楊宋琪 吳忠興

(西南大學生命科學學院, 三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點實驗室, 重慶市三峽庫區(qū)植物生態(tài)與資源重點實驗室, 重慶 400715)

斜生柵藻在不同磷條件下氮生態(tài)幅的研究

楊宋琪 吳忠興

(西南大學生命科學學院, 三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點實驗室, 重慶市三峽庫區(qū)植物生態(tài)與資源重點實驗室, 重慶 400715)

為獲得斜生柵藻(Scendesmus obliquus)的氮生態(tài)幅, 研究根據(jù)中華人民共和國地表水環(huán)境質(zhì)量標準磷濃度界定, 利用謝爾福德(Shelford)耐受定律進行曲線擬合對斜生柵藻在低磷(0.02 mg/L)、中磷(0.2 mg/L)和高磷(0.4 mg/L)三種不同磷濃度下氮的生態(tài)幅進行定量表達, 獲得三種磷起始條件下斜生柵藻生長的最佳氮濃度、氮適宜生長范圍和氮耐受范圍。研究表明, 在三種磷條件下斜生柵藻生長的最佳氮濃度分別為1.02、8.91和18.05 mg/L, 對應的最大比生長速率分別為(0.142±0.006)、(0.314±0.002)和(0.346±0.007) /d, 氮適宜生長范圍分別為(0.52—1.52)、(4.48—13.34)和(11.72—24.38) mg/L, 氮耐受限度分別為(0.02—2.02)、(0.05—17.77)和(5.39—30.71) mg/L。這表明富營養(yǎng)化水體可能引起斜生柵藻的大量生長、繁殖, 也暗示了斜生柵藻能作為高氮水環(huán)境的一個良好指示生物。

生態(tài)幅; 斜生柵藻; 最佳氮濃度; 氮適宜生長范圍; 氮耐受范圍

由于自然界長期自然選擇, 每個生物種都適應于一定的環(huán)境, 并有其特定的適應范圍和耐受范圍。生物不僅受生態(tài)因子最低量的限制, 而且也受生態(tài)因子最高量的限制[1]。當一個生態(tài)因子在數(shù)量或質(zhì)量上的不足或過多, 即當其接近或到達生物的耐受限度時, 該生物將衰退或不能生存。生態(tài)學上把生物對每一種生態(tài)因子耐受的上限和下限的變化幅度稱生態(tài)幅[2]。每種藻類對營養(yǎng)物質(zhì)(如: 氮、磷等)的攝取都存在一個耐受范圍, 即存在一個營養(yǎng)最低濃度和最高濃度, 在這之間的范圍即為該藻類的營養(yǎng)生態(tài)幅。

斜生柵藻(Scendesmus obliquus)是淡水中常見的浮游藻類, 極喜在營養(yǎng)豐富的靜水中生長繁殖,由于其對有機污染物具有較強的耐性, 因而可作為甲型中污帶指示生物[3,4]。目前, 營養(yǎng)鹽與斜生柵藻之間的關系主要集中在以下兩個方面: 一方面是不同形態(tài)及濃度的氮和磷對斜生柵藻生長繁殖的影響[5,7]; 其次是不同氮磷濃度條件下斜生柵藻與其他水華藍藻營養(yǎng)鹽競爭能力的比較[8—12]。此外, 實驗中設置的營養(yǎng)鹽多局限于較高濃度, 與自然水體中的營養(yǎng)鹽濃度相差較大。對斜生柵藻生長的營養(yǎng)鹽生態(tài)幅也一般依據(jù)實驗研究結(jié)果進行定性分析與描述, 而未對藻類的營養(yǎng)鹽生態(tài)幅進行定量分析。

本文研究目的是通過實驗結(jié)果和Shelford耐受性定律[1], 建立斜生柵藻生長的氮生態(tài)幅模型, 定量劃分斜生柵藻生長的氮生態(tài)幅, 為進一步研究的富營養(yǎng)化水體藻類水華的發(fā)生機制和防治提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 藻種與培養(yǎng)條件

本實驗所用的藻種斜生柵藻 Scendesmus obliquus由中國科學院水生生物研究所提供。培養(yǎng)基為HGZ培養(yǎng)基[13,14], 培養(yǎng)溫度為(25±1) , ℃ 光照強度40 μE/(m·s), 光暗比12∶12, 每天人工搖動3—4次。

1.2 實驗設計

整個實驗以HGZ培養(yǎng)基為基礎, 配制成無氮、磷的培養(yǎng)基。根據(jù)中華人民共和國地表水環(huán)境質(zhì)量標準中磷濃度的界定, 以K2HPO4·3H2O為磷源設置起始磷濃度分別為低磷(Ⅰ類水質(zhì))0.02 mg/L、中磷(Ⅲ類水質(zhì))0.2 mg/L和高磷(Ⅴ類水質(zhì))0.4 mg/L。然后在不同磷濃度條件下以NaNO3為氮源分別配制不同氮濃度梯度(表1)。

1.3 實驗方法

將實驗藻種進行擴大培養(yǎng)至對數(shù)期, 然后將藻種接入無氮磷的培養(yǎng)基中, 并在與實驗設定的相同環(huán)境下進行饑餓培養(yǎng)。實驗時將馴化的藻液(A750≈0.1)分別接到不同氮、磷梯度的140 mL培養(yǎng)基中, 每個處理設三個平行, 各接 10 mL藻樣, 最后保證總體積為150 mL, 此時測得的OD為初始值,隨后每隔48h取樣測藻液光密度A750。

1.4 最大比生長率

根據(jù)公式(1)和公式(2)分別計算出藻類在不同條件下的比生長速率和最大比生長速率。

式中, μ表示比生長速率, 某一時間間隔內(nèi)藻類生長速度; x1為某一時間間隔開始時藻類的現(xiàn)存量; x2為某一時間間隔終結(jié)時藻類的現(xiàn)存量; (t2–t1)為某一段時間間隔天數(shù); μmax表示最大比生長速率。

1.5 藻類生長的氮耐受模型及生態(tài)幅的定量表達

藻類最大比生長速率和氮濃度之間的關系呈Gauss Amp分布[15], 根據(jù)公式(1)、(2)和Shelford耐受性定律分別將不同磷起始濃度下斜生柵藻的最大比生長速率和對應的氮濃度進行曲線擬合, 得到不同磷起始濃度條件下斜生柵藻最大比生長速率和氮濃度的函數(shù)關系曲線和響應模型參數(shù)(表 2)。其方程為:

式中μmax表示最大比生長率(/d); Nopt表示藻類生長的最適氮濃度; θ表示藻類對氮的耐受限度; a、b為參數(shù)。因此, 解決斜生柵藻在不同磷起始條件下氮生態(tài)幅的關鍵在于求出Nopt和θ值。

生態(tài)幅參數(shù)可分別進行如下表述[16]:

其中, Nopt為藻類生長最佳氮濃度; θ為該藻種的忍耐度, 一個種的生態(tài)幅度變化于4θ內(nèi)[17]。

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

實驗每個處理設三個重復。對不同條件培養(yǎng)下的細胞密度值、比生長速率和最大比生長速率差異采用單因素方差分析法(One-Way ANOVA analysis)進行顯著性分析, P<0.05為差異顯著, P<0.01為差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

表1 氮和磷的濃度梯度配制Tab. 1 The gradient of the concentration of nitrogen (N) and phosphorous (P)

表2 三種固定磷濃度起始條件下擬合的方程及相關系數(shù)Tab. 2 Functions and correlation coefficient at three different initial phosphate concentrations

2.1 斜生柵藻的生長特性

在低磷濃度條件下, N/P為 80∶1即氮濃度為1.6 mg/L時, 藻生物量達到最大值; 小于 1.6 mg/L時, 藻生物量隨氮濃度的增大而增大(P<0.05)。在中磷濃度條件下, N/P為40∶1即氮濃度為8 mg/L時,藻生物量達到最大值; 小于8 mg/L時, 藻生物量隨氮濃度的增大而顯著增大(P<0.05); 大于8 mg/L時,藻生物量隨著氮濃度的增大而減小。在高磷濃度條件下, N/P為90∶1即氮濃度36 mg/L時, 藻生物量達到最大值; 小于此濃度時藻生物量隨氮濃度的增大而顯著增大(P<0.05)(圖1)。

圖1 三種固定磷起始條件下氮對斜生柵藻生物量的影響Fig. 1 Effects of nitrogen on biomass of Scendesmus obliquus at three different initial phosphate concentrationsa. 低磷; b. 中磷; c. 高磷a. low phosphate; b. medium phosphate; c. high phosphate

2.2 斜生柵藻氮生態(tài)幅的定量描述

表2為三種固定磷濃度起始條件下擬合的方程,相關系數(shù)R2依次為0.81、0.96和0.92。根據(jù)公式(3)和(4)得藻類在低磷、中磷、高磷條件下藻類生長的最佳氮濃度(圖2)依次為1.02、8.91和18.05 mg/L, 其對應的最大比生長速率分別為(0.142±0.006)、(0.314±0.002)和(0.346±0.007)/d; 氮適宜生長濃度范圍分別為: (0.52—1.52)、(4.48—13.34)和(11.72—24.38) mg/L; 氮耐受限度分別為: (0.02—2.02)、(0.05—17.77)和(5.39—30.71) mg/L。

圖2 三種固定磷起始條件下斜生柵藻氮生態(tài)幅的定量表達Fig. 2 The quantitative level of nitrogen of Scendesmus obliquus at three different initial phosphate conditionsa. 低磷; b. 中磷; c. 高磷a. low phosphate; b. medium phosphate; c. high phosphate

3 討論

氮、磷含量的增加往往導致水體富營養(yǎng)化并可能伴隨藻類的“瘋長”, 因此被認為是藻類水華發(fā)生最重要的物質(zhì)基礎[18,19]。每種藻都有其特定的營養(yǎng)鹽濃度范圍, 對藻類營養(yǎng)物質(zhì)的生態(tài)幅進行定量分析, 能清楚地反映出藻類快速增長的濃度區(qū)間, 有助于了解藻類生長與營養(yǎng)之間的關系[20,21]。研究表明[22,23], 在適宜的營養(yǎng)水平條件下, 藻類通常對營養(yǎng)鹽有較強的吸收能力, 其中當某一環(huán)境因子處于最適區(qū)時, 物種對其他因子的耐受限也將會增大,因此, 富營養(yǎng)水體中, 一些耐污性的藻類能利用自身特性發(fā)展并形成優(yōu)勢種[18]。對滇池、太湖等富營養(yǎng)化湖泊研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)柵藻的大量分布并占據(jù)一定的優(yōu)勢[24—26]。本實驗設定三種固定磷條件, 分別獲得了斜生柵藻在各自氮磷比條件下的比生長速率和最大比生長速率, 通過對其最大比生長速率—氮濃度曲線擬合所得結(jié)果顯示在低磷、中磷、高磷條件下斜生柵藻的最佳生長的氮濃度分別為 1.02、8.91和18.05 mg/L, 該結(jié)果支持了許海等[9]的研究, 即氮濃度在(4—32) mg/L時, 斜生柵藻最大比增長率達到最大(0.41/d左右), 為其最適氮濃度。楊揚等[27]研究了家用洗滌劑磷對斜生柵藻生長的影響, 發(fā)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)磷含量的增加會引起藻類現(xiàn)存量的顯著增加。本研究也獲得了相似的結(jié)果, 即在最適氮濃度條件下, 藻細胞密度和最大比生長速率隨著磷濃度的增加而顯著增加(P<0.05), 表明水體中磷含量變化直接影響著斜生柵藻的生長和繁殖。根據(jù)Redfield ratio, N/P為16:1(重量比約7∶1)時[28]藻類生長最佳。然而, 本研究發(fā)現(xiàn)斜生柵藻在 50∶1左右的氮—磷比條件表現(xiàn)出最大比生長速率。許海等[11]對斜生柵藻的生長研究也發(fā)現(xiàn)了在0.2 mg/L磷條件下斜生柵藻最適N/P為64∶1, 這暗示了斜生柵藻適宜高氮、磷環(huán)境條件。先前的研究表明氮為(2—4) mg/L、磷為0.2 mg/L的營養(yǎng)水平較適于銅綠微囊藻的生長,而柵藻則適宜更高的氮、磷營養(yǎng)水平(氮8 mg/L、磷為0.5 mg/L)[7,9,10,29]。因此, 結(jié)合本文的研究結(jié)果,可以推測在高氮、磷條件下斜生柵藻可能表現(xiàn)出比微囊藻更大的競爭優(yōu)勢。

生物和生態(tài)因子間的相互關系是錯綜復雜的,了解藻類生長與環(huán)境因子之間的關系, 可以使其在一定范圍內(nèi)作為良好的指示生物來反映環(huán)境的某些特征[30]。陳艷攏等[31]對東海原甲藻溫度生態(tài)幅進行定量表達, 探究赤潮暴發(fā)的機理; 文世勇等[16]研究表明, 塔瑪亞歷山大藻在不同磷起始條件下氮的生態(tài)幅也不相同; 龍?zhí)煊宓萚21]對嘉陵江重慶主城段藻類限制因子的生態(tài)幅進行研究, 為探索富營養(yǎng)化發(fā)生的機理與條件提供了理論依據(jù)。本研究所得斜生柵藻在三種磷起始條件下氮適宜生長范圍分別為(0.52—1.52)、(4.48—13.34)和(11.72—24.38 )mg/L;氮耐受限度分別為(0.02—2.02)、(0.05—17.77)和(5.39—30.71) mg/L, 說明了在富營養(yǎng)、重富營養(yǎng)型水體的湖泊、水庫等均有可能引起斜生柵藻的大量繁殖和生長, 也暗示了斜生柵藻能作為高營養(yǎng)鹽(N、P)環(huán)境的一個良好指示生物。

[1] Shelford V E. Animal Communities in Temperate America [M]. Chicago: University of Chicago Press. 1913, 313—318

[2] Cheng S G, Luo Z J. Environmental Ecology [M]. Beijing: Chemical Industry Press. 2003, 12—14 [程勝高, 羅澤嬌.環(huán)境生態(tài)學. 北京: 化學工業(yè)出版社. 2003, 12—14]

[3] Bohuslav Fott. Algenkunde [M]. Translator: Luo di’an. Shanghai: Shanghai Science and Technology Press. 1980, 392—394 [福迪 B. 藻類學. 羅迪安譯. 上海: 上海科學技術出版社. 1980, 392—394]

[4] Zhang M, Li Y, Wang R N, et al. Dynamic variation for the species of phytoplankton in Dianchi Lake, China [J]. Journal of Yunnan University (Natural Sciences Edition), 2006, 28(1): 73—77 [張梅, 李原, 王若南, 等. 滇池浮游植物種類的動態(tài)變化. 云南大學學報(自然科學版), 2006, 28(1): 73—77]

[5] Xia Y Z, Yu M J, Chen S H, et al. The effects of nitrogen and phosphorous compounds on the growth of Scenedesmus obliquus [J]. Acta Hydrobiologica Sinica, 1959, 473—480 [夏宜錚, 俞敏娟, 黎尚豪, 等. 不同形式的氮和磷化合物對斜生柵藻生長繁殖的影響. 水生生物學集刊, 1959, 473—480]

[6] Zhang Y, Li B Z, Qu J H, et al. Effect of low phosphorus concentration on the growth of Scenedesmus obliquus and phosphorus removal [J]. Chinese Journal of Environmental Science, 2010, 31(11): 2661—2665 [張瑩, 李寶珍, 屈建航,等. 斜生柵藻對低濃度無機磷去除和生長情況的研究. 環(huán)境科學, 2010, 31(11): 2661—2665]

[7] Wang P L, Shen H, Chen W J, et al. Physiological and biochemical responses of Scendesmus obliquus to phosphorus and turbulence stress [J]. Acta Hydrobiologica Sinica, 2011, 35(3): 443—448 [王培麗, 沈宏, 陳文捷, 等.斜生柵藻對振蕩和磷脅迫的生理生化響應. 水生生物學報, 2011, 35(3): 443—448]

[8] Wang K. Comparative study of competitive ability of Microcystis aeruginosa and Scendesmus obliquus in differentenvironment conditions [D]. Master’s thesis, Hohai University, Nanjing, 2006 [王珂. 不同環(huán)境條件下銅綠微囊藻和柵藻競爭能力的比較研究. 碩士論文, 河海大學,南京, 2006]

[9] Xu H, Yang Z L, Liu Z P. Dynamics study on the effect of nitrogen on the growth of Microcystis aeruginosa and Scendesmus obliquus [J]. Research of Environment Sciences, 2008, 21(1): 69—73 [許海, 楊林章, 劉兆普. 銅綠微囊藻和斜生柵藻生長的氮營養(yǎng)動力學特征. 環(huán)境科學研究, 2008, 21(1): 69—73]

[10] Xu H, Yang Z L, Mao H. Dynamic studies on the effect of phosphorus on the growth of Microcystis aeruginosa and Scendesmus obliquus [J]. Ecology and Environment, 2006, 15(5): 921—924 [許海, 楊林章, 茅華. 銅綠微囊藻、斜生柵藻生長的磷營養(yǎng)動力學特征. 生態(tài)環(huán)境, 2006, 15(5): 921—924]

[11] Xu H, Zhu G W, Qin B Q, et al. Influence of nitrogen-phosphorus ratio on dominance of bloom-forming cyanobacteria (Microcystis aeruginosa) [J]. China Environment Science, 2011, 31(10): 1676—1683 [許海, 朱廣偉, 秦伯強, 等. 氮磷比對水華藍藻優(yōu)勢形成的影響.中國環(huán)境科學, 2011, 31(10): 1676—1683]

[12] Chen D H, Zhang Z S, Liu Y D, et al. The dynamics of Microcystis aeruginosa Kütz and Scenedesmus obliquus (Turp.) Kütz competition for resources—— Ⅰ. growth dynamics and half saturated constant of phosphorus limited and irradiance of light limited [J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2000, 20(3): 349—354 [陳德輝, 章宗涉,劉永定, 等. 微囊藻柵藻資源競爭的動力學過程 Ⅰ.光能和磷營養(yǎng)的半飽和參數(shù)及其生長率動態(tài). 環(huán)境科學學報, 2000, 20(3): 349—354]

[13] Hu X Z, Ma Z Y, Yi W L, et al. Growth of Microcystis aeruginosa and Scendesmus quadricauda in four different mediums [J]. Research of Environment Science, 2004, 17: 55—57 [胡小貞, 馬祖友, 易文利, 等. 4種不同培養(yǎng)基下銅綠微囊藻和四尾柵藻的生長比較. 環(huán)境科學研究. 2004, 17: 55—57]

[14] Zhu W, Wan L, Zhao L F. Effect of nutrient level on phytoplankton community structure in different water bodies [J]. Journal of Environment Sciences, 2010, 22: 32—39

[15] ter Braak C J, Caspar W N. Looman. Weighted averaging, logistic regression and the Gaussian response model [J]. Plant Ecology, 1986, 65(1): 3—11

[16] Wen S Y, Song L L, Long H, et al. On the ecological amplitude of nitrate of Alexandrium tamarense at different initial phosphate concentration in laboratory cultures [J]. Acta Ecologica Sinica, 2012, 32(4): 1133—1141 [文世勇,宋琍 琍, 龍華, 等. 不同磷條件下塔瑪亞歷山大藻氮的生態(tài)幅. 生態(tài)學報, 2012, 32(4): 1133—1141]

[17] Wang F, Liang R J, Yang X L, et al. A study of ecological water requirements in northwest China I: theoretical analysis [J]. Journal of Natural Resources, 2000, 17(1): 1—8 [王芳,梁瑞駒, 楊小柳, 等. 中國西北地區(qū)生態(tài)需水研究(1)——干旱半干旱地區(qū)生態(tài)需水理論分析. 自然資源學報, 2000, 17(1): 1—8]

[18] Jin X C. Eutrophication of Chinese Lakes [M]. Beijing: China Environmental Science Press. 1990, 290—301 [金相燦. 中國湖泊富營養(yǎng)化. 北京: 環(huán)境科學出版社. 1990, 290—301]

[19] Howarth R W. Coastal nitrogen pollution: a review of sources and tends globally and regionally [J]. Harmful Algae, 2008, 8: 14—20

[20] Zheng M. Study on ecological amplitude of the nutrient limiting factors of major algae in reach of Jialing River in city zone of Chongqing [D]. Master’s thesis, Chongqing University, Chongqing, 2007 [鄭敏. 嘉陵江重慶主城段藻類營養(yǎng)鹽限制因子生態(tài)幅研究. 碩士論文, 重慶大學, 重慶, 2007]

[21] Long T Y, Zheng M, Guo W H, et al. Applying the ecological amplitude to nutrition restrictive factors of Jialing River in the city zone of Chongqing [J]. Journal of Chongqing University (Natural Science Edition), 2007, 30(2): 81—85 [龍?zhí)煊? 鄭敏, 郭蔚華, 等. 生態(tài)幅在重慶嘉陵江主城段營養(yǎng)鹽限制因子中的應用. 重慶大學學報(自然科學版), 2007, 30(2): 81—85]

[22] Wang G X, Cheng X Y, Pu P M, et al. Lake eutrophication control in technology, theory and application [J]. Journal of Lake Sciences, 2002, 14(3): 273—282 [王國祥, 成小英, 濮培民, 等. 湖泊藻型富營養(yǎng)化控制——技術、理論及應用.湖泊科學, 2002, 14(3): 273—282]

[23] Liu D Q, You W H, Li M, et al. Source Water purification through inhibition effect of H.reticulatum on Micro-algae [J]. China Water & Wastewater, 2004, 20(10): 14—17 [劉德啟,由文輝, 李 敏, 等. 利用水網(wǎng)藻對微藻的抑制作用凈化源水. 中國給水排水, 2004, 20(10): 14—17]

[24] Dong Y X, Tan Z W, Zhu X, et al. Annual variation of the community structure and quantity of algae in Chenghai Lake [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2012, 21(7): 1289—1295 [董云仙, 譚志衛(wèi), 朱翔, 等. 程海藻類植物種群結(jié)構(gòu)和數(shù)量的周年變化特征. 生態(tài)環(huán)境學報, 2012, 21(7): 1289—1295]

[25] Qian C Y, Deng X Y, Wang R N, et al. A study on the dianchi lake algal flora [J]. Journal of Yunnan University (Natural Sciences Edition), 1985, 7: 9—28 [錢澄宇, 鄧新晏,王若南, 等. 滇池藻類植物調(diào)查研究. 云南大學學報: 自然科學版, 1985, 7: 9—28]

[26] Chen J C, Meng S L, You Y, et al. Characteristic of phytoplankton community in Lake Wuli, Lake Taihu [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2009, 18(4): 1358—1367 [陳家長, 孟順龍, 尤洋, 等. 太湖五里湖浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征分析. 生態(tài)環(huán)境學報, 2009, 18(4): 1358—1367]

[27] Yang Y, Han J L, Wu Z B, et al. Effect of phosphorus in domestic detergent on the Scenedesmus obliquus [J]. ActaHydrobiologica Sinica, 2003, 27(4): 339—344 [楊揚, 韓靜磊, 吳振斌, 等. 家用洗滌劑磷對斜生柵藻生長的影響.水生生物學報, 2003, 27(4): 339—344]

[28] Redfield A C. On the Proportions of Organic Derivatives is Sea Water and their Relation to the Composition of Plankton [M]. Daniel R J. James John stone Memorial Volume. Liverpool: Liverpool University Press. 1934, 176—192

[29] Wan L, Zhu W, Zhao L F. Effect of nitrogen and phosphorus on growth and competition of M. aeruginosa and S. quadricauda [J]. Environment Sciences, 2007, 28(6): 1230—1235 [萬蕾, 朱偉, 趙聯(lián)芳. 氮磷對微囊藻和柵藻生長及競爭的影響. 環(huán)境科學, 2007, 28(6): 1230—1235]

[30] Li W J. Fundamentals of Ecology [M]. Beijing University of Posts and Telecommunications Press. 2005, 21—22 [李維炯.生態(tài)學基礎. 北京郵電出版社. 2005, 21—22]

[31] Chen Y L, Zhao D Z, Yang J H, et al. The quantitative study on ecological amplitude of sea temperature of algae [J]. Acta Oceanologica Sinica 2009, 31(5): 156—161 [陳艷攏, 趙冬至, 楊建洪, 等. 赤潮藻類溫度生態(tài)幅的定量表達模型研究. 海洋學報, 2009, 31(5): 156—161]

STUDY ON ECOLOGICAL AMPLITUDE OF NITROGEN OF SCENDESMUS OBLIQUUS AT DIFFERENT INITIAL PHOSPHATE CONCENTRATIONS

YANG Song-Qi and WU Zhong-Xing
(Key Laboratory of Eco-environments in Three Gorges Reservoir Region (Ministry of Education), Chongqing Key Laboratory of Plant Ecology and Resources Research in Three Gorges Reservoir Region, School of Life Science, Southwest University, Chongqing 400715, China)

The present study was conducted to calculate the ecological amplitude of nitrate and to obtain the optimum nitrate concentrations, optimum growth, and tolerance range of nitrate concentrations during the growth of Scendesmus obliquus. Three fixed initial phosphate concentrations [0.02 mg/L (low-P), 0.2 mg/L (medium-P) and 0.4 mg/L (high-P)] were carried out based on the surface water environmental quality standard of the People’s Republic of China. A nitrate tolerance model of the algal growth was established based on the Shelford’s law of tolerance. The results showed that the optimum nitrate concentrations in low-P, medium-P, and high-P cultures were 1.02, 8.91 and 18.05 mg/L, respectively; the optimum growth range of nitrate concentrations were (0.142±0.006), (0.314±0.002) and 0.346±0.007/d, respectively; the tolerance range of nitrate concentrations were (0.02—2.02), (0.05—17.77) and 5.39—30.71 mg/L, respectively. These results suggest that water pollution may promote the growth and production of Scendesmus obliquus, and Scendesmus obliquus may be a good indicator for the high nitrogen water environment.

Ecological amplitude; Scendesmus obliquus; Optimum nitrate concentrations; Optimum growth range of nitrate concentrations; Tolerance range of nitrate concentrations

Q142

A

1000-3207(2014)03-0510-06

10.7541/2014.72

2013-04-12;

2014-01-21

西南大學博士基金(SWU110065); 國家自然科學基金(31170372)資助

楊宋琪(1988— ), 男, 甘肅隴南人; 碩士研究生; 主要從事藻類生態(tài)學研究。E-mail: yangzong866@126.com

吳忠興(1975— ), 男, 教授; 主要從事藻類生理生態(tài)及分子系統(tǒng)性學研究。E-mail: wuzhx@swu.edu.cn