環(huán)境因子對菊花江蘺和細基江蘺繁枝變型生理生態(tài)學影響的比較研究.pdf

1、近年來,隨著我國海水養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展,由于養(yǎng)殖對象排泄物的腐化分解以及殘餌積累導致的養(yǎng)殖水域污染日趨嚴重。而大型海藻在其生長過程中能夠有效吸收水體中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì),因此可以作為近海生態(tài)環(huán)境修復(fù)的重要工具,其作用日益受到人們的關(guān)注。在目前已大規(guī)模人工養(yǎng)殖的經(jīng)濟大型海藻中,因江蘺具有適應(yīng)廣、生長快、營養(yǎng)儲存庫大等特點,是水域富營養(yǎng)化的理想的修復(fù)和治理工具。本研究以菊花江蘺(Gracilarialichenoides)和細基江蘺繁枝變型(

2、G.1eftistipitatavar.liui)為研究對象,分別對比研究了溫度、鹽度和光照強度對兩種江蘺氮和磷吸收速率以及不同營養(yǎng)鹽濃度和營養(yǎng)鹽濃度變動對兩種江蘺的生長、生化組成和相關(guān)生理的影響。同時,本研究還利用葉綠素熒光技術(shù)對不同環(huán)境因子對兩種江蘺葉綠素熒光參數(shù)的影響進行了初步探討。本研究可以為不同水質(zhì)特點養(yǎng)殖水域的植物修復(fù)中江蘺種類的選擇提供理論依據(jù),因此對于養(yǎng)殖水域環(huán)境的改善與修復(fù)以及水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的理論和實際意

3、義。
　　 主要研究結(jié)果如下:
　　 1.在實驗室條件下,對比研究了添加不同的氮(N)、磷(P)濃度對菊花江蘺(Gracilarialichenoides)及細基江蘺繁枝變型(Gtenuistipitatavar.liui)生長及生化組成的影響。結(jié)果表明,不同的N、P濃度對不同種類江蘺的影響有所不同。對于菊花江蘺而言,在中濃度N、中濃度P(N:10μmol·L-1,P:31μmol.L-1)條件下,其特定生長率、葉綠素水

4、平、碳水化合物含量以及蛋白質(zhì)含量均最高;而對于細基江蘺繁枝變型,其在中濃度N、中濃度P(N:10μmol·L-1,P:31μmol·L-1)條件下,葉綠素水平、蛋白質(zhì)含量最高,而在低濃度N、中濃度P(N:0μmol·L-1,P:3μmol·L-1)條件下,碳水化合物含量最高。兩種江蘺比較,在本研究條件下,菊花江蘺的特定生長率、藻體葉綠素和蛋白質(zhì)要顯著低于細基江蘺繁枝變型(P＜0.05),而藻體碳水化合物含量則顯著高于細基江蘺繁枝變型(P

5、＜0.05)。綜合比較,繁枝細基江蘺和菊花江蘺都受到N、P濃度的影響,但細基江蘺繁枝變型受環(huán)境中營養(yǎng)鹽濃度變化影響的要小于菊花江蘺。
　　 2.在實驗室條件下,對比研究了溫度、鹽度和光照強度對菊花江蘺(Gracilarialichenoides)和細基江蘺繁枝變型(Gracilariatenuistipitaravar.liui)各化合態(tài)氮、磷吸收速率的影響。研究結(jié)果表明,溫度和光照強度對兩種江蘺各化合態(tài)氮、磷吸收速率有顯著影響

6、(P＜0.05)。菊花江蘺在溫度為25-35℃,光照強度為120-200μmaol·m-2·S-1條件下對各化合態(tài)氮和磷有較高吸收速率;細基江蘺繁枝變型在溫度為25-35℃,光照強度為120μmol·m-2·s-1條件下對各化合態(tài)氮和磷有較高吸收速率。溫度和鹽度對兩種江蘺各化合態(tài)氮吸收速率有顯著影響(P＜0.05),鹽度對菊花江蘺磷吸收速率有顯著影響(P＜0.05),對細基江蘺繁枝變型磷吸收速率無顯著影響(P＞0.05)。菊花江蘺在溫度

7、為25-35℃,鹽度為35-40時對各化合態(tài)N和P具有較大的吸收速率;而細基江蘺繁枝變型在溫度為15-35℃,鹽度為20-25時對各化合態(tài)N和P具有較大的吸收速率。
　　 3.在實驗室條件下,對比研究了營養(yǎng)鹽(總無機氮)濃度變化對菊花江蘺(Gracilarialichenoides)和細基江蘺繁枝變型(G.tenuistipitatavar.liui)的生長、生化組成和生理的影響。結(jié)果表明,不同的營養(yǎng)鹽濃度變動對兩種江蘺的生長、

8、藻體藻紅素、葉綠素a、總碳、總氮含量、硝酸還原酶以及過氧化氫酶活性影響有所不同。菊花江蘺生長在中等濃度(45μmol·L-1)的營養(yǎng)鹽條件下最佳,而細基江蘺繁枝變型的生長反應(yīng)則依前期環(huán)境中營養(yǎng)鹽水平不同而有所差異。總體上看,當營養(yǎng)鹽濃度由3μmol·L-1變動為45μmol·L-1、150μmol·L-1時,兩種江蘺藻體藻紅素、葉綠素a、總碳和總氮含量以及硝酸還原酶的活性均有所提高;而當營養(yǎng)鹽濃度由451μmol·L-1、150μmao

9、l·L-1變動為31μmol·L-1時,兩種江蘺藻體的上述指標則有所下降。營養(yǎng)鹽濃度45和150μmol·L-1的相互變動對兩種江蘺硝酸還原酶的活性影響不大。隨著無機氮濃度的逐漸增加,過氧化氫酶的活性呈現(xiàn)顯著下降的趨勢。當營養(yǎng)鹽濃度由3μmol·L-1向150μmol·L-1變動時,兩種江蘺過氧化氫酶活性顯著下降;而營養(yǎng)鹽濃度由150μmol·L-1向31μmol·L-1變動時,過氧化氫酶活性則有所增強。綜合比較表明,細基江蘺繁枝變型更

10、容易受環(huán)境中營養(yǎng)鹽濃度變動的影響,對環(huán)境中營養(yǎng)鹽濃度變動的適應(yīng)能力可能要低于菊花江蘺。
　　 4.在實驗室條件下,運用水下熒光儀FL3500研究了營養(yǎng)鹽濃度變動、溫度、光照強度和鹽度對細基江蘺繁枝變型和菊花江蘺葉綠素熒光特性的影響。研究結(jié)果表明,營養(yǎng)鹽濃度變動的24h內(nèi)會造成兩種江蘺葉綠素熒光參數(shù)的波動,變動2d后,細基江蘺繁枝變型的各熒光參數(shù)會趨于穩(wěn)定,而菊花江蘺的各參數(shù)還會有不同程度的波動,10d后兩種江蘺的各參數(shù)趨于一致,

11、營養(yǎng)鹽濃度變動為45μmol·L-1各處理組的Fv/Fm和Fm/Fo高于其他兩個濃度的處理組,菊花江蘺的Fv/Fm和Fm/Fo高于細基江蘺繁枝變型,△F4的變化情況則與Fv/Fm和Fm/Fo相反。在溫度為25-35℃、光照強度為160μmol·,m-2·s-1、鹽度為20-25時,細基江蘺繁枝變型的Fv/Fm和Fm/Fo較大;在溫度為25-35℃、光照強度為160μmol·m-2·s-1、鹽度為25-30時,菊花江蘺的Fv/Fm和Fm/