真江蓠对氨氮去除效率与吸收动力学研究

以真江蓠(Gracilaria asiatica)为实验材料,在实验室水平上测定了真江蓠培养密度对NH4-N去除效率和吸收速率的影响,比较了真江蓠在氮半饥饿和氮饱和状态下的氨氮吸收动力学特征以及不同起始浓度NH4-N对其吸收速率的影响.结果表明:真江蓠密度为2～24 g·L-1时,5 h内随着藻体密度增大和实验时间延长,真江蓠去氨氮能力也增强.当藻体密度为24g·L-1时,真江蓠在5 h内去除氨氮效率最高,达到99.77%.各种藻体密度在起始阶段保持较高吸收速率(30～41 μmol·g-1·h-1),随后藻体密度与吸收速率呈反比关系,其最低藻体密度组(2 g·L-1)在3 h和5 h吸收速率最大,分别为28.33 μmol·g-1·h-1和18.85μmol·g-1·h-1.在起始浓度梯度实验中,氮半饥饿和氮饱和真江蓠吸收氨氮的最大吸收速率和半饱和常数在1 h均达到最高值,分别为116.47、159.40μmol·g-1·h-1和439.70、913.61 μmol·g-1·h-1.之后随着培养时间的延长而降低.氮半饥饿和氮饱和真江蓠对NH4-N的吸收差别不显著;当氨氮浓度为300～500μmol·L-1时,氮半饥饿的真江蓠在起始1 h内有一个快速吸收阶段(40.7～102.1μmol·g-1·h-1),吸收速率与NH4-N浓度几乎成正比,此时不符合米氏动力学饱和方程,而在低N浓度下(100～200μmol·L-1),藻体对NH4-N的吸收则没有出现这种现象;随着培养时间延长,直到NH4-N浓度达到一定限度时,吸收速率可达到一极大值而符合米氏动力学饱和方程.该研究结果为大规模栽培真江蓠净化水体和生态修复提供了理论依据.     

大气CO2浓度升高和氮加富对羊牺菜生理生化特征的影响

以褐藻门马尾藻科马尾藻属羊栖菜(Hizikia fusiformis)为试验材料,探讨了在2种氮(N)水平下,CO2浓度升高对羊栖菜生长、光合作用和生化组成的影响.试验设350和700 μmol·mol-12种CO2浓度水平,以及自然海水加入浓度0、500 μmol·L-1的NaNO32种N肥施用水平.结果表明,在自然海水培养的条件下,倍增CO2对羊栖菜生长、光合作用和生化组成的影响不明显.而在N加富海水中培养的藻体升高CO2较明显的抑制了藻体的生长,并且干重鲜重比、体内蛋白质和可溶性多糖的含量分别降低4.5%、15%、32%.这可能主要是由于N加富使藻体内NO2-过多积累,而CO2升高使水体pH值降低,在藻体内形成HNO2产生的毒害作用.     

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.     

环境因子对海萝藻体生长及成活的影响

研究了温度、光照强度、盐度和营养盐对海萝（Gloiopeltis furcata）藻体生长的影响以及 pH、干露、淡水浸泡对藻体成活的影响。海萝藻体分别培养在不同温度（10℃、14℃、18℃、22℃和26℃）、不同光照强度（2500 lx、4500 lx、6500 lx、8500 lx 和10500 lx）、不同盐度（15.5、18.0、20.5、23.0、25.5、28.0、30.5、33.0、35.5和38.0）和添加不同质量浓度的营养盐[硝酸钠（NaNO3）10 mg·L -1、20 mg·L -1、40 mg·L -1、80 mg· L -1和相对应的磷酸氢二钾（K2 HPO4）1 mg·L -1、2 mg·L -1、4 mg·L -1、8 mg·L -1]21 d。结果表明,海萝藻体生长的最合适温度为10～14℃,光照强度为6500～10500 lx,盐度为18～38;不同营养盐质量浓度对藻体生长的影响不明显。海萝藻体在不同 pH（5.5～10.0）条件下培养10 d,结果显示藻体正常成活的 pH 范围为6.5～9.0。海萝藻体分别经不同时间的阴干、泡淡水、晒干,结果显示阴干24～48 h 或泡淡水24～48 h 以下藻体仍然能够正常成活;阴干3 h 后泡淡水3 h,藻体也能正常成活;在阳光下晒干超过2 h,藻体不能正常成活。     

温度、光照强度对舌状蜈蚣藻早期发育的影响

舌状蜈蚣藻（Grateloupia livida）是一种具有较高应用价值的红藻。文章研究了不同的温度（15℃、20℃、25℃和30℃）和光照强度（500 lx、2500 lx、5 000 lx和10 000 lx）对舌状蜈蚣藻早期发育的影响。试验结果表明,舌状蜈蚣藻适合果孢子发育为盘状体的条件为温度25℃、光照5 000 lx。果孢子在25~30℃条件下首先形成盘状体,15℃下形成最慢;盘状体在25℃首先长出直立枝,其次是20℃、15℃和30℃。果孢子在5 000~10 000 lx的光照强度下首先形成盘状体,2 500 lx次之;在盘状体发育过程中较高光强可以促进盘状体的生长发育,低光强培养条件显著抑制了盘状体的生长发育。     

不同营养盐水平对芋根江蓠的生长及生化组分的影响

为探讨适宜大型海藻芋根江蓠（Gracilaria blodgettii）栽培的生态条件,分别测定了在不同总无机氮浓度（48μmol·L^-1、96μmol·L^-1、144μmol·L^-1、192μmol·L^-1、240μmol·L^-1、288μmol·L^-1和336μmol·L^-1）和不同氮磷比（N/P）（1/1、5/1、10/1、50/1和100/1）的培养条件下,芋根江蓠藻体的相对生长速率（RGR）和生化组分的变化。结果表明,最适总无机氮浓度为192μmol·L^-1,最适N/P为10/1。芋根江蓠适宜在氨氯（NH4^＋-N）比例较高的海水中生长,3种无机氮最适合质量比值是m[硝氮（NO3^--N）]∶m（NH4^＋-N）∶m[亚硝氮（NO-2-N）]=1∶10∶5和m（NO3^--N）∶m（NH4^＋-N）∶m（NO-2-N）=5∶10∶1。在最适宜的营养盐因子环境条件下,芋根江蓠在生化组分（光合色素及可溶性蛋白）和抗氧化能力等方面都表现较好;而在海水总无机氮浓度过低、N/P过高以及NH4^＋-N在总无机氮中所占比例较低等条件下,都不利于藻体正常生长,会导致藻体营养不良、生长缓慢。     

静止和充气培养条件下光强对龙须菜光合生理效应的影响

为研究充气和光强变化对大型海藻生长的影响,选择了常见的经济海藻龙须菜（Gracilaria lemaneiformis）为实验材料,将静止和充气培养的藻体暴露在 50 μmol/(m2 s)（低光）、100 μmol/(m2 s)（中光）和200 μmol/(m2 s)（高光）下,测定其生长、光合作用以及光合色素含量。结果表明,中光处理的龙须菜相对生长速率最大,光强过低或者过高均会抑制其生长。充气促进低光、中光和高光处理藻体的生长,相对生长速率分别提高26.85%、31.82%和40.56%。充气可使低光处理的藻体光合作用速率和光合效率分别提高8.14%和4.26%,可使高光处理的藻体呼吸作用速率降低20.70%、有效光化学效率（Yield）升高44.16%。这些结果说明,低光对生长的影响主要是由于藻体光合作用受到光限制,而高光对生长的影响是因为藻体呼吸作用增强。充气可以缓解因为光线不足或者高光损伤而对龙须菜生长造成的负面影响。     

条斑紫菜丝状体不同发育时期对光照和温度的光合适应能力

以条斑紫菜(Pyropia yezoensis)丝状体为材料，研究温度(15℃、25℃和35℃)与光强[40、100和300 μmol/(m2·s)]对营养藻丝和孢子囊枝光合生理的影响。结果显示，15℃和25℃实验组中，营养藻丝和孢子囊枝的PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)、总光合速率(Pg)和净光合速率(Pn)均随光强升高而降低。在300 μmol/(m2·s)下，营养藻丝的Fv/Fm和Pg趋于零，Pn为负值。在25℃、40 μmol/(m2·s)下，营养藻丝的呼吸耗氧速率(Rd)在实验周期内一直显著高于孢子囊枝；其他组则随胁迫时间延长，二者间Rd差距逐渐缩小。总体上，在相同条件下，所测孢子囊枝Fv/Fm、Pg和Pn均显著高于营养藻丝，而Rd与营养藻丝相当。35℃实验组在6 h时，孢子囊枝的Fv/Fm显著高于营养藻丝，但随光强升高直线下降(P<0.05)，其他组Fv/Fm均趋于0。在40、100 μmol/(m2·s)下，6 h时，孢子囊枝Pg和Rd高于营养藻丝或二者相当；在300 μmol/(m2·s)下，后期营养藻丝Pn和Rd高于孢子囊枝，但在整个实验周期，二者的Pn均为负值。总体上，营养藻丝和孢子囊枝的Fv/Fm、Pg和Pn均显著低于(多数趋于0或负值)15℃和25℃，而35℃的Rd高于15℃和25℃；后期，2种藻丝均出现发绿变白，甚至死亡现象。研究表明，在条斑紫菜营养藻丝的光合作用被严重抑制的光强、温度条件下，孢子囊枝仍具备相对高的光合活力，说明在温度和光强升高到不利于营养藻丝生长的情况下，刺激藻丝转向了孢子囊枝发育阶段，后者具备适应更高温度和光照的能力。     

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。     

鼠尾藻对不同浓度硝酸盐的静态吸收研究

藻类修复富营养化水体中的硝酸盐的效果主要体现在对其吸收能力上。为了准确把握鼠尾藻对硝酸盐的吸收能力,在人工养殖的条件下,通过观察模拟自然海区环境条件下鼠尾藻对不同浓度硝酸盐的吸收情况,研究了鼠尾藻在不同污染程度的海区中除氮量的贡献率大小。结果表明：当硝酸态氮含量为10～30μmol.L-1时,吸收速率随着硝酸盐含量的增加而增大,在硝酸盐浓度为30μmol.L-1时吸收速率最大,但随着硝酸盐含量的继续增加,吸收速率反而降低。说明硝酸盐含量约为30μmol.L-1时,鼠尾藻对硝酸盐的吸收能力最强。     

不同营养盐浓度对3种大型红藻氮、磷吸收及其生长的影响

在实验室条件下,以3种大型红藻真江蓠(Gracilaria asiatica)、脆江蓠(Gracilaria chouae)和蜈蚣藻(Grateloupiafilicina)为实验材料,研究不同营养盐浓度下这3种海藻对氮、磷的吸收和生长情况。结果表明,3种大型海藻对水体中硝酸盐和磷酸盐的吸收效果明显,并符合一级动力学方程。比较前24 h对氮的平均吸收速率,真江蓠和脆江蓠在50μmol/L组出现最大值,分别为0.739μmol/(g.h)和0.648μmol/(g.h),蜈蚣藻在20μmol/L组出现最大值0.614μmol/(g.h);比较前24 h对磷的吸收速率,真江蓠和脆江蓠在1.0μmol/L组出现最大值,分别为0.015μmol/(g.h)和0.018μmol/(g.h),蜈蚣藻在0.7μmol/L组出现最大值0.016μmol/(g.h)。结合去除速率常数来看,脆江蓠对硝酸盐和磷酸盐有更好的去除效果。营养盐的起始浓度对脆江蓠、真江蓠和蜈蚣藻的生长具有明显的影响。在所有的实验浓度下,8 d后的湿重均为脆江蓠增加最大,蜈蚣藻增加最小;并且改变硝酸盐的浓度比改变磷酸盐的浓度更能刺激蜈蚣藻的生长。     

水体环境因子对波吉卵囊藻亚硝酸盐氮吸收速率的影响

利用稳定同位素示踪剂,通过正交实验,研究了温度、光照度、盐度、pH、藻浓度对波吉卵囊藻(Ocystisborgei)亚硝酸盐氮吸收速率的影响。结果表明:温度、光照度、pH和藻浓度对波吉卵囊藻亚硝酸盐氮吸收率影响显著(P<0.05)。当温度25℃、光照度4 500 lx、pH 7.5、藻浓度4.5×105个/mL时,波吉卵囊藻对亚硝酸盐氮平均吸收速率分别为0.106μg N/(g.h)、0.118μg N/(g.h)、0.129μg N/(g.h)和0.129μg N/(g.h),显著高于其他组。单因素方差分析显示,此为波吉卵囊藻吸收亚硝酸盐氮的最优组合。通过对藻浓度的调控,可以提高波吉卵囊藻对水体中亚硝酸盐氮的吸收速率,改善虾池养殖环境,促进健康养殖。     

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。     

翼茧形藻的培养条件

在实验室条件下通过单因子和正交试验,研究了温度、光照、盐度、pH值和氮、磷、铁、硅等营养盐对翼茧形藻(Amphiprora alata)生长繁殖的影响。结果表明:翼茧形藻生长的适宜温度为10～38℃,最适温度为30℃;适宜光照为500～10 000 lx,最适光照为5 000～10 000 lx;适宜盐度为2～80,最适盐度为60;适宜pH值为4～9,最适pH为7.5。经方差实验,在天然海水中添加10 mg.L-1NaNO3-N、2 mg.L-1NaH2PO4-P、0.2mg.L-1FeC6H5O7-Fe、40 mg.L-1Na2SiO3-Si,培养效果最佳。     

CO_2浓度对细基江蓠繁枝变型生长和光合特性的影响

比较了低CO_2浓度(充无CO_2空气,low CO_2,简称LC)、正常CO_2浓度(充正常空气,normal CO_2,简称NC)、高CO_2浓度(充正常空气+0.2%CO_2,high CO_2,简称HC)3种条件下细基江蓠繁枝变型(Gracilaria tenuistipitata var.liui Zhang et Xia)的特定生长率、光合色素含量、光合放氧速率和叶绿素荧光参数。结果表明:培养6 d后,与NC组相比,LC组细基江蓠繁枝变型特定生长率(SGR)、100μmol·(m~2·s)~(-1)光强净光合放氧速率及PSII最大光量子产率(Fv/Fm)均显著降低(P0.05);类胡萝卜素含量显著增加(P0.05);而藻红素、叶绿素a含量、PSII实际光量子产率(Fv/Fo)、快速光响应曲线初始斜率(α)、最大电子传递效率(ETR_(max))及半饱和光强(I_k)均无显著差异(P0.05)。与NC组相比,HC组细基江蓠繁枝变型的SGR、Fv/Fm及α显著增加(P0.05),藻红素含量显著下降(P0.05),而叶绿素a、类胡萝卜素含量、600μmol·(m~2·s)~(-1)光强净光合放氧速率、Fv/Fo、α、ETR_(max)及I_k均无显著差异(P0.05)。与LC组相比,HC组细基江蓠繁枝变型的100μmol·(m~2·s)~(-1)光强净光合放氧速率、SGR、Fv/Fm、Fv/Fo、α均显著增加(P0.05),而藻红素、叶绿素a、类胡萝卜素含量却显著下降(P0.05),600μmol·(m~2·s)~(-1)光强净光合放氧速率、ETR_(max)、I_k无显著变化(P0.05)。对于细基江蓠繁枝变型,CO_2浓度升高降低了光合色素含量,同时提高了光系统光能转换效率,而对藻体饱和光强下净光合放氧速率的促进作用不显著。但是CO_2浓度升高却仍然可能通过降低无机碳利用的能量消耗及提高营养盐吸收利用而显著促进藻体的生长。比较不同CO_2浓度下细基江蓠繁枝变型生长和光合特性的差异,有助于初步揭示其对大气CO_2浓度变化的响应特征。     

BDE3胁迫对翡翠贻贝（Perna viridis）SOD、MDA和GSH的影响

采用半静态试验方法,研究不同质量浓度的一溴联苯醚（BDE3）（1 μg·L-1、10 μg·L-1和100 μg·L-1）胁迫1 d、3 d、7d和15 d且清洁海水释放3 d和7 d后,翡翠贻贝（Perna viridis）外套膜和内脏团超氧化物歧化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）质量摩尔浓度和谷胱甘肽（GSH）质量分数的变化规律。结果表明,BDE3胁迫后低浓度组翡翠贻贝两组织SOD活性均受到诱导（P〈0.01）,诱导率随胁迫时间延长而下降,中、高浓度组外套膜对BDE3响应比内脏团灵敏;BDE3对翡翠贻贝外套膜b（MDA）的影响总体呈诱导后抑制趋势,对内脏团b（MDA）的影响表现抑制-诱导反复变化,其中低浓度组第3天时诱导率最高（26.04%）,高浓度组第7天时抑制率最高（14.92%）;翡翠贻贝外套膜w（GSH）在（BDE3）迫下,低浓度组一直被诱导（P〈0.01）,中、高浓度组总体呈诱导后抑制作用,内脏团中高浓度组w（GSH）胁迫第1天受到显著抑制（P〈0.05）,随暴露时间的延长,低浓度组w（GSH）显著增加（P〈0.01）,中、高浓度组出现诱导抑制的不规律变化。释放阶段结束后仅个别浓度组恢复至对照组水平。