滴水观音不同器官浸出液对铜绿微囊藻、针杆藻化感作用研究*

朱 佳，赵静静，汪小雄

滴水观音不同器官浸出液对铜绿微囊藻、针杆藻化感作用研究*

朱 佳1*，赵静静2，汪小雄1

（1.深圳职业技术学院 建筑与环境工程学院，广东 深圳 518055；2.广州大学 土木工程学院，广东 广州 510006）

为研究滴水观音对铜绿微囊藻、针杆藻的化感作用，利用根、茎、叶不同器官浸出液，测定对藻类叶绿素a含量的影响．结果表明：根浸出液对实验藻表现为低浓度促进、高浓度抑制作用；叶浸出液对实验藻均表现为化感抑制作用，叶浸出液的化感抑制能力高于根浸出液，对铜绿微囊藻的化感抑制随着浓度的增加逐渐的增强，第18 d、叶片浸出液浓度为10 g/L时，对微囊藻和针杆藻的抑制率分别为93%和58%；茎浸出液的化感作用对藻类表现为促进作用，且对微囊藻的化感促进效果强于针杆藻．

滴水观音；铜绿微囊藻；针杆藻；化感作用

化感作用控藻是近年来发展起来的新型生物控藻技术，具有高效、经济、生态风险小等优点，在国内外受到关注[1-3]，目前，化感控藻研究主要集中在水生植物方面，包括沉水植物、浮叶植物和挺水植物[4]．活体水生植物进行富营养化水体的处理，其治理不仅受水体所处环境的温度、光照、水质等因素影响，而且还可能受浮游藻类带来的营养、光照、以及空间竞争的冲击，因而水生植物存活率低，浮游藻类的过量增殖无法得到控制[5]．利用陆地植物控藻，目前已有的研究主要有大麦、水稻、小麦等农作物秸秆，以及橡树、辣木等森林资源，较为成功的例子为大麦秸秆控藻[4]．然而，利用陆生花卉植物来抑制藻类生长报道并不多，花卉植物控藻，可以将治污和营造生态景观融为一体．

本文研究滴水观音根、茎、叶不同部位浸出液对湖泊、水库中生长比较有优势的2种藻：蓝藻——铜绿微囊藻、硅藻——针杆藻的叶绿素a含量的影响，为利用花卉植物浸出液化感物质控制藻类的生长提供理论依据与实际指导．

1 材料与方法

1.1 实验材料

铜绿微囊藻、针杆藻取种于清华大学深圳研究院，在实验室光照培养箱中扩大培养用于实验，滴水观音购于深圳市花卉中心，冲洗干净备用．

滴水观音根、茎、叶器官用自来水冲洗24 h后置于无菌玻璃缸，采用BG11/D1培养液培养2 d，消除外界条件对干扰．将根、茎、叶分离，切块5 mm×5 mm，将器官不同部分各50 g加适量BG11/D1培养基在100 ℃的水浴锅煮沸3 h，用研钵进行研磨，培养基浸泡使其总体积为500 mL，浸提48 h后，离心去残渣，上清液用定量滤纸过滤，经孔径为0.26 μm 滤膜减压抽滤，排除微生物的影响，浸提液浓度为100 g/L，储存在0～4 ℃冰箱备用．

1.2 藻种及培养

采用灭菌后的BG11/D1培养基培养铜绿微囊藻，将藻液培养基放置在光照培养箱中，生长温度26 ℃，光照强度3000 LX，光暗周期12 h:12 h，待生长至对数生长期用于实验．

1.3 实验方法

实验共设置1个对照组和5个质量浓度梯度组（2、4、6、8、10 g/L，以鲜重计），在无菌条件下，将处在对数生长期的藻种铜绿微囊藻、针杆藻各2 m L接种到500 mL的锥形瓶内，加入培养基使培养体系总体积为200 mL，初始密度设定为104～105cell·mL-1，对照组添加BG11/D1培养基到200 mL，每组设置3个平行样，置于光照培养箱中，人工震荡每天2次并交换位置培养．

研究表明，藻细胞浓度与悬浮液中叶绿素a含量呈线性关系，可用叶绿素a含量间接反映活体藻细胞数量[6-9]，叶绿素a使用浮游植物荧光分类仪（德国WALZ，PHYTO-PAM）测定．浸出液对藻类的抑制率（IR）由式（1）计算：

式中，N为实验室组藻叶绿素a含量；N0为对照组藻的叶绿素a含量．

2 结果与分析

2.1 滴水观音根浸出液对不同藻类的化感抑制作用

为研究根浸出液不同添加浓度下抑藻效果，18 d内定期取样考察藻类生物量变化（以Chl a表示）．对铜绿微囊藻化感作用如图1a所示，从图中可以看出，与对照组比较，低浓度浸出液（2～4 g/L）实验前4 d有一定的抑制作用，第5 d起刺激了藻的生长，高浓度浸出液（6～10 g/L）从第4 d开始一直为抑制作用．在添加浓度为10 g/L的情况下，第18 d叶绿素a含量为40 μg /L，对照组的含量为231 μg/L，抑制率为83%．

根浸出液对针杆藻化感抑制作用如图1b所示，从图中可以看出，低浓度浸出液（2～4 g/L）总体表现对针杆藻的促进作用，第18 d时，叶绿素a的浓度分别为220和217 μg/L，对照组为187 μg/L；高浓度浸出液（6～10 g/L）表现为对藻一定的抑制作用，第18 d叶绿素a浓度为别为113、81、106 μg/L，抑制率分别达到39%、57%、43%．根浸出液对两种藻的抑制作用较强，最高抑制率达80%，但对不同藻的化感抑制能力有区别．

图1 滴水观音根浸出液对铜绿微囊藻和针杆藻叶绿素a含量的影响

2.2 滴水观音茎浸出液对不同藻类的化感抑制作用

茎浸出液浓度对铜绿微囊藻生长的化感作用如图2a，从图中可以看出，与根浸出液化感作用比较，除了浓度为2 g/L的情况下，第18 d的抑制率为15%，其余处理组在培养过程中均表现为一定的促进作用，第18 d时4、6、8、10 g/L处理组叶绿素a浓度分别为100、46、95、123 μg/L，对照组叶绿素a浓度为27 μg/L，促进率分别为276%、73%、258%、364%．

茎浸出液对针杆藻的化感作用结果如图2b，从图中可以看出，在各种处理浓度下，茎浸出液对针杆藻生长均表现促进作用，但促进效果弱于微囊藻，茎浸出液浓度为6 g/L时，第18 d时叶绿素a浓度为283 μg/L（对照组为187 μg/L），促进率为52%，为最高值．芦苇的化感作用研究表明，茎浸出液对蛋白核小球藻的化感作用表现为明显的抑制，抑制率约80%[10]，原因可能是不同植物对不同藻类不但有化感抑制作用，同时存在化感促进作用．

2.3 滴水观音叶浸出液对不同藻类的化感抑制作用

叶浸出液对微囊藻生长的化感作用结果如图3a，从图中可以看出，叶浸出液对铜绿微囊藻有较强的抑制作用，且随着浓度的增加抑制作用逐渐增强．第18 d时，低浓度浸出液（2～4 g/L），叶绿素a浓度为226、127 μg/L，对照组叶绿素a浓度为231 μg/L，抑制率为2%和45%；高浓度浸出液（6～10 g/L）表现为对藻较强的抑制作用，叶绿素a浓度对应为120、105和16 μg/L，抑制率分别为48%、54%和93%．

叶浸出液对针杆藻的化感作用结果如图3b，从图中可以看出，第18 d时，对照组叶绿素a浓度为187 μg/L，处理组浸出液浓度为10 g/L时，叶绿素a浓度78 μg/L，抑制率为58%．叶片浸出液对微囊藻和针杆藻化感抑制程度不同，可能是藻种的不同而引起的．

图2 滴水观音茎浸出液对铜绿微囊藻和针杆藻叶绿素a含量的影响

图3 滴水观音叶浸出液对铜绿微囊藻和针杆藻叶绿素a含量的影响

3 结 论

滴水观音根、茎、叶不同器官、浸出液不同浓度、对铜绿微囊藻和针杆藻两种藻类的化感作用，研究结果表明：

1）根、叶器官浸出液对铜绿微囊藻和针杆藻均有较强的化感抑制作用，但存在一定的差别：根浸出液对实验藻表现为低浓度促进、高浓度抑制作用，而叶浸出液对实验藻均表现为化感抑制作用．

2）根、叶器官浸出液不同的浓度对实验藻化感抑制作用表现不同的，叶浸出液的化感抑制能力高于根浸出液，对铜绿微囊藻的化感抑制随着浓度的增加逐渐的增强，第18 d、浸出液浓度为10g/L时，对微囊藻和针杆藻的抑制率分别为93%、58%．

3）茎浸出液的化感作用对实验藻表现为促进作用，第18 d、浸出液浓度为10g/L时，对微囊藻和针杆藻的促进率分别为364%和2%，茎浸出液对微囊藻的化感促进效果强于针杆藻．

[1] 张彬，王书敏，刘小兵，等．植物化感抑藻物质研究[J]．给水排水，2011，37（4）：115-121．

[2] Vyvyan J R. Allelochemicals as leads for new herbicides and agrochemicals[J]．Tetrahedron, 2002，58（9）：1631-1646．

[3] 苏文，孔繁翔，于洋，等．水稻秸秆浸泡液对铜绿微囊藻生理特性的影响[J]．环境科学，2013，34（1）：150-155．

[4] 肖溪．大麦秸秆对蓝藻化感抑制作用与机理的研究[D]．浙江大学，2012．

[5] 胡光济，侯浩波，张维昊．淡水高等水生植物对浮游藻类化感作用评述[J]．安全与环境工程，2010，17（4）：3-8．

[6] Zhengwen Gao, Xianjia Peng, Hongmei Zhang, et al. Montmorillonite-Cu (Ⅱ)/Fe(Ⅲ)oxides magnetic material for removal of cyanobacterial Microcystis aeruginosa and its regeneration[J]．Desalination，2009，247（1/2/3）：337-345．

[7] Jenjeng Chen, Hsuanhsien Yeh. The mechanisms of potassium permanganate on algae removal[J]．Water Research, 2005，39（18）：4420-4428．

[8] 邹华，潘纲，陈灏．离子强度对粘土和改性粘土絮凝去除水华铜绿微囊藻的影响[J]．环境科学，2005，26（2）：148-151．

[9] 徐鹏飞，汪苹，刘堃．超声波法对微囊藻的去除和抑制作用研究[J]．环境科学与技术，2014，37（2）：48-52．

[10] 李锋民，胡洪营．大型水生植物浸出液对藻类的化感抑制作用[J]．中国给水排水，2004，20（11）：18-21．

Allelopathic Effect on Microcystis aeruginosa and Synedra acusvar by Different Organs’ Extract of A. Macrorrhiza

ZHU Jia1＊, ZHAO Jingjing2, WANG Xiaoxiong1

（1. College of Architecture and Environment, Shenzhen Polytechnic, Shenzhen, Guangdong 518055; 2. College of Civil Engineering, Guangzhou University，Guangzhou, Guangdong 510006,China）

In order to study the allelopathic effect on M. aeruginosa and S. acusvar by different concentrations of A. macrorrhiza organs’ extract, chlorophyll, a content of algae, was investigated by the root, stem, leaf of A. macrorrhiza. The results show that: root extract on experimental algae showed inhibitory effect of low concentration, high concentration of promotion, and leaf extract on experimental algae showed allelopathic inhibition. Leaf extract of allelopathic inhibitory ability is higher than root extract. The allelopathic inhibition enhanced gradually with increase of concentration. The inhibition rates were 93% and 58% on M. aeruginosa or S. acusvar when the concentration of leaf extract was 10 g/L on 18th day. A. macrorrhiza stem extract promoted the growth of experimental algae, and M. aeruginosa’s effect of promotion is stronger than on S. acusvar.

alocasia macrorrhiza; microsystis aeruginosa; synedra acusvar; allelopathic effect

X524

A

1672-0318（2014）03-0081-04

2014-03-17

*项目来源：公益性行业水利科研专项资助项目（201301047）

朱佳（1965-），女，吉林人，环境工程博士，高级工程师，主要研究方向：水污染控制及资源化．