大型海藻对氮磷吸收能力的初步研究

实验选取了经济价值较高、生态特征较为明显且研究较为深入的三种大型海藻:海带(Laminaria japonica Aresch)、鼠尾藻(Sargassum thunbergii)和龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)作为实验材料,在模拟自然环境条件(14℃、1500lx)和适宜的氮、磷浓度(50μmol/L、5μmol/L)下,研究其在72h内对氮、磷的吸收能力。实验数据测得,海带、鼠尾藻和龙须菜对氨氮吸收速率分别为0.397μmol/g·h、0.317μmol/g·h和0.300μmol/g·h,吸收效率为66.3%、53.6%和51.2%;对磷的吸收速率分别为0.036μmol/g·h、0.030μmol/g·h和0.033μmol/g·h,吸收效率为65.2%、55.7%和58.8%。结果表明,三种海藻对氮、磷均有明显的吸收效果,吸收能力顺序为:海带>龙须菜>鼠尾藻。     

溶解无机氮加富对海带养殖水体无机碳体系的影响

通过室内模拟实验,研究了在海带养殖水体中添加不同浓度的无机氮(NO-3-N和NH+4-N)对海水无机碳体系的影响。结果表明,无机碳体系各组分的变化趋势与无机氮添加浓度和无机氮形态有关。当NO-3-N和NH+4-N浓度范围分别在(4.73~52.78)μmol/L和(2.56~34.66)μmol/L时,DIC、HCO-3和pCO2均随着营养盐浓度的增加呈下降趋势,其中以NO-3-3和NH+4-3组变化最为明显,均达到最低值,分别为2 054、2 112μmol/L,1 776、1 869μmol/L,86、114μatm;而当NO-3-N和NH+4-N浓度范围分别为(52.78~427.29)μmol/L、(34.66~268.33)μmol/L时,DIC、HCO-3和pCO2随着营养盐浓度的增加,其下降幅度逐渐减弱,但实验结束时DIC、HCO-3和pCO2仍低于对照组。NO-3-N对海带养殖水体无机碳体系的影响较NH+4-N明显,加NO-3-N组对水体的固碳能力显著高于加NH+4-N组。当NO-3-N和NH+4-N浓度分别为52.78μmol/L、34.66μmol/L时,海带的光合固碳能力达到最大,过高或者过低均会降低海带对水体无机碳的吸收固定。     

氮素营养对龙须菜生长及其各部附生菌组成的影响

分别采用低(<5 μmol/L)、中(20 μmol/L)、高(100 μmol/L)3种浓度的氮盐(NO3-N∶NH4-N＝1∶1)对龙须菜进行培养.结果发现龙须菜在3种氮盐浓度中的生长速率起初均呈上升趋势,随着培养时间的延长,均会下降并且最后出现相对稳定的状况;但三者比较,龙须菜的生长速率是高>中>低.不同浓度的氮盐对藻红素的含量影响较大,但对叶绿素含量基本无影响.与此同时发现,不同的氮浓度下龙须菜表面附生菌的组成随时间的增长而产生差异,且不同部位的龙须菜附生菌的组成也有所不同.     

光照强度和营养盐对海带幼苗释放溶解有机碳的影响

为了探究光照与营养盐对海带(Saccharina japonica)幼苗释放溶解有机碳(DOC)的影响,测定了不同光强[0、83、165和250 μmol photons/(m2·s)]和不同营养条件下(氮加富、磷加富、氮磷加富和自然海水)海带幼苗DOC的释放速率。结果显示,自然海水条件下,海带幼苗DOC释放速率与光照呈正相关性(P<0.05),光照250 μmol photons/(m2·s)时达到最高,为(24.31±5.84) μmol/(g·h),约为黑暗条件的4倍左右。单一氮加富、磷加富对海带幼苗释放DOC无显著影响,其释放速率分别为(23.04±4.23)和(18.18±4.59) μmol/(g·h)。氮磷共同加富显著提升了海带幼苗DOC释放速率,其释放速率为(37.15±6.77) μmol/(g·h),约为自然海水条件下的3倍。海带幼苗释放DOC很可能同时受“溢出”与“扩散”两种调节机制影响。在寡营养条件下,“溢出”机制占主导,表现为与光照正相关,释放物质相对分子量较高;在富营养条件下,“扩散”机制占主导,表现为受氮、磷营养盐整体水平调节,释放物质相对分子量较低。     

对虾养殖中后期虾塘沉积物的硝化与反硝化作用

2009年7～8月,通过使用乙炔抑制技术对对虾养殖池塘的投饵区和非投饵区沉积物硝化与反硝化速率进行了测定,并同时用气相色谱法测定了虾塘表层N2O浓度.结果表明,虾塘沉积物硝化、反硝化和硝酸盐还原速率分别为10.70～337.47 μmol/m2·h、1.10～17.92 μmol/m2·h、0.090～7.48 mmol/m2·h,虾塘表层N2O浓度为5.98～10.90 nmol/L,海-气交换通量为1.76～3.89μmol/m1·d.虾塘硝化与反硝化作用较为复杂,不仅存在着显著的区域性差异,而且呈现出明显的养殖季节变化特征,其中8月中旬硝化与反硝化速率达到最高值,而在整个养殖季节,投饵区硝化速率约为非投饵区的2～10倍,反硝化速率约为非投饵区的1～4倍.反硝化作用在虾塘生态系统的氮循环中扮演着重要角色,其日无机氮去除量为2.80 g/d,占虾塘无机氮总输入的2.34%,占总输出的2.56%.     

黄海北部刺参养殖池塘水环境营养盐周年变化情况的初步研究

2009年10月至2010年10月,对辽宁省大连市庄河地区3口刺参(Stichopus japonicus)养殖池塘的氮(N)、磷(P)、硅(Si)营养盐进行了初步调查。结果表明,3口池塘全年平均总溶解无机氮(DIN)浓度为17.36μmol/L,硝酸盐(NO-3-N)与DIN的变化趋势基本一致,年均值为12.61μmol/L,亚硝酸盐(NO-2-N)年均值为1.61μmol/L,氨氮(NH+4-N)年均值为3.14μmol/L,磷酸盐(PO-34-P)与硅酸盐(SiO-23-Si)年均值分别为0.40μmol/L和19.76μmol/L。氮磷比(N/P)年均值为61.41,其中冬季和春季明显高于其它季节。硅氮比(Si/N)年均值为2.08,冬季和春季均小于1,其他季节均大于1;硅磷比(Si/P)年均值为50.12。3口刺参池塘各项指标差异不大,变化趋势基本一致。     

低温对两种单胞藻光合放氧和呼吸耗氧速率的影响

采用改良后的黑白瓶法测定了蛋白核小球藻和裸甲藻在低温下的光合放氧和呼吸耗氧速率。研究结果表明,低温条件下蛋白核小球藻和裸甲藻仍具有一定的光合放氧能力。在光照度为2100lx,温度为-1℃时,蛋白核小球藻和裸甲藻叶绿素a光合放氧速率分别为(30.78±2.18)μmol/(mg·h)和(11.92±0.97)μmol/(mg·h);呼吸耗氧速率分别为(2.30±1.49)μmol/(mg·h)和(2.34±0.85)μmol/(mg·h)。在-1～4℃,2种单胞藻的净光合放氧速率和呼吸耗氧速率随温度变化的曲线基本相似,均随温度升高呈指数增长,但其增长幅度随种类不同而有较大差异。     

巨藻幼苗光合、呼吸作用的初步研究

为了研究巨藻幼苗发育及生理生态适应性规律,以巨藻配子体为材料,研究光照周期(10 L∶14 D、12 L∶12 D、14 L∶10 D、16 L∶8 D)对配子体采苗的影响;以光照强度、温度、营养盐浓度3种环境因子设置单因素实验,研究其对巨藻幼苗(0.5~1 cm)的表观光合速率(Pn)、暗呼吸速率(Rd)及相对生长速率(relative growth rate,RGR)的影响,并进行上述3因素对RGR的正交实验。结果显示:(1)10 d后显微观察发现,长光照周期(14 L∶10 D、16 L∶8 D)下采苗效果较好,配子体大量发育为孢子体。(2)光强为70μmol/(m2·s)、温度为13℃和氮营养盐浓度为2 mg/L(N/P=10∶1,下同)的条件下幼苗的RGR较大,表观光合速率较强。90μmol/(m2·s)光强组的幼苗生长受到抑制,其RGR显著小于其他实验组。10℃组的RGR显著小于13℃(P0.05)。氮营养盐浓度上升到8 mg/L,RGR显著降低。(3)随着营养盐浓度的增加,幼苗的表观光合速率、暗呼吸速率整体呈现上升趋势,0.2 mg/L组的Pn显著小于6 mg/L、8 mg/L组,且Rd与其他组差异性显著(P0.05)。(4)相同光强下,温度升高,Pn随之降低,在40~80μmol/(m2·s),10℃、13℃组与16℃、19℃组的Pn差异性显著。经正交实验验证,适宜巨藻幼苗培养条件为光照强度40~70μmol/(m2·s)、温度13℃、氮营养盐浓度2 mg/L。     

温度、盐度和光照强度对鼠尾藻氮、磷吸收的影响

在实验室条件下,研究了不同的温度和盐度组合,温度和光照强度组合对鼠尾藻(Sargassum thunbergii)氮、磷吸收速率的影响.结果表明,上述3个环境因子对鼠尾藻氮、磷吸收速率均有显著影响.其中,温度和盐度对鼠尾藻氮、磷吸收速率有极显著影响(P<0.01),二者交互作用也极显著(P<0.01).在盐度20、温度25℃条件下和盐度30、温度30℃条件下,鼠尾藻对氮有较高吸收速率,分别为11.26μmol/[g(dw)·h]和11.01 μmol/[g(dw)·h];在盐度40、温度15～30℃范围内对磷的吸收速率较大,达到1.5μmol/[g(dw)·h]以上.温度和光照对鼠尾藻氮、磷吸收速率均有极显著影响(P<0.01),二者交互作用极显著(P<0.01).在温度15℃和光照强度140～180μE/(m2·s)以及温度20～25℃和光照强度60～100 μE/(m2·s)条件下,鼠尾藻对氮有较高吸收速率,均在9.60 μmol/[g(dw)·h]以上;在温度25℃和光照强度60μE(m2·s)条件下,鼠尾藻对磷的吸收速率达到最大,为1.30 μmol/[g(dw)·h].本研究结果表明,鼠尾藻总体上对水体中的氮、磷均具有较高的吸收速率,且能较好地同时吸收NH4+-N和NO3--N,显示了它对海水环境中营养盐具有较强的吸收能力.     

碳源和氮源加富对脆江蓠生长及生化组分的影响

在实验室条件下研究了碳源(添加CO2)和氮源(添加Na NO3)加富对大型海藻脆江蓠(Gracilaria chouae)生长及其生化组成的影响。设置碳源加富(800μL/L CO2)和对照(400μL/L CO2)2个碳源处理组,氮源加富(100μmol/L、300μmol/L和500μmol/L 3NO?-N)和对照(10μmol/L3NO?-N)4个氮源处理组,每个处理3个重复。实验共进行10 d,测定不同处理组藻体的生长及可溶性总糖(SS)、可溶性蛋白质(SP)、藻红蛋白(PE)、叶绿素a(Chla)、总碳(TC)和总氮(TN)含量的变化。结果表明,碳源和氮源加富都会促进脆江蓠的生长,在800μL/L CO2和100μmol/L 3NO?-N处理组,脆江蓠的瞬时生长率(SGR)最大(11.70%/d);高浓度CO2会降低藻体SP、PE和Chla的含量,但提高了SS的含量;随着硝态氮浓度的增大,PE和SP含量逐渐增加,而SS含量逐渐降低,Chla含量没有明显变化。藻体的TN含量随着硝态氮浓度的增加而逐渐提高,而TC和C/N比值则呈现逐渐降低的趋势,并且藻体的TN和TC含量呈现出显著的负相关关系(P0.05)。本实验证实添加碳、氮会引起脆江蓠生长和生化组成的变化,但其能耐受较高的CO2浓度和氮浓度。