增氧条件下粉绿狐尾藻的氮磷吸收特征

为探明增氧处理下粉绿狐尾藻植株的氮磷吸收特征,该研究以粉绿狐尾藻为研究材料,设置5个不同增氧水平(增氧时长),即CK (0 min)、JO1(4 min)、JO_(2)(6 min)、JO3(8 min)、JO4(10 min),系统分析了不同增氧水平下粉绿狐尾藻幼苗期(7月10日—9月15日)、生长旺盛期(9月16日—12月22日)生理指标的变化规律,明确了植株N、P含量、N/P和叶绿素含量、底泥各形态氮磷含量之间的关系。结果表明:增氧8 min时,t_(1)、t_(2)取样时期(9月15日、10月10日)粉绿狐尾藻的氮、磷吸收量及t5取样时期(12月22日)的氮吸收量最高;增氧6 min时,t_(3)、t4取样时期(10月27日、11月16日)粉绿狐尾藻的氮、磷吸收量及t5取样时期的磷吸收量最高;增氧有利于粉绿狐尾藻在t_(1)、t_(2)、t_(3)时期对氮的吸收,t4时期对磷的吸收,表现为t_(1)、t_(2)、t_(3)时期粉绿狐尾藻的植株氮磷比分别增加5.27%~36.57%、9.04%~63.07%、3.50%~73.45%,t4时期的N/P降低1.38%-34.05%;增氧使t_(2)、t5时期粉绿狐尾藻叶片叶绿素a、b及叶绿素总含量降低,t4时期叶绿素含量增加同时,使t_(1)、t_(2)时期底泥氮磷比值(sediment total nitrogen/phosphorus,STN/P)分别降低64.84%、54.76%,t4、t5时期STN/P分别增高138.97%、47.02%;层次聚类分析及多元线性回归分析结果进一步表明,增氧6 min是增氧促进粉绿狐尾藻氮磷吸收利用的理论满意方案,增氧降低t_(1)时期叶绿素a、b含量、t5时期底泥碱解氮含量(sediment alkali-hydro nitrogen,SAHN)和t4时期铁结合态磷(Fe-P)含量同时,促进了粉绿狐尾藻t5时期氮磷的吸收。增氧调控粉绿狐尾藻叶片叶绿素形成和底泥氮磷的形态转化,促进其对底泥氮磷吸收,同时提高了粉绿狐尾藻氮磷的吸收利用效果,可抑制甲烷和氧化亚氮、CO_(2)等温室气体的排放。

牧食和竞争对入侵种粉绿狐尾藻入侵能力的影响

本文以入侵种粉绿狐尾藻Myriophyllum aquaticum为目标植物,探讨苦草Vallisneria natans竞争和福寿螺Pomacea canaliculata牧食及二者交互作用对粉绿狐尾藻入侵的影响,结果表明:1)福寿螺牧食和苦草竞争均会显著降低粉绿狐尾藻的株高和生物量,抑制粉绿狐尾藻的生长;2)与对照相比,福寿螺牧食和苦草竞争共同处理时粉绿狐尾藻的生物量和株高显著降低,牧食和竞争的共同干扰增强了对粉绿狐尾藻的抑制,但两因素间无显著交互作用;3)在竞争和牧食共同影响下,不同福寿螺牧食强度处理间粉绿狐尾藻的对数响应比(ln RR)均为负值,表明苦草对粉绿狐尾藻生长的抑制大于福寿螺牧食。因此,在水体生态系统恢复过程中可以利用苦草的合理密植控制粉绿狐尾藻的入侵。

粉绿狐尾藻与铜绿微囊藻生长互馈效应研究

主要围绕生物对营养的竞争作用,研究粉绿狐尾藻与铜绿微囊藻在较低营养水平水质中的相互影响机制。通过测定藻密度和水质指标,得出以下结论。在较高的初始藻密度条件下,粉绿狐尾藻更具竞争优势,表现出密度依赖效应,能够更有效地争夺水体中的营养成分。同时,铜绿微囊藻对总磷浓度的变化敏感性更高,但对总氮的浓度要求较高。

粉绿狐尾藻固态发酵饲料的营养成分及其代谢物分析

研究旨在评价粉绿狐尾藻固态发酵饲料的营养成分及其代谢物差异。试验以鲜粉绿狐尾藻、玉米粉和麸皮(5:4:1,W/W/W)为原料接种短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)和干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)后厌氧发酵14 d,以接种后发酵0 d原料为对照。随后分析粉绿狐尾藻固态发酵饲料的常规营养成分,同时采用超高效液相色谱-四级杆飞行时间质谱联用技术研究其代谢物差异。结果表明:与发酵初始相比,发酵14 d后狐尾藻饲料中的粗脂肪、粗纤维、酸溶蛋白和乳酸含量均提高(P<0.05);发酵前后共筛选到包括3-脱羟基肉碱、十四烷二酸、庚二酸等48个差异代谢物,涉及次生代谢、氨基酸、羧酸代谢等多条途径。结果提示,将粉绿狐尾藻制备为固态发酵饲料可提高其营养价值。

粉绿狐尾藻的应用、危害与控制对策

粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)是我国农业面源污染治理工程中常用植物,尤其是针对高氨氮养殖废水。然而,由于粉绿狐尾藻生长速率快、生境适应性强,具有很高的生物入侵风险,有时候会严重影响行洪、威胁当地水生生物生存,需要进行合理管控。本研究综述了粉绿狐尾藻在国内外水污染治理中的应用,揭示了导致粉绿狐尾藻迅速扩繁的原因,梳理了国内外主要防控措施的研究进展并总结了各种措施的优劣。总体而言,由于粉绿狐尾藻水陆两栖的特性,单一措施难以完全防治粉绿狐尾藻疯长,综合措施可能是实现长期控制的最有效措施。针对现有研究的不足,未来应进一步加强粉绿狐尾藻入侵基础研究,加强粉绿狐尾藻入侵防控关键技术研发,积极探索粉绿狐尾藻资源化利用的新途径。

粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的化感抑制效应及其生理机制

由于生物法,尤其是水生植物化感控藻方法在治理水体富营养化及水华现象中具有多方面的优势,近年来该领域的理论和技术研究备受世界各国关注。采用初始添加种植水和连续添加种植水的方法,研究挺水型粉绿狐尾藻对铜绿微囊藻的化感抑藻效应,并从光合作用的角度探讨其对铜绿微囊藻化感抑制的生理生态机制及作用靶点。研究结果表明:粉绿狐尾藻能够分泌某些化感物质有效抑制铜绿微囊藻的正常生长,其抑藻效应是通过连续释放某些化感物质作用于铜绿微囊藻而实现的,且具有累积性;粉绿狐尾藻分泌化感物质对铜绿微囊藻的Chla、PC及APC的损伤程度存在差异(如处理5d后,Chla、PC、APC的相对含量分别降至52.7%、15.3%、7.6%),其中藻胆蛋白(尤其是APC)比Chla更为敏感,说明藻胆蛋白是粉绿狐尾藻化感物质抑制铜绿微囊藻的关键靶点。研究为水生植物化感控藻技术的发展提供了新的材料,并有助于深入了解水体生态系统的化学生态作用及其机制。

粉绿狐尾藻和凤眼莲对不同形态氮吸收动力学研究

采用改进常规耗竭法,研究了粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)、凤眼莲(Eichhornia crassipes)在抑菌和非抑菌两种处理中对NO3-、NH+4吸收的动力学特征。结果表明:两种植物对NO3-和NH+4的最大吸收速率(Imax)和亲和力(1/Km)有显著差异,凤眼莲对NO3-、N H+4的吸收速率显著高于狐尾藻,说明凤眼莲更适宜用于污染水体养分的去除;不同植物对NO3-、NH+4表现出吸收偏好性,凤眼莲对NO3-有较高的Imax值和亲和力,而狐尾藻对NH+4有较高的Imax值和亲和力;抑菌处理能显著增加凤眼莲对NH4+的吸收速率,NO3-浓度高于1.00 mmol/L时,抑菌处理能显著减小凤眼莲对NO3-的吸收速率,狐尾藻对NO3-、N H4+的吸收未受到抑菌处理的显著影响。

旱伞草与粉绿狐尾藻立体复合的抑藻效能

为考察植物间组合的化感抑藻效能,将旱伞草、粉绿狐尾藻、旱伞草+粉绿狐尾藻在自然水体水样中对比种植,对藻密度、叶绿素a、群落变化及有机物组成进行监测.结果表明:旱伞草+粉绿狐尾藻水样中,藻类建群过程的延迟期最短,在第13天达到峰值2.4×107/L,而对照、旱伞草、粉绿狐尾藻水样为4.48、1.15、2.03×108/L;旱伞草+粉绿狐尾藻水样中群落的演替速度最快,有机物种类最少为75种,而对照、旱伞草、粉绿狐尾藻水样有机物种类数量为131、90及121种.旱伞草+羽毛组合水样中新生成丙酮氰醇、磷酸三乙酯、莰烯及4-甲基苯酚这4种物质,可能为潜在的化感物质.

克隆整合和模拟沉积物淹埋对外来水生植物粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)生长和抗氧化系统的影响

多数外来入侵水生植物都是克隆植物,而目前关于克隆整合属性对其入侵性潜在影响的研究仍旧缺乏.本文通过研究克隆整合(匍匐茎连接)和模拟沉积物淹埋(3 cm厚基质淹埋)对外来水生植物粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)的生长、生物量分配和抗氧化酶活性的影响,探讨了克隆整合特性对粉绿狐尾藻耐受基质淹埋的作用机制.研究发现:基质淹埋显著降低了粉绿狐尾藻的生物量、总匍匐茎长度和分枝数,而克隆整合则显著促进了受淹埋分株的这些生长指标;基质淹埋显著降低了粉绿狐尾藻分株抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶)的活性,而克隆整合显著提升了受淹埋分株的抗氧化酶活性;此外,克隆整合显著降低了受淹埋分株的冠根比.以上结果表明:克隆整合效应能显著提升粉绿狐尾藻在基质淹埋胁迫下的活性氧清除能力,从而有助于其生长;能改变受胁迫分株生物量分配,提升其资源获取能力.因此,异质性环境胁迫下,粉绿狐尾藻的入侵性可能与其克隆整合属性密切相关.

粉绿狐尾藻净水效果对氮磷浓度的响应机制

采用室外完全随机试验,研究粉绿狐尾藻净水效果对水体氨氮、硝氮、总磷浓度的响应机制。试验发现,氨氮、硝氮浓度分别为25、15 mg/L时,粉绿狐尾藻在无污染物输入环境中能发挥最优净水效果。净水效果存在氨氮、硝氮浓度阈值,阈值之内净水效果与浓度呈正相关关系。高氨氮浓度(15～25 mg/L)环境中,粉绿狐尾藻对氨氮更具有亲和性,会抑制对硝氮的吸收,导致对硝氮的去除效果较差。总磷浓度在35 mg/L以内,随浓度增加,净水效果愈好。高磷环境能促进粉绿狐尾藻对氨氮、硝氮、总磷的吸收,并且氨氮、硝氮、总磷去除率最高。粉绿狐尾藻更适合净化高磷水体。夏季高温天气,粉绿狐尾藻对氨氮、硝氮、总磷的去除率30 d后分别可达78.1%～81.1%、59.1%～63.9%、85.7%～91.9%,对总磷、氨氮去除效果显著,硝氮去除效果较差。

水禾和粉绿狐尾藻对生活污水净化效果研究

以水禾(Hygroryza aristata)和粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)为研究对象,分析不同培养方式对水禾和粉绿狐尾藻生长与生活污水净化效果的影响。结果表明,两种植物在生活污水中均能生长,且两种单独培养生长状况好于两种混合种植;对生活污水净化效果:粉绿狐尾藻单独培养>混合培养>水禾单独培养;生活污水经三种处理后,水体pH均有所下降,水体溶解氧含量均有所上升。

粉绿狐尾藻对氮磷的去除速率模型研究

采用室外完全随机试验,研究粉绿狐尾藻在氨氮、硝氮、总磷三因素作用下氨氮、硝氮、总磷的去除速率模型。结果表明:粉绿狐尾藻净水能力强弱受三因素影响表现为总磷>氨氮>硝氮,尤其受总磷、氨氮交互影响,能显著改变粉绿狐尾藻净水能力。氨氮、硝氮、总磷去除速率模型基本符合负指数模型,但因浓度范围不同而表现出差异性。负指数模型中a、b值亦因氨氮、硝氮、总磷浓度不同而表现出较大差异性。以粉绿狐尾藻为主构建生态净水系统后,前0~12 d是净水关键时期,是去除能力最强、去除速率最快、去除污染物最多的时期,12 d后,对氨氮、硝氮、总磷的去除率分别可达60.4%~78.1%,40.20%~49.88%,78.6%~82.94%。研究成果可为实时把控污水污染物浓度提供参数依据,为更好发挥粉绿狐尾藻净水效果提供指导。

收割强度对粉绿狐尾藻生长和水质的影响

研究5种收割强度对粉绿狐尾藻生长和水质的影响,为沉水植物调控管理提供参考。设不收割组作为对照组,收割组收割强度分别为株高的15%、30%、45%、60%和75%。将收割的植物称量干重和鲜重,统计株高、分枝数,测定新生枝条的恢复长度。每次收割前1 d对所有处理组的水样进行水质测定。结果表明:(1)收割对粉绿狐尾藻枝条生长恢复和株高影响显著(P<0.01)。对照组最终株高最高,达到187.0 cm,并在水面形成冠层。第1次收割后20 d,低强度(15%和30%)收割组恢复或超过收割前水平,中强度(45%)收割组枝条全部恢复,但高强度(60%和75%)收割组的恢复率明显低于低、中强度收割组,恢复率分别为80.68%和62.00%。第2次收割后20 d,15%和30%收割组的粉绿狐尾藻全部恢复,45%收割组的恢复率为91.44%,高强度收割组的恢复率明显降低,恢复率分别为76.09%和42.22%,至实验结束时高强度收割组都未恢复。随着收割频次的增加,枝条恢复的时间延长。(2)收割减少了粉绿狐尾藻分枝数。对照组分枝数最高,达到6.9枝/株,15%~75%收割组分别为4.3、4.0、3.6、2.2和1.8枝/株。(3)收割显著降低了粉绿狐尾藻的生物量(P<0.01)。15%~75%收割组的生物量分别下降为对照组的10.11%、3.23%、2.47%、2.29%和0.80%。(4)粉绿狐尾藻收割对水质影响显著。收割后,水体中总氮、总磷浓度降低,且收割强度与收割次数对氮磷浓度影响显著(P<0.01)。与第1次收割相比,第2次收割后,15%收割组总氮、总磷浓度分别较前次下降13.63%和24.82%,30%收割组下降12.90%和22.87%,45%收割组下降8.24%和25.04%,高强度(60%和75%)收割组下降6.66%和34.91、9.64%和17.64%。收割强度会对水体中悬浮颗粒物(SS)和叶绿素(Chl-a)有影响,高强度收割使得水体中的SS和Chl-a含量明显升高。收割对控制粉绿狐尾藻生长效果明显,结合水质指标,以低强度收割2~3次为宜。

氮磷浓度变化下粉绿狐尾藻的生长规律研究

旨在为采用生物方法净化养殖废水,管理植物培养模式提供理论依据。以氯化铵(NH4Cl)、硝酸钾(KNO3)、磷酸二氢钾(KH2PO4)提供氨氮、硝氮、总磷,采用室外完全随机试验,研究粉绿狐尾藻在氨氮、硝氮、总磷三因素作用下的生长规律。培养30天的粉绿狐尾藻植株长度和鲜重随氨氮浓度的增加先升高后降低,氨氮浓度为25 mg/L时最适宜其生长。硝氮浓度从5 mg/L变化到35 mg/L时,其鲜重和长度总体呈现先增后减规律,最适宜其生长的硝氮浓度为15 mg/L。总磷浓度在5 mg/L至35 mg/L变化时,其生长状况与浓度呈正相关,适宜其生长的浓度阈值仍需进一步设计试验研究。粉绿狐尾藻生长受氨氮、总磷浓度变化影响显著,受硝氮浓度变化影响较前两个因素小。研究成果可为利用粉绿狐尾藻净化污水中氮磷元素、管理维护粉绿狐尾藻生态净水系统提供理论依据。

草甘膦对粉绿狐尾藻生长、光合色素和抗氧化酶系统的影响

草甘膦是目前世界范围内使用范围最广、用量最大的广谱、灭生性除草剂。因其被大量利用于农业生产中,不仅在土壤中存在残留,同时在水环境中检出率也很高,对水生生态系统带来一定威胁。本研究通过模拟实验,选取水生植物粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)于不同浓度(0, 0.05, 0.1, 0.3 mmol/L)的水环境中培养14天后,测定其生长、光和色素含量以及抗氧化酶活性等指标,以观测水体中草甘膦对粉绿狐尾藻的生态毒理作用,探讨植物在草甘膦胁迫下的耐受能力,为将来水体中草甘膦的生物修复选种提供参考依据。

含盐污水对粉绿狐尾藻生理特性的影响

为探索含盐污水对粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum(Vell.)Verdc)生理特性的影响,采用水培方法,研究低、中、高浓度(0.2%、0.5%、0.8%)含盐污水对粉绿狐尾藻叶片中叶绿素、可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸和丙二醛含量的影响.结果显示,盐促使脯氨酸含量增加;不同盐浓度对叶绿素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、丙二醛含量的影响随时间和盐浓度变化.除叶绿素外,其它指标都与盐浓度显著正相关(P<0.05),除叶绿素外的指标之间呈显著正相关(P<0.05).结果说明,盐主要对植物细胞的渗透特性产生影响,粉绿狐尾藻对含盐污水具有一定的耐受性,可以作为处理含盐污水人工湿地的构建植物.

铵态氮对粉绿狐尾藻抗氧化系统的影响研究

利用粉绿狐尾藻净化高铵态氮废水是目前养殖废水生态净化方法的研究热点,探索粉绿狐尾藻对高铵态氮废水的抗氧化机制,可为其净化潜力的开发提供理论支撑。试验结果表明,粉绿狐尾藻在面对铵态氮胁迫时,随铵态氮浓度升高,其丙二醛(MDA)含量明显升高,抗氧化酶活性随之升高。在一定的铵态氮浓度范围和培养周期内,超氧歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)参与了植物受胁迫进程的抗氧化调控,并通过协同作用降低活性氧伤害,维持植物生理功能,但较高浓度和较长时间的胁迫亦可使植物的生长受到抑制。

不同激素配比对粉绿狐尾藻愈伤组织的影响

为建立最优的粉绿狐尾藻诱导愈伤组织出芽激素配比体系，以其嫩茎段尖端2—3cm处为外植体材料，研究了不同的6-苄基嘌呤（BA）、萘乙酸（NAA）激素浓度配比对于诱导愈伤组织的影响。结果表明含有多个茎结的外植体出芽率高于一个茎结，外植体横向放置出芽率高于竖立插入培养基的外植体，最佳激素配比为6-BA 0．5mg／L、NAA 0．05mg／L，此时出芽率高达58．3％。

草甘膦对粉绿狐尾藻生长、光合色素和抗氧化酶系统的影响

草甘膦主要是一种有效的除草剂,在全国范围内有较为广泛的应用,主要应用在农业中,能够有效保护农作物的健康生长,但是草甘膦在使用之后会在土壤中有一定的药物残留,不但会对土壤环境造成较大破坏,而且对地下水资源也会产生不同程度的污染,导致水生态系统遭到破坏。本文主要选择粉绿狐尾藻,通过实验对不同浓度环境中的植物进行有效培养,以此对色素含量、氯化镁以及生长情况等指标实施有效测定,以此观测草甘膦对粉绿狐尾藻生态毒理作用。

粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)对景观池浮游植物群落结构的影响

为探究粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)对景观池浮游植物群落结构的影响,选取粉绿狐尾藻在景观池进行培养,对水样中浮游植物进行定性和定量分析。通过多样性指数、均匀度指数以及浮游植物功能群,探究浮游植物群落结构的变化规律。结果显示:种植粉绿狐尾藻后,景观池浮游植物总生物量由最初的1.27×10^(5) mg/L降低到6.0×10^(4) mg/L,总生物量明显降低;种植区Shannon-Wiener多样性指数由0.88增加到1.05,均匀度指数由0.55增加至0.66;浮游植物功能群共10个,分别为:W1、G、X1、J、L0、M、MP、W2、Y、X3,粉绿狐尾藻种植后,浮游植物功能群由代表超富营养型和高富营养型水体的J、M向代表中营养型或富营养型水体的W2、L0转变。