铁、不同氮源和光强对海洋微藻生长的交互影响

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1、中国海洋大学硕士学位论文铁、不同氮源和光强对海洋微藻生长的交互影响姓名：袁征申请学位级别：硕士专业：海洋化学指导教师：张曼平2003.6.1生垦查堂查兰堕主堂堡丝塞．——铁、不同氮源和光强对海洋微藻生长的交互影晌摘要为了研究铁、营养盐和光强对海洋浮游植物生长的影响，本文选用中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)、旋链角毛藻(Chaetoceroscuroisetus)、具齿原甲藻(Prorocentrumdentatum)和青岛大扁藻(Platymonashelgolandicavat．tsingtaoensis)四种常见的海洋浮游植物，进行实验室纯种和混种一次性培养实验，研究了

2、不同光强和营养盐水平下微藻对于铁的吸收，以及不同N／P比值和不同氮营养盐条件下铁对海洋微藻营养盐吸收及其生长的影响。EDTA能促进胶体态氢氧化铁向溶解态铁的转化，本文研究了EDTA对浮游植物吸收铁的影响。此外作者通过混合培养实验，在实验室条件下研究了铁、营养盐和光强对于藻类生存竞争及组成的影响。实验表明，在添加铁的浓度范围为O～5×lO。mol／LFeCI。时，对海洋微藻的生长均有促进作用，浓度越高其对海洋微藻生长的促进作用越大。在加入5x10。8mol／L铁的条件下，中肋骨条藻和旋链角毛藻的最大生长速率比无铁对照组高l倍多，分别从0．74d1和0．41d-1提高到1．60C1和0．88d一。

3、光照是藻类光合作用的必要条件，是浮游植物生长不可或缺的理化因子之一。在实验选定的800Lux至4000Lux光照强度的范围内，光照越强，浮游植物的生长越快。研究发现，当光强接近800Lux时，实验藻类的生长显然受光照强度的限制，没有形成指数生长。在实验的初期，微藻的生长速率在1500Lux下小于在4000Lux下，但是在实验的后期可以达到与4000Lux下生长的藻相似的细胞密度，这表明1500Lux的光强显然是可以满足中肋骨条藻和旋链角毛藻生长所需的光照条件。在EDTA对藻类吸收铁的影响实验中，选用胶体态氢氧化铁作为铁源，添加5×10喝mol／L，5×10-5moi／L．1×10’4mol／L

4、的EDTA，结果显示添加不同浓度的EDTA均比不加EDTA的对照组生长速率快，这表明EDTA能够促进藻类对胶体态铁的吸收，但是实验同时又表明过高EDTA的加入反而会使其对铁吸收的促进作用有所降低。在本次实验中加入5X10一Smol／L的EDTA时海洋微藻达到最大生长速率。实验表明当N／P比值接近Redfield比值时，藻类的生长最好。在不同氮磷比和氮源条件下，添加5×104mol／L铁比添加5×101'mol／L铁使微藻有更高的生长速率和叶绿素a含量。铵氮作为氮源时两者的差别很小，而硝酸氮作为氮源时两者的差别较大。海洋微藻在不同氮源条件下对铁的吸收速率不同，在硝酸氮环境下微藻对铁的吸收速率大于

5、铵氮条件下微藻对铁的吸收速率，这说明铵氮环境下生长的浮游植物对铁的需求小于硝酸氮环境下浮游植物对铁的需求。这是因为当硝酸氮作为氮源时，藻细胞吸收硝酸氮后必须在细胞内通过硝酸氮还原酶以及亚硝酸氮还原酶将其转化为铵氮才能利用，而在这些过程中需要铁辅助因子的参与。因此当藻类吸收硝酸氮时，对铁的摄入量会增加，本实验的结果很好地印证了以上过程。当铁的加入浓度较高时，藻类对硝酸氮的吸收速率增大。但是当铵氮作为氮源时，藻细胞可以直接吸收利用还原态的铵，合成氨基酸、蛋白质等，因此铁对铵氮的吸收影响不大。另外实验还表明，当水体中硝酸氮和铵氮浓度大小相似时，海洋微藻优先吸收铵氮，铵氮环境下微藻的生长速率和叶绿素a

6、含量大于硝酸氮环境。这充分反映了藻类对硝酸氮和铵氮不同的吸收机制。铵氮被吸收及通过细胞壁的输运过程中是不用消耗能量的，可以直接在细胞内被同化利用；而硝酸氮在整个吸收、利用和同化过程中都是消耗能量的。在两组混合培养中(中肋骨条藻和青岛大扁藻混合培养组，旋链角毛藻和具齿原甲藻混合培养组)，在高光强(4000Lux)和不加铁的条件下，青岛大扁藻竞争抑制中肋骨条藻的生长，而旋链角毛藻和具齿原甲藻混合培养组没有产生抑制作用。在加铁后，青岛大扁藻对中肋骨条藻生长的抑制作用加强，旋链角毛藻对具齿原甲藻也产生了明显的抑制作用。不同氮磷比对混合培养组藻的相互抑制作用影响不大。铵氮作为氮源比硝酸氮作为氮源使青岛大

7、扁藻和旋链角毛藻分别相对于中肋骨条藻和具齿原甲藻显示了更强的抑制作用。在低光强(800Lux)下，混合培养组中两种藻均生长缓慢，没有产生抑制作用。关键词：铁；微藻；硝酸氮、铵氮、磷酸盐；光强；一次性培养±里塑堂查兰塑主兰笪丝壅一——Interactionsbetweeniron，lightandnitrogennutrientsonthegrowthofmarinemicroalgaeSevera