不同质量浓度黄莒蒲和狭叶香蒲对铜绿微囊藻的化感作用

分别采用黄菖蒲（IrispseudacorusL．）、狭叶香蒲（TyphaangustifoliaL．）和铜绿微囊藻（Microcystisaeruginosa）共生培养的实验方法研究了不同质量浓度黄菖蒲、狭叶香蒲对铜绿微囊藻的化感作用。结果表明,黄菖蒲在质量浓度大于10g／L时对初始密度为1．0×10^7ind／mL的铜绿微囊藻具有较好的抑制作用,表现为黄菖蒲质量浓度为10、20和40g／L时,第15天对铜绿微囊藻的抑制率分别为30．1％、51．8％和84．0％;狭叶香蒲在质量浓度大于20g／L时对铜绿微囊藻有明显的抑制作用,表现为狭叶香蒲质量浓度为20g／L和40g／L时,第15天对铜绿微囊藻的抑制率分别为34．2％和77．7％,实验过程中,铜绿微囊藻叶绿素a含量逐渐减少,而藻密度、SOD活性及MDA含量先增加后逐渐降低,表明经过一段时间持续地化感胁迫,黄菖蒲和狭叶香蒲可以诱导铜绿微囊藻产生氧化胁迫,导致细胞结构严重损伤和叶绿素大量分解,从而强烈抑制铜绿微囊藻的生长。     

共培养条件下黄菖蒲和狭叶香蒲对铜绿微囊藻光合系统的影响

采用共培养的实验方法,通过测定铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)叶绿素a含量及叶绿素荧光参数,研究了黄菖蒲(Iris pseudacorus L.)和狭叶香蒲(Typha angustifolia L.)对铜绿微囊藻光合系统的影响。结果表明,共培养条件下,黄菖蒲和狭叶香蒲对铜绿微囊藻的光合系统具有明显的化感作用,表现为,处理组中铜绿微囊藻的叶绿素a含量从第4天开始显著(Paried t-test,p0.05)低于对照组;培养过程中,YⅡ(光系统Ⅱ有效量子产量)和Fv/Fm(光系统Ⅱ最大量子产量)值也呈现逐渐下降的趋势,说明黄菖蒲和狭叶香蒲对铜绿微囊藻产生了化感抑制,光合效率和光能转化效率下降;而Ik(半饱和光强)和α(光限制斜率)值呈现先增加后逐渐降低的趋势,从第4天开始显著(Paried t-test,p0.05)低于对照组,表明黄菖蒲和狭叶香蒲的化感作用在短时间内可以激发铜绿微囊藻对光强的耐受能力并能提高藻的光能利用效率,但是随着化感时间的延长,铜绿微囊藻对强光的耐受能力及光能利用效率下降。     

黄菖蒲和狭叶香蒲根系对氮磷的吸收动力学

采用改进的常规耗竭法,研究了黄菖蒲（Iris pseudacorus L.）和狭叶香蒲（Typha angustifolia L.）根系对NH₄⁺、NO₃^-和H₂PO₄^-的吸收特征及差异。结果表明,这2种植物根系对NH₄⁺、NO₃^-和H₂PO₄^-的吸收动力学特征均可采用Michaelis-Menten方程描述。2种植物根系对NH₄⁺、NO₃^-和H₂PO₄^-的亲和力（Km）和最大吸收速率（Vmax）有显著差异。吸收H₂PO₄^-时,黄菖蒲根系具有较高的Vmax值和较低的Km值,说明黄菖蒲具有嗜磷特性,并能够适应广范围浓度的H₂PO₄^-环境,适宜用于污染水体磷的去除;吸收NO₃^-时,狭叶香蒲根系具有较高的Vmax值和较低的Km值,表明狭叶香蒲可用于广范围浓度NO₃^-污染的水体修复;吸收NH₄⁺时,黄菖蒲根系具有较低的Vmax值和Km值,而狭叶香蒲根系具有较高的Vmax值和Km值,说明黄菖蒲适宜用于NH₄⁺污染较轻水体的修复,而在NH₄⁺污染较重水体中宜选用狭叶香蒲作为先锋植物。     

铜绿微囊藻胁迫对宽叶香蒲叶片光呼吸特性的影响

采用共生培养的实验方法,通过追踪测定宽叶香蒲(Typha latifolia)叶片中叶绿素含量、净光合速率、光呼吸速率及乙醇酸氧化酶(GO)、谷氨酰胺合成酶(GS)及过氧化氢酶(CAT)的活性,研究不同初始密度铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)对宽叶香蒲叶片光呼吸特性的影响。结果表明,铜绿微囊藻初始密度为1.0×104ind/m L时,宽叶香蒲叶片叶绿素含量、净光合速率、光呼吸速率及GO、GS及CAT的活性增加,说明低密度铜绿微囊藻对宽叶香蒲叶片的光合作用及光呼吸具有促进作用;铜绿微囊藻初始密度为1.0×107ind/m L时,宽叶香蒲叶片净光合速率、光呼吸速率及GO、GS及CAT的活性呈现先增加后降低的趋势,表明经过一段时间培养后,高密度铜绿微囊藻对宽叶香蒲叶片的光合作用和光呼吸呈现出抑制作用。但是在净光合速率急剧降低的时候,光呼吸速率在短时间内仍然维持在一个较高水平,说明宽叶香蒲可能通过维持或增强光呼吸在一定程度上抵抗逆境胁迫。     

不同质量浓度苦草对铜绿微囊藻生长及抗氧化酶系统的影响

采用苦草（Vallisneria spiralis Linn.）和铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）共生培养的实验方法,通过追踪测定铜绿微囊藻的生物量、叶绿素a含量、丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性,研究了不同质量浓度苦草对铜绿微囊藻生长及抗氧化酶系统的影响。结果表明,质量浓度大于10 g/L时,苦草对铜绿微囊藻有明显的抑制作用,表现为苦草质量浓度为10、20和40 g/L时,第15天对铜绿微囊藻的抑制率分别为63.3%、94.7%和99.8%,培养过程中,铜绿微囊藻的叶绿素a含量逐渐减少,而SOD、POD活性及MDA含量呈现先增加后逐渐降低的趋势,表明苦草释放的化感物质在经过一定时间积累后能够明显抑制铜绿微囊藻SOD和POD的活性,引起细胞的氧化损伤,促进叶绿素的分解,从而导致藻类死亡,这是苦草抑制铜绿微囊藻生长的原因之一。     

10种药物材料对铜绿微囊藻的抑制作用

为筛选抑制铜绿微囊藻生长的有效药物材料,确定其最佳的抑藻浓度,采用叶绿素a检测法来确定铜绿微囊藻的生物量,从而对10种药物材料的作用效果进行了定性研究,并采用二倍稀释法对筛选出的8种药物材料进行了最佳抑藻浓度的测定。大黄、黄连、土槿皮、蜜桔皮、马水桔皮、蜜柚皮、铁观音、大蒜等药物材料能有效抑制铜绿微囊藻的生长;大麦茶、仙鹤草不能抑制铜绿微囊藻的生长。当蜜桔皮、蜜柚皮水提液质量浓度大于6.25g/L,马水桔皮水提液质量浓度大于3.13g/L,铁观音、大黄浸提液质量浓度大于5.000g/L,土槿皮、黄连提取物浸提液质量浓度大于2.500g/L时对铜绿微囊藻的生长具有有效的抑制作用,且随着各浸提液浓度的增加,其抑制效果呈上升趋势;而大蒜液质量浓度大于5.000g/L时能使铜绿微囊藻维持在初始水平。将各材料抑藻浓度设定在以上浓度时较为合理。研究结果为水产养殖治理蓝藻以及控制蓝藻药物进一步的研发提供了参考。     

作物秸秆对铜绿微囊藻的抑制作用

通过室内模拟实验研究了大麦、水稻和小麦3种作物秸秆对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的抑制作用,并计算了不同秸秆的抑制率和抑制中浓度（EC₅₀）。研究结果表明,大麦秸秆、水稻秸秆和小麦秸秆对铜绿微囊藻的生长有显著的抑制作用,而且随着培养时间和秸秆投加量的增加,抑制作用提高。处理96 h后大麦和水稻秸秆处理下的铜绿微囊藻几乎全部死亡,表明本研究所用不同作物秸秆对铜绿微囊藻的生长有显著的抑制效果。研究结果还表明,大麦、水稻和小麦秸秆对铜绿微囊藻的72 h-EC₅₀由大到小依次是大麦>水稻>小麦,分别为248、334和1 943 mg/L,表明不同植物的秸秆对藻类的影响作用不同。分析3种秸秆抑制铜绿微囊藻生长的原因可能是3种植物秸秆在好氧的条件下可以分解产生多种具有抑藻作用化学物质,如有机酸、含甲基的酚类物质、醇类和酮类物质等,这些物质通过化感作用抑制铜绿微囊藻的生长,尤以大麦秸秆作用最为明显。     

碳酸根对磷酸钙沉淀反应回收磷的影响简

以模拟的厌氧消化液为处理对象,通过小试实验,考察不同初始磷浓度C_P、Ca/P物质的量比、pH和温度下,碳酸根（CO₃^2-）对磷酸钙沉淀反应回收磷的影响;利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对沉淀产物进行表征。结果表明,高浓度的CO₃^2-对以磷酸钙沉淀反应去除和回收磷的效率影响较大;C_P相同时,CO₃^2-浓度（C_CO3^2-）越大,P的去除率越低,低C_P（20 mg/L）时尤为显著;当C_CO3^2-相同时,随着C_P的增大,反应速率加快,P的去除率逐渐升高,但升高幅度越来越小;增大Ca/P比和pH能提高P的去除率,降低CO₃^2-对磷酸钙沉淀反应的抑制作用,综合考虑实际效果,应选择Ca/P比为3.33,pH为9.0作为适宜的反应条件;升高温度对降低CO₃^2-对磷酸钙沉淀反应的抑制作用贡献不大。在C_P为60 mg/L,Ca/P比为1.67,pH为9.0,温度为20℃的条件下,当C _CO3^2-为0时,得到的沉淀产物主要为羟基磷灰石HAP;当C _CO3^2-为30 mmol/L时,得到的沉淀产物为磷酸钙和碳酸合磷灰石的混合物。     

柑橘类果皮水提液对铜绿微囊藻生长的影响

研究了柑橘类果皮水提液对铜绿微囊藻生长的影响。采用二倍稀释法将儿种柑橘类果皮水提液分成7个浓度组,每组3个平行,在温度(25.0±0.5)℃,光照强度3000 l×下培养铜绿微囊藻。结果表明,柑橘类果皮水提液能有效抑制铜绿微囊藻的生长,且随着浓度的增加其抑藻作用增强。其中,蜜桔皮、马水桔皮、蜜柚皮水提液质量浓度在6.25、3.13、6.25g/L时对铜绿微囊藻的生长具有极显著的抑制作用(P0.01)。实际应用时,柑橘类果皮水提液质量浓度为6.25g/L时较为合理。柑橘类果皮中存在一种或几种能有效抑制铜绿微囊藻叶绿素a合成的物质,从而抑制铜绿微囊藻的生长,此类物质在高温处理下仍能保持一定的抑藻活性,这为控制蓝藻药物的研发提供了一定参考。     

铜绿微囊藻对香蒲叶片氮代谢相关酶活性的影响

采用共培养的实验方法,通过追踪测定香蒲(Typha orientalis Presl.)叶片中NO-3、NH+4、TN、可溶性蛋白的含量及硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性,研究了不同初始密度铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)对香蒲叶片内各种形态氮含量及氮代谢相关酶活性的影响。结果表明,铜绿微囊藻初始密度为1.0×104cells/m L时,香蒲叶片NR、GS和GDH活性增加,可溶性蛋白及TN含量也增加,说明低密度铜绿微囊藻对香蒲叶片的氮代谢具有促进作用,香蒲吸收同化氮能力增强;铜绿微囊藻初始密度为1.0×107cells/m L时,香蒲叶片NR及GS酶活性降低,而GDH活性增强,NO-3、NH+4含量增加,而可溶性蛋白及TN含量降低,表明高密度铜绿微囊藻对香蒲叶片的氮代谢具有抑制作用,香蒲吸收同化氮能力减弱。     

青萍(Lemna minor L.)对氮磷的吸收特征

以西部地区优势浮萍品种青萍为实验对象,研究了青萍对不同浓度硝态氮和磷酸盐的吸收特征。结果表明,硝态氮浓度在1～10 mg/L范围内,青萍对硝态氮有较好的吸收效果,M-M方程可以较好地描述硝态氮浓度与青萍对硝态氮的吸收速率之间的关系,通过M-M方程拟合得到青萍对硝态氮的最大吸收速率为0.1167 mg/(g FW.h),亲和力常数为6.9274。磷酸盐浓度在0.1～1.0 mg/L范围内,青萍对磷酸盐也有较好的吸收效果,二次多项式回归可以较好地描述青萍吸收速率与磷酸盐浓度的关系,回归方程得到青萍对磷酸盐的最大吸收速率为0.0193 mg/(g FW.h),对应磷酸盐浓度为0.6 mg/L。     

不同氮素浓度与空间条件下青萍生长特征

以西部地区优势浮萍品种青萍为实验对象,研究了它在不同总氮(TN)初始浓度和空间条件下的生长特征。结果表明,在表面积为95 cm2,TN初始浓度为0、1、2、3 mg/L的条件下,青萍的生长能较好地服从经典生长模型,对数生长阶段的相对生长速率(RGR)随TN浓度的增长而线性增长,分别为0.10、0.11、0.13、0.13 d-1。在TN浓度为10 mg/L,表面积为95、130和230 cm2的条件下,青萍的生长能较好地服从Logistic生长模型,其环境最大承载量和对数生长阶段的RGR分别为1 899、2 101和1 962 g/m2以及0.21、0.21和0.20 d-1。     

稻秆对铜绿微囊藻抑制作用的研究

研究了稻秆浸出液对铜绿微囊藻生长的抑制作用.研究表明,稻秆浸出液中含有的化学物质抑制了铜绿微囊藻的生长繁殖.稻秆浸泡时间的延长,有利于提高浸出液的抑藻效果,但浸泡时间过长则无益于抑藻效果提高,浸泡时间为15 d时,抑制率能高达75.99%.稻秆浸出液投加量达7.5%以上具有显著的抑藻效果.不同部位的水稻秸秆浸出液对铜绿...     

Cd、Ni单一及复合污染对土壤酶活性的影响

采用外源添加重金属和露天盆栽实验研究了Cd、Ni对含羞草、三叶草根际土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性的影响。结果表明,Cd、Ni单一污染条件下,低浓度的Cd、Ni对含羞草组、三叶草组的脲酶、过氧化氢酶有激活作用,高浓度的Cd、Ni对土壤脲酶、过氧化氢酶有一定的抑制作用;对蔗糖酶有较强的抑制作用。在Cd、Ni复合污染条件下,对含羞草组、三叶草组的脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶产生抑制作用;Cd、Ni单一及复合污染对土壤酶活性的抑制大小顺序为:脲酶>蔗糖酶>过氧化氢酶,其中土壤脲酶可以作为Cd、Ni污染的预警指标。含羞草能显著提高土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性,修复能力大于三叶草,在Cd、Ni污染修复方面有很好的应用前景。     

菖蒲和空心菜在处理微污染河水潜流人工湿地中的应用

为了探讨修复微污染河水的潜流湿地中植物对污染物去除效果的影响及其生长变化,在野外条件下构建2座分别栽种菖蒲和空心菜的水平潜流人工湿地,并以未栽种植物的湿地作空白。分析了湿地中污染物的去除效果,考察了湿地中植物的生物量、根系活力和氮磷含量的变化。植物湿地中污染物净化效果优于空白湿地,菖蒲和空心菜湿地对氨氮(NH+4-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和高锰酸盐指数(CODMn)的平均去除率分别为61.1%和57.5%,31.5%和39.7%,24.7%和25.5%,20.4%和20.7%。实验结果表明,湿地中菖蒲的根系鲜重是空心菜的4.2倍,但其根系活力低于空心菜。2种植物均可在湿地中正常生长,但受湿地中营养盐浓度的限制性影响,移栽后的植物组织氮磷含量与移栽前相比下降了11.8%~20.3%。植物在净化微污染河水的潜流人工湿地中对N、P的去除起重要作用。     

Polystyrene nanoplastics affect growth and microcystin production of Microcystis aeruginosa

Nanoplastics are widely distributed in freshwater environments, but few studies have addressed their effects on freshwater algae, especially on harmful algae. In this study, the effects of polystyrene (PS) nanoplastics on Microcystis aeruginosa (M. aeruginosa) growth, as well as microcystin (MC) production and release, were investigated over the whole growth period. The results show that PS nanoplastics caused a dose-dependent inhibitory effect on M. aeruginosa growth and a dose-dependent increase in the aggregation rate peaking at 60.16% and 46.34%, respectively, when the PS nanoplastic concentration was 100 mg/L. This caused significant growth of M. aeruginosa with a specific growth rate up to 0.41 d^?1 (50 mg/L PS nanoplastics). After a brief period of rapid growth, the tested algal cells steadily grew. In addition, the increase in PS nanoplastics concentration promoted the production and release of MC. When the PS nanoplastic concentration was 100 mg/L, the content of the intracellular (intra-) and extracellular (extra-) MC increased to 199.1 and 166.5 μg/L, respectively, on day 26, which was 31.4% and 31.1% higher, respectively, than the control. Our results provide insights into the action mechanism of nanoplastics on harmful algae and the potential risks to freshwater environments.

     

Mechanisms of photosynthetic inactivation on growth suppression of Microcystis aeruginosa under UV-C stress

This study aims to investigate the effects of UV-C irradiation on photosynthetic processes of Microcystis aeruginosa to unravel the mechanism(s) involved in how and in what ways UV-C mediates growth suppression and cellular recovery. Changes in the concentration of photosynthetic pigments, photochemical efficiency, PS II core protein (D1) content, and the coding genes expressions were measured. The results indicate that UV-C doses at 20–200 mJ cm⁻² lead to rapid reduction in gene expression of both psbA (for D1) and cpc (for phycocyanin), but the suppression was short term and recoverable within 3 d of post-UV incubation. Conversely, UV-C doses at ?50 mJ cm⁻² could induce marked decline in photochemical efficiency (represented by the optimal PS II quantum yield, F_V/F_M, and the effective PS II quantum yield, Y) as well as decreases in D1 content and water soluble pigments (phycoerythrins, phycocyanins, allophycocyanins) in M. aeruginosa during the post UV-C incubation period. The results suggest that interruption of both the light energy harvesting apparatus (especially the water soluble pigments) and the photochemical process mainly accounted for the growth suppression effect in UV-C irradiated M. aeruginosa.     

不同来源的海州香薷和野胡萝卜的铜抗性及铜积累差异

以来自矿区(铜绿山和赤马山铜矿)和非矿区(红安、武汉严西湖)的海州香薷和野胡萝卜种群为对象,通过土培实验,研究了2种植物的铜抗性及铜吸收积累差异.结果显示,来自矿区的海州香薷和野胡萝卜种群的铜抗性都明显高于非矿区种群,但2种植物种群的铜吸收积累特征明显不同:海州香薷植物吸收的Cu主要集中在根中,但矿区种群吸收积累的铜量明显低于非矿区种群;而野胡萝卜吸收的Cu主要集中在地上部分(地上部分的Cu富集量是根的1.5倍),但积累的铜量在矿区和非矿区种群间没有明显的差异.因此,来自矿区的海州香薷可能进化为铜避性对策,而野胡萝卜的铜抗性与其吸收积累的总量没有明显的关系,但有很好的向地上运输能力.