富藻养殖水体中金鱼藻和篦齿眼子菜的抑藻效果研究

夏季高温时，养殖水体水华现象频繁发生，给养殖业带来巨大的损失。常见水生植物释放的活性物质在低浓度下可以起到抑藻作用，对藻类调控具有重要意义。本研究采用实验室静态模拟方法，取养殖池塘暴发蓝藻水华的水体，与沉水植物金鱼藻(Ceratophyllum demersum)及篦齿眼子菜(Potamogeton pectinatus)进行共培养，研究这2种沉水植物对养殖水华水体营养水平、藻类生长、藻类结构及浮游藻类生物多样性的影响。结果显示，金鱼藻和篦齿眼子菜可显著降低水华水体氮、磷等营养水平(P<0.05)；金鱼藻和篦齿眼子菜可有效抑制水华蓝藻(Cyanobacteria)生长，尤其对颤藻和微囊藻(Microcystis sp.)效果显著(P<0.05)，且篦齿眼子菜对水华蓝藻抑制效果更为显著。实验结束时，篦齿眼子菜培养组藻密度下降93.6%，生物量下降98.9%，叶绿素a含量下降60.5%；金鱼藻培养组藻密度下降72.5%，生物量下降86.8%，叶绿素a含量下降54.3%；金鱼藻和篦齿眼子菜的存在可促进养殖水体浮游藻类生物多样性增加，且金鱼藻提高浮游藻类生物多样性效果更显著。金鱼藻培养组浮游藻类生物多样性升高98.4%，篦齿眼子菜培养组浮游藻类生物多样性升高50.3%。本研究结果可为未来生态养殖提供理论依据和参考。     

金鱼藻对水中氟污染物去除作用的研究

用不同浓度的氟化钠溶液对金鱼藻进行培养,研究氟化钠对金鱼藻生长和生理作用的影响,并测定金鱼藻对水中氟离子的去除效果。结果表明：随着培养液中氟化钠浓度以及培养时间的增加,金鱼藻的叶绿素含量呈缓慢上升趋势。当氟化钠浓度较低时,金鱼藻中超氧化物歧化酶（SOD）酶活性较大,而过氧化物酶（POD）酶活性较小;随着氟化钠浓度的增加,SOD 酶活性逐渐减小,POD酶活性逐渐增大。丙二醛的含量随时间的延长,在整体上有所下降。通过测定溶液中氟离子浓度的变化,结果表明：在50 mg/L氟化钠浓度下,金鱼藻去氟的效果最好,培养4 d时去除率最高、为38.55%。金鱼藻在受到氟污染时可以很好地启动自身的防御机制,对氟有良好的去除作用。     

平原河网水中悬浮颗粒物对金鱼藻、水网藻的影响

研究了水体悬浮颗粒物对修复植物的影响规律,结果揭示了悬浮颗粒物对水生植物影响的两面性以及修复植物对颗粒物胁迫产生自由基进行清除的适应机制。在正常情况下,金鱼藻(Ceratophyllum dem ersumL)体超氧化物歧化酶活性维持在256~280 U/g(鲜重),过氧化物酶活性维持在80~90 U/g(鲜重)的水平,保证了细胞膜脂质氧化的分子标志物MDA的代谢水平低于65μmol/g(鲜重)。当金鱼藻受到大于300 mg/L颗粒物的高强度胁迫时,其体内这两种抗氧化酶活性不仅没有维持在很高的水平,反而均呈下降趋势,致使金鱼藻体内的MDA平均值可达79μmol/g(鲜重)以上,形成了对细胞膜相对损伤率达35%以上的氧化损伤结果。在高浊度水体中水网藻(Hydrodictyon reticulatum)内比金鱼藻具有更强的适应性,因此水网藻更合适作为先锋修复植物。     

腐植酸对四溴双酚A在金鱼藻体内的富集及氧化胁迫的影响

通过室内静态模拟实验,研究了在不同浓度的腐植酸(Humie acid,HA)条件下,四溴双酚A(tetmbromobisphenolA,TBBPA)在金鱼藻中的生物富集及对金鱼藻氧化胁迫的影响.结果表明,HA的存在降低了TBBPA在金鱼藻中的富集;低浓度HA及0.5mg·L-1TBBPA共存条件下,金鱼藻组织中自由基强度、还原型谷胱甘肽(GSH)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)活性均恢复到对照水平;加入高浓度的HA及0.5 mg·L-1TBBPA,金鱼藻组织中自由基强度显著增加,GSH含量受到抑制,SOD活性受到显著诱导;氧化型谷胱甘肽含量没有显著差异.考虑TBBPA的生物有效性和生态毒性时,不能忽视环境因子如HA的影响.     

不同处理条件下金鱼藻净水效果与微生物群落变化

为研究不同种植密度和曝气条件下,沉水植物金鱼藻对寒区静水湿地水体净化作用和微生物群落变化的影响,从寒区静水湿地水体采集样品,在实验室投加金鱼藻的固定容器中进行曝气处理,测定总氮(total nitrogen, TN)、总磷(total phosphorus, TP)的去除效果;利用高通量测序技术分析不同时间和不同处理间水体微生物群落结构和多样性变化,结合水体理化因子分析微生物群落变化的影响因素。结果表明:结合金鱼藻用量和能耗,金鱼藻种植密度为4.44 g·L^-1,曝气12 h条件下可达到良好的水体净化效果,TN、TP的去除率分别为51.23%、89.27%。微生物样品测序共得到3 283个操作分类单元(operational taxonomic units,OTU),核心OTU数量为107个,对照组中特有OTU数量较多。总体上看,各组微生物群落多样性均未增加,组间差异显著性逐渐降低;优势门为变形菌门、拟杆菌门和放线菌门,投加适量金鱼藻可提高优势门的相对丰度,但曝气处理使变形菌门、拟杆菌门相对丰度降低。不同样品间微生物属水平上存在较大比例的未分类类群,变形菌门多核杆菌属具有较高的相对丰度,投加适量金鱼藻和曝气处理有利于提高其相对丰度。与对TN、TP浓度变化的影响相比,投加金鱼藻和曝气处理对微生物优势类群影响更加显著。     

钕对金鱼藻生长生理及细胞叶绿体结构的影响

研究了稀土元素钕（Ｎｄ）对金鱼藻（Ｃｅｒａｔｏｐｈｙｌｕｍｄｅｍｅｒｓｕｍ）叶绿素总量、抗坏血酸氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶等生理指标和细胞叶绿体显微结构的影响，以及金鱼藻对钕的吸收富集作用．结果表明，短期内低浓度（２～１０ｍｇ／Ｌ）的钕对金鱼藻的一些生理学指标各有一定的刺激促进作用，但随着处理时间的延长及处理浓度的提高，抑制作用明显加强，并破坏细胞叶绿体结构；金鱼藻对钕有较强的吸收富集能力     

典型沉水植物修复富营养水体的最优种植密度

沉水植物因其完全水生的特点使得其在水生植物各生活型中对环境胁迫的反应最为敏感,它的存在对水域生态系统中的结构和功能的稳定性起着支撑作用。因此,沉水植物对于生态修复中水生植物群落的构建起着关键作用。通过室内人工栽培的模拟试验,研究不同种植密度下中国典型沉水植物耐污种金鱼藻(Ceratophyllum demersum L)和穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum L)对氮、磷营养盐的去除能力,并筛选最优定植密度。结果表明,金鱼藻种植密度为4.0 g/L时,对总氮(TN)、总磷(TP)去除率最高,分别达86.78%和91.82%;穗花狐尾藻种植密度为2.0 g/L和4.0 g/L时,对总氮、总磷去除率最高,分别达91.60%和92.10%。通过氮磷去除率-密度的非线性拟合模型,金鱼藻和穗花狐尾藻的最优种植密度分别为4.5~5.0 g/L和3.0 g/L。基于成本-效率均衡考虑,最终确定了两种沉水植物的单一种植最优密度为3.0 g/L。     

铵氮和硝氮胁迫下金鱼藻对氮素的利用

对剑湖优势沉水植物金鱼藻进行不同浓度的铵氮和硝氮耐受试验,同时对植物体内的总氮、硝氮、铵氮和可溶性蛋白含量进行测定和比较。结果显示,环境中的铵氮和硝氮直接影响金鱼藻对氮素的吸收利用,和对照相比,金鱼藻的总氮含量都有明显的升高,但是浓度对总氮含量影响不明显。金鱼藻对环境铵氮较敏感,环境中高浓度的铵氮会抑制氮素的转化。金鱼藻对硝氮的耐受能力较强,环境中低浓度的硝氮会促进金鱼藻对硝氮的吸收和转化,环境硝氮浓度达到60 mg/L时,金鱼藻对硝氮的吸收达到饱和,可溶性蛋白含量达到一定水平后不再随环境硝氮浓度增加而增加。     

3种沉水植物对水体重金属镉去除效果的实验研究

运用植物修复(phytoremediation)技术,选取金鱼藻(Ceratophyllum demersum L.)、伊乐藻(Elodea nuttallii)、苦草(Vallisnerianatans)3种沉水植物,比较研究不同pH与镉浓度对它们生长及去除镉效果的影响。结果表明,3种沉水植物均能耐受一定浓度范围的镉污染,并能不同程度地去除水体中的镉;在实验对照组中,金鱼藻与伊乐藻在pH为8.5、镉浓度为15μg/L的溶液中,去除镉的能力最强,苦草在pH为7.5、镉浓度为10μg/L的溶液中,去除镉的能力最强。在沉水植物活体中,伊乐藻对水体镉的抗性和去除率最大(达92%),金鱼藻次之(达90%),苦草最小(为66%);沉水植物粉对水体镉的去除效果较沉水植物活体显著,去除率表现为伊乐藻粉最大(达95%),金鱼藻粉次之(达93%),苦草最小(为88%),但苦草粉对镉的去除率随溶液镉浓度、pH等条件的变化波动较小,较稳定,为81%～88%。3种沉水植物适应范围广,高效无污染,可用于镉污染废水的植物修复。     

铜和镉对金鱼藻的毒性影响研究

[目的]研究铜和镉及其复合污染对金鱼藻的毒性影响。[方法]选择生长良好的金鱼藻为试材,以1/4Hoagland溶液为培养液,在预试验确定铜和镉试验浓度的基础上展开为期7 d的正式试验,研究不同浓度铜和镉以及二者共同胁迫对金鱼藻过氧化物酶（POD）活性和叶绿素含量的影响。[结果]在铜和镉单独胁迫下,低浓度（〈0.2 mg/L）铜和镉对金鱼藻POD活性和叶绿素含量均有促进作用,高浓度（〉0.2 mg/L）铜和镉对金鱼藻POD活性和叶绿素含量均产生抑制作用。铜对金鱼藻POD和叶绿素的毒性小于镉。铜和镉对金鱼藻叶绿素含量的IC50分别是1.54和1.43 mg/L,铜与镉联合作用时对金鱼藻有拮抗作用。[结论]该研究为重金属复合污染对水生植物毒害机理的研究提供参考。