（海洋化学专业论文）浒苔对氮磷吸收和释放及与中肋骨条藻竞争关系的初步研究.pdf

浒苔对氮磷吸收和释放及与中肋骨条藻竞争关系 的初步研究 摘要 随着经济和社会的快速发展，我国沿岸水质日益恶化，赤潮出现的次数和频 率不断增加，同时沿海水域的富营养化也导致了“绿潮 ( 海洋大型绿藻藻华) 问题日益突出。方面，大型海藻具有快速吸收营养物质的特点，能够对水体中 的营养盐等物质迅速吸收从而达到净化水体的作用；另一方面，大量像孔石莼、 浒苔等大型绿藻在沿海地带的漂浮堆积，引起水体变色、发臭现象，对海洋生态 系统带来一定影响，给沿海渔业、养殖业和旅游绿造成重大损失，给自然景观造 成严重影响。 本文主要针对浒苔生长过程中及死亡后的三个问题展开，首先从浒苔自身的 生长入手，通过实验测定浒苔对硝酸盐( n 0 3 n ) 、氨态氮( n h 4 n ) 及磷酸盐 ( p 0 4 一p ) 三种营养盐的营养盐动力学参数半饱和常熟砌和最大吸收速率 锻，比较了浒苔对两种不同氮元素n 0 3 n 和n 凰n 的吸收特性，从而对浒苔 生长过程中的营养盐动力学特征有了初步的了解；针对水生生态系统中普遍存在 的竞争作用，分析比较研究了浒苔与中肋骨条藻在共培养条件下，浒苔初始接种 量和中肋骨条藻初始接种量作为变量对两种藻类之间的竞争作用的影响以及浒 苔培养滤液对中肋骨条藻生长的影响，并对浒苔与中肋骨条藻之间的竞争作用进 行了探讨；在实验室培养条件下模拟了浒苔在生长后期的死亡过程，对浒苔培养 液的水质( 主要是氮磷营养盐以及d o c ) 进行了分析，监测了浒苔在生长后期对 n 0 3 n 、n h 4 一n 和p 0 4 p 的释放作用。主要结论如下： 1 浒苔对氮磷营养盐的吸收特性研究结果显示，在实验的浓度范围内浒苔 对n 0 3 - n 、n h 4 n 和p 0 4 p 的吸收均能够用m i c h a e l i s m e n t e n 方程来描述。浒苔 对三种营养盐的吸收速率随着培养介质中营养盐浓度的升高而增大。浒苔对 n 0 3 n 、n h 4 n 和p 0 4 一p 三种营养盐的半饱和常熟觚分别为3 7 6 3 2 、2 8 3 1 l 和2 4 5 7pm o l r ，对三种营养盐的最大吸收速率恸彳分别为2 6 6 7 、2 3 9 2 和1 5 0um o l g h 。浒苔对n h 4 一n 的半饱和常数小于对n 0 3 一n 的亲和力， 表明在低氮的条件下，浒苔有优先吸收n h 4 n 的趋势，而对n 0 3 一n 的最大吸收 速率大于对n h 4 n 的最大吸收速率。浒苔对n 0 3 n 、n h 4 n 在实验初始阶段的 快速吸收，说明浒苔具有短期快速吸收储备营养物质的特点。 2 共培养条件下浒苔初始接种量对浒苔与中肋骨条藻之间竞争作用影响的 研究表明，一次性培养条件下初始接种量分别为o 3 、0 4 、0 5 、o 6 、o 7g l 1 ( 湿 重) 的浒苔均对中肋骨条藻的生长产生了明显的抑制作用( p 0 0 1 ) ，且抑制作 用随着浒苔初始接种量的增大而加强，通过半连续培养实验可以初步推断浒苔与 中肋骨条藻之间的竞争以营养竞争为主，尤其是p 0 4 一p 对浒苔与中肋骨条藻的竞 争作用影响明显。浒苔在竞争中处于优势地位，而中肋骨条藻处于相对的劣势。 中肋骨条藻初始接种量的一次性培养实验结果表明中肋骨条藻初始接种量为1 1 0 4 、1 1 0 5 c e l l m l - 1 时能够对浒苔的生长造成影响( p o 0 5 ) 。浒苔 培养滤液实验结果表明分别培养4 天和8 天之后的浒苔滤液能对中肋骨条藻的生 长产生抑制作用( p 0 0 5 ) ，且培养8 天的滤液的抑制作用大于培养4 天的滤液 的抑制作用。 3 在实验的时间范围内，浒苔的降解没有造成水体中n 0 3 一n 和p 0 4 一p 浓度 的升高。而n h 4 n 由于微生物的分解作用，浓度逐渐升高，导致d i n 浓度的升 高。实验期问培养介质中的d o c 含量出现明显的升高。 关键词：浒苔、氮磷、吸收、释放、中肋骨条藻、竞争 t h ep r elimin a r ys t u d yo ff 乃亡e 厂a 粕r p 厅aa b s o r p tio na n d r ele a s ep r o p e r tie so fnit r o g e na n dp h o s p h o r u sa n dt h e c o m p e t itio nwit h5 拓e e 亡d ，7e ；! 历ac d s 亡a 亡“7 7 a b s t r a c t w i t h 廿1 er a p i dd e v e l o p m e n to fe c o n o m ya 1 1 ds o c i e 劬t h ew a t e rq u a l i t ) ， d e t e r i o r a t i o nh a sb e e l li 1 1 c r e a s i n 9 1 ys e v e r ei nt h ec o 嬲t a la r e ao fc a w l l i l em er e d t i d e 锄da l g ab 1 0 0 mc a u s e db ye u t r o p l l i c a t i o n 印p e a r e dm u c hm o r es 丽o u s o nt h e o n e h a i l d ，n u t r i e n t sc o u l db ea b s o r b e db ym a c r o a l g a e ， t l l e nw a t e rw a sp 耐f i e d ；o n m eo t h e rh a n d ，a c c 哪u l a t i o no fm a c r o a l g a es u c ha su 加口p g 砌岱口a n d 砌细d 朋d 仞厅口 m a yr e s u l ti i ls t i i 】k i i l go fw a t e rw l l i c hw o u l di i 】f l u e n c e 也em a r i n ee c o s y s t e m a i l dc a u s e s i g m f i c a ml o s st of i s h e r y b r e e d i n gi n d u s t r ya n d t o u r i s mi n d u s t t h et h e s i sc o n c e n t r a t e do nt h r e ep r o b l e m si nt h el i f e c y c l eo f 砌胞加m d 甲而a s t a n i n gw i t ht h eg r o 叭ho f 点流f e 加聊d 甲五日，i no r d e rt of i n do u tt h en u t r i e n tk i n e t i c c h a r a c t e r i s t i c ；m ea _ b s o 印t i o nc h a r a c t e r i s t i co fd z 纪阳聊d 甲乃口t ot 、) l ，od i f r e r e n tn w a s c o m p a r e dt h r o u 曲e x p e r i m e n td e t e m l i n i n gm en u t r i e n tk i n e t i cp a r 锄e t e r s 僻砌，矽锄麟) o f 觑幼移聊d 伊加t on a i l dp t h e nt a l 【eh l i t i a li n o c u l u md o s a g eo f 上汤f e 加扰d 印砌a n d 踟p 芒鲫e ：船c d s 抬芒砌r e s p e c t i v e l y 嬲v 撕a b l et oa i l a l y s et h ec o m p e t i t i o no ft h e s e t 、ok i n d so fa l g a e ，i nm em e a nt i m e ，f i n do u tt h ee 鼠c to f 西沈加聊d 伊五口 f i l t r a t et o m eg r o 训ho f 。辙曾et 伽踟7 ac p s 纪轧魄t h ee x t i n c t i o np r o c e s sw 弱s i m u l a t e di nt h el a b a n dt h ec u l t u r es o l u t i o no fm e 正汤纪，d 朋。伊五以w a sm e a s u r e d ( n ，pa n dd o c ) c o n c l u s i o n sw e r i es u n 】m a r i z e da sf o u o w s ： 1 7 r h ee x p e r i m e n to ft h en u t r i e n ta b s o 叩t i o nc h a r a c t e r i s t i co fz 砌纪加朋d 印五口s h o w st h a tt h e a b s o 印t i o no f 上汤纪阳朋d 伊办口t on 0 3 - n 、n h 4 一na n dp 0 4 一pc a nb ee x p l a i n e dw i t h m i c h a e l i s m e n t e ne q u a t i o n t h e 渤t on 0 3 一n 、n h 4 - na n dp 0 4 一pw e r er e s p e c t i v e l y 3 7 6 3 2 、2 8 3 1 1 觚d 2 4 5 7um 0 1 l ，w h i l et h e 锻w e r e2 6 6 7 、2 3 9 2a n d1 5 0u m 0 1 百1 h 1 ，r e s p e c t i v e ly t h eu p t a k er a t eo f 助幻加朋d 伊加t ot h e s et h r e en u t r i e n t s b e c a m eb i g g e rw i t ht h eh i g h e rc o n c e n t r a t i o no fn u t r i e n ti nt h ec u l t u r em e d i u m t h e 矗古o fn 0 3 一ni sg r e a t e rt h a nt h e 眙o fn h 4 一n ，a n dt h e a 历o fn 0 3 一ni s 黟e a t e rt h a n t h a to fn h 4 - n t h er a p i da b s o r p t i o nr a t eo fn 0 3 一na n dn h 4 - na tt h eb e g i m l i n go fm e e x p 砸m e n ti n d i c a t e dt h a tt h e 励纪加聊d 甲砌h a dm ec h a r a c t 谢s t i co ff 犯ta b s o 印t i o n 锄ds t o r a g et om en 嘣e n t s 2 t t l ec o c u l t u r i n gc o m p e t i t i o ne x p 耐m e n to f 砌纪加m d 伊砌a i l d 踟e 芒彻e 册 c d s 物f 砌i nw h i c ht h ei i l i t i a li n o c u l 啪d o s a g eo f 勘钯加聊d 印办口w a st a k e i la st h e v a r i a b l es h o w e d 也a tt h eg r o w mo f 彤汜如幻，z e m 口c 缸m mw 2 u si n h i b i t e db y 砌砌留聊d 留妇( p 4 0u m o l l o ) 尤为突出：在开始的一段时间内( 约o 1 h ) 吸收速率最大( v m a x = 6 0 7um o l g h 。) ，这时的吸收速率与n h 4 n 的起始浓度 的高低有关；再稍后的一段时间( 约3 6 h ) 吸收速率相对较慢( v m a x = 5 0 4u m o l g h o ) ；最后( 约6 1 2 h ) 吸收速率出现下降( v m a x = 1 8 0um o l g h 1 ) ，由 2 0 浒苔对氮磷吸收和释放及与中肋骨条藻竞争关系的初步研究 于培养介质中n h 4 - n 浓度的下降，尤其是低浓度实验组中的n h 4 一n 含量已经接 近0 ，浒苔对n h 4 n 的吸收速率下降较为明显。 图2 4 培养介质中n h 4 - n 的浓度随时间的变化情况 f i g 2 4v 撕a t i o 璐o f n h 4 - nc o n c e n t m t i o i l sw i n lt h eg r o w m t i m e 图2 5 浒苔对n h 4 - n 的吸收速率随时间的变化情况 f 培2 2t h et e n l p o r a iv a r i a t i o 璐o fu p t a k er a t eo fn h 4 - n 以实验的1 2 个小时为时间跨度统计实验结果( 图2 6 ) 表明，随着培养介质 中n h 4 一n 浓度的提高，浒苔对n h 4 n 的吸收速率不断增大。统计分析得出，浒 苔吸收n h 4 一n 的动力学过程可以用m i c h a e l i s m e n t e n 方程( 米氏方程) 来描述， 回归方程为： r 矿= 2 3 9 2 二一 2 8 3 1l + c 相关系数r 2 = o 9 5 ( n = 5 ) ，同时可以推算出浒苔吸收n h 4 一n 的动力学参数，即： 2 l 浒苔对氮磷吸收和释放及与中肋骨条藻竞争关系的初步研究 最大吸收速率v m a x = 2 3 9 2um o l 9 1 h - 1 和半饱和常数融- 2 8 3 1 1um o l l 1 。 图2 6 浒苔吸收n h 4 - n 的速率与培养介质中n h 4 - n 浓度的关系 f i 配6t h er e l a t i o l l s h i pb e t w e e nu p t a k c 眦o f n h 4 - na n dm ec o n c e n n 眦i o no f n h 4 ni i lt h e c u l t i l r em e d i u m 上述实验结果表明，浒苔对n h 4 一n 和n 0 3 n 的吸收速率随着培养介质中营 养盐浓度的升高而升高，这是因为环境中氮浓度的上升使得藻体利用氮的一系列 生理过程的底物浓度升高，故而在一定范围内其同化作用加强( 许忠能，等， 2 0 0 2 ) 。 实验结果表明，浒苔对n h 4 - n 和n 0 3 。n 的半饱和常数和最大吸收速率存在 差异，浒苔对n 0 3 一n 的半饱和常数大于其对n h 4 n 的半饱和常数，说明当培养 介质中氮浓度较低时，浒苔有优先吸收n h 4 一n 的趋势。这一结果也在理论上证 明了一些学者关于大型海藻“优先吸收净化n 地一n ”的推断( 刘静雯，等，2 0 0 1 ) 。 与浮萍等藻类存在相类似的现象( c a i c e d o ，舀口z ，2 0 0 0 ；j a y a s h r e e ，甜口，1 9 9 4 ) 。 关于海藻优先吸收n h 4 n 的原因，f l y n n ( 1 9 9 1 ) 认为：f l y r u l 从能量学的角度出发， 首先考虑到两种离子各自传递和同化过程的不同，假设氮源以带正电荷的化合物 形式与n a + 一起通过带负电荷的细胞膜电位而被传递，同时k + 外流，以维持细 胞膜的电位平衡，而n a + 瓜+ 泵则又重新建立起电子梯度。如果该假设成立，则 海藻藻体对n 0 3 n 的吸收利用要比n h 4 一n 耗费更多的能量，造成能量浪费，因 此，利用还原态的氮对藻类来说更经济。营养盐以脉冲式加入和快速吸收均可能 导致部分膜电位的快速去极化，从而进一步影响n 0 3 n 的传递。另外，“竞争吸 2 2 浒苔对氮磷吸收和释放及与中肋骨条藻竞争关系的初步研究 收位点”也是影响n h 4 n 和n 0 3 n 不同吸收特点的一个重要方面。此外，培养 介质中n h 4 _ n 浓度的降低还与通过消化作用转化为n 0 3 一n 以及氨的挥发有关 ( c h e n g ，p f 口，2 0 0 2 ；c h a i p r a p ，e 吁口，2 0 0 3 ) 。 曾有报道指出( p e d e r s e n ，酣口z ，1 9 9 4 ) ，将石莼由n h 4 一n 环境浓度不高的 室外转移至n h 4 一n 培养环境很高的环境中，石莼在开始的1 5 m i n 内对n h 4 n 的 吸收超过其对氮的需求量的2 0 倍。大型海藻具有的这种在起始阶段快速吸收的 特点可以使其在环境条件较好时储备充足的氮元素以备外界营养盐不足时的需 要。而研究表明，这种现象普遍存在与大型海藻之中。由于短期快吸收存在于吸 收开始的起始阶段，而且随着氮饥饿程度的加重而增强，同时在氮饥饿过程中体 内总氮的水平也相应降低，因此认为这种快吸收与组织中总氮水平的变化有关 ( p e d e r s e n ，甜以z ，1 9 9 4 ；t h o m 嬲，甜口，1 9 8 5 ) 。在本实验中，浒苔对n h 4 一n 和 n 0 3 ，n 的吸收均出现与上述实验相同的结果，说明浒苔也具有短期吸收储备营 养物质的特点。 实验结果还表明，浒苔对n 0 3 n 的最大吸收速率明显大于对m 山n 的最大 吸收速率，说明当介质中氮浓度较高时，浒苔对硝态氮的净化速率要比对铵态氮 的净化速率更大一些，这可能与n h 4 一n 浓度较高时对浒苔的毒害作用有关 ( c a i c e d o ，以，2 0 0 0 ；种云霄，等，2 0 0 4 ) 。 2 4 3 浒苔吸收p 0 4 - p 的动力学实验 图2 7 和图2 8 分别表示培养介质中p 0 4 p 的浓度变化情况和浒苔对p 0 4 p 的吸收速率随着时间的变化情况。通过这两个图可以发现，培养介质中的p 0 4 一p 的浓度、浒苔对p 0 4 p 的吸收速率与培养时间之间的变化均呈非线性关系。以吸 收速率对吸收时间作图，曲线出现不同的吸收趋势，这种现象在p 0 4 一p 起始浓度 较高时( c p 0 4 p o 8u m o l l o ) 尤为突出：开始一段时间吸收速率较快，这时的吸 收速率与p 0 4 一p 的起始浓度的高低有关；再稍后的一段时间吸收速率又相对较 慢；最后吸收速率出现下降，尤其是6 h 之后，由于培养介质中p 0 4 一p 浓度的下 降，浒苔对p 0 4 一p 的吸收速率下降较为明显。 2 3 浒苔对氮磷吸收和释放及与中肋骨条藻竞争关系的初步研究 图2 7 培养介质中p o 。- p 的浓度随时间的变化情况 f i g 2 7v 撕a t i o 珊o fp 0 4 pc o n c e 劬眦i o n sw 硫m eg r o 州ht i i n e 图2 8 浒苔对p o 。p 的吸收速率随时间的变化情况 f i g 2 8t h et e 呷o r a lv 撕a t i o n so f u p t a k er a t eo f p 0 4 - p 以实验的1 2 个小时为时间跨度统计实验结果( 图2 9 ) 表明，随着培养介质 中p 0 4 p 浓度的提高，浒苔对p 0 4 一p 的吸收速率不断增大。统计分析得出，浒苔 吸收p 0 4 一p 的动力学过程可以用m i c h a e l i s m e n t e n 方程( 米氏方程) 来描述，回 归方程为： 矿= 1 5 0 竺 2 4 5 7 + c 相关系数r 2 = o 9 3 ( n = 5 ) ，同时可以推算出浒苔吸收p 0 4 p 的动力学参数，即：最 大吸收速率v m a x = 1 5 0um 0 1 g h 。1 和半饱和常数k s = 2 4 5 7um o l l _ l 。 2 4 浒苔对氮磷吸收和释放及与中肋骨条藻竞争关系的初步研究 图2 9 浒苔吸收p o 。- p 的速率与培养介质中p 0 4 一p 浓度的关系 f i 薛91 1 1 er e l a t i o n s h i pb e 脚e e nu p t a l 【em t e o fp 0 4 - pa n dt 1 1 ec o n c e n 砸t i o no fp 0 4 - pi i lt h e c u i t i u em e d i u m 2 5 本章小结 实验结果表明，浒苔对n 0 3 n 、n h 4 - n 和p 0 4 p 这三种营养物质的吸收速 率均随着营养物质浓度的升高而增大。浒苔对n 0 3 n 的吸收符合m i c h a e l i s m e n t e n 方程，其v m a x 和融分别是2 6 6 7um o l 菩1 h 1 和3 7 6 3 2um o l l 1 。浒苔 对n h 4 一n 的吸收符合m i c h a e l i s m e n t e n 方程，其v m a ) 【和酗分别是2 3 9 2u m 0 1 岔1 h 1 和2 8 3 1 1um o l l - 1 。浒苔对p 0 4 一p 的吸收符合m i c h a e l i s m e n t e n 方程， 其v m a x 和k s 分别是1 5 0um o l g h 1 和2 4 5 7 “m o l l 一。 浒苔对n 0 3 n 、n h 4 n 在实验初始阶段的快速吸收，说明浒苔具有短期快 速吸收储备营养物质的特点。 浒苔对n 0 3 一n 的半饱和常数大于浒苔对n h 4 一n 的半饱和常数，表明在低氮 的条件下，浒苔有优先吸收m 山n 的趋势，而浒苔对n 0 3 - n 的最大吸收速率大 于浒苔对n h 4 一n 的最大吸收速率。 浒苔对氮磷吸收和释放及与中肋骨条藻竞争关系的初步研究 3 浒苔与中肋骨条藻之间竞争作用的初步研究 3 1 藻种 浒苔的采集与保存：实验所用的浒苔藻种采自于中国海洋大学海洋生物遗传 育种研究室，从浒苔中挑选若干株生长状况良好的藻体，经大量消毒海水冲洗， 以去除泥污和附生生物。培养介质为舵培养液，保存于中国海洋大学化学化工 学院海洋污染生态化学重点实验室藻种室。培养条件为：温度( 2 0 1 ) ，光照 强度3 0 0 0 4 0 0 0 1 u x ，光照周期l ：d = 1 2 h ：1 2 h ( 张寒野，等，2 0 0 6 ) 。每隔3 天更 换一次培养液。 中肋骨条藻的保存：中肋骨条藻由中国海洋大学化学化工学院海洋污染生态 化学重点实验室提供。培养于l l 的玻璃锥形瓶中，培养条件为：温度( 2 0 1 ) ，光照强度3 0 0 0 4 0 0 0l u x ，光照周期l ：d = 1 2 h ：1 2 h 。培养介质为眈培养液。 每天定时摇动培养瓶两次，防止中肋骨条藻贴壁生长。 3 2 实验方法 3 2 1 浒苔初试接种量对竞争作用的影响 3 2 1 1 一次性培养 实验采用浒苔与中肋骨条藻共存培养系统( j i n ，刃以z ，2 0 0 3 ) ，取处于指数 生长期的中肋骨条藻和生长状况良好的浒苔组织共同接种于l o o o m l 锥形瓶中 ( 内含耽培养液) ，并用消毒的滤纸封口。中肋骨条藻的初始接种密度为lx1 0 4 c e l l m l - 1 ；浒苔组织的初始密度设5 个梯度，分别为o 3 、o 4 、o 5 、o 6 、o 7g l - 1 ( 湿重) ，以检验与浒苔新鲜组织接种密度有关的竞争作用。培养条件为：温度 ( 2 0 1 ) ，光照强度3 0 0 0 4 0 0 0l u x ，光照周期l ：d = 1 2 h ：1 2 h 。实验共进行8 天。 实验共设置实验组和对照组两个体系：其中实验组为浒苔与中肋骨条藻共培 2 6 浒苔对氮磷吸收和释放及与中肋骨条藻竞争关系的初步研究 养系统，对照组分别为浒苔单培养体系i 和中肋骨条藻单培养体系i i 。以上每个 处理组设置3 组平行实验。同时分别于实验开始至结束期间每天取一定量培养液 测定其中各项营养盐浓度。 3 2 1 2 半连续培养 实验采用浒苔与中肋骨条藻共存培养系统( j i n ，彩口z ，2 0 0 3 ) ，取处于指数 生长期的中肋骨条藻和生长状况良好的浒苔组织共同接种于1 0 0 0 m l 锥形瓶中 ( 内含化培养液) ，并用消毒的滤纸封口。中肋骨条藻的初始接种密度为lx1 0 4 c e l l m l - 1 ；浒苔组织的初始密度设5 个梯度，分别为o 3 、o 4 、o 5 、o 6 、o 7 9 l 4 ( 湿重) 。每隔两天根据一次性培养的营养盐消耗趋势向培养液中补充营养物质， 达到实验要求。实验总共进行1 1 天。培养条件同上。 实验共设置实验组和对照组两个体系：其中实验组为浒苔与中肋骨条藻共培 养系统，对照组分别为浒苔单培养体系i i i 和中肋骨条藻单培养体系。以上每个 处理组设置3 组平行实验。 分别于实验开始和结束时取一定量培养液测定其中各项营养盐浓度。 3 2 。2 中肋骨条藻初试接种量对竞争作用的影响 实验采用浒苔与中肋骨条藻共存培养系统，取处于指数生长期的中肋骨条藻 和生长状况良好的浒苔组织共同接种于1 0 0 0 m l 锥形瓶中( 内含l 2 培养液) ， 中肋骨条藻的初始初始密度设2 个梯度，分别为l 1 0 4 、1 1 0 5 c e l l m l - 1 ；浒苔 鲜组织的初始密度为o 5 9 l 。( 湿重) 。培养条件为同上。共进行8 天实验。 实验共设置实验组和对照组两个体系：其中实验组为浒苔与中肋骨条藻共存 培养系统，对照组分别为浒苔单培养体系v 和中肋骨条藻单培养体系。以上每 个处理组设置3 组平行实验。 同时每天取一定量培养液测定其中各项营养盐浓度。 3 2 3 浒苔滤液对中肋骨条藻生长的影响 浒苔滤液的制各：将培养密度为5g l 1 的浒苔在2 培养液中培养4 天和8 天之后，滤去浒苔，再根据测得的营养盐浓度重新加富达到舵培养液的要求。 2 7 浒苔对氮磷吸收和释放及与中肋骨条藻竞争关系的初步研究 在l o o o m l 的锥形瓶中加入5 0 0 m l 重新加富之后的培养液，接入中肋骨条 藻，使其密度达到1 1 0 4 c e l l 。设置一个对照组，培养液海水为麦岛码头 海水。设置三个平行样，实验进行8 天。同时分别于实验结束时取一定量培养液 测定其中各项营养盐浓度。 3 3 数据处理与统计分析 中肋骨条藻细胞密度采用浮游生物计数框在0 1 y i 】叩u sb h 一2 型光学显微镜f 计数，在每天的同一时间计数。浒苔组织用吸水纸吸干水后使用g & gj j l o o o 型 精密电子天平称重。中肋骨条藻在本研究中不同处理下的平均生长率( u 。，d a y 1 ) 由下面公式计算求得： 一1o o ( m 一0 )u= l 生2 ： n 摹 浒苔在本实验不同处理下的平均生长率( u 。，d a y 1 ) 由下面公式计算求得： 。一1o o ( 彬一)u = l 上二 1 其中n o 和n 。分别是实验开始和进行到第t 天中肋骨条藻的细胞密度，、砜和w t 分别是实验开始和进行到第t 天浒苔组织的重量。 3 4 结果与讨论 3 4 1 浒苔初始接种量对竞争作用的影响 3 4 1 1 一次性培养 图3 1 、图3 2 及表3 1 分别表示一次性培养实验共培养体系和中肋骨条藻单 培养体系对照组i i 中肋骨条藻的生长情况。结合图表可知，对照组i i 中的中肋骨 条藻一直呈递增式生长，而共培养体系中中肋骨条藻呈现出先上升后下降的趋 势。中肋骨条藻单培养体系中的中肋骨条藻的生长率远远高于共培养体系中中肋 2 8 浒苔对氮磷吸收和释放及与中肋骨条藻竞争关系的初步研究 骨条藻的生长率。在实验的后半段，共培养体系中的中肋骨条藻的生长受到了明 显的抑制( p o 0 5 ) ，且这种抑制作用随着浒苔接种量的增大而增强。o 2g l 1 浒苔共培养体系中中肋骨条藻的日均增长率为4 6 5 3 ，o 3g l 共培养体系中中 肋骨条藻的生长率为2 4 3 8 ，o 4g l - 1 共培养体系中中肋骨条藻的生长率为 1 5 6 ，0 5g l d 共培养体系中中肋骨条藻的生长率为3 1 ，o 6g - l 1 共培养体 系中中肋骨条藻的生长率为一3 1 ，说明在浒苔培养密度为0 4g l 1 以上时，浒 苔的存在会对中肋骨条藻的生长产生明显的抑制作用( p o 0 1 ) ，这可能是由于 浒苔与中肋骨条藻之间存在着营养竞争关系，而浒苔在竞争中占有优势，吸收了 大量的营养盐，而导致中肋骨条藻的生长受到了明显的影响( 肖咏之，等，2 0 0 3 ； 蔡恒江，等，2 0 0 5 ) 。 对照组i i 的中肋骨条藻经过大约5 天的诱导期之后，进入指数生长期，细胞 密度迅速增长，和相关文献报道相近( 张莹莹，等，2 0 0 5 ) 。出现细微差别可能 与初始接种密度，光照条件等具体情况的不同有关。 共培养体系中中肋骨条藻在整个生长过程中都没有出现指数型增长，均呈现 “先增高，后降低”的趋势。实验前3 天，中肋骨条藻密度均有不同程度的升高， 从第4 天开始，部分共培养体系中中肋骨条藻密度开始出现下降，出现生长的“拐 点”，出现生长停滞和被“杀死”的情况，表现为细胞破裂，形状改变的现象。 出现这种现象的原因，可能是因为浒苔除了和中肋骨条藻产生营养竞争抑制其生 长以外，还可能分泌一些物质，使得中肋骨条藻细胞通透性降低，裂解死亡，因 而对中肋骨条藻的生长产生强烈的影响。经研究法发现，孔石莼和龙须菜在一定 的实验中都会产生类似的结果( 南春容，2 0 0 4 ) 。随着共培养体系中浒苔密度的 增大，中肋骨条藻生长出现拐点的时间越早，其中o 2g l 1 和o 3g l - 1 培养体系 中，中肋骨条藻生长的拐点出现在第7 天和第6 天，0 4g l 1 共培养体系中中肋 骨条藻生长的拐点出现在第5 天，o 5g l 。和0 6g l 。1 共培养体系中中肋骨条藻 生长的拐点均出现在第4 天。与共培养体系相比，对照组中中肋骨条藻一直处于 上升的趋势，除了培养介质中营养盐水平较高之外，还有可能是因为对照组中的 中肋骨条藻细胞内储存的营养样含量相对较高，因此，在实验后期部分营养盐消 耗殆尽的情况下，细胞内储存的营养盐仍可在一段时间内维持藻类细胞的分裂， 使得中肋骨条藻仍处于上升的趋势( 张善东，2 0 0 5 ；吕颂辉，2 0 0 6 ) 。 2 9 浒苔对氮磷吸收和释放及与中肋骨条藻竞争关系的初步研究 表3 1 共培养体系和对照组i i 中肋骨条藻生长情况 t a b l e3 1t h eg r o w mo f 踟彪f d 刀e 所口c d s 缸m mmc o c u l t u r ea 1 1 dc o n 舡d l t e a i t 塔i i 2 5 0 2 0 0 1 5 0 1 0 0 5 0 0 0 1 2345678 9 天数天 图3 1 共培养组和对照组中肋骨条藻生长情况 f i g 3 1t h e 孕o w mo f 船p 比f d ，z e 小口c 缸m ，zi nc o c u l t u r ea 1 1 dc o l l 臼o lt e 锄s 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0 0 0123456789 天数天 图3 2 共培养组中肋骨条藻生k 情况 f i g 3 2t h eg r o w t ho f s 凳p 正已，d 玎e ，玎口c d s f n f “，li nc o - c u l t u r et e a m s 3 0 1m【石u苫i v毯怖楼礤啦餐岳 1m=。导oi)毯街爨礤血餐哥 浒苔对氮磷吸收和释放及与中肋骨条藻竞争关系的初步研究 在共培养体系中的中肋骨条藻细胞内营养盐储存水平低于对照组，当水体中的营 养盐浓度消耗殆尽之后，细胞内储存的营养盐很快消耗完毕，所以，中肋骨条藻 的密度很快开始下降，进入衰亡期。 结合营养盐变化情况( 表3 2 ) 可以发现，中肋骨条藻的生长拐点出现时， 培养基中的p 0 4 p 浓度含量较低，而n o 。一n 仍旧处于一个较高的水平，说明在实 验的后半阶段，各个实验组中的中肋骨条藻密度下降有可能是受到了p 0 4 p 的限 制。这需要迸一步的实验加以验证。 表3 2 共培养体系中n 0 3 n 和p 0 4 i p 变化 7 i a b l e3 11 1 1 ec h a l l g eo f n 0 3 n 锄dp 0 4 一pi i lc o _ c u l t i l r et e a 脚 浒苔对氮磷吸收和释放及与中肋骨条藻竞争关系的初步研究 表3 3 及图3 3 ( a - e ) 分别为对照组i 和共培养体系中浒苔的生长情况，结合 图表可以发现，共培养体系中的浒苔相对于对照组i 中的浒苔，其生长率偏低， 说明其生长也受到了一定的抑制，这可能也是由于共培养体系中存在中肋骨条藻 与浒苔的营养竞争，虽然中肋骨条藻在营养竞争中处于劣势，但是，中肋骨条藻 的存在还是会吸收部分营养盐，造成浒苔生长介质中营养盐的浓度相对于浒苔单 培养体系中的浓度较低，从而影响浒苔的生长。另外，由于中肋骨条藻在培养液 中悬浮生长，会对浒苔产生遮光影响，进而对浒苔的生长产生影响。 表3 3 共培养组与对照组i 浒苔生长情况比较 t a b l e3 3t h eg r o w mc o n l p 撕s o no f 勘纪r d m d 甲妇b e 铆e e nc o - c u l t u r ea n dc a 椭m l t e 锄s 组别g r o u p 实验开始时浒苔 o 2 9 l 。1o 3 9 l 。1o 4 9 l 。1o 5 9 l - lo 6 9 l 。1 湿重均值w j ( g ) o 1 9 o 0 lo 3 l o 0 1o 4 oo 5 oo 5 9 o o l 共培养组实验结束时浒苔 c o - c u l t u r e 湿重均值w e l l d ( g ) o 5 5 0 o lo 7 5 0 0 40 8 9 0 0 61 0 9 o 0 5 i 1 9 o 0 5 日均增长率 ( g r o w t hr a t e ( ) 2 3 6 81 7 7 41 5 3l1 4 7 5 1 2 7 l 实验开始时浒苔 浒苔单培湿重均值w o ( g ) 0 2 0 0 3o 3 oo 4 oo 4 9 o 0 4 o 5 9 o 0 4 养对照组 s i n g l e c u l t i l r e 实验结束时浒苔 湿蕈均值w 。n d ( g ) o 7 5 o 0 11 0 4 o 0 21 3 5 o o l1 5 1 士0 0 41 5 3 0 0 7 日均增长率均值 g r 0 、t hr a t e ( )3 4 43 0 82 9 72 6 o l9 9 浒苔对氮磷吸收和释放及与中肋骨条藻竞争关系的初步研究 巡 删 峰 妞 嶷 天数天 芒 咖 峰 ! 痉 天数天 图3 3 a 共培养组与o 2 9 l - 1 对照组浒苔生长情况图3 3 b 共培养组与o 3 9 l 1 对照组浒苔生长情况 f i g 3 3 an eg r o w i l io f 励船m m o 节ki n0 2 9 l 1f i g 3 3 bn eg r o 、枷1o f 砌幼口所。伊肠j i io 3 9 l 1 掣 蜩l 峰 地 注 c o c u l t i l r e 姐ds i i i g l ec u l t i l r ec o - c u l t i l 佗a n ds i l l 百ec u l t t l 托 天数天 巡 咖 峰 姬 瘘 天数天 图3 3 c 共培养组与o 4 9 l - 1 对照组浒苔生长情况图3 3 d 共培养组与o 5 9 l - 1 对照组浒苔生长情况 f i g 3 3 ct h eg r o 研ho f 历f 册川。伊妇i no 4 9 l - 1f i g 3 3 d1 1 i ec o l t l p 撕s o no f 砌f 咖肌d 伊肠i n c o c u l t u r ea n ds i n g l ec u l t u 陀 巡 删 峰 $ 姿 o 5 9 l 。c o c u l t u r e 卸ds i n g l ec u l t u r e 天数天 图3 3 e 共培养组jo 6 9 l j 对照组浒苔生长情况 f i g 3 3 et h eg r o w t ho fj 酯，f p r d ”j d 伊 口i n0 6 9 l j lc o c u i t u r ea n ds i n g i ec u l t u r e 3 3 浒苔对氮磷吸收和释放及与中肋骨条藻竞争关系的初步研究 3 4 1 2 半连续培养 为了证明一次性培养共培养体系中中肋骨条藻的生长受到