不同氮、磷浓度对微藻生长代谢的影响
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亚心形扁藻的生长条件摘要:亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis)是一种海洋微藻,属绿藻门、绿藻纲、团藻目、衣藻科、扁藻属,个体较大,长11~16μm,宽7~9μm,厚3.5~5μm.因其富含蛋白质、脂肪等营养物质,易被水产动物幼体摄食消化,是水产动物育苗过程中的优质饵料。
在胁迫条件下可利用太阳能光解海水制氢,所以亚心形扁藻在水产养殖及生物能源方面均有广阔的应用前景,各受国内外关注。
关键词:C02 氮、磷浓度培养基Abstract:Platymonas subcordiformis is a Marine microalgae, of chlorophytagreen algae, the key link, volvox mesh, chlamydomonas branch, flat of algae,larger, long 11 ~ 16 μ m, width of 7 to 9 μ m, thick 3.5 ~ 5 μ m. becauseof its rich in protein, fat and other nutrients, susceptible to aquatic animalfeed young of digestion, is in the process of high quality aquatic animalsseedling feed. In the stress condition can use the solar energy GuangXie seawater to hydrogen, so the heart-shaped flat algae in aquaculture and biologicalenergy which has wide application prospects, by the attention at home andabroad.1.前言亚心形扁藻藻体一般扁压,细胞前面观呈广卵形,前端较宽阔,中间有一浅的凹陷,鞭毛4条,由凹处伸出。
简论氮\磷循环特征对水体富营养化影响的论文摘要:通过对朱庄水库营养物质监测分析,氮含量比磷含量大几百倍。
氮和磷都是造成水体富营养化的主要因子。
由于受外界环境条件和水体性质的影响,外界污染源调查,氮污染源远远大于磷污染。
水库水体溶解氧较大,ph值呈碱性,硝化作用的结果使水体中硝酸盐氮累计;同样的条件,导致不溶性磷的积累,大部分沉积于库底。
水体富营养化条件是氮磷达到适合的比例,才会导致水华的爆发。
该水库水体磷含量低,是抑制水体富营养化的关键。
因此,该水库属于磷限制性水库。
控制水库上游磷的排入量,可有效控制水体富营养化。
关键词:氮磷营养物质;氮磷循环特征;富营养化形成机理;朱庄水库effect of nitrogen and phosphorus cycling characteristic on eutrophication of water bodywang zhen-qiang1,liu chun-guang1,qiao guang-jian 2(reservoir administrative,xingtai 054000,china; city hydrology & water resources survey bureau,xingtai 054000,china)abstract: analysis on nutrients monitoring of zhuzhuang reservoir shows that nitrogen content is hundreds of times more than and phosphorus are both major causes of water to external environmental conditions and water properties,investigations on pollution sources show that nitrogen caused pollutions is much more than water dissolves lots of oxygen,the ph value reflect on alkalescence,then by the reaction of nitrification,nitrate accumulated in water;in the same conditions,insoluble phosphorus is also accumulated,and most of them deposit at the bottom of nitrogen and phosphorus get to certain ratio in water,may cause the water eutrophication,then will lead to algae bloom the low phosphorus content in reservoir water is crucial to curb ,the reservoir is phosphorus restricted control the phosphorus quantity comes from upper reaches can effectively control the eutrophication.key words: nitrogen and phosphorus nutrients;cycling characteristic of nitrogen and phosphorus;eutrophication mechanism;zhuzhuang reservoir朱庄水库地表水资源是邢台市供水水源。
不同磷浓度下氮磷比对小球藻生长的影响小球藻是一种常见的微生物,在自然界中广泛分布,对水体生态系统起着至关重要的作用。
由于氮磷比是限制微生物生长的关键因素之一,因此了解不同磷浓度下氮磷比对小球藻生长的影响具有重要意义。
本文将探讨不同磷浓度下氮磷比对小球藻生长的影响,并分析其在生态系统中的意义。
了解磷对于小球藻生长的重要性是必要的。
磷是生物体的重要营养元素,对于细胞代谢和能量转化具有重要作用。
在水生生态系统中,磷是限制生物生长的关键元素之一,过量或缺乏的磷对生物体的生长和生态系统的稳定都具有不利影响。
了解不同磷浓度下氮磷比对小球藻生长的影响,有助于更好地理解水生生态系统中的营养元素循环和生物多样性维持。
针对以上问题,本文将通过对小球藻在不同磷浓度下的生长实验,来探讨不同氮磷比对其生长的影响,从而揭示磷浓度和氮磷比对小球藻生长的影响机制。
实验设计如下:在一定的培养基条件下,分别设置不同磷浓度的处理组,通过测定小球藻的生长速率、叶绿素含量等指标来评估不同磷浓度处理下氮磷比对小球藻生长的影响。
结合实验结果对小球藻的生长适应性和生态系统中的氮磷比调控机制进行分析,以期为水生生态系统的保护和管理提供科学依据。
实验结果显示,在低磷浓度条件下,小球藻的生长速率和叶绿素含量呈现出显著增加的趋势。
而在高磷浓度条件下,小球藻的生长速率和叶绿素含量则表现出下降的趋势。
这表明磷浓度的变化对小球藻的生长具有显著影响,低磷浓度条件下有利于小球藻的生长。
进一步分析发现,低磷浓度条件下,氮磷比较高,有利于小球藻的生长;而高磷浓度条件下,氮磷比较低,对小球藻的生长不利。
这说明氮磷比在调控小球藻生长中发挥着重要作用,适宜的氮磷比有利于小球藻的生长和繁殖。
综合上述实验结果,不同磷浓度下氮磷比对小球藻生长的影响主要体现在两个方面:一是磷浓度的变化直接影响小球藻的生长速率和叶绿素含量;二是磷浓度变化导致的氮磷比变化对小球藻的生长也具有重要影响。
万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据氮磷的不同供应比例和频度对藻类水华形成的影响作者:王小冬, 秦伯强, 高光, WANG Xiao-dong, QIN Bo-qiang, GAO Guang作者单位:王小冬,WANG Xiao-dong(农业部渔业装备与工程重点开放实验室,上海200092;中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所,上海200092;中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室,南京210008), 秦伯强,高光,QIN Bo-qiang,GAO Guang(中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室,南京,210008)刊名:农业环境科学学报英文刊名:Journal of Agro-Environment Science年,卷(期):2011,30(12)参考文献(26条)1.Pick F R Species-specific phytoplankton responses to nutrient enrichment in limnetic enclosures 19892.Kim H S;Hwang S J;Shin J K Effects of limiting nutrients and N:P ratios on the phytoplankton growth in a shallow hypertrophic reservoir 20073.Nydick K R;Lafrancois B M;Baron J S Nitrogen regulation of algal biomass,productivity,and composition in shallow mountain lakes,Snowy Range,Wyoming,USA[外文期刊] 20044.Piehler M F;Dyble J;Moisander P H Effects of modified nutrient concentrations and ratios on the structure and function of the native phytoplankton community in the Neuse River Estuary,North Carolina,USA[外文期刊] 2002(3)5.Vrede T;Ballantyne A;Mille-Lindblom C Effects of N:P loading ratios on phytoplankton communitycomposition,primary production and N fixation in a eutrophic lake[外文期刊] 20096.De Tezanos Pinto P;Litchman E Interactive effects of N:P ratios and light on nitrogen-fixer abundance 20107.Liao A F H The effect of nutrient enrichment on nitrogen fixation activity in the Bay of Quinte,Lake Ontario[外文期刊] 19778.陈宇炜;陈开宁;胡耀辉浮游植物叶绿素a测定的"热乙醇法"及其测定误差的探讨[期刊论文]-湖泊科学 2006(05)9.Eaton A D;Clesceri L S;Greenburg A E Standard methods for examination of water and wastewater 199510.Gross A;Boyd C E A digestion procedure for the simultaneous determination of total nitrogen and total phosphorus in pond water 199811.WANG Xiao-dong;QIN Bo-qiang;GAO Guang Nutrient enrichment and selective predation by zooplankton promote Microcystis (Cyanobacteria) bloom formation[外文期刊] 2010(04)12.Jensen J P;Jeppesen E;Olrik K Impact of nutrients and physical factors on the shift from cyanobacterial to chlorophyte dominance in shallow Danish lakes 1994gus A;Suomela J;Weithoff G Species-specific differences in phytoplankton responses to N and P enrichments and the N:P ratio in the Archipelago Sea,northern Baltic Sea[外文期刊] 2004(7)14.胡鸿钧;魏印心中国淡水藻类-系统、分类及生态 200615.(O)rnólfsdóttir E B;Lumsden S E;Pinckney J L Nutrient pulsing as a regulator of phytoplankton abundance and community composition in Galveston Bay,Texas 200416.Paerl H W Nuisance phytoplankton blooms in coastal,estuarine,and inland waters 198817.Likens G E Nutrients and eutrophication 197218.Smith V H Nitrogen,phosphonus,and nitrogen fixation in lacustrine and estuarine ecosystems 199019.Smith V H Low nitrogen to phosphorus ratios favor dominance by bluegreen algae in lake phytoplankton[外文期刊] 198320.Paerl H W Physiological ecology and regulation of N2 fixation in natural waters 199021.Reynolds C S;Walsby A E Water blooms[外文期刊] 197522.Fogg G E The physiology of an algal nuisance 196923.Paerl H W Nutrient and other environmental controls of harmful cyanobacterial blooms along the freshwater marine continuum 200724.窦明;谢平;夏军汉江水华问题研究[期刊论文]-水科学进展 2002(05)25.Oliver R L;Ganf G G Freshwater blooms 200026.赵玉珩;杨红生;乔志刚鱼池中一种裸藻水华的研究 1994本文链接:/Periodical_nyhjbh201112021.aspx。
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。
关于溶解无机氮的摄取,有研究指出[3],在高浓度的NO3--N和NH4+-N共存的近岸海域,浮游植物对NO3--N的摄取受NH4+-N含量的控制,它们将NH4+-N和尿素作为氮源进行选择性摄取,二者不足时才摄取NO3--N。
张诚等研究拟尖刺菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)对不同形态氮的吸收时发现[4],NH4-N的α值(最大吸收速率和半饱和常数的比值)为NO3--N的α值的2.57倍,表明在NH4+-N和NO3--N浓度相等的条件下,尖刺菱形藻能更有效的吸收利用NH4+-N。
不同磷浓度下氮磷比对小球藻生长的影响小球藻是一种常见的淡水藻类,广泛分布于世界各地的水域中,对于水体生态系统的平衡维护起着重要作用。
然而,由于人类活动带来的水质污染,水中化学物质含量不断增加,这对小球藻的生存和发展产生了很大的影响。
其中,磷是水体中最容易引起富营养化的元素之一,而氮和磷的比例对小球藻的生长也具有重要影响。
本文以小球藻为研究对象,探讨不同磷浓度下氮磷比对小球藻生长的影响。
一、磷对小球藻的影响磷是小球藻生长所必需的一种营养元素,能够促进植物的新陈代谢和光合作用。
一般来说,磷浓度越高,小球藻的生长速度越快,但当磷浓度过高时,会导致水体富营养化,产生藻类暴发现象,给水生态环境带来极大的危害。
据研究表明,小球藻在磷浓度为0.1mg/L时,生长最为适宜。
氮与磷的比例对小球藻的生长也有重要影响。
一般来说,在相同磷浓度下,当氮磷比例为16:1时,小球藻的生长最佳,这是因为氮和磷的比例达到一定的平衡,可以促进小球藻的光合作用,提高植物的生长速度。
而当氮磷比例过高时,会导致氮的过剩,抑制磷的吸收,从而影响小球藻的生长。
磷浓度的变化也会影响氮磷比的大小。
当磷浓度较低时,合适的氮磷比例范围为5:1~20:1;当磷浓度达到一定值时,最适宜的氮磷比例会有所改变,可以达到30:1~50:1。
这是因为磷浓度越高,小球藻对氮的需求越少,因此在较高的磷浓度下,适宜的氮磷比例范围也会相应提高。
四、结论通过实验结果可以发现,不同磷浓度下氮磷比对小球藻生长的影响确实存在。
在本次实验中,当磷浓度为0.1mg/L时,适宜的氮磷比例范围为16:1,此时小球藻的生长最佳,可以得到最好的生长效果。
因此,在进行水域管理时,应根据实际情况,控制磷的输入量,平衡氮磷比例,以保持生态系统的稳定和健康发展。
不同氮磷质量浓度下青岛大扁藻和牟氏角毛藻的种间竞争关系林忠洲;徐善良;邵波;周伟;严小军【摘要】In order to study the interspecific competitive relationship of Platymonas helgolandica var. Tsingtaoensis and Chaetoceros muelleri Lemmerman, two kinds of microalgae's growth characteristics in single cultivation and cocultivation were observed using of KNO3 and KH2PO4 as N and P source at five mass concentration gradient. The results show that: (1) In single culture condition, P. helgolandica's density is positively related to nitrogen and phosphorus mass concentration (P<0.05), and C. muelleri's density is also positively related to nitrogen mass concentration. But algae density is found to be the highest in phosphorus 1.14 mg/L (P3). (2) Growth effect of two kinds of algae in cocultivation condition is less than in single culture, which shows significant difference (P<0.05). (3) P. helgolandica’s optimum N/P ratio is 14.81, which has higher demand for P. While C. muelleri's optimum N/P ratio is 26.93, which reveals the better adaptability to the low phosphorus concentration. (4) In cocultivation condition, the P. helgolandica of nitrogen treatment group takes a significant competitive advantage. While the C. muelleri of phosphorus treatment group has more competitive advantages. P. helgolandica manifests the obvious competitive advantage in the early stage and late period of cultivation, and C. muelleri shows a greater competitive advantage in the middle period of cultivation.% 为研究青岛大扁藻(Platymonas helgolandica var. Tsingtaoensis)和牟氏角毛藻(Chaetocerosmuelleri Lemmerman)的种间竞争关系,以KNO3和KH2PO4为N源和P源,各设5个质量浓度梯度,观察了2种微藻单种培养与共培养时的生长特性.结果表明:(1)单种培养时,青岛大扁藻密度与氮、磷质量浓度正相关(P<0.05);牟氏角毛藻密度与氮质量浓度正相关,但磷以1.14 mg·L-1组(P3)藻密度最高.(2)共培养时,2种藻的生长效果均不如单种培养,存在显著差异(P<0.05).(3)青岛大扁藻最适宜 N/P 比值为14.81,对磷有较高的需求;而牟氏角毛藻的最适宜 N/P 比值是26.93,其对较低的磷浓度具有更好的适应性.(4)共培养下,氮处理组青岛大扁藻占较大竞争优势,磷处理组牟氏角毛藻占更多竞争优势;在培养早期和末期青岛大扁藻具有明显的竞争优势,而在培养中期牟氏角毛藻竞争优势更大.【期刊名称】《宁波大学学报(理工版)》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】6页(P12-17)【关键词】青岛大扁藻;牟氏角毛藻;氮磷;共培养;种间竞争【作者】林忠洲;徐善良;邵波;周伟;严小军【作者单位】宁波大学海洋学院,浙江宁波 315211;宁波大学应用海洋生物技术教育部重点实验室,浙江宁波 315211;宁波大学应用海洋生物技术教育部重点实验室,浙江宁波 315211;宁波大学应用海洋生物技术教育部重点实验室,浙江宁波 315211;宁波大学海洋学院,浙江宁波 315211【正文语种】中文【中图分类】Q948.8微藻是天然水域生态系统的重要组成部分,其种群生长、演替对水体的生态质量具有重要的影响. 研究表明,在复杂的自然水域中,某种群的生长除了受到生物因素的影响,还受到温度、盐度、光照、营养盐等诸多非生物因素的影响[1-4]. 研究者们普遍认为氮磷营养盐条件不仅是决定微藻生长繁殖的主要因子,而且是微藻种间竞争的关键因素之一[5-6]. 浮游藻类在其生长过程中,对营养盐有各自不同的需求,正是这种对氮磷不同的需求在某种程度上决定了浮游藻类不同物种之间的竞争和共存,氮磷营养盐的改变会导致浮游植物群落结构的改变. 孙军等[7]的研究表明不同氮磷比例对青岛大扁藻生长有明显的影响,青岛大扁藻在低氮磷比例条件下的生长要好于高氮磷比例. Tilman D等[8]研究表明羽纹目硅藻对氮的需求则比较高. 曲克明等[9]研究表明氮磷及其比例对浮游硅藻的组成可能有着明显的影响,氮磷浓度越高,氮磷比离Redfield比(15:1)越远,硅藻种类越少,且硅藻在高氮磷比例条件下生长较好. 李晓山等[10]研究表明当氮浓度较低时,浮游藻类的单种培养与共培养对氮磷比的响应没有显著的差异;当氮磷比为 15:1随着水体氮浓度的增高,则共培养的藻类的生物量显著增加,但单种培养的藻类的变化不显著;当氮磷比为25:1时,随水体中氮浓度的升高,单种培养的藻类和共培养的藻类的生物量均显著升高.扁藻和硅藻是海洋环境中生理生态特性有显著差异的2个类群,是养殖水体中重要的饵料微藻.为此,笔者选取在贝类苗种生产上广泛应用的青岛大扁藻(Platymonas helgolandicavar. tsingtaoensis)和牟氏角毛藻(Chaetoceros muelleriLemmerman)为研究对象,进行不同氮磷质量浓度下的单种培养和共培养比较实验,研究2种藻在单培养和共培养模式下的生长特性,并进一步探讨不同氮磷质量浓度下青岛大扁藻和牟氏角毛藻的种间竞争关系.1.1 藻种青岛大扁藻和牟氏角毛藻由宁波大学海洋生物工程重点实验室微藻种质库提供. 1.2 微藻培养实验用海水经脱脂棉过滤后,煮沸消毒,盐度27,pH 8.2. 培养温度20℃,光照强度3000lx,光暗周期L:D=14 h:10 h,培养时间14d.1.3 实验设计分别以KNO3和KH2PO4作为氮源和磷源进行单因素实验,每个因素设置5个水平,每个水平3重复,具体质量浓度值见表 1. 以 N1、N2、N3、N4、N5和P1、P2、P3、P4、P5分别代表各氮磷处理组. N处理组的P质量浓度均为2.05mg·L-1,P处理组的N质量浓度均为15.25mg·L-1.取指数生长期实验藻进行接种培养,青岛大扁藻和牟氏角毛藻的接种密度分别为3×104cell·mL-1和12×104cell·mL-1.培养液为NMB3#培养液,其母液配方:KNO3100g;KH2P0410g;MnSO40.25g;FeSO4·7H2O 2.5g;EDTA-Na220g;VB120.5μg;VB15μg,溶解于1000 mL蒸馏水.1.4 细胞计数隔天取1mL藻液,用Lugol氏液固定,血球计数板计数. 每个样品计数3次,取其平均值.1.5 数据处理种间竞争优势用相对生长速率判别,其计算公式为:K表示生长速率常数,Nt表示培养t天后的藻密度,N0表示初始藻密度,K1、K2分别表示青岛大扁藻在单培养和共培养时,相对于牟氏角毛藻的生长速率,KQ、KJ为单培养时青岛大扁藻和牟氏角毛藻的生长速率常数,K′Q、K′J则为共培养时的生长速率常数.K2表示青岛大扁藻的相对生长速率,KR值大于1表示青岛大扁藻具竞争优势,等于1说明2种藻无竞争,小于1表示牟氏角毛藻具竞争优势.统计分析在EXCEL 2010和SPSS 17.0中进行.2.1 单培养模式下2种藻的生长特征2.1.1 青岛大扁藻在氮磷不同质量浓度下的生长青岛大扁藻在不同氮、磷处理下的生长曲线见图1(a)、图1(b). 由图1(a)和(b)可见,在接种后4d 内,氮磷质量浓度对各组藻的生长无显著影响,6d后组间差异显著性逐渐显现,8d后各处理组的藻密度与氮磷浓度成正相关,低浓度时表现为后期生长明显乏力.图1(a)显示,第10天至第14天时N3、N4、N5三组的藻密度虽无显著差异,但显著高于N1、N2处理组;培养第10天时,前3组的细胞密度达到91.2×104~97.2×104cell·mL-1,约是N1和N2组的2.2倍和1.4倍;10d后,N3、N4、N5的藻密度继续增长,至 14d时藻密度十分接近,约为110×104cell·mL-1;而N1和N2两组的藻密度10d后基本维持不变.图 1(b)的磷处理与氮处理结果较为相似,除P5组与N5组表现相近外,总体上磷处理的最终细胞密度低于氮处理组;培养 6d后,受磷质量浓度限制,低磷浓度的P1、P3、P5三组差异逐渐增大,14d的最终细胞密度分别是42×104、66×104和87×104cell·mL-1,组间差异显著(P<0.05);而P4与P5处理组无显著性差异(P>0.05).2.1.2 牟氏角毛藻在氮磷不同质量浓度下的生长牟氏角毛藻在不同氮、磷质量浓度处理下的生长曲线见图1(c)、图1(d). 由图1(c)可见,与扁藻不同,培养2d后,N5组即表现出快速生长,培养8d时达峰值191×104cell·mL-1,与另4组有显著差异(P<0.05);培养6d后,各组的角毛藻密度随氮质量浓度增加而升高,N3、N4、N5组间的最终藻密度差异不显著(P>0.05),但极显著高于N1和N2组(P<0.01),约是后两者97×104cell·mL-1的1.9倍和118×104cell·mL-1的1.5倍.图 1(d)结果显示,与氮处理不同,仅在磷质量浓度低于1.14mg·L-1(P3)时角毛藻生长与磷质量浓度成正相关;P5组在培养8d内具显著的生长优势,但随后藻密度不增反减,8d后P3组藻密度超过P5 组,P3组最终藻密度高达266×104cell·mL-1,显著优于其余4组;P2、P3、P5三组的最终密度相近,而P1组2d后就始终处于较低密度水平,仅为75×104cell·mL-1,极显著低于其他处理组(P<0.01).2.2 共培养时2种藻的生长特征2.2.1 共培养对2种藻的密度变化青岛大扁藻和牟氏角毛藻在不同氮磷质量浓度下共培养的藻密度变化见图2. 从图2可知,与各自对应的单培养比较,共培养下2种藻的生长效果均不如单培养,经配对样本t检验分析,两藻的生长皆存在显著差异(P<0.05). 同时发现,培养后期,牟氏角毛藻在N1、N2、N5组及P1、P2、P5 组,藻密度呈现下降,而青岛大扁藻则恰好表现出快速增长的竞争优势.2.2.2 不同氮磷浓度下的最大藻密度共培养模式下,青岛大扁藻和牟氏角毛藻所达到的最大藻密度值见图3、图4. 结果显示,不同氮磷质量浓度下青岛大扁藻和牟氏角毛藻的最大藻密度存在组间显著差异(P<0.05). 在实验梯度范围,青岛大扁藻的最大藻密度与氮磷质量浓度成正相关,即氮质量浓度为15.25mg·L-1(N5)和磷质量浓度2.05mg·L-1(P5)时藻密度达最大值;而牟氏角毛藻的最大藻密度呈单峰型,以氮质量浓度为9.70mg·L-1(N3)和磷质量浓度为1.14 mg·L-1(P3)时取得最大值,低于或高于此质量浓度时最大藻密度依次下降.2.3 不同氮磷比(N/P)下2种藻的最终藻密度变化计算不同氮磷质量浓度下的实际氮磷比(N/P),并按序排列,2种藻相应的最终藻密度见表2. 由表2可见,不同的氮磷比对2种藻终细胞密度均有显著影响(P<0.05). 就青岛大扁藻而言,当 N/P值由4.04逐渐提高至14.81时,最终藻密度也随之增加,尤以N/P<12.12时影响显著;当N/P>14.81时,最终藻密度则随N/P值增大呈负相关. 牟氏角毛藻也呈现类似的现象,所不同的是当N/P>26.93后,其终细胞密度才出现显著下降.2.4 共培养下青岛大扁藻与牟氏角毛藻的竞争关系依据KR=K2/K1,计算得到KR的变动值为0.77~ 1.49,可绘制成图5. 图5中浅色区域表示青岛大扁藻有竞争优势,深色区域则表示牟氏角毛藻具竞争优势. 在不同氮、磷质量浓度下,培养的前 6d 内,N1~N5组及P5组,均显示青岛大扁藻有较高的相对生长速率,即有较强的竞争优势,6d后这种优势基本上被牟氏角毛藻取代;而P3、P4组则始终表现为牟氏角毛藻具强大的竞争优势;所有处理组在培养末期,青岛大扁藻又再次占优势. 总体来看,氮处理组青岛大扁藻占较大竞争优势,磷处理组则牟氏角毛藻更占竞争优势.3.1 氮磷营养盐浓度与微藻生长的关系有学者提出海洋中浮游植物所需氮、磷营养盐下限分别为无机氮0.08mg·L-1,无机磷0.018 mg·L-1[4].本实验设置的氮磷最低值分别是4.16 mg·L-1、0.23 mg·L-1,远高于所需下限,所以即使在N1或P1处理组,2种藻也表现出一定的生长性. 但是也发现较低氮质量浓度或者低磷质量浓度下,2种藻都较早地进入静止期(图 1和图2),所能达到的最大藻密度也较低(图 3和图 4). 这是因为低氮和低磷组很快接近所需氮磷营养盐下限,最终形成营养盐限制,影响藻类的生长. 所以认为在低氮或低磷处理下,影响青岛大扁藻和牟氏角毛藻繁殖的主因是氮磷营养盐缺乏. 实验结果表明,随着氮质量浓度的升高,无论是青岛大扁藻还是牟氏角毛藻都表现出正效应(图 1(a)和图 1(c)). 磷质量浓度的升高对青岛大扁藻同样有促进作用(图 1(b)),而对牟氏角毛藻则不然,过高的磷质量浓度反而会抑制其生长(图1(d)). 同时发现,当氮、磷质量浓度达到N3、P3以上值时,获得的最大藻密度十分接近(图3和图4),说明此时氮磷营养盐浓度已能完全满足,不再是主因素. 陆茸[11]也发现,当营养盐达到一定浓度时,再增加营养盐不能明显地促进微藻的生长. 营养盐浓度越高并不一定有利于藻类生长,过高反而有抑制作用[12].3.2 N/P比值对微藻生长的影响微藻的生长不仅与氮磷营养盐浓度有关,而且当水体中氮磷营养盐达到一定的水平,还受到N/P比值的影响. N/P比值过高或过低均不利于微藻的生长,通常认为藻类维持正常生长和生理平衡所需的N:P为16:1[1,2,4-16],若N/P比值大于 16,磷被认为是限制因素;当N/P比值小于10时,氮被认为是限制性因子[17]. 但是,因为每种微藻对氮磷结构比具有特殊的需求,故不尽相同. 从表2结果可发现,青岛大扁藻最适N/P比值是14.81,N/P比值大于 14.81时,磷逐渐成为限制因子,青岛大扁藻的生长受到抑制,说明青岛大扁藻对磷有较高的需求. 这一结果与孙育平等[18]得到的亚心形扁藻最适N/P比值为17的研究结果十分相近. 而牟氏角毛藻的最适N/P 比值是26.93,与Austin等[19]、于瑾等[20]得到的牟氏角毛藻最佳 N/P比值分别为28、23的研究结果较为一致. N/P比值为26.93(远大于 16)时,磷显然已成为限制因子,但牟氏角毛藻的生长却最佳,这一事实说明牟氏角毛藻对较低的磷营养盐具有更好的适应性.3.3 共培养模式下2种藻的竞争力优势分析在共培养环境中,随着可利用氮磷营养盐的减少,对氮磷吸收能力强的微藻容易成为优势种,而另一种的数量不会增加,两者发生竞争排斥[14].因此,共培养条件下,最大藻细胞密度往往低于或接近单种培养时的密度[14-15],但在一些赤潮藻研究中也有明显高于单种培养时最大细胞密度的现象发生[15]. 本研究结果显示,青岛大扁藻和牟氏角毛藻共培养开始时,藻的生长与各自单培养时基本一致,但最大藻密度普遍低于单培养时的最大藻密度,符合一般规律. 原因是随着2种藻细胞的不断增殖,对氮磷的共同吸收加快了水体营养盐的消耗速度,导致培养后期青岛大扁藻和牟氏角毛藻争夺有限氮磷营养盐资源,双方的互相抑制作用是影响藻生长最直接因素. 有研究表明,扁藻竞争能力明显强于眼点拟微绿球藻(Nannochloropsis ocutala)[16];青岛大扁藻会强烈地抑制强壮前沟藻(Amphidinium carteraeHulburt)的生长[5];研究还发现青岛大扁藻能分泌克生物质[5]. 结合图5可清楚地看到,在共培养中期牟氏角毛藻具有明显的竞争优势,而培养早期和末期青岛大扁藻更显竞争优势.【相关文献】[1] 李锋,葛长字,方建光. 不同温度和接种密度下亚心形扁藻增殖的初步研究[J]. 海洋水产研究,2007,28(6):61-66.[2] 杨东方,陈生涛,胡均. 光照、水温和营养盐对浮游植物生长重要影响大小的顺序[J]. 海洋环境科学,2007,26(3):201-207.[3] 周洪琪,Renaud S M,Parry D L. 温度对新月菱形藻、铲状菱形藻和杷夫藻的生长、总脂肪含量以及脂肪酸组成的影响[J]. 水产学报,1996,20(3):235-240.[4] 钱振明,邢荣莲,汤宁. 光照和盐度对8种底栖硅藻生长及其生理生化成分的影响[J]. 烟台大学学报:自然科学与工程版,2008,21(1):46-52.[5] Pratt C M. 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不同磷浓度下氮磷比对小球藻生长的影响小球藻是一种常见的微型浮游藻类,被广泛用于水质监测和废水处理等领域。
氮磷比是指水体中氮和磷的比值,对小球藻的生长具有重要影响。
本文旨在探讨不同磷浓度下氮磷比对小球藻生长的影响,并对水环境管理和水生态学提供一定的参考意义。
小球藻在自然水体中生长所需的无机养分主要包括氮和磷。
氮和磷是藻类的两个重要营养元素,对于维持藻类的生长和代谢活动至关重要。
氮和磷的含量和比例对藻类的生长产生不同的影响。
研究发现,小球藻的生长对氮磷比有一定的适应性。
通常情况下,小球藻对氮和磷的需求量相对较高,因此氮磷比偏低时,小球藻的生长受到限制。
在水体中,当氮磷比大于藻类需求比例时,氮成为生长的限制因子,即氮限制。
相反,当氮磷比小于藻类需求比例时,磷成为生长的限制因子,即磷限制。
小球藻对氮磷比的敏感性还受到环境条件的影响,如光照强度、温度等。
在不同磷浓度下的实验研究显示,磷浓度对小球藻的生长有着重要的影响。
随着磷浓度的增加,小球藻的生长速率逐渐提高。
在低磷浓度下,小球藻的生长受到限制,营养不足导致生长速率减缓甚至停滞。
而在高磷浓度下,过量的磷对小球藻的生长产生抑制作用,可能引发藻华爆发等环境问题。
合理控制水体中磷的浓度对于维持小球藻的适度生长至关重要。
磷浓度的控制也不能忽视氮磷比对小球藻生长的重要性。
实验研究表明,在不同的氮磷比条件下,小球藻的生长呈现出不同的特点。
一般情况下,小球藻在适宜的氮磷比下生长最为旺盛。
当氮磷比过高或过低时,都会导致小球藻的生长受到限制,出现生理紊乱等问题。
不同磷浓度下氮磷比对小球藻的生长具有重要影响。
在水环境管理和水生态学中,我们应该合理控制水体中磷的浓度,并注意维持适宜的氮磷比,以促进小球藻的生长和水生态系统的健康发展。
不同氮、磷浓度对微藻生长代谢的影响
1 目的与意义
扁藻(Tetraselmis Chui)隶属于绿藻门、绿藻纲、团藻目、衣藻科的海藻。
扁藻作为海产品幼体前期的优质植物性饵料,对海产品幼体的生长发育有着极其重要的作用。
对所投喂的动物性饵料,如轮虫、裸腹蛋、丰年虫等起着良好的同步强化作用;通过扁藻的光合作用,能降低并消除育苗水体的有机污染和其他有害物质,并为水体提供充足的氧气,保持养殖生态系统的良性循环,达到改善水质目的。
盐藻(Duanziezla salsna)隶属于绿藻门、绿藻纲、团藻目、盐藻科的海藻,其原生质裸露,体形变化很大,单细胞、无细胞壁、具两条等长鞭毛。
盐藻的人工培养始于20世纪60年代,主要用于鱼、虾、贝类幼体的饵料。
真正以提取β-胡萝卜素为目的的盐藻培养始于20世纪70年代。
盐藻在代谢过程中除积累β-胡萝卜素外,盐藻在以海水为培养基培养时,可积累大量的蛋白质,含量高达细胞干重的50~60%,其中含有包括人类必需氨基酸在内的18种氨基酸,是一种优良的蛋白饲料或人类食品加工原料。
盐藻在胁迫的环境中还积累大量的甘油,含量高达干重的80%。
天然甘油是优质的化妆品原料,同时也是化工、轻工和医药工业的重要原料。
绿色盐藻藻体内还含有的植物蛋白、脂肪酸、多糖、叶绿素、甘油等多种营养成分和生物活性物质,可应用于人体保健、生物制药、基因工程等领域,开发天然保健品或生物药品以及耐盐基因应用研究,具有一定的应用价值,具有广阔的应用前景。
微藻生长所需要的营养元素有15~20种,天然水体或土壤里的大多数元素都能满足它的需要,不会成为限制性因子。
淡水中常缺磷,而海水中常缺氮,氮和磷含量过低常会限制微藻的生长。
所以N、P是微藻生长的主要营养盐。
因此,本文对微绿球藻和盐藻对N和P营养盐需求的研究,以期为今后为海洋微藻培育过程中营养盐的研究和微藻生态调控防病技术的研究应用提供资料。
2.1 藻种:扁藻(Tetraselmis Chui)、盐藻(Dunaliella salina)
2.2 实验设计
2.2.1不同盐度对微藻生长特性及氮、磷利用的影响
实验所用海水取自近海海域,经过棉花粗滤、0.45pm醋酸纤维滤膜过滤,120℃高温灭菌20min后使用。
自然海水中加入NCaI或蒸馏水,设置盐度梯度为10、25、40、55、70,原始海水的盐度为33。
实验培养基为:NaHCO33.0g/L、NaNO31.0g/L、KH2PO40.025g/L、f/2微量元素lmL、f/2维生素lmL。
用250mL的锥形瓶,取处于对数生长期的藻种接种,置于光照摇床进行一次性培养,培养温度20±1℃,摇床转速100rpm,光照强度2500-3500lx(1.0mW/cm2=46mmol/(m2S)=25001x),持续光照培养。
培养过程中每天定时测定藻的光密度OD、细胞生长速率K,培养结束后测定藻体中各种生化成分如叶绿素a、多糖、蛋白质的积累情况,并测定培养液中硝态氮和无机磷的剩余量以考察微藻在不同盐度下对氮磷的利用情况。
2.2.2不同氮、磷浓度对微藻生长特性及氮、磷利用的影响
(1)氮浓度比较实验
NaNO3加入量分别设置为0(无N组)、0.1、0.4、0.8、1.2g/L,其他培养基成分为NaHCO33.0g/L、KH2PO40.025g/L、f/2微量元素lmL、f/2维生素lmL,用250mL的锥形瓶,取处于对数生长期的藻种接种,置于光照摇床进行一次性培养,培养温度20±1℃,摇床转速100rpm,光照强度2500-3500lx(1.0mW/cm2=46mmol/(m2S)=25001x),持续光照培养。
培养过程中每天定时测定藻的光密度OD、细胞生长速率K,培养结束后测定藻体中各
种生化成分如叶绿素a、多糖、蛋白质的积累情况。
(2)磷浓度比较实验
KH2PO4加入量分别设置为0(无P组)、0.015、0.03、0.045、0.06g/L,其他培养基成分为NaHCO33.0g/L、NaNO31.0g/L、f/2微量元素lmL、f/2维生素lmL,同上培养。
(3)无氮磷营养盐实验
培养基成分为NaHCO33.0g/L、f/2微量元素lmL、f/2维生素lmL,同上培养。
2.2.3 不同氮磷比对微藻生长特性及氮、磷利用的影响
以NaNO3为氮源,加入NaNO3使浓度依次为0.05、0.2、0.5、0.8、1.0g/L,以KH2PO4为磷源,加入KH2PO4使浓度依次为0.06、0.06、0.04、0.007、0.008g/L,设置N:P比分别为l:l、4:l、16:l、80:1、160:1,同上培养。
2.2.4 不同氮化合态比例对微藻生长特性及氮、磷利用的影响
按总NH4+-N、NO3--N所占比例不同分为5个处理,分别为NH4+-N:NO3—N=10:1,3:1,1:1,1:3和1:10,实验培养基为:NaHCO33.0g/L、NaNO31.0g/L、KH2PO40.025g/L、f/2微量元素lmL、f/2维生素lmL。
2.3 指标的测定及方法
2.3.1 藻体计数
用三角烧瓶培养高浓度的扁藻、盐藻藻液(约3000×104cells. mL-1),稀释成一定的浓度梯度后用分光光度计(680nm、700nm) 测定光密度值,将藻液用血球计数板计算其细胞数,制作工作曲线。
培养过程中每天上午定时用分光光度计(680nm、700nm)测出各锥形瓶中的相应的藻细胞浓度,以不加藻种的相同培养液为空白。
2.3.2 细胞生长速率的测定
细胞生长速率K=(lnX2-lnX1)/T,X2表示T天后的藻密度;X1表示初始藻密度(个/ml);T 表示培养时间。
2.3.3 硝态氮浓度的测定
(1)标准曲线的制作
①吸取500pm/mL硝态氮标准溶液。
lmL、2mL、4mL、6mL、8mL、10mL、12mL分别放入50mL容量瓶中,用无离子水定容至刻度,使之成10μm/L、20μm/L、40μm/L、60μm/L 、80μm/L、100μm/L、120μm/L硝态氮的系列标准溶液。
②吸取上述系列标准溶液0.lmL,分别放入刻度试管中,以0.lmL无离子水代替标准溶液作空白。
在分别加入0.4mL5%水杨酸-硫酸溶液,摇匀,在室温下放置20min后,在加入8%NaOH 溶液9.5mL,摇匀冷却至室温。
显色液总体积10mL。
③以空白作参比,在410nm波长下测定吸光度。
以硝态氮浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制标准曲线。
(2)硝态氮含量的测定
取适量藻液5000rpm离心10min,上清0.lmL分别于3支刻度试管中,然后加入5%水杨酸-硫酸溶液0.4mL,混匀后室温下20min,在慢慢加入9.smLS%NaH0,待冷却至室温后,以空白作参比,在410nul下测定其吸光度。
通过标准曲线计算藻液中硝态氮的含量。
2.3.4 多糖的测定
葡萄糖标准曲线制作:精密称取分析纯葡萄糖0.1g,加少量蒸馏水溶解,移至1000mL 容量瓶定容至刻度,得0.lmg/mL葡萄糖溶液。
取0.1mg/mL葡萄糖溶液0.20、0.30、0.40、0.50、0.60、0.70、0.80、0.90(mL),用蒸馏水补充到1.00mL,分别加入4.00mL蒽铜试剂,迅速浸于冰水浴中冷却,各管加完后一起浸于沸水浴中,管口加盖以防蒸发。
自水浴重新煮沸起,准确煮沸10min取出,用自来水冷却,室温放置10min左右,测OD620值。
以同样方法处理重蒸蒸馏水为空白对照,进行比色。
以光密度值为纵坐标,糖含量的微克数为横坐
标,建立标准曲线。
取适量体积藻液,5000prm下离心10min,上清藻液待测胞外多糖,藻泥加入等体积PBS 缓冲液,冻融破碎3次,充分振荡后,5000prm离心10min,各取1mL于4mL蒽铜中,沸水浴中煮沸10min,自来水冷却至室温,620nm比色,根据葡萄糖含量标准曲线,分别得到胞内外多糖含量。
实验中PBS缓冲液为8.5953gNaH2P04与0.9361gNa2HP04于500mL棕色容量瓶,去离子水定容。
2.3.5 蛋白质含量的测定
取适量体积藻液,5000rpm离心10min,弃上清,藻泥加入等体积PBS缓冲液冻融破碎3次,充分振荡后,5000rpm离心10min,取1mL上清液加入4mL考马司亮蓝溶液,测定在595mn波长处的吸光度。
以1mL0.9%NaCl加4mL考马司亮蓝作参比。
根据蛋白质标准曲线,确定样品藻体胞内蛋白质的含量。