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摘 要：为了研究水生植物对共生藻类生长的影响，采用常见水生植物菖蒲的浸泡液培养斜生栅藻，改变不同光照条件，考察斜生栅藻的生长情况。结果表明：在菖蒲浸提液浓度相同的条件下，随着光照强度的增加，斜生栅藻的生长速率逐渐增加;在光照强度相同的条件下，随着菖蒲浸提液浓度的增加，菖蒲对斜生栅藻的抑制率逐渐增加。在光照强度为4000lx时，菖蒲浸提液浓度为1、4、8、12、16g/L时，其抑制率依次为14.70%、27.97%、51.75%、74.83%、89.90%;在光照强度为2500lx时，其抑制率依次为20.42%、34.51%、51.04%、75.35%、92.20%;在光照强度为0lx时，其抑制率依次为85.71%、100.00%、100.00%、100.00%、100.00%。由此可知，菖蒲浸提液对斜生栅藻的生长具有较为明显的抑制作用。
关键词：菖蒲;斜生栅藻;生长速率;光照强度;化感作用
中图分类号 TU991.2 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）06-0109-03
Abstract：In order to study the effect of aquatic plants on the growth of symbiotic algae，the soaking solution of common aquatic plants Acorus was used to culture oblique grating algae，and different illumination conditions were changed to investigate the growth of oblique grille algae.The results showed that the growth rate of oblique grating algae increased gradually with the increase of illumination intensity under the condition of the same concentration of Acorus extract.Under the condition of the same illumination intensity，the inhibition rate of acorus to oblique grille algae increased gradually with the increase of the concentration of Acorus extract.When the light intensity is 4000lx，the concentration of Acorus extract is 1，4，8，12 and 16g/L，and the inhibition rate is 14.7%，27.97%，51.75%，74.83% and 89.9% in turn，and when the illumination intensity is 2500lx，The inhibition rate was 20.42%，34.51%，51.04%，75.35% and 92.20%，followed by 85.71%，100%，100%，100% and 100% in light intensity of 0lx.From the above results，it is shown that acorus soaking solution has obvious inhibitory effect on the growth of oblique grating algae.
Key words：Calamus;Scenedesmus;Obliquus growth rate;Intensity of illumination;Allelopathy
隨着世界人口的膨胀与工农业的飞速发展，大量生产、生活废水排入江河湖泊等水体中，导致水体富营养化。由于湖泊富营养化，藻类生存环境良好，过度繁殖，大量有毒有害物质也随之产生。因过度繁殖的藻类在水体表面形成肉眼可见的藻类聚集体的现象称为水华。水华会引发水体生物化学性质发生改变和水体功能下降等问题，因此对于我国水体面临的严重富营养化及灾害问题，控制藻类生长、抑制水华发生、改善湖泊水质尤为重要。
蓝藻水华治理目前较为初级，比如直接向水体投加化学杀藻剂[1]（硫酸铜），但这样易对水体产生二次污染，不仅增加了处理成本，而且在治理天然水体水华方面较难实现。植物化感抑藻[2]具有低成本、环保、易获得化感物质、热稳定性高和无二次污染等优点，是一种新的有效抑制藻类水华的方法，未来发展前景广阔。
目前植物化感抑藻[3]已受到广泛关注，并进行了大量的研究。研究结果表明，水生植物与陆生植物都具有化感抑藻能力[4]。根据已有的研究结果，笔者通过研究不同光照[5]条件下典型水生植物对斜生栅藻生长的影响，例如用不同浓度的菖蒲浸提液作为培养基观察在不同光照条件下斜生栅藻的生长情况。
1 材料与方法
1.1 材料 实验选用的斜生栅藻购自于中国科学院水生生物研究所的藻种库。1.3×104cell/mL菖蒲采自盐城工学院校内池塘，去枯叶，用自来水冲洗1h，再用蒸馏水反复润洗，后将叶片剪成（5±2）cm段状物体放进烘箱中烘烤至无水分。取出放入干净的锥形瓶中，加入去离子水进行浸泡。将锥形瓶做好标记及记录，并用保鲜膜和纱布包住瓶口，防止浸提液挥发，放在通风良好的自然条件下浸泡30d后，经0.45μm滤膜过滤除去颗粒性杂质及细菌，所得滤液即为植物浸提液。
1.2 方法 1.2.1 藻的培养 实验采用锥形瓶批式培养法，在250mL锥形瓶中添加120mL备用培养基，在光照培养箱中进行，控制温度（25±0.5）℃，光照强度为遮光，2500lx、4000lx，光照周期为24h。培养装置使用30W紫外灯杀菌24h再进行培养实验;实验过程中严格无菌操作，每组设置3个平行样。
1.2.2 分析方法 藻细胞计数采用血球板计数法，每天上午8：30从摇匀后的培养液中吸取1mL至玻璃试管，再用鲁哥试剂固定，取0.1mL培养液到血球计数板上，在双目光学显微镜（OLYMPUSCX31、奥林巴斯株式会社）下计数，计数3次取平均值。浸提液对铜绿微囊藻的抑制率计算公式为：
IR（%）=（N0-N）/N0×100
式中：IR为抑制率（%）;N0为试验结束时对照组藻细胞密度（cell/mL）;N为试验结束时试验组藻细胞密度（cell/mL）。
使用OLYMPUSCX31光学显微镜观察斜生栅藻细胞，用显微镜相机拍照。用Image tool软件测量斜生栅藻细胞直径。实验采用硫代巴比脱酸方法，在斜生栅藻生长至对数期时测定斜生栅藻的膜脂过氧化产物丙二醛含量。
1.2.3 数据统计 实验数据为3次重复取平均值，数据处理和图表绘制采用Excel软件。
2 结果与分析
2.1 不同光照条件下菖蒲浸提液对斜生栅藻的抑制作用 图1～6是光照强度分别为4000lx、2500lx、0lx条件下的斜生栅藻的生长情况。由图1～6可知，在光照强度为4000lx时，斜生栅藻的增长速率基本大于2500lx和0lx，同时有光照条件总体生长情况优于遮光。斜生栅藻在有光条件下，前3d均呈缓慢上升趋势;第3～7d生长速率出现缓慢降低的现象，此时的有光组生长速率远大于遮光组;第8～14d，斜生栅藻的生长速率迅速下降，此时菖蒲浸提液的化感作用已经明显影响到藻类的生长;14d后所有光照条件下的斜生栅藻生长都趋于停滞。
2.2 不同浓度菖蒲浸提液对斜生栅藻的化感作用 由图7可知，不同浓度的菖蒲浸提液的抑制作用差别较大，在光照强度为4000lx条件下，当浸提液浓度为16g/L时，最高抑制率可达89.9%;当浸提液浓度为1g/L时，抑制率仅为14.7%。在光照强度为2500lx条件下，当浸提液浓度为16g/L时，最高抑制率可达92.2%;当浸提液浓度为1g/L时，抑制率仅为20.42%。在遮光条件下，仅1g/L浓度下抑制率为85.71%，其余浓度全部达到100%。
3 结论
在排除了斜生栅藻和植物间的光照和营养竞争的前提下，在3种光照强度下，研究6种浓度的菖蒲浸提液对斜生栅藻的化感作用，初步确定菖蒲对斜生栅藻有较强的化感抑制作用。
在不同光照條件下，菖蒲浸提液对斜生栅藻的生长速率均有不同程度的影响，其中在遮光条件下影响最显著。由此可知，光照是藻类成长的主要影响因素，光照条件的改变可能会改变化感物质的产生。
不同浓度的菖蒲浸提液对斜生栅藻的生长抑制作用不同。在光照强度为4000lx条件下，当浸提液浓度为16g/L时，最高抑制率可达89.9%;当浸提液浓度为1g/L时，抑制率仅为14.7%，其余2种光照强度与之类似。由此可知，浸提液浓度越高，对斜生栅藻的抑制作用就越明显。
参考文献
[1]Yingjun Wang，Yuanwei Li，Xiaoyu，et al.Effects of yttrium and phosphorus on growth and physiological characteristics of Microcystis aeruginosa[J].Journal of Rare Earths，2018.
[2]张彬，郭劲松，方芳，等.植物化感抑藻的作用机理[J].生态学杂志，2010，29（9）：1846-1851.
[3]邓平.三种沉水植物对浮游植物的化感效应研究[D].北京：中国科学院研究生院（水生生物研究所），2007.
[4]迟堃.城市污水处理菌藻共生系统中影响藻类生长的因素研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2010.
[5]沈英嘉，陈德辉.不同光照周期对铜绿微囊藻和绿色微囊藻生长的影响[J].湖泊科学，2004（3）：285-288.
[6]何飞飞.内波中光照波动对铜绿微囊藻和斜生栅藻生长的影响[D].西安：西安建筑科技大学，2018.
[7]江中央，郭沛涌.陆生植物对藻类化感抑制作用的研究进展[J].工业水处理，2011，31（12）：13-17.
[8]Dao Ly H T，Beardall John.Effects of lead on growth，photosynthetic characteristics and production of reactive oxygen species of two freshwater green algae.[J].Chemosphere，2016：147.
（责编：徐世红）
关键词：菖蒲;斜生栅藻;生长速率;光照强度;化感作用
中图分类号 TU991.2 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）06-0109-03
Abstract：In order to study the effect of aquatic plants on the growth of symbiotic algae，the soaking solution of common aquatic plants Acorus was used to culture oblique grating algae，and different illumination conditions were changed to investigate the growth of oblique grille algae.The results showed that the growth rate of oblique grating algae increased gradually with the increase of illumination intensity under the condition of the same concentration of Acorus extract.Under the condition of the same illumination intensity，the inhibition rate of acorus to oblique grille algae increased gradually with the increase of the concentration of Acorus extract.When the light intensity is 4000lx，the concentration of Acorus extract is 1，4，8，12 and 16g/L，and the inhibition rate is 14.7%，27.97%，51.75%，74.83% and 89.9% in turn，and when the illumination intensity is 2500lx，The inhibition rate was 20.42%，34.51%，51.04%，75.35% and 92.20%，followed by 85.71%，100%，100%，100% and 100% in light intensity of 0lx.From the above results，it is shown that acorus soaking solution has obvious inhibitory effect on the growth of oblique grating algae.
Key words：Calamus;Scenedesmus;Obliquus growth rate;Intensity of illumination;Allelopathy
隨着世界人口的膨胀与工农业的飞速发展，大量生产、生活废水排入江河湖泊等水体中，导致水体富营养化。由于湖泊富营养化，藻类生存环境良好，过度繁殖，大量有毒有害物质也随之产生。因过度繁殖的藻类在水体表面形成肉眼可见的藻类聚集体的现象称为水华。水华会引发水体生物化学性质发生改变和水体功能下降等问题，因此对于我国水体面临的严重富营养化及灾害问题，控制藻类生长、抑制水华发生、改善湖泊水质尤为重要。
蓝藻水华治理目前较为初级，比如直接向水体投加化学杀藻剂[1]（硫酸铜），但这样易对水体产生二次污染，不仅增加了处理成本，而且在治理天然水体水华方面较难实现。植物化感抑藻[2]具有低成本、环保、易获得化感物质、热稳定性高和无二次污染等优点，是一种新的有效抑制藻类水华的方法，未来发展前景广阔。
目前植物化感抑藻[3]已受到广泛关注，并进行了大量的研究。研究结果表明，水生植物与陆生植物都具有化感抑藻能力[4]。根据已有的研究结果，笔者通过研究不同光照[5]条件下典型水生植物对斜生栅藻生长的影响，例如用不同浓度的菖蒲浸提液作为培养基观察在不同光照条件下斜生栅藻的生长情况。
1 材料与方法
1.1 材料 实验选用的斜生栅藻购自于中国科学院水生生物研究所的藻种库。1.3×104cell/mL菖蒲采自盐城工学院校内池塘，去枯叶，用自来水冲洗1h，再用蒸馏水反复润洗，后将叶片剪成（5±2）cm段状物体放进烘箱中烘烤至无水分。取出放入干净的锥形瓶中，加入去离子水进行浸泡。将锥形瓶做好标记及记录，并用保鲜膜和纱布包住瓶口，防止浸提液挥发，放在通风良好的自然条件下浸泡30d后，经0.45μm滤膜过滤除去颗粒性杂质及细菌，所得滤液即为植物浸提液。
1.2 方法 1.2.1 藻的培养 实验采用锥形瓶批式培养法，在250mL锥形瓶中添加120mL备用培养基，在光照培养箱中进行，控制温度（25±0.5）℃，光照强度为遮光，2500lx、4000lx，光照周期为24h。培养装置使用30W紫外灯杀菌24h再进行培养实验;实验过程中严格无菌操作，每组设置3个平行样。
1.2.2 分析方法 藻细胞计数采用血球板计数法，每天上午8：30从摇匀后的培养液中吸取1mL至玻璃试管，再用鲁哥试剂固定，取0.1mL培养液到血球计数板上，在双目光学显微镜（OLYMPUSCX31、奥林巴斯株式会社）下计数，计数3次取平均值。浸提液对铜绿微囊藻的抑制率计算公式为：
IR（%）=（N0-N）/N0×100
式中：IR为抑制率（%）;N0为试验结束时对照组藻细胞密度（cell/mL）;N为试验结束时试验组藻细胞密度（cell/mL）。
使用OLYMPUSCX31光学显微镜观察斜生栅藻细胞，用显微镜相机拍照。用Image tool软件测量斜生栅藻细胞直径。实验采用硫代巴比脱酸方法，在斜生栅藻生长至对数期时测定斜生栅藻的膜脂过氧化产物丙二醛含量。
1.2.3 数据统计 实验数据为3次重复取平均值，数据处理和图表绘制采用Excel软件。
2 结果与分析
2.1 不同光照条件下菖蒲浸提液对斜生栅藻的抑制作用 图1～6是光照强度分别为4000lx、2500lx、0lx条件下的斜生栅藻的生长情况。由图1～6可知，在光照强度为4000lx时，斜生栅藻的增长速率基本大于2500lx和0lx，同时有光照条件总体生长情况优于遮光。斜生栅藻在有光条件下，前3d均呈缓慢上升趋势;第3～7d生长速率出现缓慢降低的现象，此时的有光组生长速率远大于遮光组;第8～14d，斜生栅藻的生长速率迅速下降，此时菖蒲浸提液的化感作用已经明显影响到藻类的生长;14d后所有光照条件下的斜生栅藻生长都趋于停滞。
2.2 不同浓度菖蒲浸提液对斜生栅藻的化感作用 由图7可知，不同浓度的菖蒲浸提液的抑制作用差别较大，在光照强度为4000lx条件下，当浸提液浓度为16g/L时，最高抑制率可达89.9%;当浸提液浓度为1g/L时，抑制率仅为14.7%。在光照强度为2500lx条件下，当浸提液浓度为16g/L时，最高抑制率可达92.2%;当浸提液浓度为1g/L时，抑制率仅为20.42%。在遮光条件下，仅1g/L浓度下抑制率为85.71%，其余浓度全部达到100%。
3 结论
在排除了斜生栅藻和植物间的光照和营养竞争的前提下，在3种光照强度下，研究6种浓度的菖蒲浸提液对斜生栅藻的化感作用，初步确定菖蒲对斜生栅藻有较强的化感抑制作用。
在不同光照條件下，菖蒲浸提液对斜生栅藻的生长速率均有不同程度的影响，其中在遮光条件下影响最显著。由此可知，光照是藻类成长的主要影响因素，光照条件的改变可能会改变化感物质的产生。
不同浓度的菖蒲浸提液对斜生栅藻的生长抑制作用不同。在光照强度为4000lx条件下，当浸提液浓度为16g/L时，最高抑制率可达89.9%;当浸提液浓度为1g/L时，抑制率仅为14.7%，其余2种光照强度与之类似。由此可知，浸提液浓度越高，对斜生栅藻的抑制作用就越明显。
参考文献
[1]Yingjun Wang，Yuanwei Li，Xiaoyu，et al.Effects of yttrium and phosphorus on growth and physiological characteristics of Microcystis aeruginosa[J].Journal of Rare Earths，2018.
[2]张彬，郭劲松，方芳，等.植物化感抑藻的作用机理[J].生态学杂志，2010，29（9）：1846-1851.
[3]邓平.三种沉水植物对浮游植物的化感效应研究[D].北京：中国科学院研究生院（水生生物研究所），2007.
[4]迟堃.城市污水处理菌藻共生系统中影响藻类生长的因素研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2010.
[5]沈英嘉，陈德辉.不同光照周期对铜绿微囊藻和绿色微囊藻生长的影响[J].湖泊科学，2004（3）：285-288.
[6]何飞飞.内波中光照波动对铜绿微囊藻和斜生栅藻生长的影响[D].西安：西安建筑科技大学，2018.
[7]江中央，郭沛涌.陆生植物对藻类化感抑制作用的研究进展[J].工业水处理，2011，31（12）：13-17.
[8]Dao Ly H T，Beardall John.Effects of lead on growth，photosynthetic characteristics and production of reactive oxygen species of two freshwater green algae.[J].Chemosphere，2016：147.
（责编：徐世红）