目前,我国氮肥和磷肥的年用量分别高达2392.9万吨(纯氮)和845.3万吨(五氧化二磷),农田氮磷流失是引起水体富营养化的主要原因。水体富营养化对水生动物、植物、微生物和水体生产力的影响值得重视。黄连是重要的中药材,中国黄连的年需求量高达100吨到1300吨,在重庆、四川、湖北等地广泛种植,以重庆石柱黄连种植时间悠久、种植面积广泛为代表,其产量约占全国总产量的40%。传统的黄连种植采取搭棚遮荫的方式,需要砍伐树木,造成种植区生态破坏。同时,黄连种植后存在连作障碍,黄连生物碱在土壤中残存和分解周期长,种植黄连后需要休耕3到5年。根茎残体、根细胞脱落和根系的分泌作用将黄连生物碱带入土壤,再经降雨淋溶进入地表或地下径流,间接进入水体,作用于水生动物、植物和微生物,对水生态系统可能产生持续影响。由于黄连具有杀菌消炎之效,被广泛应用于水产养殖,导致黄连生物碱直接进入水体,影响水体环境。已有的研究表明,在陆地生态系统中,黄连生物碱选择性抑制植物、原生动物和微生物的生长繁殖。但它们对浮游动植物的生长和急性毒性作用研究甚少。因此,本项研究采用培养试验方法,以斜生栅藻、蛋白核小球藻和隆线溞为试验生物,黄连根茎为试验材料,模拟在正常和富营养化水体中,黄连根茎浸提液(CRE)对水体的初级生产者绿藻和次级消费者水溞的毒害作用。探索黄连生物碱进入水体后对绿藻的生长繁殖和生理生化的作用,以及对水溞的泳动能力、致死作用、繁殖能力和趋光性的影响,为科学评估水产养殖中黄连根茎或制剂过度使用和集约化种植可能引起的水生态风险提供依据。主要研究结果如下:1.黄连根茎浸提液(CRE)对斜生栅藻和蛋白核小球藻的生长繁殖有显著抑制作用,并随浓度增加其抑制作用加大,表现为低浓度的CRE抑制藻体生长繁殖,中高浓度的CRE导致部分绿藻死亡。低中浓度的CRE显著降低绿藻的蛋白质和叶绿素含量,绿藻培养液的电导率升高而pH降低。同时,诱导藻体产生抗氧化酶系统,使SOD活性和MDA含量升高,CAT活性降低。2.富营养水体促进斜生栅藻和蛋白核小球藻的生长繁殖,但加入黄连根茎浸提液后,低浓度的CRE(88μg·L-1)使斜生栅藻和蛋白核小球藻的生长繁殖趋于停止,而中高浓度的CRE引起绿藻死亡,表明富营养化水体加重了CRE对绿藻的毒害作用。其他生理生化指标均与生长反应相吻合。3.黄连根茎浸提物对隆线溞具有显著的毒害作用。CRE显著降低隆线溞的泳动能力、存活率和趋光性,24 h的半致死浓度和半抑制浓度依次为162.20 mg·L-1和116.87 mg·L-1,而48 h的半致死浓度和半抑制浓度分别是135.04 mg·L-1和86.94 mg·L-1。CRE的半致死浓度>半抑制浓度>趋光指数显著改变的浓度,后者仅4.27 mg·L-1。同时,随着CRE浓度升高,母溞产溞后死亡率提高,产溞周期延长,产溞数降低;幼溞活动能力变弱,雄溞数增加,溞体透明,个体变短,说明CRE严重影响隆线溞的生长繁殖能力。4.在富营养化水体中,4个不同CRE浓度处理的隆线溞趋光性均为负值,并随CRE的浓度增大,隆线溞的负趋光指数成倍增大,说明CRE显著改变了隆线溞的趋光性;在相同CRE浓度下,富营养化水体导致隆线溞趋光性更低,说明CRE对富营养化水体中隆线溞趋光性影响加大。同样,黄连根茎浸提物显著抑制富营养水体中隆线溞的泳动能力,对水溞有明显的毒害,其48 h的LC50和EC50分别是131.68 mg·L-1和80.16 mg·L-1。