大型海藻龙须菜与赤潮微藻营养竞争的研究

【摘要】： 近年来,陆源污染物的排放以及近海养殖废水对海洋的污染日趋加重,近岸水体的富营养化程度日益严重,有害赤潮暴发的频率和规模都有逐渐增加之势。作为一种新兴的生物防治方法,利用大型海藻与赤潮生物间的营养竞争因为其综合效益而越来越受到人们的重视。本论文研究了大型海藻龙须菜分别与涵盖了甲藻、针胞藻和硅藻在内的5种赤潮微藻之间营养竞争的情况,结果发现由于龙须菜对环境中营养盐的竞争利用,导致了共培养体系中的各目标微藻的生长增殖均受到了明显抑制。在此基础上,以一种常见的赤潮微藻——锥状斯氏藻为目标微藻,详细研究了其与龙须菜营养竞争的情况以及二者的营养吸收动力学,结果发现当起始生物量比相对较低时,共培养体系中锥状斯氏藻细胞密度的下降是因为龙须菜竞争吸收利用水体中的NO3-;当起始生物量比相对较高时,除去营养竞争之外尚存在其他因素,进一步的研究发现,龙须菜主要通过细胞直接接触来抑制锥状斯氏藻的生长。营养吸收动力学参数显示,锥状斯氏藻对硝酸盐的最大吸收速率高于龙须菜,而且前者可以更好的适应低硝酸盐环境,龙须菜从共培养体系中胜出是因为其储存营养盐的能力更强,因此能够适应贫营养环境。而龙须菜通过竞争吸收利用环境中的营养盐,使共培养体系中的锥状斯氏藻储存于体内的营养盐含量降低,这是共培养时后者的生长受到抑制的重要原因。此外,我们还研究了培养液起始氮磷比以及半连续培养条件下龙须菜与锥状斯氏藻的竞争情况,结果发现当磷限制时,龙须菜对锥状斯氏藻可以表现出促进作用,其他情况下龙须菜则对锥状斯氏藻表现出抑制作用,当氮磷比为Redfield值时龙须菜对锥状斯氏藻的生长影响最小,这可能因为锥状斯氏藻最适合生长的氮磷比也为16:1。半连续培养时,当培养液起始硝酸盐浓度为10μmol·L~(-1),龙须菜起始密度为0.2gFW·L~(-1)时,龙须菜对锥状斯氏藻的生长表现为促进作用,其余条件下则表现为抑制作用;起始营养盐条件不同时,当起始硝酸盐浓度为50μmol·L~(-1)时龙须菜的抑制作用与起始生物量比的相关性更明显,这可能由于相对锥状斯氏藻,龙须菜更适于营养盐浓度较高的环境。