何响应环境氮、磷营养盐变化以及氮磷营养盐吸收特性及营养盐代谢规律对研究大型海藻生理生化及对富营养化海域的修复作用十分重要,需要进一步的深入探索。

本文在综述了有关大型海藻对海洋环境中氮、磷营养盐浓度升高的响应以及氮、磷对其生理生态影响的基础上,力图探讨氮、磷相互作用对大型海藻龙须菜、石莼以及羊栖菜生理生化、环境因素对营养盐吸收速率以及营养盐吸收代谢规律的影响,以期为这三种主要的大型经济海藻作为修复富营养化海水的推荐品种提供一定的理论基础。

主要研究工作包括以下方面:(1)不同氮磷水平对三种大型经济海藻生理生化特性的影响;(2)光照及温度水平对不同营养盐限制状态下大型经济海藻营养盐吸收的影响;(3)光照和温度水平下氮饱和和氮限制状态下石莼的硝态氮吸收动力学研究。

主要的研究结果如下:Ⅰ.氮磷同时加富条件下,龙须菜和石莼生长显著增加,可溶性蛋白含量升高;龙须菜的光合作用增强,色素含量显著增加。

而氮加富使得羊栖菜生长受到抑制,可溶性蛋白含量显著降低。

同时,三种海藻的可溶性糖含量在营养盐加富条件下均降低。

这些结果都说明:氮磷同时加富可以促进龙须菜和石莼的生长和体内氮库的积累,而羊栖菜对氮的耐受力较低,氮加富对其生长起到负作用。

Ⅱ.龙须菜、石莼和羊栖菜对营养盐的响应不同:三种海藻的营养盐吸收速率在高营养盐浓度下较大。

龙须菜和羊栖菜吸收效率在10℃和20℃下较高,而石莼在30℃条件仍可以保持较高的吸收速率。

光照强度对其吸收效率也会产生影响,较低光强下的吸收能力和吸收效率均高于黑暗和高光强条件。

可见,温度、光照及底物浓度等环境因子都会影响三种海藻对氮、磷的吸收特性。

Ⅲ.石莼在营养限制后对硝态氮吸收速率明显增大,而光照和温度通过影响藻体光合作用等其他生理过程间接影响海藻对营养的吸收,20℃时有利于营养盐的吸收。

氮磷营养盐对海洋藻类生长的影响

氮磷营养盐对海洋藻类生长的影响

氮磷营养盐对海洋藻类生长的影响作者:樊娟来源:《科技创新导报》 2012年第12期樊娟(天津大学仁爱学院天津 301636)摘要:本文从氮磷营养盐浓度和形态、营养盐结构、营养盐添加方式三方面阐述了氮磷营养盐对海洋藻类生长的影响,探讨了当前研究的发展现状,并指出氮磷营养盐对海洋藻类生长影响研究中存在的问题。

关键词:赤潮氮磷营养盐海洋藻类脉冲式输入中图分类号:X3 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)04(c)-0254-01近年来随着近海海域污染的加剧,海域富营养化问题日益突出,有害藻类水华的发生频率、规模和危害程度有愈演愈烈的趋势。

氮磷营养盐作为藻类自然种群生长的主要限制因子,已有不少学者针对不同氮源及其浓度、氮磷比对藻类生长的影响做了大量研究。

本文在分析已有研究的基础上,从三个方面详细总结了氮磷营养盐对海洋藻类生长的影响,并提出了当前研究中存在的主要问题,旨在为相关研究者进一步开展海洋生态保护的工作提供参考。

1 无机氮磷营养盐对海洋藻类生长的影响海洋藻类增殖的成因较为复杂,但长期以来,研究者们普遍认为氮磷营养盐是海洋环境中藻类自然种群生长的主要限制因子。

尤其是海洋中溶解态的无机氮、磷。

概括起来主要表现在三个方面:一是营养盐浓度和形态,二是营养盐结构,三是营养盐的投加方式。

1.1 营养盐浓度和形态不同形态的氮对浮游植物的生理化特征、赤潮发生的种群及规模有着重要的影响,其中能被海洋浮游植物直接利用的是溶解性无机态。

如张传松等对大鹏湾水域的无机氮的研究表明,赤潮生物的繁殖与其密切相关,每当无机氮含量异常降低,再加上其它营养盐及其环境参数的异常变动,可能是赤潮发生的前奏[1]。

研究表明,实验培养的海洋原甲藻(Prorocentrum micans)在加入不同浓度的NO3--N的情况下,10天后海洋原甲藻明显增长,且与NO3--N浓度呈正相关[2]。

在各种形式的氮化合物中能被海洋浮游植物直接利用的是NH4+-N。

太湖春季藻类生长的磷营养盐阈值研究

太湖春季藻类生长的磷营养盐阈值研究

p h y t o p l a n k t o n t o d i f e r e n t c o n c e n t r a t i o n o f i n o r g a n i c p h o s p h o r u s( P 04 3 P ) . T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t e x o g e n o u s p h o s p h o r u s( P )e n i r c h me n t c o u l d p r o mo t e p h y t o p l a n k on t ro g w t h ,a n d t h a t i t e x h i b i t e d t h r e s h o l d c h a r a c t e r i s t i c s .
太 湖 目前只 有 部分湖 区 总磷年 平 均浓度 处 于总磷 阈值 以下 , 控制流 域 的磷 负荷 , 降低太 湖 的浮游 植物 生物 量将 是一 个长期 过程 .
关键 词: 太湖 :磷 ;阈 值 ;浮 游 植物
中 圈分 类号 :X5 2 4 文 献标 识码 :A 文章编 号 :1 0 0 0 — 6 9 2 3 ( 2 0 1 3 ) o 9 — 1 6 2 2 — 0 8
中 国环境科学
2 0 1 3 , 3 3 ( 9 ) :1 6 2 2 - 1 6 2 9
C h i n a E n v i r o n me n t a l S c i e n c e
太湖春, - , 许 海 , 杨桂军 , 朱广伟 , 秦伯强 ( 1 . 江南大学环境与土木工程学院 , 江苏 无锡 2 1 4 1 2 2 ; 2 冲国
De v e l o p i n g t h e c r i t i c a l p h o s p h o r u s t h r e s h o l d f o r s p r i n g a l g a l g r o wt h i n La k e T a i h u ,Ch i n a . W U Y a - l i , XU Ha i ,

不同营养盐对小球藻(Chlorella vulgaris Beij.) 培养的影响

不同营养盐对小球藻(Chlorella vulgaris Beij.) 培养的影响

不同营养盐对小球藻(Chlorella vulgaris Beij.) 培养的影响王波;梁伟;孔垂雨【期刊名称】《渔业信息与战略》【年(卷),期】2006(021)005【摘要】在25℃,光照4,5001x的条件下,通过正交实验的方法考察不同浓度的C、N、P营养盐配方对小球藻生长及胞内多糖含量的影响.结果表明:利于小球藻生长,胞内多糖含量积累的营养元素的优化组合分别为:NaHCO3:0.15g/l、NaNO3:0.15g/l、NaH2PO4:0.012g/l;NaHCO3:0.10g/l、NaNO3:0.30g/l、NaH2PO4:0.006g/l.微量元素和维生素的加入量同f/2配方中的量.与之对应的细胞密度为:3.7×107个细胞/ml;多糖含量为:12.527mg/cell.【总页数】3页(P11-12,16)【作者】王波;梁伟;孔垂雨【作者单位】中国海洋大学,生命科学学院,烟台大学海洋学院,山东省烟台市莱山区渚泉路32号,264005;烟台大学海洋学院,山东省烟台市莱山区清泉路32号,264005;烟台大学海洋学院,山东省烟台市莱山区清泉路32号,264005【正文语种】中文【中图分类】S9【相关文献】1.铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)次生代谢物对普通小球藻(Chlorella vulgaris)生长及有效量子产率的影响 [J], 方婷轩;马增岭2.不同营养条件下铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和小球藻(Chlorella vulgaris)的生长竞争行为 [J], 张晶晶;周进;张怀瑾;汪翔;宋俊廷;蔡中华3.太空搭载小球藻(Chlorella vulgaris)子代群体新品系的筛选、培养及其营养组成分析 [J], 刘波;郑雅友;曾志南4.小球藻(Chlorella vulgaris)产油脂最佳培养条件的筛选 [J], 梁咏恩;彭少泓;谢旋;王莹5.不同碳源对小球藻(Chlorella vulgaris)生长及含油量的影响 [J], 刘茜;王辉;阮榕生;刘玉环;巫小丹;史晓洁;简恩光;徐畅;陈香元;刘伟因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

探究营养盐n添加对藻类生长的影响实验结论

探究营养盐n添加对藻类生长的影响实验结论

探究营养盐n添加对藻类生长的影响实验结论下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。

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小球藻适宜培养营养盐以及添加单糖对生长的影响

小球藻适宜培养营养盐以及添加单糖对生长的影响

小球藻适宜培养营养盐以及添加单糖对生长的影响作者:刘秀花梁梁杜风光王有名梁峰来源:《河南科技》2019年第17期摘要:木糖为自然界中最丰富和经济的糖资源之一,但木糖很少被证明是野生型微藻的碳源。

本实验的目的是确定小球藻的最适培养基以及对糖的具体利用情况。

通过对小球藻干重和培养后的藻液中糖含量的测定发现,在HSM培养基中,小球藻生长较好,最适pH为6.5。

添加木糖对小球藻的生长存在一定的抑制作用,随着糖含量的增加,抑制越来越严重。

在木糖含量扩大培养中发现,木糖耐受在6g/L左右。

之后进行混合糖(木糖和葡萄糖)培养小球藻,确定混合糖培养效果明显好于单糖培养;经过薄层层析和DNS对培养后的藻液进行测定,结果发现,有葡萄糖存在时,小球藻优先利用葡萄糖。

关键词:小球藻;木糖;葡萄糖;薄层层析中图分类号:S963.213 文献标识码:A 文章编号:1003-5168(2019)17-0136-06Abstract: Xylose is one of the most abundant and economical sugar resources in nature, but xylose is rarely proven to be a carbon source for wild-type microalgae. The purpose of this experiment was to determine the optimum medium for Chlorella and the specific use of sugar. By measuring the dry weight of the Chlorella and the sugar content in the algae after the culture, it was found that the Chlorella grew well in the HSM medium, and the optimum pH was 6.5. The addition of xylose had a certain inhibition on the growth of Chlorella, and as the sugar content increases, the inhibition became more and more serious. In the expansion of xylose content, xylose tolerance was found to be around 6 g/L. After the cultivation of Chlorella with mixed sugar (xylose and glucose), it could be confirmed that the mixed sugar culture effect was significantly better than the monosaccharide culture, and the cultured algae liquid was measured by thin layer chromatography and DNS, and it was found that there was glucose present. Chlorella preferentially utilized glucose.Keywords: Chlorella;xylose;glucose;thin layer chromatography1 研究背景小球藻为绿藻门小球藻属(Chlorella sp)普生性单细胞绿藻,以光合自养生长繁殖,分布广泛,尤以淡水水域种类为最多,生物量大。

浮游植物营养盐限制的研究进展

浮游植物营养盐限制的研究进展

浮游植物营养盐限制的研究进展摘要:营养盐限制浮游植物的生长是近年来国际研究的热点,本文介绍了目前营养盐限制的判定方法,从营养盐的绝对含量和相对含量即摩尔比两个方面综合判断不同海区水体中限制浮游植物生长繁殖的营养条件。

并对近年来我国海洋科研工作者在不同海域开展的有关浮游植物营养盐限制因素的研究做了总结。

关键词:营养盐限制性营养元素氮限制磷限制海水中浮游植物的营养盐限制最早是由Redfield[1]等人提出的,该理论认为,营养盐在海水中的相对比例限制着浮游植物的生长繁殖,当营养盐足够时,海洋硅藻生长繁殖所需要的Si∶N∶P的最适摩尔比大约为16∶16∶1。

Justic等[2,3]提出了浮游植物营养盐的相对限制性法则:(1)如果Si:P>22且DIN:P>22,则磷酸盐为限制性营养元素;(2)如果DIN:P<10且Si:DIN>1,则溶解无机氮为限制性营养元素;(3)如果Si:P<10且Si:DIN<1,则溶解无机硅为限制性营养元素。

Nelson等[4]通过对营养盐吸收动力学的研究,提出浮游植物营养盐的绝对限制性法则,即Si=2μmol/L,DIN=1μmol/L,P=0.1μmol/L为浮游植物生长所需的最低阈值。

海洋浮游植物是氮限制还是磷限制已经争论了20多年,氮一般认为会限制海洋初级生产力;而磷在湖水中是最常见的限制因素;在河口区域可能会存在氮限制或是磷限制。

在过去的几十年中,人类生活方式的改变,工农业的发展,河道地貌的改变等因素导致了N和P等营养盐的成倍增长,由于河流的截流和筑坝、使得Si的输送能力下降,相对于N和P,Si的含量减小。

沈志良等[5]通过对胶州湾的研究,认为判断营养盐限制时,应该全面考虑N、P、Si的营养盐绝对值以及相对含量。

Smayda[6]对营养盐限制提出了和传统观点截然不同的看法:(1)某种营养盐对浮游植物的生长或产量的限制作用会发生季节性变化;(2)营养盐限制作用的强度随季节而不同;(3)通常是几种营养盐同时有限制作用,但限制强度各不相同;(4)限制性营养盐的组成随季节而变化;(5)营养限制的类型会发生季节性演替。

不同营养盐水平对东海原甲藻和米氏凯伦藻生长的影响

不同营养盐水平对东海原甲藻和米氏凯伦藻生长的影响

不同营养盐水平对东海原甲藻和米氏凯伦藻生长的影响沈盎绿;李道季【摘要】为了阐明营养盐水平下对东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)的生长特性,研究了不同营养盐总体浓度和磷限制对两种藻类生长的影响.结果表明,不同营养盐水平对东海原甲藻和米氏凯伦藻的生长影响显著,培养中期添加营养盐(二次添加)可以显著提高两种藻类的细胞浓度,同步测定氮磷营养盐水平发现,一次性添加营养盐培养时东海原甲藻对硝酸盐和磷酸盐吸收利用率分别为31.6%和76.9%,米氏凯伦藻对硝酸盐和磷酸盐的吸收利用率分别为92.5%和99.9%,二次添加营养盐培养时则稍低,同时两种藻类在实验后期较低磷酸盐水平的情况下仍然能维持较高细胞浓度,说明藻细胞内存在明显的营养盐库.在磷限制情况下,东海原甲藻和米氏凯伦藻的生长均受到明显的抑制,东海原甲藻细胞体积在磷限制培养下变化不大,而且米氏凯伦藻细胞体积在磷限制培养一段时间后明显增大,当磷酸盐恢复正常水平,细胞体积又快速恢复.该结果对于阐释不同营养盐水平下东海原甲藻和米氏凯伦藻的生长竞争机制具有一定的启示作用.【期刊名称】《海洋渔业》【年(卷),期】2016(038)004【总页数】9页(P415-423)【关键词】东海原甲藻;米氏凯伦藻;营养盐;生长【作者】沈盎绿;李道季【作者单位】中国水产科学研究院东海水产研究所,农业部东海与远洋渔业资源开发利用重点实验室,上海200090;华东师范大学,河口海岸国家重点实验室,上海200062;华东师范大学,河口海岸国家重点实验室,上海200062【正文语种】中文【中图分类】Q948.8富营养化是东海赤潮高发区连续发生大规模赤潮的物质基础,对赤潮发生和演替起着关键性的作用,其中氮、磷是海洋浮游植物生长的限制因子。

东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)是东海赤潮高发区甲藻赤潮的主要优势种,近年来对有关营养盐与两种甲藻生长、生理生化等方面影响的报道颇多。

淡水养殖螺旋藻的营养盐需求与循环利用策略研究

淡水养殖螺旋藻的营养盐需求与循环利用策略研究

淡水养殖螺旋藻的营养盐需求与循环利用策略研究螺旋藻是一种重要的淡水藻类,具有丰富的营养价值和广泛的应用前景。

在螺旋藻的养殖过程中,了解藻类对营养盐的需求以及如何循环利用这些营养盐是至关重要的。

本文将探讨淡水养殖螺旋藻的营养盐需求以及可行的循环利用策略。

螺旋藻对营养盐的需求主要包括氮、磷和微量元素。

氮是藻类生长所必需的主要元素之一,可以通过硝酸盐、铵盐和尿素等形式提供。

磷是藻类生长过程中的另一种重要元素,可以通过磷酸盐的形式供给。

微量元素包括铁、锰、锌和硼等,虽然需求量较少,但对于螺旋藻的生长和代谢仍然至关重要。

在养殖螺旋藻的过程中,为了满足藻类对营养盐的需求,需要合理控制水质并提供合适的营养盐来源。

一种常用的方法是根据藻类对不同营养盐的需求量确定添加量,并定期监测水质的浓度以及 pH 值。

另一种方法是利用循环系统,将废弃物中的营养盐再循环利用。

循环利用废弃物中的营养盐可以减少养殖过程中对外界环境的污染,并且节约营养盐的使用成本。

一种有效的循环利用策略是利用生物质发酵产生的废水中的营养物质。

在螺旋藻的养殖系统中,可以引入藻类和细菌协同生长的方式,将藻类生长所需的营养盐从废水中吸收并转化为生物质。

除了废水利用,还可以利用藻类的积累物作为有机肥或动物饲料。

螺旋藻生长过程中会产生大量的生物质,其中富含丰富的蛋白质、脂肪和碳水化合物。

这些积累物可以经过适当处理后,作为有机肥料施用于农田,同时也可以作为动物饲料的原材料。

此外,利用光能作为能源来源也是一种可行的循环利用策略。

通过合理的光照调控和浓度监测,可以控制螺旋藻光合作用的产物,并提高藻类对光能的利用率。

这不仅可以减少对外界能源资源的依赖,还可以提高养殖效率。

在实际养殖过程中,应根据具体情况选择合适的循环利用策略。

不同的养殖系统、水质和环境条件都会对策略的选择和实施产生影响。

因此,养殖者应根据实际情况采取相应的策略,并定期监测养殖系统的水质和螺旋藻的生长状态,以便及时调整和改进策略。

微拟球藻对营养盐的响应及其多糖酶解物抗氧化活性

微拟球藻对营养盐的响应及其多糖酶解物抗氧化活性

微拟球藻对营养盐的响应及其多糖酶解物抗氧化活性董乐;郑婷婷;戴聪杰;翁雅纯;李元跃【摘要】为探讨在温度、光照一定时,NaNO3和NaH2PO4对微拟球藻(Nannochloropsis sp.,N.sp.)生长的影响,为其规模化培养提供实验数据;同时研究微拟球藻胞内多糖(Intracellular polysaccharide from Nannochloropsis sp.,NSP)及其酶解物的抗氧化活性,以探究N.sp.在食品、医药行业中的应用价值.利用分光光度法对经不同浓度NaNO3和NaH2PO4处理的微拟球藻的生物指标进行测定.运用水提醇沉法获得NSP粗品,并用紫贻贝酶(Enzyme fromMytilus edulis Linnaeus)对NSP粗品进行酶解,以羟基自由基(·OH)、1,1-二苯基-2-苦味酰基自由基(DPPH·)、2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐自由基(ABTS·+)、超氧阴离子自由基(O2-·)和2,2'-偶氮-双-(2-脒基丙烷)氯化二氢(AAPH)的清除能力为指标,评价NSP粗品及其酶解物的抗氧化活性.结果表明,微拟球藻生长的最适NaNO3和NaH2PO4浓度分别为0.1125 g/L和0.0075 g/L;NSP粗品对·OH、DPPH·、ABTS·+、O2-·和AAPH均具有一定的清除能力.NSP酶解物对DPPH·的清除能力与NSP粗品的无显著差异,对·OH、ABTS·+和O2-·的清除能力均强于NSP粗品,其中对·OH和ABTS·+的半清除浓度(IC50)值分别为(0.9206±0.0147)mg·mL-1和(0.0751±0.0093)mg·mL-1,NSP酶解物对O2-·的清除率是酶解前效果的约2倍.NSP酶解物的ORAC值为(940.1±7.5)μmol TE/g,是酶解前的4.7倍左右.【期刊名称】《内蒙古民族大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(033)003【总页数】5页(P241-245)【关键词】微拟球藻;多糖;营养盐;酶解产物;抗氧化活性【作者】董乐;郑婷婷;戴聪杰;翁雅纯;李元跃【作者单位】泉州师范学院海洋与食品学院,福建泉州362000;泉州师范学院福建省海洋藻类活性物质制备与功能开发重点实验室,福建泉州362000;泉州师范学院近海资源生物技术福建省高校重点实验室,福建泉州362000;泉州师范学院海洋与食品学院,福建泉州362000;泉州师范学院福建省海洋藻类活性物质制备与功能开发重点实验室,福建泉州362000;泉州师范学院近海资源生物技术福建省高校重点实验室,福建泉州362000;泉州师范学院海洋与食品学院,福建泉州362000;泉州师范学院福建省海洋藻类活性物质制备与功能开发重点实验室,福建泉州362000;泉州师范学院近海资源生物技术福建省高校重点实验室,福建泉州362000;泉州师范学院海洋与食品学院,福建泉州362000;泉州师范学院福建省海洋藻类活性物质制备与功能开发重点实验室,福建泉州362000;泉州师范学院近海资源生物技术福建省高校重点实验室,福建泉州362000;集美大学福建省海洋渔业资源与生态环境重点实验室,福建集美361000【正文语种】中文【中图分类】S968.41+9微藻因种类多、繁殖周期短、生长速度快、可定向人工培养、易调控的独特优点,以及不与粮争地及不与人争粮的巨大优势〔1〕,近年来成为人们开发海洋药物、广泛筛选药物先导化合物的热门资源〔2-3〕.微藻富含蛋白质、脂肪酸、多肽、维生素、多糖等多种活性物质〔3〕.其中,微藻多糖具有降血糖〔4〕、降血脂〔4〕、抗炎〔5〕、抑菌〔5〕、抗氧化〔6〕、抗肿瘤〔7〕、抗病毒〔8〕、抗凝血〔9〕、抗溃疡〔10〕、抗衰老〔11〕、抗辐射〔12〕和增强机体免疫活性〔13〕等生理作用,已逐渐应用于医药、食品、生物、能源、化工、材料等领域〔14〕. 微拟球藻(Nannochloropsissp.,N.sp.)属于大眼藻纲,或称真眼点藻纲(Eustigmatophyceae),微拟球藻属(Nannochloropsis)〔1〕.N.sp.是小于5 μm的球形细胞〔15〕,形态非常简单,难以用形态学方法进行描述和准确鉴定〔16〕.N.sp.富含天然大分子物质,如微藻多糖、蛋白质、多种维生素和脂肪酸〔16-17〕,所以具有很高的开发应用价值.N.sp.的研究主要集中于其产油能力的报道〔18〕,而N.sp.的实验室放大培养、N.sp.多糖及其酶解物抗氧化活性的研究未见报道.本文采用平板法分离纯化并放大培养N.sp.,探讨在温度、光照一定时,无机氮和无机磷对N.sp.生长的影响,进一步用水提醇沉法提取N.sp.多糖(Polysaccharides fromNannochloropsissp.,NSP).本课题组前期从紫贻贝中分离出一种酶(Enzyme fromMytilus edulisLinnaeus),其自身无抗氧化能力,以该混合酶为酶制剂酶解NSP,以羟自由基(·OH)、1,1-二苯基-2-苦味酰基自由基(DPPH·)、2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐自由基(ABTS·+)、超氧阴离子自由基(O2-·)和2,2'-偶氮二异丁基脒二盐酸盐(AAPH)的清除率为指标,评价NSP酶解前后的抗氧化活性,以期为NSP在功能性食品和药品方面的开发利用提供理论依据.1 材料与方法1.1 实验材料 N.sp.由福建省海洋藻类活性物质制备与功能开发重点实验室(泉州师范学院)分离、纯化并经分子鉴定(另文发表).1.2 实验方法 N.sp.培养用F/2培养液.F/2培养液配制用母液包括4.36 g·L-1EDTANa2、75 g·L-1NaNO3、5 g·L-1NaH2PO·4H2O、3种维生素(10 mg·L-1维生素B1,0.005 mg·L-1维生素B12,0.05 mg·L-1生物素)的混合液、微量元素(0.01 g·L-1CuSO4·5H2O,0.023 g·L-1ZnSO4·7H2O,0.012 g·L-1CoCl2·6H2O,0.18 g·L-1MnCl2·4H2O,0.07 g·L-1Na2MoO·42H2O)的混合液.纯化藻种的培养:将经分离纯化后的N.sp.藻细胞转移至250 mL锥形瓶中无菌培养,锥形瓶中装200 mL培养液,接种于光照培养箱中培养,光照采用白色冷光源,光照强度为4000~5000 lx,光暗比为12 h:12 h,培养箱内温度维持在(20±1)℃,每天定时人工摇动锥形瓶,并观察藻的生长状况.纯化藻种的放大培养:在250 mL的锥形瓶培养7 d后,从瓶中取约0.5 mL的样品,于显微镜下观察藻的生长状况,若无细菌污染,将各小锥形瓶中的藻分别转移至5 L的大锥形瓶中进行放大培养,培养条件为常温、光照3500 lx通气培养.培养过程中,每天定时摇瓶,并观察藻的生长状况.若生长状况良好,待培养液变为深绿色时停止培养,并加入20 g·L-1KAl(SO4)2·12H2O,沉淀30 min,5000 rpm·min-1离心10 min,沉淀为藻原料(藻泥),置于-20℃冰箱贮藏备用.不同浓度营养盐对N.sp.生长的影响:采用单因素法,分别研究不同浓度的NaNO3和NaH2PO4对N.sp.生长的影响.取生长状况良好的同步细胞,按藻水比例为1:9与F/2培养液配制成混合培养液,取200 mL混合培养液置于锥形瓶中.对于每个单因素,均设置6个浓度梯度,即分别取0,10,40,80,300,800μL母液加入上述锥形瓶中,每个浓度设3个重复,做好相应标记.培养期间,每个浓度每隔24 h分别取3 mL培养液,于波长680 nm处,以蒸馏水为参比测定吸光度值(A).各培养瓶中培养液的A开始减少时停止实验.NSP粗品的提取:称取一定量的N.sp.藻泥在常温下经超声波辅助提取20 min,加入一定量的无水乙醇脱色20 min,4000 rpm·min-1离心20 min后取沉淀,按料液比1:10加水溶解,在70℃条件下水浴提取2 h,离心后取上清液,旋转蒸发浓缩(45℃),用Sevage法除蛋白〔19〕,重复3次,取上清液加入3倍体积的无水乙醇,密封置于4℃冰箱中过夜.在室温下4000 rpm·min-1离心20min,收集沉淀.真空冷冻干燥(-80℃,-5 Pa,48 h),得NSP粗品.NSP粗品酶解物的制备:取一定量NSP粗品配成水溶液,选用紫贻贝酶酶制剂,在紫贻贝酶的添加量1 g·(mg NSP粗品)-1,酶解时间6 h,酶解温度65℃,酶解pH值7.8条件下保温酶解一定时间后,沸水浴灭酶活10 min,得NSP酶解液.Sevage法除蛋白〔19〕后,4000 rpm·min-1离心10 min,得上清液,加入3倍体积无水乙醇,密封置于4℃冰箱中过夜.在室温下4000 rpm·min-1离心20 min,收集沉淀.真空冷冻干燥(-80℃,-5 Pa,48 h),得NSP酶解物.N.sp.藻泥、NSP粗品和NSP酶解物含水量测定:根据GB/T 5009.3-2016食品中水分的测定方法〔20〕.NSP粗品及其酶解物中多糖含量的测定:采用苯酚-硫酸比色法〔21〕.NSP粗品及其酶解物抗氧化活性的测定:·OH清除能力见文献〔22〕;DPPH·清除能力见文献〔23〕;ABTS·+清除能力见文献〔24〕;O2-·清除能力见文献〔25〕;AAPH的清除能力见文献〔26〕,氧化自由基吸收能力(Oxygen Radical Absorbance Capacity,ORAC)值表示总抗氧化能力.1.3 数据分析所有试验至少重复3次,用Microsoft Excel进行数据整理,所得数据以平均值±标准差表示.2 结果与分析2.1 不同浓度NaNO3和NaH2PO4对N.sp.生长的影响如图1所示,在不同浓度NaH2PO4培养条件下,N.sp.都有一定的生长,培养至第6 d,吸光度达到最大值.继续培养,吸光度值降低.这可能是由于随着营养盐的消耗,藻的生长停止,第7 d基本不再生长.并且当NaH2PO4浓度为0.0075 g·L-1时,吸光度达最大值,浓度再增加则吸光度值降低.结果表明,该藻生长的最适NaH2PO4浓度为0.0075 g·L-1.如图2所示,在不同浓度NaNO3培养条件下,在培养初期,N.sp.都有一定的生长,但生长速率差别不大.培养至第5 d,出现明显差异,当NaNO3浓度为0.1125 g/L时,吸光度达到最大值.继续培养,第8 d基本不再生长,第9 d吸光度值降低,这可能是由于随着营养盐的消耗,藻的生长停止.当NaNO3浓度为0.1125 g·L-1时,吸光度达最大值,浓度再增加则吸光度值降低.结果表明,适宜浓度的NaNO3促进藻的生长,浓度过高反而会抑制藻生长,该藻生长的最适NaNO3浓度为0.1125 g·L-1.图1 不同浓度NaH2PO4对N.sp.生长的影响Figure 1 Effects of different concentrations of NaH2PO4 on growth ofN.sp.图2 不同浓度NaNO3对N.sp.生长的影响Figure 2 Effects of different concentrations of NaNO3 on growth ofN.sp.2.2 NSP粗品及其酶解物抗氧化活性 NSP粗品在浓度为3 mg·mL-1时对·OH清除率为(18.33±0.89)%.由表1可见,NSP粗品酶解后对·OH清除作用明显增强,NSP粗品酶解物对·OH的半数清除浓度(IC50)为(0.9206±0.0147)mg·mL-1,高于维生素E对·OH的IC50.表1 NSP粗品酶解物对自由基的清除效果Table 1 Scavenging effect of NSP Enzymolysis products on free radicals样品酶解物IC50(mg/mL)维生素EIC50(μg/mL)清除自由基种类·OH 0.9206±0.0147 12.5452±0.7596 DPPH·——6.9108±0.0896 ABTS·+0.0751±0.0093 13.5453±0.6312 O2-· ——40.4403±0.9849NSP粗品及其酶解物对DPPH·均有一定的清除效果.当浓度为3 mg·mL-1时,NSP粗品及其酶解物对DPPH·的清除率分别为(48.34±0.12)%和(48.86±0.69)%,NSP粗品酶解前后对DPPH·的清除效果影响不显著.NSP粗品及其酶解物对ABTS·+均有一定的清除效果.NSP粗品及其酶解物对ABTS·+的IC50分别为(2.6055±0.5127)mg·mL-1和(0.0751±0.0093)mg·mL-1,均高于维生素E对ABTS·+的IC50.酶解后是酶解前的约3.6倍. NSP粗品及其酶解物对O2-·均有一定的清除效果.当浓度为3 mg·mL-1时,NSP 粗品及其酶解物对O2-·清除率分别为(23.94±0.73)%和(47.16±0.59)%,酶解后是酶解前效果的约2倍.NSP粗品及其酶解物对AAPH均有一定的清除效果.NSP粗品及其酶解物的ORAC值分别为(201.6±18.4)μmol TE/g和(940.1±19.5)μmol TE/g,酶解后是酶解前效果的约4.7倍,低于维生素C的ORAC值=(5009.6±91.4)μmol TE/g.3 结论3.1 N.sp.具有很高的开发应用价值.本研究表明,在一定温度、光照条件下,N.sp.生长的NaH2PO4和Na-NO3最适浓度分别为0.0075 g·L-1和0.1125 g·L-1.3.2 NSP粗品及其酶解物在不同抗氧化体系中均表现出一定活性,且NSP粗品在经过酶解后的综合抗氧化性增强,但不如维生素C的效果.NSP酶解物具有潜在的作为抗氧化产品的应用前景.但本试验未对酶解物进行分离纯化和表征,且紫贻贝酶的分离纯化及其对NSP粗品的作用机制尚不明确.后续研究将针对上述存在问题开展.参考文献【相关文献】〔1〕刘婉君.微拟球藻多不饱和脂肪酸合成途径及去饱和酶功能的研究〔D〕.暨南:暨南大学,2016:1.〔2〕谭仁祥,石建功,郭跃伟,等.功能海洋生物分子—发现与应用〔M〕.北京:科学出版社,2007:3-17.〔3〕陈宇婷.两种海洋微藻多糖抑制肿瘤血管生成活性的研究〔D〕.大连:大连海洋大学,2017:1-2.〔4〕Joventino I P,Alves H G R,Neves L C,et al.The microalgaSpirulina platensispresents anti-inflammatory action as well as hypoglycemic and hypolipidemic properties in diabetic rats〔J〕.Journal of Complementary and Integrative Medicine,2012,9(1):17-45.〔5〕席波,宋东辉,孙晶,等.十种微藻粗多糖的抑菌作用及海水小球藻粗多糖的抗氧化活性〔J〕.天津科技大学学报,2015(5):20-25.〔6〕Chen Y X,Liu X Y,Xiao Z,et al.Antioxidant activities of polysaccharides obtained fromChlorella pyrenoidosavia different ethanol concentrations〔J〕.International Journalof Biological Macromolecules,2016,91:505-509.〔7〕周妍.两种海洋微藻多糖的免疫及抗肿瘤活性〔D〕.烟台:烟台大学,2010:32.〔8〕Mansour H A,Shoman S A,Kdodier M H.Antiviral effect of edaphic cyanophyteson rabies and herpes-1 viruses〔J〕.Acta Biol Hung,2011,62(2):194-203.〔9〕Majdoub H,Mansour M B,Chaubet F,et al.Anticoagulant activity of a sulfated polysaccharide from the green alga Arthrospira platensis〔J〕.Biochimica et biophysica acta,2009,1790(10):1377.〔10〕庞辉,汤桂芳,玉艳红.螺旋藻多糖的抗溃疡作用及机制〔J〕.广西医学,2006,28(11):1772-1773.〔11〕刘玉兰,颜鸣.螺旋藻多糖的抗衰老作用〔J〕.中国药理学通报,1998(4):362-364. 〔12〕Wong C Y,Chu W L,Marchant H,et paring the response of Antarctic,tropical and temperate microalgae to ultraviolet radiation(UVR)stress〔J〕.Journal of Applied Phycology,2007,19(6):689-699.〔13〕Park J K,Kim Z H,Lee C G,et al.Characterization and immunostimulating activity of a water-soluble polysaccharide isolated from Haematococcus lacustris〔J〕.Biotechnology&Bioprocess Engineering,2011,16(6):1090-1098.〔14〕东方.微藻多糖药理活性及应用研究进展〔J〕.齐齐哈尔医学院学报,2016,37(30):3811-3812.〔15〕张琳.微拟球藻脂酰辅酶A合成酶与脂肪酸延伸酶的研究〔D〕.青岛:中国海洋大学,2011:4.〔16〕梁鑫,朱葆华,杨官品,等.一株分离微拟球藻LAMB0002的鉴定〔J〕.中国海洋大学学报(自然科学版),2014,44(7):039-045.〔17〕Zhang J,Wan L,Xia S,et al.Morphological and spectrometric analyses of lipids accumulation in a novel oleaginous microalga,Eustigmatos cf.polyphem (Eustigmatophyceae)〔J〕.Bioprocess&Biosystems Engineering,2013,36(8):1125-1130.〔18〕Pal D,Khozin-Goldberg I,Cohen Z,et al.The effect of light,salinity,and nitrogen availability on lipid production by Nannochloropsissp.〔J〕.AppliedMicrobiology&Biotechnology,2011,90(4):1429.〔19〕石恩慧,李红.响应面法优化超声提取板栗总苞多酚工艺条件〔J〕.中国食品学报,2013,13(5):69-76.〔20〕GB/T 5009.3-2016食品中水分的测定方法〔S〕.北京:中国标准出版社,2016.〔21〕吴鑫,黄杰涛,张莲姬.苯酚-硫酸法测定榛花多糖含量分析条件的优化〔J〕.延边大学农学学报,2017,39(3):44-49.〔22〕刘海英,山成龙.药用植物大黄对·OH的清除作用的研究〔J〕.光谱实验室,2008,5(4):614-617.〔23〕许明录,左浩,汪高博,等.翼蓼块根的抗氧化活性和抑制癌细胞增殖的研究〔J〕.河南科技学院学报(自然科学版),2016,44(2):53-58.〔24〕倪慧艳,陈伟,宋文静,等.黄芪多糖抗氧化作用研究〔J〕.中医学报,2017,32(9):1795-1707.〔25〕臧延青,何飞,李执坤,等.野生蒲公英花多酚的提取和体外抗氧化活性研究〔J〕.黑龙江八一农垦大学学报,2017,29(4):62-66.〔26〕续洁琨,姚新生,栗原博.抗氧化能力指数(ORAC)测定原理及应用〔J〕.中国药理学通报,2006,22(8):1015-1021.。

藻类生长所需营养盐的研究进展-芭灵儿珊

藻类生长所需营养盐的研究进展-芭灵儿珊

藻类生长所需营养盐的研究进展1、藻类生长所需常量营养盐的研究1.1氮磷含量以往大量的研究资料表明,磷通常是淡水浮游植物增长的限制性营养因子,而氮通常是海洋浮游植物的限制营养因子。

一般认为TN>1.2mg/L、TP>0.11mg/L时,水体即开始富营养化。

在淡水水体中,当TP<0.10mg/L,藻的生长最终发展为磷限制。

而过高磷含量的输入,当TP=1.65mg/L,并没有进一步促进藻类的生长。

1.2氮磷比氮磷是通过数量和组合来影响藻类生长的。

因此氮磷比也是影响藻类生长的一个重要条件。

当营养盐总量满足时,氮磷浓度比值11:l。

当N/P<11时,氮相对不足;当N/P>11时,磷相对不足(淡水)。

高盐情况下浮游植物生长的最适N、P比(7∶1)。

研究不同氮磷比对铜绿微囊藻生长的影响。

结果表明,氮磷营养盐在藻类生长过程中是重要的影响因子。

在不同磷质量浓度条件下,藻类生长的最佳条件是ρp=0.07 mg·L-1,且在磷质量浓度大于0.07 mg·L-1时,藻类生长状况要优于磷质量浓度小于0.07 mg·L-1时。

在不同氮磷比条件下,藻类最佳生长条件为氮磷比等于40:1,藻类生长取决于氮的质量浓度。

铜绿微囊藻属于非固氮藻,需要高氮磷比。

在不同的N/P比值污水中,藻类的种类组成不同,绿藻大量增值时需要氮相对丰富的营养水体,而蓝藻大量增值时需要磷相对丰富的营养水体。

1.3不同的氮源N是藻类生长的必需元素.一般来说,藻类只吸收利用无机态氮,主要有NH4+-N、NO3--N和NO2--N.由于NO2--N在自然水体中含量很少,因此NH4+-N和NO3--N是藻类利用的主要形态.不少研究证实,藻类优先利用NH4+-N,而且NH4+-N的存在还会抑制NO3--N的吸收。

利用水族箱微宇宙研究了水体中2种氮源,铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)对藻类生长的影响。

藻类多样性可促进对营养盐的摄取

藻类多样性可促进对营养盐的摄取

藻类是水过滤 的关键因素. 藻类每个物种 已经适应 了不 同的条件, 占据水体 唯一 部分 的栖 息地 . 并 研究表明, 在河 流 中藻类种类 的增加, 藻类分布扩大, 多生物体能够清理水体. 更 C riae ad l 种植 18个北美常见 的藻种, n - 每种都放在 10条微型模型河流中, 5 测量每个藻群吸收硝酸盐的能力. 在 这项研究 中, 硝酸盐吸收量与藻类物种多样性的增加呈线性 关系. 平均而言, 组合的 8种藻类 比单一 的 1种藻类对硝
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细长的藻丝在水体富营养化的环境中如何调节水体营养盐的浓度?

细长的藻丝在水体富营养化的环境中如何调节水体营养盐的浓度?

细长的藻丝在水体富营养化的环境中如何调节水体营养盐的浓度?一、增强水体的自净能力细长的藻丝是水体中最常见的水生植物之一。

它们具有较高的光合作用能力,可以吸收水中的营养盐,尤其是氮、磷等有机物质,从而减少水体中的富营养盐浓度。

藻丝还可以通过光合作用产生氧气,提高水中溶解氧的含量,增强水体的自净能力。

此外,藻丝还能吸附水体中的有机物和悬浮物,净化水体,改善水质。

二、调节水体的生态平衡细长的藻丝可以作为底栖动物的栖息地,为水体中的小型生物提供营养和栖息条件。

这些小型生物包括浮游动物、底栖动物以及一些微生物,它们和藻丝之间形成了复杂的食物链关系。

藻丝作为底栖植物,在水体中形成生态环境,维持水体的生态平衡。

同时,藻丝还可以提供鱼类和其他水生生物的觅食场所,增加水体中的生物多样性。

三、抑制蓝藻的生长蓝藻是水体富营养化的主要原因之一,它们能够繁殖迅速并形成大量的藻华。

蓝藻藻华不仅影响水体的透明度和美观度,还会消耗大量的氧气,导致水体缺氧。

细长的藻丝在一定程度上能够抑制蓝藻的生长。

藻丝通过竞争水中的养分和光照资源,减少蓝藻的生长空间和营养来源,从而有效控制蓝藻的数量和分布范围。

四、提高水体的富营养盐利用效率细长的藻丝在水体中的生长需要吸收一定量的富营养盐,包括氮、磷等元素。

然而,富营养化的水体中营养盐的浓度过高,超过了藻丝的吸收能力,这就导致了水体富营养化的问题。

研究发现,适量添加细长的藻丝可以提高水体中富营养盐的利用效率。

藻丝作为水生植物,具有较高的吸收能力和利用效率,可以将水体中的富营养盐转化为有机物质,减少富营养盐对水体的负面影响。

综上所述,细长的藻丝在水体富营养化的环境中起到了调节水体营养盐浓度的重要作用。

通过增强水体的自净能力、调节水体的生态平衡、抑制蓝藻的生长以及提高富营养盐的利用效率,藻丝能够减少水体富营养化的问题,改善水质,保护水生生态系统的健康。

因此,在水体富营养化治理中,合理利用藻丝资源,发挥藻丝的生态功能,将是一种可行的途径和有效的措施。

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藻类生长所需营养盐的研究进展1、藻类生长所需常量营养盐的研究1.1氮磷含量以往大量的研究资料表明,磷通常是淡水浮游植物增长的限制性营养因子,而氮通常是海洋浮游植物的限制营养因子。

一般认为TN>1.2mg/L、TP>0.11mg/L时,水体即开始富营养化。

在淡水水体中,当TP<0.10mg/L,藻的生长最终发展为磷限制。

而过高磷含量的输入,当TP=1.65mg/L,并没有进一步促进藻类的生长。

1.2氮磷比氮磷是通过数量和组合来影响藻类生长的。

因此氮磷比也是影响藻类生长的一个重要条件。

当营养盐总量满足时,氮磷浓度比值11:l。

当N/P<11时,氮相对不足;当N/P>11时,磷相对不足(淡水)。

高盐情况下浮游植物生长的最适N、P比(7∶1)。

研究不同氮磷比对铜绿微囊藻生长的影响。

结果表明,氮磷营养盐在藻类生长过程中是重要的影响因子。

在不同磷质量浓度条件下,藻类生长的最佳条件是ρp=0.07 mg·L-1,且在磷质量浓度大于0.07 mg·L-1时,藻类生长状况要优于磷质量浓度小于0.07 mg·L-1时。

在不同氮磷比条件下,藻类最佳生长条件为氮磷比等于40:1,藻类生长取决于氮的质量浓度。

铜绿微囊藻属于非固氮藻,需要高氮磷比。

在不同的N/P比值污水中,藻类的种类组成不同,绿藻大量增值时需要氮相对丰富的营养水体,而蓝藻大量增值时需要磷相对丰富的营养水体。

1.3不同的氮源N是藻类生长的必需元素.一般来说,藻类只吸收利用无机态氮,主要有NH4+-N、NO3--N和NO2--N.由于NO2--N在自然水体中含量很少,因此NH4+-N和NO3--N是藻类利用的主要形态.不少研究证实,藻类优先利用NH4+-N,而且NH4+-N的存在还会抑制NO3--N的吸收。

利用水族箱微宇宙研究了水体中2种氮源,铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)对藻类生长的影响。

结果显示:试验初期以NH4+-N为主要氮源的水体中藻类生长明显好于以NO3--N为主要氮源的水体.试验后期则以NO3--N为主要氮源的藻类生长情况更好. NH4+-N含量较高的水体中蓝藻容易成为优势种,而NO3--N含量高的水体中则以绿藻为主。

2、藻类生长所需微量元素研究进展在浮游藻类生活中除了必需的大量元素(C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg),还需要微量元素,主要有Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl等。

这些微量元素主要机理是作为辅助因子参与生物化学反应,促进藻类增殖。

不同的微量元素及其不同浓度在浮游藻类增殖中起着不同的作用。

2.1铁元素对浮游植物增殖影响Fe为多种酶系的辅助因子,对于细胞色素、铁氧化还原蛋白和铁疏基蛋白,铁是不可缺乏的元素,藻类光合作用依赖于铁;同时,铁是硝酸盐、亚硝酸盐还原酶系的重要组分,对增强藻类对硝酸盐、亚硝酸盐的还原效率、转移速率作用十分显著。

Fe是浮游植物生长必需的微量元素,其供应对水体中浮游植物的生物量、生长速率以及种群组成均具有重要的影响。

从Fe在浮游植物新陈代谢中的作用出发,重点对近年来国内外有关Fe对浮游植物光合作用、营养盐吸收利用以及浮游植物群落组成的影响等方面的研究进展作了较详细的介绍,认为:(1)Fe通常是HNLC(太平洋)海域中初级生产力的主要限制因子之一,Fe限制会导致浮游植物细胞色素密度以及相应的光合叶绿素减少,从而降低其光合作用速率,导致生长缓慢;(2)Fe限制还能改变浮游植物吸收营养盐(N、P、Si等)的速率和比例,影响浮游植物的种间竞争,进而影响其群落结构;在一定浓度下,Fe会促进浮游藻类的生长,而当超过一浓度时则表现为抑制藻类生长的特性;(3)Fe加富能够改变水体中浮游植物的优势种群,在海洋中表现为硅藻占优势,而在淡水湖泊中则表现为绿藻和细菌占优势;(4)在淡水湖泊中总Fe含量普遍较高,但浮游植物可利用Fe的含量受水体中有机配体的种类和数量的影响,在一定条件下Fe也可能成为浮游植物生长的限制因子,这对进一步认识湖泊水华暴发的机制具有一定的意义;(5)铁在浮游植物正常生理、生化反应中具有重要的作用,是藻类增长,主要是在光合作用和固氮过程中必不可少的营养元素,尤其在蓝藻固氮的过程中,所需的铁量可达其他藻类按相同速率增长的10倍。

所以,当藻类群落向以蓝藻为主导演替时,铁就可能成为蓝藻增长的营养限制因素。

有研究表明,当铁浓度在0.1—1.0mg/L时,藻类群落开始从绿藻向蓝藻演替。

(6)Ingle等(1971)报道佛罗里达海沿岸的短裸甲藻(Gynodinum breve Davis)赤潮与赤潮爆发前三个月中由河流排入海里的铁的含量有明显的正相关。

Susumu Yamachi (1984)提出络合铁在营养水体中是触发赤潮爆发的因子之一,它对海洋原甲藻(Procentrum micans)的增殖有极显著的作用。

(7)另有研究表明,当Fe+2浓度为21.9mg/L,钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)对它们的富集率最大。

而当Fe+2浓度大于21. 9 mg/L时,螺旋藻相对生长率开始降低,当达到91.9 mg/L时,藻细胞出现负生长,即单位产量下降。

(8)有学者提出将施加Fe作为一种生态手段,来提高HNLC海域的初级生产力,从而缓解由于大气中CO2浓度增加而导致的全球变暖的趋势;相反地,将降低浮游植物可利用Fe含量作为一种生态手段,来控制富营养化湖泊中藻类的生物量及群落结构,从而缓解日益严重的水华问题,值得进一步研究和探讨。

2.2锌元素对浮游藻类增殖影响Zn是藻类中光合作用和代谢相关酶类的组成成分,如碳酸酐酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶等(Boyer&Brnad1998)。

碳酸酐酶对水体中藻类吸收和利用无机碳起着关键的作用,因为催化以下反应:HC03一+H十=C02十H2O。

通常,藻类光合作用同化的无机碳中效率最高的是CO2,而CO2在水中和细胞中多以HCO3一的形式存在,如果没碳酸酐酶,藻类的光合和生长速率就会大大降低。

不同浮游藻类生长所需的最适锌浓度不同,而达到抑制的浓度也有差别,锌过量与锌缺乏一样抑制藻细胞的生长和细胞分裂。

锌表现出毒害的浓度范围随着磷源和藻的种类不同而异。

在以有机磷为磷源条件下,藻细胞需要更多的锌用于细胞的代谢。

袁有宪等(1995)研究确定了锌为牟氏角毛藻(Chaetoceros mulleri)和金藻(Isochrysis galbana)培养的必需元素,并确定了最佳浓度为10-9mol/l。

Buittenhuis et ai,(2003)报道,Emiliania huxleyi对Zn2+牛的最小需求约为9pmol/L。

而在开放式大洋中游离Zn2+的浓度可能低至1- 7 pmol/L左右,由于藻细胞仅能利用游离的Zn2+,而海洋浮游藻类对Zn2+的最低需求多在10 pmol/L 。

因而至少在开放式的大洋中存在Zn2+限制。

锌对蛋白核小球藻(Cholerallernoors)生长的安全浓度分别为65ug/l,在安全浓度内,这些金属可作为辅助因子促进藻类的光合作用和生长。

但在高浓度下,又会抑制藻类生长。

极大螺旋藻(Oscillatoria maxima)的Zarrouk培养液中锌浓度在4.3×10-16mol/l为最佳生长所需浓度。

2.3锰元素对浮游藻类增殖的影响Mn是浮游植物不可缺少的微量元素。

Mn对糖酵解中的某些酶(如已糖磷酸激酶、烯醇化酶、羧化酶)有活化作用;Mn也是三羧酸循环中某些酶(异柠檬酸脱氢酶、a一酮戊二酸脱氢酶和柠檬酸合成酶等)的活化剂,所以Mn是硝酸还原酶的活化剂,缺Mn时就会影响对硝酸盐的利用。

在光合作用方面,水的光解需要Mn参与,Mn是叶绿体的结构成分,缺少时,叶绿体结构会破坏、解体。

多种报道显示,水体中一定浓度的锰可以促进浮游藻类生长。

极大螺旋藻在Zarrouk培养基中,Mn2+浓度为1.0x10-16mol/l时生长最佳;钝顶螺旋藻在Zarrouk 培养基中,Mn2+浓度为1.65mg/l,螺旋藻对它们的富集率最大,生长最佳,而当Mn2+浓度达到20.65mg/l时,藻细胞生长缓慢。

锰对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长的安全浓度5.5ug/l,在安全浓度内,这些金属可作为辅助因子促进藻类的光合作用和生长。

但在高浓度下,又会抑制藻类生长。

当藻类与金属离子开始接触时,藻类首先表现为对金属的富集。

其原因是因为藻类细胞壁带有负电荷和氨基、轻基等官能团,这些结构特点决定了对带有正电荷的金属离子能够吸引富集。

锰一般倾向于同氧、硫和氮进行结合,生成稳定的络合物,从而使细胞表面许多活性基团因与其结合而丧失了生物活性,进而更强的抑制了藻细胞的光合作用和生长。

因此可以推断,金属离子与藻类的亲和性是导致金属抑制藻类生长的主要原因之一。

许多研究证明,如铁、锌、锰等微量元素可以单独作用或与氮、磷共同限制或促进藻类的增长,尤其是在以蓝绿藻为主导的淡水水体。

铜绿微囊藻、斜生栅藻、脆杆藻细胞增殖适宜的Zn2+浓度范围分别是:0.02-1ug/L,0.1—100 ug/L,0.02 ug/L;Fe3+浓度范围分别是:0.05~0.5mg/L,0.5~1 mg/L,0.05~0.5mg/L;铜绿微囊藻、斜生栅藻细胞增殖适宜的Mn2+浓度范围分别是: 0.5~5 mg/L,0.5~5 mg/L。

不同重金属离子对斜生栅藻的毒性由大到小依次是镉(Cd2+)>锌(Zn2+)>锰(Mn2+)。

3、低温、低光照对藻类生长的影响低温、低光条件是湖泊中微囊藻越冬及复苏必须经历的极端环境条件,模拟研究此条件下铜绿微囊藻的生长及光合系统变化,对于了解富营养化水体中铜绿微囊藻水华的暴发过程具有重要生物学意义。

本实验研究了低温(9℃、12℃、15℃)和低光(2 uE、5 uE、10 uE)条件下,铜绿微囊藻生长、PsII特征及光合色素含量的变化。

结果表明,在各处理组中藻细胞密度、ETR及Yield值均在初期显著下降;第四天后呈现增长状态并趋于稳定。

15℃下各处理组较其他温度条件下处理组,藻体最先开始变黄沉淀,15℃/5uE处理组类胡萝卜素具有明显的上升趋势,在此条件下藻体生长最快,生物量最高。

在12℃各处理组中,藻胆素浓度均值最高,且在5uE下达到最大值为1.98mg/l,藻细胞Fv/Fm值先下降,之后呈现回复增长,最终趋于稳定。

9℃/2 uE处理组中,未观察到对数生长期,最大生物量低于其他各组,且光合色素浓度变化差异不显著,但Fv/Fm值变化趋势也呈现回复增长并最后趋于稳定。

模拟研究结束后,将各处理组样品进行了重培养(25℃/70uE),结果显示铜绿微囊藻在最适条件下进行回复生长时,仅9℃/2 uE处理过的样品在15天后,藻体变绿,并继续生长,说明长期处于低温低光环境中的微囊藻细胞光系统II仍能保持活性,当环境转变为有利生长条件时,能支持藻体光合作用的正常进行,且相对于较高温度和光强而言,更有利于PSII活性的恢复。

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