絡(luò)合鐵對(duì)淡水藻增殖的影響及其藻生物利用途徑研究.pdf

1、淡水水域的藻華問題一直是水環(huán)境領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究問題之一，近年來藻華的爆發(fā)頻度和嚴(yán)重程度呈加劇趨勢(shì)，如何從爆發(fā)機(jī)理上解釋藻華問題成為藻華預(yù)警及控制技術(shù)的重點(diǎn)突破方向。在經(jīng)歷了常量元素的探討研究后，藻華爆發(fā)對(duì)于營(yíng)養(yǎng)元素的研究已進(jìn)入對(duì)微量營(yíng)養(yǎng)元素的研究中。研究表明，鐵(Fe)作為藻類生長(zhǎng)發(fā)育必不可少的一種礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素，在光合作用、呼吸作用、固氮作用、蛋白質(zhì)與核酸合成等生理代謝過程的電子傳遞及酶促反應(yīng)中發(fā)揮著極為重要的作用。但鐵在自然界中的形態(tài)比

2、較多，且在自然界中的轉(zhuǎn)運(yùn)及各形態(tài)之間相互轉(zhuǎn)化的方式多種多樣，各藻種對(duì)于各形態(tài)鐵的吸收利用機(jī)制也較復(fù)雜。因此，研究不同形態(tài)的鐵與藻種之間的作用關(guān)系有利于進(jìn)一步加深對(duì)藻華爆發(fā)過程的研究，為藻華的防治提供幫助。
　　論文主要研究了不同絡(luò)合態(tài)鐵對(duì)四尾柵藻、水華魚腥藻兩種典型淡水藻的影響、藻吸收利用絡(luò)合鐵的過程。比較分析了絡(luò)合態(tài)鐵的形態(tài)和濃度對(duì)于兩種藻的增殖趨勢(shì)的影響、對(duì)于氮磷營(yíng)養(yǎng)元素吸收及有機(jī)物分泌的影響，并在比較分析了兩種藻不同絡(luò)合態(tài)鐵

3、中胞內(nèi)胞外鐵變化的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探究藻對(duì)于絡(luò)合鐵的吸收利用途徑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
　?。?）兩種藻在不同鐵源條件下的生長(zhǎng)潛勢(shì)。
　　在設(shè)計(jì)的初始鐵實(shí)驗(yàn)濃度范圍0.3 mg·L-1~1.5mg·L-1內(nèi)，隨著鐵濃度的升高，鐵對(duì)于四尾柵藻會(huì)有一個(gè)先促進(jìn)后抑制的過程。各鐵源條件中，四尾柵藻和水華魚腥藻生長(zhǎng)情況最佳的均為0.9mg· L-1的檸檬酸鐵銨。鐵形態(tài)對(duì)四尾柵藻的生長(zhǎng)影響顯著，鐵濃度對(duì)其的影響非常顯著，且影響的主次因素為：鐵濃

4、度>鐵形態(tài)。水華魚腥藻對(duì)于鐵的形態(tài)和濃度的適應(yīng)性較強(qiáng)，但當(dāng)鐵濃度達(dá)到1.5mg·L-1時(shí)仍會(huì)對(duì)水華魚腥藻的生長(zhǎng)有抑制作用。鐵形態(tài)對(duì)水華魚腥藻的生長(zhǎng)沒有顯著性影響，鐵濃度對(duì)其的影響非常顯著。對(duì)于水華魚腥藻的影響，鐵濃度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于鐵形態(tài)。綜合四尾柵藻和水華魚腥藻生長(zhǎng)情況可知，不同藻種對(duì)于不同的鐵源響應(yīng)方式有所不同，鐵濃度和鐵形態(tài)對(duì)于藻類的影響程度在不同藻種之間也有不同。一般而言，鐵濃度對(duì)藻增殖的影響要強(qiáng)于鐵形態(tài)。
　?。?）不同鐵源條

5、件下兩種藻對(duì)磷的吸收。
　　對(duì)于四尾柵藻，草酸鐵對(duì)其吸收磷的促進(jìn)作用均要強(qiáng)于EDTA-Fe、腐殖酸鐵、檸檬酸鐵銨，最大磷平均吸收速率可達(dá)到0.0556mg·L-1·d-1。鐵濃度對(duì)四尾柵藻磷吸收有顯著影響，鐵形態(tài)有非常顯著的影響。水華魚腥藻在整個(gè)磷吸收的過程中有著“先慢后快”的特點(diǎn)，在培養(yǎng)周期的最后2d磷濃度吸收速率能達(dá)到0.1~0.2 mgL-1d-1。鐵濃度和鐵形態(tài)均對(duì)水華魚腥藻磷吸收沒有顯著影響。
　?。?）兩種藻在不

6、同鐵源條件下的代謝產(chǎn)物分析。
　　水華魚腥藻在四種絡(luò)合鐵為鐵源的培養(yǎng)過程中均會(huì)分泌色氨酸類、絡(luò)氨酸類蛋白質(zhì)及腐殖類有機(jī)物。其中，色氨酸類蛋白質(zhì)的分泌情況基本相同，水華魚腥藻在生長(zhǎng)過程中均會(huì)先分泌色氨酸類蛋白質(zhì)而后進(jìn)行吸收；絡(luò)氨酸的分泌情況有所差異， EDTA-Fe試驗(yàn)組和腐殖酸鐵試驗(yàn)組絡(luò)氨酸類蛋白質(zhì)會(huì)先分泌后相對(duì)穩(wěn)定，草酸鐵和檸檬酸鐵銨試驗(yàn)組絡(luò)氨酸類蛋白質(zhì)持續(xù)增大。各鐵形態(tài)對(duì)藻細(xì)胞分泌蛋白質(zhì)類有機(jī)物的促進(jìn)作用大小順序?yàn)椋篍DTA-

7、Fe、草酸鐵>檸檬酸鐵銨>腐殖酸鐵。四種絡(luò)合鐵作鐵源時(shí)，分泌的UV類有機(jī)物占總有機(jī)物的比重較小，且分子量大小主要集中在1kDa~100kDa，分泌的總的有機(jī)物（TOC）分子量大小主要集中在100Da~10 kDa。
　?。?）兩種藻對(duì)不同絡(luò)合鐵源的吸收途徑分析
　　不同藻種之間絡(luò)合態(tài)鐵的吸收規(guī)律區(qū)別不大，但吸收速率會(huì)由于藻種生長(zhǎng)力的不同有所差距，水華魚腥藻對(duì)鐵的吸收能力要強(qiáng)于四尾柵藻。四種絡(luò)合鐵被吸附的難易程度為：EDTA-