大水面控養(yǎng)條件下水葫蘆與浮游藻類間的相互作用

徐寸發(fā)，劉海琴，徐為民，秦紅杰，聞學(xué)政，張迎穎，張志勇*. 江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，江蘇 南京 004；. 江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院中心實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 004

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大水面控養(yǎng)條件下水葫蘆與浮游藻類間的相互作用

徐寸發(fā)1， 2，劉海琴1，徐為民2，秦紅杰1，聞學(xué)政1，張迎穎1，張志勇1*
1. 江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，江蘇 南京 210014；2. 江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院中心實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210014

摘要：在滇池外海北岸重污染水域的0.25 km2封閉性藍(lán)藻治理試驗(yàn)示范區(qū)內(nèi)控養(yǎng)水葫蘆（Eichhornia crassipe），通過(guò)鑒定與計(jì)數(shù)水體浮游藻類及監(jiān)測(cè)水葫蘆生理指標(biāo)的變化，研究大水面控養(yǎng)條件下水葫蘆與浮游藻類間的相互作用。6月底按 9.30 kg·m-2投放水葫蘆種苗，12月底進(jìn)行采收，水葫蘆控養(yǎng)面積為2.51 hm2。結(jié)果顯示，該水域共鑒定出浮游藻類隸屬7門46種（屬），控養(yǎng)水葫蘆未顯著影響浮游藻類群落結(jié)構(gòu)；水葫蘆控養(yǎng)區(qū)浮游藻類生物量高于對(duì)照區(qū)，控養(yǎng)區(qū)浮游藻類最大生物量為1.76×109cells·L-1，是對(duì)照區(qū)的2.2倍；藍(lán)藻門生物量占浮游藻類總生物量的88.0%以上，且以微囊藻為優(yōu)勢(shì)種群，控養(yǎng)區(qū)微囊藻生物量高達(dá)1.75×109cells·L-1，是對(duì)照區(qū)的2.4倍；水葫蘆根系對(duì)浮游藻類具有明顯吸附作用，吸附的微囊藻最大生物量為1.67×109cells·m-2。吸附于水葫蘆根系的高濃度浮游藻類未影響植株株高、根長(zhǎng)、生物量的變化，對(duì)根系活力與葉片生理變化影響也較小，平均根系表面積和活躍面積分別為0.62和0.28 m2·g-1，平均葉片可溶性糖和可溶蛋白質(zhì)分別為2.81 和0.15 mg·g-1。綜上分析，控養(yǎng)水葫蘆改變浮游藻類空間分布特征，將其有效吸附滯留于控養(yǎng)區(qū)，防止其隨風(fēng)布滿湖面；水葫蘆根系吸附的高濃度浮游藻類未影響水葫蘆正常生長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：水葫蘆；浮游藻類；相互作用

引用格式：徐寸發(fā)， 劉海琴， 徐為民， 秦紅杰， 聞學(xué)政， 張迎穎， 張志勇. 大水面控養(yǎng)條件下水葫蘆與浮游藻類間的相互作用［J］. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)， 2016， 25（5）: 850-856.

XU Cunfa， LIU Haiqin， XU Weimin， QIN Hongjie， WEN Xuezheng， ZHANG Yingying， ZHANG Zhiyong. Interaction between Eichhornia crassipe and Phytoplankton under Large Water Surface Controlled Growth of Eichhornia crassipe ［J］. Ecology and Environmental Sciences， 2016， 25（5）: 850-856.

水葫蘆，學(xué)名鳳眼蓮（Eichhornia crassipe），屬雨久花科鳳眼蓮屬，多年生漂浮植物，其具有生長(zhǎng)迅速、生物量大、富集氮磷能力強(qiáng)等特點(diǎn)，被國(guó)際公認(rèn)為高效去除水體氮、磷的高等水生植物之一（常會(huì)慶等，2010；萬(wàn)志剛等，2004；Jayaweera et al.，2004），被廣泛應(yīng)用于富營(yíng)養(yǎng)化湖泊治理。而浮游藻類是水環(huán)境中的初級(jí)生產(chǎn)者，也是食物鏈和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，在能量轉(zhuǎn)化與物質(zhì)循環(huán)過(guò)程中起重要的作用。目前，關(guān)于水葫蘆與浮游藻類間的相互作用多集中于水葫蘆對(duì)浮游藻類抑制機(jī)理方面的研究，其主要是室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)。據(jù)已有報(bào)道，水葫蘆通過(guò)營(yíng)養(yǎng)鹽和光照的競(jìng)爭(zhēng)（Yang et al.，1992），以及根系分泌化感物質(zhì)（Kim et al.，2000）等途徑抑制浮游藻類繁殖生長(zhǎng)。根系分泌的化感物質(zhì)有N-苯基-2-萘胺、亞油酸甘油酯、亞油酸、丙酰胺、壬酸、脫水 B-D吡喃葡萄糖、2，2-二甲基環(huán)戊酮等（楊善元等，1992；Jin et al.，2003）；Almeida et al.（2006）研究發(fā)現(xiàn)，水葫蘆對(duì)綠藻具有選擇性的抑制作用。而有關(guān)大水面控養(yǎng)水葫蘆修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊的研究也主要集中于水葫蘆對(duì)水體理化指標(biāo)的改善（張志勇等，2015a；Wang et al.，2013）及對(duì)浮游動(dòng)物和底棲動(dòng)物的影響方面（Chen et al.，2012；王智等，2012），而生長(zhǎng)期內(nèi)水葫蘆與浮游藻類間的相互作用研究較少。

在滇池外海北岸水域，每年夏天受氣象、湖流等的作用，大量的浮游藻類聚集于岸邊，形成大片的藍(lán)藻聚集區(qū)，引起水體溶解氧顯著下降、水體發(fā)臭、魚(yú)類死亡等現(xiàn)象。云南省環(huán)境科學(xué)研究院于2011年在該水域利用不透水軟圍隔材料構(gòu)建了0.25 km2封閉性水域，簡(jiǎn)稱藍(lán)藻治理試驗(yàn)示范區(qū)。2013年江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院在藍(lán)藻治理試驗(yàn)示范區(qū)內(nèi)開(kāi)展控養(yǎng)水葫蘆修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體示范工程。本研究基于示范工程的平臺(tái)，通過(guò)分析控養(yǎng)期內(nèi)水葫蘆對(duì)浮游藻類生物量及其群落結(jié)構(gòu)的作用，以及監(jiān)測(cè)水葫蘆生物量、根系與葉片生理指標(biāo)變化等，著重研究富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中水葫蘆與浮游藻類間的相互作用，以期為水葫蘆控養(yǎng)修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊工程提供科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1 試驗(yàn)方法

于2013年5月在滇池外海北岸藍(lán)藻治理試驗(yàn)示范區(qū)內(nèi)，利用鋼管（5 cm×600 cm）和泡沫浮球（?300 cm×500 cm）等材料構(gòu)建4個(gè)水葫蘆單體控養(yǎng)圍欄，圍欄構(gòu)建示意圖如圖1所示，具體構(gòu)建方法及參數(shù)詳見(jiàn)專利（專利號(hào)：ZL201520097706.4）（張志勇等，2015b）。圍欄面積共計(jì)2.51 hm2，其中1個(gè)邊長(zhǎng)均為100 m，另外3個(gè)邊長(zhǎng)均為71 m。同年6月利用機(jī)動(dòng)船將水葫蘆種苗托運(yùn)至試驗(yàn)水域，按9.30 kg·m-2放養(yǎng)于4個(gè)圍欄內(nèi)，覆蓋度占0.25 km2水域的10%，并在試驗(yàn)水域設(shè)置8個(gè)采樣點(diǎn)，其中W1～W4為水葫蘆控養(yǎng)區(qū)（Planting region）采樣點(diǎn)，W5～W8為對(duì)照區(qū)（CK）采樣點(diǎn)，如圖2所示。試驗(yàn)期為2013年7—12月，即水葫蘆控養(yǎng)期，試驗(yàn)結(jié)束后將水葫蘆打撈上岸進(jìn)行資源化利用。試驗(yàn)期間，以1次/月的頻率采集水葫蘆植株樣品和浮游藻類樣品，監(jiān)測(cè)水葫蘆控養(yǎng)區(qū)和對(duì)照區(qū)水體浮游藻類的生物量及群落，以及測(cè)定水葫蘆根系單位面積吸附的浮游藻類生物量；同時(shí)監(jiān)測(cè)水葫蘆株高、根長(zhǎng)、單位面積生物量、根系表面積、活躍面積及葉片可溶性糖與可溶性蛋白質(zhì)含量。試驗(yàn)前水域水質(zhì)如表1所示。

圖1　圍欄構(gòu)建示意圖Fig. 1　Schematic diagram of enclosure

1.2 樣品的采集與處理

水體浮游藻類定量樣品：利用容量為5 L的有機(jī)玻璃采水器采集水體表層（距表層0～0.5 m）、中層（距表層1.0～1.5 m）、底層（湖底上0.5 m）3層次的水樣等量均勻混合后，取其中1 L水樣加10 mL魯哥試劑固定，靜置48 h后濃縮至50 mL。

圖2　采樣點(diǎn)分布圖Fig. 2　Distribution diagram of sampling sites

表1　試驗(yàn)水域6月份水質(zhì)狀況Table 1　Water quality of the water area

定性樣品：用25號(hào)的浮游生物網(wǎng)（64 μm）過(guò)濾采集的水樣，然后將生物網(wǎng)內(nèi)的浮游藻類轉(zhuǎn)移至50 mL的塑料瓶中，加入1 mL魯哥試劑固定。

此外，在每個(gè)控養(yǎng)圍欄內(nèi)隨機(jī)采集 10株水葫蘆，測(cè)定株高、根長(zhǎng)，然后選取其中5株采用軟毛刷和6 L去離子水清洗水葫蘆根系，取混合均勻的清洗液1 L加入10 mL魯哥試劑固定，靜置48 h濃縮至50 mL后作為水葫蘆根系吸附的浮游藻類定量樣品。最后將清洗后的水葫蘆根系與葉子分開(kāi)，選取部分根系和葉子分別測(cè)定根系表面積和活躍面積、葉片可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)。

1.3 分析方法與數(shù)據(jù)處理

浮游藻類定性和定量樣品的鑒定與計(jì)數(shù)參照文獻(xiàn)進(jìn)行（章宗等，1991；胡鴻鈞等，2006）；采用甲烯藍(lán)吸附法測(cè)定根系表面積及活躍面積（陳建勛等，1985）；通過(guò)水葫蘆根系吸附的浮游藻類生物量與根系表面積得到水葫蘆根系單位面積吸附的浮游藻類生物量。采用考馬斯亮藍(lán)法、蒽酮比色法分別測(cè)定葉片可溶性蛋白質(zhì)、葉片可溶性糖（張志良等，2002）。根長(zhǎng)和株高采用米尺測(cè)定；單位面積水葫蘆生物量（鮮重）測(cè)定是將將1 m2內(nèi)全部植株從水中撈起放在篩網(wǎng)上，直至無(wú)滴水時(shí)稱重而得。各采樣點(diǎn)指標(biāo)均重復(fù)3次測(cè)定，最后試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，利用Origin 8.0軟件作圖。

2　結(jié)果與分析

2.1 水葫蘆對(duì)浮游藻類的作用

2.1.1 浮游藻類群落結(jié)構(gòu)變化

由表2可以看出，7—12月試驗(yàn)水域共鑒定出浮游藻類隸屬7門46種（屬），不同月份控養(yǎng)區(qū)和對(duì)照區(qū)浮游藻類群落組成存在差異，不過(guò)均有藍(lán)藻門、綠藻門、硅藻門和隱藻門，且種（屬）數(shù)排序?yàn)榫G藻門＞藍(lán)藻門＞硅藻門＞隱藻門。各月份控養(yǎng)區(qū)浮游藻類總種（屬）數(shù)低于對(duì)照區(qū)，但差異不明顯，表明控養(yǎng)水葫蘆對(duì)浮游藻類的群落結(jié)構(gòu)影響較小。其中，8月因是藍(lán)藻暴發(fā)高峰期，可能因藍(lán)藻生物量大而抑制了其他藻類生長(zhǎng)，導(dǎo)致浮游藻類總種（屬）數(shù)顯著減少。隨著藍(lán)藻開(kāi)始衰亡，其他藻類開(kāi)始出現(xiàn)，9月后出現(xiàn)裸藻類，12月后出現(xiàn)了適宜在貧營(yíng)養(yǎng)化水體中生長(zhǎng)的金藻類。

2.1.2 浮游藻類生物量變化及群落分布

根據(jù)圖3知，浮游藻類生物量變化表現(xiàn)為先升后降的趨勢(shì)。控養(yǎng)區(qū)浮游藻類生物量高于對(duì)照區(qū)，這表明水葫蘆將浮游藻類吸附滯留于控養(yǎng)區(qū)，改變了浮游藻類的空間分布特征。其中，8月因藍(lán)藻暴發(fā)使浮游藻類生物量迅速增加，控養(yǎng)區(qū)為1.76×109cells·L-1，是對(duì)照區(qū)8.11×108cells·L-1的2.2倍；9月因降雨較多，部分浮游藻類下沉，浮游藻類生物量顯著下降；12月由于氣溫下降，浮游藻類衰亡沉降，使浮游藻類生物量急劇下降。同時(shí)，結(jié)合圖4，可知微囊藻是該水域水體浮游藻類中的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種群，也是藍(lán)藻門的優(yōu)勢(shì)種群。試驗(yàn)期微囊藻生物量變化趨勢(shì)與浮游藻類生物量變化趨勢(shì)基本一致，且控養(yǎng)區(qū)微囊藻生物量高于對(duì)照區(qū)。其中，在藍(lán)藻暴發(fā)高峰期（8月），控養(yǎng)區(qū)微囊藻生物量高達(dá)1.75×109cells·L-1，是對(duì)照區(qū)7.31×108cells·L-1的2.4倍。

圖3　浮游藻類生物量變化Fig. 3　Monthly variation of planktonic algae biomass

圖4　微囊藻生物量變化Fig. 4　Monthly variation of Microcystis biomass

由表 3可知，藍(lán)藻門生物量占總浮游藻類生物量比例最大，綠藻門次之，且控養(yǎng)區(qū)藍(lán)藻門生物量高于對(duì)照區(qū)，綠藻門則相反。各月份藍(lán)藻門生物量占總浮游藻類生物量的比例均超過(guò)88.0%。9月對(duì)照區(qū)綠藻門占總浮游藻類的 10.21%，高于其他月份，原因可能是 9月因天氣原因，減緩了藍(lán)藻門的擴(kuò)增速率，削弱了藍(lán)藻門對(duì)其他藻門生長(zhǎng)的抑制作用。

表2　浮游藻類群落結(jié)構(gòu)的變化（單位：種（屬））Table 2　Monthly variation of community structure of planktonic algae at different area （unit: species （genus））

表3　浮游藻類群落分布Table 3　Distribution of planktonic algae community at different area

2.1.3 水葫蘆根系對(duì)浮游藻類的吸附效果

水葫蘆根系吸附的微囊藻生物量變化如圖5所示，呈現(xiàn)先升后降再升的變化趨勢(shì)。其中，8月吸附的微囊藻生物量最大，為 1.67×109cells·m-2，遠(yuǎn)高于其他月份，這與藍(lán)藻暴發(fā)密切相關(guān)。9月因降雨較多，氣溫降低導(dǎo)致微囊藻生長(zhǎng)減緩，同時(shí)附在根系的部分微囊藻脫離根系，從而導(dǎo)致單位面積根系附著的微囊藻生物量較其他月份少。后期雖有上升趨勢(shì)，但由于藍(lán)藻暴發(fā)期已過(guò)，根系吸附的微囊藻生物量低于8月份。

圖5　水葫蘆根系吸附的微囊藻生物量變化Fig. 5　Monthly variation of Microcystis biomass on the root surface of Eichhornia crassipes

2.2 浮游藻類對(duì)水葫蘆的作用

2.2.1 水葫蘆生長(zhǎng)狀況

試驗(yàn)期間（7—12月），水葫蘆生長(zhǎng)狀況如表4所示。各月份水葫蘆植株高、根長(zhǎng)均無(wú)明顯差異，株高和根長(zhǎng)分別在0.41～0.64和0.20～0.40 m之間；生物量呈先增后減的變化規(guī)律，其中 10月生物量最大，為42.90 kg·m-2，是7月份18.74 kg·m-2的2.3倍；10月后因溫度下降及生長(zhǎng)空間限制，水葫蘆生物量呈現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)。

表4　水葫蘆生長(zhǎng)狀況Table 4　Growth state of Eichhornia crassipes

2.2.2 水葫蘆根系的表面積和活躍面積變化

圖6　根系表面積和活躍面積變化Fig. 6　Monthly variation of root surface area and active surface area

水葫蘆根系表面積和活躍面積變化如圖 6所示，根系表面積及其活躍面積均呈先升后降的變化趨勢(shì)，符合水葫蘆正常生長(zhǎng)規(guī)律。7—12月，水葫蘆根系表面積和活躍面積分別在 0.31～0.73和0.16～0.34 m2·g-1之間變化，平均分別為0.62和0.28 m2·g-1。其中，10月時(shí)根系表面積和活躍面積最大，分別為0.7和0.34 m2·g-1。

2.2.3 水葫蘆葉片可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)變化

由圖 7可以發(fā)現(xiàn)，隨著水葫蘆的生長(zhǎng)，葉片可溶性糖呈不斷上升的趨勢(shì)。7月葉片可溶性糖為1.56 mg·g-1，12月時(shí)增至4.60 mg·g-1，整個(gè)生長(zhǎng)期間葉片可溶性糖平均為 2.81 mg·g-1，這表明水葫蘆生長(zhǎng)良好，吸附于根系的高濃度浮游藻類未明顯影響水葫蘆生長(zhǎng)。其中，9月可能因降雨較多，葉片光合作用減弱，從而減緩了葉片可溶性糖的合成速率。

圖7　葉片可溶性糖變化Fig. 7　Monthly variation of leaf soluble sugar

從圖8中可看出，水葫蘆葉片可溶性蛋白質(zhì)與可溶性糖變化趨勢(shì)略有不同，但整體上也表現(xiàn)為上升趨勢(shì)，屬于正常變化規(guī)律。在7—12月間，葉片可溶性蛋白質(zhì)在0.10～0.20 mg·g-1之間，平均為0.15 mg·g-1。其中，11月時(shí)葉片可溶性蛋白質(zhì)較其他月份大的原因可能是 11月時(shí)水葫蘆仍有一定生長(zhǎng)能力，葉片仍能產(chǎn)生代謝酶。

圖8　葉片可溶性蛋白質(zhì)變化Fig. 8　Monthly variation of leaf soluble protein

3　討論與結(jié)論

3.1 討論

一般認(rèn)為浮游藻類受溫度、水流、光照和營(yíng)養(yǎng)等各種環(huán)境因子及種間作用的影響（Montecino et al.，1982；Ascioti et al.，1993）。根據(jù)前人的研究發(fā)現(xiàn)，富營(yíng)養(yǎng)型湖泊中的浮游藻類以綠藻、藍(lán)藻類為主，中營(yíng)養(yǎng)型湖泊以硅藻、隱藻和甲藻為主，貧營(yíng)養(yǎng)型湖泊則以黃藻、金藻類為主（張志明，2009）。而試驗(yàn)水域是滇池外海北污染最嚴(yán)重的區(qū)域之一，屬重度富營(yíng)養(yǎng)化水體，本試驗(yàn)結(jié)果表明該水域浮游藻類以藍(lán)藻類和綠藻類為主，藍(lán)藻門中的微囊藻為優(yōu)勢(shì)種群，符合富營(yíng)養(yǎng)化湖泊浮游藻類優(yōu)勢(shì)種群的規(guī)律；11月后出現(xiàn)甲藻類、金藻類，可能說(shuō)明水質(zhì)好轉(zhuǎn)；試驗(yàn)期內(nèi)，水葫蘆控養(yǎng)區(qū)和對(duì)照區(qū)水體藍(lán)藻門生物量占據(jù)浮游藻類總生物量的絕大部分，且控養(yǎng)區(qū)藍(lán)藻門生物量遠(yuǎn)高于對(duì)照區(qū)，改變了浮游藻類空間分布特征，這一結(jié)果與Brendonck et al.（2003）在烏干達(dá)Chivero湖沿岸水葫蘆種養(yǎng)區(qū)的研究結(jié)果相一致，這是由于水葫蘆發(fā)達(dá)的根系吸附了大量浮游藻類的緣故。不過(guò)Brendonck等研究發(fā)現(xiàn)水葫蘆種養(yǎng)區(qū)浮游藻類生物量是非種養(yǎng)區(qū)的10～30倍，遠(yuǎn)高于本研究結(jié)果，這應(yīng)該是試驗(yàn)水域富營(yíng)養(yǎng)化程度不同而導(dǎo)致水葫蘆根系生長(zhǎng)差異引起的差異。同時(shí)，周慶等（2012）784-785在太湖竺山灣水域的研究發(fā)現(xiàn)，水葫蘆種養(yǎng)區(qū)與非種養(yǎng)區(qū)浮游藻類群落結(jié)構(gòu)差異較小，這與本研究結(jié)果一致。因此，控養(yǎng)水葫蘆顯著地吸附浮游藻類，將浮游藻類滯留于水葫蘆控養(yǎng)區(qū)，有效阻止浮游藻類的遷移，同時(shí)水葫蘆又能吸收利用藻類衰亡釋放到水體中的污染物，減輕外部空白水域水質(zhì)惡化的壓力。

水葫蘆根系由不定根和側(cè)根組成，根系發(fā)達(dá)，表面積巨大，可有效吸附浮游藻類，在本試驗(yàn)中也得到驗(yàn)證。然而吸附在根系的大量浮游藻類對(duì)水葫蘆生長(zhǎng)是否產(chǎn)生不利的作用目前尚不清楚。在本試驗(yàn)中，7—12月水葫蘆根系吸附的微囊藻生物量均較大，不過(guò)水葫蘆株高、根長(zhǎng)變化較小，生物量呈現(xiàn)正常的變化規(guī)律，這說(shuō)明吸附在根系的浮游藻類并未影響到水葫蘆的表觀生長(zhǎng)。某種程度上，根系表面積、活躍面積可代表根系活力強(qiáng)弱，而根系活力反映植物生長(zhǎng)情況。葉片可溶性糖是光合作用的初級(jí)產(chǎn)物，是植物體內(nèi)多糖、蛋白質(zhì)、脂肪等大分子化合物合成的物質(zhì)基礎(chǔ)，反映了植株生長(zhǎng)的能力（劉浩榮等，2007）。葉片可溶性蛋白質(zhì)是多種酶系構(gòu)成的非膜結(jié)合蛋白體系，反映了葉片代謝酶類的總體水平（翁伯琦等，2014）。根據(jù)試驗(yàn)期內(nèi)水葫蘆根系表面積、活躍面積、葉片可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量變化，顯示水葫蘆根系活力及葉片代謝并未受到顯著影響，這與周慶等（2012）786-790研究得出的水葫蘆對(duì)水華藻類的吸附未對(duì)其自身造成不利影響的結(jié)果相一致。此外，吳婷婷等（2015）通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)藍(lán)藻濃度低于60 g·L-1的處理中，水葫蘆葉片可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量逐漸增加，不受藍(lán)藻的脅迫作用。本該研究結(jié)果顯示，7 —12月水葫蘆葉片可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量呈上升趨勢(shì)，這也表明控養(yǎng)區(qū)根系吸附的浮游藻類未對(duì)水葫蘆葉片光合作用與代謝水平產(chǎn)生脅迫作用。結(jié)合水葫蘆生長(zhǎng)過(guò)程中表觀現(xiàn)象與生理狀況變化，表明水葫蘆根系吸附的高濃度浮游藻類并未影響水葫蘆正常生長(zhǎng)。

因此，將水葫蘆大面積控養(yǎng)于藻型富營(yíng)養(yǎng)化湖泊，既能改變浮游藻類群體空間分布，又能將浮游藻類滯留于特定水域，且高濃度浮游藻類對(duì)水葫蘆生長(zhǎng)無(wú)明顯影響。在污染嚴(yán)重水域可利用水葫蘆構(gòu)建漂浮植物帶吸附藍(lán)藻水華，在削減水體N、P負(fù)荷的同時(shí)有效阻止浮游藻類隨風(fēng)聚集于岸邊。另外，氮、磷、鉀等植物營(yíng)養(yǎng)元素含量較高的水葫蘆打撈后可以進(jìn)行資源化再利用。

3.2 結(jié)論

（1）試驗(yàn)水域共鑒定出浮游藻類隸屬 7門 46種（屬），水葫蘆控養(yǎng)區(qū)浮游藻類總種（屬）數(shù)低于對(duì)照區(qū)，但差異較小?？仞B(yǎng)區(qū)浮游藻類生物量高于對(duì)照區(qū)，控養(yǎng)區(qū)最大生物量為1.76×109cells·L-1，對(duì)照區(qū)為8.11×108cells·L-1。此外，藍(lán)藻門生物量占浮游藻類總生物量的88.0%以上，以微囊藻為優(yōu)勢(shì)種群，控養(yǎng)區(qū)微囊藻生物量高達(dá)1.75×109cells·L-1，對(duì)照區(qū)為7.31×108cells·L-1。水葫蘆根系有效地吸附了大量的浮游藻類，吸附的微囊藻生物量高達(dá)1.67×109cells·m-2。

（2）吸附于水葫蘆根系的高濃度浮游藻類未影響水葫蘆的正常生長(zhǎng)。試驗(yàn)期間水葫蘆植株高、根長(zhǎng)變化不明顯，水葫蘆生物量、根系表面積和活躍面積均呈正常變化規(guī)律，平均根系表面積和活躍面積分別是0.62和0.28 m2·g-1；水葫蘆葉片可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量均呈上升趨勢(shì)，均值分別是2.81和0.15 mg·g-1。

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共同第一作劉海琴（1971年生），女，副研究員，主要從事水體污染生物修復(fù)方面的研究。E-mail: zh84391231@163.com

DOI：10.16258/j.cnki.1674-5906.2016.05.018

中圖分類號(hào)：X52

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1674-5906（2016）05-0850-07

基金項(xiàng)目：國(guó)家“十二五”滇池水專項(xiàng)項(xiàng)目（2012ZX07102-004-6）

作者簡(jiǎn)介：徐寸發(fā)（1991年生），男，碩士，主要從事水體污染生物修復(fù)方面的研究。E-mail: jaasxucunfa@163.com

*通信作者。E-mail: jaaszyzhang@126.com

收稿日期：2016-03-22

Interaction between Eichhornia crassipe and Phytoplankton under Large Water Surface Controlled Growth of Eichhornia crassipe

XU Cunfa1， 2， LIU Haiqin1， XU Weimin2， QIN Hongjie1， WEN Xuezheng1，ZHANG Yingying1， ZHANG Zhiyong1*
1. Institute of Agricultural Resource and Environmental Sciences， Jiangsu Academy of Agricultural Sciences， Nanjing 210014， China；2. Central Laboratory， Jiangsu Academy of Agricultural Sciences， Nanjing 210014， China

Abstract：In order to discuss the interaction between phytoplankton and Eichhornia crassipe under large water surface controlled condition， phytoplankton were indentified and counted， and the physiological changes of E. crassipe were investigated in cyanoabacterial governance zone， an enclosed area （0.25 km2）， nearby north shore of Wai hai， Dianchi Lake. 9.30 kg·m-2E. crassipe seedlings were planted with covering area of 2.51 hm2at the end of June and harvested at the end of December. Results showed that 46 species of phytoplankton belonging to 7 genera were identified in the water area； the confined growth of E. crassipe had no significant effects on the structure of the phytoplankton. The biomass of phytoplankton was higher in the region with E. crassipe than the area without E. crassipe， and the maximum biomass of phytoplankton in the region with E. crassipe was 1.76×109cells·L-1，which was 2.2 times higher than the area without E. crassipe. Cyanobacteral biomass was more than 88.0% of the total phytoplankton biomass， and Microcystis was shown as the dominant species in the water area. The maximum biomass of Microcystis in the region with E. crassipe was 1.75×109cells·L-1， which was 2.4 times higher than the area without E. crassipe. Considerable Microcystis were absorbed by E. crassipe root-mats， which the maximum biomass of Microcystis was 1.67×109cells·L-1. Phytoplankton absorbed on the E. crassipe root-mats had no effects on changes of stem height， root length and E. crassipe biomass，and on the root activity and leaf physiological change were not affected by phytoplankton. The average root surface area and root active surface area were 0.62 and 0.28 mg2·g-1， respectively. The average leaf soluble sugar and soluble protein content were 2.81 and 0.15 mg·g-1， respectively. Results indicated that E. crassipe could change spatial distribution of phytoplankton， strand them in special water area and prevent them from covering lake with the wind. Meanwhile， E. crassipe could grow normally under high concentration of phytoplankton condition.

Key words：Eichhornia crassipe； phytoplankton； interaction