4种水生植物水浸提液对水华微囊藻的化感抑制作用研究

摘要

近年来，随着城镇化的迅速发展，工业废水和城市生活污水的排放导致湖泊等水体“富营养化”越来越严重。水体富营养化导致水体中的藻类爆发性增长，超出了水体自净能力，出现了“水华”，其中最为常见的是蓝藻水华。蓝藻水华的发生不仅破坏了正常的水体生态结构，而且对水体中的鱼、虾、贝类以及人类的生命安全带来一定的威胁。由于蓝藻水华给人类带来的严重危害，对于蓝藻水华的治理越来越受到关注，除藻方法也逐步改进。
　　 常见的除藻技术有物理方法、化学方法及传统生物方法，但是这些方法都存在一定的缺点。利用水生植物分泌的化感物质抑藻现已十分普遍，经研究证实具有高效、快速、生态安全性好等优点，因此，被认为是一种最具前景的控藻方式。
　　 本文选取了四种典型水生植物芦苇(Phragmites australis Trin.)、红蓼(Polygonum orientale Linn.)、穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum Linn.)、香蒲(Typha orientalis Presl.)和一种水华藻类水华微囊藻(Microcystis flosaquaeKirchner)作为研究对象，通过追踪测定水华微囊藻细胞密度、叶绿素a、β-胡萝卜素、藻胆素含量、SOD活力变化以及跟踪观察藻细胞形态结构的变化，研究了四种水生植物不同浓度(0 g/L、5g/L、10 g/L、20 g/L、30 g/L、40 g/L)水浸提液对水华微囊藻的化感抑制作用，并比较了四种水生植物的抑制效果，进一步探讨了其抑藻机理。实验结果如下:
　　 (1)四种水生植物不同浓度水浸提液对水华微囊藻藻细胞数的影响。芦苇水浸提液对水华微囊藻细胞数表现出低浓度(5 g/L、10 g/L、20 g/L)促进，高浓度(30 g/L，40 g/L)抑制。红蓼水浸提液对水华微囊藻细胞数表现出低浓度(5g/L、10 g/L、20 g/L)促进高浓度(40 g/L)抑制现象，30 g/L处理组中藻细胞数变化与对照组相一致。不同浓度香蒲水浸提液对水华微囊藻细胞数几乎都起到一定的促进作用。不同浓度穗状狐尾藻水浸提液对水华微囊藻细胞数都起到一定的抑制作用。
　　 (2)四种水生植物不同浓度水浸提液对水华微囊藻色素含量的影响。芦苇水浸提液对水华微囊藻叶绿素a和β-胡萝卜素含量的影响都表现出低浓度(5 g/L、10 g/L、20 g/L)促进高浓度(30 g/L，40 g/L)抑制，但对藻胆素含量却都表现为促进效应。5 g/L、10 g/L、20 g/L红蓼浸提液处理组中，叶绿素a、和β-胡萝卜素含量随着时间的延长都有明显的增加，表现出促进效应，而30 g/L处理组与对照组的趋势基本一致，40 g/L处理组却表现为抑制效应。不同浓度香蒲水浸提液对水华微囊藻叶绿素a和β-胡萝卜素含量都表现出促进效应。不同浓度穗状狐尾藻水浸提液对水华微囊藻叶绿素a、β-胡萝卜素和藻胆素含量都起到了一定的抑制作用。
　　 (3)四种水生植物不同浓度水浸提液对水华微囊藻SOD活性的影响。
　　 与对照组相比，5 g/L、10 g/L、20 g/L芦苇水浸提液处理组中SOD活性显著增强，而30 g/L，40 g/L芦苇水浸提液处理组中SOD活性显著降低。不同浓度红蓼水浸提液处理组中，除40 g/L处理组SOD活性增强外，其它处理组都没表现出增强。不同浓度香蒲水浸提液处理组中，SOD活性在前三天都呈现增强趋势，第四天开始又降到初始水平。不同浓度穗状狐尾藻水浸提液处理组中SOD活性都有上升趋势，并具有浓度效应，浓度越高SOD活性升高的趋势越大。
　　 (4)芦苇水浸提液对水华微囊藻细胞结构的影响。
　　 未加浸提液前水华微囊藻细胞分布均匀，不存在聚集现象，藻细胞呈现绿色，当分别把30 g/L和40 g/L的芦苇水浸提液加入培养水华微囊藻的容器中时，藻细胞就迅速出现聚集、沉底现象。到第2天时，大部分藻细胞叶绿素受到破坏，颜色变黄，有的甚至解体。实验第4天时，几乎全部藻细胞变黄，细胞结构破坏。
　　 综上所述，四种水生植物水浸提液对水华微囊藻的抑制强度为:芦苇＞穗状狐尾藻＞红蓼＞香蒲。

目录

摘要

第一章 文献综述

1．1．蓝藻水华的成因及其危害

1．1．1 蓝藻及其特征

1．1．2 蓝藻水华的形成

1．1．3 水华的危害

1．2 蓝藻水华的控制

1．2．1 物理控藻法

1．2．2 化学控藻法

1．2．3 生物控藻法

1．3 化感作用

1．3．1 化感作用的定义

1．3．2 化感作用的发展

1．3．3 化感作用的应用

1．4 抑藻水生植物及其类型

1．5 影响水生植物化感抑藻的因素

1．5．1 水生植物和藻类的种类

1．5．2 水体中氮、磷等营养物质的作用

1．5．3 化感物质浓度

1．5．4 微生物的作用

1．5．5 环境胁迫

1．6 化感作用研究所面临的问题与研究展望

1．7 本文研究的目的、意义以及实验技术路线

1．7．1 研究的目的和意义

1．7．2 技术路线

第二章 实验材料与方法

2．1 实验材料

2．1．1 水华微囊藻

2．1．2 水生植物

2．2 实验试剂及器材

2．2．1 实验试剂

2．2．2 实验题材

2．3 试验方法

2．3．1 植物浸提液制备

2．3．2 水华微囊藻及其培养

2．2．3 化感作用试验

2．4 数据处理

第三章 结果与分析

3．1 四种水生植物水浸提液对水华微囊藻细胞数的影响

3．1．1 芦苇水浸提液对水华微囊藻细胞密度的影响及其抑制率

3．1．2 红蓼水浸提液对水华微囊藻细胞密度的影响及其抑制率

3．1．3 香蒲水浸提液对水华微囊藻细胞密度的影响及其抑制率

3．1．4 穗状狐尾藻浸提液对水华微囊藻细胞密度的影响及其抑制率

3．1．5 分析与讨论

3．2．四种水生植物水浸提液对水华微囊藻叶绿素和胡萝卜素的影响

3．2．1 芦苇水浸提液对水华微囊藻叶绿素a和β-胡萝卜素含量的影响

3．2．2 红蓼水浸提液对水华微囊藻叶绿素a和β-胡萝卜素含量的影响

3．2．3 香蒲水浸提液对水华微囊藻叶绿素a和β-胡萝卜素含量的影响

3．2．4 穗状狐尾藻水浸提液对水华微囊藻叶绿素a和β-胡萝卜素含量的影响

3．2．5 分析与讨论

3．3 芦苇和狐尾藻水浸提液对水华微囊藻藻胆素的影响

3．3．1 芦苇水浸提液对水华微囊藻藻胆素的影响

3．3．2 穗状狐尾藻水浸提液对水华微囊藻藻胆素的影响

3．3．3 分析与讨论

3．4 四种水生植物水浸提液对水华微囊藻SOD活性的影响

3．4．1 芦苇水浸提液对水华微囊藻SOD活性的影响

3．4．2 红蓼水浸提液对水华微囊藻SOD活性的影响

3．4．3 香蒲水浸提液对水华微囊藻SOD活性的影响

3．4．4 穗状狐尾藻水浸提液对水华微囊藻SOD活性的影响

3．4．5 分析与讨论

3．5 芦苇水浸提液对水华微囊藻细胞结构的影响

3．5．1 高浓度芦苇水浸提液对水华微囊藻细胞结构的影响

3．5．2 分析与讨论

第四章 结论

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

个人简况及联系方式

承诺书

声明